CN103506581A - 一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，包括微波源、机架、排湿系统和控制系统，机架上设有用于放置砂型的谐振腔，微波源通过波导管将微波输出至谐振腔；所述排湿系统连接至所述谐振腔，以排出烘干过程中产生的水蒸气；所述控制系统与所述排湿系统和所述微波源通讯连接并控制所述排湿系统和所述微波源，以便对所述砂型的表面温度和所述谐振腔内的湿度进行检测和控制。根据该方案，将微波输送至谐振腔对谐振腔内的砂型进行烘干，且该微波烘干设备具有排湿系统，控制系统与微波源和排湿系统通讯连接以控制微波源和排湿系统，实现了对砂型的表面温度和谐振腔内的湿度等参数的检测和控制，更有效地实现砂型的固化干燥。

Description

一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备

技术领域

本发明涉及微波烘干设备，尤其涉及一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备。

背景技术

砂型是在铸造生产中用原砂、黏结剂及其他辅料做成的铸件型腔。按使用黏结剂的不同，砂型可分为黏土砂型、自硬树脂砂型和自硬水玻璃砂型。根据砂型本身建立的强度过程中其粘结机理的不同，造砂型通常可分为三种类型的方法，即机械粘结造型、化学粘结造型和物理粘结造型。在造型过程中，型砂在外力作用下成型并达到一定的紧实度或密度而成为砂型。

砂型经过烘干，可以增加其强度及透气性，减少浇注过程中的发气量，保证铸件质量。但由于造型、制芯所用材料不同以及尺寸大小各异，砂型的烘干工艺也有所不同。目前通常采用的是烘干炉或移动式烘炉烘，也有采用加热罩或远红外线炉。这些烘干设备均不能对砂型的烘干过程进行有效的控制，特别是对于厚度达到400毫米的大尺寸砂型，其烘干均匀性差；烘干时间长，效率低；能耗高，无法有效地实现砂型的固化干燥。因此，有必要针对现有技术中存在的上述缺陷进行改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，所述微波烘干设备结构简单，可以更有效地实现砂型的固化干燥。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大尺寸适合于砂型烘干的微波烘干设备，包括微波源、机架、排湿系统和控制系统，所述机架上设有用于放置所述砂型的谐振腔，所述微波源通过波导管将微波输出至所述谐振腔；所述排湿系统连接至所述谐振腔，以排出烘干过程中产生的水蒸气；所述控制系统与所述排湿系统和所述微波源通讯连接并控制所述排湿系统和所述微波源，以便对所述砂型的表面温度和所述谐振腔内的湿度进行检测和控制。

进一步地，所述微波烘干设备还包括用于在烘干过程中旋转所述砂型的旋转系统。

进一步地，所述旋转系统包括旋转电机、传动机构和旋转托盘，所述旋转托盘用于承载所述砂型。

进一步地，所述旋转系统用于在烘干过程中匀速旋转所述砂型。

进一步地，所述微波烘干设备还包括用于在烘干过程中选择性地向所述谐振腔供给热风的热风辅助系统。

进一步地，所述控制系统根据烘干过程中所述砂型的表面温度和/或所述谐振腔内的湿度，对烘干过程进行检测，保证砂型烘干质量。

进一步地，所述热风辅助系统包括热源和风机。

进一步地，所述热源为过热蒸汽热源或电加热热源，所述谐振腔的底部具有热风送入口，所述热风辅助系统还包括根据工艺要求对所送入的热风的温度及流量进行调节的调节装置。

进一步地，所述微波烘干设备还包括用于移动和承载所述砂型的移载系统。

进一步地，所述移载系统包括上移载车，所述上移载车用于将所述砂型推入所述谐振腔中并支承所述砂型。

进一步地，所述微波烘干设备还包括用于进行烘干过程可视化管理的视频监控系统。

进一步地，所述微波源为915兆赫兹的工业微波源，并采用工业915兆赫兹的微波电源与915兆赫兹的微波磁控管相匹配产生微波。

进一步地，所述控制系统包括PLC控制系统，还包括用于检测所述砂型的表面温度的红外测温传感器和用于检测所述谐振腔内湿度的湿度传感器。

进一步地，所述排湿系统包括排湿管道和排湿风机，所述排湿管道连接至所述谐振腔的上部。

进一步地，所述谐振腔设有带扼流抑制机构的门体，以减小微波泄漏量。

根据本发明的技术方案，由于将微波源产生的微波输送至谐振腔对谐振腔内的砂型进行烘干，且该微波烘干设备具有排湿系统，控制系统与微波源和排湿系统进行通讯连接以控制所述微波源和排湿系统，从而实现了对砂型的表面温度和谐振腔内的湿度等参数的检测和控制，可以更有效地实现砂型的固化干燥。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的微波烘干设备的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种改进的微波烘干设备，其适合于大尺寸砂型烘干，包括微波源、机架、排湿系统和控制系统，所述机架上设有用于放置所述砂型的谐振腔，所述微波源通过波导管将微波输出至所述谐振腔；所述排湿系统连接至所述谐振腔，以排出烘干过程中产生的水蒸气；所述控制系统与所述排湿系统和所述微波源通讯连接并控制所述排湿系统和所述微波源，以便对所述砂型的表面温度和所述谐振腔内的湿度进行检测和控制。

图1是根据本发明实施例的微波烘干设备的结构示意图，如图1所示，该微波烘干设备包括微波源10、机架20、排湿系统和控制系统。

其中，机架20为该微波烘干设备的主要承载部分，其由方管焊接而成，外层覆盖钣金件，表面喷漆或喷塑。机架20上设有谐振器30，其中用于放置待烘干的砂型60。微波源10通过上、下两根波导管11连接到谐振腔30，从而将微波输出至谐振腔30。该微波经波导管11导入谐振腔30内，形成了均匀的微波场，烘干后的砂型可以获得较好的强度和透气性。

对于本发明所述的大尺寸砂型而言，其厚度通常达到400mm以上，甚至达到600mm。为了更好地实现砂型的固化干燥效果，发明人根据大尺寸砂型烘干的特点，经过反复研究，选择了波长长和穿透性好的915微波，即微波源10优选为915兆赫兹的工业微波源，并采用工业915兆赫兹的微波电源与915兆赫兹的微波磁控管相匹配产生微波。

该915微波源主要包括微波电源、磁控管、环行器、水负载和波导等组成部件，微波输出功率连续可调，以满足不同的工艺要求。

谐振腔30可以是密闭的结构，且设有带扼流抑制机构及微波吸收装置的门体，以方便砂型的出入和减小微波泄漏量，使得微波泄漏量小于国家标准（5mW/cm²）。

该排湿系统包括排湿管道71和排湿风机72，排湿管道71连接至谐振腔30的上部。在排湿风机72的带动下，该排湿系统用于将烘干过程中产生的水蒸气从谐振腔30中排出，从而加速烘干过程，改善砂型的烘干效果。

控制系统与排湿系统和微波源10通讯连接，并用于对砂型60的表面温度和谐振腔30内的湿度进行检测和控制。控制系统主要由PLC控制系统及相关模块、低压电器元器件等组成，可实现烘干过程中各种工艺参数的自动检测及执行。通过分析检测到的各种工艺参数，控制系统可以根据预先设定的砂型特性数据和目标参数，即时地调整微波源的输出功率以及排湿系统的功率，从而更好地控制烘干过程中的各种参数，实现了自动化调整和最优化控制的有益效果。

优选地，控制系统可以包括PLC控制系统，还包括用于检测砂型60的表面温度的红外测温传感器和用于检测谐振腔30内湿度的湿度传感器。红外测温传感器可以安装在谐振腔30的腔体侧面和/或顶面，以便在砂型60的烘干过程中准确地测量砂型60的表面温度。湿度传感器则可以安装在排湿管道71内的合适位置，以便准确测量谐振腔30中的湿度。

该微波烘干设备还可以包括旋转系统，其用于在烘干过程中旋转砂型60。参见图1，所述旋转系统包括旋转电机41、传动机构42和旋转托盘43。旋转托盘43用于承载砂型60，并用于旋转砂型60。

优选地，旋转系统可以在烘干过程中匀速旋转砂型60。这样，在旋转电机41及旋转托盘43的作用下，砂型60可以在微波场内匀速转动，实现微波辐射的均匀性，可以让砂型60各个部位的受热更加均匀，有利地改善了固化干燥效果。

该微波烘干设备还可以包括热风辅助系统，其用于在烘干过程中选择性地向谐振腔30供给热风。所述热风辅助系统包括热源和风机，热源可以采用过热蒸汽或电加热的形式，并且可以将热风从谐振腔30的底部送入。例如，可以从谐振腔30底部专门设置的热风送入口80，将热风送入。通过从谐振腔30的底部送入热风，由于热风的向上流动性，可以从下至上地加热谐振腔30中放置的砂型60，然后携带着水蒸气经排湿管道71排出。这样，使其与砂型60之间进行了尽可能充分的热交换，充分利用了热风的热量。

而且，所述热风辅助系统还包括根据工艺要求对所送入的热风的温度及流量进行调节的调节装置。在烘干过程中，热风的温度和流量可以根据工艺条件进行较大幅度的调节，有效地弥补了微波源10加热可能存在的局限，提高了烘干过程的可控制性和烘干效率。

该微波烘干设备还可以包括用于移动和承载所述砂型的移载系统，所述移载系统包括上移载车50，上移载车50用于将所述砂型推入谐振腔30中并支承砂型60，该移载系统还可以包括用于转运砂型的下移载车。并且，还可以在该微波烘干设备之外设置移载装置，其可以与谐振腔30内的上移载车50配合，方便砂型60的取放操作。

此外，该微波烘干设备还可以视频监控系统，从而实现烘干过程的可视化管理，有利于随时直观地发现烘干过程中可能出现的问题。

在图1所示的整个设备中，该微波烘干设备包括微波源10、机架20、谐振腔30、排湿系统、控制系统、热风辅助系统和旋转系统等，通过控制系统与微波源10、排湿系统、热风辅助系统和旋转系统之间的通讯连接，实现在烘干过程中对微波输出功率、托盘转动速度、热风温度及流量、温度和湿度等各种参数的自动检测及控制，对砂型的整个烘干过程进行了良好的控制，有效地实现了砂型的固化干燥。

前面根据实施例描述了本发明的微波烘干设备，但该微波烘干设备并不仅限于该实施例中所述的部件和/或连接关系。例如，微波烘干设备也可以不包括旋转系统、热风辅助系统、移载系统和视频监控系统，仍然能够实现其基本目的；微波源也不限于915兆赫兹的工业微波源。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，包括微波源（10）、机架（20）、排湿系统和控制系统，其特征在于，所述机架（20）上设有用于放置所述砂型（60）的谐振腔（30），所述微波源（10）通过波导管（11）将微波输出至所述谐振腔（30）；所述排湿系统连接至所述谐振腔（30），以排出烘干过程中产生的水蒸气；所述控制系统与所述排湿系统和所述微波源（10）通讯连接并控制所述排湿系统和所述微波源（10），以便对所述砂型（60）的表面温度和所述谐振腔内的湿度进行检测和控制。

2.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述微波烘干设备还包括用于在烘干过程中旋转所述砂型（60）的旋转系统。

3.根据权利要求2所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述旋转系统包括旋转电机（41）、传动机构（42）和旋转托盘（43），所述旋转托盘（43）用于承载所述砂型（60）。

4.根据权利要求2所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述旋转系统用于在烘干过程中匀速旋转所述砂型（60）。

5.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述微波烘干设备还包括用于在烘干过程中选择性地向所述谐振腔（30）供给热风的热风辅助系统。

6.根据权利要求5所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述控制系统根据烘干过程中所述砂型（60）的表面温度和/或所述谐振腔内的湿度，对烘干过程进行检测，保证砂型烘干质量。

7.根据权利要求5所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述热风辅助系统包括热源和风机。

8.根据权利要求7所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述热源为过热蒸汽热源或电加热热源，所述谐振腔（30）的底部具有热风送入口（80），所述热风辅助系统还包括根据工艺要求对所送入的热风的温度及流量进行调节的调节装置。

9.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述微波烘干设备还包括用于移动和承载所述砂型的移载系统。

10.根据权利要求9所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述移载系统包括上移载车（50），所述上移载车（50）用于将所述砂型推入所述谐振腔（30）中并支承所述砂型（60）。

11.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述微波烘干设备还包括用于进行烘干过程可视化管理的视频监控系统。

12.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述微波源（10）为915兆赫兹的工业微波源，并采用工业915兆赫兹的微波电源与915兆赫兹的微波磁控管相匹配产生微波。

13.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制系统，还包括用于检测所述砂型的表面温度的红外测温传感器和用于检测所述谐振腔内湿度的湿度传感器。

14.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述排湿系统包括排湿管道（71）和排湿风机（72），所述排湿管道连接至所述谐振腔（30）的上部。

15.根据权利要求1所述的适合于大尺寸砂型烘干的微波烘干设备，其特征在于，所述谐振腔（30）设有带扼流抑制机构及微波吸收装置的门体，以减小微波泄漏量。