CN104246402B - 用于高效微波干燥挤压蜂窝结构的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于高效微波干燥挤压蜂窝结构的系统和方法。这些方法包括沿相反方向传送第一和第二组蜂窝结构通过多个施加器腔。每个蜂窝结构具有含水量M_C，且每个腔内的蜂窝结构限定其中的平均含水量M_CA在40％至60％之间。这些方法包括用微波辐射照射所述腔内的所述第一和第二组蜂窝结构，所述微波辐射具有输入微波功率量P_I，所述输入微波功率量P_I产生来自所述蜂窝结构的反射微波功率量P_R，其中P_R<(0.2)P_I。这允许在每个腔内保持相对高的微波功率。还公开了成批微波干燥方法。

Description

用于高效微波干燥挤压蜂窝结构的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§120要求2011年11月29日提交的美国专利申请序列号第13/306,359号的优先权权益，本申请所依赖的内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及挤压蜂窝结构的微波干燥，且具体涉及挤压蜂窝结构的高效微波干燥的系统和方法。

背景技术

微波辐射用于干燥通过挤压形成的蜂窝结构，并用于诸如发动机过滤器、催化转化器等的各种应用。与常规基于热的烘箱干燥相比，微波干燥提供较高的干燥速率并且通常更快，因为蜂窝结构或“料段”通过微波能与料段内的水的相互作用而直接被加热。

在微波干燥器内实施微波干燥，微波加热器包括至少一个施加器，且通常具有一系列施加器，例如两个或三个。引入给定施加器的微波辐射的一部分在干燥过程期间被吸收(消散)在料段内。微波功率消散的量通常与料段内的含水量(湿度)成比例。例如，湿料段(例如新挤压料段)会通常比干燥料段吸收更多功率。在干燥过程期间，未被蜂窝结构吸收的微波辐射或者被施加器内的其它材料吸收或者被反射会发生器且因此并不有助于干燥过程。大量反射的微波辐射可造成生产率下降、制造过程低效、并损坏微波辐射源(例如磁控管)。

为了具有高效的微波过程，理想的是保持给定施加器内反射微波功率的量在可接受限值或阈值内，例如小于输出功率的约20％。当料段接近干燥且接近准备排出施加器干燥过程结束时，施加器系统或反射大量微波功率。因此，为了将反射的微波功率量保持在可接受限值内，需要减少微波辐射(功率)的量。尽管有效，但该方法致使施加器利用不足。

发明内容

本发明的各方面涉及在施加器内高效进行蜂窝结构的微波干燥的系统和方法。这些系统和方法包括提供湿的和部分干燥蜂窝结构的交叉流动以确保在施加器内总是存在湿的和部分干燥蜂窝结构。该布置确保湿蜂窝结构存在于所有施加器内，这防止每个施加器内的反射功率较低。这允许施加器更接近其最大能力运行。这些系统包括用于向典型微波干燥器内的一个或多个施加器提供湿的和部分干燥蜂窝结构的良好混合的各种传送构造。

本发明的一方面是一种在具有至少一个施加器的微波干燥器内高效干燥蜂窝结构的方法。该方法包括：将第一组和第二组每组至少一个蜂窝结构沿相反方向传送通过具有腔的至少一个施加器，其中每个蜂窝结构具有含水量M_C，且其中干燥期间所述腔内所有蜂窝结构平均的平均含水量M_CA在40％至60％之间。该方法还包括：用微波辐射照射腔内的第一和第二组蜂窝结构以实行干燥。该微波照射具有输入微波功率量P_I，所述输入微波功率量P_I产生来自所述蜂窝结构的反射微波功率量P_R，其中P_R<(0.2)P_I。

本发明的另一方面是一种在具有腔的微波施加器内微波干燥成批配置的挤压蜂窝结构或“料段”的方法。该方法包括：将多个第一湿料段布置在所述腔内，并以第一输入微波功率在第一干燥时段内微波干燥所述第一湿料段以从所述第一湿料段形成一个或多个部分干燥料段。该方法还包括：在所述第一干燥时段之后，将至少一个所述部分干燥料段换成至少一个第二湿料段。该方法然后包括：以等于或大于所述第一微波输入功率的第二输入微波功率在第二干燥时段内微波干燥停留在所述腔内的所述料段。

本发明的一方面是一种微波干燥挤压料段的系统。该系统包括：一个或多个施加器，每个施加器具有腔。该系统还具有第一和第二传送器，该第一和第二传送器构造成沿相反方向传送第一和第二组料段通过每个腔。每个料段具有含水量M_C。各料段限定干燥期间腔内所有料段平均的平均含水量M_CA，其中40％≤M_CA≤60％。该系统还具有至少一个微波照射发生源，该至少一个微波照射发生源相对于至少一个施加器和其腔操作地布置。所述微波发生源构造成用微波辐射照射所述腔内的所述第一和第二组料段以实现干燥。该微波照射具有输入微波功率量P_I，所述输入微波功率量P_I产生来自所述蜂窝结构的反射微波功率量P_R，其中P_R<(0.2)P_I。

本发明的一方面是一种在微波干燥器内高效干燥料段的方法，所述微波干燥器具有第一端部施加器和第二端部施加器，第一端部施加器和第二端部施加器具有相应的第一和第二腔。该方法包括：将第一湿料段从所述第一腔传送到所述第二腔，同时微波干燥所述第一腔内的所述第一湿料段以形成第一部分干燥料段，所述第一部分干燥料段进入所述第二腔，并微波干燥在所述第二腔内的所述第一部分干燥料段以形成第一干燥料段，所述第一干燥料段排出所述第二腔。该方法还包括：在微波干燥所述第二腔内的所述第一部分干燥料段期间将第二湿料段从所述第二腔传送到所述第一腔，由此形成第二部分干燥料段，所述第二部分干燥料段进入所述第一腔，并然后微波干燥在所述第一腔内的所述第一湿料段期间微波干燥所述第一腔内的所述第二部分干燥料段以形成第二干燥料段，所述第二干燥料段排出所述第一腔。

本发明的一方面是一种微波干燥挤压料段的方法。该方法包括：将第一和第二组湿料段分别布置在具有第一腔的第一施加器的第一端和具有第二腔的第二施加器的第二端。该方法还包括：将所述第一和第二组料段反向传输通过所述第一和第二施加器腔，同时保持每个腔内大致相等的输入微波功率量。该方法还包括：将所述第一组湿料段作为第一组接近干燥料段或干燥料段从所述第二腔输出，并将所述第二组湿料段作为第二组接近干燥料段或干燥料段从所述第一腔输出。

应理解，前述总体描述和以下详细描述都是本发明的示例，且布衣图提供理解所要求保护的本发明的特性和特征的概述或框架。包括附图以提供本发明的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。附图示出本发明的各实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

本发明的另外的特征和优点在下面的详细说明中予以阐述，并且对于本领域技术人员而言，一部分可从说明中变得明白或通过实施在此所述的本发明得以认知，包括以下详细描述、权利要求书和附图。包含权利要求书且权利要求书构成下述详细描述的一部分。

附图说明

图1是具有三个施加器的示例现有技术微波干燥器的剖视图；

图2是图1的现有技术微波干燥器的俯视剖切视图，但为了便于说明没有微波发生系统；

图3是微波功率(kW)与时间(秒)的曲线图，示出对应于输入微波功率的测得量P_I的第一组数据和对应于最湿状态、半湿状态、和接近干燥状态下蜂窝结构(料段)的反射微波功率的测得量P_R的第二组数据，如虚线竖直线所指示的；

图4是用于微波干燥器内三个不同施加器的输入微波功率P_I(kW)的条形图，一组数据(黑色条)指示用于施加器的现有技术输入功率，另一组数据(白色条)指示用于根据本发明施加器的输入功率；

图5是示例微波干燥器构造的图2的示意图，该实例微波干燥器构造利用位于相同平面内并沿相反方向移动的两个传送器，使得料段沿相反方向传送通过施加器，由此在给定施加器腔内保持大致相同的总体料段含水量；

图6是类似于图1的示意图，并示出类似于图4的示例微波干燥器构造，但其中传送器在不同平面内；

图7类似于图6，并示出示例微波干燥器构造，其中两个传送器通过传送器段连结以形成单个传送器；

图8类似于图7，并示出示例微波干燥器构造，其中传送器段包括转移工位以将其中的托盘和料段从一个传送器转移到另一个；

图9是反射微波功率P_R(％)与用于五个示例微波干燥条件的示例编号的曲线图；

图10至14示出多个料段在施加器腔内的示例施加器，并示出增加干燥效率的料段的成批微波干燥的示例方法。

本发明的其它特征和优点在以下详细描述中阐述且对本领域的技术人员从说明书会显现出来，或通过实践本文、说明书和附图描述的内容而认识到。

在某些图中示出笛卡尔坐标系是为了参考并不意在限制方向或定向。

具体实施方式

图1是具有三个施加器的示例现有技术微波干燥器10的剖视图。图2是图1的现有技术微波干燥器的俯视剖切视图，但为了便于说明没有示出微波发生系统。

微波干燥器10具有分别用作输入和输出端的第一和第二端12和14。微波干燥器10包括例如三个施加器20，即20-1、20-2和20-3。通常，使用一个或多个施加器20。第一端12处的施加器20可称为第一端部施加器，第二端14处的施加器20可称为第二部端施加器。在一示例中，微波干燥器10包括至少第一端部和第二端部施加器20(即，至少两个施加器)。微波干燥器10还包括连接相邻施加器20并位于第一和第二干燥器端12和14且用作覆盖件的过渡壳体30。

施加器20各具有顶部22和内腔(“空腔”)24，其尺寸做成容纳多个蜂窝结构或料段110(下文介绍和讨论)，且其中进行蜂窝结构或料段的干燥。施加器20(例如在顶表面22)支承微波发生系统40，该微波发生系统40包括微波源42和微波波导44。微波波导44可操作地布置成将微波辐射(“微波”)50引入施加器腔24。在一实例中，微波50具有与蜂窝结构或“料段”110的直径相当的波长。为了便于说明，微波波导44示出位于腔24内施加器20的顶部22附近。但，微波波导44相对于腔24构造成在腔的、料段110在干燥时所行进经过的区域内提供大致均匀的微波辐射50的分布，如下文讨论的。微波干燥器10包括从输入端12向输出端14延伸穿过每个施加器20的传送器60。

图2中还示出与微波干燥器的输入端12相邻设置并构造成挤压料段110的挤压机系统100。料段110通过挤压机系统100将一批基于陶瓷的材料(未示出)挤压成大致圆柱形状并然后将挤压的材料切割以形成选定长度的料段而形成。料段110具有以重量％给出的含水量M_C，且这里的所有含水量值都是以重量％给出，除非另有描述。在本文以下使用的实例中，含水量M_C定义为料段内的瞬时水分质量除以挤压时料段内的初始水分质量。注意，含水量M_C是变量，且对于不同的料段110会不同。

在一示例中，各料段110具有内部蜂窝结构。用于形成料段110的基于陶瓷的材料可以是本领域已知的并用于形成陶瓷物件、诸如前述发动机过滤器的任何基于陶瓷的材料，其中基于陶瓷的材料具有可通过微波干燥显著改变(例如大于10％)的含水量M_C。在一示例中，基于陶瓷的材料具有含水量M_C，使得料段110可微波干燥为具有M_C≤2％的含水量。符合MC≤2％要求的示例基于陶瓷的材料包括基于钛酸铝(AT)的陶瓷基材料和堇青石。

每个料段110由托盘120支承在传送器60上。各料段110通常具有挤压时的显著含水量，使得新挤压的料段在此称为“湿料段”110W。在一示例中，湿料段110W具有范围75％<M_C≤100％的含水量。此外，各料段110可以是部分干燥的料段110P，其在一实例中具有范围25％≤M_C<75％的含水量，M_C≈50％为示例值。此外，各料段110可以是接近干燥料段110N，其在一示例中具有范围5％≤M_C<25％的含水量。此外，各料段110可以是干燥料段110D，其在一示例中具有范围0％≤M_C<5％的含水量，且在另一示例中具有范围0％≤M_C<2％的含水量。

在一示例中，微波干燥过程期间给定腔24内所有料段110平均的平均含水量M_CA保持在40％至60％之间。

来自挤压机系统100的湿料段110W经由传送器60在微波干燥器10的输入端12处传送到第一施加器20-1的腔24内，并然后传送通过施加器腔。第一施加器20-1经由微波系统40提供具有输入微波功率量P_I1的微波50，其可以部分地干燥湿料段110W，从而它们作为部分干燥料段110P排出第一施加器。在其中部分干燥料段110P具有50％含水量M_C的示例中，料段称为“半干”。

传送器60然后将部分干燥的料段110P传送到并通过第二施加器20-2和其腔24。第二施加器20-2内的微波50具有可进一步干燥部分干燥的料段110P的第二量的微波功率P_I2，从而它们作为接近干燥料段110N排出腔24。

传送器60然后将接近干燥料段110N传送到并通过第三施加器20-3和其腔24。第三施加器20-3内的微波50具有可进一步干燥接近干燥料段110N的第三量的微波功率P_I3，从而它们作为干燥料段110D从腔排出。

图3是微波功率(kW)关于时间(秒)的曲线图，示出两组实验数据。第一组实验数据对应于输入微波功率的测得量P_I。第二组实验数据对应于反射微波功率的测得量P_R。该数据是通过使用915NHz成批微波干燥系统进行实验收集的。实验的第一步是在直径5.66英寸且长度L为8英寸的料段干燥期间监测向前和反射微波功率根据时间的变化。该料段由AT陶瓷基材料制成，其被烧制并然后浸水。

实验期间，观察到一个5.66”x 8”AT基烧制料段浸入水中使得其吸取30重量％的水要在12kW的输入微波功率P_I下花费5分钟来干燥到95％干度。总共六个类似料段花费19分钟来在类似输入功率条件下干燥到相同干度。该实验显示经由非干燥料段在施加器内增加含水量会增加干燥生产率。在该示例中，干燥生产率增加约35％，6个料段在19分钟而非30分钟内干燥。

图3中的数据分成对应于湿料段110W，半干的部分干燥料段110P和接近干燥料段110N的各部分，如虚线竖线所指示的。还示出用于三种施加器的与输入功率P_I1、P_I2和P_I3和反射功率P_R1、P_R2和P_R3相关的曲线的各部分。图3的曲线图是反射功率的量P_R随着增加的料段干度而增加。具体来说，对于湿料段110W，平均反射功率P_R保持较低在约3kW，且对于部分(半湿润)料段110P，其增加到约4.5kW，而对于接近干燥料段110N，其进一步增加到约7.5kW。这清楚表明料段干度(或所述不同料段含水量M_C)对施加器20内料段110的微波干燥期间反射微波功率的量P_R的影响程度。

图4是对于微波干燥器10内三个不同施加器20-1、20-2和20-3的输入微波功率P_I(kW)的条形图。为了控制反射微波功率的量P_R，输入微波功率的量P_I需要随着料段110变干而降低。条形图中的黑色条指示现有技术微波干燥器系统怎样随着料段110变干而以降低的输入微波功率P_I操作，以将反射微波功率P_R保持在可接受程度。

在第一施加器20-1中，相应输入微波功率P_I1相对高在约P_I1＝90kW。在第二施加器20-2中，相应的输入微波功率P_I2降低到约P_I2＝65kW。在第三施加器20-3中，相应的输入微波功率P_I3降低到约P_I3＝15kW。输入微波功率量P_I3的该减小降低料段干燥过程的效率，因为不是所有的可用微波输入功率可用于干燥料段110。

连续干燥过程

图5是类似于图2所示示例微波干燥器10的示意图，并示出用于连续干燥过程的示例系统和方法，连续干燥过程致使料段110能比使用现有微波干燥系统和方法更高效地干燥料段110。图5的微波干燥器10与图1和图12的微波干燥器10基本上相同，除了其包括大致位于相同平面内的两个传送器60A和60B，且沿相反方向(即料段反向传送通过腔24)传送料段110(支承在托盘120内)。

在图5所示的构造中，传送器60A将湿料段110W从第一端12和第一施加器20-1一直传送穿过第三施加器20-3，很像图2所示。但，传送器60B沿相反方向将湿料段110W从第二端14和第三施加器20-3一直传送通过第一施加器20-1，与图2的方式相反。

在一示例中，图5的微波干燥器10包括两个挤压机系统100A和100B，可操作地布置成分别形成由传送器60A和60B所传送的湿料段110W。但，注意，可使用单个挤压机100，且湿料段110W可从单个挤压机输送到相应传送器60A和60B进行处理。

在一示例中，料段110具有比图2所示料段短的轴向长度L(例如轴向长度的一般)。这允许施加器腔24容纳两个传送器60A和60B，其料段110和托盘120如图所示端对端设置。在一示例中，使用本文所述干燥方法干燥的所有料段110对于具有卵形截面的料段具有例如直径Dx和Dy的尺寸，和轴向长度L。在一示例中，料段110具有Dx＝Dy的圆形横截面。

图5所示的料段110的构造允许对每个施加器保持基本上相同的输入微波功率P_I。基本上恒定的输入微波功率的示例量P_I在图4的条形图中示出为白色条，其中P_I1＝P_I2＝P_I3＝65kW。能够对每个施加器20提供大致恒定的输入微波功率P_I是由于干燥过程期间在任何给定时间每个施加器腔24内有基本上相同的平均料段含水量M_CA。

图6示出如图5的微波干燥器那样具有两个传送器60A和60B的示例微波干燥器10，但两个传送器60A和60B位于不同平面内，例如一个直接在另一个上面。该构造提供正在干燥的料段110的更大空间分离。该构造还允许使用全尺寸托盘120和全尺寸料段110。如图5的示例干燥构造中那样，在图6中，两个传送器60A和60B沿相反方向运行，使得干燥过程期间在任何给定时间在每个施加器腔内存在大致相同的平均料段含水量M_CA。

在一示例中，两个挤压机系统100A和100B用在图6的微波干燥器10中以分别在第一和第二微波干燥器端12和14处挤压料段110W，以分别由传送器60A和60B传送。

图7示出类似于图6的示例微波干燥器10，除了两个传送器60A和60B通过传送器部段62操作地连结以形成单个传送器60。在图8所示的示例实施例中，传送器部段62可包括将托盘120和其中的料段110从下部传送器60A转移(例如抬升)到上部传送器60B的传送工位64。在另一示例中，传送器部段62是包括弯曲斜坡的传送器部分，弯曲斜坡使传送器60A和60B形成一个连续传送器。图7和图8的示例构造能够使用一个挤压机系统100。

在图7和图8的示例构造中，分别用于施加器20-1、20-2和20-3的输入微波功率P_I1、P_I2和P_I3设置成使得在传送器60A上的第一端12处进入的料段110W在它们沿不同方向穿过每个施加器两次并在传送器60B上第一端12处排出时会是干燥料段110D。因此，在第一次穿过第一施加器20-1时，湿料段110W变为仍然大部分湿的部分干燥料段110P1(例如2/6干)。这些部分干燥料段110P1然后在它们首次穿过第一施加器20-2时进一步干燥并作为更干一点(例如3/6干)的部分干燥料段110P2排出第二施加器。这些部分干燥料段110P2然后在它们首次穿过第三施加器20-3时进一步干燥并作为再干一点(例如4/6干)的部分干燥料段110P3排出第三施加器。

这些部分干燥料段110P3然后通过传送器部段62传送到上部传送器60B，该上部传送器60B将这些料段沿相反方向传送返回通过第三传送器20-3。这些部分干燥料段110P3然后在它们第二次穿过第三施加器20-3时进一步干燥并作为又干一点(例如5/6干)的部分干燥料段110P4排出第三施加器。这些部分干燥料段110P4然后在它们第二次穿过第二施加器20-2时进一步干燥并作为接近干燥料段110N排出第二施加器。这些接近干燥料段110N然后在其二次穿过第一施加器20-1时进一步干燥并作为干燥料段110D在传送器60B上第一端12处排出第一施加器。因此，在干燥过程中任何给定时间，每个施加器腔24由于其中的料段110包含相同的平均料段含水量值M_CA。这又允许对所有三个施加器20使用基本上相同的输入微波功率量P_I，即P_I1≈P_I2≈P_I3。

电磁模拟

用于形成料段110的诸如陶瓷基材料的材料的复介电常数ε表示为：

ε＝ε'+jε"

(1)

其中ε”是表示电磁辐射吸收的介电常数的虚部，且因此提供材料内发生的电解质加热量的估值。电磁能量的穿透深度由ε’和ε”给出。因此，为了更好描述料段的干燥性能，将电介质常数的实部和虚部组合限定损耗因数：

$\tan \mathrm{\&delta;}=\frac{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;\&prime;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}---\left(2\right)$

单个料段110的微波干燥期间的电介质加热(或功率损失)由耗散功率P_diss给出：

P_diss＝2πfε'tanδ|E_rms|²

(3)

其中f是电磁辐射的频率，且E_rms是微波50的电厂的均方根，|E_rms|²表示微波的强度。

方程(3)指示损耗因数越高，料段110内功率耗散量P_diss越大，且由于沸腾的水分损失越大。因此理想的是具有高损耗因数以确保快速且高效的料段干燥。

进行电磁模拟以验证本文公开的微波干燥系统和方法的性能。图9是反射微波功率P_R(％)与用于五个不同实例微波干燥条件(“实例”)的实例编号的曲线图。所有实例使用相同的陶瓷基材料成分和直径约4英寸且轴向长度36英寸的圆柱形料段形状。

以下表1总结五个实例。实例1、2和3模拟在第一、第二和第三施加器20内的顺次处理，其中湿料段110W进入第一施加器20-1并作为部分干(50％)料段110P排出，其进入第二施加器20-2并作为接近干燥料段110N排出，其然后由第三施加器20-3处理。

参照从图1中模拟结果得到的趋势，实例1示出约25％的反射微波功率P_R，实例2示出约37％的反射微波功率P_R，而实例5示出约90％的反射微波功率P_R。这些数字说明由于反射功率的稍微增加，输入微波功率P_I需要在第二施加器20-2内稍微减少的原因，例如从90kW至65kW，且由于对于干燥料段110D反射微波功率P_R为几乎90％，输入微波功率P_I需要在第三施加器20-3内显著减小的原因，例如从90kW到15kW。

用于实例3和实例4的模拟基于上文结合图5讨论的逆流构造，用于上文确定的料段110的组合。模拟两个逆流式构造(即在相同平面和不同平面上的传送器60A和60B)。实例3示出比实例2稍高的反射微波功率P_R，使得用于实例2和3的输入微波功率P_I可以大约相同。实例4示出对于实例2和3反射微波功率P_R大约相同，使得输入微波功率P_I也可大约相同。

电磁模拟表面在逆流式干燥构造中，所有的施加器20可以大致相同的输入微波功率P_I运行。电磁模拟结果作为白色条绘制在图4的上述条形图中，并与现有技术黑色条相比较，如上文所述。这些模拟表明，用于三个施加器20的总输入微波功率P_IT＝P_I1+P_I2+P_I3可以是65kW×3＝195kW，与使用图1和2所示现有技术干燥构造的(90kw+65kw+15kW)＝170kW相比较。这表示可使用的输入微波功率量P_I约15％的增加，其大致转换成微波干燥效率的15％的增加。

成批微波干燥

图10至14示出多个料段在施加器腔24内的示例施加器20，并示出增加干燥效率的料段110的成批微波干燥的示例方法。

在图10至12的示例施加器20中，料段110放入腔24内和从腔24移出(例如经由未示出的门)而不是如图5所示从第一端12向第二端14传送通过腔。料段110由板27支承，在该示例实施例中，板27在微波干燥过程期间转动。

参照图10，成批微波干燥方法包括将料段110引入腔24内，其中所有的料段是第一湿料段110W。第一湿料段110W限定对于给定的输入微波功率量P_I、第一湿料段都变成干燥料段110D的总干燥时间，由于随着料段变得更干反射微波功率量P_R的增加，给定的输入微波功率量P_I随时间减小。

接着参照图11，在小于总干燥时间的第一时段以第一输入微波功率P_I1用微波50照射第一湿料段110W。然后参照图12，在微波干燥停止后，至少部分干燥料段110P中的至少一个(即可包括未示出的接近干燥料段110N或干燥料段110D)被换成至少一个新(第二)湿料段110W。

在图13中，在换出料段110之后，用腔24内料段110的新构造和第二输入微波功率P_I2在第二时段继续微波干燥过程。第二输入微波功率P_I2与第一输入微波功率P_I1相同或更大。然后可通过将任何部分干燥、接近干燥或干燥料段110换成湿料段110W而重复该过程。

至少一个新的湿料段110W可认为是牺牲性料段，在某种意义上其在表面上使用以允许第二输入微波干燥功率P_I2至少与第一输入微波功率P_I1一样大并避免由于涉及反射微波功率量P_R而必须减小第二输入微波功率。这允许由第一组湿料段110W形成的其余非湿料段110的快速干燥。

牺牲性湿料段110W换出非湿料段110P或110N基于前述总干燥时间来实施。在一实例中，在总干燥时间过程中可将各湿料段110W一次或多次放入腔24以替换更干燥的料段110P、110N、110D或这些料段的组合。在一实例中，组合的第一和第二干燥时间加起来小于总干燥时间。换言之，未换出腔24的非湿料段110最终比如果所有第一湿料段110W留在腔内并干燥直到它们变为干燥料段110D的情况干燥更快。

在一实例中，采用构造成提供施加器腔24内微波50的微波场分布的增加均匀度的至少一个微波均匀化装置25。微波均匀化装置25可包括例如模式搅拌器或转动板27。

用新湿料段110W更换部分干燥料段110P或接近干燥料段110N保持腔24内的总料段含水量M_C高于如果开始是所有料段为湿料段110W以允许逐渐变成接近干燥料段110N的情况。于是，可维持输入微波功率P_I而不是必须降低以保持较低的反射微波功率量P_R。在图13中，然后用料段110的新构造重新开始微波干燥过程，直到各料段改变其干度状态以到例如图14所示。然后将接近干燥料段110N换出为新湿料段110W并重复微波干燥过程。

该方法将湿料段110W持续移动到腔24内代替接近干燥料段110N或干燥料段110D，使得反射微波功率量保持较低，允许输入微波功率量保持比如果接近干燥或杆料段允许与其它正在干燥料段同时保持在腔内的情况相对较高。

本发明的系统和方法通过降低反射微波功率量在更好使用现有设备方面提供成本节约和能量降低。其它优点可包括更好的过程控制和可预测性、较高的料段生产量、增加的干燥效率和改进的由干燥料段制成的洁具质量。

尽管参照各具体方面和特征描述了本文的各实施例，但应理解，这些实施例仅是说明所需原理和应用。因此应理解，可对说明性实施例进行多种更改，且可设计其它布置而不偏离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (22)

1.一种在具有至少一个施加器的微波干燥器内高效干燥蜂窝结构的方法，包括：

将第一组和第二组每组至少一个蜂窝结构沿相反方向传送通过具有腔的至少一个施加器，其中每个蜂窝结构具有含水量，且其中干燥期间所述腔内所有蜂窝结构平均的平均含水量在40％至60％之间；以及

用微波辐射照射所述腔内的所述第一和第二组蜂窝结构以实行干燥，所述微波辐射具有输入微波功率量P_I，所述输入微波功率量P_I产生来自所述蜂窝结构的反射微波功率量P_R，其中P_R<(0.2)P_I。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：多个施加器，且还包括在每个所述腔内提供相同量的输入微波功率P_I。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述施加器的所述腔内的所述平均含水量相同。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每个施加器内的所述平均含水量为50％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组至少一个蜂窝结构包括一个或多个湿蜂窝结构，每个湿蜂窝结构具有大于75％的第一含水量，且其中所述第二组至少一个蜂窝结构包括一个或多个接近干燥蜂窝结构，每个接近干燥蜂窝结构具有5％至25％之间的第二含水量。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在位于大致共同平面内反向运动的传送器上传送所述第一和第二组蜂窝结构。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在不同平行平面内的反向运动的传送器上传送所述第一和第二组蜂窝结构。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反向运动的传送器操作地连接以形成单个连续的传送器。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：使用单个挤压机系统或第一和第二挤压机系统挤压所述第一和第二组蜂窝结构。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：使每个蜂窝结构沿相反方向穿过每个施加器两次。

11.一种在具有腔的微波施加器内微波干燥成批配置的挤压料段的方法，包括：

在所述腔内布置多个第一湿料段；

以第一输入微波功率在第一干燥时段内微波干燥所述多个第一湿料段以从所述多个第一湿料段形成一个或多个部分干燥料段；

在所述第一干燥时段之后，将至少一个所述部分干燥料段更换成至少一个第二湿料段；以及

在所述更换之后，以等于或大于所述第一输入微波功率的第二输入微波功率在第二干燥时段内微波干燥停留在所述腔内的所述料段。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，每个料段具有含水量M_C，并还包括保持所有料段含水量M_C的平均含水量M_CA，使得40％≤M_CA≤60％。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：将所述平均含水量M_CA保持在50％。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一湿料段限定所述第一湿料段变成干燥料段的总干燥时间，并还包括小于所述总干燥时间的所述第一和第二干燥时段。

15.一种微波干燥挤压料段的系统，包括：

一个或多个施加器，每个施加器具有腔；

第一和第二传送器，所述第一和第二传送器构造成沿相反方向将第一和第二组料段传送通过每个腔，每个料段具有含水量M_C，且其中所述料段限定干燥期间所述腔内所有料段的平均含水量M_CA，其中40％≤M_CA≤60％；

至少一个微波辐射发生源，所述至少一个微波辐射发生源操作地布置成将微波辐射引入至少一个施加器的腔中，所述微波发生源构造成用微波辐射照射所述腔内的所述第一和第二组料段以实行干燥，所述微波辐射具有输入微波功率量P_I，所述输入微波功率量P_I产生来自蜂窝结构的反射微波功率量P_R，其中P_R<(0.2)P_I。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一和第二传送器操作地连接以形成单个连续的传送器。

17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括：所述第一和第二传送器设置在相同平面或不同平行平面上。

18.一种在微波干燥器内高效干燥料段的方法，所述微波干燥器具有第一端部施加器和第二端部施加器，所述第一端部施加器和第二端部施加器具有相应的第一和第二腔，包括：

将第一湿料段从所述第一腔传送到所述第二腔，同时微波干燥所述第一腔内的所述第一湿料段以形成第一部分干燥料段，所述第一部分干燥料段进入所述第二腔，并微波干燥在所述第二腔内的所述第一部分干燥料段以形成第一干燥料段，所述第一干燥料段排出所述第二腔；以及

在微波干燥所述第二腔内的所述第一部分干燥料段期间将第二湿料段从所述第二腔传送到所述第一腔，由此形成第二部分干燥料段，所述第二部分干燥料段进入所述第一腔，并微波干燥在所述第一腔内的所述第一湿料段期间微波干燥所述第一腔内的所述第二部分干燥料段以形成第二干燥料段，所述第二干燥料段排出所述第一腔。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：将第一和第二微波功率量P_I1和P_I2分别输入到所述第一和第二腔，其中P_I1≈P_I2。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，每个腔由于其中的所述料段而具有与其相关的反射微波功率量P_R1和P_R2，且其中P_R1与P_R2相同，且其中P_R1<(0.2)P_I1且P_R2<(0.2)P_I2。

21.一种微波干燥挤压料段的方法，包括：

将第一和第二组湿料段分别布置在具有第一腔的第一施加器的第一端和具有第二腔的第二施加器的第二端；

将所述第一和第二组湿料段反向传输通过所述第一施加器的所述第一腔和所述第二施加其的所述第二腔，同时保持每个腔内相等的输入微波功率量；以及将所述第一组湿料段作为第一组接近干燥料段或干燥料段从所述第二腔输出，并将所述第二组湿料段作为第二组接近干燥料段或干燥料段从所述第一腔输出。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：保持所述第一和第二腔中每个内的平均含水量为40％至60％之间。