CN106426472B - 基于微波加热的木材膨化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于微波加热的木材膨化装置，它包括高密度场微波单模加热腔(4)、连接在高密度场微波单模加热腔(4)两侧的高温热风装置(3)，与高温热风装置(3)相连的对称微波泄露抑制器段(2)，安装在对称微波泄露抑制器段(2)内的对称物料升降传动装置(6)，传输带穿过高密度场微波单模加热腔(4)和对称微波泄露抑制器段(2)，下部传输带上安装有传输带限位调节装置(5)；传输带与动换柜设备传动装置(1)相连。本发明结构设计合理，首次在木材膨化设备上利用高场强的单模腔微波装置，不仅木材膨化率高，且微波的利用率高，木材膨化过程中的易附着物不易污染馈口，打火几率小，安全稳定。

Description

基于微波加热的木材膨化装置
技术领域
本发明涉及微波加热装备技术领域，具体涉及一种用于木材行业的高场强微波加热膨化装置。
背景技术
国内外应用于木材的微波技术研究始于本世纪初，大部门的研究主要集中在微波处理对木材微观构造、渗透性、力学性能和干燥速率的影响上。目前国内大部分的木材膨化微波设备主要集中在2450MHz小多管设备研究中，设备的功率往往在几十千瓦左右，由于小型磁控管的转化效率低且穿透深度有限，使微波木材膨化的研究一直停留在研究阶段，少数的915MHz大多管设备由于整个设备功率大小限制，使木材膨化的产业化设计受到局限。
发明内容
本发明目的在于首次提供一种结构设计优良，可应用于产业化的基于微波加热的木材膨化装置，该装置可提高微波加热过程中的场强密度及抑制微波泄漏的能力，并且可有效降低馈口表面的附着物，降低打火情况，安全性，实用性强。
技术方案：为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于微波加热的木材膨化装置，它包括高密度场微波单模加热腔、连接在高密度场微波单模加热腔两侧的高温热风装置，与高温热风装置相连的对称微波泄露抑制器段，安装在对称微波泄露抑制器段内的对称物料升降传动装置，传输带穿过高密度场微波单模加热腔和对称微波泄露抑制器段，位于高密度场微波单模加热腔和对称微波泄露抑制器段下部的传输带上安装有传输带限位调节装置；传输带与动换柜设备传动装置相连。
作为优选方案，以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的动换柜设备传动装置包括动力柜、换向柜以及连接动力柜与换向柜的网式传输带。动力柜与换向柜分别放置于整个木材膨化装置的两端，两者均通过机架与整个设备进行连接，网式传动带则在动力柜与换向柜之间进行传输物料。该动换柜设备传动装置改变了传统的动换柜结构，对动力滚筒及换向滚筒进行结构修改，使设备传输带整个在凹槽内运行的同时，传输带中的导条结构同样在另一个凹槽内运行，可保证物料运行过程中的稳定性及极大程度上降低传输带跑偏的情况。
作为优选方案，以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的对称微波泄露抑制器段包括2m的空腔体装置和与空腔体装置相连的0.5m的水套装置。其中，靠近微波加热腔部分为2m的空腔体。该腔体的端面面积小，主要利用空腔体中的物料来吸收微波；空腔体外端则接0.5m的水套装置，主要利用水对微波损耗较大的特点对微波进一步衰减，从而可有效地抑制微波泄漏，安全性能好。
作为优选方案，以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的高温热风装置包括风道入口，与风道入口相连的高温热风段主体，与高温热风段主体连接的风道出口，风道入口处连接有恒温热风装置，风道出口连接有旋风除尘器；高温热风段主体内部安装有导风板，高温热风段主体通过热风主机转化结构与对称微波泄露抑制器段相连，其中热风经过风道口一分为二进入高温热风段主体；高温热风装置安装在高密度场微波单模加热腔的两侧，一端为鼓风结构形式，另一端则为引风结构形式。热风进入到高温热风段主体后由导风板将风平均分布于物料的四周，保持物料四周的风量相同，热风由导风板通过高密度场微波单模加热腔，再由另一端导风板进行收集。
上述高温热风装置，采用前鼓后引的形式，常温下的空气通过恒温热风装置将温度加热到120℃，高温热风经过专门的导风板进入高密度场微波单模加热腔一侧，并以10m/s的速度将水蒸汽及易附着物从另一侧抽走，并通过旋风除尘器进行过滤收集，可保证高密度场微波单模加热腔中的馈口结构不受污染，减少馈口处的打火情况，性能更加稳定可靠。
作为优选方案，以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的高密度场微波单模加热腔包括上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构，左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构，红外测温装置和安装在20kW微波能馈入馈口结构和75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构内部的高分子材料层；所述的上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构相同，且馈入方式相互垂直；左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构馈入方式相互对称。
其中红外测温装置，可防止单模加热腔内物料着火等情况发生。馈口结构内部的高分子材料，微波通过各个馈口馈入到腔体中，高分子材料为防止易附着物进入馈口结构内部。上述高密度场微波单模加热腔，加热腔采用上下左右四处馈口馈入的形式，上下均馈入20kW的微波能，左右两侧采用功分的结构馈入75kW微波能，馈口的结构可保证微波只能为单一的场强模式，从而形成了一段高场强微波单模加热腔，加热效率更高。
上述传输带限位调节装置，为了防止传输带的跑偏，本发明除了在动换柜上进行结构修改外，在传送带回程部分每隔一段距离进行了传输带的限位，传输带的回程部分可根据限位调节装置进行传送带的松紧调节，可很大程度上降低传输带跑偏的情况。
作为优选方案，以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，上述对称物料升降传动装置包括物料升降装置及齿轮传动装置，所述的物料升降装置的两端设有传动丝杆，齿轮传动装置通过两对锥齿轮结构和传动丝杆对物料升降装置进行同步的升降运行，从而根据物料的尺寸不同调节物料升降装置，使物料保持在高密度场微波单模加热腔的中心。物料升降传动装置放置于对称微波泄露抑制器中，可根据物料的尺寸调节物料传动装置，使物料中心在对称微波泄露抑制器段及高密度场微波单模加热腔中始终位于加热腔中心部位，确保物料在加热腔四个方向上微波场强和热风量的均匀性。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的基于微波加热的木材膨化装置的显著优点有：
1、微波加热腔单模形式，场强密度及功率密度得到提高，单面积场强可达到237kW/m2；
2、大大降低了抑制器的复杂性，提高了抑制微波泄漏的能力，成本更低，安全性好；
3、减少了馈口处的易附着物吸附产生，降低了微波馈口处的打火机率，性能更加稳定、可靠；
4、可大大提高加热腔中微波场强和热风量的均匀性，加热效率更高更完全；
5、可大大降低传输带跑偏情况的产生，运行稳定可靠。
附图说明
图1是本发明提供的基于微波加热的木材膨化装置的结构示意图。
图2是本发明中高密度场微波单模加热腔的结构示意图。
图3是本发明中高温热风装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1至图3所示，一种基于微波加热的木材膨化装置，它包括高密度场微波单模加热腔4、连接在高密度场微波单模加热腔4两侧的高温热风装置3，与高温热风装置3相连的对称微波泄露抑制器段2，安装在对称微波泄露抑制器段2内的对称物料升降传动装置6，传输带穿过高密度场微波单模加热腔4和对称微波泄露抑制器段2，位于高密度场微波单模加热腔4和对称微波泄露抑制器段2下部的传输带上安装有传输带限位调节装置5；传输带与动换柜设备传动装置1相连。
以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的动换柜设备传动装置1包括动力柜、换向柜以及连接动力柜与换向柜的网式传输带。动力柜与换向柜分别放置于整个设备的两端，动力柜、换向柜均通过机架与整个设备进行连接，网式传动带则在动力柜和换向柜之间进行传输物料。上述动换柜设备传动装置，改变了传统的动换柜结构，对动力滚筒及换向滚筒进行结构修改，使设备传输带整个在凹槽内运行的同时，传输带中的导条结构同样在另一个凹槽内运行，保证了物料运行过程中的稳定性及很大程度上降低了传输带跑偏的情况。
以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的对称微波泄露抑制器段2包括2m的空腔体装置和与空腔体装置相连的0.5m的水套装置。
以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的高温热风装置3包括风道入口3-1，与风道入口3-1相连的高温热风段主体3-2，与高温热风段主体3-2连接的风道出口3-3，风道入口处连接有恒温热风装置，风道出口3-2连接有旋风除尘器；高温热风段主体3-2内部安装有导风板3-4，高温热风段主体3-2通过热风主机转化结构3-5与对称微波泄露抑制器段2相连。
以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的高密度场微波单模加热腔4包括上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构4-1，左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构4-2，红外测温装置4-3和安装在20kW微波能馈入馈口结构4-1和75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构4-2内部的高分子材料层4-4；
所述的上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构4-1相同，且馈入方式相互垂直；左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构4-2馈入方式相互对称。
以上所述的基于微波加热的木材膨化装置，所述的对称物料升降传动装置6包括物料升降装置及齿轮传动装置，所述的物料升降装置的两端设有传动丝杆，齿轮传动装置通过两对锥齿轮结构和传动丝杆对物料升降装置进行同步的升降运行，从而根据物料的尺寸不同调节物料升降装置，使物料保持在高密度场微波单模加热腔4的中心。
微波通过已仿真过的高密度场微波单模加热腔4在高场强下对木材进行快速加热，物料迅速产生大量的水蒸汽及其它易附着物，通过高温热风装置3将水蒸汽及易附着物迅速抽走，并将易附着物及木屑进行收集。对称微波泄露抑制器段2保证了设备微波泄漏符合国家标准，对称物料升降传动装置6可保证物料的平稳传输，确保物料准确加热膨化。动换柜设备传动装置1提供整个装备的动力，传输带限位调节装置5可降低传输带在传输回程过程中跑偏情况，整个装置安全稳定，实用性强。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (1)

1.一种基于微波加热的木材膨化装置，其特征在于，它包括高密度场微波单模加热腔(4)、连接在高密度场微波单模加热腔(4)两侧的高温热风装置(3)，与高温热风装置(3)相连的对称微波泄露抑制器段(2)，安装在对称微波泄露抑制器段(2)内的对称物料升降传动装置(6)，传输带穿过高密度场微波单模加热腔(4)和对称微波泄露抑制器段(2)，位于高密度场微波单模加热腔(4)和对称微波泄露抑制器段(2)下部的传输带上安装有传输带限位调节装置(5)；传输带与动换柜设备传动装置(1)相连；
所述的动换柜设备传动装置(1)包括动力柜、换向柜以及连接动力柜与换向柜的网式传输带；
所述的对称微波泄露抑制器段(2)包括空腔体装置和与空腔体装置相连的的水套装置；
所述的高温热风装置(3)包括风道入口(3-1)，与风道入口(3-1)相连的高温热风段主体(3-2)，与高温热风段主体(3-2)连接的风道出口(3-3)，风道入口处连接有恒温热风装置，风道出口(3-2)连接有旋风除尘器；高温热风段主体(3-2)内部安装有导风板(3-4)，高温热风段主体(3-2)通过热风主机转化结构(3-5)与对称微波泄露抑制器段(2)相连；
所述的高密度场微波单模加热腔(4)包括上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构(4-1)，左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构(4-2)，红外测温装置(4-3)和安装在20kW微波能馈入馈口结构(4-1)和75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构(4-2)内部的高分子材料层(4-4)；所述的上、下方向的20kW微波能馈入馈口结构(4-1)相同，且馈入方式相互垂直；左、右方向的75kW微波能经功分后单端的馈入馈口结构(4-2)馈入方式相互对称；
所述的对称物料升降传动装置(6)包括物料升降装置及齿轮传动装置，所述的物料升降装置的两端设有传动丝杆，齿轮传动装置通过两对锥齿轮结构和传动丝杆对物料升降装置进行同步的升降运行，从而根据物料的尺寸不同调节物料升降装置，使物料保持在高密度场微波单模加热腔(4)的中心。
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