RU2057404C1

RU2057404C1 - Microwave dryer

Info

Publication number: RU2057404C1
Application number: RU93056708A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Валеев; Ю.В. Карпенко; С.В. Корнеев; В.Н. Нефедов
Original assignee: Малое предприятие "Научно-технический центр "Альфа 1"
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: microwave devices. SUBSTANCE: device has metal chamber 1, at least one door 2, microwave oscillators, which are connected to air-cooling unit, emitters 5, which are arranged in rows in checkerboard structure. Their apertures are directed against chamber and located on opposite walls of chamber. In addition device has induced-airing pipes, which are connected to induced-airing holes 9 and to unit for air cooling of microwave oscillators, trolley 7 which has drive 8 and which is located on bottom of chamber, exhaust-airing holes 10, which are located in cover of chamber, and shielding grids 11, which covers induced-airing holes and exhaust-airing holes. Induced-airing holes 9 are located opposite to corresponding emitter 5 and space between them is not greater than width of main lobe of directional pattern in plane that is parallel to side walls of chamber and runs through middle points of chamber cover and bottom. Said space is also not less than size of aperture of emitters. EFFECT: increased functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение касается сушки материалов с помощью СВЧ энергии и может быть использовано для сушки пиломатериалов в штабеле. The invention relates to drying materials using microwave energy and can be used for drying lumber in a stack.

Известна сушильная установка, которая содержит металлическую камеру с дверью, диэлектрический экран, несколько СВЧ генераторов (магнетронов) с излучателями, несколько устройств приточно-вытяжной вентиляции и тележку для пиломатериалов. Дверь снабжена контактными устройствами. Излучатели раскрывами расположены внутрь камеры. Окна приточной вентиляции и излучатели расположены на боковых стенах камеры. Окна вытяжной вентиляции расположены на потолке. Known drying installation, which contains a metal chamber with a door, a dielectric screen, several microwave generators (magnetrons) with emitters, several devices of supply and exhaust ventilation and a cart for lumber. The door is equipped with contact devices. Emitter emitters are located inside the chamber. The ventilation windows and radiators are located on the side walls of the chamber. Exhaust ventilation windows are located on the ceiling.

Однако эта установка не обеспечивает постоянной, требуемой влажности по всей длине пиломатериалов после просушки и имеет низкий КПД. However, this installation does not provide a constant, required humidity along the entire length of the lumber after drying and has a low efficiency.

На фиг. 1 представлена сушильная установка со снятой передней боковой стенкой, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 сушильная установка со снятой передней торцовой стенкой и размещенным в камере штабеле пиломатериалов, вид с торца. In FIG. 1 shows a drying unit with the front side wall removed, side view; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 drying unit with the front end wall removed and the lumber stack placed in the chamber, end view.

Сушильная установка содержит металлическую камеру 1, по меньшей мере одну дверь 2, СВЧ-генераторы 3, устройства 4 воздушного охлаждения, излучатели 5, трубы 6 приточной вентиляции, тележку 7 с приводом 8, окна 9 приточной вентиляции, окна 10 вытяжной вентиляции, экранные сетки 11 и штабель 12 пиломатериалов. The dryer contains a metal chamber 1, at least one door 2, microwave generators 3, air cooling devices 4, emitters 5, fresh air ventilation pipes 6, a trolley 7 with drive 8, fresh air ventilation windows 9, exhaust ventilation windows 10, screen nets 11 and a stack of 12 lumber.

Металлическая камера 1 может быть выполнена в форме параллелепипеда из металла, например железа, сварной или паяной конструкции. Все размеры камеры много больше рабочей длины волны λ генераторов, например: длина х ширина х высота 32λ х 13λ х 17λ
На каждой боковой стене камеры выполнены сквозные отверстия, часть которых предназначена для размещения излучателей 5, а другие служат окнами 9 приточной вентиляции. На верхней стенке камеры выполнены отверстия окна 10 вытяжной вентиляции. Все вентиляционные окна закрыты металлической, экранной сеткой 11 с размерами ячеек много меньше длины волны СВЧ генераторов.The metal chamber 1 can be made in the form of a parallelepiped made of metal, for example iron, of a welded or soldered structure. All chamber dimensions are much larger than the working wavelength λ of the generators, for example: length x width x height 32λ x 13λ x 17λ
Through holes are made on each side wall of the chamber, part of which is designed to accommodate emitters 5, while others serve as windows 9 for supply ventilation. The openings of the exhaust ventilation window 10 are made on the upper wall of the chamber. All ventilation windows are closed with a metal, screen mesh 11 with mesh sizes much less than the wavelength of microwave generators.

Дверь 2 камеры 1 выполняется из материала камеры, имеет контактное устройство в виде полуволнового дросселя или контактов типа "лапша" и устанавливается на торцовой стенке камеры. The door 2 of the chamber 1 is made of the material of the chamber, has a contact device in the form of a half-wave choke or contacts of the "noodle" type and is mounted on the end wall of the chamber.

СВЧ генератор 3 может быть выполнен на магнетроне, например с рабочей длиной волны 12 см (2450 МГц), КПД которого равно 50% другая половина потребляемой магнетроном электроэнергии поступает в виде нагретого воздуха в приточную вентиляцию камеры. The microwave generator 3 can be performed on a magnetron, for example, with a working wavelength of 12 cm (2450 MHz), the efficiency of which is 50%, the other half of the energy consumed by the magnetron enters in the form of heated air into the supply ventilation of the chamber.

Устройство 4 воздушного охлаждения может быть выполнено в виде центробежного вентилятора в кожухе. Температура отработанного воздуха на выходе устройства составляет 50-70^оС.The device 4 air cooling can be made in the form of a centrifugal fan in the casing. The temperature of the exhaust air at the outlet of the device is 50-70 ^about C.

К выходам устройств воздушного охлаждения СВЧ генераторов одним концом присоединены трубы 6 приточной вентиляции, другие концы которых присоединены к краям окон 9 приточной вентиляции. To the outputs of the air-cooling devices of microwave generators, one end is connected to the supply ventilation pipe 6, the other ends of which are connected to the edges of the supply ventilation window 9.

Трубы 6 приточной вентиляции могут быть выполнены из металла или диэлектрика. Pipes 6 of forced ventilation can be made of metal or dielectric.

Излучатели 5 размещены в отверстиях боковых стен камеры в несколько рядов, в шахматном порядке и могут быть выполнены в виде рупоров или открытых концов волноводов. Например, в три ряда по горизонтали, причем в верхнем и нижнем рядах по 4 шт. и 5 шт. в среднем ряду. The emitters 5 are placed in the holes of the side walls of the chamber in several rows, in a checkerboard pattern and can be made in the form of horns or open ends of the waveguides. For example, in three rows horizontally, with 4 in the upper and lower rows. and 5 pcs. in the middle row.

Окна 9 приточной вентиляции расположены напротив соответствующих излучателей на противоположной боковой стене камеры, на расстоянии друг от друга в ряду не более ширины главного лепестка диаграммы направленности излучателя в плоскости, параллельной боковым стенкам камеры, проходящей через середины верхней и нижней стенок камеры, и не менее размера раскрыва излучателя. The windows 9 of the supply ventilation are located opposite the respective emitters on the opposite side wall of the camera, at a distance from each other in a row no more than the width of the main lobe of the radiation pattern of the emitter in a plane parallel to the side walls of the camera passing through the middle of the upper and lower walls of the camera, and not less than the size aperture of a radiator.

Тележка 7 для пиломатериалов устанавливается на нижней стенке камеры, на рельсах с возможностью перемещения. Привод тележки 8 установлен вне камеры и служит для придания тележке возвратно-поступательного движения в пределах не менее половины расстояния между излучателями в горизонтальной плоскости. Тележка выполняется из металла с диэлектрическим настилом для штабеля пиломатериала, слой от слоя которого отделяется диэлектрическими прокладками (например, сухое дерево). The cart 7 for lumber is installed on the bottom wall of the chamber, on rails with the possibility of movement. The drive of the trolley 8 is installed outside the chamber and serves to give the trolley a reciprocating movement within at least half the distance between the emitters in the horizontal plane. The cart is made of metal with a dielectric deck for a stack of lumber, the layer from which is separated by dielectric gaskets (for example, dry wood).

Привод 8 тележки может быть выполнен электрическим с эксцентриком на валу редуктора и жесткой тягой, соединяющей эксцентрик с тележкой. Эксцентрик должен обеспечивать перемещение тележки на расстояние не менее половины расстояния между излучателями. The drive 8 of the trolley can be made electric with an eccentric on the gearbox shaft and a rigid rod connecting the eccentric to the trolley. The eccentric must ensure that the cart moves at least half the distance between the emitters.

Окна 9 приточной вентиляции могут иметь размеры нескольких λ, например 2λ х 2λ
Окна 10 вытяжной вентиляции могут иметь размеры больше λ, например 25λ х 4λ
Экранная сетка 11 может быть выполнена из металлической проволоки (латунь) с размерами ячеек много меньше λ, например 0,01λ
Штабель 12 может быть уложен на тележку с длиной пиломатериала 25λ
Сушильная установка работает следующим образом.The windows 9 of the supply ventilation can have the dimensions of several λ, for example 2λ x 2λ
Exhaust ventilation windows 10 may have dimensions larger than λ, for example 25λ x 4λ
Screen mesh 11 may be made of metal wire (brass) with mesh sizes much smaller than λ, for example, 0.01λ
Stack 12 can be stacked on a trolley with a lumber length of 25λ
A drying unit operates as follows.

На тележку 7 укладывается пиломатериал в виде штабеля 12 так, чтобы в горизонтальных слоях было одинаковое количество брусов одинакового поперечного сечения. On the trolley 7 lumber is laid in the form of a stack 12 so that in the horizontal layers there is the same number of beams of the same cross section.

Тележка вкатывается в камеру. К ней присоединяется свободный конец жесткой тяги привода 8. Закрывается дверь 2 камеры. Включаются устройства 4 воздушного охлаждения, СВЧ генераторы 3 и привод 8 тележки 7. The trolley rolls into the camera. The free end of the hard drive rod 8 is attached to it. The door 2 of the chamber is closed. Devices 4 air cooling, microwave generators 3 and the drive 8 of the truck 7.

Излучатели 5 излучают СВЧ энергию в направлении штабеля 12. Теплый воздух из устройства воздушного охлаждения через окна 9 поступает в камеру под избыточным давлением, вытесняет из камеры холодный и влажный воздух в окна 10 вытяжной вентиляции. The emitters 5 emit microwave energy in the direction of the stack 12. Warm air from the air-cooling device through the windows 9 enters the chamber under overpressure, displaces cold and moist air from the chamber into the exhaust ventilation windows 10.

Штабель пиломатериалов с помощью СВЧ энергии и теплового воздуха нагревается до 60-70^оС. Выдерживается при этой температуре определенный отрезок времени, в соответствии с технологией сушки в зависимости от сортамента материала и породы дерева.The stack of lumber by means of microwave energy and warm air heated to 60-70 ^° C maintained at this temperature for a certain period of time, in accordance with the drying techniques, depending on the mix of material and wood.

Установка отключается. Открывается дверь. Тележка разъединяется с приводом и выкатывается из камеры. При необходимости цикл сушки можно повторить. Installation shuts down. The door opens. The trolley is disconnected from the drive and rolled out of the chamber. If necessary, the drying cycle can be repeated.

Требуемое значение влажности по всей длине пиломатериалов обеспечивается за счет размещения излучателей и окон приточной вентиляции на боковых стенах камеры в определенном порядке и перемещения штабеля пиломатериала во время сушки. КПД установки увеличивается за счет того, что отработанный воздух охлаждения генераторов используется для создания тепловой рубашки между стенами камеры и штабелем. The required humidity value along the entire length of the lumber is ensured by placing emitters and fresh ventilation windows on the side walls of the chamber in a certain order and moving the lumber stack during drying. The efficiency of the installation is increased due to the fact that the exhaust cooling air of the generators is used to create a heat jacket between the walls of the chamber and the stack.

Claims

A DRYING UNIT containing a metal chamber with at least one door, microwave generators, the output of each of which is connected to a radiator installed in the opening of the side wall of the chamber by opening inside the chamber, the ventilation pipes connected to the ventilation windows, the radiators being installed in rows on opposite walls of the chamber, exhaust ventilation windows are made on the upper wall of the chamber, a trolley is installed on the lower wall of the chamber, characterized in that a trolley drive is introduced, each microwave generator It is loaded with an air cooling device, the output of which is connected to the supply ventilation pipe, the emitters are staggered, the supply ventilation windows are located opposite the corresponding emitter at a distance from each other in a row no more than the width of the main lobe of the emitter in a plane parallel to the side walls of the camera passing through the middle of the upper and lower walls of the chamber, and at least the size of the aperture of the emitter, the supply and exhaust ventilation windows are closed by a screen grid.