RU2189549C2

RU2189549C2 - Wood-drying plant

Info

Publication number: RU2189549C2
Application number: RU2000121675A
Authority: RU
Inventors: А.М. Бомбин; Н.В. Скуратович; Е.В. Недорезова
Original assignee: Воронежская государственная лесотехническая академия
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2002-09-20

Abstract

FIELD: devices for microwave drying of materials, applicable in wood-working and other branches of industry. SUBSTANCE: the drying plant has a metal chamber with door 2 provided with limit switch 3, magnetrons staggered on the side walls of the chamber. The axes of the magnetron radiation antennas are mutually perpendicular and positioned at an angle of 45 deg to the vertical. The plant has an air-circulation system comprising pan 8, air conduit 10, air heater 11 and fan 12. On the side walls of pan 8 and in the bottom of air conduit 10 provision is made for holes, whose diameter does not exceed 0.1 of the magnetron radiation wavelength, they are arranged from one another at a distance equal to 1/4 of the magnetron radiation wave-length. Vertical partitions of radioparent moistureproof material are positioned between the chamber walls and pan 8 for the material to be dried. EFFECT: enhanced capacity due to reduced drying time and enhanced quality of dried material. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. The invention relates to equipment for drying wood and other capillary-porous materials and can be used in woodworking and other industries.

Известна сушильная установка для сушки пиломатериалов в штабеле, содержащая металлическую камеру, СВЧ-генераторы, излучатели, установленные в шахматном порядке на боковых стенках камеры, приточную вентиляцию, соединенную с устройсгвом воздушного охлаждения СВЧ-генераторов, вытяжную вентиляцию (патент RU 2057404, кл. F 26 В 3/32, 3/34, 1993 г.). A known dryer for drying lumber in a stack containing a metal chamber, microwave generators, radiators mounted in a checkerboard pattern on the side walls of the chamber, forced ventilation connected to an air-cooling device for microwave generators, exhaust ventilation (patent RU 2057404, class F 26 B 3/32, 3/34, 1993).

Недостатком данной установки является отсутствие возможности регулировать параметры воздушной среды в камере. The disadvantage of this installation is the inability to adjust the parameters of the air in the chamber.

Известно устройство, применяемое в способе комбинированной сушки пиломатериалов, заключающемся в циклическом использовании обдува нагретым воздухом и подвода микроволновой энергии (патент RU 2101630, кл. F 26 В 3/347, 1995 г.). A known device used in the method of combined drying of lumber, which consists in the cyclic use of blowing with heated air and supplying microwave energy (patent RU 2101630, class F 26 B 3/347, 1995).

В данном устройстве исключается совместное воздействие микроволновой энергии и конвективной сушки воздухом, что снижает скорость сушки и не позволяет контролировать параметры сушильного агента. This device eliminates the combined effects of microwave energy and convective drying with air, which reduces the drying speed and does not allow you to control the parameters of the drying agent.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является установка для сушки древесины, содержащая камеру, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, устройство загрузки и выгрузки в виде тележки (патент RU 2069826, F 26 В 3/347, 9/06, 1994 г.). Closest to the technical nature of the proposed installation is a wood dryer containing a chamber equipped with a limit switch, magnetrons placed on the side walls of the chamber in a checkerboard pattern, a processor, a sensor for measuring harmful microwave energy flux, a microwave power meter, a loading device and unloading in the form of a trolley (patent RU 2069826, F 26 B 3/347, 9/06, 1994).

В этой установке используется тепло от охлаждения магнетронов, однако это не обеспечивает достаточного воздухообмена в камере, что снижает скорость и качество сушки. Расположение антенн магнетронов не позволяет создать равномерного распределения СВЧ-энергии в пространстве камеры. Магнетроны недостаточно защищены от влаги и пыли. This installation uses heat from the cooling of magnetrons, however, this does not provide sufficient air exchange in the chamber, which reduces the speed and quality of drying. The location of the magnetron antennas does not allow to create a uniform distribution of microwave energy in the chamber space. Magnetrons are not sufficiently protected from moisture and dust.

Целью изобретения является увеличение производительности камеры путем сокращения времени сушки, обеспечение высокого качества высушиваемого материала, в том числе древесины трудносохнущих пород. The aim of the invention is to increase the productivity of the chamber by reducing the drying time, ensuring high quality of the dried material, including hard-drying wood species.

Для достижения этой цели в установке для сушки древесины, содержащей камеру, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, поддон для высушиваемого материала, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения смежных магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45^o к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон для высушиваемого материала в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленными в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифер и вентилятор, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагонепроницаемого материала, например полиэтилена.To achieve this, in a wood drying plant containing a chamber equipped with a limit switch, magnetrons are staggered on the side walls of the chamber, a processor, a sensor for measuring harmful microwave energy flow, a microwave power meter, a tray for the material to be dried, magnetrons fixed in such a way that the axes of the radiation antennas of adjacent magnetrons are mutually perpendicular and are located at an angle of 45 ^o to the vertical, the installation is equipped with an air circulation system, including a tray for dried m material in the form of a box with holes on the side walls, the diameter of which does not exceed 0.1 of the magnetron radiation wavelength, located at a distance of 1/4 of the magnetron radiation wavelength, the cavity of which is connected to an air duct installed in the upper part of the chamber with holes on the bottom identical to the holes on the walls of the pallet, a heater and a fan, and between the pallet and the side walls there are vertical partitions of a translucent moisture-proof material, for example polyethylene.

На фиг.1 схематически изображена установка для сушки древесины, продольный разрез; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows an installation for drying wood, a longitudinal section; figure 2 is a section along aa in figure 1.

Установка для сушки древесины содержит камеру 1 прямоугольного сечения с дверью 2, снабженную конечным выключателем 3. Магнетроны СВЧ-излучения 4 расположены в шахматном порядке на боковых стенках камеры 1, соединены с волноводами 5 и антеннами излучения 6, по которым СВЧ-энергия поступает в камеру 1. Каждый магнетрон 4 имеет блок питания 7. Установка содержит систему циркуляции воздуха, состоящую из поддона 8 для укладки высушиваемого материала, выполненого в виде короба с отверстиями 9 диаметром не более 0,1 длины волны излучения магнетронов, находящимися на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, что исключает прникновение СВЧ-излучения за пределы камеры. Полость поддона 8 соединена с воздуховодом 10, расположенным в верхней части камеры, и вместе с калорифером 11 и вентилятором 12 образуют систему циркуляции горячего воздуха. В днище воздуховода 10 выполнены отверстия, по размерам и расположению идентичные отверстиям на боковых стенках поддона 8. В воздуховоде 10 закреплены датчики температуры 13 и датчик-электровлагомер 14. Полость воздуховода 10 соединена с вентиляционной трубой 15, предназначенной для выброса горячего и влажного воздуха из камеры 1 через обратный клапан 16 с помощью вентилятора вытяжки 17. В воздуховоде имеется люк забора свежего воздуха 18. Между стенками камеры 1 и поддоном 8 для высушиваемого материала на равном расстоянии от них размещены вертикальные перегородки 19 из полиэтилена. Они предназначены для защиты магнетронов от влаги и теплоизоляции штабеля. The wood drying installation comprises a rectangular chamber 1 with a door 2, equipped with a limit switch 3. Microwaves of microwave radiation 4 are staggered on the side walls of chamber 1, connected to waveguides 5 and radiation antennas 6, through which microwave energy enters the chamber 1. Each magnetron 4 has a power supply 7. The installation contains an air circulation system consisting of a pallet 8 for laying the dried material, made in the form of a box with holes 9 with a diameter of not more than 0.1 wavelengths of magnetron radiation, n located at a distance of 1/4 of the wavelength of the magnetron radiation, which excludes the penetration of microwave radiation outside the chamber. The cavity of the pan 8 is connected to the duct 10 located in the upper part of the chamber, and together with the air heater 11 and the fan 12 form a hot air circulation system. In the bottom of the duct 10, holes are made that are identical in size and location to the holes on the side walls of the pallet 8. In the duct 10, temperature sensors 13 and a sensor-electric moisture meter are fixed 14. The cavity of the duct 10 is connected to a ventilation pipe 15 designed to discharge hot and humid air from the chamber 1 through a non-return valve 16 using an exhaust fan 17. In the duct there is a hatch for fresh air intake 18. Between the walls of the chamber 1 and the tray 8 for the material to be dried, an equal distance is placed from them flax septum 19 of polyethylene. They are designed to protect magnetrons from moisture and thermal insulation of the stack.

Установка для сушки работает следующим образом. Installation for drying works as follows.

Перед загрузкой перегородки из полиэтилена 19 фиксируют в поднятом состоянии, чтобы не препятствовать загрузке материала. На поддон 8 укладывают высушиваемый материал. Для лучшего прохождения СВЧ-энергии через штабель используют прокладки толщиной 5-6 см (t≤α/2). Уложив штабель на поддон 8, перегородки 19 опускают и закрывают дверь 2 камеры 1. Подают напряжения на блоки питания 7 магнетронов 4. СВЧ-энергия через волноводы 5 и антенны излучения 6 от магнетронов 4 подается в камеру 1. Оси антенн излучения 6 смежных магнетронов взаимо перпендикулярны и расположены под углом 45^o к вертикали. При этом улучшается развязка между магнетронными генераторами, исключается "затягивание" частоты при одновременной работе магнетронов и обеспечивается более равномерное распределение электромагнитного поля в пространстве камеры. Происходит лучшее проникновение СВЧ-энергии в древесину за счет большей вероятности совпадения поляризации падающей электромагнитной волны с волокнами древесины. В зависимости от необходимого режима сушки обеспечивают требуемую мощность излучения, которая регулируется изменением скважности работы магнетронов 4. Режим сушки выбирается исходя из породы, толщины, влажности материала и степени загрузки камеры.Before loading the partition of polyethylene 19 is fixed in a raised state, so as not to impede the loading of material. On the pallet 8 stack the dried material. For the best passage of microwave energy through the stack, gaskets 5-6 cm thick (t≤α / 2) are used. Having laid the stack on the pallet 8, the partitions 19 lower and close the door 2 of the chamber 1. They apply voltage to the power supplies 7 of the magnetrons 4. Microwave energy is supplied through the waveguides 5 and radiation antennas 6 from the magnetrons 4 to the chamber 1. The axes of the radiation antennas 6 of the adjacent magnetrons are mutually perpendicular and located at an angle of 45 ^o to the vertical. This improves the isolation between the magnetron generators, eliminates the "pulling" of the frequency with the simultaneous operation of the magnetrons and ensures a more uniform distribution of the electromagnetic field in the chamber space. There is a better penetration of microwave energy into the wood due to the greater likelihood of coincidence of the polarization of the incident electromagnetic wave with the wood fibers. Depending on the required drying mode, the required radiation power is provided, which is regulated by a change in the duty cycle of the magnetrons 4. The drying mode is selected based on the rock, thickness, moisture content of the material and the degree of loading of the chamber.

На первом этапе происходит разогрев материала. С началом сушки влажный и теплый воздух от штабеля материала поднимается в верхнюю часть камеры, попадает в воздуховод 10, откуда с помощью вентилятора 12 подается в полость поддона 8 и через отверстия в боковых стенках возвращается в нижнюю часть камеры 1. В процессе сушки происходит периодическое включение и отключение калорифера 11 для поддержания заданной температуры воздуха. В случае превышения температуры по данным датчиков 13 через процессор происходит отключение блоков питания 7 магнетронов 4 и калорифера 11. При снижении температуры ниже требуемой магнетроны 4 и калорифер 11 включаются. Одновременно с контролем и регулированием температуры с помощью электровлагомера 14 поддерживается заданная влажность воздуха в камере 1. При превышении заданного уровня влажности происходит включение вентилятора вытяжки 17, расположенного в вентиляционной трубе 15. Воздух вместе с лишней влагой выбрасывается наружу через обратный клапан 16. При достижении заданного уровня влажности воздуха вентилятор вытяжки 17 отключается. При достижении требуемой влажности материала отключают подачу энергии, открывают дверь 2 камеры 1 и выгружают сухой материал. At the first stage, the material is heated. With the start of drying, moist and warm air from the stack of material rises to the upper part of the chamber, enters the air duct 10, from where it is fed through the fan 12 into the cavity of the pallet 8 and returns through the holes in the side walls to the lower part of the chamber 1. During drying, it periodically switches on and turning off the heater 11 to maintain a predetermined air temperature. If the temperature is exceeded, according to the sensors 13, the power supplies 7 of the magnetrons 4 and the air heater 11 are switched off through the processor. When the temperature drops below the required magnetrons 4 and the air heater 11 are turned on. At the same time as controlling and regulating the temperature with the help of an electric moisture meter 14, the specified air humidity in the chamber 1 is maintained. If the specified humidity level is exceeded, the exhaust fan 17 located in the ventilation pipe 15 is turned on. humidity level, the exhaust fan 17 is turned off. Upon reaching the desired moisture content of the material, turn off the power supply, open the door 2 of the chamber 1 and unload the dry material.

Применение предложенной установки для сушки древесины позволяет сократить продолжительность сушки материала за счет применения принудительного воздухообмена в камере и повторного использования горячего воздуха для подогрева материала. При этом обеспечивается высокое качество сушки в том числе трудносохнущих пород и мореного дуба за счет оптимального расположения магнетронов и возможности контролировать параметры воздушной среды. The use of the proposed installation for drying wood can reduce the drying time of the material through the use of forced air exchange in the chamber and the reuse of hot air to heat the material. This ensures high quality drying, including hard-drying species and bog oak, due to the optimal arrangement of magnetrons and the ability to control the parameters of the air.

Claims

A wood drying installation comprising a chamber equipped with a limit switch, magnetrons staggered on the side walls of the chamber, a processor, a sensor for measuring harmful microwave energy flux, a microwave power meter, a tray for the material to be dried, characterized in that the magnetrons are fixed such that the axis of emission antennas of adjacent magnetrons are mutually perpendicular and are arranged at an angle of 45 ^o to the vertical, the installation is provided with air circulation system comprising a tray dried mater Ala in the form of a box with holes on the side walls, the diameter of which does not exceed 0.1 of the magnetron radiation wavelength, located at a distance of 1/4 of the magnetron radiation wavelength, the cavity of which is connected to the duct installed in the upper part of the chamber with holes on the bottom, in size and the location of identical holes on the walls of the pallet, heater and fan, and between the pallet and the side walls are vertical partitions of a translucent moisture-proof material, such as polyethylene.