RU2211416C1

RU2211416C1 - Microwave conveyer drier of dielectric materials

Info

Publication number: RU2211416C1
Application number: RU2001135400A
Authority: RU
Inventors: Ф.Х. Гареев
Original assignee: Гареев Фаузат Хамитович
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: procedure of drying of dielectric materials with the aid of microwave energy, applicable in woodworking industry and in manufacture of furniture in microwave conveyer driers of lumbers. SUBSTANCE: the drier has two successively installed tapered waveguides, whose longitudinal axes are positioned at acute angle "α" to each other. The waveguide openings on the side of the maximum cross-sections are interconnected by a waveguide bend. The end of one of the waveguides on the side opposite its opening is connected to the output of the microwave oscillator, the other waveguide in the area of connection to it of the wave- guide bend and on the side of the maximum bend of the latter has an input for the guide and an output for it on the side of its opposite end. A heat-fan installation is positioned in the area of the mentioned end. The wide walls of both waveguides on the side of connection of the waveguide bend are equidimensional and equal "a₁", the wide and narrow walls of their other ends respectively equal wide wall "a" and narrow wall "b" of the standard rectangular waveguide, the guide has a mechanism of cyclic movement of dried materials. The vertex of the mentioned acute angle faces the inlet of the transport lane to the waveguide bend, a₁≅2a, b₁≅2b.. EFFECT: simplified installation for drying of lumbers in the traveling wave condition. 6 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике сушки диэлектрических материалов с помощью СВЧ-энергии и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности и мебельном производстве в установках конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов. The invention relates to a technique for drying dielectric materials using microwave energy and can be used in the woodworking industry and furniture production in installations for microwave conveyor drying of lumber.

Технологические процессы конвейерной СВЧ-сушки диэлектрических материалов, преимущественно, основаны:
на использовании камер сушки, являющихся объемными резонаторами СВЧ-излучения;
на использовании камер сушки, выполненных в виде волноводных трактов.Technological processes of conveyor microwave drying of dielectric materials are mainly based on:
on the use of drying chambers, which are volume resonators of microwave radiation;
using drying chambers made in the form of waveguide paths.

При осуществлении СВЧ-сушки в режиме объемных резонаторов (см., например, пат. RU 2066026, публ. 27.08.96, кл. F 26 B 3/347) конвейерную СВЧ-сушку диэлектрических материалов, в частности, пиломатериалов производят при их многократном перемещении через камеру, оснащенную СВЧ- излучателями с чередованием с циклами охлаждения пиломатериалов вне камеры. When performing microwave drying in the volume resonator mode (see, for example, Pat. RU 2066026, publ. 08/27/96, cl. F 26 B 3/347) microwave conveyor drying of dielectric materials, in particular, sawn timber, is performed when they are repeated moving through a chamber equipped with microwave emitters alternating with cooling cycles of lumber outside the chamber.

В техническом решении по пат. RU 2075709, публ. 20.03.97, кл. F 26 B 3/347 конвейерную СВЧ-сушку пиломатериалов производят при перемещении последних через ряд последовательно расположенных по пути их транспортирования камер, каждая из которых оснащена СВЧ-излучателем. В данном техническом решении процесс сушки чередуется с циклом охлаждения материалов вне резонансных камер. In the technical solution according to US Pat. RU 2075709, publ. 03/20/97, cl. F 26 B 3/347 conveyor microwave drying of sawn timber is carried out when moving the latter through a series of chambers sequentially located along the path of transportation, each of which is equipped with a microwave emitter. In this technical solution, the drying process alternates with a cycle of cooling materials outside the resonance chambers.

Существенным недостатком приведенных технических решений является снижение производительности процесса СВЧ-сушки пиломатериалов вследствие многократности воздействия СВЧ-излучения на высушиваемые объекты, увеличиваются энергозатраты, а использование в камерах сушки односторонне направленных к объекту сушки СВЧ-излучателей увеличивает вероятность локальных перегревов или недогревов пиломатериалов, что ухудшает качество сушки. A significant drawback of the above technical solutions is a decrease in the productivity of the microwave drying process of lumber due to the repeated exposure of microwave radiation to the objects to be dried, energy consumption is increasing, and the use of microwave emitters unilaterally directed to the drying object of the microwave emitters increases the likelihood of local overheating or underheating of the lumber, which affects the quality drying.

Для повышения качества сушки диэлектрических материалов, в том числе пиломатериалов, используют СВЧ-установки, камеры которых имеют расположенные на противолежащих стенках СВЧ-излучатели (см. пат. RU 2057404, публ. 27.03.96, кл. F 26 В 3/32). В этом случае улучшается равномерность воздействия электромагнитных волн низшего порядка Н₁₀ на влагосодержащую структуру пиломатериалов.To improve the drying quality of dielectric materials, including lumber, microwave installations are used, the cameras of which have microwave emitters located on opposite walls (see US Pat. RU 2057404, publ. 27.03.96, class F 26 V 3/32) . In this case, the uniformity of the effect of lower-order electromagnetic waves H ₁₀ on the moisture-containing structure of the lumber is improved.

Однако и в этом случае имеет место снижение эффективности сушки пиломатериалов, что является следствием использования режима СВЧ-сушки резонансной камеры. Данные обстоятельства объясняются тем, что сушка пиломатериалов в резонансной камере производится при падающем на поверхность пиломатериала СВЧ-излучении. Часть электромагнитного излучения с учетом влагосодержания внутренней структуры материала поглощается, часть отражается от поверхности пиломатериалов и рассеивается с образованием в линии передачи СВЧ-излучения стоячих волн Н₁₀, наличие которых дестабилизирует работу СВЧ-генераторов. Сушка в режиме падающего СВЧ-излучения не обеспечивает равномерности распределения последнего по поверхностям пиломатериалов, приводит к снижению скорости сушки и необходимости повторности воздействия СВЧ-излучения на высушиваемый материал.However, in this case, there is a decrease in the drying efficiency of lumber, which is a consequence of the use of the microwave drying mode of the resonance chamber. These circumstances are explained by the fact that the drying of lumber in a resonant chamber is performed when microwave radiation is incident on the surface of the lumber. Part of the electromagnetic radiation, taking into account the moisture content of the internal structure of the material, is absorbed, part is reflected from the surface of the sawn timber and scattered to form standing waves H ₁₀ in the transmission line of microwave radiation, the presence of which destabilizes the operation of microwave generators. Drying in the incident microwave radiation mode does not ensure uniform distribution of the latter over the surfaces of lumber, leads to a decrease in the drying speed and the need for repetitive effects of microwave radiation on the material to be dried.

Вместе с тем, известны установки для конвейерной СВЧ-сушки диэлектрических материалов, которые основаны на режиме сушки материалов потоком бегущих волн СВЧ-излучения. Данный процесс осуществляется при перемещении высушиваемых материалов через волноводный тракт. Основное преимущество сушки материалов в режиме бегущих волн СВЧ-излучения в отличие от резонансных режимов сушки заключается в улучшении равномерности распределения СВЧ-излучения волн низшего порядка Н₁₀ по поверхностям высушиваемого объекта, что повышает равномерность поглощения волн влагосодержащими слоями и интенсифицирует процесс сушки.At the same time, there are known installations for conveyor microwave drying of dielectric materials, which are based on the drying of materials by the flow of traveling waves of microwave radiation. This process is carried out when moving the dried materials through the waveguide path. The main advantage of drying materials in the traveling wave mode of microwave radiation, in contrast to resonant drying modes, is to improve the uniformity of the distribution of microwave radiation of lower order waves H ₁₀ over the surfaces of the dried object, which increases the uniformity of absorption of waves by moisture-containing layers and intensifies the drying process.

Конвейерная СВЧ-сушка диэлектрических материалов в режиме бегущей волны реализована, в основном, в установках, предназначенных для сушки гибких тонких, длинномерных материалов (например, кинопленок), характерной особенностью физико-механических свойств которых является наличие на поверхностях внешнего влагосодержащего слоя (см. кн. Ю.С-Архангельского и др. "Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов" , изд-во "Саратовский Университет", 1983 г., стр. 113-115, рис. 4.6, 4.7). Microwave conveyor drying of dielectric materials in the traveling wave mode is implemented mainly in installations designed for drying flexible thin, long materials (for example, film films), a characteristic feature of the physico-mechanical properties of which is the presence of an external moisture-containing layer on the surfaces (see book . Yu. S-Arkhangelskogo et al. "Microwave Heating Units for the Intensification of Technological Processes", Saratov University Publishing House, 1983, pp. 113-115, Fig. 4.6, 4.7).

В качестве ближайшего аналога заявляемых технических решений выбрано техническое решение, описанное в кн. Ю.С. Архангельского, рис. 4.6. As the closest analogue of the claimed technical solutions selected technical solution described in the book. Yu.S. Arkhangelsk, Fig. 4.6.

В названном техническом решении установка для конвейерной СВЧ-сушки диэлектрического материала содержит камеру сушки в виде стандартного прямоугольного волновода, образующего волноводный тракт для перемещения диэлектрического материала в режиме бегущей волны Н₁₀ по направлению потока СВЧ-излучения. Установка для реализации этого процесса содержит СВЧ-генератор, подсоединенный к выходу последнего СВЧ-излучатель, который соединен с входом волноводного тракта, имеющего вход и выход для транспортной направляющей. Волноводный тракт снабжен расположенными вдоль одной из его узких стенок трубками для подачи нагретого воздушного потока, обеспечивающего удаление паров воды через другие трубки, расположенные на противолежащей узкой стенке.In the said technical solution, the installation for microwave conveyor drying of the dielectric material comprises a drying chamber in the form of a standard rectangular waveguide forming a waveguide path for moving the dielectric material in the traveling wave mode H ₁₀ in the direction of the microwave radiation flux. The installation for implementing this process contains a microwave generator connected to the output of the last microwave emitter, which is connected to the input of the waveguide path having an input and output for the transport guide. The waveguide path is equipped with tubes located along one of its narrow walls for supplying a heated air stream, which ensures the removal of water vapor through other tubes located on the opposite narrow wall.

Однако технические решения указанного типа рассчитаны для СВЧ-сушки диэлектрических материалов с внешним влагосодержащим слоем на их поверхностях и, преимущественно, со стороны поверхностей наибольшей площади. При указанных особенностях высушиваемого объекта темп сушки рассчитан на испарение внешних влагосодержащих слоев в условиях равномерного распределения СВЧ-излучения бегущей волны Н₁₀ по поверхностям материала и при непрерывно-скоростном режиме его перемещения, что ограничивает технологическую возможность использования этих решений для сушки таких диэлектрических материалов, как пиломатериалы, для физико-механических особенностей которых характерно наличие влагосодержащей структуры во внутреннем объеме их. Использование режима только поверхностного распределения СВЧ-излучения бегущих волн при сушке пиломатериалов не обеспечит равномерности поглощения волн внутренней влагосодержащей структурой, увеличится вероятность отражения волн от поверхностей пиломатериалов с возникновением в волноводном тракте и в линии передачи СВЧ-энергии стоячих волн.However, technical solutions of this type are designed for microwave drying of dielectric materials with an external moisture-containing layer on their surfaces and, mainly, from the surfaces of the largest area. With the indicated features of the object being dried, the drying rate is calculated for the evaporation of external moisture-containing layers under conditions of uniform distribution of microwave radiation of a traveling wave of H ₁₀ over the surfaces of the material and with a continuous-high-speed regime of its movement, which limits the technological possibility of using these solutions for drying such dielectric materials as lumber, the physical and mechanical features of which are characterized by the presence of a moisture-containing structure in their internal volume. Using only the surface distribution of microwave radiation of traveling waves during drying of lumber will not ensure uniform absorption of waves by the internal moisture-containing structure, the probability of wave reflection from the surfaces of lumber with the occurrence of standing waves in the waveguide path and in the transmission line of microwave energy will increase.

Техническая задача изобретения состояла в создании установки для конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов, обеспечивающих качественную и интенсивную сушку последних в режиме бегущей волны СВЧ-излучения. The technical task of the invention was to create an installation for conveyor microwave drying of lumber, providing high-quality and intensive drying of the latter in the traveling wave mode of microwave radiation.

Задача изобретения состояла в обеспечении равномерного нагрева пиломатериалов при перемещении их через волноводный тракт с учетом изменяемой в процессе сушки диэлектрической проницаемости пиломатериалов. The objective of the invention was to ensure uniform heating of the lumber when moving them through the waveguide path, taking into account the dielectric constant of the lumber changed during the drying process.

Задача изобретения также состояла в создании конструктивно простой установки для конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов в режиме бегущей волны. The objective of the invention was also to create a structurally simple installation for conveyor microwave drying of sawn timber in the traveling wave mode.

Для решения указанных технических задач предложена установка конвейерной СВЧ-сушки диэлектрических материалов, преимущественно, короткомерных пиломатериалов, содержащая два последовательно установленных пирамидальных волновода, продольные оси которых расположены под острым углом "α" друг к другу, раскрывы их со стороны наибольших поперечных сечений соединены между собой волноводным поворотом, конец одного из волноводов со стороны, противолежащей его раскрыву, соединен с выходом СВЧ-генератора, другой волновод в зоне подсоединения к нему волноводного поворота и со стороны наибольшего изгиба последнего имеет вход для направляющей и выход для нее со стороны противолежащего его конца, в зоне которого размещена тепловентиляторная установка, широкие стенки обоих волноводов со стороны подсоединения к ним волноводного поворота равнозначны и равны "a₁", широкие и узкие стенки других их концов соответственно равны широкой стенке "а" и узкой стенке "b" стандартного прямоугольного волновода, направляющая имеет механизм циклического перемещения высушиваемых материалов, при этом вершина упомянутого острого угла обращена к входу направляющего (транспортного коридора) в волноводный поворот, причем a₁≅2a, b₁≅2b.To solve these technical problems, it is proposed to install a microwave conveyor drying of dielectric materials, mainly short-sized lumber, containing two sequentially installed pyramidal waveguides, the longitudinal axes of which are located at an acute angle “α” to each other, their openings are connected to each other by the largest cross sections waveguide rotation, the end of one of the waveguides from the side opposite to its opening is connected to the output of the microwave generator, the other waveguide in the area of connection to of the waveguide rotation and from the side of the greatest bend of the latter has an entrance for the guide and an exit for it from the side of its opposite end, in the area of which there is a fan heater, the wide walls of both waveguides from the side of the connection of the waveguide rotation are equivalent and equal to "a ₁ ", wide and the narrow walls of their other ends are respectively equal to the wide wall "a" and the narrow wall "b" of a standard rectangular waveguide, the guide has a mechanism for cyclic movement of the dried materials, at th vertex of said acute angle facing the entry guide (corridor) in the waveguide twist, and a ₁ ≅2a, b ₁ ≅2b.

Согласно изобретению направляющая выполнена из радиопрозрачного материала. According to the invention, the guide is made of radiolucent material.

Согласно изобретению стенки пирамидального волновода с направляющей и последняя имеют трубки для выхода влаги. According to the invention, the walls of the pyramidal waveguide with a guide and the latter have tubes for the exit of moisture.

Согласно изобретению направляющая имеет прямоугольную форму поперечного сечения с продольно-ориентированными пазами на внутренних поверхностях. According to the invention, the guide has a rectangular cross-sectional shape with longitudinally oriented grooves on the inner surfaces.

Согласно изобретению механизм для циклического перемещения пиломатериалов выполнен в виде подвижного толкателя, расположенного перед направляющей и входом ее в волноводный поворот. According to the invention, the mechanism for the cyclic movement of lumber is made in the form of a movable pusher located in front of the guide and its entrance into the waveguide rotation.

Согласно изобретению, пирамидальный волновод с направляющей оснащен поточным микроволновым влагомером, которые установлены вдоль конвейера и через блок автоматического управления связаны с приводом механизма циклического перемещения пиломатериалов. According to the invention, the pyramidal waveguide with a guide is equipped with an in-line microwave moisture meter, which are installed along the conveyor and are connected through an automatic control unit to the drive of the mechanism for cyclic movement of lumber.

При реализации изобретения, благодаря использованию в качестве линии передачи пирамидального волновода с поперечным сечением на входе в него СВЧ-энергии, равнозначным поперечному сечению стандартного волновода, наличию волноводного поворота между раскрывами указанного волновода и вторым пирамидальным волноводом, образующего совместно с указанным поворотом волноводный тракт для транспортируемых по направляющей пиломатериалов, обеспечивается:
Подача через линию передачи в волноводный поворот СВЧ-излучения основного типа волны Н₁₀.When implementing the invention, due to the use as a transmission line of a pyramidal waveguide with a cross section at the input of microwave energy equal to the cross section of a standard waveguide, the presence of a waveguide rotation between the openings of the specified waveguide and the second pyramidal waveguide, which forms, together with the said rotation, a waveguide path for transported along the guide of lumber, it is provided:
Supply through the transmission line to the waveguide rotation of the microwave radiation of the main type of wave H ₁₀ .

Передача СВЧ-энергии от полого пирамидального волновода к диэлектрическому (древесине). Transfer of microwave energy from a hollow pyramidal waveguide to a dielectric (wood).

Интенсивное поглощение пиломатериалами (вследствие их повышенной влажности) электромагнитных волн Н₁₀ в зоне перехода СВЧ-излучения от линии передачи к волноводному тракту, что приводит к изменению диэлектрической проницаемости пиломатериалов.Intensive sawn absorption (due to their increased humidity) electromagnetic wave H ₁₀ in the transition zone of the microwave radiation from the transmission line to the waveguide path, causing a change in the dielectric constant of lumber.

Изменение диэлектрической проницаемости пиломатериалов в процессе сушки, наличие между поверхностями их и поверхностями волноводного тракта увеличенных воздушных зазоров (вследствие пирамидальной формы волноводного тракта) приводит к образованию в незаполненной части указанных участков низших электрических волн типа E₁, Е₂, Е₃,..., что свидетельствует об образовании в волноводном тракте диэлектрического волновода.Changes in the dielectric constant of sawn timber during the drying process, the presence of increased air gaps between their surfaces and the surfaces of the waveguide path (due to the pyramidal shape of the waveguide path) leads to the formation of lower electric waves of the type E ₁ , E ₂ , E ₃ , ... , which indicates the formation of a dielectric waveguide in the waveguide path.

Образование указанных типов волн Е, вследствие проявления транспортируемыми пиломатериалами свойств диэлектрического волновода, происходит как внутри последнего, так и во внешнем поле, его окружающем (не заполненные пиломатериалами участки между их поверхностями и внутренними поверхностями волноводного тракта). The formation of these types of E waves, due to the manifestation by the transported lumber of the properties of the dielectric waveguide, occurs both inside the latter and in the external field surrounding it (sections not filled with lumber between their surfaces and the inner surfaces of the waveguide path).

Циклическое транспортирование диэлектрического волновода внутри волноводного тракта приводит к транспортированию электрических волн типа Е от зоны с большой диэлектрической проницаемостью пиломатериалов к зоне с меньшей диэлектрической проницаемостью их (с учетом уменьшения влажности древесины при поглощении последней волны Н₁₀ на этапе интенсивной сушки, соответствующем зонам волноводного тракта с основным типом волны Н₁₀).The cyclic transportation of the dielectric waveguide inside the waveguide path leads to the transportation of type E electric waves from the zone with a high dielectric constant of the sawn timber to the zone with their lower dielectric constant (taking into account the decrease in wood moisture during the absorption of the last H ₁₀ wave at the stage of intensive drying corresponding to the waveguide path zones with the main type of wave is H ₁₀ ).

Плавное уменьшение поперечного сечения полого волноводного тракта позволяет прижать поверхностные составляющие волн типа Е к диэлектрическому волноводу, обеспечивая полное принудительное поглощение всей СВЧ-энергии последним с учетом скорости распространения волн типа Е. A smooth decrease in the cross-section of the hollow waveguide path allows the surface components of type E waves to be pressed against the dielectric waveguide, providing complete forced absorption of all microwave energy by the latter, taking into account the propagation velocity of type E waves.

Принудительное избирательное поглощение пиломатериалами указанных типов волн типа Е на различных этапах циклического смещения пиломатериалов с учетом изменения их влажности в процессе транспортирования в волноводном тракте. Forced selective absorption of these types of waves of type E by lumber at various stages of the cyclic displacement of lumber, taking into account changes in their moisture during transportation in the waveguide path.

Подача в волноводный тракт нагретого воздушного потока способствует разрушению влаги, образующейся на поверхностях пиломатериалов и, преимущественно, со стороны их стыкуемых торцов, вследствие чего происходит интенсивное образование паровоздушной смеси, которая не препятствует поглощению пиломатериалами электромагнитных волн и исключается образование конденсата на внутренних стенках направляющего. The supply of a heated air stream to the waveguide path contributes to the destruction of moisture generated on the surfaces of the sawn timber and, mainly, from the side of their butt ends, as a result of which the vapor-air mixture is intensively formed, which does not impede the absorption of electromagnetic waves by the sawn timber and prevents the formation of condensate on the inner walls of the guide.

При реализации изобретения обеспечивается также создание конструктивно простой установки для конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов за счет использования при ее проектировании конструктивно унифицированных узлов, в т. ч. традиционно используемых в технологическом оборудовании для СВЧ-сушки пиломатериалов в режиме объемных резонаторов. When implementing the invention, it is also possible to create a structurally simple installation for conveyor microwave drying of sawn timber due to the use of structurally unified units during its design, including those traditionally used in technological equipment for microwave drying of sawn timber in the mode of cavity resonators.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, обеспечивающих конвейерную СВЧ-сушку короткомерных пиломатериалов в режиме их транспортирования по волноводному тракту в направлении потока СВЧ-излучения бегущих волн, избирательно воздействующих на высушиваемый объект, с учетом изменяющейся в процессе его транспортирования влагосодержания внутренней структуры. Приведенный анализ известного уровня техники показал о наличии в заявляемом техническом решении новизны и изобретательского уровня, что свидетельствует о соответствии заявляемого решения критериям изобретения. Изобретение может быть реализовано при СВЧ-сушке короткомерных пиломатериалов с учетом требований, предъявляемых к ним по равномерности объемной сушки, что существенно для пилопродукции, предназначенной для мебельной промышленности и строительно-паркетных работ. In the analysis of the prior art, no technical solutions have been identified that provide microwave conveyor drying of short-sized lumber in the mode of their transportation along the waveguide path in the direction of the microwave radiation flow of traveling waves that selectively affect the object being dried, taking into account the moisture content of the internal structure that changes during its transportation. The above analysis of the prior art showed the presence in the claimed technical solution of novelty and inventive step, which indicates the compliance of the proposed solution with the criteria of the invention. The invention can be implemented during microwave drying of short-length lumber, taking into account the requirements for uniformity of volume drying, which is essential for sawn timber intended for the furniture industry and construction and parquet work.

Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг.1 показана схема установки конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов;
фиг.2 - то же, что на фиг.1, часть установки в аксонометрическом изображении;
фиг.3 - схема установки конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов в разрезе.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 shows the installation diagram of the conveyor microwave drying of lumber;
figure 2 is the same as in figure 1, part of the installation in a perspective view;
figure 3 - installation diagram of a conveyor microwave drying of sawn timber in section.

Установка для конвейерной СВЧ-сушки пиломатериалов содержит основание 1, на котором смонтировано технологическое оборудование. Названное оборудование содержит пирамидальные волноводы 2 и 3, волноводный поворот 4, СВЧ-генератор 5, защитные каналы 6, механизм циклического действия 9, тепловентиляторную установку 7, накопительную емкость для воды 8. Installation for conveyor microwave drying of lumber contains the base 1, on which the processing equipment is mounted. The named equipment contains pyramidal waveguides 2 and 3, waveguide rotation 4, microwave generator 5, protective channels 6, cyclic mechanism 9, fan heater 7, storage tank for water 8.

Пирамидальные волноводы 2 и 3 последовательно расположены, продольные оси их ориентированы под острым углом "α" друг к другу. Раскрывы пирамидальных волноводов со стороны их широких стенок с наибольшей шириной "a₁" соединены между собой волноводным поворотом 4. Выполнение волноводов 2 и 3 пирамидальными не усложняет технологии их изготовления по сравнению с технологией изготовления прямоугольных стандартных волноводов. Постепенно увеличивающаяся площадь поперечных сечений по своим свойствам соответствует волноводам, имеющим экспоненциально изменяющееся волновое сопротивление. Конец одного из волноводов 2, противолежащий подсоединенному к нему волноводному повороту 4, соединен с выходом СВЧ-генератора 5. Указанный волновод 2 образует линию передачи СВЧ-энергии к волноводу 3 через волноводный поворот 5. Волновод 3 имеет защитный канал 6 и выполняет функцию сушильной камеры. Волновод 3 со стороны его конца, подсоединенного к волноводному повороту 4 и со стороны наружной поверхности последнего с наибольшим изгибом, имеет входное окно, а противолежащий конец указанного волновода 3 - выходное окно (поз. не показаны). Между входным окном волноводного поворота 4 и выходным окном волновода 3 расположена направляющая 10, которая симметрично относительно стенок пирамидального волновода 3 и расположена между ними. Направляющая 10 имеет прямоугольную форму поперечного сечения с продольно-ориентированными пазами на внутренних поверхностях (фиг.3).Pyramidal waveguides 2 and 3 are sequentially arranged, their longitudinal axes are oriented at an acute angle "α" to each other. The openings of the pyramidal waveguides from the side of their wide walls with the largest width "a ₁ " are interconnected by the waveguide rotation 4. The implementation of the waveguides 2 and 3 by the pyramidal ones does not complicate the technology of their manufacture in comparison with the technology of manufacturing rectangular standard waveguides. According to its properties, a gradually increasing cross-sectional area corresponds to waveguides having an exponentially changing wave resistance. The end of one of the waveguides 2, opposite the waveguide turn 4 connected to it, is connected to the output of the microwave generator 5. The specified waveguide 2 forms a transmission line of microwave energy to the waveguide 3 through the waveguide turn 5. The waveguide 3 has a protective channel 6 and acts as a drying chamber . The waveguide 3 from the side of its end, connected to the waveguide turn 4 and from the outer surface of the latter with the greatest bend, has an input window, and the opposite end of the specified waveguide 3 has an output window (poses not shown). Between the input window of the waveguide rotation 4 and the output window of the waveguide 3 is a guide 10, which is symmetrical with respect to the walls of the pyramidal waveguide 3 and is located between them. The guide 10 has a rectangular cross-sectional shape with longitudinally oriented grooves on the inner surfaces (figure 3).

Защитные каналы 6 предотвращают выход СВЧ-излучения наружу. Установка снабжена механизмом подачи циклического действия, который выполнен, например, в виде подвижного толкателя 9. Толкатель может иметь гидро- или пневмопривод. Толкатель 9 обеспечивает циклическое перемещение пиломатериалов в направлении продольной оси волноводного тракта. Указанный волноводный тракт образован: волноводным поворотом 4 между раскрывами волноводов 2, 3, вторым пирамидальным волноводом 3, имеющим направляющую 10 для транспортируемых по ней пиломатериалов. The protective channels 6 prevent the exit of microwave radiation to the outside. The installation is equipped with a cyclic feed mechanism, which is made, for example, in the form of a movable pusher 9. The pusher can have a hydraulic or pneumatic drive. The pusher 9 provides a cyclic movement of lumber in the direction of the longitudinal axis of the waveguide path. The specified waveguide path is formed by: waveguide rotation 4 between the openings of the waveguides 2, 3, the second pyramidal waveguide 3, having a guide 10 for lumber transported along it.

Привод толкателя электрически связан с системой поточных микроволновых влагомеров 13, которые размещают по всей длине волноводного тракта (электрическая связь влагомеров системой управления толкателя выполняется по традиционным схемам автоматизации технологических процессов). The drive of the pusher is electrically connected with the system of in-line microwave moisture meters 13, which are placed along the entire length of the waveguide path (the electric connection of the moisture meters with the pusher control system is carried out according to traditional schemes of automation of technological processes).

Влагомеры, используемые в заявляемой установке, размещаются в середине широкой стенки пирамидального волновода 3, где поперечные токи равны нулю и могут быть выполнены, например, в виде поточного микроволнового влагомера " Микрорадар-113", выпускаемого государственным научно-производственным малым предприятием Микрорадар г. Минск (см. Приложение 1). При размещении влагомеров в указанных стенках волновода 3 предусматривается их герметизация. The moisture meters used in the inventive installation are placed in the middle of the wide wall of the pyramidal waveguide 3, where the transverse currents are equal to zero and can be performed, for example, in the form of an in-line microwave hydrometer "Mikroradar-113", manufactured by the state research and production small enterprise Mikroradar in Minsk (see Appendix 1). When placing moisture meters in these walls of the waveguide 3 provides for their sealing.

Направляющая 10 выполнена из радиопрозрачного материала. Волновод 3 и направляющая 10 имеют трубки 12 для вывода влаги из внутреннего объема. Указанные трубки герметичны по отношению к стенкам волновода и направляющей. В качестве радиопрозрачных материалов, предпочтительно, используют фторопласт. Волновод 3 со стороны выхода из него направляющей 10 подсоединен к тепловентиляторной установке 7. Подаваемый воздушный поток, предпочтительно, нагревают до температуры 80-110^oС, что оптимально по условиям досушки торцовых поверхностей пиломатериалов, разрушения влаги с образованием паровоздушной смеси и исключения образования конденсата во внутреннем объеме направляющей 10. Удаление паровоздушной смеси из указанного объема происходит со стороны подачи пиломатериалов и, преимущественно, в направлении продольных пазов направляющей. Влага, удаляющаяся в жидкой фазе через трубки 12, поступает в емкость 8, которую размещают на основании 1 под волноводом 3. При выполнении волноводного поворота 4, предпочтительно, использование криволинейных поверхностей. Подсоединение волноводного поворота 4 к волноводам 2 и 3 осуществляют с использованием фланцев и болтовых соединений (фиг.2).Guide 10 is made of radiolucent material. The waveguide 3 and the guide 10 have tubes 12 for removing moisture from the internal volume. These tubes are sealed against the walls of the waveguide and the guide. As radiolucent materials, fluoroplastic is preferably used. The waveguide 3 from the outlet side of the guide 10 is connected to a fan heater 7. The supplied air stream is preferably heated to a temperature of 80-110 ^o C, which is optimal according to the conditions of drying of the end surfaces of lumber, destruction of moisture with the formation of the vapor-air mixture and the formation of condensate in the internal volume of the guide 10. The removal of the vapor-air mixture from the specified volume occurs on the supply side of the lumber and, mainly, in the direction of the longitudinal grooves of the guide. Moisture, which is removed in the liquid phase through the tubes 12, enters the container 8, which is placed on the base 1 under the waveguide 3. When performing the waveguide rotation 4, it is preferable to use curved surfaces. The connection of the waveguide rotation 4 to the waveguides 2 and 3 is carried out using flanges and bolted connections (figure 2).

При конструктивном выполнении пирамидальных волноводов 2 и 3 ширины "a₁" широких стенок их в зоне подсоединения к ним волноводного поворота 4 равнозначны, ширина "а" широких стенок указанных волноводов со стороны их противолежащих концов равнозначна ширине широких стенок стандартного прямоугольного волновода, при этом a₁≅ 2a. Указанное соотношение параметров задается по условиям подачи через линию передачи (волновод 2) СВЧ-излучения основного типа волн Н₁₀, интенсивно поглощаемых при высокой исходной влажности древесины. Высоты "b₁" узких стенок обоих волноводов 2, 3 в зоне их раскрывов соответствуют: b₁≅ 2b, где "b" - высота узкой стенки стандартного прямоугольного волновода (см. кн. Окресс Э. "СВЧ-энергетика." т.1, М., Мир, 1971, 464 с.).When pyramidal waveguides 2 and 3 are constructed constructively, the widths “a ₁ ” of their wide walls in the zone of connection of the waveguide turn 4 to them are equivalent, the width “a” of the wide walls of these waveguides from the side of their opposite ends is equivalent to the width of the wide walls of a standard rectangular waveguide, while a ₁ ≅ 2a. The specified ratio of the parameters is set according to the conditions of supply through the transmission line (waveguide 2) of microwave radiation of the main type of H ₁₀ waves, which are intensively absorbed at high initial wood moisture. The heights "b ₁ " of the narrow walls of both waveguides 2, 3 in the area of their openings correspond to: b ₁ ≅ 2b, where "b" is the height of the narrow wall of a standard rectangular waveguide (see book Okress E. "Microwave energy." 1, M., Mir, 1971, 464 p.).

Вершина острого угла "α" обращена к выходу направляющей 10 из пирамидального волновода 3. Расположение продольных осей волноводов 2 и 3 под указанным углом "α" требуется по условиям образования в волноводном повороте 4 входного окна для направляющей 10. The apex of the acute angle "α" faces the exit of the guide 10 from the pyramidal waveguide 3. The location of the longitudinal axes of the waveguides 2 and 3 at the specified angle "α" is required according to the conditions of formation of the input window for the guide 10 in the waveguide rotation 4.

При работе заявляемой установки происходит изменение диэлектрических свойств пиломатериалов с учетом изменения их влажности на различных этапах циклического транспортировании через волноводный тракт по направлению потока СВЧ-излучения. During the operation of the inventive installation, the dielectric properties of the lumber change, taking into account the change in their moisture content at various stages of cyclic transportation through the waveguide path in the direction of the microwave radiation flux.

Процесс работы установки осуществляется при подаче через линию передачи (пирамидальный волновод 2) СВЧ-энергии от генератора 5. Благодаря выполнению волновода 2 на входе в него СВЧ-энергии с поперечным сечением стандартного волновода на выходе этого волновода обеспечивается передача в волноводный поворот 4 электромагнитного излучения основных волн типа Н₁₀. Стабильность подачи волн Н₁₀ не нарушается при увеличении ширины "a₁" широких стенок волновода 2 до параметров их, ориентировочно равных "2а", и до параметров узких стенок "b₁" в зоне раскрывов при b₁≅ 2b. Передача СВЧ-излучения через волновод 2 от генератора 5 производится после заполнения направляющей 10 пиломатериалами 14, что необходимо для исключения образования стоячих волн на выходе СВЧ-излучения из волновода 2. Направляющая 10 по всей длине "L" (между входным и выходным окнами волноводного тракта) заполняют стыкуемыми между собой пиломатериалами 11, поперечное сечение "S" которых задают с учетом поперечного сечения направляющей 10 на выходе ее из волновода 3 и воздушных зазоров между поверхностями пиломатериалов и направляющей. При выборе СВЧ-генератора необходимо учитывать, что мощность СВЧ-генератора не должна превышать допустимую мощность, поглощенную пиломатериалами с объемом V= S1 в зоне интенсивного поглощения. Процесс интенсивного поглощения волн Н₁₀ приводит к изменению диэлектрической проницаемости пиломатериалов на длине заполнения "l" с одновременным образованием в указанной зоне передачи электрических поверхностных волн типа, например, E1, E2, Е3,..., что свойственно пиломатериалам, образующих диэлектрические волноводы (см. кн. В. Ф. Взятышев "Диэлектрические волноводы", М., "Советское радио", 1970 г., стр. 47-51). Процесс образования волн типа Е является не только следствием изменения диэлектрической проницаемости пиломатериалов, а также следствием наличия между поверхностями пиломатериалов и внутренними поверхностями (широкими и узкими стенками) волноводного тракта увеличенных воздушных зазоров. При этом образование волн типа Е происходит как внутри диэлектрического волновода, так и во внешнем поле, его окружающем. Циклическое транспортирование диэлектрического волновода, обеспечиваемое подвижным толкателем, внутри волноводного тракта приводит к транпортированию электрических волн типа Е от зоны с большой диэлектрической проницаемостью пиломатериалов к зоне с меньшей диэлектрической проницаемостью их (с учетом уменьшения влажности древесины при поглощении волн Н₁₀ на этапе интенсивной сушки). Плавное уменьшение поперечного сечения полого волноводного тракта позволяет прижать волны Е к диэлектрическому волноводу, обеспечивая полное принудительное поглощение всей СВЧ-энергии последним.The installation process is carried out when microwave energy is supplied through the transmission line (pyramidal waveguide 2) from the generator 5. Owing to the implementation of the waveguide 2 at the microwave energy input into it with a cross section of a standard waveguide, the output of this waveguide provides transmission of the main electromagnetic radiation to the waveguide 4 waves of type H ₁₀ . The stability of the supply of H ₁₀ waves is not violated by increasing the width "a ₁ " of the wide walls of waveguide 2 to their parameters approximately equal to "2a" and to the parameters of narrow walls "b ₁ " in the opening zone at b ₁ ≅ 2b. The microwave radiation is transmitted through the waveguide 2 from the generator 5 after filling the guide 10 with lumber 14, which is necessary to exclude the formation of standing waves at the output of microwave radiation from the waveguide 2. Guide 10 along the entire length "L" (between the input and output windows of the waveguide path ) fill the lumber 11 joined to one another, the cross section "S" of which is set taking into account the cross section of the guide 10 at its exit from the waveguide 3 and the air gaps between the surfaces of the lumber and the guide. When choosing a microwave generator, it is necessary to take into account that the power of the microwave generator should not exceed the allowable power absorbed by the lumber with a volume of V = S1 in the zone of intense absorption. The process of intense absorption of H ₁₀ waves leads to a change in the dielectric constant of the lumber along the filling length "l" with the simultaneous formation in the indicated transmission zone of electric surface waves of the type, for example, E1, E2, E3, ..., which is characteristic of lumber forming dielectric waveguides ( see Prince V. F. Vyatyshev, "Dielectric Waveguides", M., "Soviet Radio", 1970, pp. 47-51). The formation of waves of type E is not only a consequence of changes in the dielectric constant of lumber, but also a consequence of the presence of increased air gaps between the surfaces of lumber and the inner surfaces (wide and narrow walls) of the waveguide tract. In this case, the formation of waves of type E occurs both inside the dielectric waveguide and in the external field surrounding it. The cyclic transportation of the dielectric waveguide provided by the movable pusher inside the waveguide path leads to the transportation of type E electric waves from the zone with a high dielectric constant of lumber to the zone with their lower dielectric constant (taking into account the decrease in wood moisture during the absorption of H ₁₀ waves during intensive drying). A smooth decrease in the cross section of the hollow waveguide path allows E waves to be pressed against the dielectric waveguide, providing the latter with the complete forced absorption of all microwave energy.

Пример распределения волн типа Е по длине волноводного тракта от зоны передачи в него СВЧ-энергии до зоны выхода направляющей показана в таблице. An example of the distribution of type E waves along the length of the waveguide path from the zone of transfer of microwave energy into it to the exit zone of the guide is shown in the table.

Таким образом, происходит принудительное избирательное поглощение пиломатериалами на длине волноводного тракта "L" указанных типов волн Е на различных этапах циклического смещения пиломатериалов на длину их заполнения "I" и с учетом изменения их диэлектрической проницаемости в процессе транспортирования в волноводном тракте. Длину "L" волноводного тракта задают из условия L= n1, где n - целое число, кроме 2, что соответствует условиям образования в диэлектрическом волноводе и тракте электрических волн типа Е, имеющих различную скорость распространения. Типы образовавшихся волн зависят от поперечного сечения диэлектрического волновода и его диэлектрической проницаемости. Thus, forced selective absorption by the lumber along the waveguide path "L" of the indicated wave types E occurs at various stages of the cyclic displacement of the lumber by the fill length "I" and taking into account changes in their dielectric constant during transportation in the waveguide path. The length "L" of the waveguide path is set from the condition L = n1, where n is an integer, except 2, which corresponds to the conditions for the formation of type E electric waves with a different propagation velocity in the dielectric waveguide and path. The types of waves formed depend on the cross section of the dielectric waveguide and its dielectric constant.

Процесс подачи СВЧ-энергии производят при полном заполнении волноводного тракта по длине "L", при этом перед толкателем на направляющей 9 размещают очередную порцию пиломатериалов общей длиной "I" или пиломатериал с этой длиной. Ограниченность длины порционной загрузки пиломатериалов соответствует условиям образования в волноводном тракте зон интенсивной сушки и последующих за ней зон досушки. The process of supplying microwave energy is carried out when the waveguide path is completely filled along the length "L", while in front of the pusher on the guide 9, the next portion of lumber with a total length of "I" or lumber with this length is placed. The limited length of the portion load of lumber corresponds to the conditions for the formation of intensive drying zones and subsequent drying zones in the waveguide tract.

С учетом описанных обстоятельств заявляемую установку используют для СВЧ-сушки пиломатериалов ограниченной длины (короткомеры), которые применяют для изготовления мебели или паркета. Данный тип пилопродукции требует особо тщательного соблюдения условий равномерности их сушки без нарушения их качества. Given the circumstances described, the inventive installation is used for microwave drying of sawn timber of limited length (short meters), which are used for the manufacture of furniture or parquet. This type of sawmill requires particularly careful observance of the conditions for the uniformity of their drying without violating their quality.

Claims

1. Installation of microwave conveyor drying of short-length lumber, containing two sequentially installed pyramidal waveguides, the longitudinal axes of which are located at an acute angle α to each other, their openings on the side of the largest cross sections are interconnected by a waveguide rotation, the end of one of the waveguides on the opposite side its opening, connected to the output of the microwave generator, another waveguide in the area of connection to it of the waveguide rotation and from the side of the greatest bend of the latter has an input for guiding th and an outlet for it on the part of the opposite end thereof in a zone which is located teploventilyatornaya installation, wide walls of both waveguide by connecting them waveguide rotation are equal and are equal to "a _1" wide and narrow walls of their other ends are respectively wide wall "and "and a narrow wall" b "of a standard rectangular waveguide, the guide has a mechanism for the cyclic movement of the dried materials, with the apex of the said acute angle facing the entrance of the transport corridor into the waveguide turn t, wherein a ₁ ≅2a, b ₁ ≅2b.
2. Installation according to claim 1, characterized in that the guide is made of radiolucent material.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the walls of the pyramidal waveguide with a guide and the latter have tubes for the exit of moisture.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the guide has a rectangular cross-sectional shape with longitudinally oriented grooves on the inner surfaces.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the mechanism for cyclic movement of lumber is made in the form of a movable pusher located in front of the guide and entering it into the waveguide rotation.

6. Installation according to claim 1, characterized in that the pyramidal waveguide with a guide is equipped with an in-line microwave moisture meter, which are installed along the conveyor and are connected through an automatic control unit to the drive of the mechanism for cyclic movement of lumber.