微波預處理裝置的製作方法

2023-10-08 06:40:04

專利名稱：微波預處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及微波預處理技術領域，具體涉及一種用於木材微波改性預處理的微波預處理裝置。
背景技術：
我國速生人工林面積和蓄積量位居世界第一，但速生材普遍存在著內含物豐富、滲透性差、乾燥與後期改性處理困難等一系列難題，使得我國速生人工林木材(主要包括桉樹和楊樹木材)的實木高附加值利用一直未取得突破性進展。高強度微波預處理是近年來出現在木材改性領域的新技術，其基本原理是利用高強度微波對溼木材進行瞬時處理，使木材內水分在短時間內獲得足夠多的能量，產生相變和氣體熱壓效應，在蒸氣膨脹動力帶動下，破壞木材內部構造，提高流體遷移能力，為木材後期的乾燥、浸注處理，甚至新材料製備創造極為有利的前提條件。目前，澳大利亞已經製造出了高功率木材微波預處理專用設備，並研究了微波預處理對木材體積膨脹率、滲透性和乾燥速率的影響規律。其初步研究結果表明，高強度微波預處理可使木材體積增大13.4%，防腐劑滲透量增加10-14倍，乾燥速率提高5-10倍，乾燥質量顯著改善。他們甚至還通過該技術對木材進行拆解和重構處理，試製出了具有高滲透性、低密度的新型木材與具有高強度、高表面硬度的新型木質複合材料。這一研究為速生材資源的高質化利用開闢了一條嶄新的道路。但在我國，微波預處理技術的研究多採用小功率微波處理設備，甚至是家用微波爐，處理效果普遍不太理想。因此，要開展木材微波預處理技術的研究和產業化應用，實現速生人工林木材高附加值利用，首先必須研製出具有高表面輻射功率的木材微波預處理專用設備
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在於克服現有技術存在的不足，提供一種處理效果好、使用靈活、適用範圍廣的微波預處理裝置。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案:一種微波預處理裝置，包括機架總成，所述機架總成上裝設有微波處理組件和物料輸送組件，所述微波處理組件包括微波諧振腔和兩臺以上分別獨立工作的微波發生器，各微波發生器均與微波諧振腔相連，所述物料輸送組件貫穿所述微波諧振腔，所述微波諧振腔於物料輸送組件穿出的兩端均設有微波抑制器，所述微波諧振腔還連接有排溼組件。上述技術方案中，優選的，各微波發生器依次通過微波環形器和波導與所述微波諧振腔相連。上述技術方案中，優選的，所述微波諧振腔的橫截面尺寸為高Hl=80mm，寬Wl=248mm。上述技術方案中，優選的，所述微波抑制器的整體尺寸為長L2=1560mm，寬W2=248mm,高 H2=60mm。上述技術方案中，優選的，所述物料輸送組件包括輸送帶和驅動所述輸送帶的無級調速電機，所述輸送帶穿設於所述微波諧振腔中。上述技術方案中，優選的，所述物料輸送組件還包括用於對輸送帶進行張緊和調偏的張緊調偏機構。上述技術方案中，優選的，所述排溼組件包括一臺以上軸流排溼風機，所述軸流排溼風機的進風口與所述微波諧振腔的頂部連通。上述技術方案中，優選的，所述軸流排溼風機的進風口與微波諧振腔的連通處設有用於防止微波洩漏的微波抑制裝置。與現有技術相比，本實用新型的優點在於:本實用新型微波預處理裝置設有兩臺以上微波發生器，且兩臺以上微波發生器分別獨立工作，可以根據需要控制微波發生器開啟的數量，能滿足微波預處理不同功率的要求，拓展了處理裝置的使用範圍；微波諧振腔連接有排溼組件，可以即時將微波預處理過程中木材內蒸發出來的水分排出，有效防止了水分在微波諧振腔中的凝聚。微波諧振腔的橫截面尺寸較小，微波表面輻射功率大，可以滿足微波預處理對高功率的要求。物料輸送組件採用無級調速電機進行驅動，可方便的調節輸送帶的輸送速度，實現任意控制木材通過微波諧振腔的時間，從而可以任意控制木材微波預處理的時間。

圖1為本實用新型的主視結構示意圖。圖2為本實用新型的俯視結構示意圖。圖3為本實用新型的側視放大結構示意圖。圖4為本實用新型中控制櫃的立體結構示意圖。圖例說明:1、機架總成；2、微波處理組件；21、微波諧振腔；22、微波發生器；23、微波抑制器；24、微波環形器；25、波導；3、物料輸送組件；31、輸送帶；32、無級調速電機；33、張緊調偏機構；4、控制組件；5、排溼組件；6、外殼。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1至圖4所示，本實用新型的微波預處理裝置，包括機架總成1，機架總成I上裝設有微波處理組件2和物料輸送組件3，微波處理組件2包括微波諧振腔21和兩臺以上用於向微波諧振腔21輸送微波的微波發生器22，各微波發生器22獨立工作，微波諧振腔21設於一微波加熱設備外殼6內，微波諧振腔21兩端開口以供物料輸送組件3穿過，物料輸送組件3貫穿微波諧振腔21，微波諧振腔21於物料輸送組件3穿出的兩端均設有微波抑制器23，微波抑制器23用於防止微波從微波諧振腔21中洩露出來，微波諧振腔21還連接有排溼組件5。微波處理組件2、物料輸送組件3和排溼組件5與一控制組件4連接並由該控制組件4控制工作，控制組件4為控制櫃(參見圖4 )，控制櫃與各組件電連接。由於設有兩臺以上微波發生器22，且兩臺以上微波發生器22分別獨立工作，可以根據需要控制微波發生器22開啟的數量，能滿足微波預處理不同功率的要求，拓展了處理裝置的使用範圍；微波諧振腔21連接有排溼組件5，可以及時將微波預處理過程中木材內蒸發出來的水分排出，有效防止了水分在微波諧振腔21中的凝聚。本實用新型的微波預處理裝置解決了目前我國木材微波預處理研究過程中基本採用小功率微波處理設備，甚至是家用微波爐，直接導致了微波預處理效果不顯著，木材微波預處理改性技術無法從實驗室走向產業化，速生人工林木材的實木高附加值一直難以突破的問題。本實施例中，微波發生器22共設有兩臺，每臺微波發生器22的額定輸出微波功率為20KW，微波工作頻率為915MHz，當兩臺微波發生器22同時工作時，其總微波輸出功率為40KW，這樣可以滿足微波預處理對高功率的要求。每臺微波發生器22與微波諧振腔21之間均設有微波環形器24和方形波導25，其中，微波環形器24具有正向流通、反向隔離的特點，主要起到保護微波電源與磁控管安全的作用，微波環形器24設於微波發生器22的出口端。波導25為真空的矩形截面管道，用於將微波從微波環形器24的出口輸送至微波諧振腔21，其裝設於微波環形器24的出口與微波諧振腔21之間。本實施例中，微波諧振腔21的橫截面尺寸為高Hl=80mm，寬Wl=248mm，由於其橫截面尺寸較小，微波表面輻射功率大。相應的，微波抑制器23的整體尺寸設置為長L2=1560mm,寬 W2=248mm,高 H2=60mm。本實施例中，物料輸送組件3包括輸送帶31和驅動輸送帶31的無級調速電機32，輸送帶31穿設於微波諧振腔21中，木材可由輸送帶31輸送穿過微波諧振腔21進行微波預處理。由於採用無級調速電機32驅動輸送帶31動作，無級調速電機32能進行無級變速，可方便的調節輸送帶31的輸送速度，實現控制木材通過微波諧振腔21的時間，從而可以任意控制木材微波預處理的時間。本實施例的輸送帶31製作材料為聚四氟乙烯。本實施例中，物料輸送組件3還包括張緊調偏機構33，張緊調偏機構33裝設於輸送帶31的一端，用於張緊輸送帶3 1，該張緊調偏機構33同時還兼具調偏功能。該張緊調偏機構33為現有技術，在此不再贅述。本實施例中，排溼組件5包括三臺軸流排溼風機，各軸流排溼風機的進風口與微波諧振腔21的頂部連通，在其他實施例中，排溼組件5也可設置其他數量的軸流排溼風機。軸流排溼風機的進風口與微波諧振腔21的連通處還可設有用於防止微波洩漏的微波抑制
>j-U ρ α裝直。某批楊木鋸材的長度為1.5m，厚度為40mm，含水率約為32%，採用本實用新型的微波預處理裝置對木材進行處理時:將一段楊木鋸材放置在輸送帶31上，通過控制柜上的控制按鈕啟動無級調速電機32，使楊木鋸材在輸送帶31的帶動下從左至右移動(參見圖1和圖2)，當該段楊木鋸材被輸送至微波諧振腔21的中部時，停止無級調速電機32，將另外一段楊木鋸材放置在輸送帶31上，並使輸送帶31上的楊木鋸材首尾相連。再通過控制柜上的按鈕啟動微波發生器22 (兩個微波發生器22可以單獨啟動，也可以同時啟動)，微波發生器22產生的微波通過微波環形器24和波導25到達微波諧振腔21，快速加熱微波諧振腔21中的楊木鋸材，當微波輸出功率達到設定值時，再次啟動無級調速電機32，調節其速度，使輸送帶31的輸送速度穩定在設定值。在輸送帶31運行期間，工作人員在微波預處理裝置左端的輸送帶31上不斷放置待處理的楊木鋸材，使輸送帶31上的楊木鋸材始終保持首尾相接，以防止微波諧振腔21中空載情況的出現，避免設備損壞；微波預處理結束後，首先關閉所有的微波發生器22,待微波諧振腔21和微波抑制器23中的楊木鋸材被輸送帶31完全輸送出時(輸送到微波預處理裝置的右端)，通過控制櫃切斷無級調速電機32的電源，完全停止微波預處理裝置的運行。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。應該提出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種微波預處理裝置，包括機架總成(I)，所述機架總成(I)上裝設有微波處理組件(2)和物料輸送組件(3)，其特徵在於:所述微波處理組件(2)包括微波諧振腔(21)和兩臺以上分別獨立工作的微波發生器(22)，各微波發生器(22)均與微波諧振腔(21)相連，所述物料輸送組件(3)貫穿所述微波諧振腔(21)，所述微波諧振腔(21)於物料輸送組件(3)穿出的兩端均設有微波抑制器(23 )，所述微波諧振腔(21)還連接有排溼組件(5 )。
2.根據權利要求1所述的微波預處理裝置，其特徵在於:各微波發生器(22)依次通過微波環形器(24)和波導(25)與所述微波諧振腔(21)相連。
3.根據權利要求1所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述微波諧振腔(21)的橫截面尺寸為高Hl=80mm，寬Wl=248mm。
4.根據權利要求3所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述微波抑制器(23)的整體尺寸為長 L2=1560mm，寬 W2=248mm，高 H2=60mm。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述物料輸送組件(3)包括輸送帶(31)和驅動所述輸送帶(31)的無級調速電機(32)，所述輸送帶(31)穿設於所述微波諧振腔(21)中。
6.根據權利要求5所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述物料輸送組件(3)還包括用於對輸送帶(31)進行張緊和調偏的張緊調偏機構(33)。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述排溼組件(5)包括一臺以上軸流排溼風機，所述軸流排溼風機的進風口與所述微波諧振腔(21)的頂部連通。
8.根據權利要求7所述的微波預處理裝置，其特徵在於:所述軸流排溼風機的進風口與微波諧 振腔(21)的連通處設有用於防止微波洩漏的微波抑制裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種微波預處理裝置，包括機架總成，機架總成上裝設有微波處理組件和物料輸送組件，微波處理組件包括微波諧振腔和兩臺以上分別獨立工作的微波發生器，各微波發生器均與微波諧振腔相連，物料輸送組件貫穿微波諧振腔，微波諧振腔於物料輸送組件貫穿方向的兩端均設有微波抑制器，微波諧振腔還連接有排溼組件。本實用新型具有處理效果好、使用靈活、適用範圍廣等優點。
文檔編號B27K5/00GK203077419SQ201320058600
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月2日 優先權日2013年2月2日
發明者李賢軍, 韋東才, 謝力生, 牟群英, 楊小鋒, 張曉東, 李新功, 羅勇峰, 陳紅斌 申請人:中南林業科技大學, 長沙隆泰微波熱工有限公司