Промышленные нагревательные СВЧ-установки волноводного типа больших габаритов

Резонаторные системы, устанавливаемые в бытовые СВЧ-печи, могут быть использованы для процессов сушки. Но для изделий больших размеров, например, древесины, более удобными являются волноводные системы, которые при увеличении поперечных размеров волноводов переходя в облучатели, обрабатывающие штабели леса в свободном пространстве. Типичной волноводной является СВЧ-установка для сушки среднемасштабных древесных изделий.

Прямоугольные волноводы успешно применяются для СВЧ-обработки листовых и мелкомасштабных деревянных изделий конвейерным методом.

Сушка фанеры при помощи СВЧ

Типичной является конструкция для сушки клеевой фанеры. Лист фанеры протягивается с помощью конвейерной ленты через щелевой прямоугольный волновод вдоль направления силовых линий электрического поля. Щели волновода совпадают с продольными осями широких стенок волновода и практически не излучают СВЧ-энергию в свободное пространство. С помощью изгибов волноводу придается конфигурация меандра, и обрабатываемый лист фанеры последовательно проходит через несколько его параллельных друг другу секций. Мощность СВЧ-генератора подается на входной фланец волноводной системы и практически полностью поглощается обрабатываемым листом. Обе плоскости листа обдуваются атмосферным воздухом, выходящим из калорифера и уносящим с собой испаренную влагу через зазоры между стенками щелей и подаваемым материалом.

СВЧ-генератор в такой сушильной машине работает в режиме, близком к режиму согласованной нагрузки, и выбор количества секций волновода проводится по коэффициенту затухания волны в обрабатываемой пластине. Диэлектрические потери клеевой фанеры зависят от ее влажности, рецептуры клея и температуры.

Проектирование обдува сушильных СВЧ агрегатов

При проектировании сушильных агрегатов необходимо обеспечить максимальную однородность тепловыделения по ширине обрабатываемого материала, достижение высокого КПД и требуемого КСВ на входе волноводного тракта. Для достижения минимального КСВ от ВЧ-тракта установки следует обеспечить компенсацию бегущей волны от листов обрабатываемой фанеры, расположенных в рабочих секциях.

Конвейерная лента транспортера не должна вызывать существенных дополнительных потерь СВЧ-мощности. Для этого используют тросы и перекладины, изготовленные из диэлектрика с малыми потерями.

Необходимо также рассчитать мощность воздушного калорифера, скорость обдува обрабатываемого материала и мощность вентилятора. При идеальных условиях система обдува должна обеспечивать вынос всей испаряемой воды при температуре 80°С и максимально возможной скорости движения конвейера. Необходимо организовать возможность реверсивного движения подающей ленты, так как направление движения листа влияет на выравнивание тепловыделения в рабочих секциях.

Возможности автоматизации сушильных СВЧ установок

Можно автоматизировать управление сушильной установкой, установив датчики температуры и влажности обдувающего воздуха на входных патрубках воздуховода и на выходе воздуха в атмосферу из зазоров щелей для протяжки листов материала.

Микропроцессорный контроллер обрабатывает показания датчиков и поддерживает оптимальный режим сушки материала. В качестве таких датчиков чаще всего используют газовые, инфракрасные, керамические и другие.

СВЧ сушка кирпича сухого прессования

Одной из перспективных для практической реализации является установка с волноводной рабочей камерой для обработки стандартного кирпича сухого прессования. Рабочая камера эквивалентна прямоугольному волноводу, согласованному с двух сторон и возбуждаемому с помощью индуктивной диафрагмы. Обрабатываемые кирпичи поглощают СВЧ-мощность, распространяющуюся в обе стороны от диафрагмы связи. Транспортер имеет ячейки для кирпичей, и обеспечивает непрерывную подачу изделий для обработки. Установка имеет производительность 80 штук кирпичей в час при массе одного кирпича примерно 5 кг.

Температура обрабатываемых кирпичей может быть доведена до температуры кипения испаряемой воды, и подаваемый в камеру воздух должен обеспечивать отвод быстро образующегося пара без существенного увеличения влажности воздуха, заполняющего камеру.

Такая установка также может быть снабжена автоматизированной системой управления сушкой с использованием микропроцессорного контроллера и набором датчиков контроля процесса сушки.

Технологические процессы СВЧ сушки лесоматериалов

Принцип действия крупных и высокопроизводительных технологических установок СВЧ-энергетики может быть основан на облучении несовершенного диэлектрика плоской волной. Агрегат для сушки лесоматериалов, разработанный в лаборатории СВЧ-энергетики Московского инженерно-физического института, представляет собой сушильный бокс, системы воздухообмена, высокочастотный тракт, содержащий облучающие волноводы, автоматическую систему управления, использующую датчики температуры и влажности обдувающего материал воздуха, системы СВЧ-питания, имеющие в основе стандартный генератор непрерывной мощности.

Штабель обрабатываемой древесины облучается с двух сторон шестью прямоугольными  волноводами, имеющими резонансные щелевые антенны, в зависимости от расположения которых они могут соответствовать либо последовательной эквивалентной схеме включения, либо параллельной. Необходимо обеспечивать однородное облучение протяженного объекта, и мощность излучения всех щелей, расположенных на одном облучающем волноводе, должна быть одинаковой. Отраженная от штабеля волна практически без потерь отражается от стенок сушильного бокса и практически полностью поглощается штабелем при повторных падения – это обеспечивает высокий КПД.

Воздухообменная система сушильного агрегата имеет рекуперативную схему, при которой часть отработанного воздуха возвращается в камеру для более глубокого насыщения влагой, выделяющейся на поверхности древесины. Рекуперативная система продувки камеры позволяет достичь существенной экономии электроэнергии, затрачиваемой калорифером на нагрев воздуха, и является выгодной для крупных установок. Производительность СВЧ-сушилок примерно в 5 раз выше производительности традиционных сушилок при одинаковой потребляемой мощности электросети, а качество готовых изделий в таких печах существенно выше.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании