专利名称：微波预处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微波预处理技术领域，具体涉及一种用于木材微波改性预处理的微波预处理装置。
背景技术：
我国速生人工林面积和蓄积量位居世界第一，但速生材普遍存在着内含物丰富、渗透性差、干燥与后期改性处理困难等一系列难题，使得我国速生人工林木材(主要包括桉树和杨树木材)的实木高附加值利用一直未取得突破性进展。高强度微波预处理是近年来出现在木材改性领域的新技术，其基本原理是利用高强度微波对湿木材进行瞬时处理，使木材内水分在短时间内获得足够多的能量，产生相变和气体热压效应，在蒸气膨胀动力带动下，破坏木材内部构造，提高流体迁移能力，为木材后期的干燥、浸注处理，甚至新材料制备创造极为有利的前提条件。目前，澳大利亚已经制造出了高功率木材微波预处理专用设备，并研究了微波预处理对木材体积膨胀率、渗透性和干燥速率的影响规律。其初步研究结果表明，高强度微波预处理可使木材体积增大13.4%，防腐剂渗透量增加10-14倍，干燥速率提高5-10倍，干燥质量显著改善。他们甚至还通过该技术对木材进行拆解和重构处理，试制出了具有高渗透性、低密度的新型木材与具有高强度、高表面硬度的新型木质复合材料。这一研究为速生材资源的高质化利用开辟了一条崭新的道路。但在我国，微波预处理技术的研究多采用小功率微波处理设备，甚至是家用微波炉，处理效果普遍不太理想。因此，要开展木材微波预处理技术的研究和产业化应用，实现速生人工林木材高附加值利用，首先必须研制出具有高表面辐射功率的木材微波预处理专用设备
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术存在的不足，提供一种处理效果好、使用灵活、适用范围广的微波预处理装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种微波预处理装置，包括机架总成，所述机架总成上装设有微波处理组件和物料输送组件，所述微波处理组件包括微波谐振腔和两台以上分别独立工作的微波发生器，各微波发生器均与微波谐振腔相连，所述物料输送组件贯穿所述微波谐振腔，所述微波谐振腔于物料输送组件穿出的两端均设有微波抑制器，所述微波谐振腔还连接有排湿组件。上述技术方案中，优选的，各微波发生器依次通过微波环形器和波导与所述微波谐振腔相连。上述技术方案中，优选的，所述微波谐振腔的横截面尺寸为高Hl=80mm，宽Wl=248mm。上述技术方案中，优选的，所述微波抑制器的整体尺寸为长L2=1560mm，宽W2=248mm,高 H2=60mm。上述技术方案中，优选的，所述物料输送组件包括输送带和驱动所述输送带的无级调速电机，所述输送带穿设于所述微波谐振腔中。上述技术方案中，优选的，所述物料输送组件还包括用于对输送带进行张紧和调偏的张紧调偏机构。上述技术方案中，优选的，所述排湿组件包括一台以上轴流排湿风机，所述轴流排湿风机的进风口与所述微波谐振腔的顶部连通。上述技术方案中，优选的，所述轴流排湿风机的进风口与微波谐振腔的连通处设有用于防止微波泄漏的微波抑制装置。与现有技术相比，本实用新型的优点在于:本实用新型微波预处理装置设有两台以上微波发生器，且两台以上微波发生器分别独立工作，可以根据需要控制微波发生器开启的数量，能满足微波预处理不同功率的要求，拓展了处理装置的使用范围；微波谐振腔连接有排湿组件，可以即时将微波预处理过程中木材内蒸发出来的水分排出，有效防止了水分在微波谐振腔中的凝聚。微波谐振腔的横截面尺寸较小，微波表面辐射功率大，可以满足微波预处理对高功率的要求。物料输送组件采用无级调速电机进行驱动，可方便的调节输送带的输送速度，实现任意控制木材通过微波谐振腔的时间，从而可以任意控制木材微波预处理的时间。
图1为本实用新型的主视结构示意图。图2为本实用新型的俯视结构示意图。图3为本实用新型的侧视放大结构示意图。图4为本实用新型中控制柜的立体结构示意图。图例说明:1、机架总成；2、微波处理组件；21、微波谐振腔；22、微波发生器；23、微波抑制器；24、微波环形器；25、波导；3、物料输送组件；31、输送带；32、无级调速电机；33、张紧调偏机构；4、控制组件；5、排湿组件；6、外壳。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1至图4所示，本实用新型的微波预处理装置，包括机架总成1，机架总成I上装设有微波处理组件2和物料输送组件3，微波处理组件2包括微波谐振腔21和两台以上用于向微波谐振腔21输送微波的微波发生器22，各微波发生器22独立工作，微波谐振腔21设于一微波加热设备外壳6内，微波谐振腔21两端开口以供物料输送组件3穿过，物料输送组件3贯穿微波谐振腔21，微波谐振腔21于物料输送组件3穿出的两端均设有微波抑制器23，微波抑制器23用于防止微波从微波谐振腔21中泄露出来，微波谐振腔21还连接有排湿组件5。微波处理组件2、物料输送组件3和排湿组件5与一控制组件4连接并由该控制组件4控制工作，控制组件4为控制柜(参见图4 )，控制柜与各组件电连接。由于设有两台以上微波发生器22，且两台以上微波发生器22分别独立工作，可以根据需要控制微波发生器22开启的数量，能满足微波预处理不同功率的要求，拓展了处理装置的使用范围；微波谐振腔21连接有排湿组件5，可以及时将微波预处理过程中木材内蒸发出来的水分排出，有效防止了水分在微波谐振腔21中的凝聚。本实用新型的微波预处理装置解决了目前我国木材微波预处理研究过程中基本采用小功率微波处理设备，甚至是家用微波炉，直接导致了微波预处理效果不显著，木材微波预处理改性技术无法从实验室走向产业化，速生人工林木材的实木高附加值一直难以突破的问题。本实施例中，微波发生器22共设有两台，每台微波发生器22的额定输出微波功率为20KW，微波工作频率为915MHz，当两台微波发生器22同时工作时，其总微波输出功率为40KW，这样可以满足微波预处理对高功率的要求。每台微波发生器22与微波谐振腔21之间均设有微波环形器24和方形波导25，其中，微波环形器24具有正向流通、反向隔离的特点，主要起到保护微波电源与磁控管安全的作用，微波环形器24设于微波发生器22的出口端。波导25为真空的矩形截面管道，用于将微波从微波环形器24的出口输送至微波谐振腔21，其装设于微波环形器24的出口与微波谐振腔21之间。本实施例中，微波谐振腔21的横截面尺寸为高Hl=80mm，宽Wl=248mm，由于其横截面尺寸较小，微波表面辐射功率大。相应的，微波抑制器23的整体尺寸设置为长L2=1560mm,宽 W2=248mm,高 H2=60mm。本实施例中，物料输送组件3包括输送带31和驱动输送带31的无级调速电机32，输送带31穿设于微波谐振腔21中，木材可由输送带31输送穿过微波谐振腔21进行微波预处理。由于采用无级调速电机32驱动输送带31动作，无级调速电机32能进行无级变速，可方便的调节输送带31的输送速度，实现控制木材通过微波谐振腔21的时间，从而可以任意控制木材微波预处理的时间。本实施例的输送带31制作材料为聚四氟乙烯。本实施例中，物料输送组件3还包括张紧调偏机构33，张紧调偏机构33装设于输送带31的一端，用于张紧输送带3 1，该张紧调偏机构33同时还兼具调偏功能。该张紧调偏机构33为现有技术，在此不再赘述。本实施例中，排湿组件5包括三台轴流排湿风机，各轴流排湿风机的进风口与微波谐振腔21的顶部连通，在其他实施例中，排湿组件5也可设置其他数量的轴流排湿风机。轴流排湿风机的进风口与微波谐振腔21的连通处还可设有用于防止微波泄漏的微波抑制
>j-U ρ α装直。某批杨木锯材的长度为1.5m，厚度为40mm，含水率约为32%，采用本实用新型的微波预处理装置对木材进行处理时:将一段杨木锯材放置在输送带31上，通过控制柜上的控制按钮启动无级调速电机32，使杨木锯材在输送带31的带动下从左至右移动(参见图1和图2)，当该段杨木锯材被输送至微波谐振腔21的中部时，停止无级调速电机32，将另外一段杨木锯材放置在输送带31上，并使输送带31上的杨木锯材首尾相连。再通过控制柜上的按钮启动微波发生器22 (两个微波发生器22可以单独启动，也可以同时启动)，微波发生器22产生的微波通过微波环形器24和波导25到达微波谐振腔21，快速加热微波谐振腔21中的杨木锯材，当微波输出功率达到设定值时，再次启动无级调速电机32，调节其速度，使输送带31的输送速度稳定在设定值。在输送带31运行期间，工作人员在微波预处理装置左端的输送带31上不断放置待处理的杨木锯材，使输送带31上的杨木锯材始终保持首尾相接，以防止微波谐振腔21中空载情况的出现，避免设备损坏；微波预处理结束后，首先关闭所有的微波发生器22,待微波谐振腔21和微波抑制器23中的杨木锯材被输送带31完全输送出时(输送到微波预处理装置的右端)，通过控制柜切断无级调速电机32的电源，完全停止微波预处理装置的运行。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种微波预处理装置，包括机架总成(I)，所述机架总成(I)上装设有微波处理组件(2)和物料输送组件(3)，其特征在于:所述微波处理组件(2)包括微波谐振腔(21)和两台以上分别独立工作的微波发生器(22)，各微波发生器(22)均与微波谐振腔(21)相连，所述物料输送组件(3)贯穿所述微波谐振腔(21)，所述微波谐振腔(21)于物料输送组件(3)穿出的两端均设有微波抑制器(23 )，所述微波谐振腔(21)还连接有排湿组件(5 )。
2.根据权利要求1所述的微波预处理装置，其特征在于:各微波发生器(22)依次通过微波环形器(24)和波导(25)与所述微波谐振腔(21)相连。
3.根据权利要求1所述的微波预处理装置，其特征在于:所述微波谐振腔(21)的横截面尺寸为高Hl=80mm，宽Wl=248mm。
4.根据权利要求3所述的微波预处理装置，其特征在于:所述微波抑制器(23)的整体尺寸为长 L2=1560mm，宽 W2=248mm，高 H2=60mm。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的微波预处理装置，其特征在于:所述物料输送组件(3)包括输送带(31)和驱动所述输送带(31)的无级调速电机(32)，所述输送带(31)穿设于所述微波谐振腔(21)中。
6.根据权利要求5所述的微波预处理装置，其特征在于:所述物料输送组件(3)还包括用于对输送带(31)进行张紧和调偏的张紧调偏机构(33)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的微波预处理装置，其特征在于:所述排湿组件(5)包括一台以上轴流排湿风机，所述轴流排湿风机的进风口与所述微波谐振腔(21)的顶部连通。
8.根据权利要求7所述的微波预处理装置，其特征在于:所述轴流排湿风机的进风口与微波谐 振腔(21)的连通处设有用于防止微波泄漏的微波抑制装置。
专利摘要本实用新型公开了一种微波预处理装置，包括机架总成，机架总成上装设有微波处理组件和物料输送组件，微波处理组件包括微波谐振腔和两台以上分别独立工作的微波发生器，各微波发生器均与微波谐振腔相连，物料输送组件贯穿微波谐振腔，微波谐振腔于物料输送组件贯穿方向的两端均设有微波抑制器，微波谐振腔还连接有排湿组件。本实用新型具有处理效果好、使用灵活、适用范围广等优点。
文档编号B27K5/00GK203077419SQ201320058600
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月2日 优先权日2013年2月2日
发明者李贤军, 韦东才, 谢力生, 牟群英, 杨小锋, 张晓东, 李新功, 罗勇峰, 陈红斌 申请人:中南林业科技大学, 长沙隆泰微波热工有限公司