УСТАНОВКА ДЛЯ СВЧ-СУШКИ ОЦИЛИНДРОВАННЫХ БРЕВЕН И БРУСА
MICROWAVE DRYING PLANT FOR CYLINDRICAL LOGS AND BAR

Изобретение относится к оборудованию лесопромышленного комплекса по обработке древесины и может быть использовано в технологических процессах СВЧ-сушки крупномерных лесоматериалов, а именно оцилиндрованных бревен и бруса.
Известно устройство для СВЧ-сушки крупномерных лесоматериалов, содержащее раму, на которой установлена кассета с лесоматериалами, к продольным проемам которой примыкают магнетроны, а кассета выполнена в виде ограничивающих ее боковых, нижней и верхней стенок и закрыта с торцов створками, а каждый магнетрон снабжен управляемыми поворотными заслонками и вентилятором для подачи нагретого магнетроном воздуха в камеру для омывания пакетов лесоматериалов (описание к патенту РФ №2263258, F26B 3/347, 9/06, 20.03.2005).
В известном устройстве возможность создания потоками импульсов ЭМЭ СВЧ оптимальных градиентов температур и парциального давления паровоздушной смеси от середины к торцам в лесоматериалах обеспечивается управляемыми поворотными заслонками рупоров магнетронов.
Наличие поворотных заслонок и системы их управления усложняет конструкцию и, следовательно, снижает надежность и эффективность использования мощности магнетронов.
Задача изобретения - повышение надежности, эффективности и КПД установки для СВЧ-сушки крупномерных лесоматериалов, например оцилиндрованных бревен или бруса.
Технический результат - упрощение конструкции, снижение потерь «рассеивания» СВЧ и мощности магнетронов.
Технический результат достигается тем, что в установке для СВЧ-сушки оцилиндрованных бревен, включающая герметичную сушильную камеру для размещения лесоматериала в виде тоннеля, оснащенную управляемыми источниками конвективной термообработки и магнетронами, примыкающими волноводами электромагнитной энергии СВЧ в виде рупоров к прямоугольным проемам в боковых стенках по всей длине камеры, магнетроны размещены на противоположных боковых стенках в шахматном порядке со смещением осей в противолежащих парах вдоль продольной оси камеры на 1/3 ширины рупоров, при этом последние выполнены высотой меньше высоты обрабатываемого лесоматериала на величину (1/5-1/4)λ, а камера выполнена с возможностью размещения обрабатываемого лесоматериала с зазором не менее 1/2λ, где λ - длина волны СВЧ.
На фиг.1 изображен вид установки сверху; на фиг.2 - схема поперечного разреза.
Установка включает герметичную сушильную камеру 1 в виде тоннеля для размещения лесоматериала 2 с зазором не менее 1/2λ, где λ - длина волны СВЧ. Вдоль боковых стенок камеры 1 размещены рядами управляемые идентичные магнитроны 3, генераторы которых размещены в воздуховодах охлаждения 4, а рупоры - волноводы 5 электромагнитной энергии СВЧ, примыкают к прямоугольным проемам 6, перекрывающим по всей длине боковые стенки камеры 1. Так, установка для сушки шестиметровых оцилиндрованных бревен (диаметром 12 или 24 см) оснащена 24 управляемыми источниками подачи СВЧ-излучения с рупорами-волноводами, выполненными шириной «а», обеспечивающей дифференцированное воздействие на рабочие зоны длиной 0,5 м.
Установлены магнетроны 3 с рупорами 5 на противоположных стенках в шахматном порядке со смещением осей в противолежащих парах вдоль продольной оси камеры на 1/3 ширины «a» рупоров. При этом выполнены рупоры 5 высотой «h» меньше высоты обрабатываемого лесоматериала на величину (1/5-1/4)λ. Данные условия обеспечивают оптимальное распределение СВЧ излучения по сечению обрабатываемого лесоматериала, при котором осуществляется их равномерный прогрев по сечению и потери мощности магнетронов (длины волны λ=12.6 см) от «рассеивания» излучения минимальны.
Над центральной частью камеры 1 на верхней стенке (не показана) установлен калорифер 7 с рассекателем горячего воздуха. Внутри камеры 1 со стороны загрузочных дверей 8 размещены вентиляторы 9 удаления избытка горячего влажного воздуха.
Установка при циклическом СВЧ-нагреве бревна с понижением градиента температуры от центра к торцам позволяет осуществить, в частности, способ сушки оцилиндрованного бревна (описание к патенту RU 2332625, F26B 3/347, 2008.08.27) и работает следующим образом.
Перед началом процесса сушки, исходя из параметров обрабатываемого материала (порода древесины, диаметр, длина, начальная влажность), выбирают общее количество циклов СВЧ-нагрева, диапазоны изменения температур в каждом из них и соответствующие им режимы работы установки.
Камеру 1 с лесоматериалом 2 герметизируют, закрывая двери 8. Цикл начинают этапом прогрева бревна СВЧ-излучением, при котором вначале включают магнетроны, размещенные с одной стороны камеры 1, а затем, после их отключения, с другой. Включение магнетронов в ряду осуществляют в последовательности от центрального к крайним с интервалом, выбранным из условия прогрева противолежащих участков лесоматериала до температуры и в течение времени, установленных для данного цикла. В результате последовательного включения магнетронов 3 от центрального к крайним расширяют зону нагрева лесоматериала от центральной части в направлении торцов, дробно снижая температуру на величину, пропорциональную разнице максимального и минимального значений температур выбранного диапазона. В бревне создается постепенно расширяющаяся зона избыточного давления паровоздушной смеси, которая повышает интенсивность тока свободной влаги из середины к торцам.
По завершении в цикле этапа прогрева бревна СВЧ-излучением включают калорифер 7, вентиляторы 9 и начинают этап конвективной термообработки по удалению влаги с поверхности бревна в условиях равновесного баланса влажности внутри и снаружи.
Выбор параметров температуры и влажности рабочих воздушных потоков в процессе конвективной термообработки устанавливается экспериментально из условия минимизации внутренних остаточных напряжений, накапливающихся в бревне, и сокращения времени сушки. Следующие циклы включения магнетронов 3, калорифера 7 и вентиляторов 9 проводят по описанной выше схеме, изменяя режимы работы в соответствии с выбранными условиями обработки перед началом сушки.