[發明專利]多腔多口快換型木材微波預處理裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201610148807.9
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105818234B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 牟群英;李賢軍;戴四元;羅勇峰;賀霞
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27K5/00
• 分類號: B27K5/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,厲田

1.一種多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：包括通用工作臺（1）、溫度檢測模塊（2）和多個微波源及諧振腔模塊，所述微波源及諧振腔模塊包括諧振腔殼體（3）和設于諧振腔殼體（3）周側的微波源（4），所述諧振腔殼體（3）內部設有用于放置被處理木材的諧振腔（31），所述微波源（4）通過饋入波導（5）與諧振腔（31）連通，所述溫度檢測模塊（2）裝設在諧振腔殼體（3）上并伸至諧振腔（31）內，所述諧振腔殼體（3）裝設在通用工作臺（1）上。

2.根據權利要求1所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述微波源（4）包括相互連接磁控管（41）和冷卻模塊（42），饋入波導（5）為矩形波導，所述矩形波導的一端與冷卻模塊（42）連接、另一端與諧振腔（31）連通，所述矩形波導與諧振腔殼體（3）的連接位置位于諧振腔殼體（3）的側面的幾何中心位置。

3.根據權利要求2所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述冷卻模塊（42）包括水冷散熱器（421）、進水口（422）和排水口（423），所述進水口（422）和排水口（423）均設置在水冷散熱器（421）上。

4.根據權利要求3所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述溫度檢測模塊（2）包括用于對木材表面測溫的紅外線檢測裝置（21）和用于對木材內部測溫的光導纖維，所述紅外線檢測裝置（21）裝設在諧振腔殼體（3）上并伸至諧振腔（31）內，所述光導纖維植入木材內部。

5.根據權利要求4所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述諧振腔殼體（3）頂部裝設有用于遮蓋諧振腔（31）的金屬蓋（6），所述金屬蓋（6）上開設有均勻布置的用于水蒸氣排放及光導纖維穿行的通孔（61）。

6.根據權利要求5所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述通孔（61）的直徑為2mm，各通孔（61）之間的間距為20mm。

7.根據權利要求6所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述多個微波源及諧振腔模塊包括單微波源方形單口諧振腔、雙微波源方型雙口諧振腔、三微波源圓柱形三口諧振腔和四微波源圓柱形四口諧振腔，所述單微波源方形單口諧振腔的諧振腔殼體（3）周側設有一個微波源（4），所述單微波源方形單口諧振腔的諧振腔（31）為長方體結構；所述雙微波源方型雙口諧振腔的諧振腔殼體（3）周側設有兩個微波源（4），所述雙微波源方型雙口諧振腔的諧振腔（31）為長方體結構；所述三微波源圓柱形三口諧振腔的諧振腔殼體（3）周側設有均勻布置的三個微波源（4），所述三微波源圓柱形三口諧振腔的諧振腔（31）為圓柱體結構；所述四微波源圓柱形四口諧振腔的諧振腔殼體（3）周側設有均勻布置的四個微波源（4），所述四微波源圓柱形四口諧振腔的諧振腔（31）為圓柱體結構。

8.根據權利要求7所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述單微波源方形單口諧振腔、雙微波源方型雙口諧振腔中的諧振腔（31）的長度和寬度介于120～300mm之間、深度介于80～150mm之間；所述三微波源圓柱形三口諧振腔和四微波源圓柱形四口諧振腔的諧振腔（31）的直徑介于120～300 mm之間、深度介于80～500mm之間。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的多腔多口快換型木材微波預處理裝置，其特征在于：所述通用工作臺（1）包括機架（11），所述諧振腔殼體（3）裝設在機架（11）頂部，所述機架（11）上設有電源模塊（12）、溫控顯示模塊（13）、輸出功率控制模塊（14）和微波源電流顯示模塊（15），所述電源模塊（12）、輸出功率控制模塊（14）和微波源電流顯示模塊（15）均與微波源（4）通過導線聯接，所述溫控顯示模塊（13）與溫度檢測模塊（2）通過導線聯接，所述諧振腔殼體（3）裝設在機架（11）頂部。

10.一種多腔多口快換型木材微波預處理裝置的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：S1：制作試件：將含水率高于10%的木材加工成方形和圓柱形試件，方形木材的厚度介于10-120mm，長度和寬度介于100-290mm，圓柱形木材的高度介于70-490mm，直徑介于10-290mm；

S2：試件鉆孔與稱量：在方形和圓柱形試件上加工4-8個直徑為1mm，深度10-30mm的預留孔，用天平稱取各木材試件初始質量并記錄；

S3：微波源及諧振腔模塊安裝：將選用的微波源及諧振腔模塊安裝固定在通用工作臺（1）上，將紅外線檢測裝置（21）安裝在諧振腔殼體（3）上，連接好微波源（4）的電源導線、循環水管，連接溫度檢測模塊（2）的溫度傳感線；

S4：試件安裝：將選用的木材試件置于諧振腔（31）中，然后將光導纖維穿過金屬蓋（6）上的通孔（61），將光導纖維測溫探頭插入到木材試件中的預留孔內，將光導纖維的測溫端與通用工作臺（1）聯接；

S5：微波預處理：啟動通用工作臺（1），使磁控管（41）、冷卻模塊（42）、紅外線檢測裝置（21）和光導纖維運行對木材試件進行微波預處理，觀察木材試件表面及內部的溫度變化情況，木材內部的溫度不超過220℃；

S6：結束：關停通用工作臺（1），取出微波處理后的木材試件并對其進行稱量和記錄。