一种微波固化装置的制作方法

本实用新型涉及木材料加工技术领域，更具体地说，涉及一种微波固化装置。

背景技术：

重组木是指以速生林木材为主要原料，以浸渍用低分子量高温固化酚醛树脂为改性剂，用以提高木材料的防腐、阻燃、防虫蛀等性能，经过对材料经过浸渍、低温干燥和封装压制后，采用热固化工艺生产所得的新型木材基材，可用于家具制造、建筑材料等。

传统的固化方法是采用隧道式固化窑，利用蒸汽或者燃料等产生的热能对重组木基材进行加热固化，在固化过程中，固化窑内通入蒸汽换热成热空气，再导入固化窑内，通过热传导作用于封装的基材外部模具，热量再通过模具向基材内传递，热量逐步从基材相邻层传导至木材内部，使材料中的改性剂在较高温度下产生交联反应，实现对重组木固化，这是一个由外向内的加热固化过程，加热时间长、加热温度高，能量利用率较低，同时由于热量的传导使得材料的内外形成较大的温差，从而形成了较大的内应力，为了控制固化前后阶段不同区域的温度，热源需要加装换热装置，但是热量由外向内传导过程时间较长，设备效率较低。

目前已知的技术有对人造板材和原生木材的微波烘干装置，主要作用是去除材料中的多余水分，通常为固定式的微波烘箱，微波辐射方向单一，在使用中存在着空间内微波辐射分布不均匀，热点容易集中而导致部分区域过热等问题，现有技术是通过降低辐射功率，延长烘干时间等办法解决，从而增加了能耗和加工时间，降低了工作效率。

综上所述，如何提供一种高效实现均匀固化的方式，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种微波固化装置，该装置能够高效实现重组木基材的固化操作，且固化效果均匀。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微波固化装置，包括：微波箱体、磁控管和微波电源；所述微波箱体具有周向连续的至少2个侧面，所有所述侧面均设有便于微波进入所述微波箱体内部的开孔，且所述侧面均设有用于向所述微波箱体内部发射微波的所述磁控管，所述磁控管连接用于控制所述磁控管的所述微波电源。

优选地，所述微波箱体的侧面围成的筒体的截面为对称形状，所述开孔或磁控管均匀布置于所述微波箱体的周向上。

优选地，所述微波箱体的侧面围成的筒体的截面为正多边形，所述开孔设置在所述侧面的中线处，且发射到所述微波箱体内的微波传播方向垂直于所述侧面。

优选地，一个所述磁控管连接一个所述微波电源，所述微波电源分别连接对应的控制装置。

优选地，所有所述控制装置均连接中控装置，用于实现周向上所述磁控管依次进行启停工作。

优选地，所述磁控管的微波发射口连通用于将微波分散扩大的波导管装置，所述波导管装置的表面设置有条形缝隙，所述条形缝隙均连通所述开孔。

优选地，所述波导管装置上的所述条形缝隙错落设置或均匀设置；和/或，所述波导管装置沿所述微波箱体的长度方向设置。

优选地，所述波导管装置上的至少两排条形缝隙按照交错形阵列设置。

优选地，所述微波箱体为筒状结构，还包括用于传递材料的非金属的传送带，所述传送带穿过筒状的所述微波箱体内部。

优选地，还包括用于扰动微波以使其均匀分布于所述微波箱体内部的扰动装置，所述扰动装置设置于所述微波箱体内部。

本实用新型提供的一种微波固化装置中，由于两个或以上的侧面设置有引入微波的开口，使得微波进入微波箱体的位置不相同，通过微波电源控制磁控管启停，能够对需辐射加热的材料进行至少两个方位的立体加热，以便在材料上形成较为均匀的加热效果。本申请中的微波源区别于现有技术中的单一位置、单一数量的微波源，使得微波辐射在满足功率的条件下分布更加分散，避免辐射过于集中，使得辐射效率更高。本申请的微波源布局解决了微波辐射均匀性问题，能有效的保证重组材的固化均匀性，提高加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的微波固化装置的具体实施例的示意图；

图2为本实用新型所提供的微波固化装置的正视图；

图3为本实用新型所提供的波导管装置的局部示意图。

图1-3中：

1为磁控管、2为微波电源、3为波导管装置、31为条形缝隙、4为微波箱体、5为通风孔、6为传送带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种微波固化装置，该装置能够高效实现重组木基材的固化操作，且固化效果均匀。

请参考图1-3，图1为本实用新型所提供的微波固化装置的具体实施例的示意图；图2为本实用新型所提供的微波固化装置的正视图；图3为本实用新型所提供的波导管装置的局部示意图。

本申请提供了一种微波固化装置，包括：微波箱体4、磁控管1和微波电源2；微波箱体4具有周向连续的至少2个侧面，所有侧面均设有便于微波进入微波箱体内部的开孔，且侧面均设有用于向微波箱体4内部发射微波的磁控管1，磁控管1连接用于控制磁控管1的微波电源2。

微波箱体4周向上至少两个不同位置设置有便于微波进入微波箱体4内部的开孔，指的是在微波箱体4围成的一个完整的周向面内的两个或两个以上不同位置分别设置有开孔，即沿周向能够具有至少两个开孔。

需要说明的是，微波箱体4是用于放置待加工材料的装置，由于需要设置磁控管1，所以具有至少2个侧壁，这里的侧壁指的是形成微波箱体4的壁，可以包括左侧壁、右侧壁、顶壁、或底壁，也就是说，微波箱体4可以为缺少顶部的盒状结构，或者为同时缺少顶部和底部的筒状结构，或者为兼具侧部、顶部和底部的完整箱体结构。上述连续的至少2个侧面是指若干个侧面之间为连接状态，可以为依次首尾连接，形成环状，或者为若干个拼接，形成盒状，也可以为其他的连接状态。

微波箱体4在一个周向上具有至少2个侧面，当为2个侧面时，第一面可以为弧形面，第二面可以为弧形面以形成弧形的筒结构，或者第二面可以为平面，以形成截面为d形的筒结构；当具有3个侧面时，第一面、第二面和第三面分别可以为平面、折弯面或者弧形面；当具有4个或4个以上的侧面时，可以按照待加工材料的实际需求进行调整，具体结构在本实施例中不进行限定。

微波箱体4的至少2个侧面设置有开孔，且均设置有用于发射微波的磁控管1，磁控管1连接在微波箱体4表面的开孔处，能够将微波发射到微波箱体4内部。需要说明的是，为了保证微波发射的有效性，开孔的长度要明显大于微波波长的1/2，实际长度一般会加大，开孔的作用是保证微波通过，因此一定会成倍大于微波波长。

由于两个或以上的侧面设置有引入微波的开口，因此，微波进入微波箱体4的位置不相同，通过微波电源2控制磁控管1启停，能够对需辐射加热的材料进行至少两个方位的立体加热，以便在材料上形成较为均匀的加热效果。本申请中的微波源区别于现有技术中的单一位置、单一数量的微波源，使得微波辐射在满足功率的条件下分布更加分散，避免辐射过于集中，使得辐射效率更高。本申请的微波源布局解决了微波辐射均匀性问题，能有效的保证重组材的固化均匀性，提高加工质量。

在上述实施例的基础之上，具体地，微波箱体4的侧面围成的筒体的截面为对称形状，上述开孔或磁控管1均匀布置于微波箱体4的周向上。

在周向上均匀分布能够使得材料受到的加热效果更均匀，从角度上来说，若开孔为两个，则能够实现对称的双侧同时加热，若开孔为3个或更多，则能够实现材料周向上均匀、准确的加热，避免在周向上具有微波加热的不足或缺失。

优选地，在周向上设置至少4个开孔，用于对重组木材料进行均匀的微波加热。

在上述实施例的基础之上，微波箱体4的侧面围成的筒体的截面为正多边形，开孔设置在侧面的中线处，且发射到微波箱体4内的微波传播方向垂直于侧面。

需要说明的是，微波箱体4通常为截面为四边形或正四边形的筒状结构，但是为了配合重组木的结构，可以将微波箱体4设置成截面为五边形或六边形的箱体，当然可以具体为正五边形、正六边形，以提升加热的均匀性，同样，还可以为更多边的截面的箱体，优选地，微波箱体4为侧面是四面型、五面型和六面型这三种主要形式，既可以使微波发射源均匀分散，也能够避免使结构过于复杂，便于控制成本。

为了形成居中、稳定且均匀的微波加热效果，上述开孔具体可以设置在侧面的中线处，中线指的是垂直于上述截面的方向的中线。

需要说明的是，为了提升加热的稳定度，上述微波向箱体内部发射时优选发射到箱体的中心处，即微波的传播方向指向箱体的中心，或垂直于侧面。

在上述任意一个实施例的基础之上，一个磁控管1连接一个微波电源2，微波电源2分别连接对应的控制装置。

在微波箱体4的周向上设置的若干个磁控管1通过各自对应的微波电源2控制启停，并不是通过统一个微波电源2统一控制，能够避免微波进入微波箱体4的组合方式过于单一，可以根据材料的实际情况进行调整，例如与材料的宽度、高度、厚度比例关系，调整在周向上工作的磁控管1的数量和对应关系。

本实施例中将所有磁控管1的控制分配给对应的微波电源2以便方便控制个性化的工作模式，具有较高的灵活性和耦合性。

但同时，由于较高的灵活性，还能够实现磁控管1的整体性调度工作。在一个优选的实施例当中，上述所有控制装置均连接中控装置，用于实现周向上磁控管1依次进行启停工作，以便形成周向连续的轮转加热，对材料进行周期性的微波加热加工，避免材料的某一位置加热时间过长造成材料基础的影响。

需要说明的是，中控装置还能够通过逻辑控制等方式实现更多种类的控制，使得周向若干个磁控管1形成丰富的控制模式。

对于单个独立的磁控管1可以通过微波电源2和控制装置集成为独立的供电控制模块，可以通过程序控制发射功率、启停等。以上述成组装置为单元，既可以独立工作，也可以连续布置多组，按照工艺要求控制每组的微波发射功率、启停时间等，可以组装成套设备，完成对批量物料的连续加工，并适应对多种不同规格物料的加工。

优选的，在周向面内的磁控管1，顺序控制启停可形成轮动模式，截面上的多个磁控管1可按顺序逐一进行开关启停，能够形成旋转辐射型微波场，达到模拟固定物料的自转辐射模式，比单向微波辐射作用更加均匀，可提高固化的效果。

在上述实施例的基础之上，在微波箱体4的一个周向面上可以形成一组磁控管1，一组磁控管1可以统一控制或划分若干小组控制实现丰富的使用效果。

对于微波的传播而言，若仅通过点对点连接的传导，仅为在微波箱体4上一点导入微波，无利于使微波进入微波箱体4后实现均匀分布。

在上述任意一个实施例的基础之上，磁控管1的微波发射口连通用于将微波分散扩大的波导管装置3，波导管装置3的表面设置有条形缝隙31，条形缝隙31均连通开孔。具体地，条形缝隙31的面积小于或等于开孔的面积。

需要说明的是，波导管装置3是一种能够传递微波的结构，通常为金属结构，可以具体为金属波导管或其他波导管装置，其作用类似于导通气体的气管或液体的水管。由于磁控管1的微波发射口通常为孔状结构，因此金属波导管的进入口可以为管道的端部或中部的一个孔，以方便连接磁控管1。为了使进入微波箱体4的微波的均匀，可以在波导管装置3的长度方向上设置若干个条形缝隙31。

条形缝隙31作为缝隙天线，磁控管1发射的微波通过波导管装置3的条形缝隙31导出后再向微波箱体4内均匀辐射。需要说明的是，波导管装置3上除设置有条形缝隙31的位置以外，其它方向上是全屏蔽结构，用于防止微波外泄。

条形缝隙31的延长方向和角度并不限定，条形缝隙31槽孔的尺寸根据微波源的波长等特征进行设计，一般情况下，为了保证微波发射的有效性，缝隙的设计长度要大于微波波长的1/2，实际长度一般会加大。

由于条形缝隙31均连通开孔，即开孔可以较大，以一个开孔对应多个条形缝隙31，

波导管装置3利用金属对电磁波的反射功能，将磁控管1发射出来的微波进一步分散到整个波导管装置3中，形成更大的面积。每个波导管装置3上朝向微波箱体4内部的一侧，设置有多条形缝隙，可将传导过来的微波均匀发散的发射到箱体空间中，使微波分布更均匀。

采用波导管装置3的型式能够扩大对微波箱体4输出微波的作用面积，具体地，可以使波导管装置3的长度等于或接近微波箱体4的长度，在波导管装置3上分布条形缝隙，以便微波箱体4的长度方向均能够获得到微波以便进行微波加热。

在上述实施例的基础之上，波导管装置3上的条形缝隙31错落设置或均匀设置；和/或，波导管装置3沿微波箱体4的长度方向设置。

错落设置的条形缝隙31能够使得进入微波箱体4的微波更加分散，能够使得微波更加均匀，避免集中加热的情况出现。

优选地，在微波箱体4长度较长时，若采用磁控管1直接将微波导入微波箱体4，则会出现微波箱体4长度方向上微波不均匀。

波导管装置可以沿微波箱体4长度方向设置，或者若微波箱体4内的材料为传递状态，可以沿材料的传递方向设置，使得重组木材料传递移动过程中能够始终实现微波加热，并能够防止结构复杂和因干涉等产生冗余。

在上述任意一个实施例的基础之上，波导管装置3上的至少两排条形缝隙31按照交错形阵列设置。

需要说明的是，两排交错形的方式可以参考图3，其中，条形缝隙31可以先组合形成单排条形缝隙31，并且，在对若干排条形缝隙31进行设置时，其可以进行角度变化的阵列设置，或者距离变化的阵列设置等。阵列设置的目的在于使得微波箱体4内部避免微波不均匀。

在上述任意一个实施例的基础之上，微波箱体为筒状结构，还包括用于传递材料的非金属的传送带6，传送带6穿过筒状的微波箱体4内部。

结合上述控制装置和中控装置控制磁控管1进行周向依次启停的工作模式，可以知道，在微波箱体4为筒状、且通过传送带6带动情况下，可以形成在传动过程中，对重组木材料实现周向的微波加热。

重组木材料可实现进料出料连续加工，提高工作效率，同时避免了微波持续作用在材料同一部位，防止产生辐射不均匀，提高微波均布效果，

需要说明的是，传送带6至少用于承载的半圈设置在微波箱体4内部，传送带6的另外半圈可以设置在微波箱体的内部，或者下部，具体可以参考图1。

除了上述传送带6以外，还可以通过机械手臂等结构实现材料的传递。

在上述任意一个实施例的基础之上，还包括用于扰动微波以使其均匀分布于箱体内部的扰动装置，扰动装置设置于微波箱体4内部。

需要说明的是，扰动装置可以为连接扰动叶片或扰动叶轮，能够通过动力驱动形成对微波的绕动作用，通过扰动使微波箱体4内的微波达到更大化的均匀布置。扰动装置的动力源，可以设置在微波箱体4的外部。

在本申请的一个优选的实施例中，在微波箱体4的侧面还有通风孔5，通风孔5的主要是用于向外部排除湿气，并且能够方便使用者观察内部的状态。

本申请提供的一个实施例中，微波箱体4是一个两端开放中空的金属壳体装置，其上设置有连接微波电源2和磁控管1等，并在微波箱体4内部形成微波场环境。优选地，微波箱体4两端有防止微波泄漏的抑波器或其它安全防护装置。

优选地，每个微波电源2和波导管装置3分置于磁控管1的两侧，磁控管1、微波电源2和波导管装置3都连接在微波箱体4上，位于微波箱体4侧面的居中位置。

优选地，波导管装置3为矩形的铝板焊接形成，且为密闭波导腔体。

优选地，每个微波箱体4长度为3.0米，适应目前可加工的绝大部分尺寸物料长度，微波箱体4两端都设有连接板，可以将多个微波箱体成组串联结构，以适应加工效率和车间场所容量。

一个具体的实施例中，在装置上安装了pp(聚丙烯)或其它非金属材料制作的传动带装置，根据承载物料形式采用网链式，厚度为16mm，在单箱体3.0米长度内可承载200kg的重量。网带具有较高的微波穿透性，又具有较高的承载强度。

本申请提供的微波箱体4为筒状情况下，可以进行组装，形成连续的微波箱体组。

本申请一个具体的实施例中，提供了一种连续输送和四面馈波固化的微波固化装置，包括：微波箱体4，磁控管1、微波电源2、波导管装置3、输送带6，使用时微波箱体4共四个面，每个面设置一组微波电源2和磁控管1以及波导管装置3，每个磁控管1的额定功率为1.0kw，四面的磁控管电源同时加电，如果此时加工的改性重组木材料选择截面为120*150mm，长度2500mm的基材，根据微波的穿透性测试，调整微波功率为每个磁控管0.25kw，单个微波箱共四个磁控管1，实际开启时总功率为1.0kw，共计设置8个微波箱体4，共32组磁控管，则全套装置最大功率为32kw，实际开启功率是8.0kw，设备中微波箱体4组合长度24米，实际应用中微波箱体4两端加防护装置及上下料装置，设备总长度30米。传送带6设定速度为0.5米/分钟，微波箱为了四面都能对物料辐射微波，采用纵向进料，每次进料1件，物料首尾相接顺序进出料，则采用此微波装置固化加工效率为12件/小时。

本申请还提供一种连续输送且六面馈波固化的微波固化装置，区别在于包括微波六角箱体4，使用时微波六角箱共6个面，单个微波箱共6个磁控管。实际开启时总功率为1.5kw，共计设置8个方箱，共32组磁控管，则全套装置最大功率为48kw，实际开启功率是12.0kw，传送带设定速度为0.75米/分钟，微波箱6面都能对物料辐射微波，则采用此微波装置固化加工效率为18件/小时。

本申请还提供一种连续输送、双面馈波、多组进料的微波固化装置，与上述实施例的区别在于调整微波功率为上下相对两个面的磁控管1为0.75kw，左右相对两个面的磁控管1功率设定为0.25kw，单个微波箱体4共四个磁控管1，微波箱体4为了四面都能对物料辐射微波，采用纵向进料，每次进料2件，物料首尾相接顺序进出料，则采用此微波装置固化加工效率为24件/小时。

本申请所提供的微波箱体4周边的布置有若干个单个发射微波的磁控管1，且均分开布置，形成的辐射均匀，不会产生较大的同向微波辐射重叠的区域，提高微波均匀性和利用率。

每个磁控管1的微波发射都通过波导管装置引出，使得通入到微波箱体4时在较大区域发散而不是集中在某个较小的区域内，进一步提高了辐射均匀性。

分散布置的磁控管与电源集成为一体，可在控制装置、中控装置的程序设计上实现物料不动，周边微波轮流开启的模拟运动状态，比固定形式的微波效果更好，辐射更均匀，比实现物料自转更容易实现，技术更先进。

另外，配置传送带装置，和灵活的可成组配套形式，提高了装置对多种规格物料的适应性，能够形成连续动态过程中接受均匀辐射和提高加工效率，有利于工业化生产应用。

除了上述各个实施例中所提供的微波固化装置的主体结构，该微波固化装置的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的微波固化装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，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的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。