鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机的设计与实验研究

时间：2022-04-23 00:34:02

关键字：鞭炮注引工艺隧道式微波烘干机露点温度

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[导读]摘要:针对鞭炮注引工艺中的水分烘干难题,设计了一种鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机。该烘干机利用水冷微波电源、水冷磁控管,冷却水经热交换器向微波腔体送热风,以提高隧道内露点温度,即提高隧道内水蒸气饱和温度,有效解决了隧道式烘干机常见的结露问题,烘干效率高。

引言

随着我国鞭炮行业自动化水平的不断提高,鞭炮生产中采用的手工插引工艺已逐步被机械化注引工艺所替代。鞭炮注引工艺是将火药调成浆状注入纸制的爆筒中,使之形成一条线状火药引线。该工艺提高了鞭炮生产企业自动化生产能力,降低了企业生产成本。但鞭炮注引工艺所带入的水分渗透到纸质爆筒中,会严重影响鞭炮燃响度和燃响率。为了解决鞭炮注引工艺中的水分烘干难题,本文采用微波烘干技术,设计了一种鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机,可对采用注引工艺加工的鞭炮爆筒进行烘干。

1主要技术参数

鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机主要技术参数:

（1)每小时烘干量:2400饼（六方形,对边长180mm):

（2)每饼烘干水分:约20g:

（3)环境温度:-5～40℃:

（4)腔体内露点温度:>20C:

（5)微波功率:30kw（功率可调):

（6)微波烘干机总长:16m（微波腔体10.5m,抑制器3m,两端延伸皮带各1.25m):

（7)皮带机速度:6～10m/min（变频器调速):

（8)工作电压:360～420V（三相)。

2总体结构设计

鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机由皮带运输机、循环水泵、冷却水池、热交换器风机、爆筒（爆饼子)、微波抑制器、微波隧道、水冷磁控管、排潮风机等组成,如图1所示。爆筒在进入微波烘干机时被扎成六方形,称爆筒饼子,如图2所示。鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机的微波功率和皮带速度可根据不同的爆筒饼子规格进行相应调节。

鞭炮注引工艺用隧道式微波烘干机的主要作用是排除注引工艺生产中爆筒中的水分,即排潮。提高排潮效率最有效的方法是提高排潮水蒸气的饱和密度。经实验研究发现,排潮温度从10℃提高到20℃后,水蒸气饱和密度接近翻倍,不同温度下饱和水蒸气密度情况如表1所示。

根据环境温度要求（-5～40℃),烘干隧道的排潮温度（即隧道腔体内温度)需大于20℃,否则将出现水蒸气结露现象,严重影响排潮效率。本设计方法是将进入烘干隧道的空气利用水冷磁控管、水冷微波电源的冷却循环水经热交换器加热后,阻断冷空气进入烘干隧道的同时,提高烘干隧道中的空气温度,即提高露点温度,使微波辐射爆筒所产生的高湿度蒸汽不结露。

3关键部件选型及设计

3.1排潮风机

每小时烘干2400饼,每饼20g水,则:

每小时通过排潮风机排出的饱和水蒸气的水当量=2400×0.02=48kg/h。

查饱和水蒸气表,温度20℃时,水蒸气密度为0.01719kg/m3,则:排潮风机每小时排风量=48/0.01719≈2792.32m3/h。

考虑到微波隧道两端装有热交换器送风,排潮风机排水量可适当减小,选取系数为0.8。

综合所有因素,初步选用YwF300-4型外转子管道式低噪声轴流风机,额定排风量为2200m3/h,电机电源为380V,4级,噪声≤61dB。

3.2磁控管及波导

磁控管选用LG2M246-03GKH,技术参数:

灯丝电压:3.15V:阳极电压:4.15kV:平均阳极电流:330MA:灯丝电流:10.5A:频率:2460MHz:输出功率:1100w:负载驻波比:1.1:冷却气流:1.0m3/min。

波导选用不锈钢波导BJ2611Ns,输出方式:波导输出:安装方式:固定:中心孔中心距:35mm×115mm。

原装磁控管是风冷方式,本方案选用铝制水冷套改制。