用于使用再循环微波辐射干燥已覆皮陶瓷器的系统和方法

申请号 CN201580058760.0 申请日 2015-10-27 公开(公告)号 CN107073747A 公开(公告)日 2017-08-18
申请人 康宁股份有限公司; 发明人 J·A·菲尔德曼; J·乔治; A·霍尔德; N·P·帕拉莫诺瓦;
摘要 公开了用于使用再循环 微波 辐射 来干燥已覆皮陶瓷器(10)的系统和方法。所述方法包括用微波辐射(212)来照射第一涂敷器区段(124W)中的湿的已覆皮陶瓷器(10W),其中,所述照射(212)引起反射的微波辐射(212R)。所述方法还包括捕捉所述反射的微波辐射(212R)的一部分,并且用所述反射的微波辐射(212R)来照射第二涂敷器区段(124S)中的多个半干的已覆皮陶瓷器(10S)。还公开了用于执行所述方法的系统。
权利要求

1.一种对湿的已覆皮陶瓷器进行干燥的方法,包括:
a)用具有波长λ和第一微波功率量P1的微波辐射来在第一涂敷器区段中照射多个所述湿的已覆皮陶瓷器,其中,所述照射引起从所述第一涂敷器区段反射的微波辐射;以及b)捕捉所反射的微波辐射的一部分,并用具有第二微波功率量P22.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一和第二涂敷器区段彼此紧密相邻地驻留在单个涂敷器中。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中,所述湿的已覆皮陶瓷器具有原始外皮分含量,所述半干的已覆皮陶瓷器具有所述原始外皮水分含量的30%至60%之间的外皮水分含量,并且其中,所述干燥的已覆皮陶瓷器具有所述原始外皮水分含量的10%或更少的外皮水分含量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,在所述第一涂敷器区段中照射所述多个湿的已覆皮陶瓷器创造了所述半干的已覆皮陶瓷器,并且包括将所述半干的已覆皮陶瓷器从所述第一涂敷器区段传送至所述第二涂敷器区段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,所述第二与第一微波功率量之比P2/P1在0.05≤P2/P1≤0.4所限定的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述微波辐射具有从20MHz至
20000MHz范围内的频率
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,所述多个湿的已覆皮陶瓷器被安排成使所述多个湿的已覆皮陶瓷器中相邻的湿的已覆皮陶瓷器之间的间隔S为S<λ/2。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,使用与第二微波波导可操作地耦合的第一微波波导向所述第一涂敷器区段提供所述微波辐射,其中,所反射的微波辐射被所述第一微波波导捕捉并被所述第二微波波导引导至所述第二涂敷器区段。
9.一种对由烧制的陶瓷器形成的多个已覆皮陶瓷器进行微波干燥的方法,所述方法包括:
a)向所述烧制的陶瓷器中的每一个敷一层皮,以形成所述多个已覆皮陶瓷器;
b)用微波辐射在第一涂敷器区段中照射所述多个已覆皮陶瓷器;
c)将经照射的多个已覆皮陶瓷器传送至第二涂敷器区段,同时将附加的多个已覆皮陶瓷器传送至所述第一涂敷器区段中;以及
d)使用从所述第一涂敷器区段反射并且随后被引导至所述第二涂敷器区段的所述微波辐射的一部分来在所述第二涂敷器区段中照射所述多个已覆皮陶瓷器。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,在所述第一涂敷器区段中的所述照射在所述已覆皮陶瓷器中的每一个上形成半干的外皮胶结物层,并且其中,在所述第二涂敷器区段中的所述照射进一步干燥在所述第二涂敷器区段中的所述已覆皮陶瓷器中的每一个上的所述半干的外皮胶结物层。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法,其中,所述湿的已覆皮陶瓷器具有原始外皮水分含量,所述半干的已覆皮陶瓷器具有所述原始外皮水分含量的30%至60%之间的外皮水分含量,并且其中,所述干燥的已覆皮陶瓷器具有所述原始外皮水分含量的10%或更少的外皮水分含量。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中,所述微波辐射具有从20MHz至
20000MHz范围内的频率。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法,包括连续地将所述已覆皮陶瓷器从所述第一涂敷器区段传送至所述第二涂敷器区段。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法,其中,在第一涂敷器区段中照射所述多个已覆皮陶瓷器的所述微波辐射具有功率P1,其中,从所述第一涂敷器区段反射并且随后被引导至所述第二涂敷器区段的所述微波辐射的所述部分具有功率P2,并且其中,0.05≤P2/P1≤0.4。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述功率P1在从10kW至90kW范围内。
16.一种用于对已覆皮陶瓷器进行微波干燥的系统,包括:
第一和第二涂敷器区段;
微波源,所述微波源被配置成用于生成微波辐射;以及
微波波导系统,所述微波波导系统包括可操作地连接至所述第一涂敷器区段并且连接至所述微波源的第一微波波导,以及可操作地连接至所述第二涂敷器区段并且在循环器处连接至所述第一微波波导的第二微波波导,所述循环器被安排在所述微波源与所述第一涂敷器区段之间从而限定从所述第一涂敷器区段至所述第二涂敷器区段的反射微波路径。
17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述第一和第二涂敷器区段被屏蔽构件限定在单个涂敷器中,所述屏蔽构件被配置成用于减少所述第一和第二涂敷器区段之间的微波辐射耦合的量,同时还允许所述已覆皮陶瓷器从所述第一涂敷器区段行进至所述第二涂敷器区段。
18.根据权利要求16至17中任一项所述的系统,其中,所述屏蔽构件包括穿孔的金属板。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中,所述微波辐射具有从20MHz至
20000MHz范围内的频率。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的系统,进一步包括传送带,所述传送带被配置成将所述已覆皮陶瓷器传送通过所述第一和第二涂敷器区段。

说明书全文

用于使用再循环微波辐射干燥已覆皮陶瓷器的系统和方法

[0001] 本申请要求2014年10月27日提交的美国临时专利申请序列号62/068,845的权益,所述临时申请的内容被用作依据并且通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

[0002] 本公开涉及对陶瓷器进行微波干燥,并且具体涉及用于使用再循环的微波辐射来干燥已覆皮陶瓷器的系统和方法。
[0003] 在此所提及的任何公开或专利文献的全部公开内容通过引用结合,包括2014年6月4日提交的美国专利申请号14/295,536。

背景技术

[0004] 具有微沟道阵列的陶瓷陶坯是通过挤压工艺形成的并且然后被加工(即,干燥和烧制)以形成干燥的陶瓷制品或“陶瓷器”,比如用于产生废气的引擎和相关应用的具有蜂窝多孔结构的过滤器和催化转换器。陶瓷陶坯可以通过以下方式形成:通过冲模(比如产生蜂窝结构的冲模)对包括陶瓷成型部件、或陶瓷前体的增塑批进行挤压加工,从而形成陶瓷成型材料的压出型材。从挤出机出来的所述压出型材相对挤压方向被横断切割,从而形成陶坯件。陶胚件本身可以在干燥之后被横断切割成更短的陶坯件。
[0005] 陶瓷器尺寸可以由于制造过程中的干燥和烧制收缩而改变。陶瓷器还可能难以制造成原始设备制造商(OEM)和供应链所设定的严格外部尺寸要求。为了帮助确保符合尺寸要求,可以将陶瓷器机加工或“制造轮廓”成期望尺寸。然后使用薄的陶瓷胶结物(cement)层来形成外皮,所述外皮为陶瓷器提供光滑的保护性外表面。
[0006] 陶瓷外皮(也称为“外皮胶结物”或只是“外皮”)被湿着涂敷,按的重量包含例如10%至35%。需要将外皮干燥从而形成最终陶器或制品。在一些情况下,需要将外皮干燥成大于98%干燥(即,具有少于原始水分含量的2%)。向陶瓷器的外部涂敷陶瓷胶结物的行为或工艺在此被称为“覆皮(Skinning)”。其上安置有外皮的陶瓷器在此被称为“已覆皮(Skinned)”陶瓷器。
[0007] 陶瓷器目前在烧制之后被覆皮,并且使用热空气将外皮干燥。然而,此干燥过程经常导致外皮中形成裂纹,这需要手动修复。检查已覆皮蜂窝体和修复外皮干燥裂纹而增加的劳动和时间导致生产制造效率低。为了避免外皮干燥裂纹,可以采取慢干燥过程,但这导致额外的产品制造低效率。发明内容
[0008] 本公开的一方面是一种干燥湿的已覆皮陶瓷器的系统。所述方法包括:a)用具有波长λ和第一微波功率量P1的微波辐射来在第一涂敷器区段中照射多个所述湿的已覆皮陶瓷器,其中,所述照射引起从所述第一涂敷器区段反射的微波辐射;以及b)捕捉所述反射的微波辐射的一部分,并且用具有第二微波功率量P2
[0009] 本公开的另一方面是一种对由烧制的陶瓷器形成的多个已覆皮陶瓷器进行微波干燥的方法。所述方法包括:a)向所述烧制的陶瓷器中的每一个敷一层皮,以形成所述多个已覆皮陶瓷器;b)用微波辐射在第一涂敷器区段中照射所述多个已覆皮陶瓷器;c)将经照射的多个已覆皮陶瓷器传送至第二涂敷器区段,同时将附加的多个已覆皮陶瓷器传送至所述第一涂敷器区段中;以及d)使用从所述第一涂敷器区段反射并且随后被引导至所述第二涂敷器区段的所述微波辐射的一部分来在所述第二涂敷器区段中照射所述多个已覆皮陶瓷器。
[0010] 本公开的另一方面是一种用于对已覆皮陶瓷器进行微波干燥的系统。所述系统包括:第一和第二涂敷器区段;微波源,所述微波源被配置成用于生成具有波长λ的微波辐射;以及微波波导系统,所述微波波导系统包括可操作地连接至所述第一涂敷器区段并且连接至所述微波源的第一微波波导,以及可操作地连接至所述第二涂敷器区段并在循环器处连接至所述第一微波波导的第二微波波导,所述循环器被安排在所述微波源与所述第一涂敷器区段之间从而限定从所述第一涂敷器区段至所述第二涂敷器区段的反射微波路径。
[0011] 附加特征以及优点将在以下详细描述中予以阐明、并且部分从所述描述中对本领域技术人员而言将变得非常明显或者通过实践如所写描述中描述的实施例及其权利要求书以及所附附图很容易被识别。应当理解的是,前述概括描述和以下详细描述仅是示例性的,并且旨在为理解权利要求书的本质和特征提供概要或框架

附图说明

[0012] 附图被包括以提供进一步的理解并且被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图展示了一个或多个实施例,并与具体实施方式一起用于解释各实施例的原理和操作。如此,从以下结合附图进行的具体实施方式中将更充分地理解本公开,在附图中:
[0013] 图1是示例已覆皮陶瓷器的等距侧视图;
[0014] 图2A是预先去皮的(即,未覆皮的)陶瓷器的正面特写视图;
[0015] 图2B与图2A类似,但是针对图1的已覆皮陶瓷器;
[0016] 图3是示例微波干燥系统的示意侧视图,所述示例微波干燥系统被配置成用于使用再循环微波辐射进行微波干燥,其中,所述系统包括被分成两个区段的单个涂敷器;
[0017] 图4是图3的微波干燥系统的自顶向下视图,但不具有涂敷器的顶板从而示出涂敷器内部的已覆皮陶瓷器;
[0018] 图5是图4的微波干燥系统的自顶向下视图,示出了不具有顶板的涂敷器从而展示了已覆皮陶瓷器如何被安排在这两个涂敷器区段中并被传送通过这两个涂敷器区段的示例;
[0019] 图6A是驻留在于微波波导段之下的湿涂敷器区段中的湿的已覆皮陶瓷器的示意图,并且示意性地展示了用微波辐射对湿的已覆皮陶瓷器的照射;
[0020] 图6B与图6A类似并且展示了微波辐射的一部分如何从湿涂敷器区段中的湿的已覆皮陶瓷器以及从其他物品和表面(未示出)反射,并被微波波导段捕捉到;
[0021] 图7与图3类似,并且示出了示例微波干燥系统,所述示例微波干燥系统利用间隔开的涂敷器来限定所述第一和第二涂敷器区段而非使用被分成这两个涂敷器区段的单个涂敷器;以及
[0022] 图8是湿的已覆皮陶瓷器被安排在传送带上时的自顶向下视图,展示了示例配置,在所述配置中,相邻的陶瓷器被彼此间隔开间隔S<λ/2,其中,λ是微波辐射的自由空间波长。

具体实施方式

[0023] 现在详细参考本公开的各实施例,附图中展示了这些实施例的示例。在任何可能的情况下,在附图中使用相同的或相似的参考数字和符号来指代相同或相似的部分。附图不一定是按比例的,而且本领域的技术人员将认识到附图已经简化了的地方以展示本公开的重要方面。
[0024] 出于参照的目的,笛卡尔坐标示出在一些附图中并且并不旨在关于方向和方位进行限制。
[0025] 图1是示例已覆皮陶瓷器10的等距侧视图,而图2A是图1的预先去皮的(即,未覆皮的)陶瓷器10P的正面特写视图。图2B与图2A类似,但是针对图1的已覆皮陶瓷器10。已覆皮陶瓷器10具有中心轴线A1、前端12、后端14、和包括圆柱形表面16的圆柱形外壁15,在所述圆柱形表面上形成有一层外皮(“外皮”)18。陶瓷器10除去外皮18构成图2A的前述预先去皮或未覆皮的陶瓷器10。陶瓷器10可以具有可以使用挤压工艺获得的任何合理的截面形状,比如圆形、椭圆形、不对称形状等。
[0026] 在示例中,已覆皮陶瓷器10具有纵向走向单元20阵列,所述单元在陶瓷器的前端12和后端14处打开(参见图1的第一特写插图I 1)。单元20由单元壁22(参见第二特写插图I2)限定。在示例中,单元20形成多孔蜂窝结构。
[0027] 如以上所指出的,外皮18通常在其被干燥和烧制之后、并且在经烧制的陶瓷器已经被加工成具有期望尺寸之后涂敷至未覆皮陶瓷器10P的圆柱形表面16。此加工包括成形或制造轮廓,并且还可以包括对前端和/或后端12和14进行研磨。通常,外皮18不覆盖陶瓷器的前端12和后端14。
[0028] 可以使用已知方法中的任一种将材料装饰外皮18涂敷至圆柱形壁15的圆柱形表面上16,例如,通过刮片操作、通过轴向覆皮操作、通过喷铸操作、通过流延成型操作等。当外皮被固化时,与圆柱形壁15的底层圆柱形表面16接触的外皮18的材料与其结合。
[0029] 在示例性实施例中,外皮18具有毫米数量级的厚度TH,例如0.5mm至4mm。在示例性实施例中,外皮厚度TH可以从约0.5mm到约2.1mm。例如,外皮厚度TH可以从约0.5到约1.1mm,或从1.0mm到约1.5mm,或甚至从约1.4mm到约2.1mm。当外皮18被涂敷在现有外皮上或者外皮是多层外皮时,总外皮厚度TH可以约为单层外皮的二倍。
[0030] 外皮18的组分可以是陶瓷器形成领域中所使用的组分中的任意一种。在2013年2月19日提交的美国专利申请号13/770,104中描述了外皮18的示例组分。根据示例性实施例,所述外皮组分可以包括无机填充材料和晶态无机纤维材料。在示例性实施例中,无机填充材料包括胶结物混合物的无机固态成分总重量的至少10%,并且晶态无机纤维材料包括胶结物混合物的无机固态成分总重量的不到25%。在示例中,外皮18由与构成预先去皮的陶瓷器10P的基本上相同的材料制成。
[0031] 如上文所讨论的,形成已覆皮陶瓷器10的工艺包括:在湿外皮18被涂敷至未覆皮陶瓷器10P的圆柱形壁15的圆柱形表面16之后对其进行干燥。在下面的讨论中,其外皮湿润(即未干燥)具有原始水分含量(例如,按水的重量10%到35%)的已覆皮陶瓷器在此被称为“湿的已覆皮陶瓷器”10W。其外皮部分干燥或“半干”的已覆皮陶瓷器在此被称为“半干的已覆皮陶瓷器”10S。为了方便并且为了术语一致性,在下面的讨论中,干燥的已覆皮陶瓷器表示为10D。对“已覆皮陶瓷器”10的引用可以包括湿的、半干的或干燥的已覆皮陶瓷器。
[0032] 在示例中,半干的已覆皮陶瓷器10S的外皮18具有湿的已覆皮陶瓷器10W的原始外皮水分含量的30%至60%之间的外皮水分含量。在示例中,干燥的已覆皮陶瓷器10D的外皮18具有湿的已覆皮陶瓷器10W的原始水分含量的10%或更少的水分含量。
[0033] 图3是用于根据在此所公开的方法干燥已覆皮陶瓷器10的示例微波干燥系统(“系统”)100的示意性侧视图。所述系统100包括:微波烘干机或涂敷器110,具有输入端112、输出端114、壁115(参见图4)、顶板116、和被屏蔽构件130划分成第一和第二内部区段(“区段”)124W和124S的内部,其中,所述第一区段124W是上游区段并且所述第二区段124S是下游区段。
[0034] 在示例中,屏蔽构件130是穿孔的金属板,所述穿孔的金属板被配置成用于减少所述第一和第二区段124W和124S之间的微波辐射的耦合量,同时还允许已覆皮陶瓷器10从上游区段124W传送至下游区段124S。如图3中所展示的,在示例中,屏蔽构件130被附接至顶板116并从其朝传送带140向下悬挂(即,在z方向上延伸)足够远从而提供减少的微波辐射耦合,同时还允许已覆皮陶瓷器10在屏蔽构件下方被传送。
[0035] 第一区段124W在下文中被称为“湿涂敷器区段”,因为它在涂敷器110的输入端112处接收湿的已覆皮陶瓷器10W。第二区段124S在下文中被称为“半干涂敷器区段”,因为它从上游的湿涂敷器区段124W接收半干的已覆皮陶瓷器10S,如下文所解释的。
[0036] 图4是系统100的顶板的自顶向下视图,但不具有涂敷器110的顶板116,从而使得可以看见所述湿的和半干的已覆皮陶瓷器10W和10S在其对应的湿和半干涂敷器区段124W和124S中。
[0037] 参照图3和图4两者,系统100包括在x方向上行驶穿过涂敷器110的湿和半干区段124W和124S的传送带140。传送带140延伸进入涂敷器110的输入端112并延伸离开涂敷器的输出端114。传送带140具有恰好在输入端112上游的输入位置142,其中,湿的已覆皮陶瓷器
10W可以被安排用于运输通过涂敷器110。在示例中,湿的已覆皮陶瓷器10W被安排在传送带
140上在输入位置142处,其中,其中心轴线A1取向在竖直方向上,被示为z方向。
[0038] 传送带140具有恰好在输出端114下游的输出或移除位置144,其中,干燥的已覆皮陶瓷器10D可以从系统100输出或移除。在示例中,传送带140具有在从0.5英尺/分钟至2英尺/分钟范围内的传送带速度。在示例中,传送带140的移动是连续的,从而使得已覆皮陶瓷器10在干燥过程中被连续移动经过所述湿涂敷器区段以及然后半干涂敷器区段124S。在示例中,传送带140以基本上恒定的传送带速度移动。在另一示例中,传送带140在干燥过程中根据需要移动和停止,例如以便调节屏蔽在屏蔽构件130处打开和关闭。
[0039] 系统100包括相对于涂敷器110可操作地安排的微波系统200。微波系统200包括微波源系统206,所述微波源系统在示例中包括发射微波辐射212(下面还简单地称为“微波”)的微波源210(比如,磁控管)、可操作地安排在所述微波源下游以防止反射的微波到达所述微波源的减反射设备214(比如,短线调谐器)。源循环器(未示出)可以被安置在微波源210与减反射设备214之间,从而将反射的功率从(多个)涂敷器引导回至水载荷从而将回到源磁控管210的反射功率最小化。示例磁控管210具有915MHz的频率f,并且提供100kW的微波功率P1。
[0040] 在示例中,微波频率f可以在从20MHz到20000MHz的范围内。微波212具有以关系λ=c/f与微波频率f相关的波长λ,其中,c是光速并且为约3x108m/s。频率f=1000MHz具有约0.3m的波长。
[0041] 在示例中,干燥过程中所采用的微波功率量P1基于在给定时间湿涂敷器区段124W中存在的湿的已覆皮陶瓷器10W的数量,其中,每个湿的已覆皮陶瓷器代表一定量的敏感性材料。示例微波功率P1在从10kW到100kW的范围内或者在从10kW到90kW的范围内。
[0042] 微波源系统206可操作地耦合至微波波导系统220,所述微波波导系统被配置成用于引导微波212。具体地,微波波导系统220包括许多微波馈送沟道或微波波导(下文称为“波导”),并且具体包括通向湿涂敷器区段124W的第一波导222和通向半干涂敷器区段124S的第二波导242。所述第一和第二波导222和242可操作地连接在循环器234处,所述循环器经由波导236可操作地连接至减反射设备214。
[0043] 第一波导222包括安排在湿涂敷器区段124W中与顶板116相邻的第一波导区段224,同时第二波导242包括被安排在半干涂敷器区段124S中与顶板相邻的第二波导区段
244。所述第一和第二波导222和242分别被配置成用于以下面描述的方式向湿涂敷器区段
124W和半干涂敷器区段124S传递微波辐射。
[0044] 图5与图4类似并且示出了系统100,所述系统不具有涂敷器顶板116或微波系统200,从而使得可以看见所述湿的和半干的已覆皮陶瓷器10W和10S在其对应的湿和半干涂敷器区段124W和124S中的示例干燥配置中。参照图5,涂敷器110具有尺寸LX和LY,它们在一个示例中为LX=15英尺和LY=6英尺。
[0045] 如图4中最佳可见的,在示例实施例中,第一波导区段224包括用于限定两个被隔开的线性波导段228的U形波导段226,所述两个隔开的线性波导段垂直于传送带140走向(即,它们在y方向延伸)从而提供微波212在湿涂敷器区段124W内的良好分布。波导段228各自包括隔开的槽230,在线性波导段228中行进的微波112通过所述槽离开(泄露)进入湿涂敷器区段124W。
[0046] 第二波导区段244被配置成与第一波导区段224类似,并且包括用于限定两个被隔开的线性波导段248的U形波导段246,所述两个隔开的线性波导段垂直于传送带140走向(即,它们在y方向延伸)从而提供微波在半干涂敷器区段124S内的良好分布。波导段248各自包括隔开的槽250,在线性波导段中行进的微波的一部分通过所述槽离开(泄露)进入半干涂敷器区段124S。
[0047] 在系统100的运行中,微波源系统206生成具有前述频率f和功率P1的微波212(黑色箭头)。前述示例频率f(频率f=915MHz)对应于约33cm的(自由空间)波长λ,同时频率f=2450MHz对应于约12cm的波长λ。一般来说,为了获得对外皮18的最均匀的干燥,外皮厚度TH应该基本上小于微波波长λ,例如TH<λ/10。对于4mm的外皮厚度TH,具有相应的约12cm的波长λ的微波频率f=2450MHz轻易地满足这个标准。一般地,可以使用符合这个标准的且一般对微波干燥有效的任何微波频率f。
[0048] 微波212在波导236内行进并且通过循环器234到达第一波导222并且到达第一波导区段224。在第一波导区段224内行进的波导212从线性波导段228中的槽230离开并进入湿涂敷器区段124W。
[0049] 图6A是驻留在波导段228之一下方的湿涂敷器区段124W中的湿的已覆皮陶瓷器10W的示意视图。从波导区段228通过槽230泄露的微波辐射212照射驻留在于湿涂敷器区段
124W内并被传送通过其的湿的已覆皮陶瓷器10W。此微波辐射212的一部分被湿的外皮18吸收并发起对外皮进行干燥。微波辐射212的另一部分被湿的已覆皮陶瓷器10W、以及被壁15、顶板16、传送带140(参见图3)、以及湿涂敷器区段124W内的任何其他物品(例如,托盘)或表面反射,作为经反射的微波辐射212R,如图6B中所展示的。
[0050] 湿的已覆皮陶瓷器10W的外皮18中的原始水分含量代表驻留在湿涂敷器区段124W中的总陶瓷材料质量的相对小的百分比,因为每个湿的已覆皮陶瓷器(即,圆柱形壁15和单元20)中的其他陶瓷材料是干燥的。结果是,存在来自湿的已覆皮陶瓷器10W以及来自前述壁15、顶板16、传送带140、和湿涂敷器区段124W内任何其他物品(例如,托盘)或表面的相对大量经反射的微波212R(白色箭头)。
[0051] 经反射的微波辐射212R的一部分通过其隔开的槽230进入波导段228。以这种方式,经反射的微波辐射212R的一部分被波导段228捕捉并通过第一波导222朝循环器234行进返回。捕捉到的经反射的微波辐射212R被循环器234重新引导为在第二波导242中行进到达第二波导区段244并且到达第二波导段248。
[0052] 在示例中,捕捉到的经反射的微波辐射212R具有功率P2,此功率小于输入的微波功率P1,并且表示输入的微波功率P1的5%至50%之间,或在另一示例中表示输入的微波功率P1的20%至50%之间。
[0053] 经反射的微波辐射212R通过其对应的槽250离开第二线性波导段248(从中泄露),并且照射驻留在于半干涂敷器区段124S中并被传送通过其的半干的已覆皮陶瓷器10S,由此进一步干燥半干的已覆皮陶瓷器10S的半干外皮18。截止到半干的已覆皮陶瓷器10S在涂敷器110的输出端114处离开半干的涂敷器区段124S时,它们是干燥的已覆皮陶瓷器10D。
[0054] 因而,微波波导系统220的第一和第二波导222和242以及循环器234限定了从湿涂敷器区段124W到半干涂敷器区段124S的反射微波路径215,经反射微波辐射212R可以在这条路径上行进。
[0055] 要注意的是,经反射的微波212R的一部分同样将被从半干的陶瓷器10S反射并且被第二微波段248捕捉到并且作为双重反射的微波辐射212RR在第二波导242朝循环器234行进返回(参见图3)。这个双重反射的微波辐射212RR被循环器234重新引导至减反射设备214,这防止了这个双重反射的微波辐射到达微波源210。
[0056] 还要指出的是,用于在第二涂敷器区段124S中照射半干的已覆皮陶瓷器10S的经反射微波辐射212R部分源自第一涂敷区段124W中的上游湿的已覆皮陶瓷器10W。因而,经反射微波辐射212R不用于干燥同一湿的已覆皮陶瓷器10W(入射的微波辐射212的一部分被其反射)而是用来干燥已被传送通过湿涂敷器区段124W的半干涂敷器区段124S中的下游半干陶瓷器。
[0057] 根据本公开的干燥湿的已覆皮陶瓷器的方法的一方面包括:维持第一涂敷器区段124W具有足够数量的有待加工的湿的已覆皮陶瓷器10W,或者在走向的末端具有仿制陶瓷器或可以用来取代上一组湿的已覆皮陶瓷器以确保适当或期望量的经反射的微波辐射
212R的其他材料或物体或物品。因而,在示例中,随着湿的已覆皮陶瓷器10W通过传送带140的作用移动经过第一涂敷器区段124W,其他湿的已覆皮陶瓷器10W在输入位置142处被添加至传送带(参见图5)。在示例中,这个回填过程被实施,从而使得湿涂敷器区段124W具有与在任意给定时间处被传送通过其的湿的已覆皮陶瓷器10W的基本上相同的配置。这进而确保了基本上相同量的经反射微波212R被生成并再循环至半干涂敷器区段124S。
[0058] 传递通过半干涂敷器区段124S的半干的已覆皮陶瓷器10S不需要与湿涂敷器区段124W的湿的已覆皮陶瓷器10W同样多的微波功率来进行干燥。因而,系统100被配置成用于回收从湿涂敷器区段124W反射的微波辐射212R并将其引导至半干涂敷器区段124S以用于干燥半干的已覆皮陶瓷器10S。在示例中,P2
[0059] 由于系统100利用被划分成紧邻的区段124W和124S的单个涂敷器110而非两个隔开的涂敷器,可以快速地加工已覆皮陶瓷器10。
[0060] 单个微波源系统110的使用减少了成本并提高了干燥效率。在示例中,系统100能够以约1英尺/分钟的传送带速度、915MHz的微波频率和60kW的微波功率P1来处理约200个湿的已覆皮陶瓷器10W。在另一示例中,系统100能够以1英尺/分钟的传送带速度、915MHz的微波频率和100kW的微波功率P1来处理约333个湿的已覆皮陶瓷器10W。
[0061] 图7与图3类似并且展示了系统100的替代配置的示例实施例,其中,两个隔开的涂敷器110W和110S被用来利用屏蔽构件130限定湿涂敷器区段124W和124S而非单个涂敷器110。在图7的系统100的示例配置中,不再需要屏蔽构件130,但已覆皮陶瓷器10行进所需的总距离可能更大,从而使得干燥时间可能更长。
[0062] 图8是传送带140上的多个湿的已覆皮陶瓷器10W的自顶向下视图,展示了示例干燥配置,在这种配置中,相邻的湿的已覆皮陶瓷器10W(随着它们穿过到达半干的涂敷器124S而变成半干的已覆皮陶瓷器)被隔开间隔S。在示例中,间隔S<λ/2,其中,λ是微波辐射
212的前述(自由空间)微波波长,如上文所指出的。在另一示例中,间隔S<λ/10。示例干燥配置减少了干燥过程中经反射的微波辐射212R的量(即,减少经反射的微波功率或能量的量)。这在湿的和半干涂敷器区段中提供了增加的载荷,这有助于系统100的更高效干燥和更高生产率。在示例中,间隔S被调整以便调整经反射的微波辐射212R的量。例如,可以调整间隔S的量,从而提高经反射微波辐射212R的量而非将经反射微波辐射的量最小化,以便提高被传递至半干涂敷器区段124S的微波功率量P2。
[0063] 对本领域的技术人员将变得清楚的是,可以在不偏离如由所附权利要求书所限定的本公开的精神或范围的情况下对如在本文中所描述的本公开的优选实施例作出各种修改。因此,本公开涵盖了所提供的这些修改和变形,它们落在所附权利要求书和其等价物的范围内。
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