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一种新型工业微波加热装置制造方法及图纸

技术编号:13471776 阅读:72 留言:0更新日期:2016-08-05 09:13
本实用新型专利技术涉及微波工业加热领域,特别是一种新型工业微波加热装置,包括微波馈入装置、加热腔,其特征在于:所述加热腔是可填充被加热固体材料的管道结构和可将被加热固体材料推入管道结构的机械设备;所述微波馈入装置均匀设置于管道结构外部。本实用新型专利技术提供的一种新型工业微波加热装置,通过改变微波加热腔的结构,从根本上改变微波工业加热的模式,提高加热效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微波工业加热领域,特别是一种新型工业微波加热装置
技术介绍
随着现代科技的飞速发展,微波能作为一种新型的高效率、清洁能源,已广泛应用于工业生产、日常生活等各个领域。微波加热具有“体加热”的特点,“体加热”是一种与被加热物质直接作用的选择性加热方式,代替了传统加热中物质通过介质热传导获得温升的方法,节省了热量在介质中传导所需的时间,减少了在传导介质中的能量消耗,具有高效、节能的特点。然而,微波加热技术在不断发展的同时,也存在着许多问题。在大规模的工业生产中,采用传统的“隧道式”微波加热装置对固体材料进行加热时,存在不均匀加热、效率低的问题。微波在照射大型固体材料时,其趋肤深度远小于材料的尺寸,造成了微波的能量只集中于材料的表面区域,导致加热不均匀;同时,由于传输带要保持运动,而造成了材料只能填充部分的隧道空间,造成了加热效率低的问题;工业应用中普遍要求设备能够在高温,高压,抗腐蚀等复杂条件下工作,这就加大了微波反应器以及微波加热腔体的要求。其次,传统的“隧道式”微波加热装置在加热过程中粉尘,水汽等杂质易向上扩散,进入微波馈口损坏设备,尤其是一些在加热过程中会挥发腐蚀性气体的材料,如矿石的微波脱硫等,更不利于使用这种设备进行工业生产。由于微波波长相对较短,且固体材料内部几乎不存在自然对流,同时微波透射入固体材料时,其趋肤深度远小于材料的尺寸,造成了微波的能量只集中于材料的表面区域,这些因素都会导致加热不均匀的问题。上述这些因素带来的微波非均匀加热、效率低的问题限制了微波在工业化生产中的应用。丞待出现一种可以解决上述问题的新型工业微波加热装置。
技术实现思路
本技术提供的一种新型工业微波加热装置,其目的在于提供一种微波加热效率高、加热均匀的新型微波加热装置。本技术的技术方案是这样实现的:一种新型工业微波加热装置,包括微波馈入装置、加热腔,其特征在于:所述加热腔是可填充被加热固体材料的管道结构和可将被加热固体材料推入管道结构的机械设备;所述微波馈入装置均匀设置于管道结构外部。进一步地,所述机械设备为具有机械手臂的推压板。本技术提供的一种新型工业微波加热装置,通过改变微波加热腔的结构,从根本上改变微波工业加热的模式,提高加热效率。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1:一种新型工业微波加热装置的立体结构图;图2:本技术的侧视图;图3:本技术的俯视图;图4:不同波导馈口数量和分布结构对应褐煤微波加热温度场COV值曲线;图5不同管道半径所对应的温度场COV值曲线;图6:不同平移速度对应褐煤微波加热温度场COV值曲线。图中:1、加热腔;2、喇叭式微波馈入装置;3、匹配层。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。本技术公开的一种新型工业微波加热装置,包括微波馈入装置、加热腔1,其特征在于:所述加热腔1是可填充被加热固体材料的管道结构和可将被加热固体材料推入管道结构的机械设备;所述微波馈入装置均匀设置于管道结构外部。优选地,所述微波馈入装置为喇叭式微波馈入装置2。优选地,所述喇叭式馈入装置以等间距离、等夹角间距成阵列型分布。进一步地,还设置有匹配层3,所述匹配层3设置于管道结构的内径。优选地,所述喇叭式微波馈入装置2的个数是8个。优选地,所述管道结构的内径是110mm。进一步地,所述机械设备为具有机械手臂的推压板。本技术采用完全填充式管道加热方式处理固体材料,不再利用传输带运输材料,而是将材料填充满整个管道,并通过机械设备匀速推进推出使其以恒定的速度通过加热管道,受到微波作用获得温升,整个加热过程管道空间得到了充分利用,提高了加热效率;采用喇叭式结构的微波馈入装置提高辐射效率和均匀性,引入完美匹配层3进一步提高微波加热效率,且防止粉尘,水汽等杂质进入馈口损坏设备。图1、图2、图3分别为一种新型工业微波加热装置的立体结构图、侧视图和俯视图。如图1、图2、图3所示,该设备主体是一个高为h的金属管道,承装物料的管道内径为110mm,用来填充被加热固体材料;管道周围环绕8个Bj22波导作为微波馈入装置,采用喇叭式结构连接到管道上,波导以等间距离分布,俯视图中可知波导按等夹角间距成阵列型分布。波导采用喇叭式结构与管道相连,主要原因在于波导采用喇叭式结构进行馈波,能够提高微波的加热均匀性和效率:当喇叭结构的张角变大时,横截面的电场辐射范围越大,物料横截面的电场分布越均匀。当单波导直接与管道相连时,电场辐射范围较小,比较集中于馈口的位置;而当单波导采用喇叭结构与管道相连时,当加入喇叭式结构后,电场辐射范围有明显增大,在电场强度整体基本不变的情况下,使微波能量更加分散的作用于被加热物料,进而提高了微波加热的均匀性。本技术的金属管道内部设置有完美匹配层3,主要目的是通过完美匹配提高被加热固体材料的功率吸收效率,管道内部加入完美匹配层3后:空气和匹配介质交界面(界面1),匹配介质和被加热固体材料交界面(界面2)的入射与反射系数满足:其中η1、η2和η3分别为空气的波阻抗、匹配介质的波阻抗和被加热固体材料的波阻抗。而ηef为等效波阻抗也就是匹配介质和被加热固体材料在界面1处反射系数和透射系数的等效值,将匹配介质和相对于空气等效成一种物质来看待。而当中间匹配层3的厚度d=λ/4时,则有:若ηef=η1,则可以实现Γ1=0的波在界面1的全透射,因此得到了:因此,只需要知道空气和被加热固体材料的介电常数实部既可以得到完美匹配层3的相对介电常数,同时计算出微波在介质中的波长后,就可以计算出完美匹配层3的厚度,对于不同的被加热固体材料,都有其对应相对介电常数和厚度的完美匹配层3。技术中的完美匹配层3在提高褐煤功率吸收效率的同时,还能够阻隔被加热固体材料与管道和波导馈口的直接接触,不仅能够防止加热过程中产生的水汽、粉尘、腐蚀性气本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种新型工业微波加热装置,包括微波馈入装置、加热腔,其特征在于:所述加热腔是可填充被加热固体材料的管道结构和可将被加热固体材料推入管道结构的机械设备;所述微波馈入装置均匀设置于管道结构外部;所述机械设备为具有机械手臂的推压板。

【技术特征摘要】
1.一种新型工业微波加热装置,包括微波馈入装置、加热腔,其特征在于:
所述加热腔是可填充被加热固体材料的管道结构和可将被加热...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄卡玛陈星刘长军杨阳朱铧丞
申请(专利权)人:四川大学
类型:新型
国别省市:四川;51

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