分解聚焦式微波灭菌加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种分解聚焦式微波灭菌加热装置；其特征在于：将处理源中的处理水经流体泵送入过滤装置中，过滤装置底部连接由多个灭菌管串联组成的灭菌加热装置；每个灭菌管由磁控管、分解耦合器和聚焦腔组成，与高压电连接的微波发射的磁控管与分解耦合器连接，分解耦合器与聚焦腔连接，灭菌加热装置中的末尾灭菌管的出口与管段上设有温度检测装置的输出管连接；并在温度检测装置上连接返回管。本实用新型专利技术具有设计合理，结构紧凑，既可用于远洋压舱水的外源物种生物污染处理，也可用于游泳馆循环水的净化处理、家居饮水灭菌处理、食品加工业液体灭菌处理；而且具有体积小，高效节能，成本低，便于安装维修，操作安全以及使用十分方便等特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于生物灭菌处理装置，特别涉及一种分解聚焦式微波灭菌加热装 置。由于在本技术中充分利用了高效新型无污染的微波能源，可广泛用于游泳馆循环 水的净化处理、家居饮水灭菌处理、食品加工业液体灭菌乃至目前全球的棘手问题一远 洋压舱水的外源物种生物污染处理等行业和场所。
技术介绍
众所周知，海洋运输对人类的发展起着不可替代的作用，远洋船舶为航行与停泊 安全必须保持重心平稳，若空载或载重量未达到安全吃水量时，通常会在港口近域采水补 仓，通常称这些水为压舱水。船舶每年将百亿吨压舱水带到世界各地，每天压舱水中至少有 一万多种海洋微生物和动植物在全球流动。随着远洋运输业的发展，压舱水对环境已构成 严重威胁，由于在压舱水排放或者更换时，那些顺便搭船的海洋生物被载入异地港口或其 近海水域。由于全球商业活动的发展，外来海洋生物的数量也在迅速增长。通常压舱水中 的海洋微生物，可能会影响当地的海域环境、侵害本地物种，对本地的生态系统起到严重的 破坏作用。例如赤潮、霍乱、瘟疫。压舱水对环境的影响，现在已经被公认为是对世界海洋 的最大威胁之一。世界航运的迅速发展，对压舱水的管理提出了新的概念和要求，即从过去 “是否来自检疫传染病疫区的角度对压舱水进行卫生处理”到今天的“入境船舶压舱水海洋 生物是否对海洋环境造成危害并减少相关危害”的概念。现阶段，压舱水处理的方法，是先 将压舱水用流体泵抽到海岸上在进行灭菌处理，基本上采用过滤等普通物理分离，再投加 化学药品的方法。这种方法有一定的净化杀菌效果，但即便是处理能彻底灭菌，废液会同时 引发二次污染。传统方法处理过程不仅时间长，而且耗费电力材料和空间等资源巨大。目前，游泳馆池水的消毒方式是采用投加氯及氯的化合物来达到杀菌消毒的目 的，主要有液氯、次氯酸钠、漂白剂、三氯异氢尿酸等等。以上化学药物消毒的特点是杀毒 灭菌效果好、时间长久，来源广泛、造价低廉、使用方便。同时存在很大的缺点具有强烈的 刺鼻气味，严重刺激人的呼吸系统，同时对人的口腔粘膜、耳鼻喉造成损害，在水中的衍生 物例如三氯甲烷、氯仿等有致癌作用，和水反应后生成的一些酸性物质对建筑的通风管道、 网架等具有强烈的腐蚀作用且运输、储藏等很不方便。臭氧是至今为止最快速有效的消毒 剂。它的杀毒灭菌效果是氯的几百倍，杀菌消毒快速，同时臭氧还是强氧化剂，不仅杀菌能 力强，能杀灭细菌、大肠杆菌，还能杀死病毒。能将池水中的有机物氧化为无机物或易被吸 附的其他中间物质，使池水清澈发蓝、透明度好、无刺激性、无异味，受眼、皮肤和头发无伤 害，能使游泳池周围的空气清新，使游泳者有舒适感。臭氧的絮凝功能不会导致池中有害物 质和含盐量的增加，它能氧化池水中的有机物，除去产生三氯甲烷(THM)的有机源，限制有 机物和无机物的浓度。臭氧消毒也有很多的缺点投资较大，设备占用一定的空间等，不宜 连续工作。当前，微波技术已经在食品加工业、医疗卫生业、环境分析、废气处理等领域有了 较好的应用。研究表明微波的生物效应在杀菌中起到了常规物理杀菌所没有的特殊作用。3目前人们正在根据微波能产生热效应和生物效应的协同作用而达到杀灭生物的目的的实验结果。因此，针对远洋压舱水的外源物种生物污染处理、游泳馆循环水的净化处理、家居 饮水和食品加工业液体的灭菌处理中的处理设备，利用微波新能源高效杀灭生物的处理方 法，研究开发新的灭菌处理装置是十分必要的。
技术实现思路
本技术旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供一种分解聚 焦式微波灭菌加热装置；旣可用于远洋压舱水的外源物种生物污染处理，也可用于游泳馆 循环水的净化处理、家居饮水灭菌处理、食品加工业液体灭菌处理；不仅能有效阻止了外来 生物入侵，防止疾病的传染，杜绝压舱水对港口近海水域的污染，保护近海水域生态平衡； 利用微波新能源高效杀灭生物的处理过程无需热传导，因节能减少成本，符合可持续发展 的基本国策，而且具有设计合理，结构紧凑，以及使用十分方便等特点。本技术的目的是采用如下的技术方案实现的所述的分解聚焦式微波灭菌加 热装置，包括流体泵、过滤装置，其特征在于将处理源中的处理水经流体泵送入过滤装置 中，过滤装置底部连接流出管的一端，流出管的另一端与灭菌加热装置中的首个灭菌管连 接；所述的灭菌加热装置由多个灭菌管串联组成，所述的每个灭菌管由磁控管、分解耦合器 和聚焦腔组成，与高压电连接的微波发射的磁控管与分解耦合器连接，分解耦合器与聚焦 腔连接，使磁控管发射的微波通过分解耦合器导入环形耦合器内聚焦形成微波密度场，需 灭菌的液体通过管路从灭菌管的顶部进口进入，从灭菌管的底部出口流出；灭菌加热装置 中的灭菌管末尾的出口与灭菌液体的输出管连接；或是使输出管的末端管口直接作为处理 后液体的排出口，或是在输出管的末端管口连接在换热器上，在所述的换热器上设有处理 后液体的排出口 ；在输出管的管段上设有温度检测装置，所述的温度检测装置连接不合格 液体的返回管的一端，返回管的另一端与流出管连通相接。所述的多个灭菌管串联的连接方式是上一个灭菌管底部的出口以管路与下一个 灭菌管顶部的进口连通相接。所述的聚焦腔由环形耦合器和导流管组成，在环形耦合器内中央装设导流管；所 述的聚焦腔可作为一个单元组件，并通过多个单元串联、并联或者两者匹配的组合方式，组 成连续式或间歇式大型灭菌装置。所述的导流管由微波良导体的玻璃制成，按其外形分为直管式、旋流式、喷雾式和 多管束式四种。所述的微波发射的磁控管共用一个高压变压器，其高压电是由220V电源经变压 器升压为4000-6000V。所述的温度检测装置由温度传感器和装有三通阀的容器组成，在三通阀的容器内 装入温度传感器。所述的换热器，当用于压舱水灭菌处理时，冷流体为海水；当用于游泳馆循环水净 化处理、家居饮水和食品加工业液体灭菌时可不装设换热器。本技术的原理和操作分述于下本技术由微波波源，聚焦腔，泵及各种管道共同组成。微波波源采用功率为 700W可调磁控管发射；聚焦腔由一个能将微波分解成相位差为90度的一个耦合器+—简称分解耦合器与一个环形耦合器+—简称聚焦耦合器组成，由磁控管发射出的微波首先经 过分解耦合器分解成两束，相位差为90度，然后这两束微波进入聚焦耦合器首先相遇叠 加，如此形成在总功率不变的情况下，瞬时功率将增加近2倍效果，然后通过聚焦耦合器的 狭缝分配聚焦形成一个强力的聚焦微波场，此处理腔是本装置核心部分。菌的液体经流体 泵通过管道导入聚焦的微波场中心灭菌管然后流出，其灭菌管采用微波良导体的玻璃制 作，以保证微波无损耗传到被辐射的介质中。综以上所采取的技术方案，实现本技术的目的。与现有技术相比，本技术具有如下特点①.设备体积小，即可安装在码头，亦可船载，灵活方便。②.高效节能且不会引发二次污染，设备运行成本低且使用安全。③.设备可以根据处理量灵活装配单元微波聚焦腔，运行功率亦可以灵活选择。④.智能化控制便于管理。本技术旣可用于远洋压舱水的外源物种生物污染处理，也可用于游泳馆循环 水的净化处理、家居饮水灭菌处理、食品加工业液体灭菌处理；不仅能有效阻止了外来生物 入侵，防止疾病的传染，杜绝压舱水对港口近海水域的污染，保护近海水域生态平衡；利用 微波新能源高效杀灭生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分解聚焦式微波灭菌加热装置，包括流体泵（２）、过滤装置（３），其特征在于：将处理源（１）中的处理水经流体泵（２）送入过滤装置（３）中，过滤装置（３）底部连接流出管（４）的一端，流出管（４）的另一端与灭菌加热装置中的首个灭菌管连接；所述的灭菌加热装置由多个灭菌管串联组成，所述的每个灭菌管由磁控管（６）、分解耦合器（７）和聚焦腔组成，与高压电连接的微波发射的磁控管（６）与分解耦合器（７）连接，分解耦合器（７）与聚焦腔连接，使磁控管（６）发射的微波通过分解耦合器（７）导入环形耦合器（８）内聚焦形成微波密度场，需灭菌的液体通过管路从灭菌管的顶部进口进入，从灭菌管的底部出口流出；灭菌加热装置中的灭菌管末尾的出口与灭菌液体的输出管（１２）连接；或是使输出管（１２）的末端管口直接作为处理后液体的排出口，或是在输出管（１２）的末端管口连接在换热器（１１）上，在所述的换热器（１１）上设有处理后液体的排出口（１３）；在输出管（１２）的管段上设有温度检测装置（１０），所述的温度检测装置（１０）连接不合格液体的返回管（５）的一端，返回管（５）的另一端与流出管（４）连通相接。

【技术特征摘要】
一种分解聚焦式微波灭菌加热装置，包括流体泵(2)、过滤装置(3)，其特征在于将处理源(1)中的处理水经流体泵(2)送入过滤装置(3)中，过滤装置(3)底部连接流出管(4)的一端，流出管(4)的另一端与灭菌加热装置中的首个灭菌管连接；所述的灭菌加热装置由多个灭菌管串联组成，所述的每个灭菌管由磁控管(6)、分解耦合器(7)和聚焦腔组成，与高压电连接的微波发射的磁控管(6)与分解耦合器(7)连接，分解耦合器(7)与聚焦腔连接，使磁控管(6)发射的微波通过分解耦合器(7)导入环形耦合器(8)内聚焦形成微波密度场，需灭菌的液体通过管路从灭菌管的顶部进口进入，从灭菌管的底部出口流出；灭菌加热装置中的灭菌管末尾的出口与灭菌液体的输出管(12)连接；或是使输出管(12)的末端管口直接作为处理后液体的排出口，或是在输出管(12)的末端管口连接在换热器(11)上，在所述的换热器(11)上设有处理后液体的排出口(13)；在输出管(12)的管段上设有温度检测装置(10)，所述的温度检测装置(10)连接不合格液体的返回管(5)的一端，返回管(5)的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹尼，左秀锦，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]