CN213811706U - 一种高效加热的微波炉窑装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效加热的微波炉窑装置，它包括内部窑体结构(1)、外部金属壳体(2)、保温隔热结构(3)、微波馈能传输系统（4）、在线功率监测装置（5）、微波能发生器（6），正压排气系统(7)、压力监测系统(8)、炉窑环境测温系统(9)。本实用新型通过微波能发生器输出大功率微波能量，经过微波馈能传输系统，作用于炉窑内的物料上，实现对物料的直接加热，该炉窑装置加热效率高、保温性能良好，能够快速的将物料加热至1000℃，该炉窑可满足1100℃的高温热处理要求，装置配置温度监测系统、压力监测系统、在线功率监测系统，可保证设备运行的安全性。整个装置结构设计合理，操作方便，自动化程度高，加热效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于微波炉窑技术领域，具体涉及一种高效加热的微波炉窑装置，用于微波炉窑加热物料的工业化应用。
背景技术
传统炉窑加热装置多数是采用电热管加热，加热速度慢，时间长，加热效率低，而微波技术具有加热速度快、直接加热物料、能耗低、加热效率高等优点，因而，将微波加热技术与窑炉砌筑技术结合起来，可快速将物料升温至1000摄氏度，加热效率更高。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，实现微波高效加热，缩短加热时间，能耗低、提高处理量、环保性强的微波炉窑装置。本实用新型专利可适用于多种物料的高温热处理，装置自动化程度高、热效率高、保温性能好、可广泛应用于微波高温加热领域。
技术方案：为了实现以上目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种高效加热的微波炉窑装置，它包括内部窑体结构、外部金属壳体、夹设在内部窑体与外部金属壳体之间的保温隔热结构、与内部窑体和外部金属壳体相连通的微波馈能传输系统、与微波馈能传输系统相连的在线功率监测装置、与在线功率监测装置相连的微波能发生器，与内部窑体结构相连通的正压排气系统、压力监测系统和炉窑环境测温系统。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，内部窑体结构包括窑底、两侧窑墙和窑顶；窑墙上设有与正压排气系统相连通的圆形排气孔。所述的窑底采用陶瓷横梁和氧化铝砖作为窑底支撑结构，采用刚玉砖进行拼砌而成；两侧窑墙采用刚玉砖拼砌而成；窑顶采用陶瓷管作为底部横梁，顶部砌筑刚玉砖的结构，整个内部窑体结构的所有缝隙处均采用高温胶粉进行隔氧密封处理。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，外部金属壳体为矩形全金属外壳，材质为304，壳体顶部设有两个微波馈能系统；金属壳体（2）一侧设有两个φ150mm的正压排气管道，排气管道与正压排气系统相连，便于气体的及时排出；壳体前后各设置一个炉门，炉门和内部窑体结构之间设有保温材料，以减少热量的损失；
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，保温隔热结构依次包括紧密拼接的陶瓷纤维保温棉材料、陶瓷纤维保温板材料和隔热气凝胶材料，三种材料紧密拼接在内部窑体结构和外部金属壳体的中间；
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，微波馈能传输系统包括依次连接的三端口环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、三螺钉调配波导组合、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合之间设有介质波导；介质波导两侧法兰之间安装有云母板材料；其中三端口环形器与微波能发生器相连，扩展馈能波导组合与外部金属壳体相连。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，在线功率监测装置包括功率检测模块和双定向耦合器，可以实时显示物料在加热过程中吸收微波的能力，进而通过调节微波功率，以提高微波加热的效率。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，微波能发生器输出的微波能功率最大为75kW，微波频率为915MHz。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，与内部窑体结构相连的正压排气系统，正压排气系统包括开设在外部金属壳体上的排气管道、排气管道上装设的测温热电偶、排气管道出口安装有隔氧装置。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，与正压排气系统相通的圆形排气孔直径为150mm，设置在物料上方25mm处，便于产生的气体及时从排气孔排出，可提高微波炉窑装置的加热效率。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，与内部窑体结构相通的压力监测系统，压力监测系统实时显示炉窑内的压力变化情况，保护炉窑工作时的安全性。
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，与内部窑体结构相通的炉窑环境测温系统采用多点测温，通过测试炉窑不同位置的环境温度，从而来测试该微波炉窑装置的温度场均匀性；
作为优选方案，以上所述的一种高效加热的微波炉窑装置，炉窑环境测温系统采用非接触式红外光学传感器，测温量程为0-1300℃，该测温系统的陶瓷探杆长度不同，可测试炉窑内不同位置的环境温度。
有益效果，与现有技术相比，其显著优点在于：
1、本实用新型提供的高效加热微波窑炉装置，采用大功率微波加热技术和炉窑砌筑技术相结合，可极大提高传统炉窑加热速度慢、时间长、效率低等问题。
2、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置，结构设计合理、操作方便，自动化程度高，微波发生器输出功率最大可达75kW，输出效率高，节能环保。
3、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置，工作温度最高可到1100℃，可满足多种物料的微波处理需求。
4、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置，隔氧密封效果良好、可有效的隔绝氧气进入炉窑内部，保证了微波炉窑装置的工作的安全性。
5、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置，在满足保温性能要求的基础上，尽可能减少炉窑材料的使用量，不仅节省了炉窑砌筑的成本，同时可提高微波加热的效率。
6、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置的保温隔热结构，采用轻质保温隔热材料，保温隔热效果良好，可减少微波加热的热损失。
7、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置的测温系统，采用多点处测温方式，可有效获得不同炉窑位置的环境温度。
8、本实用新型提供的高效加热微波炉窑装置的在线功率监测装置，可以实时显示物料在加热过程中吸收微波的能力，进而通过调节微波功率，以提高微波加热的效率。
附图说明
图1是本实用新型提供的高效加热的微波炉窑装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1，一种高效加热的微波炉窑装置，它包括内部窑体结构1、外部金属壳体2、夹设在内部窑体1与外部金属壳体2之间的保温隔热结构3、与内部窑体1和外部金属壳体2相连通的微波馈能传输系统4、与微波馈能传输系统4相连的在线功率监测装置5、与在线功率监测装置5相连的微波能发生器6，与内部窑体结构1相连通的正压排气系统7、压力监测系统8和炉窑环境测温系统9。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，内部窑体结构1包括窑底、两侧窑墙和窑顶；窑墙上设有与正压排气系统7相连通的圆形排气孔。其中，窑底采用陶瓷横梁和氧化铝砖作为窑底支撑结构，并采用刚玉砖进行拼砌而成；两侧窑墙采用刚玉砖进行拼砌而成；窑顶采用陶瓷管作为底部横梁，顶部砌筑刚玉砖的结构，整个内部窑体结构1的所有缝隙处均采用高温胶粉进行隔氧密封处理，可有效的隔绝氧气进入炉窑内，确保了炉窑工作时的安全可靠。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，外部金属壳体2为矩形全金属外壳，材质为310S，壳体顶部设有两个微波馈能系统4；金属壳体2一侧设有两个φ150mm的排气管道，排气管道与正压排气系统7相连，便于气体的及时排出；金属壳体2前后各设置一个炉门，炉门和内部窑体结构1之间设有保温材料，以减少热量的损失。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，保温隔热结构3包括依次紧密拼接的陶瓷纤维保温棉材料、陶瓷纤维保温板材料和隔热气凝胶材料；三种材料紧密拼接在内部窑体结构1和外部金属壳体2的中间，隔热后可使外壳金属壳体表面温度低于60℃。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，微波馈能传输系统4包括依次连接的三端口环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、三螺钉调配波导组合、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；所述的BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合之间设置有介质波导；介质波导两侧法兰之间安装有云母板材料；其中三端口环形器与微波能发生器6相连，扩展馈能波导组合与外部金属壳体2相连，可确保微波能的有效传输，尽量减少微波能在传输系统中的损耗。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，在线功率监测装置5可以实时显示物料在加热过程中吸收微波的能力，进而通过调节微波功率，不仅可以包括微波馈能系统，同时还可以提高微波加热的效率。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，微波能发生器6输出的微波能功率最大为75kW，微波频率为915MHz。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，正压排气系统7包括排气管道、装设在排气管道上的测温热电偶和安装在排气管道出口处的隔氧装置。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，与正压排气系统7相通的圆形排气孔直径为150mm，设置在物料上方25mm处，便于产生的气体及时从排气孔排出，可避免过多的烟气在炉窑内产生放电现象，从而影响微波能加热的效率。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，与内部窑体结构1相通的压力监测系统8可实时显示炉窑内的压力变化情况，保护炉窑工作时的安全性。
以上所述的高效加热的微波炉窑装置，与内部窑体结构1相通的炉窑环境测温系统9采用多点测温，通过测试炉窑不同位置的环境温度，从而来测试该微波炉窑装置的温度场均匀性。炉窑环境测温系统9采用非接触式红外光学传感器，测温量程为0-1300℃，该测温系统9的陶瓷探杆长度不同，可测试炉窑内不同位置的环境温度。
本实用新型提供的一种高效加热的微波炉窑装置，该炉窑结构合理，采用吸收微波能力弱的炉窑材料以及保温、隔热材料，来提高焦煤对微波的吸收能力。微波直接透过材料，加热焦煤，实现了焦煤的快速升温，极大地缩短了加热时间，提高了微波加热焦煤的效率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，它包括内部窑体结构（1）、外部金属壳体（2）、夹设在内部窑体结构（1）与外部金属壳体（2）之间的保温隔热结构（3）、与内部窑体结构（1）和外部金属壳体（2）相连通的微波馈能传输系统（4）、与微波馈能传输系统（4）相连的在线功率监测装置（5）、与在线功率监测装置（5）相连的微波能发生器（6），与内部窑体结构（1）相连通的正压排气系统（7）、压力监测系统（8）和炉窑环境测温系统（9）。
2.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，内部窑体结构（1）包括窑底、两侧窑墙和窑顶；窑墙上设有与正压排气系统（7）相连通的圆形排气孔。
3.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，外部金属壳体（2）为矩形金属外壳，壳体顶部设有两个微波馈能传输系统（4）；金属壳体（2）一侧设有个φ150mm的与正压排气系统（7）相连的正压排气管道；壳体（2）前后各设置有一个炉门，炉门和内部窑体结构（1）之间设有保温材料。
4.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，保温隔热结构（3）包括紧密拼接的陶瓷纤维保温棉材料、陶瓷纤维保温板材料和隔热气凝胶材料。
5.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，微波馈能传输系统（4）包括依次连接的三端口环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、三螺钉调配波导组合、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；所述的BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合之间设有介质波导；介质波导两侧法兰之间安装有云母板材料；其中三端口环形器与微波能发生器（6）相连，扩展馈能波导组合与外部金属壳体（2）相连。
6.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，在线功率监测装置（5）实时显示物料在加热过程中吸收微波的能力，进而通过调节微波功率，提高微波加热的效率。
7.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，所述的微波能发生器（6）输出的微波能功率为75kW，微波频率为915MHz。
8.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，正压排气系统（7）包括排气管道、装设在排气管道上的测温热电偶和安装在排气管道出口处的隔氧装置。
9.根据权利要求2所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，与正压排气系统（7）相通的圆形排气孔直径为150mm，设置在物料上方25mm处。
10.根据权利要求1所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，与内部窑体结构（1）相通的炉窑环境测温系统（9）采用多点测温，通过测试炉窑不同位置的环境温度来测试该微波炉窑装置的温度场均匀性。
11.根据权利要求10所述的一种高效加热的微波炉窑装置，其特征在于，炉窑环境测温系统（9）采用非接触式红外光学传感器，测温量程为0-1300℃，该测温系统（9）的陶瓷探杆长度不同，可测试炉窑内不同位置的环境温度。
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