專利名稱：一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸送反應(yīng)設(shè)備，具體地說，本實(shí)用新型是一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常需要向物料提供合適的溫度條件使其發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而生成產(chǎn)品，故而需要對(duì)物料進(jìn)行加熱。
加熱過程所用設(shè)備，按固體物料運(yùn)動(dòng)特性，可分為固定床、移動(dòng)床和流動(dòng)床幾類；按其所用加熱爐的形式可分為反射爐、多膛爐、豎窯、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、施風(fēng)爐、電熱爐等。
在本發(fā)明中我們創(chuàng)造性地使用了微波加熱，從而省去了加熱爐的空間并極大降低了能耗。
我們知道微波加熱的原理是介電加熱。電介質(zhì)吸收微波能使介質(zhì)溫度升高，這個(gè)過程稱介電加熱。我們知道有些電介質(zhì)分子(如水分子)的正、負(fù)電荷重心不重合，即分子具有偶極距，這種分子稱偶極分子(極性分子)。當(dāng)極性分子受外電場(chǎng)作用時(shí)，偶極分子就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)距。在高頻電場(chǎng)中一秒鐘內(nèi)極性分子要進(jìn)行上億次的換向"變極"運(yùn)動(dòng)，使分子之間產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，引起摩擦發(fā)熱，使物料溫度升高，達(dá)到加熱目的。
微波加熱相比較其他傳統(tǒng)加熱方式的主要優(yōu)點(diǎn)有
1、加熱速度快
常規(guī)加熱如火焰、熱風(fēng)、電熱、蒸汽等，都是利用熱傳導(dǎo)的原理將熱量從被加熱物外部傳入內(nèi)部，逐步使物體中心溫度升高，稱之為 外部加熱。要使中心部位達(dá)到所需的溫度，需要一定的時(shí)間，導(dǎo)熱性 較差的物體所需的時(shí)間就更長(zhǎng)。微波加熱是使被加熱物本身成為發(fā) 熱體，稱之為內(nèi)部加熱方式，不需要熱傳導(dǎo)的過程，內(nèi)外同時(shí)加熱， 因此能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到加熱效果。
2、 均勻加熱
常規(guī)加熱，為提高加熱速度，就需要升高加熱溫度，容易產(chǎn)生外 焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時(shí)，物體各部位通常都能均勻滲透電磁波，產(chǎn) 生熱量，因此均勻性大大改善。
3、 節(jié)能高效
在微波加熱中，微波能只能被加熱物體吸收而生熱，加熱室內(nèi)的 空氣與相應(yīng)的容器都不會(huì)發(fā)熱，也沒有經(jīng)過其他中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此 除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗。比一般常規(guī)加熱省電約30% 50%，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善。
4、 易于控制
微波加熱的熱慣性極小。若配用微機(jī)控制，則特別適宜于加熱過 程加熱工藝的自動(dòng)化控制。
5、 選擇性加熱
微波對(duì)不同性質(zhì)的物料有不同的作用，這一點(diǎn)對(duì)干燥作業(yè)有利。 因?yàn)樗肿訉?duì)微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率 多于含水量較低的部位這就是選擇加熱的特點(diǎn)。烘干木材、紙張等產(chǎn) 品時(shí)，利用這一特點(diǎn)可以做到均勻加熱和均勻干燥。
值得注意的是有些物質(zhì)當(dāng)溫度愈高、吸收性愈好，造成惡性循環(huán)， 出現(xiàn)局部溫度急劇上升造成過干，甚至炭化，對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行微波加熱時(shí)，要注意制定合理的加熱工藝。
6、安全無害
在微波加熱、干燥中，無廢水、廢氣、廢物產(chǎn)生，也無輻射遺留 物存在，其微波泄漏也確保大大低于國(guó)家制定的安全標(biāo)準(zhǔn)，是一種十 分安全無害的高新技術(shù)。
由以上材料可以看出微波加熱對(duì)于極性分子介質(zhì)是一種非常高 效、快速的加熱方式。除了極性分子介質(zhì)，還有另一類介質(zhì)，它們基 本上不吸收或很少吸收微波，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜 塑料和玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，而不吸收微波，這類材料可 作為加熱用的容器或支撐物，或叫微波密封材料。
但對(duì)于金屬材料，電磁場(chǎng)不能透入內(nèi)部而是被反射出來，所以金 屬材料不能吸收微波。
正是金屬材料不吸收微波而是反射微波的這種特性，在本發(fā)明中 起到了關(guān)鍵性的倍增作用，微波發(fā)生裝置發(fā)射的微波在透過物料已經(jīng) 對(duì)物料進(jìn)行加熱的情況下，剩余的微波又被金屬制成的螺桿反射回物 料，對(duì)物料進(jìn)行二次微波加熱，這對(duì)我們的加熱過程十分有利，也是 本發(fā)明的又一創(chuàng)新點(diǎn)所在。
對(duì)物料的加熱，必然涉及一個(gè)熱利用效率的問題。當(dāng)今社會(huì)，能 源日漸成為稀缺資源，如何節(jié)能已成為社會(huì)與科技的前沿?zé)狳c(diǎn)。本發(fā) 明就是針對(duì)原有加熱裝置存在的諸如加熱時(shí)間長(zhǎng)、物料輸送效率低、 連續(xù)化生產(chǎn)能力弱、熱利用效率不夠高等缺點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)，將高效、 快速的微波加熱方式和物料輸送、反應(yīng)三大功能集成至一體，發(fā)明出 帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng) 置，通過高度的功能集成和采用高效的 加熱方式，最大限度地減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置， 該反應(yīng)裝置具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、集成度高、適用范圍廣、能夠連續(xù)化生產(chǎn)， 能源利用率極高，對(duì)環(huán)境十分友好的優(yōu)點(diǎn)。
工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常需要向物料提供合適的溫度條件使其發(fā)生反應(yīng) 進(jìn)而生成產(chǎn)品，故需要對(duì)物料進(jìn)行加熱，而如何快速、連續(xù)、大量、 節(jié)能的加熱處理物料一直是人們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中追求的目標(biāo)，這也是本 發(fā)明的初衷和要達(dá)到的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案-
一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，由若干獨(dú)立反應(yīng)模塊相互 成一定角度連結(jié)而成；單個(gè)反應(yīng)模塊由電機(jī)、微波發(fā)生裝置、保溫 層、透波反應(yīng)器壁、金屬螺桿、連結(jié)管組成；金屬螺桿由內(nèi)到外依次 由透波反應(yīng)器壁、保溫層、微波發(fā)生裝置覆蓋；電機(jī)與金屬螺桿串聯(lián)， 進(jìn)而組成單個(gè)反應(yīng)模塊。
該帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)器由若干個(gè)相互成一定角度連接 的獨(dú)立螺旋輸送反應(yīng)模塊組成。各種用于處理的物料性質(zhì)不盡相同， 同時(shí)，反應(yīng)條件也各有要求，所以我們將螺旋輸送反應(yīng)器設(shè)計(jì)成單獨(dú) 模塊，當(dāng)這些模塊在處理具體物料時(shí)，被根據(jù)物料性質(zhì)和反應(yīng)所需條 件來確定數(shù)目且成一定角度連接，這樣就可以使整套輸送反應(yīng)裝置具 有適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；
所述的金屬螺桿由能夠反射微波的金屬制成。由于金屬能夠反射 微波，當(dāng)微波發(fā)生裝置發(fā)射的微波在透過物料已經(jīng)對(duì)物料進(jìn)行加熱的 情況下，剩余的微波又被金屬制成的螺桿反射回物料，對(duì)物料進(jìn)行二 次微波加熱，能夠最大限度的利用能量，降低設(shè)備能耗；所述的透波反應(yīng)器壁由微波能夠穿透的透波材料制成。由于微波 是一種電磁波，有些材料能夠允許其通過，而另一些材料則會(huì)阻止其 通過，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的加熱，微波必須達(dá)到物料中，因此包裹在物 料外層的反應(yīng)器壁必須由微波能夠穿透的透波材料制成。
本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn)
由于采用了上述技術(shù)方案，使本發(fā)明與已有設(shè)備、技術(shù)工藝相比 具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果
a、 通過將微波加熱功能、物料輸送功能和反應(yīng)器功能集成在單 個(gè)設(shè)備內(nèi)部，達(dá)到節(jié)省能源和設(shè)備多功能化、小型化的目的。同時(shí)， 單臺(tái)裝置即可實(shí)現(xiàn)從物料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變，大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)線的復(fù)雜程 度。
b、 采用高效的微波加熱方式提供反應(yīng)所需溫度條件，大大減少 了能源的消耗，同時(shí)也大大簡(jiǎn)化了整套裝置的復(fù)雜程度，提高了設(shè)備 可靠性，同時(shí)節(jié)省了空間，降低了成本；
C、全新設(shè)計(jì)的螺旋輸送反應(yīng)器，能增大物料和反應(yīng)劑接觸面積 并在有限的空間內(nèi)加大物料的行走路徑，強(qiáng)化傳熱和保證反應(yīng)時(shí)間， 能夠確保物料的快速反應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料的大量快速輸送；
d、 螺旋輸送反應(yīng)器中螺桿的旋轉(zhuǎn)除了起到輸送物料的作用外還 起到諸如剪切加熱物料、充分混合物料等作用，相應(yīng)的螺桿參數(shù)和 管壁參數(shù)皆可根據(jù)不同物料和反應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，大大提高設(shè)備的通 用性和適應(yīng)性；
e、 該設(shè)備采用物料細(xì)體輸送，螺旋輸送反應(yīng)器內(nèi)快速加熱反應(yīng)， 因而能夠快速、大量、連續(xù)性生產(chǎn)；同時(shí)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單、設(shè)備數(shù)量較 少、能夠?qū)崿F(xiàn)整體大量的工業(yè)化復(fù)制；由于整套設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)不同物料及現(xiàn)場(chǎng)條件靈活搭配設(shè)備，大大提高設(shè)備的通用性
和適應(yīng)性，市場(chǎng)前景十分廣闊。


圖1為單個(gè)帶微波發(fā)熱的螺旋輸送反應(yīng)模塊示意圖
圖2為帶微波發(fā)熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置示意圖
附圖標(biāo)記說明1.電機(jī)；2.微波發(fā)生裝置；3.保溫層；4.透波 反應(yīng)器壁；5.金屬螺桿；6.連結(jié)管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1所示， 一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，其特征在于 由若干獨(dú)立反應(yīng)模塊相互成一定角度連結(jié)而成；單個(gè)反應(yīng)模塊由電
l機(jī)、微波發(fā)生裝置2、保溫層3、透波反應(yīng)器壁4、金屬螺桿5、連 結(jié)管6組成；金屬螺桿5由內(nèi)到外依次由透波反應(yīng)器壁4、保溫層3、
微波發(fā)生裝置2覆蓋；電機(jī)1與金屬螺桿5串聯(lián)，進(jìn)而組成單個(gè)反應(yīng)模塊。
工作時(shí)，單個(gè)模塊中由電機(jī)1提供金屬螺桿5旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，由微 波加熱裝置發(fā)射2的微波透過保溫層3、透波反應(yīng)器壁4直接加熱物 料，同時(shí)由于金屬螺桿5對(duì)微波的反射作用使得微波的加熱作用得到 加強(qiáng)，螺旋輸送反應(yīng)器通過微波的作用獲得所需溫度條件。物料由金 屬螺桿5帶動(dòng)被從料斗中輸出，并在整個(gè)螺旋輸送反應(yīng)器中作螺旋運(yùn) 動(dòng)，同時(shí)受到金屬螺桿5的剪切和混合作用，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)生 成產(chǎn)品，隨后產(chǎn)品被排出整套反應(yīng)裝置進(jìn)入后續(xù)工藝步驟。
實(shí)施例2
將高嶺土加入由兩個(gè)獨(dú)立模塊組成的反應(yīng)設(shè)備，在設(shè)備中停留時(shí)間約為1分鐘，焙燒脫水，其結(jié)構(gòu)變得疏松多孔，得到易于進(jìn)一步加
工生產(chǎn)氧化硅鋁的中間產(chǎn)品。(采用功率為10kw，頻率為2450兆赫 茲的微波發(fā)生裝置，螺桿外徑為100mm)
以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置進(jìn) 行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方 式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方 法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新 型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述， 本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，其特征在于由若干獨(dú)立反應(yīng)模塊相互成一定角度連結(jié)而成；單個(gè)反應(yīng)模塊由電機(jī)、微波發(fā)生裝置、保溫層、透波反應(yīng)器壁、金屬螺桿、連結(jié)管組成；金屬螺桿由內(nèi)到外依次由透波反應(yīng)器壁、保溫層、微波發(fā)生裝置覆蓋；電機(jī)與金屬螺桿串聯(lián)，進(jìn)而組成單個(gè)反應(yīng)模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，其 特征在于所述的金屬螺桿由能夠反射微波的金屬制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，其 特征在于所述的透波反應(yīng)器壁由微波能夠穿透的透波材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置。該帶微波加熱的螺旋輸送反應(yīng)裝置，由若干獨(dú)立反應(yīng)模塊相互成一定角度連結(jié)而成；單個(gè)反應(yīng)模塊由電機(jī)、微波發(fā)生裝置、保溫層、透波反應(yīng)器壁、金屬螺桿、連結(jié)管組成；金屬螺桿由內(nèi)到外依次由透波反應(yīng)器壁、保溫層、微波發(fā)生裝置覆蓋；電機(jī)與金屬螺桿串聯(lián)，進(jìn)而組成單個(gè)反應(yīng)模塊。工作時(shí)，由微波加熱裝置發(fā)射的微波直接加熱物料，物料由金屬螺桿帶動(dòng)在整個(gè)螺旋輸送反應(yīng)器中作螺旋運(yùn)動(dòng)，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)品，隨后產(chǎn)品被排出整套反應(yīng)裝置進(jìn)入后續(xù)工藝步驟。該反應(yīng)裝置具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、集成度高、適用范圍廣、能夠連續(xù)化生產(chǎn)，能源利用率極高，對(duì)環(huán)境十分友好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65G33/00GK201389455SQ20082020308
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者劉海衛(wèi), 鑫 張, 李柏榮, 王紹華, 黃星星 申請(qǐng)人:李柏榮