專利名稱：一種微波多功能高溫實驗爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及在高溫實驗爐中利用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻加熱的一種新的技術。
背景技術：
由于現(xiàn)有的電加熱實驗在生產(chǎn)研發(fā)中能耗大、效率低、產(chǎn)品品質(zhì)較差，因微波加熱與傳統(tǒng)電加熱方式在作用機理上不同，利用微波加熱生產(chǎn)材料能耗低、效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好，因此在現(xiàn)有產(chǎn)品開發(fā)新的節(jié)能工藝或開發(fā)新材料、新產(chǎn)品該微波多功能高溫實驗爐都具有重要實際應用價值。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能耗低、效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好的微波多功能高溫實驗爐。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的微波多功能高溫實驗爐，機架上設有爐膛，爐蓋通過啟蓋機構蓋在所述的爐膛上，所述的爐蓋上設有觀察孔和測溫系統(tǒng)，在所述的爐膛的壁上設有微波系統(tǒng)，所述的爐膛連接有真空系統(tǒng)，所述的爐膛內(nèi)設有保溫系統(tǒng)，所述的保溫系統(tǒng)安裝在旋轉(zhuǎn)機構上，所述的旋轉(zhuǎn)機構連接有冷卻水系統(tǒng)。所述的機架上設有微波報警器。所述的測溫系統(tǒng)是紅外線測溫儀安裝在紅外線測溫儀安裝座上，所述的紅外線測溫儀安裝座通過第二密封機構安裝在抑波管上，所述的抑波管安裝在所述的爐蓋。所述的觀察孔的結(jié)構是觀察孔蓋帽將第三密封機構固定安裝在觀察筒，在所述的觀察筒內(nèi)安裝有抑波機構，所述的觀察筒安裝在所述的爐蓋上。在所述的真空系統(tǒng)的真空泵前的管路上設有一個真空過濾器，所述的真空過濾器由抽氣筒、過濾筒、過濾機構組成，所述的抽氣筒設在所述的過濾筒內(nèi)，在所述的過濾筒與所述的抽氣筒之間設有過濾機構。爐膛的微波爐腔采用長方體。所述的爐膛的爐腔法蘭和爐蓋的爐蓋法蘭之間設有密封結(jié)構，所述的密封結(jié)構的結(jié)構是在石墨板內(nèi)設有一層不銹鋼平板。所述的旋轉(zhuǎn)機構中裝有第四密封機構且轉(zhuǎn)軸內(nèi)設有氣氛通道。采用上述技術方案的微波多功能高溫實驗爐，在微波能饋入方面采用2個1. 5Kw 微波源提供加熱能量，微波爐腔采用長方體；在密封方面，采用非標的密封槽和密封圈，進行氣密封和微波屏蔽，滿足抽真空密封要求和防止微波泄漏；啟蓋機構設計采用多維自由度，保證壓緊爐蓋時沒有其他干涉約束，使爐蓋與爐腔法蘭接觸良好。在抽真空系統(tǒng)中，微波能饋入口采用密封裝置，既滿足了微波的順利饋入，又密封了氣體；在測溫孔、放氣孔、觀察孔都設置了專門的機構，既防止氣體泄露，又防止微波泄露。適應微波加熱的保溫系統(tǒng)； 適應微波加熱的氣氛系統(tǒng)；磁控管冷卻系統(tǒng)、爐體冷卻系統(tǒng)；磁控管能量輸出采用無級調(diào)節(jié)的控制技術；控制電源與動力電源采用隔離變壓器分離，保護因磁控管的損壞而造成控制元器件的損壞。微波能饋入方面采用2個1. 5Kw的微波源饋入微波能，微波爐腔采用長方體，解決了一個微波源饋能激勵腔內(nèi)微波場分布不均的問題。在爐腔與爐蓋法蘭連接處設計了一個密封結(jié)構，既防止了氣體泄露，又防止了微波泄露。啟蓋機構在設計時使爐蓋在開啟狀態(tài)， 在一定的空間范圍內(nèi)具有多維的自由度，便于調(diào)整爐蓋的位置，使爐蓋法蘭面與爐膛法蘭面良好接觸，防止微波泄露。在爐腔和爐蓋上設計水冷卻結(jié)構，使爐體進行水冷，保證爐體外表面溫度在國家標準規(guī)定之內(nèi)。微波饋入口設計的密封結(jié)構，使微波具有良好的穿透性， 空氣泄露具有良好的密封性。測溫孔設計有密封結(jié)構，使微波和氣體都具有良好的密封性， 紅外線測溫儀能正確地測溫。觀察孔設計有密封結(jié)構，使微波和氣體都具有良好的密封性， 觀察窗口能很好地觀察爐膛內(nèi)實驗品的狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)工作臺帶動實驗物料在爐腔內(nèi)轉(zhuǎn)動，起模式攪拌作用，使爐腔內(nèi)微波場微波呈漫反射狀。旋轉(zhuǎn)工作臺與爐腔連接處設計專用密封裝置，使微波和氣體都具有良好的密封性。旋轉(zhuǎn)工作臺一部分在爐腔內(nèi)，一部分在爐體外， 防止高溫部分熱傳導造成爐體外傳動部分溫度過高，設計了有水冷卻機構。設計了有適應微波加熱的保溫結(jié)構。設計了有保護氣氛進氣通路，對實驗材料進行充分的氣體保護。真空系統(tǒng)設置了過濾裝置，防止在抽真空時隨著空氣進入排氣管道的保溫材料粉塵污染真空泵油。爐蓋上的排氣孔及管件采用真空技術設計，保證爐體在抽真空時不泄漏氣體。磁控管水冷卻上，采用先進后出原則，使冷卻水各點的壓力均勻。磁控管冷卻水設置水溫超溫報警，并自動關閉冷卻水超溫的微波源，保護磁控管。為防止磁控管損壞，高壓對低壓電氣元件的干擾，采用隔離變壓器隔離控制元器件的電源。紅外線測溫儀、PLC、觸摸屏構成對微波源能量輸出，按照實驗設定的溫度曲線實現(xiàn)閉環(huán)控制。在安全方面，爐蓋與微波源設有連鎖程序控制，爐蓋沒有蓋好，微波源不能開起。微波源在工作時，有報警燈警示。綜上所述，本實用新型是一種小型利用微波加熱的微波多功能高溫實驗爐，能耗低、效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好，操作簡單、使用方便、功能齊全，可廣泛應用于陶瓷、冶金、電池材料和其他新材料、新工藝行業(yè)的研發(fā)。

[0015]圖1為本實用新型微波多功能高溫實座H戶結(jié)構示意圖。[0016]圖2為本實用新型微波多功能高溫實座H戶結(jié)構側(cè)面示意圖。[0017]圖3為爐腔與爐蓋法蘭連接密封結(jié)構示意圖。[0018]圖4為啟蓋機構示意圖。[0019]圖5為微波能饋入口密封結(jié)構示意圖。[0020]圖6為測溫孔密封結(jié)構示意圖。[0021]圖7為觀察孔密封結(jié)構示意圖。[0022]圖8為旋轉(zhuǎn)工作臺示意圖。[0023]圖9為真空過濾裝置示意圖。[0024]圖10為密封結(jié)構示意圖。
具體實施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明。參見圖1和圖2，機架14上設有爐膛8，爐膛8的微波爐腔采用長方體，爐蓋7通過啟蓋機構9蓋在爐膛8上，爐蓋7上設有觀察孔6和測溫系統(tǒng)5，在爐膛8的壁上開有2 個微波能饋入口，2個微波能饋入口上設有微波系統(tǒng)3，爐膛8連接有真空系統(tǒng)13，爐膛8內(nèi)設有保溫系統(tǒng)11，保溫系統(tǒng)11安裝在旋轉(zhuǎn)機構12上，機架14上設有冷卻水系統(tǒng)10，機架 14上設有微波報警器1和電控系統(tǒng)2。在爐膛8和爐蓋7上設有與冷卻水系統(tǒng)10連接的水冷卻結(jié)構，使爐體進行水冷，保證爐體外表面溫度在國家標準規(guī)定之內(nèi)。參見圖1和圖2，采用2個1. 5Kw磁控管的微波系統(tǒng)3為實驗爐提供微波加熱能源；在爐膛8壁上開有2個微波能饋入口。實驗物料安放在保溫系統(tǒng)11內(nèi)，微波在爐膛8 內(nèi)對物料加熱，測溫系統(tǒng)5對加熱物料進行實時測溫，并通過電控系統(tǒng)2調(diào)節(jié)微波的加熱功率。爐膛8的爐腔法蘭17和爐蓋7的爐蓋法蘭15之間的密封包括抽真空的氣密封和微波泄漏密封。密封結(jié)構如圖3和圖10，爐蓋法蘭15、密封結(jié)構16、爐腔法蘭17密封結(jié)構為非標設計，密封結(jié)構16的結(jié)構是在石墨板45內(nèi)設有一層不銹鋼平板46，石墨板45與不銹鋼平板46通過粘膠構成，不銹鋼平板46的厚度為0. 5mm。爐腔法蘭17和爐蓋法蘭15壓緊后既能保證兩法蘭良好接觸，又能防止抽真空時氣體泄漏。爐蓋7是在實驗過程中需要開啟安裝的部件，安裝的好壞直接影響抽真空和微波泄漏。如圖4的啟蓋機構充分考慮了爐蓋的自由度，其組成包括爐蓋7、鉸鏈機構18、手輪 19、平面推力軸承20、升降套21、絲桿22、安裝座23。微波能饋入要求在爐膛8的爐壁上開兩個饋入口，抽真空要求這兩個孔具有很好的氣密性。一方面對氣體進行密封，另一方面對微波的傳輸具有很少的損耗。圖5為微波能饋入口密封結(jié)構示意圖，包括第一法蘭對、第二法蘭25、波導管沈、第一密封機構27，使微波具有良好的穿透性，空氣泄露具有良好的密封性。測溫系統(tǒng)5采用紅外線測溫，在爐蓋7的中心開一個測溫孔，使紅外線光線直接打在匣缽物料的中心上，當物料轉(zhuǎn)動時，紅外線所測得的溫度為同一位置物料的溫度。測溫系統(tǒng)5的紅外線測溫孔需防止微波泄漏和空氣泄漏，采用了圖6的密封結(jié)構。 包括紅外線測溫儀觀、紅外線測溫儀安裝座四、第二密封機構30、抑波管31、爐蓋7，紅外線測溫儀28安裝在紅外線測溫儀安裝座四上，所述的紅外線測溫儀安裝座四通過第二密封機構30安裝在抑波管31上，所述的抑波管31安裝在所述的爐蓋7。紅外線測溫儀安裝座四可以調(diào)整紅外線測溫儀觀的焦距；第二密封機構30進行氣密封；達到爐體抽真空要求； 抑波管31密封微波，消除微波泄漏。使微波和氣體都具有良好的密封性，紅外線測溫儀觀能正確地測溫。為便于實驗物料燒結(jié)過程的觀察，在爐蓋7上設有觀察孔6，觀察孔6的結(jié)構如圖 7，包括觀察孔蓋帽32、第三密封機構33、觀察筒34、抑波機構35、爐蓋7，第三密封機構33 進行氣密封，達到爐體抽真空要求；抑波機構35密封微波，消除微波泄漏。觀察孔6使微波和氣體都具有良好的密封性，觀察窗口能很好地觀察爐膛8內(nèi)實驗品的狀態(tài)。擾動爐膛8內(nèi)的電磁場，改變電磁場模式，實驗物料的平臺設計為具有轉(zhuǎn)動功能， 圖8為旋轉(zhuǎn)工作臺示意圖，保溫系統(tǒng)托板36、轉(zhuǎn)軸37、氣氛通道38、第四密封機構39、冷卻水通道40、爐膛8。旋轉(zhuǎn)工作臺帶動實驗物料在爐膛8內(nèi)轉(zhuǎn)動，起模式攪拌作用，使爐腔內(nèi)微波場微波呈漫反射狀。旋轉(zhuǎn)工作臺與爐膛8連接處設計專用密封裝置，使微波和氣體都具有良好的密封性。旋轉(zhuǎn)工作臺一部分在爐膛8內(nèi)，一部分在爐體外，防止高溫部分熱傳導造成爐體外傳動部分溫度過高，設計有與冷卻水系統(tǒng)10連接的冷卻水通道40。設有適應微波加熱的保溫結(jié)構和保護氣氛通路38，對實驗材料進行充分的氣體保護。第四密封機構39具有雙重密封功能，即氣密封與微波屏蔽。為防止系統(tǒng)抽真空時保溫材料粉塵對真空油的污染，造成真空泵功效降低，在進真空系統(tǒng)13的真空泵前的管路上設計了一個真空過濾器41，如圖9所示，真空過濾器41由抽氣筒42、過濾筒43、過濾機構44組成，所述的抽氣筒42設在所述的過濾筒43內(nèi)，在所述的過濾筒43與所述的抽氣筒42之間設有過濾機構44。真空過濾器41防止在抽真空時隨著空氣進入排氣管道的保溫材料粉塵污染真空泵油。爐蓋7上的排氣孔及管件采用真空技術設計，保證爐體在抽真空時不泄漏氣體。微波系統(tǒng)3的磁控管的水冷卻采用先進后出原則，使冷卻水各點的壓力均勻。磁控管冷卻水設置水溫超溫報警，并自動關閉冷卻水超溫的微波源，保護磁控管。為防止磁控管損壞，高壓對低壓電氣元件的干擾，采用隔離變壓器隔離控制元器件的電源。紅外線測溫儀、PLC、觸摸屏構成對微波源能量輸出，按照實驗設定的溫度曲線實現(xiàn)閉環(huán)控制。在安全方面，爐蓋與微波源設有連鎖程序控制，爐蓋沒有蓋好，微波源不能開起。微波源在工作時，有報警燈警示。為消除強電對弱電的干擾，保護電控系統(tǒng)2，電控系統(tǒng)2的供電與微波系統(tǒng)3的供電用隔離變壓器分開供電。
權利要求1.一種微波多功能高溫實驗爐，其特征是機架(14)上設有爐膛(8)，爐蓋(7)通過啟蓋機構(9)蓋在所述的爐膛⑶上，所述的爐蓋(7)上設有觀察孔(6)和測溫系統(tǒng)(5)，在所述的爐膛(8)的壁上設有微波系統(tǒng)(3)，所述的爐膛(8)連接有真空系統(tǒng)(13)，所述的爐膛⑶內(nèi)設有保溫系統(tǒng)(11)，所述的保溫系統(tǒng)(11)安裝在旋轉(zhuǎn)機構(1 上，所述的旋轉(zhuǎn)機構(12)連接有冷卻水系統(tǒng)(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的機架(14)上設有微波報警器(1)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的測溫系統(tǒng)(5) 是紅外線測溫儀08)安裝在紅外線測溫儀安裝座09)上，所述的紅外線測溫儀安裝座(29)通過第二密封機構(30)安裝在抑波管(31)上，所述的抑波管(31)安裝在所述的爐蓋 ⑵。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的觀察孔(6) 的結(jié)構是觀察孔蓋帽(32)將第三密封機構(33)固定安裝在觀察筒(34)，在所述的觀察筒 (34)內(nèi)安裝有抑波機構(35)，所述的觀察筒(34)安裝在所述的爐蓋(7)上。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是在所述的真空系統(tǒng) (13)的真空泵前的管路上設有一個真空過濾器(41)，所述的真空過濾器由抽氣筒 (42)、過濾筒(43)、過濾機構04)組成，所述的抽氣筒0 設在所述的過濾筒內(nèi)，在所述的過濾筒與所述的抽氣筒0 之間設有過濾機構G4)。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的爐膛⑶的微波爐腔采用長方體。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的爐膛⑶的爐腔法蘭(17)和爐蓋(7)的爐蓋法蘭(15)之間設有密封結(jié)構(16)，所述的密封結(jié)構(16) 的結(jié)構是在石墨板G5)內(nèi)設有一層不銹鋼平板06)。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的微波多功能高溫實驗爐，其特征是所述的旋轉(zhuǎn)機構 (12)中裝有第四密封機構(39)且轉(zhuǎn)軸(37)內(nèi)設有氣氛通道(38)。
專利摘要本實用新型公開了一種微波多功能高溫實驗爐，機架(14)上設有爐膛(8)，爐蓋(7)通過啟蓋機構(9)蓋在所述的爐膛(8)上，所述的爐蓋(7)上設有觀察孔(6)和測溫系統(tǒng)(5)，在所述的爐膛(8)的壁上設有微波系統(tǒng)(3)，所述的爐膛(8)連接有真空系統(tǒng)(13)，所述的爐膛(8)內(nèi)設有保溫系統(tǒng)(11)，所述的保溫系統(tǒng)(11)安裝在旋轉(zhuǎn)機構(12)上，所述的旋轉(zhuǎn)機構(12)連接有冷卻水系統(tǒng)(10)。本實用新型是一種小型利用微波加熱的微波多功能高溫實驗爐，能耗低、效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好，操作簡單、使用方便、功能齊全，可廣泛應用于陶瓷、冶金、電池材料和其他新材料、新工藝行業(yè)的研發(fā)。
文檔編號F27B17/02GK202216534SQ20112033030
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權日2011年9月5日
發(fā)明者劉專林, 黃彬 申請人:湖南省中晟熱能科技有限公司