一種大功率微波豎式反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大功率微波豎式反應(yīng)器，屬于微波設(shè)備設(shè)計與制造領(lǐng)域。該大功率微波豎式反應(yīng)器包括外部微波腔體和內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管，該外部微波腔體從外至內(nèi)分為微波腔體外罩和兩側(cè)通過腔體板肋板與微波腔體外罩連接的腔體板兩部分，該外部微波腔體從上至下通過上端槽鋼框架、中部連接槽鋼框架、下端槽鋼框架分為三部分，外部微波腔體上設(shè)有微波加熱部分、通風(fēng)部分、循環(huán)水部分、蔽波部分。本實用新型提供一種大功率微波豎式反應(yīng)器。該反應(yīng)器采用微波加熱，可使物料實現(xiàn)非接觸式的直接快速加熱；該反應(yīng)器磁控管的布局，使微波能轉(zhuǎn)化為熱能的效率大為提高；大量小功率磁控管的組合匹配實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)用的極極大功率微波反應(yīng)器的成功研發(fā)。
【專利說明】一種大功率微波豎式反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種大功率微波豎式反應(yīng)器，屬于微波設(shè)備設(shè)計與制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]微波加熱是新近發(fā)展起來并日漸成熟的加熱技術(shù)，具有非接觸式直接加熱，體加熱，升溫速率快，能促進(jìn)粒子間的滲透，能及時對所處理物料進(jìn)行控溫等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]極大功率多模腔微波加熱反應(yīng)器的設(shè)計一直是業(yè)界的瓶頸。由小功率磁控管組合成的極大功率微波反應(yīng)器的效能低，主要是鉻磁控管安裝位置的不合理，造成各磁控管發(fā)出的電磁波相互干涉抵消。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本實用新型提供一種大功率微波豎式反應(yīng)器。該反應(yīng)器采用微波加熱，可使物料實現(xiàn)非接觸式的直接快速加熱；該反應(yīng)器磁控管的布局，使微波能轉(zhuǎn)化為熱能的效率大為提高；大量小功率磁控管的組合匹配實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)用的極極大功率微波反應(yīng)器的成功研發(fā)，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0005]—種大功率微波豎式反應(yīng)器，包括外部微波腔體和內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管；
[0006]所述內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管包括從上至下依次連接的內(nèi)管細(xì)管法蘭1、內(nèi)管上端細(xì)管8、容器凸臺20、容器主體32、內(nèi)管下端斜坡7、內(nèi)管下端細(xì)管19和內(nèi)管細(xì)管法蘭1，容器主體32外部設(shè)有容器肋板，內(nèi)管下端斜坡7 —側(cè)設(shè)有殘液排出口 29 ；
[0007]所述外部微波腔體由7塊腔體板組成正七邊形，該外部微波腔體從外至內(nèi)分為微波腔體外罩和兩側(cè)通過腔體板肋板14與微波腔體外罩連接的腔體板15兩部分，該外部微波腔體從上至下通過上端槽鋼框架11、中部連接槽鋼框架5、下端槽鋼框架6分為三部分，外部微波腔體上設(shè)有微波加熱部分、通風(fēng)部分、循環(huán)水部分、蔽波部分，微波加熱部分包括進(jìn)波孔12、波導(dǎo)固定孔23、波導(dǎo)4和磁控管13，在腔體板15上的每一個面設(shè)置若干進(jìn)波孔12，每個進(jìn)波孔12上設(shè)有若干波導(dǎo)固定孔23，每個進(jìn)波孔12上安裝一個波導(dǎo)4和磁控管13 ；
[0008]所述7塊腔體板上進(jìn)波孔12的具體分布為3類:第一類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，每列都有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，其中兩邊沿列的第一個進(jìn)波孔12為橫向，中間列的第一個進(jìn)波孔12為縱向；第二類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，其中兩邊沿列的進(jìn)波孔12分布完全一致，有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，兩邊第一個進(jìn)波孔12為縱向，中間列有6個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，中間第一個進(jìn)波孔12為橫向；第三類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，3列上進(jìn)波孔12縱橫間隔分布，一列有6個進(jìn)波孔12，中間列和另一列有7個進(jìn)波孔12，其中左邊列和中間列的第一個進(jìn)波孔12為縱向，右邊列的第一個進(jìn)波孔12為橫向，七塊腔體板中前六塊為第一類和第二類交替排列，最后一塊為第三類排列；蔽波部分為反應(yīng)內(nèi)管置于外部微波腔體時露出部分設(shè)有蔽波桶2。
[0009]所述微波腔體外罩上設(shè)有若干微波腔體門3，微波腔體門3上設(shè)有輔進(jìn)風(fēng)口 26。
[0010]所述上端槽鋼框架11頂部設(shè)有腔體頂板28，下端槽鋼框架6底部設(shè)有腔體底板27。
[0011]所述上端槽鋼框架11頂面設(shè)有主進(jìn)風(fēng)孔24，上端槽鋼框架11側(cè)面設(shè)有出風(fēng)孔25。
[0012]所述循環(huán)水部分包括總進(jìn)水管16、總出水管17、進(jìn)水管分水口 35、進(jìn)水管彎頭36、出水管分水口 37和出水管彎頭38，腔體底板27上設(shè)有總進(jìn)水管16、總出水管17，下端槽鋼框架6上表面設(shè)有兩根管道圍繞外部微波腔體，其中一個管道連接總進(jìn)水管16，另一個管道連接總出水管17，兩根管道通過進(jìn)水管彎頭36、出水管彎頭38在外部微波腔體的每個面各連接一個進(jìn)水管分水口 35和出水管分水口 37。
[0013]所述磁控管13上設(shè)有磁控管進(jìn)水管21和磁控管出水管22,磁控管進(jìn)水管21通過膠管與對應(yīng)面的進(jìn)水管分水口 35連接，磁控管出水管22與對應(yīng)面的出水管分水口 37連接。
[0014]所述上端槽鋼框架11頂端設(shè)有吊耳10。
[0015]本實用新型大功率微波豎式反應(yīng)器可用于液體微波加熱，或各溶液微波蒸發(fā)。
[0016]1、自來水加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱
[0017]首先由豎爐內(nèi)管下端細(xì)管19往內(nèi)管泵入600kg自來水，開啟豎爐冷卻循環(huán)水，開啟微波豎爐電源，開啟所有磁控管13控制微波功率為429KW，測定豎爐內(nèi)水的溫度隨時間變化的情況如圖12所示，由圖12可知，600kg自來水在429KW的微波功率下，僅需時間227秒(3.8min)即可升至50°C，需要591秒(1min)即可加熱至沸騰(93.8°C)。在該條件下，此微波豎爐的電能轉(zhuǎn)化為自來水的熱能的效率達(dá)到83.06%。
[0018]2、濃度為4.76wt.%的鹽酸溶液加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱
[0019]由豎爐內(nèi)管下端細(xì)管19往內(nèi)管泵入濃度為4.76%的鹽酸溶液500kg，開啟豎爐冷卻循環(huán)水，開啟微波豎爐電源，開啟所有磁控管13控制微波功率為429KW，測定豎爐內(nèi)水的溫度隨時間變化的情況如圖13所示，由圖13可知，濃度為4.76%的鹽酸溶液500kg在429KW的微波功率下，僅需時間119秒(2min)即可升至40。。，需要232秒(3.9min)即可加熱60°C。在該條件下，此微波豎爐的電能轉(zhuǎn)化為溶液熱能的效率達(dá)到81.96%。
[0020]3、濃度為8wt.%的氯化鈉溶液加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱
[0021]由豎爐內(nèi)管下端細(xì)管19往內(nèi)管泵入濃度為8%的氯化鈉溶液450kg，開啟豎爐冷卻循環(huán)水，開啟微波豎爐電源，開啟所有磁控管13控制微波功率為429KW，測定豎爐內(nèi)水的溫度隨時間變化的情況如圖14。由圖14可知，濃度為8%的氯化鈉溶液450kg在429KW的微波功率下，僅需時間113秒(2min)即可升至40°C，需要208秒(3.5min)即可加熱60°C。在該條件下，此微波豎爐的電能轉(zhuǎn)化為溶液熱能的效率達(dá)到86.4%。
[0022]本實用新型的有益效果是:(I)設(shè)計和實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)用大功率微波反應(yīng)器；(2)有效推動微波加熱在工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用；(3)電能-微波能-熱能轉(zhuǎn)化率高，80°/Γ87%，可大幅降低相關(guān)領(lǐng)域的能耗；(4)不會污染物料，可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的潔凈化和綠色化；(5)由于微波獨(dú)特的快速加熱特性，使目標(biāo)產(chǎn)物生產(chǎn)率極大提高，副產(chǎn)物產(chǎn)率降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型反應(yīng)內(nèi)管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型頂端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實用新型上端局部結(jié)構(gòu)示意圖A ;
[0027]圖5是本實用新型上端局部結(jié)構(gòu)示意圖B ;
[0028]圖6是本實用新型上端局部結(jié)構(gòu)示意圖C ;
[0029]圖7是本實用新型中間段局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8是本實用新型底部局部結(jié)構(gòu)示意圖A ;
[0031]圖9是本實用新型底部局部結(jié)構(gòu)示意圖B ;
[0032]圖10是本實用新型磁控管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖11是本實用新型進(jìn)波孔布局示意圖；
[0034]圖12是自來水加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱時溫度隨時間變化情況示意圖；
[0035]圖13是濃度為4.76wt.%的鹽酸溶液加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱蒸發(fā)時溫度隨時間變化情況示意圖；
[0036]圖14是濃度為8wt.%的氯化鈉溶液加入到本實用新型裝置中進(jìn)行微波加熱蒸發(fā)時溫度隨時間變化情況示意圖。
[0037]圖中:1-內(nèi)管細(xì)管法蘭，2-蔽波桶，3-微波腔體門，4-波導(dǎo)，5-中部連接槽鋼框架，6-下端槽鋼框架，7-內(nèi)管下端斜坡，8-內(nèi)管上端細(xì)管，9-上端桶蓋，10-吊耳，11-上端槽鋼框架，12-進(jìn)波孔，13-磁控管，14-腔體板肋板，15-腔體板，16-總進(jìn)水管，17-總出水管，18-下端桶蓋,19-內(nèi)管下端細(xì)管,20-容器凸臺，21-磁控管進(jìn)水管,22-磁控管出水管，23-波導(dǎo)固定孔，24-主進(jìn)風(fēng)孔，25-出風(fēng)孔，26-輔進(jìn)風(fēng)口，27-腔體底板，28-腔體頂板，29-殘液排出口，30-容器肋板，31-容器加固環(huán)，32-容器主體，33-腔體頂板，34-內(nèi)管上端細(xì)管下法蘭，35-進(jìn)水管分水口，36-進(jìn)水管彎頭，37-出水管分水口，38出水管彎頭，39-腔體板法蘭,40-肋板連接板。

【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0039]實施例1
[0040]如圖1至11所示，該大功率微波豎式反應(yīng)器，包括外部微波腔體和內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管；
[0041]所述內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管包括從上至下依次連接的內(nèi)管細(xì)管法蘭1、內(nèi)管上端細(xì)管8、容器凸臺20、容器主體32、內(nèi)管下端斜坡7、內(nèi)管下端細(xì)管19和內(nèi)管細(xì)管法蘭1，容器主體32外部設(shè)有容器肋板，內(nèi)管下端斜坡7 —側(cè)設(shè)有殘液排出口 29 ；
[0042]所述外部微波腔體由7塊腔體板組成正七邊形，該外部微波腔體從外至內(nèi)分為微波腔體外罩和兩側(cè)通過腔體板肋板14與微波腔體外罩連接的腔體板15兩部分，該外部微波腔體從上至下通過上端槽鋼框架11、中部連接槽鋼框架5、下端槽鋼框架6分為三部分，外部微波腔體上設(shè)有微波加熱部分、通風(fēng)部分、循環(huán)水部分、蔽波部分，微波加熱部分包括進(jìn)波孔12、波導(dǎo)固定孔23、波導(dǎo)4和磁控管13，在腔體板15上的每一個面設(shè)置若干進(jìn)波孔12，每個進(jìn)波孔12上設(shè)有若干波導(dǎo)固定孔23，每個進(jìn)波孔12上安裝一個波導(dǎo)4和磁控管13 ；
[0043]所述7塊腔體板上進(jìn)波孔12的具體分布為3類:第一類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，每列都有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，其中兩邊沿列的第一個進(jìn)波孔12為橫向，中間列的第一個進(jìn)波孔12為縱向；第二類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，其中兩邊沿列的進(jìn)波孔12分布完全一致，有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，兩邊第一個進(jìn)波孔12為縱向，中間列有6個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔12，中間第一個進(jìn)波孔12為橫向；第三類，腔體板上有3列進(jìn)波孔12，3列上進(jìn)波孔12縱橫間隔分布，一列有6個進(jìn)波孔12，中間列和另一列有7個進(jìn)波孔12，其中左邊列和中間列的第一個進(jìn)波孔12為縱向，右邊列的第一個進(jìn)波孔12為橫向，七塊腔體板中前六塊為第一類和第二類交替排列，最后一塊為第三類排列；蔽波部分為反應(yīng)內(nèi)管置于外部微波腔體時露出部分設(shè)有蔽波桶2。
[0044]其中微波腔體外罩上設(shè)有若干微波腔體門3，微波腔體門3上設(shè)有輔進(jìn)風(fēng)口 26 ;上端槽鋼框架11頂部設(shè)有腔體頂板28，下端槽鋼框架6底部設(shè)有腔體底板27 ;上端槽鋼框架11頂面設(shè)有主進(jìn)風(fēng)孔24，上端槽鋼框架11側(cè)面設(shè)有出風(fēng)孔25 ;循環(huán)水部分包括總進(jìn)水管16、總出水管17、進(jìn)水管分水口 35、進(jìn)水管彎頭36、出水管分水口 37和出水管彎頭38，腔體底板27上設(shè)有總進(jìn)水管16、總出水管17，下端槽鋼框架6上表面設(shè)有兩根管道圍繞外部微波腔體，其中一個管道連接總進(jìn)水管16，另一個管道連接總出水管17，兩根管道通過進(jìn)水管彎頭36、出水管彎頭38在外部微波腔體的每個面各連接一個進(jìn)水管分水口 35和出水管分水口 37 ;磁控管13上設(shè)有磁控管進(jìn)水管21和磁控管出水管22，磁控管進(jìn)水管21通過膠管與對應(yīng)面的進(jìn)水管分水口 35連接，磁控管出水管22與對應(yīng)面的出水管分水口 37連接；上端槽鋼框架11頂端設(shè)有吊耳10。
[0045]上面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:包括外部微波腔體和內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管； 所述內(nèi)置在外部微波腔體的反應(yīng)內(nèi)管包括從上至下依次連接的內(nèi)管細(xì)管法蘭(I)、內(nèi)管上端細(xì)管(8)、容器凸臺(20)、容器主體(32)、內(nèi)管下端斜坡(7)、內(nèi)管下端細(xì)管(19)和內(nèi)管細(xì)管法蘭(1)，容器主體(32)外部設(shè)有容器肋板，內(nèi)管下端斜坡(7)—側(cè)設(shè)有殘液排出口(29)； 所述外部微波腔體由7塊腔體板組成正七邊形，該外部微波腔體從外至內(nèi)分為微波腔體外罩和兩側(cè)通過腔體板肋板(14)與微波腔體外罩連接的腔體板(15)兩部分，該外部微波腔體從上至下通過上端槽鋼框架(11)、中部連接槽鋼框架(5)、下端槽鋼框架(6)分為三部分，外部微波腔體上設(shè)有微波加熱部分、通風(fēng)部分、循環(huán)水部分、蔽波部分，微波加熱部分包括進(jìn)波孔(12)、波導(dǎo)固定孔(23)、波導(dǎo)(4)和磁控管(13)，在腔體板(15)上的每一個面設(shè)置若干進(jìn)波孔(12)，每個進(jìn)波孔(12)上設(shè)有若干波導(dǎo)固定孔(23)，每個進(jìn)波孔(12)上安裝一個波導(dǎo)(4)和磁控管(13)； 所述7塊腔體板上進(jìn)波孔(12)的具體分布為3類:第一類，腔體板上有3列進(jìn)波孔(12)，每列都有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔(12)，其中兩邊沿列的第一個進(jìn)波孔(12)為橫向，中間列的第一個進(jìn)波孔(12)為縱向；第二類，腔體板上有3列進(jìn)波孔(12)，其中兩邊沿列的進(jìn)波孔(12)分布完全一致，有7個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔(12)，兩邊第一個進(jìn)波孔(12)為縱向，中間列有6個縱橫間隔分布的進(jìn)波孔(12)，中間第一個進(jìn)波孔(12)為橫向；第三類，腔體板上有3列進(jìn)波孔(12)，3列上進(jìn)波孔(12)縱橫間隔分布，一列有6個進(jìn)波孔(12)，中間列和另一列有7個進(jìn)波孔(12)，其中左邊列和中間列的第一個進(jìn)波孔(12)為縱向，右邊列的第一個進(jìn)波孔(12)為橫向，七塊腔體板中前六塊為第一類和第二類交替排列，最后一塊為第三類排列；蔽波部分為反應(yīng)內(nèi)管置于外部微波腔體時露出部分設(shè)有蔽波桶(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述微波腔體外罩上設(shè)有若干微波腔體門(3 )，微波腔體門(3 )上設(shè)有輔進(jìn)風(fēng)口( 26 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述上端槽鋼框架(11)頂部設(shè)有腔體頂板(28)，下端槽鋼框架(6)底部設(shè)有腔體底板(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述上端槽鋼框架(11)頂面設(shè)有主進(jìn)風(fēng)孔(24)，上端槽鋼框架(11)側(cè)面設(shè)有出風(fēng)孔(25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述循環(huán)水部分包括總進(jìn)水管(16 )、總出水管(17 )、進(jìn)水管分水口( 35 )、進(jìn)水管彎頭(36 )、出水管分水口( 37 )和出水管彎頭(38)，腔體底板(27)上設(shè)有總進(jìn)水管(16)、總出水管(17)，下端槽鋼框架(6)上表面設(shè)有兩根管道圍繞外部微波腔體，其中一個管道連接總進(jìn)水管(16)，另一個管道連接總出水管(17)，兩根管道通過進(jìn)水管彎頭(36)、出水管彎頭(38)在外部微波腔體的每個面各連接一個進(jìn)水管分水口(35)和出水管分水口(37)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述磁控管(13)上設(shè)有磁控管進(jìn)水管(21)和磁控管出水管(22),磁控管進(jìn)水管(21)通過膠管與對應(yīng)面的進(jìn)水管分水口( 35 )連接，磁控管出水管(22 )與對應(yīng)面的出水管分水口( 37 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率微波豎式反應(yīng)器，其特征在于:所述上端槽鋼框架 (11)頂端設(shè)有吊耳(10)。
【文檔編號】B01J19/12GK204193928SQ201420571170
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】彭金輝, 常軍, 葉乾旭, 張利波, 周俊文, 劉向先 申請人:昆明理工大學(xué)