[实用新型]一种小型宽频微波高温加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波加热装置技术领域，特别涉及一种小型宽频微波高温加热装置。

背景技术

微波作为一种高效的加热方法早已为人们所熟知，并得到了广泛的应用。目前，微波化学已经成为研究微波场中物质特性及其相互作用的一门新兴前沿交叉学科。微波能够加快化学反应速度，提高化学反应的产出率。

微波热处理是利用微波将材料与微波场相互作用，微波被材料吸收并转化为热能，从材料内部对其整体进行加热的一种热处理方法。利用微波进行热处理，具有节能、加热快速无热滞、与物质相互作用等优点，因此微波在热处理、合成等领域得到了越来越广泛的应用。

然而不同的介质在不同的温度下对电磁波的吸收程度不同，这是由于不同介质的介电常数以及损耗角都是随不同工作频率和温度的变化而不同。所以需要设计工作频带宽的微波反应装置，来研究被加热物在不同工作频率、不同温度下对微波的吸收能力。

目前利用波导结构来传输微波的微波加热炉的频带有限，且体积过大。利用同轴电缆来传输微波的微波加热炉，由于阻抗匹配不易和传输功率过小而无法实现高温加热。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中微波传输损耗大、频带窄、体积大、功率小的缺点，提出了一种工作频带宽、体积小、功率大的小型宽频微波高温加热装置。

本实用新型的技术方案：

一种小型宽频微波高温加热装置，包括加热炉、微波源及微波传输装置，所述的加热炉包括炉体（1）及设在炉体（1）上端的炉盖（2），炉体（1）内设有内腔（1-2），内腔（1-2）内设有热电偶（3），内腔（1-2）的周围设有螺旋天线（1-3），螺旋天线（1-3）的中心线与热电偶（3）的轴线平行或垂直，螺旋天线（1-3）穿出炉体（1）并与微波传输装置连接，微波传输装置与微波源（4）连接；炉盖（2）上设有进气管（2-1）和排气管（2-2）；内腔（1-2）与炉体（1）之间设有保温层（1-1）；所述炉体（1）与炉盖（2）之间设有密封装置（12）和微波屏蔽装置（13），密封装置（12）位于微波屏蔽装置（13）的内侧，密封装置（12）采用橡胶密封圈制成，微波屏蔽装置（13）采用铜网带微波屏蔽圈制成。

优选的，所述的螺旋天线（1-3）的中心线与热电偶（3）的轴线重合或垂直。

优选的，所述的内腔（1-2）为圆柱型腔体，内腔（1-2）为氧化铝材质、石英玻璃材质或莫来石材质。

优选的，所述微波源（4）包括控制电路（4-1）及与控制电路（4-1）连接的发射端（4-2）；所述微波传输装置包括发射端谐振腔（5）及微波传输管（6），发射端谐振腔（5）的一端与发射端（4-2）连接，发射端谐振腔（5）的另一端与微波传输管（6）连接，发射端谐振腔（5）内设有与发射端（4-2）连接的发射端发射天线（8），发射端发射天线（8）的另一端连接设在微波传输管（6）内的微波传输中心线（7），微波传输中心线（7）的另一端与螺旋天线（1-3）连接。微波传输管（6）的横截面为圆形，其内径d₂为Φ1.0cm≤d₂≤Φ2.0cm，微波传输中心线（7）的横截面为圆形，其外径d₁为Φ0.1cm≤d₁≤Φ0.56cm。

优选的，所述的发射端谐振腔（5）、微波传输管（6）及微波传输中心线（7）均为金属材质；微波传输中心线（7）置于微波传输管（6）的中心位置，微波传输中心线（7）的周围填充有耐高温绝缘层（9）。优选的，所述炉体（1）为圆柱型，且为金属材质，其直径d为Φ9.34≤d≤Φ39.38cm，高度大于或等于其直径；所述螺旋天线（1-3）为金属材质，其螺旋直径D为Φ1.98cm≤D≤Φ8.2cm；微波源（4）的微波工作频率f为915MH_Z≤f≤9132MH_Z。

优选的，所述炉体（1）为不锈钢材质，其直径d为Φ11.00cm；螺旋天线（1-3）的螺旋直径D为Φ1.98cm、螺旋天线（1-3）的圈数为8圈，微波源（4）的微波工作频率f为6000MH_Z。微波传输管（6）内径d₂为Φ1.0cm，微波传输中心线（7）外径d₁为Φ0.183cm。耐高温绝缘层（9）为聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene）层。