專利名稱：微波燒結(jié)設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波加熱設(shè)備及方法，尤其涉及一種微波燒結(jié)陶瓷的設(shè) 備及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的陶瓷制造工藝， 一般包括五個階段，原料備制、成型、上釉、裝 飾及燒成，其中燒成是決定陶瓷最終質(zhì)量的關(guān)鍵工序。目前國內(nèi)陶瓷燒成工 序廣泛使用的天然氣窯爐和電阻式燒結(jié)爐，這兩種燒結(jié)爐均利用發(fā)熱體熱量 的輻射和傳導(dǎo)，加熱爐膛內(nèi)的陶瓷材料；這種傳統(tǒng)的燒結(jié)方式必須使整個爐 膛的溫度達到設(shè)定溫度，才能完全加熱爐膛內(nèi)所有的被燒結(jié)陶瓷材料，爐膛 的熱能只能依靠陶瓷表面?zhèn)魅肜锩妫沾蓪?dǎo)熱性能差，燒結(jié)時間長，同時 坯體里外溫度上升的不一致，容易造成水分移動蒸發(fā)不一樣，如果加熱和冷 卻速度過快坯體里外層收縮不同面就會變形、開裂。據(jù)有關(guān)研究表明這種傳 統(tǒng)的加熱方式會有80%以上的能量損失在周圍環(huán)境中，是一種能耗非常大的 加熱方法，在能源日益危機的今天，現(xiàn)有燒結(jié)加熱方式已嚴重制約我國陶瓷 行業(yè)的發(fā)展。針對以上這種情況，結(jié)合微波加熱的原理，目前國內(nèi)外已研制出用微波 燒結(jié)陶瓷的設(shè)備及方法。所謂微波燒結(jié)是指用微波輻照來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱源， 均勻混合的物料或預(yù)先壓制成型的料坯通過自身對微波能量的吸收(或耗散) 達到一定的高溫，從而引發(fā)燃燒合成反應(yīng)或完成燒結(jié)過程。由于它與傳統(tǒng)技 術(shù)相比較，屬于兩種截然不同的加熱方式，所以微波技術(shù)將逐漸得到更為廣 泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)外出現(xiàn)了間歇式微波燒結(jié)方法及設(shè)備，中國專利03226766. 5和03118018.3也提供了一種連續(xù)式微波燒結(jié)設(shè)備，包括進料機構(gòu)、微波源、過 渡波導(dǎo)、爐體、爐膛、出料結(jié)構(gòu)、保溫層、測溫系統(tǒng)，微波輔助吸收材料， 其進料系統(tǒng)、燒結(jié)爐體和出料系統(tǒng)呈上中下立式布置，可實現(xiàn)連續(xù)燒結(jié)，但 由于其在微波源控制上無法進行調(diào)節(jié)，使爐膛溫度不能滿足陶瓷燒結(jié)過程中 不同階段需要不同溫度的要求；其次，由于微波燒結(jié)在爐膛溫度未達到要求 溫度時，加熱速度很慢，這樣就造成能源的不必要損耗；目前微波燒結(jié)設(shè)備 由于均采用在微波發(fā)生器安裝上排風(fēng)扇進行散熱處理，其散熱效果有限，能 耗很大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種熱效率高、節(jié)約能源的微波燒結(jié)設(shè)備及方法。 為完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-本發(fā)明提供的微波燒結(jié)設(shè)備，包括加熱箱箱體、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)表 面的保溫隔熱層、間隔設(shè)置在加熱箱箱體外的多個微波發(fā)生器、設(shè)置在加熱 箱箱體內(nèi)的測溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述微波發(fā)生器通過波導(dǎo)與加熱箱箱體連 接，其特征在于，還包括設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的電爐絲加熱器和水冷散熱系 統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)與微波發(fā)生器、測溫系統(tǒng)、電爐絲加熱器連接；所述控制 系統(tǒng)接收測溫系統(tǒng)傳送的加熱箱箱體內(nèi)實時溫度，控制電爐絲加熱器的啟動 和關(guān)閉，并控制和調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的啟動和加熱功率。進一步，所述的微波燒結(jié)設(shè)備，還包括與所述加熱箱箱體的一端密封連 接的進料系統(tǒng)、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的連續(xù)傳送帶、及與所述加熱箱箱體的 另一端密封連接的出料系統(tǒng)，所述連續(xù)傳送帶的兩端分別與進料系統(tǒng)和出料 系統(tǒng)銜接。其中，所述水冷散熱系統(tǒng)，包括進水管、出水管、及兩端分別與進水管、 出水管連接的多個分水管，該每個分水管纏繞在一個所述微波加熱器的外表面。所述測溫系統(tǒng)包括設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)頂部的熱電偶溫度儀，與所述控 制系統(tǒng)連接。所述微波發(fā)生器的設(shè)置數(shù)量為10 20個/立方米，最優(yōu)值為14個/立方米。本發(fā)明提供提的微波燒結(jié)方法，包括如下步驟 啟動電爐絲加熱器，將加熱箱箱體內(nèi)的溫度加熱到預(yù)定溫度； 關(guān)閉電爐絲加熱器，啟動微波發(fā)生器，繼續(xù)加熱到燒結(jié)工作溫度； 啟動測溫系統(tǒng)監(jiān)測加熱箱箱體內(nèi)的溫度，并控制和調(diào)節(jié)加熱箱箱體內(nèi)的 溫度；啟動水冷散熱系統(tǒng)，對微波發(fā)生器進行水冷散熱。 進一步，還包括將料坯連續(xù)送入加熱箱箱體，高溫?zé)Y(jié)后，連續(xù)送出加 熱箱箱體。所述微波發(fā)生器為多個，間隔設(shè)置在加熱箱箱體外，通過波導(dǎo)與加熱箱 箱體連接，多個微波發(fā)生器設(shè)置為同時工作，或單獨工作。所述微波發(fā)生器的設(shè)置數(shù)量為10 20個/立方米，最優(yōu)值為14個/立方米。本發(fā)明提供的微波燒結(jié)設(shè)備及方法，通過在現(xiàn)有微波燒結(jié)設(shè)備中增設(shè)電 爐絲加熱器，在電爐絲加熱器加熱到預(yù)定溫度后，再啟動微波加熱，有效克 服了微波加熱升溫速度慢，浪費能源的問題；同時增設(shè)了水冷散熱系統(tǒng)，與 現(xiàn)有風(fēng)扇散熱方式相比，散熱效率高，散熱效果好；同時，本發(fā)明中將微波 發(fā)生器設(shè)置為多個，根據(jù)加熱功率的需要而組合開啟數(shù)個微波發(fā)生器，以滿 足加熱溫度的需要，克服了現(xiàn)有技術(shù)微波源不能控制調(diào)節(jié)，爐膛溫度不符合 陶瓷燒結(jié)過程中不同階段需要不同溫度的要求，提高了陶瓷燒結(jié)的質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明微波燒結(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明微波燒結(jié)方法的流程圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目 的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一 步詳細的說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的微波燒結(jié)設(shè)備，包括加熱箱箱體IO，該加熱 箱箱體10內(nèi)表面設(shè)置有保溫隔熱層20，阻止加熱箱箱體10的熱量向外傳導(dǎo)； 加熱箱箱體10外間隔設(shè)置有10 20個微波發(fā)生器30，該微波發(fā)生器30通過 波導(dǎo)與加熱箱箱體10連接，微波發(fā)生器30的數(shù)量最優(yōu)值為14個；加熱箱箱 體10內(nèi)還設(shè)置有測溫系統(tǒng)40及控制系統(tǒng)，該測溫系統(tǒng)40包括設(shè)置在加熱箱 箱體10頂部的熱電偶溫度儀41;加熱箱箱體IO內(nèi)還設(shè)置有電爐絲加熱器50 和水冷散熱系統(tǒng)60，該水冷散熱系統(tǒng)60包括進水管、出水管、及兩端分別與 進水管、出水管連接的多個分水管，該每個分水管纏繞在一個所述微波加熱 器外表面。本發(fā)明的設(shè)備還包括與所述加熱箱箱體10的一端密封連接的進料系統(tǒng) 70、設(shè)置在加熱箱箱體10內(nèi)的連續(xù)傳送帶80、及與所述加熱箱箱體10的另 一端密封連接的出料系統(tǒng)90，所述連續(xù)傳送帶80的兩端分別與進料系統(tǒng)70 和出料系統(tǒng)90銜接，進料系統(tǒng)70和出料系統(tǒng)90可采用鏈條式傳動系統(tǒng)或滾 道式傳動系統(tǒng)。本發(fā)明設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與微波發(fā)生器30、測溫系統(tǒng)40、 電爐絲加熱器50、水冷散熱系統(tǒng)60連接；控制系統(tǒng)啟動電爐絲加熱器50， 測溫系統(tǒng)40檢測加熱箱箱體10內(nèi)的溫度并傳送給控制系統(tǒng)，當(dāng)溫度達到預(yù) 定溫度時，控制系統(tǒng)關(guān)閉電爐絲加熱器50并啟動微波發(fā)生器30，控制系統(tǒng)根據(jù)測溫系統(tǒng)40傳送的加熱箱箱體10內(nèi)各段的實時溫度，而控制微波發(fā)生器 30開啟的數(shù)量和功率，保持加熱箱箱體內(nèi)各段溫度的恒定，以滿足料坯在燒 結(jié)過程各個過程對加熱溫度的要求。
與上述所述微波燒結(jié)設(shè)備相對應(yīng)，本發(fā)明還提供一種微波燒結(jié)方法的實
施例，包括如下步驟
S201啟動電爐絲加熱器，將加熱箱箱體內(nèi)的溫度加熱到300。C;
首先，通過控制系統(tǒng)打開電爐絲加熱器的開關(guān)，對加熱箱箱體進行預(yù)加
熱，當(dāng)溫度達到30(TC時，關(guān)閉電爐絲加熱器；由于電爐絲加熱器比微波發(fā)生
器的加熱升溫速度快，能夠使加熱箱箱體內(nèi)的溫度很快達到燒結(jié)所需的環(huán)境 溫度，提高了能源的利用率，節(jié)省了燒結(jié)的準備時間，相對降低了生產(chǎn)成本。
S202關(guān)閉電爐絲加熱器，啟動微波發(fā)生器，繼續(xù)加熱到燒結(jié)工作溫度；
然后，在關(guān)閉電爐絲加熱器開關(guān)的同時，啟動微波發(fā)生器，繼續(xù)加熱到 燒結(jié)工作溫度。
所述微波發(fā)生器設(shè)置的數(shù)量為10 20個/立方米，最優(yōu)值為14個/立方 米，間隔設(shè)置在加熱箱箱體外，通過波導(dǎo)與加熱箱箱體連接，多個微波發(fā)生 器由控制系統(tǒng)控制，根據(jù)加熱溫度的需要，可以同時工作，或單獨工作，也 可以數(shù)個任意組合工作。
所述微波發(fā)生器可以設(shè)置為連續(xù)式和定時式兩種工作方式；設(shè)置定時開 關(guān)與控制系統(tǒng)連接，在需要定時工作時，按下定時開關(guān)按鈕，微波發(fā)生器在 設(shè)定時間內(nèi)工作，到設(shè)定時間后停止工作。
S203將料坯連續(xù)送入加熱箱箱體，高溫?zé)Y(jié)后，連續(xù)送出加熱箱箱體；
將料坯從進料系統(tǒng)連續(xù)送入加熱箱箱體，料坯在連續(xù)傳送帶上從加熱箱 箱體內(nèi)的進料端向出料端一邊傳動一邊燒結(jié)，到達出料端完成燒結(jié)，從出料 系統(tǒng)送出加熱箱箱體。
S204啟動測溫系統(tǒng)監(jiān)測加熱箱箱體內(nèi)的溫度，并控制和調(diào)節(jié)加熱箱箱體 內(nèi)的溫度；在啟動電爐絲加熱器時，同時啟動測溫系統(tǒng)，監(jiān)測加熱箱箱體內(nèi)各段的 實時溫度，并將實時溫度傳送給控制系統(tǒng)，以便控制系統(tǒng)在預(yù)定溫度關(guān)閉電 爐絲加熱器，而啟動微波發(fā)生器；并根據(jù)加熱箱箱體內(nèi)各段的實時溫度狀況， 調(diào)節(jié)微波發(fā)生器開啟的數(shù)量和功率，使加熱箱箱體內(nèi)各段的實時溫度滿足料 坯在燒結(jié)各階段的實際溫度需要。
S205啟動水冷散熱系統(tǒng)，對微波發(fā)生器進行水冷散熱。
在微波發(fā)生器開始工作后，控制系統(tǒng)啟動水冷散熱系統(tǒng)，對微波發(fā)生器 進行水冷散熱。
本發(fā)明的散熱方式采用水冷散熱，能夠快速降低微波發(fā)生器外殼的熱量， 保證微波發(fā)生器的正常使用，延長微波發(fā)生器的使用壽命；現(xiàn)有技術(shù)中普遍 采用的是風(fēng)冷散熱方式，散熱效果不好，影響微波發(fā)生器的正常使用。
本發(fā)明微波燒結(jié)方法，通過控制系統(tǒng)啟動電爐絲加熱器，測溫系統(tǒng)檢測 加熱箱箱體內(nèi)的溫度并傳送給控制系統(tǒng)，當(dāng)溫度達到預(yù)定溫度時，控制系統(tǒng) 關(guān)閉電爐絲加熱器并啟動微波發(fā)生器，控制系統(tǒng)根據(jù)測溫系統(tǒng)傳送的加熱箱 箱體內(nèi)各段的實時溫度，而控制微波發(fā)生器開啟的數(shù)量和功率，保持加熱箱 箱體內(nèi)各段溫度的恒定，以滿足料坯在燒結(jié)過程各個過程對加熱溫度的要求。
現(xiàn)有微波燒結(jié)設(shè)備中，普遍采用的是一個微波發(fā)生器作為加熱源，只能 調(diào)節(jié)整個爐膛的溫度，而不能控制爐膛各部位溫度的高低，因而，不能滿足 陶瓷燒結(jié)過程中不同階段需要不同溫度的要求；而本發(fā)明中采用多個微波發(fā) 生器，而且多個微波發(fā)生器通過控制系統(tǒng)，能夠組合工作，能夠根據(jù)需要控 制爐膛內(nèi)各個部位的溫度，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
本發(fā)明提供的微波燒結(jié)設(shè)備及方法，通過在現(xiàn)有微波燒結(jié)設(shè)備中增設(shè)電 爐絲加熱器，在電爐絲加熱器加熱到預(yù)定溫度后，再啟動微波加熱，有效克 服了微波加熱升溫速度慢，浪費能源的問題；同時增設(shè)了水冷散熱系統(tǒng)，與 現(xiàn)有風(fēng)扇散熱方式相比，散熱效率高，散熱效果好；同時，本發(fā)明中將微波 發(fā)生器設(shè)置為多個，根據(jù)加熱功率的需要而組合開啟數(shù)個微波發(fā)生器，以滿足加熱溫度的需要，克服了現(xiàn)有技術(shù)微波源不能控制調(diào)節(jié)，爐膛溫度不符合 陶瓷燒結(jié)過程中不同階段需要不同溫度的要求，提高了陶瓷燒結(jié)的質(zhì)量。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1. 一種微波燒結(jié)設(shè)備，其特征在于，包括加熱箱箱體、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)表面的保溫隔熱層、間隔設(shè)置在加熱箱箱體外的多個微波發(fā)生器、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的測溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述微波發(fā)生器通過波導(dǎo)與加熱箱箱體連接，還包括設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的電爐絲加熱器和水冷散熱系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)與微波發(fā)生器、測溫系統(tǒng)、電爐絲加熱器連接；所述控制系統(tǒng)接收測溫系統(tǒng)傳送的加熱箱箱體內(nèi)實時溫度，控制電爐絲加熱器的啟動和關(guān)閉，并控制和調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的啟動和加熱功率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波燒結(jié)設(shè)備，其特征在于，還包括與所述加 熱箱箱體的一端密封連接的進料系統(tǒng)、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的連續(xù)傳送帶、 及與所述加熱箱箱體的另一端密封連接的出料系統(tǒng)，所述連續(xù)傳送帶的兩端 分別與進料系統(tǒng)和出料系統(tǒng)銜接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)設(shè)備，其特征在于，所述水冷散熱系 統(tǒng)包括進水管、出水管、及兩端分別與進水管、出水管連接的多個分水管， 該每個分水管纏繞在一個所述微波加熱器的外表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)設(shè)備，其特征在于，所述測溫系統(tǒng)包 括設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)頂部的熱電偶溫度儀，與所述控制系統(tǒng)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)設(shè)備，其特征在于，所述微波發(fā)生器 的設(shè)置數(shù)量為10 20個/立方米，最優(yōu)值為14個/立方米。
6、 一種微波燒結(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟 啟動電爐絲加熱器，將加熱箱箱體內(nèi)的溫度加熱到預(yù)定溫度； 關(guān)閉電爐絲加熱器，啟動微波發(fā)生器，繼續(xù)加熱到燒結(jié)工作溫度； 啟動測溫系統(tǒng)監(jiān)測加熱箱箱體內(nèi)的溫度，并控制和調(diào)節(jié)加熱箱箱體內(nèi)的溫度；啟動水冷散熱系統(tǒng)，對微波發(fā)生器進行水冷散熱。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波燒結(jié)方法，其特征在于，還包括如下步驟 將料坯連續(xù)送入加熱箱箱體，高溫?zé)Y(jié)后，連續(xù)送出加熱箱箱體。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波燒結(jié)方法，其特征在于，所述微波發(fā)生器為多個，間隔設(shè)置在加熱箱箱體外，通過波導(dǎo)與加熱箱箱體連接，多個微波 發(fā)生器設(shè)置為同時工作，或單獨工作。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的微波燒結(jié)方法，其特征在于，所述微波發(fā)生 器的設(shè)置數(shù)量為10 20個/立方米，最優(yōu)值為14個/立方米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波燒結(jié)設(shè)備及方法，其包括加熱箱箱體、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)表面的保溫隔熱層、間隔設(shè)置在加熱箱箱體外的多個微波發(fā)生器、設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的測溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述微波發(fā)生器通過波導(dǎo)與加熱箱箱體連接，還包括設(shè)置在加熱箱箱體內(nèi)的電爐絲加熱器和水冷散熱系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)與微波發(fā)生器、測溫系統(tǒng)、電爐絲加熱器連接；所述控制系統(tǒng)接收測溫系統(tǒng)傳送的加熱箱箱體內(nèi)實時溫度，控制電爐絲加熱器的啟動和關(guān)閉，并控制和調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的啟動和加熱功率。
文檔編號F27D21/00GK101285654SQ20081009734
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者佘松林 申請人:佘松林