專利名稱：一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及在帶壓環(huán)境中利用微波加熱物料的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在食品、制藥、釀造、有機(jī)廢物處理、固態(tài)發(fā)酵、化工等諸多領(lǐng)域中，經(jīng)常會(huì)遇到含水物料的加熱與滅菌處理問(wèn)題。采用微波加熱，具有加熱快、均勻性好、容易控制等許多優(yōu)點(diǎn)，已成為人們的共識(shí)。但目前在壓力環(huán)境下采用微波加熱技術(shù)的實(shí)施實(shí)例的報(bào)道十分罕見(jiàn)，其主要原因是，在微波場(chǎng)中常規(guī)的溫度、壓力等測(cè)控系統(tǒng)裝置不能正常使用，因而無(wú)法測(cè)控微波的加熱過(guò)程，這極大的阻礙了微波加熱技術(shù)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用。近年來(lái)的個(gè)別研究報(bào)道是采用微波吸收率很低的，單根不反射微波的小孔徑中空厚壁管制備壓力傳輸器。這種壓力傳輸連接器可以實(shí)現(xiàn)在不泄漏微波的情況下，將置于微波場(chǎng)內(nèi)壓力容器中加熱物料的氣壓和液壓，傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)外的壓力測(cè)控裝置；亦具備將微波場(chǎng)外的氣壓和液壓傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)內(nèi)的壓力容器中的雙向傳輸功能。但在使用中存在著重要缺陷，主要表現(xiàn)在 1、機(jī)械強(qiáng)度偏低，當(dāng)連接空間較大，連接器較長(zhǎng)時(shí)，由于受厚壁管孔徑及材料強(qiáng)度的限制， 連接器無(wú)法進(jìn)行較大通量的氣壓和液壓傳輸，也無(wú)法與較大的壓力測(cè)控裝置相連接。2、采用單根小孔徑中空厚壁管進(jìn)行氣壓和液壓的傳輸時(shí)，一旦小孔被異物堵塞，在使用時(shí)有一定的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)在帶壓環(huán)境中利用微波加熱物料時(shí)，采用單根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器的缺陷，我們發(fā)明了“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”。該連接器由一組小孔徑中空厚壁管、金屬多孔板、壓力容器連接頭、壓力測(cè)控裝置連接頭組成，其特征是 能將置于微波場(chǎng)內(nèi)壓力容器中加熱物料的氣壓和液壓，傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)外的壓力測(cè)控裝置； 亦能將微波場(chǎng)外的氣壓和液壓傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)內(nèi)的壓力容器中；在雙向壓力傳輸過(guò)程中，其機(jī)械強(qiáng)度能保證壓力傳輸過(guò)程的安全和密封性能，并能夠屏蔽微波場(chǎng)內(nèi)的微波泄漏。中空厚壁管采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、碳纖維、工程陶瓷、 制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼制備或上述復(fù)合材料制備；管與管之間采用有間隙的三角形三管排列，四邊形四管排列，圓周五管、六管……多管排列，五管、六管…… 多管蜂窩狀排列，直線排列，曲線排列，無(wú)序排列；中空厚壁管的一端與微波場(chǎng)內(nèi)的壓力容器連接頭緊密連接融為一體，另一端與壓力測(cè)控裝置連接頭緊密連接融為一體，中空厚壁管的根數(shù)及排列形式與壓力傳輸連接器傳輸氣壓和液壓的通量及整體機(jī)械強(qiáng)度分布相匹配。單根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器與不同排列方式的多根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器相比，后者的整體機(jī)械強(qiáng)度可以成倍提高，對(duì)氣壓和液壓的傳輸通量以成倍提高，甚至提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。多根小孔徑中空厚壁管具體排列方式的選擇是依據(jù)壓力傳輸連接器的強(qiáng)度要求、氣壓和液壓的傳輸通量、相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等來(lái)確定。采
3用多根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器優(yōu)點(diǎn)很多，除了上述已闡明的可以成倍提高壓力傳輸連接器整體強(qiáng)度、提高壓力傳輸通量外；還可以將單根小孔徑中空厚壁管可以做得比較細(xì)，這樣就很容易對(duì)微波場(chǎng)中的微波進(jìn)行十分有效的屏蔽，微波就不能從微波爐中泄漏。再如，采用多根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器，在同一時(shí)間，其各小孔一起被異物堵塞的概率幾乎為零，使該種壓力傳輸連接器的使用安全性大為提高。在高強(qiáng)度金屬板上按上述中空厚壁管的排列方式打孔，孔徑< 20mm，孔徑剛好能使中空厚壁管通過(guò)，并能使金屬板上下滑動(dòng)；這樣就制備成了一個(gè)微波屏蔽板。其屏蔽功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，先將壓力容器放入微波爐中，通過(guò)連接孔將多根小孔徑中空厚壁管式壓力傳輸連接器與壓力容器連接好，多孔金屬板的外徑大于連接孔的直徑，放置好多孔金屬板的位置，并使多孔金屬板與不銹鋼的微波爐壁形成良好的接觸，這樣就能有效將微波屏蔽在微波爐內(nèi)而不被泄漏(圖3)。壓力容器連接頭采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、碳纖維、工程陶瓷、制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼制備或上述復(fù)合材料制備，一端與中空厚壁管連接融為一體，另一端與壓力容器密封連接。壓力測(cè)控裝置連接頭采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、碳纖維、工程陶瓷、制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼、金屬材料制備或上述復(fù)合材料制備，一端與中空厚壁管連接融為一體，另一端與壓力測(cè)控裝置密封連接。壓力傳輸連接器的長(zhǎng)度、與機(jī)械強(qiáng)度，是以能將微波場(chǎng)內(nèi)壓力容器中的氣壓和液壓傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)外壓力測(cè)控裝置的要求確定的。我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”，具有足夠的強(qiáng)度，可以制作的足夠長(zhǎng)，可以連接較大的、復(fù)雜的壓力測(cè)控裝置。由于采用了多根中空厚壁管進(jìn)行壓力傳輸，其壓力傳輸通量可以滿足常規(guī)實(shí)驗(yàn)研究及小批量生產(chǎn)的需要。在氣壓和液壓的傳輸過(guò)程中，數(shù)根中空厚壁管被個(gè)別異物同時(shí)堵上的概率幾乎為零，該壓力傳輸連接器可以徹底解決壓力傳輸過(guò)程中的安全隱患。

圖1是一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器的示意圖；圖1中1 一壓力測(cè)控裝置連接頭 2—壓力測(cè)控裝置連接頭的壓力測(cè)控裝置連接端 3—壓力測(cè)控裝置連接頭的小孔徑中空厚壁管連接端 4一小孔徑中空厚壁管 5—金屬多孔板 6—壓力容器連接頭 7—壓力容器連接頭的小孔徑中空厚壁管連接端 8—壓力容器連接頭的壓力容器連接端。圖2是金屬多孔板示意圖。圖2中9一高強(qiáng)度金屬板 10—按一定尺寸和排列要求的孔洞。圖3是金屬多孔板屏蔽微波的示意圖。圖3中11 一為微波場(chǎng)外部空間 12—是微波場(chǎng)內(nèi)部空間 13—微波爐金屬壁板的開(kāi)孔 14一環(huán)形金屬蓋板 15—微波爐金屬壁板 16—金屬多孔板。
具體實(shí)施方式
下面，舉實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用新型并不局限于下述的實(shí)施例。[0018]實(shí)施例一將需要用微波加熱的物料，如微生物的培養(yǎng)基，具體到食用菌栽培袋；放入微波爐用壓力容器中，用我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”將微波爐外的壓力計(jì)及其測(cè)控裝置與微波爐內(nèi)的壓力容器相連接，這樣就能可控制的利用微波將食用菌栽培袋加熱到120°C以上，能在十分鐘左右將食用菌栽培袋進(jìn)行徹底滅菌，相對(duì)于采用蒸氣加熱滅菌需要2個(gè)小時(shí)的滅菌工藝，優(yōu)勢(shì)明顯。具體操作可以這樣進(jìn)行，將食用菌栽培袋放入微波爐用壓力容器中，用我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器” 將微波爐外的壓力計(jì)及其測(cè)控裝置與微波爐內(nèi)的壓力容器相連接，打開(kāi)微波加熱食用菌栽培袋，當(dāng)食用菌栽培袋內(nèi)的物料被加熱到IOOtlC以上時(shí)有大量水蒸氣逸出，壓力容器中的汽壓不斷升高，繼續(xù)加熱，使食用菌栽培袋內(nèi)的物料被加熱到137°C，此時(shí)壓力容器中的汽壓達(dá)到0. 2Mp，該壓力通過(guò)我們發(fā)明的壓力傳輸連接器傳輸?shù)綁毫y(cè)控裝置，我們可以根據(jù)滅菌要求控制微波對(duì)食用菌栽培袋內(nèi)的物料的加熱程度；當(dāng)食用菌栽培袋內(nèi)的物料被加熱到 137°C時(shí)停止微波加熱，排出壓力容器中的氣壓，食用菌栽培袋的滅菌操作結(jié)束。實(shí)施例二 將需要滅菌的真空包裝食品，如咸水鴨、皮蛋腸、火腿腸、豇豆、蘑菇、蘆筍、豆瓣醬、甜面醬、藥物等，具體到咸水鴨；放入微波爐用壓力容器中，采用我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”將壓力容器與微波爐外的空壓機(jī)及其壓力測(cè)控裝置相連接，由空壓機(jī)向壓力容器內(nèi)壓入額定壓縮空氣，然后用微波對(duì)真空包裝的咸水鴨進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到咸水鴨的包裝袋微微膨脹時(shí)，維持一定時(shí)間，然后停止微波加熱，這樣就可以在十分鐘內(nèi)將咸水鴨徹底滅菌。具體操作可以這樣進(jìn)行，將真空包裝好的咸水鴨放入微波爐用壓力容器中，用我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”將微波爐外的壓力計(jì)及其測(cè)控裝置與微波爐內(nèi)的壓力容器相連接，由空壓機(jī)向壓力容器內(nèi)壓入0. 2Mp 的壓縮空氣，然后用微波對(duì)真空包裝的鹽水鴨進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到鹽水鴨的包裝袋微微膨脹時(shí)，維持10秒鐘時(shí)間，然后停止微波加熱，由空壓機(jī)向壓力容器內(nèi)壓入0. 2Mp的制冷壓縮空氣，1分鐘后緩慢排出壓力容器中的氣壓，咸水鴨的滅菌操作結(jié)束。實(shí)施例三將需要滅菌的脫脂牛奶、醬油、或無(wú)懸浮顆粒的營(yíng)養(yǎng)液，采用我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”通過(guò)壓力管道，壓入微波爐用壓力容器中用微波進(jìn)行快速加熱，被加熱的液態(tài)物料通過(guò)我們發(fā)明的“一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器”傳輸?shù)轿⒉t外的儲(chǔ)罐中。這樣就能利用微波對(duì)液態(tài)物料進(jìn)行快速加熱滅菌。在具體操作時(shí)，可以通過(guò)測(cè)控傳輸?shù)轿⒉t外的液態(tài)物料溫度和壓力及流量對(duì)微波加熱過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
權(quán)利要求1.一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器，由一組小孔徑中空厚壁管、金屬多孔板、壓力容器連接頭、壓力測(cè)控裝置連接頭組成，其特征是中空厚壁管采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼制備或上述復(fù)合材料制備；管與管之間采用有間隙的三角形三管排列，四邊形四管排列，圓周五管、六管……多管排列，五管、六管……多管蜂窩狀排列，直線排列，曲線排列，無(wú)序排列； 中空厚壁管的一端與微波場(chǎng)內(nèi)的壓力容器連接頭緊密連接融為一體，另一端與壓力測(cè)控裝置連接頭緊密連接融為一體，中空厚壁管的根數(shù)及排列形式與壓力傳輸連接器傳輸氣壓和液壓的通量及整體機(jī)械強(qiáng)度分布相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬多孔板，其特征是在高強(qiáng)度金屬板上按權(quán)利要求1所述中空厚壁管的排列方式打孔，孔徑< 20mm，孔徑剛好能使中空厚壁管通過(guò)，并能使金屬板上下滑動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器連接頭，其特征為采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼制備或上述復(fù)合材料制備，一端與中空厚壁管連接融為一體，另一端與壓力容器密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)控裝置連接頭，其特征為采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飛機(jī)雷達(dá)罩的材料、耐熱工程塑料、玻璃鋼、金屬材料制備或上述復(fù)合材料制備，一端與中空厚壁管連接融為一體，另一端與壓力測(cè)控裝置密封連接。
專利摘要本實(shí)用新型一種帶壓環(huán)境中微波加熱的壓力傳輸連接器，是由一組小孔徑中空厚壁管、金屬多孔板、壓力容器連接頭、壓力測(cè)控裝置連接頭組成。其特征是能將置于微波場(chǎng)內(nèi)壓力容器中加熱物料的氣壓和液壓，傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)外的壓力測(cè)控裝置；亦能將微波場(chǎng)外的氣壓和液壓傳輸?shù)轿⒉▓?chǎng)內(nèi)的壓力容器中。在雙向壓力傳輸過(guò)程中，其機(jī)械強(qiáng)度能保證壓力傳輸過(guò)程的安全和密封性能，并能夠屏蔽微波場(chǎng)內(nèi)的微波泄漏。該裝置主要應(yīng)用于在帶壓環(huán)境中利用微波加熱物料的技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01L19/00GK202334973SQ20112041213
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉岸杰, 王衛(wèi)國(guó), 王皓, 計(jì)巧靈 申請(qǐng)人:新疆大學(xué)