用于分解貝殼的連續(xù)式微波加熱設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，特別是滿足貝殼燒結(jié)特性，通過煅燒，可成成功地將貝殼分解，制備出優(yōu)質(zhì)的氧化鈣，屬于機電一體化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微波加熱是指微波場中的材料與微波耦合，吸收微波能量，轉(zhuǎn)化為熱能，自身加熱的現(xiàn)象。具有溫度場分布均勻、升溫迅速、節(jié)能高效、綠色環(huán)保等特點。微波加熱同電加熱、燃氣加熱及燃油加熱等常規(guī)燒結(jié)方法相比，燒結(jié)時間大大縮短，能耗可降低50?70%，同時性能有所提聞。
[0003]近年來，貝類的養(yǎng)殖和加工成為沿海和海島經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。貝殼污染已成為沿海地區(qū)亟待解決的環(huán)境問題之一。據(jù)分析，貝殼中含有90%以上的碳酸鈣，此外還含有少量的Zn、P、S1、Fe等元素，但卻沒有得到充分利用，往往將其當作廢物扔掉，不僅浪費了資源，而且廢棄的貝殼堆積如山，對環(huán)境的污染越來越嚴重。國內(nèi)利用貝殼加工飼料添加劑，不僅用量較少，產(chǎn)品的附加價值也不高。與國外相比，我國對貝殼的開發(fā)研究還剛剛開始。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:研制出一臺滿足貝殼燒結(jié)特性的連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，利用微波高溫加熱這一種嶄新的加熱方式，利用微波加熱的快速無污染、整體性、選擇性、節(jié)電省耗等優(yōu)點，將貝殼中含有的有價值的成分分解出來，進行充分的開發(fā)利用。此設(shè)備不但達到了很好的燒結(jié)效果，擴大使用范圍，而且使制造成本得到降低。
[0005]此微波加熱設(shè)備主要有微波發(fā)生源(磁控管)、波導(dǎo)傳輸、諧振腔等構(gòu)成。微波加熱設(shè)備能否實現(xiàn)連續(xù)性，由物料吸收微波的能力、微波發(fā)生源的工作效果，諧振腔的合理選擇等因素決定。
[0006]1.微波發(fā)生裝置
微波發(fā)生裝置是微波加熱設(shè)備中的最為重要的部件，由微波發(fā)生源(磁控管)、高壓變壓器、高壓電容、高壓二極管組成。而磁控管用于產(chǎn)生和發(fā)射微波，整個微波加熱裝置的性能和成本，但磁控管特別容易損壞，通過調(diào)整微波發(fā)射器結(jié)構(gòu)及優(yōu)化設(shè)計，可提高磁控管的穩(wěn)定性和可靠性。
[0007]2.波導(dǎo)設(shè)計
波導(dǎo)是用高導(dǎo)電金屬做成的，用于定向傳輸微波的管狀元件，波導(dǎo)系統(tǒng)的好壞，關(guān)系到微波的傳播效率，決定著微波設(shè)備能否正常工作以及微波發(fā)生源的壽命問題。本發(fā)明使用圓波導(dǎo)，由于圓波導(dǎo)具有損耗較小和雙極化的特性，有助于電磁波的傳播和集中，另外，通過改變波導(dǎo)口尺寸，可改善設(shè)備空載運行時磁控管天線部位出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。
[0008]3.微波加熱腔微波加熱腔，主要由金屬腔體(諧振腔)和保溫材料構(gòu)成。為確保微波功率應(yīng)盡可能多地被加熱材料所吸收，要使壁耗、反射降到最小，應(yīng)選擇合適尺寸、形狀的諧振腔。為保證減少熱量散失和減少微波傳輸過程中的損耗，要選擇合適的保溫材料和保溫層結(jié)構(gòu)。
[0009]4.測溫系統(tǒng)
精確的溫度測量能使人們及時改變微波功率的大小或調(diào)節(jié)諧振腔的狀態(tài)以防止溫度過高導(dǎo)致材料的熔化或加熱的終止。由于超高溫度和強電磁場的存在，微波場中溫度的測量與常規(guī)不同，本發(fā)明采用了自行研制的能夠應(yīng)用在微波場中進行高溫測量的熱電偶裝置進行測量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0011]微波發(fā)生源極易產(chǎn)生陽極損壞和磁鐵炸裂，這是由于陽極散熱嚴重不足而又無合適的保護措施造成的。通過調(diào)整風扇位置，選擇大功率的風機，并做導(dǎo)風管集中導(dǎo)風，使陽極溫度由140°c左右降到80°C左右，很好的改善散熱的問題，避免了磁鐵爆裂和陽極損壞。
[0012]波導(dǎo)系統(tǒng)的好壞，關(guān)系到微波的傳播效率。本發(fā)明使用圓波導(dǎo)，由于圓波導(dǎo)具有損耗較小和雙極化的特性，有助于電磁波的傳播和集中。電磁波傳播時存在截止波長的問題，當波導(dǎo)口直徑小于30 mm時，能夠?qū)崿F(xiàn)對磁控管天線部位冷卻，但是尺寸太小，阻止了微波的傳播，因此波導(dǎo)口尺寸應(yīng)大小適中。本發(fā)明中波導(dǎo)的尺寸定為60 mmX80mm,并在輸出端設(shè)計了金屬檔板。
[0013]根據(jù)貝殼高溫分解所需的合理條件，加熱材料放置在軸線上，設(shè)計腔體形狀時，還應(yīng)同時考慮微波更易引入，根據(jù)連續(xù)式設(shè)備的要求，現(xiàn)設(shè)計成圓柱體形狀，上端開入料口，下端設(shè)出料口，另外圓柱形諧振腔比矩形諧振腔容易加工，并且品質(zhì)因數(shù)也比較高。選取不銹鋼作為微波諧振腔材料。
[0014]保溫材料的選擇要求具有不吸收微波能、絕緣性好、耐熱、高溫下不與被燒結(jié)材料發(fā)生反應(yīng)等特點。本發(fā)明選用現(xiàn)在微波行業(yè)常用的多晶莫來石材料。
[0015]測溫裝置采用自行設(shè)計的熱電偶測溫裝置。本發(fā)明選用鎳鉻-鎳硅K型鎧裝熱電偶，正極為鉻質(zhì)量分數(shù)為10%的鎳鉻合金(KP)，負極為硅質(zhì)量分數(shù)為3%的鎳硅合金(KN)。并對熱電偶進行改裝，對測溫電路進行改進，采取多種措施減少或消除干擾。改裝后的熱電偶可以在微波場中高溫環(huán)境下使用，測溫安全準確，測量溫度可達1200°C。
【主權(quán)項】
1.一種滿足貝殼燒結(jié)特性的連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，包括裝有大功率風機、并做導(dǎo)風管集中導(dǎo)風的微波發(fā)生器，圓形波導(dǎo)，圓柱形諧振腔，1600型的多晶莫來選用石纖的保溫材料，熱電偶測溫裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，其特征在于，微波發(fā)生器通過調(diào)整風扇位置，選擇大功率的風機，并做導(dǎo)風管集中導(dǎo)風，使微波發(fā)生器陽極溫度由140°C左右降到80°C左右。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，其特征在于，采用圓形波導(dǎo)和圓柱形諧振腔來提高電磁波的利用率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，其特征在于，采用1600型的多晶莫來選用石纖的保溫材料，來減小熱損失。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，其特征在于，采用熱電偶測溫裝置來精確測量設(shè)備內(nèi)溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滿足貝殼燒結(jié)特性的連續(xù)式微波高溫加熱設(shè)備，其特征在于：包含在合適位置裝有大功率風機、并做導(dǎo)風管集中導(dǎo)風的微波發(fā)生器，圓形波導(dǎo)，圓柱形諧振腔，1600型的多晶莫來選用石纖的保溫材料，熱電偶測溫裝置。該設(shè)備不但達到了很好的燒結(jié)效果，擴大了使用范圍，而且使制造成本得到了降低。
【IPC分類】H05B6-80
【公開號】CN104703314
【申請?zhí)枴緾N201310660254
【發(fā)明人】李小孟
【申請人】李小孟
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月10日