專利名稱：微波高溫加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高溫加熱設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種適用于采用微波能對(duì)材 料進(jìn)行快速高溫加熱的窯爐。
背景技術(shù)：
目前在工業(yè)、科研、教學(xué)等領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室，針對(duì)陶瓷、金屬化合物、非金屬化合物以及 有機(jī)物的高溫加熱多選用傳統(tǒng)加熱方式，如采用電阻式加熱爐或者燃燒式加熱爐加熱，傳 統(tǒng)加熱方式最大的缺點(diǎn)在于物料因?yàn)橛赏獾絻?nèi)正溫度梯度加熱，爐溫(內(nèi)部氣氛溫度)必 須大于被加熱物料預(yù)期溫度，通過緩慢的熱傳導(dǎo)完成，因而加熱過程冗長(zhǎng)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室取得 測(cè)試數(shù)據(jù)極為不利。微波高溫加熱爐作為近幾年新興的加熱技術(shù)，憑借微波介電加熱的特 點(diǎn)，在物料合理體積條件下內(nèi)外同時(shí)加熱，大大縮短了傳統(tǒng)加熱方式中的熱傳導(dǎo)時(shí)間，例如 微波加熱爐燒結(jié)氧化鋯可以在90分鐘內(nèi)完成燒結(jié)，而傳統(tǒng)加熱方法需要長(zhǎng)達(dá)27小時(shí)才能 元成燒結(jié)o目前市場(chǎng)上微波高溫爐多沿用歐美同類儀器思路，即通常選用金屬板制作矩形微 波諧振腔，內(nèi)置陶瓷纖維保溫板(保溫板分為幾塊可拆分的結(jié)構(gòu))，通過陶瓷保溫板來形成 高溫加熱空間。而此類結(jié)構(gòu)存在如下的缺陷1、保溫效果不理想。陶瓷纖維保溫板作為保溫材料，其保溫效果大大小于同類材 料但其中具有更多疏松孔的保溫棉；同時(shí)保溫板較大的密度，將直接影響微波的穿透效果， 消耗更多不必要的能量。2、高溫加熱空間受限制。微波屬于介質(zhì)加熱，因通常微波對(duì)于空氣的加熱幾乎可 以忽略，因此對(duì)于市場(chǎng)上微波高溫加熱設(shè)備，若加熱物料過大，則無法放入爐腔，若加熱物 料過小，則爐腔中環(huán)境空氣會(huì)對(duì)物料有較大影響，導(dǎo)致物料升溫速度大大下降。3、均勻性差。市場(chǎng)微波高溫加熱設(shè)備多屬于單個(gè)微波源加熱，而物料通常為靜止 狀態(tài)，因此物料很難形成對(duì)微波的頻率牽引，從而形成動(dòng)態(tài)多模分布，使得微波加熱均勻性 下降，體現(xiàn)在物料上存在高溫點(diǎn)和低溫點(diǎn)的明顯差異。4、使用范圍局限。市場(chǎng)微波高溫加熱設(shè)備大多功能固定，不能作為一個(gè)平臺(tái)，搭載 較多的測(cè)試和觀察手段，從而局限了使用者的操作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種微波高溫加熱爐，解決現(xiàn)有技術(shù)中采用陶瓷纖維保 溫板保溫效果不明顯，單個(gè)微波源加熱均勻性差等問題。為達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種微波高溫加熱爐，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內(nèi)的保溫層、加熱 爐腔，微波源和門體，所述加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，其特征在于所 述保溫層為陶瓷纖維保溫棉。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述微波源為磁控管，至少分布在所述加熱箱體的各面板中的一處。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述加熱箱體和所述保溫層之間設(shè) 置微波模式攪拌器，所述攪拌器由攪拌電機(jī)通過陶瓷軸傳動(dòng)。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述加熱爐腔位于所述保溫層內(nèi)部， 由陶瓷纖維板和所述門體密封形成。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述門體采用懸臂萬向門，中央為外 凸梯形陶瓷纖維密封面，所述密封面設(shè)置微波防漏簧和氣體密封墊。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述陶瓷纖維板與所述門體的密封 配合面呈內(nèi)凹斜面。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述門體設(shè)置密封夾層，所述夾層內(nèi) 部充填冷卻介質(zhì)。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述加熱箱體的各面板均可設(shè)置進(jìn) 氣口、出氣口、插入式熱電偶測(cè)溫口、紅外測(cè)溫口、光學(xué)測(cè)溫口。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述加熱箱體位于所述高溫加熱爐 的上部，所述電控單元位于所述高溫加熱爐的中部，所述電源單元位于所述高溫加熱爐的 底部。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征所述保溫層為低微波介電常數(shù)、低損 耗特性且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本實(shí)用新型通過采用低微波介電常數(shù)、低損耗特性且低密度、更多孔疏松的陶 瓷纖維保溫棉和密度稍高的保溫板構(gòu)成保溫結(jié)構(gòu)，提高了保溫效果。2、加熱爐腔是最后成型的，通過保溫棉和保溫板的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用戶使用需要設(shè) 置爐腔大小，形成加熱空間靈活方便的加熱爐腔。3、通過多個(gè)微波源饋入并結(jié)合微波模式攪拌器，大大提高了加熱的均勻性。4、模塊化設(shè)計(jì)，通過在加熱箱體設(shè)置紅外測(cè)溫口、光學(xué)測(cè)溫口或插入式熱電偶測(cè) 溫口等，便于追加多種用戶個(gè)性化測(cè)試需求，擴(kuò)大了使用范圍。

圖1為本實(shí)用新型微波高溫加熱爐主體視圖；圖2為本實(shí)用新型微波高溫加熱爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型微波高溫爐加熱箱體部分剖視圖。圖中，1、加熱箱體；101、金屬板；102、通用隔熱板；2、保溫層；3、加熱爐腔；301、陶 瓷纖維板；4、磁控管；5、模式攪拌器；6、門體；601、外凸梯形陶瓷纖維密封面；602、密封夾 層；7、電控單元；8、電源單元；9、光學(xué)測(cè)溫口 ；10、進(jìn)氣口 ；11、出氣口 ；12、紅外測(cè)溫口 ；13、 插入式熱電偶測(cè)溫口 ；14、氣體密封墊；15、微波防漏簧；16、陶瓷纖維板凹形斜面；17、門把 手；18、懸臂。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
4[0030]參照?qǐng)D1、圖2和圖3，一種微波高溫加熱爐包括加熱箱體1，加熱箱體1內(nèi)部的保 溫層2、加熱爐腔3，微波源磁控管4，門體6、電控單元7和電源單元8。加熱箱體1位于高溫 加熱爐的上部，為采用金屬板101 (通常為不銹鋼板)加工密封而成的諧振腔，外周包覆一 層通用隔熱板102，本實(shí)施例中加熱箱體1為立方體，當(dāng)然也可以為圓柱體或其他形狀的結(jié) 構(gòu)；低介電特性隔熱材料充填加熱箱體1內(nèi)部構(gòu)成保溫層2，本實(shí)用新型低介電特性隔熱材 料采用陶瓷纖維保溫棉，因其密度低、具有更多疏松孔，保溫效果遠(yuǎn)大于陶瓷纖維保溫板， 且微波穿透效果好；保溫層2最內(nèi)部是用密度稍高的陶瓷纖維板301構(gòu)筑成型的加熱區(qū)，陶 瓷纖維板301與門體6形成封閉的加熱爐腔3，本實(shí)施例中加熱爐腔3是立方體，也可以是 圓柱體或其他不規(guī)則立體空間；門體6采用懸臂萬向門，通過懸臂18連接于加熱爐爐體上， 中央為外凸梯形陶瓷纖維密封面601，陶瓷纖維板301與該密封面相配合的面呈內(nèi)凹斜面， 即陶瓷纖維板凹形斜面16，為加強(qiáng)加熱爐腔3的密封效果，該密封面處設(shè)置微波防漏簧15 和氣體密封墊14，另外，門體6上還設(shè)置了門把手17和光學(xué)測(cè)溫口 9，光學(xué)測(cè)溫口 9通過法 蘭固定石英玻璃或硼硅玻璃形成，作為微波高溫爐內(nèi)外氣氛空間的分隔物，同時(shí)，為避免門 體6的高溫灼傷使用者，在其外側(cè)設(shè)置密封夾層602，內(nèi)部充循環(huán)水或其他冷卻液體。本實(shí)用新型微波高溫加熱爐的微波源為磁控管4，至少分布在加熱箱體1的各面 板中的一處，因被加熱物料通常為靜態(tài)，為提高微波加熱的均勻性，避免單源加熱物料上存 在的高溫點(diǎn)與低溫點(diǎn)的明顯差異，本實(shí)用新型磁控管4可在加熱箱體1的頂部、底部、各側(cè) 壁根據(jù)需要設(shè)置；同時(shí)，輔以在加熱箱體1和保溫層2之間設(shè)置的微波模式攪拌器5，對(duì)磁 控管4饋入的微波進(jìn)行攪拌，使得微波加熱的均勻性更好，攪拌器5由攪拌電機(jī)通過陶瓷軸 傳動(dòng)，其位置可在加熱箱體1的各面板處，數(shù)量可以為多個(gè)。根據(jù)實(shí)際測(cè)量及使用需要，加熱箱體1的各面板均可設(shè)置進(jìn)氣口 10、出氣口 11、插 入式熱電偶測(cè)溫口 13、紅外測(cè)溫口 12、光學(xué)測(cè)溫口 9，本實(shí)施例中進(jìn)氣口 10、出氣孔11、插入 式熱電偶測(cè)溫口 13和紅外測(cè)溫口 12在加熱箱體1上間隔分布，光學(xué)測(cè)溫口 9設(shè)置在門體 6上。保溫層2的層數(shù)可以為一層或多層，根據(jù)用戶實(shí)際需要確定。工作時(shí)，位于高溫加熱爐底部的電源單元8接通，多個(gè)磁控管4通過波導(dǎo)口將微波 饋入加熱爐腔3，并經(jīng)過多個(gè)模式攪拌器5對(duì)微波進(jìn)行攪拌，對(duì)被加熱物料均勻快速加熱， 整個(gè)工作過程由位于加熱爐中部的電控單元7控制。采用本實(shí)用新型對(duì)陶瓷、金屬化合物、非金屬化合物以及有機(jī)物進(jìn)行高溫加熱，保 溫材料采用陶瓷纖維保溫棉，保溫效果大大超過同類材料的保溫板。本實(shí)用新型所述陶瓷 纖維保溫棉，是指具有耐高溫，低微波介電常數(shù)及低損耗特性的陶瓷類。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同 變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí) 質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種微波高溫加熱爐，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內(nèi)的保溫層、加熱爐腔，微波源和門體，所述加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，其特征在于所述保溫層為陶瓷纖維保溫棉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述微波源為磁控管，至少分 布在所述加熱箱體的各面板中的一處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體和所述保溫層 之間設(shè)置微波模式攪拌器，所述攪拌器由攪拌電機(jī)通過陶瓷軸傳動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱爐腔位于所述保溫 層內(nèi)部，由陶瓷纖維板和所述門體密封形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述門體采用懸臂萬向門，中 央為外凸梯形陶瓷纖維密封面，所述密封面設(shè)置微波防漏簧和氣體密封墊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述陶瓷纖維板與所述門體 的密封配合面呈內(nèi)凹斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述門體設(shè)置密封夾層，所述 夾層內(nèi)部充填冷卻介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體的各面板均可 設(shè)置進(jìn)氣口、出氣口、插入式熱電偶測(cè)溫口、紅外測(cè)溫口、光學(xué)測(cè)溫口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述加熱箱體位于所述高溫 加熱爐的上部，所述電控單元位于所述高溫加熱爐的中部，所述電源單元位于所述高溫加 熱爐的底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波高溫加熱爐，其特征在于所述保溫層為低微波介電常 數(shù)、低損耗特性且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。
專利摘要本實(shí)用新型屬于高溫加熱設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種適用于采用微波能對(duì)材料進(jìn)行快速高溫加熱的窯爐。技術(shù)方案是，包括電控單元，電源單元，加熱箱體，箱體內(nèi)的保溫層、加熱爐腔，微波源和門體，加熱箱體為采用金屬板加工密封而成的諧振腔，保溫層為低微波介電常數(shù)及低損耗特性，并且低密度多孔陶瓷纖維保溫棉。本實(shí)用新型根據(jù)微波的介電加熱特性，通過改善保溫結(jié)構(gòu)，大大提高了保溫效果，升溫迅速；同時(shí)通過多個(gè)微波源饋入并結(jié)合微波模式攪拌器，改善了加熱均勻性。
文檔編號(hào)H05B6/80GK201585163SQ20092035260
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者馮國(guó)通, 孫昭, 王俊卿 申請(qǐng)人:青島邁可威微波應(yīng)用技術(shù)有限公司