CN101568206B - 节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 - Google Patents
节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101568206B CN101568206B CN200910001063.8A CN200910001063A CN101568206B CN 101568206 B CN101568206 B CN 101568206B CN 200910001063 A CN200910001063 A CN 200910001063A CN 101568206 B CN101568206 B CN 101568206B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating chamber
- temperature
- cavity
- microwave
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 222
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 66
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 46
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 34
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 32
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 19
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 6
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 claims description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 4
- 241000707825 Argyrosomus regius Species 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 claims description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims 1
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910006295 Si—Mo Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 229910052571 earthenware Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000013071 indirect material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- IMNMWKFKHDPTSB-UHFFFAOYSA-N silicic acid zirconium Chemical compound [Zr].[Si](O)(O)(O)O IMNMWKFKHDPTSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
一种节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法，属于微波高温加热技术领域。所述节能型易更换式高温微波加热腔主要由如下功能层组成：内部的高温微波吸收涂层、中间的高温透波隔热层、外部的透波硬化层，其特征在于：将微波吸收组分与水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)进行混合制成浆料，然后将浆料均匀的涂覆在由高温透波隔热层组成的具有一定形状的腔体内表面，最后经干燥和预烧而获得。本发明结构简单，容易更换、成本低，发热面积大，热效率高，便于维护，而且属非接触性加热安全性好，可实现超快速和超高温加热，而且可根据待加热物料的尺寸来选择更换使用不同尺寸的加热腔，因此节能效果极为突出，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明是一种加热腔，具体是涉及一种节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法，其属于微波加热技术领域。
背景技术
目前，微波能作为一种新型的热源形式，已经越来越多的应用于加热领域，例如：食品、造纸、木材、烧结等等。实际加热应用的微波通常是频率为915MHz和2450MHz的电磁波。微波加热的简单原理是其交变电磁场的极化作用使材料内部的自由电荷重新排布及偶极子的反复调旋，从而产生强大的振动和摩擦，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能，导致介质温度升高，因此微波加热是介质材料自身损耗电磁场能量而自身发热，它不需要由表及里的热传导，因此微波加热是内加热。
然而，物质吸收微波能的本领与该物质的复介电常数有关，即损耗因子越大，吸收微波的能力越强，因此微波加热具有强烈的选择性，即：微波适合于加热微波吸收材料，如：SiC、碳、铁氧体、水、AlN、部分半导体陶瓷和金属陶瓷、金属微粉，等等，而微波则不能直接加热块状的金属材料，因为金属反射微波；微波也难于加热很多绝缘体材料，例如：玻璃、塑料(如：聚乙烯、聚苯乙烯等)、石英及部分陶瓷材料，因为这些材料对微波是“透明的”，它们不吸收或者较少的吸收微波能量；微波更难于加热大部分的气体和液体，因为它们对微波的“透明度”更高，因此对于这些材料微波的加热效率会很低。
传统的加热方式一般是通过发热元件电阻丝、或硅碳棒、或硅钼棒发热，然后再通过热传递来间接加热物料，故属于外加热，这种加热方式对待加热的物料一般没有选择性，但是存在如下不足：(1)发热元件的发热面积小、热效率低、加热速度慢、加热均匀性差；(2)电阻丝、硅碳棒和硅钼棒等容易发生折断，故使用寿命比较低；(3)加热腔为固定形式，难于更换，因此当加热小尺寸物料时会遇到加热腔尺寸太大的问题，即：大马拉小车，从而造成能源浪费。
发明内容
本发明的目的是克服上述微波加热方式和传统加热方式的技术不足，提供一种节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法。其优点是加热腔本身结构简单，容易更换、制造成本低，寿命长，发热面积大，热效率高，加热均匀，便于维护和携带，尤其是可以根据实际应用要求在现场对加热腔的形状、尺寸和组合进行灵活的设计和制作。本发明属非接触性加热安全性好，可以加热包括金属材料在内的任何材料，可实现超快速(升温速度可达1000℃/分以上)和超高温(1600℃以上)加热，而且可根据待加热物料的尺寸来选择更换使用不同尺寸的加热腔，因此节能效果极为突出，经济效益显著，既适合于实验室加热使用，又适合用于工业生产中的大规模加热。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：本发明所述的一种节能型易更换式高温微波加热腔，从内至外由如下功能层组成：内部的高温微波吸收涂层、中间的高温透波隔热层、外部的透波硬化层，同时在加热腔的内表面可使用或不使用薄金属板或多孔薄金属板作为高温微波吸收涂层的支撑板，在加热腔的外表面(即：高温透波隔热层的外部)可使用或不使用金属框架作支撑体，其加热原理是：将本发明的高温微波加热腔置于微波场内，从微波发生器发出的微波穿过高温透波隔热层，随后被高温微波吸收涂层所吸收而导致其迅速发热升温，最终加热腔内的温度迅速升高，并通过热传递来加热放置在高温微波加热腔内的物料。在加热腔的内表面不使用薄金属板或多孔薄金属板作支撑板的情况下，如果高温微波吸收涂层很薄，部分微波可以穿透而直接照射在加热腔中的物料上，或者如果是高温微波加热腔内表面没有被微波吸收涂层所完全覆盖，那么加热腔中的物料将直接吸收部分微波而实现自身发热。因此本发明所述的节能型易更换式高温微波加热腔，其简单的能量转换、传递与物料加热过程是：“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”，或者是“电能→微波能→物料加热”辅助下的“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”
所述的高温微波吸收涂层，其特征在于，它是由50wt.％～99wt.％的微波吸收组分、1wt.％～50wt.％的水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)组成，其中微波吸收组分可以是SiC粉、C粉、CuO粉、Fe3O4粉、AlN粉和金属微粉中的一种或一种以上的混合物，其中高温胶(泥)为商品化的高温抗氧化型产品，例如：河北省廊坊华昌高温胶厂生产的GF-2型高温胶或苏州伊尔赛高温无机耐材有限公司生产的高温胶泥。
所述的高温透波隔热层是微波穿透性好的隔热陶瓷纤维棉和/或陶瓷纤维毯和/或陶瓷板，可以是硅酸铝纤维、石英纤维、高铝硅酸纤维、含铬(Cr2O3)硅酸铝纤维、含锆(ZrO2)硅酸铝纤维、多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维的棉、毯或板。
所述的透波硬化层是由水玻璃和石英砂组成，这里，透波硬化层主要是对加热腔的外表面起增强作用，因此在保障发挥上述作用的前提下透波硬化层要薄以确保微波尽可能少的被硬化层吸收，而且当高温透波隔热层选用表面高硬度的陶瓷板时，可以不使用透波硬化层。
所述的无孔薄金属板或多孔薄金属板是耐高温抗氧化的不锈钢板、或耐热铸铁、或镍基高温合金板、或钛合金板，此时加热腔的使用温度受金属板熔点和耐热抗氧化温度的限制。
所述金属框架可以是不锈钢、或铜合金、或铝合金的方管或板组成的框架，而且金属框架表面要光滑、无锐利的边或角、结构简单以确保微波尽可能少的被反射。
所述的节能型易更换式高温微波加热腔的制作方法，其特征在于：
(1)无孔薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体的制作：利用剪板机、折弯机和焊接方法将薄金属板或多孔薄金属板加工成所需要形状的腔体(即：加热腔的内部形状)，该薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体可用于对加热腔内部高温微薄吸收涂层起支撑作用；
(2)高温透波隔热层陶瓷腔体的制作：根据实际加热腔腔体形状和尺寸要求，制作一定形状的陶瓷纤维棉、毯、和/或陶瓷板腔体。既可以用陶瓷纤维棉或毯卷成一定形状的腔体，也可以用陶瓷板搭接或对接成一定形状的腔体，也可以向专业生产厂家定做一体化的不同形状和不同尺寸的陶瓷板腔体，还可以在已制成的陶瓷板腔体的内表面再贴一层陶瓷纤维棉或陶瓷纤维毯；
(3)外部金属框架的制作：根据实际加热腔腔体形状和尺寸要求制作一定形状的金属框架，例如：正方体形框架、长方体形框架、圆柱体形框架，金属框架可以制作成可拆装模式或永久性的焊接模式；上述步骤(1)中的金属板或多孔薄金属板支撑腔体、步骤(2)中的透波隔热层陶瓷腔体和步骤(3)中的外部金属框架，这三者的形状和尺寸一定要相互匹配，并且三者在制作和装配顺序上可以根据需要进行调整以便于操作；
(4)将微波吸收组分、水玻璃和/或商品化的高温胶(泥)相互混合制成具有触变性的浆料(可以添加适量水)；
(5)高温微波吸收涂层的制作：将上述浆料均匀的人工涂覆或借助机械涂覆在步骤(1)中的无孔薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体的外表面，或者涂覆在步骤(2)陶瓷纤维棉、毯、和/或陶瓷板腔体的内表面，涂层厚度视需要而定，例如：0.5mm～1cm范围内的任意厚度。最终将该涂层、步骤(1)的金属板支撑腔体和步骤(2)的透波隔热层陶瓷腔体三者压合在一起，同时用金属框架固定和支撑上述透波隔热层陶瓷腔体；
(6)透波硬化层的制作：在陶瓷纤维棉和/或陶瓷板腔体的外表面人工涂覆或借助机械涂覆少量的水玻璃，并在水玻璃上人工喷洒或借助机械喷洒少量的石英砂；
(7)将上述组合好的腔体放在微波场内加热到120℃干燥脱水，随后再加热至500℃预烧2h，最后再加热至800～1200℃或更高温度预烧2h，即可获得本发明所述的易更换式高温微波加热腔；
(8)本发明节能型易更换式高温微波加热腔既可以不含有内部的金属板或多孔薄金属板支撑腔体，也可以不含有表面的透波硬化层，也可以不含有金属框架，即：上述制作方法中的步骤(1)、(3)和(6)均可以省略。而且，用上述功能层制作的不同形状和不同尺寸的高温微波加热腔腔体既可以独立使用，也可以将多个腔体相互连通组成一个复杂的高温微波加热腔系统使用，还可以根据实际应用对加热腔的形状、尺寸和组合进行设计和控制。
所述的节能型易更换式高温微波加热腔，其特征在于，它在微波场内为非固定安装模式，可活动易更换，因此可根据待加热物料的尺寸来方便地选择更换使用不同尺寸的加热腔进行匹配加热，即：大尺寸物料相应选择大尺寸加热腔，小尺寸物料相应选择小尺寸加热腔。
本发明的优点和积极效果：
本发明所述的一种节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法，具有如下优点和积极效果：
(1)本发明所述的高温微波加热腔采用多样化的能量转换、传递及物料加热方式：“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”，或者是“电能→微波能→物料加热”辅助下的“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”。
(2)本发明所述的高温微波加热腔，只需放置于微波场环境内即可实现加热，无需固定，容易更换。
(3)本发明所述的高温微波加热腔，结构简单，容易制作，可以很容易的根据实际应用对加热腔的形状、尺寸和组合进行设计和控制，并方便的制作成不同形状和不同尺寸的加热腔。
(4)本发明所述的高温微波加热腔，既可以单个独立使用，也可以将多个腔体相互连通组成一个复杂的多腔体系统再使用。
(5)本发明所述的高温微波加热腔，属非接触性加热安全性好，且制造成本低，寿命长(不存在传统发热元件容易发生的折断失效问题)，便于维护和携带。既适合于实验室加热使用，又适合用于工业生产中的大规模加热。
(6)本发明所述的高温微波加热腔可以将其整个内表面作为热源，一起发热，因此发热面积大，加热均匀，热效率高。
(7)本发明所述的高温微波加热腔可以加热包括金属材料在内的任何材料。
(8)本发明所述的高温微波加热腔，既可实现超快速升温(升温速度可达1000℃/分以上)，又可实现超高温(1600℃以上)加热，而且可根据待加热物料的尺寸来选择更换使用相应尺寸的加热腔，即：大尺寸物料选择大尺寸加热腔，小尺寸物料选择小尺寸加热腔，不会遇到“大马拉小车”的问题，因此节能效果极为突出，经济效益显著。例如：利用4千瓦的传统电炉将一块小物料或试样加热至1200℃，仅升温一般就需要2小时以上，而选择使用本发明对应尺寸的高温微波加热腔进行加热升温仅需几分钟，因此既节省了使用人员的等待时间，又极大的节约了能源。
附图说明：
图1是本发明的第一个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图，其中图1a是金属框架1的立体结构示意图，图1b是高温微波加热腔整体的立体结构示意图，图1c是图1b的A-A截面正视剖视结构示意图，图1d是图1b的B-B截面侧视剖视结构示意图，图1e是高温微波加热腔底座的立体结构示意图。
图2是本发明的第二个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图，其中图2a是高温微波加热腔整体的立体结构示意图，图2b是图2a的A-A截面正视剖视结构示意图，图2c是高温微波加热腔底座的立体结构示意图。
图3是本发明的第三个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图，其中图3a是高温微波加热腔整体的立体结构示意图，图3b是图3a的A-A截面正视剖视结构示意图，图3c是图3a的B-B截面侧视剖视结构示意图。
图4是本发明第四个实施例所述的节能型易更换式高温微波加热腔系统的示意图
图1至图4中的数字说明：1-金属框架，2-外表面透波硬化层，3-透波隔热层，4-高温微波吸收涂层，5-多孔薄金属板，6-加热腔底座，7-加热腔上盖，8-加热腔腔体。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。按照下列实施例所述的同样方法可以将加热腔制作成不同的尺寸和不同的形状，而且由于本发明所述的高温微波加热腔在微波场内为非固定安装模式，可活动易更换，因此可根据待加热物料的尺寸来方便地选择更换使用不同尺寸的加热腔进行匹配加热，即：大尺寸物料相应选择大尺寸加热腔，小尺寸物料相应选择小尺寸加热腔，从而大大节约能源。同时，既可以单个高温微波加热腔独立使用，也可以将多个腔体相互连通组成一个复杂的高温微波加热腔系统使用，还可以根据实际应用对加热腔的形状、尺寸和组合进行设计和控制。
实施例一：
下面结合附图1详细说明本发明的第一个实施例。
图1是本发明的第一个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图。该实施例中的高温微波加热腔从外至内由金属框架1、透波硬化层2、透波隔热层3、高温微波吸收涂层4、多孔薄金属板5和底座6组成，其中前五者组成一个下方呈开口状的立方体形腔体8，该腔体8作为一个整体再与底座6相互配合组成一个完整的加热腔，其制作方法如下：
(1)多孔薄金属板5选用厚度为2mm、牌号为2080的耐热抗氧化钢板，利用氩弧焊焊接成图1所示形状的腔体，并将边缘打磨光滑，该腔体为五面体，下方呈开口状；
(2)透波隔热层3选用含锆硅酸铝毯和/或板，该层的厚度控制在2～5cm即可，根据(1)中已经制成的多孔薄金属板腔体的尺寸(必须考虑为高温微波吸收涂层4预留一定的厚度和空间)裁剪合适尺寸的含锆硅酸铝毯和/或板；
(3)选择牌号为201的不锈钢方管(边长1cm)制作相应尺寸的可拆装的金属框架1，可以使用无尖锐棱边的圆头螺钉进行固定，同时利用圆头螺钉可在一定范围内调节金属框架1的尺寸，但是为了避免微波打火，一定要确保圆头螺钉的螺纹充分旋入方管腔的内部，方管的端口可以利用氩弧焊封死并打磨，确保整个金属框架1无尖锐棱边；
(4)选用粒径约100微米的商品化SiC粉作为微波吸收组分，将92wt.％的SiC粉和8wt.％的水玻璃或商品化的高温胶泥相互混合制成具有触变性的浆料(可以添加适量水)；
(5)将上述浆料均匀的人工涂覆或借助机械涂覆(或喷涂)在多孔薄金属板5(腔体)的外表面和底座6含锆硅酸铝板的上表面以获得高温微波吸收涂层4，其厚度大约控制在0.5mm～1cm的范围内，但需注意尺寸匹配性；底座6由台阶状含锆硅酸铝板和在其上表面涂覆的高温微波吸收涂层共同组成。
(6)在浆料层(即：高温微波吸收涂层4)的外面再装配含锆硅酸铝毯和/或板(即：透波隔热层3)和金属框架1，并最终完成牢固装配确保各功能层牢固结合在一起；
(7)在陶瓷纤维毯和/或陶瓷板腔体(即：透波隔热层3)的外表面人工涂覆或借助机械涂覆少量的水玻璃，并在水玻璃上人工喷洒或借助机械喷洒少量的石英砂，待固化后即可在外表面获得透波硬化层2；
(8)将上述装配好的腔体(即：腔体8)置于底座6上，并与其进行吻合匹配，即可获得本发明所述的节能型易更换式高温微波加热腔；
(9)将上述组合装配好的节能型易更换式高温微波加热腔放在微波场内加热到120℃干燥脱水，随后再加热至500℃预烧2h，最后再加热至1000℃预烧2h，备用。
说明：实施例一所述的节能型易更换式高温微波加热腔既可以不含有内部的多孔薄金属板支撑腔体，也可以不含有表面的透波硬化层，还可以不含有金属框架，因此，上述制作方法中的相关步骤均可以省略。
实施例一所述节能型易更换式高温微波加热腔的加热原理和使用方法是这样的：将本发明的高温微波加热腔置于微波场内，从微波发生器发出的微波穿过透波硬化层2和高温透波隔热层3，随后被高温微波吸收涂层4所吸收而导致其迅速发热升温，最终加热腔内的温度迅速升高，并通过热传递来加热放置在高温微波加热腔内的物料。如果在加热腔内插入耐高温的金属铠装热电偶，并连接温度控制系统，即可对加热腔内的温度进行测量与控制。因此本发明实施例一所述的节能型易更换式高温微波加热腔，其简单的能量转换、传递与物料加热过程是：“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”。
实施例二：
下面结合附图2详细说明本发明的第二个实施例。
图2是本发明的第二个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图。该实施例中的高温微波加热腔由透波硬化层2、透波隔热层3、高温微波吸收涂层4和底座6组成，其中前三者组成一个下方呈开口状的圆柱形腔体8，该腔体8作为一个整体再与底座6相互配合组成一个完整的加热腔，其制作方法如下：
(1)透波隔热层3选用含锆硅酸铝毯，裁剪出合适的尺寸，然后人工制作成图2所示形状的圆柱形腔体，下端开口，透波隔热层3的厚度控制在2～5cm即可；
(2)在上述由透波隔热层3所围成的腔体的外表面人工涂覆或借助机械涂覆少量的水玻璃，并在水玻璃上人工喷洒或借助机械喷洒少量的石英砂，待固化后即可在外表面获得透波硬化层2；
(3)选用粒径约150微米的商品化SiC粉作为微波吸收组分，将95wt.％的SiC粉和5wt.％的水玻璃或商品化的高温胶泥相互混合制成具有触变性的浆料(可以添加适量水)；
(4)将上述浆料均匀的人工涂覆或借助机械涂覆在步骤(1)中由透波隔热层3所围成的腔体的内表面和底座6含锆硅酸铝板的上表面以获得高温微波吸收涂层4，其厚度大约控制在0.5mm～1cm的范围内；底座6由台阶状含锆硅酸铝板和在其上表面涂覆的高温微波吸收涂层共同组成。
(5)将上述涂覆了高温微波吸收涂层的腔体(即：腔体8)置于底座6上，并与其进行吻合匹配，即可获得本发明所述的节能型易更换式高温微波加热腔；
(6)将上述制作好的节能型易更换式高温微波加热放在微波场内加热到120℃干燥脱水，随后再加热至500℃预烧2h，最后再加热至1200℃预烧2h，备用。
实施例二所述节能型易更换式高温微波加热腔的加热原理和使用方法是这样的：将本发明的高温微波加热腔置于微波场内，从微波发生器发出的微波穿过透波硬化层2和高温透波隔热层3，随后被高温微波吸收涂层4所吸收而导致其迅速发热升温，最终加热腔内的温度迅速升高，并通过热传递来加热放置在高温微波加热腔内的物料。如果在加热腔内插入耐高温的金属铠装热电偶，并连接温度控制系统，即可对加热腔内的温度进行测量与控制。如果高温微波吸收涂层4很薄，部分微波可以穿透而直接照射在加热腔中的物料上，或者如果是高温微波加热腔内表面没有被微波吸收涂层4所完全覆盖，那么加热腔中的物料将直接吸收部分微波而实现自身发热。因此实施例二所述的节能型易更换式高温微波加热腔，其简单的能量转换、传递与物料加热过程是：“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”，或者是“电能→微波能→物料加热”辅助下的“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”。
实施例三：
下面结合附图3详细说明本发明的第三个实施例。
图3是本发明的第三个实施例所述“节能型易更换式高温微波加热腔”及其各组成部分的示意图。该实施例中的高温微波加热腔由透波隔热层3、高温微波吸收涂层4和上盖7组成，其中前两者组成一个上方呈开口状的立方体形腔体8，该腔体8作为一个整体再与上盖7相互配合组成一个完整的加热腔，其制作方法如下：
(1)透波隔热层3选用含锆硅酸陶瓷纤维，并委托专业厂家分别利用模具一次成型制作出一体化的含锆硅酸铝板腔体和上盖7；
(2)选用粒径约200微米的商品化SiC粉作为微波吸收组分，将90wt.％的SiC粉和10wt.％的水玻璃或商品化的高温胶泥相互混合制成具有触变性的浆料(可以添加适量水)；
(3)将上述浆料均匀的人工涂覆或借助机械涂覆(或喷涂)在步骤(1)中一体化的含锆硅酸铝板腔体的内表面以获得高温微波吸收涂层4，其厚度大约控制在0.5mm～1cm的范围内；
(4)将上述涂覆了高温微波吸收涂层的腔体(即：腔体8)放在微波场内加热到120℃干燥脱水，随后再加热至500℃预烧2h，最后再加热至1200℃预烧2h；
(5)将上盖7置于上述预烧好的腔体8的上口，并进行吻合匹配，即可获得本发明所述的节能型易更换式高温微波加热腔。
实施例三所述节能型易更换式高温微波加热腔的加热原理和使用方法是这样的：将本发明的高温微波加热腔置于微波场内，从微波发生器发出的微波穿过高温透波隔热层3，随后被高温微波吸收涂层4所吸收而导致其迅速发热升温，最终加热腔内的温度迅速升高，并通过热传递来加热放置在高温微波加热腔内的物料。如果在加热腔内插入耐高温的金属铠装热电偶，并连接温度控制系统，即可对加热腔内的温度进行测量与控制。由于本实施例所述高温微波加热腔上盖的内表面无高温微薄吸收涂层，因此部分微波将穿过透波隔热层而照射在加热腔中的物料上，故加热腔中的物料将直接吸收部分微波而实现自身发热。因此实施例三所述的节能型易更换式高温微波加热腔，其简单的能量转换、传递与物料加热过程是：“电能→微波能→物料加热”辅助下的“电能→微波能→热能→热传递→物料加热”。
实施例四：
下面结合附图4详细说明本发明的第四个实施例。
图4是本发明第四个实施例所述的“节能型易更换式高温微波加热腔系统”的示意图。该实施例中的高温微波加热腔系统由四个高温微波加热腔和高温透波管道共同组成，四个高温微波加热腔：加热腔A、加热腔B、加热腔C和加热腔D的组成结构、制作方法以及加热原理与实施例二完全相同，将四个加热腔连在一起所用的高温透波管道可以是石英玻璃管，或其它套波陶瓷管。下面再举例说明该高温微波加热腔系统的使用方法：在加热腔A、B和C中分别放置原料1、2和3，加热到一定温度后，原料1、2和3中的挥发性组分分别扩散至加热腔D，并最终在加热腔D中进行反应获得反应产物。
Claims (5)
1.一种节能型易更换式高温微波加热腔，从内至外由如下功能层组成：内部的高温微波吸收涂层、中间的高温透波隔热层、外部的透波硬化层，同时在加热腔的内表面使用无孔薄金属板或多孔薄金属板作为高温微波吸收涂层的支撑板，在加热腔的外表面使用金属框架作支撑体，
(1)所述的高温微波吸收涂层是由50wt.％～99wt.％的微波吸收组分、1wt.％～50wt.％的水玻璃和/或高温胶组成，其中微波吸收组分是SiC粉、C粉、CuO粉、Fe3O4粉、AlN粉和金属微粉中的一种或一种以上的混合物，其中高温胶为高温抗氧化型产品；
(2)所述的高温透波隔热层是微波穿透性好的隔热陶瓷纤维棉和/或陶瓷纤维毯和/或陶瓷板，所述陶瓷纤维棉、陶瓷纤维毯、陶瓷板是硅酸铝纤维、石英纤维、高铝硅酸纤维、含铬硅酸铝纤维、含锆硅酸铝纤维、多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维的棉、毯或板。
2.根据权利要求1所述节能型易更换式高温微波加热腔，其特征在于，所述的透波硬化层是由水玻璃和石英砂组成，这里，透波硬化层主要是对加热腔的外表面起增强作用，因此在保障发挥上述作用的前提下透波硬化层要薄以确保微波尽可能少的被硬化层吸收，而且当高温透波隔热层选用表面高硬度的陶瓷板时，不使用透波硬化层。
3.根据权利要求1所述节能型易更换式高温微波加热腔，其特征在于，所述的无孔薄金属板或多孔薄金属板是耐高温抗氧化的不锈钢板、或耐热铸铁、或镍基高温合金板、或钛合金板，此时加热腔的使用温度受金属板熔点和耐热抗氧化温度的限制；所述金属框架是不锈钢、或铜合金、或铝合金的方管或板组成的框架，而且金属框架表面要光滑、无锐利的边或角、结构简单以确保微波尽可能少的被反射。
4.一种权利要求1所述节能型易更换式高温微波加热腔的制作方法，其特征在于：
(1)无孔薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体的制作：利用剪板机、折弯机和焊接方法将薄金属板或多孔薄金属板加工成所需要形状的腔体，该薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体用于对加热腔内部高温微薄吸收涂层起支撑作用；
(2)高温透波隔热层陶瓷腔体的制作：根据实际加热腔腔体形状和尺寸要求，制作一定形状的陶瓷纤维棉、毯、和/或陶瓷板腔体；既可以用陶瓷纤维棉或毯卷成一定形状的腔体，也可以用陶瓷板搭接或对接成一定形状的腔体，也可以向专业生产厂家定做一体化的不同形状和不同尺寸的陶瓷板腔体，还可以在已制成的陶瓷板腔体的内表面再贴一层陶瓷纤维棉或陶瓷纤维毯；
(3)外部金属框架的制作：根据实际加热腔腔体形状和尺寸要求制作一定形状的金属框架，金属框架制作成可拆装模式或永久性的焊接模式；上述步骤(1)中的金属板或多孔薄金属板支撑腔体、步骤(2)中的透波隔热层陶瓷腔体和步骤(3)中的外部金属框架，这三者的形状和尺寸一定要相互匹配，并且三者在制作和装配顺序上根据需要进行调整以便于操作；
(4)将微波吸收组分、水玻璃和/或高温胶相互混合制成具有触变性的浆料；
(5)高温微波吸收涂层的制作：将上述浆料均匀的人工涂覆或借助机械涂覆在步骤(1)中的无孔薄金属板或多孔薄金属板支撑腔体的外表面，或者涂覆在步骤(2)陶瓷纤维棉、毯、和/或陶瓷板腔体的内表面，涂层厚度视需要而定；最终将该涂层、步骤(1)的金属板支撑腔体和步骤(2)的透波隔热层陶瓷腔体三者压合在一起，同时用金属框架固定和支撑上述透波隔热层陶瓷腔体；
(6)透波硬化层的制作：在陶瓷纤维棉和/或陶瓷板腔体的外表面人工涂覆或借助机械涂覆少量的水玻璃，并在水玻璃上人工喷洒或借助机械喷洒少量的石英砂；
(7)将上述组合好的腔体放在微波场内加热到120℃干燥脱水，随后再加热至500℃预烧2h，最后再加热至800～1200℃预烧2h，即获得所述的易更换式高温微波加热腔；
(8)节能型易更换式高温微波加热腔既可以不含有内部的金属板或多孔薄金属板支撑腔体，也可以不含有表面的透波硬化层，也可以不含有金属框架，即：上述制作方法中的步骤(1)、(3)和(6)均可以省略；而且，用上述功能层制作的不同形状和不同尺寸的高温微波加热腔腔体既可以独立使用，也可以将多个腔体相互连通组成一个复杂的高温微波加热腔系统使用，还可以根据实际应用对加热腔的形状、尺寸和组合进行设计和控制。
5.根据权利要求1所述节能型易更换式高温微波加热腔，其特征在于，所述的高温微波加热腔在微波场内为非固定安装模式，可活动易更换，因此根据待加热物料的尺寸来方便地选择更换使用不同尺寸的加热腔进行匹配加热，即：大尺寸物料相应选择大尺寸加热腔，小尺寸物料相应选择小尺寸加热腔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910001063.8A CN101568206B (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910001063.8A CN101568206B (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101568206A CN101568206A (zh) | 2009-10-28 |
| CN101568206B true CN101568206B (zh) | 2014-07-30 |
Family
ID=41284073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910001063.8A Active CN101568206B (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101568206B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103194578B (zh) * | 2013-04-19 | 2015-11-25 | 申偲伯 | 微波能高温气氛热处理炉 |
| US9287106B1 (en) | 2014-11-10 | 2016-03-15 | Corning Incorporated | Translucent alumina filaments and tape cast methods for making |
| CN104812115B (zh) * | 2015-04-20 | 2016-03-30 | 石河子大学 | 一种微波加热装置及方法 |
| US20170114225A1 (en) | 2015-10-27 | 2017-04-27 | Schott Gemtron Corp. | Coating compositions for glass substrates |
| US10591652B2 (en) | 2015-11-20 | 2020-03-17 | Schott Gemtron Corp. | Multi-layer coated glass substrate |
| MX2019001461A (es) | 2016-08-03 | 2019-09-10 | Schott Gemtron Corp | Horno que tiene un sustrato de vidrio dieléctricamente revestido que absorbe radiación electromagnética y emite radiación térmica en la cavidad del horno. |
| CN107010869B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-04-30 | 顼吉君 | 一种微波热能制暖设备专用吸波发热储水容器 |
| JP6446573B1 (ja) * | 2018-01-18 | 2018-12-26 | マイクロ波化学株式会社 | マイクロ波処理装置、および炭素繊維の製造方法 |
| CN111810096B (zh) * | 2020-07-17 | 2022-04-08 | 中国海洋石油集团有限公司 | 天然气水合物自动微波搅拌加热分解装置及其使用方法 |
| CN114709068B (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 四川大学 | 微波场电场磁场耦合提升锰锌铁氧体磁性能的装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2537194Y (zh) * | 2002-03-28 | 2003-02-19 | 张其予 | 一种微波加热器 |
| CN1511058A (zh) * | 2000-12-15 | 2004-07-07 | 普莱克斯技术有限公司 | 通过微波加热来蒸发液体的方法 |
| CN1740698A (zh) * | 2005-09-22 | 2006-03-01 | 张敬胜 | 液体微波加热器 |
| CN1751635A (zh) * | 2005-10-26 | 2006-03-29 | 张敬胜 | 发热内胆式微波锅 |
| CN1832638A (zh) * | 2005-03-07 | 2006-09-13 | 董俊英 | 一种由微波发热体提供热源的加热装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4759668B2 (ja) * | 2004-05-11 | 2011-08-31 | 株式会社Ｉｄｘ | マイクロ波加熱装置 |
-
2009
- 2009-01-21 CN CN200910001063.8A patent/CN101568206B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1511058A (zh) * | 2000-12-15 | 2004-07-07 | 普莱克斯技术有限公司 | 通过微波加热来蒸发液体的方法 |
| CN2537194Y (zh) * | 2002-03-28 | 2003-02-19 | 张其予 | 一种微波加热器 |
| CN1832638A (zh) * | 2005-03-07 | 2006-09-13 | 董俊英 | 一种由微波发热体提供热源的加热装置 |
| CN1740698A (zh) * | 2005-09-22 | 2006-03-01 | 张敬胜 | 液体微波加热器 |
| CN1751635A (zh) * | 2005-10-26 | 2006-03-29 | 张敬胜 | 发热内胆式微波锅 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开2005-322582A 2005.11.17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101568206A (zh) | 2009-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101568206B (zh) | 节能型易更换式高温微波加热腔及其制作方法 | |
| CN101568208B (zh) | 微波与发热子混合加热式加热腔及其制作方法 | |
| CN101723707B (zh) | 一种耐高温反红外热辐射节能涂料的制备方法 | |
| CN105627760B (zh) | 一种高温烧结用的微波盛料装置 | |
| CN101323529B (zh) | 微波烧结中的梯度透波结构及其用于制备陶瓷材料的方法 | |
| CN100432008C (zh) | 微波焙烧炉 | |
| CN2687594Y (zh) | 可控气氛微波高温加热炉 | |
| CN107188596A (zh) | 多孔梯度氮化硅‑碳化硅复相陶瓷及其制备方法和用途 | |
| CN101568209A (zh) | 一种用于液体和/或气体加热的微波加热器 | |
| Benavente et al. | Fabrication of near-zero thermal expansion of fully dense β-eucryptite ceramics by microwave sintering | |
| CN1307121C (zh) | 利用电磁加工陶瓷的方法 | |
| CN103102155B (zh) | 一种埋入式远红外加热器电热陶瓷及其制备方法 | |
| Clark et al. | What is Microwave Processing? | |
| CN109717738A (zh) | 烹饪用非金属加热装置 | |
| CN105517212B (zh) | 一种埋入式加热板及其制备方法 | |
| CN101568207B (zh) | 微波加热板和加热腔及其制作方法 | |
| CN106065204A (zh) | 一种节能型工业炉窑 | |
| CN103265266B (zh) | 一种微波烧结硅藻土砖的配方及制备方法 | |
| JP4448479B2 (ja) | 電磁誘導加熱調理器用容器およびその製造方法並びに電磁誘導加熱調理器ないし電磁誘導加熱炊飯器 | |
| CN110220382A (zh) | 一种具有空气隔热和热辐射反射层的节能炉膛及其制备方法 | |
| CN104944929A (zh) | 一种氧化铝陶瓷球的微波烧结方法及辅助加热装置 | |
| CN100516000C (zh) | 一种电流加热结合辐射加热的双加热模式快速烧结方法 | |
| CN201585163U (zh) | 微波高温加热炉 | |
| Possamai et al. | Numerical simulation of the fast firing of alumina in a box furnace | |
| CN104553164B (zh) | 一种高强纳米陶瓷纤维反辐射绝热板及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150925 Address after: 063020, Tangshan City Road, Hebei Province North cylinder kiln road and Ronghua Road intersection 600 meters east Patentee after: Tangshan Ren Yuan Microwave Instrument Co., Ltd. Patentee after: Xu Yanji Address before: 100084 4, building 15, southwest 301, Tsinghua University, Beijing, Haidian District Patentee before: Xu Yanji |