CN104190291A - 连续式微波加热双轴搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于微波加热技术领域。一种连续式微波加热双轴搅拌装置，包括单个双轴搅拌器或多个依次连通设置的双轴搅拌器，所述的双轴搅拌器壳体上均设置有微波馈口，在微波馈口上设有对应的微波加热装置，所述的微波加热装置包括设置在壳体外侧的微波发生源、连接微波发生源和双轴搅拌器内腔的波导管、以及设置在波导管端部的透波隔离窗。本发明采用高效的微波加热方式提供反应所需温度条件，大大减少了能源的消耗，同时也大大简化了整套装置的复杂程度，提高了设备可靠性，同时节省了空间，降低了成本。

Description

连续式微波加热双轴搅拌装置

技术领域

本发明属于微波加热技术领域，具体涉及一种连续式微波加热双轴搅拌装置。

背景技术

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：化工、冶金、医药、食品、造纸、木材等。其发挥的作用包括：灭菌、干燥、干馏、烧结、焙烧等。传统所用加热炉是采用电阻丝、硅碳棒、石墨等作为发热元件，将炉膛加热后，通过辐射和传导对物料由外向内加热，属于外加热方式，加热时间长、能耗大、加热不均匀，影响产品性能。

微波加热的过程简单说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，属于内加热方式，加热迅速、均匀，没有温度梯度，在微波加热中，微波能只能被极性分子介质吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，也没有经过其他中间转换环节，因此除少量的传输损耗外几乎无其他损耗。比一般常规加热省电约 30％～ 50％，生产环境也明显改善。

对于微波加热，其介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、氮化铝、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：聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、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。

此外，根据微波加热不同极性分子介质的加热速率不同，可以提高物料的品质。比如，煤中的某些杂质( 例如硫、磷及其它碱金属 )，与煤的加热速率不同，微波处理可以用来减少这些杂质而不氧化煤，所以微波加热的应用，能够获得能耗低、质量好的效果，微波加热的热惯性极小。若配用微机控制，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。可以降低运行费用。

在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准，是一种十分安全无害的高新技术，传统的加热过程所用设备，有：回转窑、隧道窑、电热炉、流化床等。这些加热炉需要配套设备，而且占用空间大。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种微波加热，设备集成度强，功能多样化、体积小型化，物料传动和物料的加热更加均匀和高效，能够实现连续性生产的连续式微波加热双轴搅拌装置。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种连续式微波加热双轴搅拌装置，包括单个双轴搅拌器或多个依次连通设置的双轴搅拌器，所述的双轴搅拌器壳体上均设置有微波馈口，在微波馈口上设有对应的微波加热装置，所述的微波加热装置包括设置在壳体外侧的微波发生源、连接微波发生源和双轴搅拌器内腔的波导管、以及设置在波导管端部的透波隔离窗。

所述的双轴搅拌器的物料添加进料口和成品出料口处分别设置有给料装置和出料装置，所述的给料装置和出料装置均包括料斗和设置在料斗上的旋转阀。

所述的双轴搅拌器包括底座、设置在底座上部的壳体、平行设置在壳体内部的两搅拌轴、设置在搅拌轴上的搅拌桨、以及设置在搅拌轴端部的动力机构，所述的两搅拌轴相向运动。

所述的双轴搅拌器的壳体外侧设置有保温层。

所述的透波隔离窗为密封设置在波导管端部的纯氧化铝陶瓷板。

所述的搅拌轴和壳体均为金属材料制成，所述的搅拌桨为耐磨金属材料、或透波材料、或吸波材料制成。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

a、本发明通过将微波加热功能、物料输送功能和反应器功能集成在单个设备上，达到节省能源和设备多功能化、小型化的目的，同时，单台装置即可实现从物料到产品的转变，大大简化生产线的复杂程度；

b、本发明采用高效的微波加热方式提供反应所需温度条件，大大减少了能源的消耗，同时也大大简化了整套装置的复杂程度，提高了设备可靠性，同时节省了空间，降低了成本 ；

c、本发明全新设计的双轴搅拌装置，能增大物料和反应剂接触面积并在有限的空间内加大物料的行走路径，强化传热和保证反应时间，能够确保物料的快速反应，同时实现物料的大量快速输送；

d、本发明双轴搅拌装置中搅拌轴和搅拌桨的相向旋转，除了起到输送物料的作用外，还起到诸如 ：剪切加热物料、充分混合物料等作用，相应的搅拌机构参数和壳体参数皆可根据不同物料和反应进行相应调整，大大提高设备的通用性和适应性 ；

e、本发明采用物料定量输送，双轴搅拌装置内快速加热反应，因而能够快速、大量、连续性生产 ；同时构造比较简单、设备数量较少、能够实现整体大量的工业化复制 ；由于整套设备采用单元模块化设计，可以根据不同物料及现场条件灵活搭配设备数量，市场前景十分广阔；

f、过程全自动化控制程度高：本发明可以按照生产的要求和目的，进行自动化生产控制和设计，仅需工人确定控制的要求和程序，不用直接参与生产过程的控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一。

图2为图1中A-A向结构示意图。

图3为本发明的结构示意图之二。

图中序号：1为动力机构、2为底座、3为壳体、4为搅拌轴、5为搅拌桨、6为微波发生源、7为波导管、8为透波隔离窗、9为保温层、10为料斗、11为旋转阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

实施例一：参见图1、图2，一种连续式微波加热双轴搅拌装置，包括单个微波加热双轴搅拌器，所述的双轴搅拌器包括底座2、设置在底座2上部的壳体3、平行设置在壳体3内部的两搅拌轴4、设置在搅拌轴4上的搅拌桨5、以及设置在搅拌轴4端部的动力机构1，所述壳体3外侧设置有保温层9，所述的两搅拌轴4相向运动，所述的双轴搅拌器壳体上设置有微波馈口，在微波馈口上设有对应的微波加热装置，所述的微波加热装置包括设置在壳体3外侧的微波发生源6、连接微波发生源6和双轴搅拌器内腔的波导管7、以及设置在波导管7端部的透波隔离窗8，所述的透波隔离窗为8密封设置在波导管7端部的纯氧化铝陶瓷板。

所述的双轴搅拌器的物料添加进料口和成品出料口处分别设置有给料装置和出料装置，所述的给料装置和出料装置均包括料斗10和设置在料斗10上的旋转阀11。

其中旋转阀11能够保证物料的粒度规格统一、定量输入和产品的定量排出，同时保证隔绝外界气体；微波发生源6发射的微波能通过波导管7透过保温层9、壳体3、透波隔离窗8直接加热物料介质，物料通过微波的作用获得所需温度条件，搅拌桨5对物料的搅拌混合使得物料不仅能够均匀吸收微波能，而且温度不同的物料之间能够进行热传导，保证了物料内外温度一致。

所述的搅拌轴4和壳体3均为金属材料制成，所述的搅拌桨5为耐磨金属材料、或透波材料、或吸波材料制成，微波发生源6发射的微波在透过物料已经对物料进行加热的情况下，剩余的微波又被壳体3和搅拌轴4反射回物料，对物料进行二次微波加热，使得微波的加热作用得到加强。

实施例二：参见图2、图3，本实施例的结构与实施例一基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，包括多个依次连通的双轴搅拌器，相邻两搅拌器的出料口和进料口依次对应连通，能够实现整体大量的工业化复制 ；由于整套设备采用单元模块化设计，可以根据不同物料及现场条件灵活搭配设备数量，市场前景十分广阔。

本申请在实际应用中的实例1：粉碎后的印尼石油砂矿，经过由单台微波加热双轴搅拌器组成的反应装置加热至180℃左右，有少量油气混合物挥发。焙烧搅拌10分钟，得到乌黑疏松易于进一步加工生产的建筑防水材料的中间产品。该装置微波频率为 2450 兆赫兹，输出功率9KW，壳体长度2.5米。

实例2：粒度较小含水量为30%的粒煤，经过由单台微波加热双轴搅拌器组成的反应装置加热至90－95℃，有气体混合物挥发。干燥8分钟后，得到含水量为12.5%的粒煤。该装置微波频率为 2450 兆赫兹，输出功率9KW，壳体长度2.5米。

Claims (6)

1.一种连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：包括单个双轴搅拌器或多个依次连通设置的双轴搅拌器，所述的双轴搅拌器壳体上均设置有微波馈口，在微波馈口上设有对应的微波加热装置，所述的微波加热装置包括设置在壳体外侧的微波发生源、连接微波发生源和双轴搅拌器内腔的波导管、以及设置在波导管端部的透波隔离窗。

2.根据权利要求1所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：所述的双轴搅拌器的物料添加进料口和成品出料口处分别设置有给料装置和出料装置，所述的给料装置和出料装置均包括料斗和设置在料斗上的旋转阀。

3.根据权利要求1所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：所述的双轴搅拌器包括底座、设置在底座上部的壳体、平行设置在壳体内部的两搅拌轴、设置在搅拌轴上的搅拌桨、以及设置在搅拌轴端部的动力机构，所述的两搅拌轴相向运动。

4.根据权利要求1所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：所述的双轴搅拌器的壳体外侧设置有保温层。

5.根据权利要求1所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：所述的透波隔离窗为密封设置在波导管端部的纯氧化铝陶瓷板。

6.根据权利要求3所述的连续式微波加热双轴搅拌装置，其特征在于：所述的搅拌轴和壳体均为金属材料制成，所述的搅拌桨为耐磨金属材料、或透波材料、或吸波材料制成。