CN111271941A - 用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，它包括封闭的屏蔽盒，所述屏蔽盒内包括微波电源组件和磁控管组件；微波电源组件包括微波电源油槽，微波电源油槽内设置有微波电源和油冷却换热器，每个微波电源一端设置有电源控制复合线，油冷却换热器两端分别设置有换热器进水管和换热器出水管；磁控管组件包括两排带水冷夹套的磁控管；每排磁控管的水冷夹套通过相互平行的冷却水管串联连接；微波电源通过电源电缆与对应的每个带水冷夹套的磁控管连通。本发明的微波原件放置在真空环境中，屏蔽盒通过管道与大气连接，微波原件全部处于常压状态，消除了真空电离对磁控管的干扰，实现了磁控管在真空设备内正常工作。

Description

用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件

技术领域

本发明涉及微波真空干燥领域，具体涉及一种用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件。

背景技术

微波加热是一种辐射加热，是微波对物体直接发生作用，使其内外同时被加热，无须通过对流或传导来传递热量，所以加热速度快、热效率高、处理时间短，物料内外温度均匀，因此节约能源，干燥效率高，干燥质量好。微波真空干燥设备是微波能技术与真空技术相结合，它兼备了微波干燥及真空干燥的优点，同时克服了常规真空干燥温度高、时间长、能耗大的缺点，在一般物料干燥过程中，干燥温度30-60摄氏度，具有干燥产量高、质量好、加工成本低，同时通过智能化控制系统可以精确控制水分等优点。

现有的技术，真空罐内使用微波加热设备，有如下缺点：

1.微波核心加热元件，在真空状态下使用时，会产生真空电离现象，导致磁控管不能工作，因此，现有的微波真空干燥设备，只能将磁控管安装在真空容器的外部(如图)，将微波发射窗口进行封闭，然后对真空容器进行加热。此种结构，导致无法设计出大型的微波真空干燥设备，更无法设计出多层微波真空加热设备。

2.每个微波发生器-磁控管，都需要单独的微波电源，该电源输出4000伏的高压，该电源需要用油冷却，同时，该电源离磁控管距离越远，电流的衰减越严重，增加设备的能耗，因此，电源距离磁控管的距离需要控制在尽可能短的距离，这样，也影响了设备的大型化。

3.每个微波加热原件，都需要水冷却、油冷却、电源电缆、控制电缆等辅助设施，如何在真空状态下将这些元件整合在一起，即满足磁控管在真空状态下正常工作的需要，又保证设备在真空状态下的可靠性，以便制作出大型的、多层结构的微波真空干燥设备，是一个还没有解决的问题。

4、多层微波真空干燥设备，在真空罐内，每一层微波加热装置，都有一个独立的谐振腔，微波原件发出的微波，在谐振腔内对物料作用，加热物料。为了避免微波泄露和互相之间的干扰，谐振腔必须是一个相对封闭的空间，腔体可以开孔，孔的大小和数量都有严格限制。物料被加热后，蒸发，产生大量的水蒸汽，虽然谐振腔在真空罐内，真空罐外有真空泵往外排气，但是，由于水蒸汽没有推动力，水蒸气聚集在谐振腔内无法排出，影响干燥的正常进行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件。

为实现上述目的，本发明所设计一种用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，所述集成微波原件设置在于真空罐内的微波加热谐振腔的外部，它包括封闭的屏蔽盒，所述屏蔽盒内包括微波电源组件和磁控管组件；所述微波电源组件包括微波电源油槽，所述微波电源油槽内设置有微波电源和油冷却换热器，每个微波电源一端设置有电源控制复合线，所述电源控制复合线另一端伸出微波电源油槽和屏蔽盒并通过保护管道穿过真空罐进入常压环境，所述保护管道一端安装在屏蔽盒盒壁上，另一端安装在真空罐壁上，所述油冷却换热器两端分别设置有换热器进水管和换热器出水管；所述换热器进水管和换热器出水管均伸出屏蔽盒外并与外壁水管连接；所述磁控管组件包括两排的带水冷夹套的磁控管；且两排带水冷夹套的磁控管设置在微波电源油槽的两侧；每排磁控管的水冷夹套通过相互平行的冷却水管串联连接；所述冷却水管道穿过屏蔽盒与盒外部的管路连接；所述微波电源通过电源电缆与对应的每个带水冷夹套的磁控管连通。

进一步地，所述磁控管包括由上至下依次设置有磁控屏蔽盒、微波发生盒和波导腔；所述磁控屏蔽盒侧壁上设置有电源输入端子，所述电源输入端子端部设置有电源丝；所述电源丝与微波电源的电源电缆连通；

所述微波发生盒内竖直设置有微波发生器，所述微波发生器外部设置有水冷夹套和两个磁铁块，且两个磁铁块对称设置在水冷夹套上下两端；所述水冷夹套上对称设置有进出水口；所述带水冷夹套的磁控管通过进出水口串联连接成一排；

所述微波发生器向上穿过磁铁块进入磁控屏蔽盒，所述磁控屏蔽盒内的微波发生器上端设置有扼流线圈，所述扼流线圈伸入电源输入端子与电源丝连接；所述微波发生器向下穿过磁铁块进入波导腔；所述波导腔内的微波发生器下端设置有微波天线。

再进一步地，所述微波发生盒通过螺栓固定在波导腔上部，所述微波发生盒和波导腔之间设置有固定板，所述固定板中间开孔作为微波天线窗口。

再进一步地，所述波导腔底部设置有密封板，所述密封板通过紧固螺丝、或焊接、或者通过胶粘剂固定在谐振腔上部，所述密封板上开设有微波发射窗口。

再进一步地，所述微波发射窗口由不吸收微波的材料密封，所述不吸收微波的材料选自聚四氟乙烯、陶瓷和石英。

本发明的有益效果：

1.本发明微波加热原件放置在真空环境中，屏蔽盒通过管道与大气连接，所有微波原件全部处于常压状态，消除了真空电离对磁控管的干扰，实现了磁控管在真空设备内正常工作。

2.本发明将磁控管、微波电源等原件，集成在一个密闭空间内，便于微波原件之间的冷却水路、电路的连接，将磁控管和微波电源的连接距离，缩短到最低限度，避免电流衰减。

3.本发明可以将大量的磁控管、微波电源整合在一起，减少了设备体积，提高了设备的可靠性，同时消除了真空对微波原件的干扰，简化了微波真空干燥的设备结构，可以在一个真空罐内，布置多层的微波加热装置，使得微波真空干燥设备能够大型化。

4.本发明装置在谐振腔内安装通过阀门控制流量的通气管道，在真空状态下，可以通过从真空罐外导入的空气，强制水蒸汽流动，避免了水蒸汽在谐振腔内聚集。

附图说明

图1为用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件的示意图；

图2为带水冷夹套的磁控管排布的示意图；

图3为带水冷夹套的磁控管的示意图；

图4为磁控管的剖视图；

图5为固定板的示意图；

图6为磁控管安装在微波谐振腔上部的示意图；

图7为集成微波原件安装在真空罐内的示意图；

图中，屏蔽盒1、微波电源油槽2、微波电源3、油冷却换热器4、电源控制复合线3.1、电源电缆3.2、油冷却换热器4、换热器进水管4.1、换热器出水管4.2、保护管道5、带水冷夹套的磁控管6、磁控屏蔽盒6.1、电源输入端子6.11、电源丝6.12、微波发生盒6.2、波导腔6.3、微波发生器6.4、扼流线圈6.41、微波天线6.42、水冷夹套6.5、进出水口6.51、磁铁块6.6、固定板6.7、微波天线窗口6.71、密封板6.8、微波发射窗口6.81、紧固螺丝6.9、冷却水管7、真空罐8、微波加热谐振腔9、集成微波原件10、加热物料11、通气管道12。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

如图1～6所示的用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，集成微波原件设置在于真空罐8内的微波加热谐振腔的外部，它包括封闭的屏蔽盒1，屏蔽盒1内包括微波电源组件和磁控管组件；微波电源组件包括微波电源油槽2，微波电源油槽2内设置有微波电源3和油冷却换热器4，每个微波电源3一端设置有电源控制复合线3.1，电源控制复合线3.1另一端伸出微波电源油槽2和屏蔽盒1并通过保护管道5穿过真空罐进入常压环境，保护管道5一端安装在屏蔽盒盒壁上，另一端安装在真空罐壁上，油冷却换热器4两端分别设置有换热器进水管4.1和换热器出水管4.2；换热器进水管4.1和换热器出水管4.2均伸出屏蔽盒1外并与外壁水管连接；磁控管组件包括两排的带水冷夹套的磁控管6；且两排带水冷夹套的磁控管6设置在微波电源油槽2的两侧；每排带水冷夹套的磁控管6之间通过相互平行的冷却水管7串联连接；冷却水管道7穿过屏蔽盒与盒外部的管路连接；微波电源3通过电源电缆3.2与对应的每个带水冷夹套的磁控管6连通；其中，

磁控管6包括由上至下依次设置有磁控屏蔽盒6.1、微波发生盒6.2和波导腔6.3；磁控屏蔽盒6.1侧壁上设置有电源输入端子6.11，电源输入端子6.11端部设置有电源丝6.12；电源丝6.12与微波电源3的电源电缆3.2连通；

微波发生盒6.2内竖直设置有微波发生器6.4，微波发生器6.4外部设置有水冷夹套6.5和两个磁铁块6.6，且两个磁铁块6.6对称设置在水冷夹套6.5上下两端；水冷夹套6.5上对称设置有进出水口6.51；冷却水管7通过与进出水口6.51连接将一排的带水冷夹套的磁控管6串联；微波发生器6.4向上穿过磁铁块6.6进入磁控屏蔽盒6.1，磁控屏蔽盒6.1内的微波发生器6.4上端设置有扼流线圈6.41，扼流线圈6.41伸入电源输入端子6.11与电源丝6.12连接；微波发生器6.4向下穿过磁铁块6.6进入波导腔6.3；波导腔6.3内的微波发生器6.4下端设置有微波天线6.42。

微波发生盒6.2通过螺栓固定在波导腔6.3上部，微波发生盒6.2和波导腔6.3之间设置有固定板6.7，固定板6.7中间开孔作为微波天线窗口6.71；波导腔6.3底部设置有密封板6.8，密封板6.8通过紧固螺丝6.9、或焊接、或者通过胶粘剂固定在波导腔6.3外沿，密封板6.8上开设有微波发射窗口6.81。

微波发射窗口6.81由不吸收微波的材料密封，不吸收微波的材料选自聚四氟乙烯、陶瓷和石英。

上述用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件的制作方法，

如图7所示：将上述集成微波原件10安装在真空罐8内的微波加热谐振腔9上对加热物料11进行加热；且每个微波加热谐振腔9的腔壁上安装有通气管道12，该通气管道12伸出真空罐8；该通气管道12连接大气、能够控制通气量。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，所述集成微波原件设置在于真空罐内的微波加热谐振腔的外部，其特征在于：它包括封闭的屏蔽盒(1)，所述屏蔽盒(1)内包括微波电源组件和磁控管组件；所述微波电源组件包括微波电源油槽(2)，所述微波电源油槽(2)内设置有微波电源(3)和油冷却换热器(4)，每个微波电源(3)一端设置有电源控制复合线(3.1)，所述电源控制复合线(3.1)另一端伸出微波电源油槽(2)和屏蔽盒(1)并通过保护管道(5)穿过真空罐进入常压环境，所述保护管道(5)一端安装在屏蔽盒盒壁上，另一端安装在真空罐壁上，所述油冷却换热器(4)两端分别设置有换热器进水管(4.1)和换热器出水管(4.2)；所述换热器进水管(4.1)和换热器出水管(4.2)均伸出屏蔽盒(1)外并与外壁水管连接；所述磁控管组件包括两排带水冷夹套的磁控管(6)；且两排带水冷夹套的磁控管(6)设置在微波电源油槽(2)的两侧；每排磁控管(6)的水冷夹套通过相互平行的冷却水管(7)串联连接；所述冷却水管道(7)穿过屏蔽盒(1)与盒外部的管路连接；所述微波电源(3)通过电源电缆(3.2)与对应的每个带水冷夹套的磁控管(6)连通。

2.根据权利要求1所述用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，其特征在于：所述磁控管(6)包括由上至下依次设置有磁控屏蔽盒(6.1)、微波发生盒(6.2)和波导腔(6.3)；所述磁控屏蔽盒(6.1)侧壁上设置有电源输入端子(6.11)，所述电源输入端子(6.11)端部设置有电源丝(6.12)；所述电源丝(6.12)与微波电源(3)的电源电缆(3.2)连通；

所述微波发生盒(6.2)内竖直设置有微波发生器(6.4)，所述微波发生器(6.4)外部设置有水冷夹套(6.5)和两个磁铁块(6.6)，且两个磁铁块(6.6)对称设置在水冷夹套(6.5)上下两端；所述水冷夹套(6.5)上对称设置有进出水口(6.51)；所述带水冷夹套的磁控管(6)的冷却水管(7)通过进出水口(6.51)串联连接成一排；

所述微波发生器(6.4)向上穿过磁铁块(6.6)进入磁控屏蔽盒(6.1)，所述磁控屏蔽盒(6.1)内的微波发生器(6.4)上端设置有扼流线圈(6.41)，所述扼流线圈(6.41)伸入电源输入端子(6.11)与电源丝(6.12)连接；所述微波发生器(6.4)向下穿过磁铁块(6.6)进入波导腔(6.3)；所述波导腔(6.3)内的微波发生器(6.4)下端设置有微波天线(6.42)。

3.根据权利要求2所述用于真空状态下的抗干扰集成微波加热原件，其特征在于：所述微波发生盒(6.2)通过螺栓固定在波导腔(6.3)上部，所述微波发生盒(6.2)和波导腔(6.3)之间设置有固定板(6.7)，所述固定板(6.7)中间开孔作为微波天线窗口(6.71)。

4.根据权利要求2所述用于真空环境中的抗干扰磁控管，其特征在于：所述波导腔(6.3)底部固定在谐振腔上部，设置有密封板(6.8)，所述密封板(6.8)通过紧固螺丝(6.9)、或焊接、或者通过胶粘剂固定在谐振腔上部，所述密封板(6.8)上开设有微波发射窗口(6.81)。

5.根据权利要求4所述用于真空环境中的抗干扰磁控管，其特征在于：所述微波发射窗口(6.81)由不吸收微波的材料密封，所述不吸收微波的材料选自聚四氟乙烯、陶瓷和石英。

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