CN111526622B - 一种粉末专用的卧式连续微波加热炉、加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种粉末专用的卧式连续微波加热炉、加热方法，该卧式连续微波加热炉包括多个加热单元以及与其水平串联的冷却单元；各单元均设有搅拌轴，且底部均设有法兰出料管，接缝处设置有非金属活动挡板；该卧式连续微波加热炉顶部炉盖设有进料管、排气管、微波输入管，底部设有带关节和升降缸的支撑脚。本发明可实现粉末的电阻加热以及微波加热，并形成一条包括进料、加热、冷却、出料的不间歇的工作路线，数个工序可同时进行，简化生产步骤，提高生产效率。

Description

一种粉末专用的卧式连续微波加热炉、加热方法

技术领域

本发明涉及粉末热处理技术领域，更具体地，涉及一种粉末专用的卧式连续微波加热炉。

背景技术

现有技术对于粉末热处理大多采用间歇式加热炉，粉末的进炉、加热、领取、出炉等一系列工序都需分开进行，同一次投入炉内的物料需均完成加热再进行统一冷却、出料包装，而后才能投入下一批次的物料，这样基于间歇炉的加工，耗时耗能，生产效率较低，单位时间产量受限。

发明内容

针对现有技术的缺陷与不足，本发明提出一种可不间歇工作，生产效率高的粉末专用的卧式连续微波加热炉，具体技术方案如下：

一种粉末专用的卧式连续微波加热炉，包括炉身（1）、加热单元（2）、冷却单元（3），底座（4）、炉盖（5）、微波输入管（6）、进料通道（7）、排气通道（8）、测温部件（11）、微波装置，其特征在于，

加热单元（2）与冷却单元（3）均为底部带半圆的U型槽状容器，多个水平串联的加热单元（2）与冷却单元（3）水平串联；在所述加热单元（2）、冷却单元（3）的每一个U型槽状容器的半圆圆心位置设有水平贯通U型槽两端板的带搅拌螺带和（或）搅拌梨刀的搅拌轴（201）、（301）；每一个U型槽状容器底部均设有出料管；所述加热单元（2）之间的连接缝处设有非金属活动挡板（9）；所述加热单元（2）的槽状容器外侧设有电阻加热元件和保温层；

所述炉盖（5）上设有至少一个微波输入管（6），炉盖（5）内侧设有轻质材料保温层；或炉盖（5）为可通循环冷却水的夹层不锈钢结构；所述微波输入管（6）顶部设有波导模式转换器（601），内部设有石英玻璃（602）和位于其下方的环形气体分配进气管(603)；所述环形气体分配进气管（603）串联干路气体流量计（604）；所述干路气体流量计（604）的进气端连接至少两条支路流量计（605）、（606）；

所述底座（4）两端设有带关节支撑脚（401）、（402）；所述支撑脚（402）设置于靠近加热单元一端，并设有升降缸；

所述进料通道（7）设置在距冷却单元（3）最远的加热单元（2）上方的炉盖端部，所述排气通道（8）为设置在冷却单元（3）上方；冷却单元（3）的壳体为可通循环冷却水的夹层不锈钢结构；所述冷却单元（3）的容积大于加热单元（2）的容积。

进一步地，可采用一个微波装置驱动一个波导模式转换器(601)，也可采用一个微波装置驱动驱动多个波导模式转换器(601)。

进一步地，所述加热单元（2）与冷却单元（1）的各搅拌轴分别配备驱动装置。

进一步地，所述加热单元（2）与冷却单元（3）均设有观测窗口。

进一步地，所述所述加热单元（2）的槽状容器外侧的电阻加热元件可取舍。

进一步地，所述加热单元（2）与冷却单元（3）的法兰出料管均设有阀门与计量泵。

进一步地，所述微波输入管设置于两个加热单元（2）连接处的上方。

进一步地，所述排气通道（3）中设有多个水平并联布置的粉尘过滤器（801）；所述粉尘过滤器（801）上方设有用于维护过滤器的活动接头（803）；所述排气通道（8）通过活动接头（803）与炉外废气净化装置相通。

进一步地，所述测温部件（11）布置于炉盖（5）上，其为热电偶或光学测温探头。

基于上述技术方案，可提出一种粉末热处理连续工作方法，具体步骤如下：先开启搅拌轴（201）、（301），将加工物料以流量可控、可调方式从进料通道（7）送入加热单元，在搅拌轴作用和物料的不断输入作用下，物料从隔板（9）上方溢出到下一个加热单元（2），通过观测窗口检测到物料平面（10）接近工艺高度后，启动加热单元（2）电阻加热器和微波加热装置，实施电阻和微波双加热方式，并暂停进料；或物料平面（10）接近工艺高度后，只启动微波加热装置，实施单独微波加热方式并暂停进料；当测温探头（11）的示值达到初始化工艺值后，继续进料，并统调每个搅拌轴的转速、支撑脚（402）的高度、非金属活动挡板（9）的高度、进料速度、微波加热功率使物料在炉中的流量和温度达到工艺值，随着炉内物料的积累，物料溢出到冷却单元（3），通过冷却单元（3）观测窗口（305）检测到冷却单元的物料平面达到工艺高度后，整定计量泵（304）的转速和进料速度的使物料流速达到平衡，物料经冷却单元（3）冷却后再经出料管（302）、阀门（303）、计量泵（304）以流量可控、可调形式输送到炉外包装装置或指定位置，实现连续作业；停止进料和加热工作后，冷却单元继续出料，直到出完为止，由于非金属活动挡板（9）下方的加热单元中的物料残留在加热单元（2）中，搅拌轴继续工作，直到确认加热单元中的物料温度降低到工艺值后，打开计量泵（204）将加热单元中的残留物料输送到炉外包转装置或指定位置，至此工作结束。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明所提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉设有水平串联的加热单元与冷却单元，并外置可升降与倾斜的支撑脚，粉末物料可依次从各个加热单元溢出并流入冷却单元，并形成一条包括进料、加热、冷却、出料的不间歇的工作路线，数个工序可同时进行，简化生产步骤，提高生产效率。

（2）本发明所提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉的冷却单元与加热单元均设有出料管，可确保完成热处理的粉末卸料完全；且在进料通道与出料管上均设有计量泵，可通过调节计量泵起到保持整个炉内进出物料平衡的效果。

（3）本发明所提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉的加热单元即可采用电阻元件加热，又可进行微波加热，适用于不同粉末的热处理要求。

（4）本发明所提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉设有多个通入气体的流量计，可根据热处理的具体需要向炉内通入多种工作气体或保护气体。

附图说明

图1为本发明所提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图所示，本实施例提供一种粉末专用的卧式连续微波加热炉，包括炉身1、加热单元2、冷却单元3，底座4、炉盖5、微波输入管6、进料通道7、排气通道8、测温部件11、微波装置；加热单元2与冷却单元3均为底部带半圆的U型槽与两端的平板焊接而成的可装载物料的容器；多个加热单元2与冷却单元3水平串联；加热单元2、冷却单元3 的每一个U型槽状容器的半圆圆心位置设有水平贯通U型槽两端板的带搅拌螺带和（或）搅拌梨刀的搅拌轴201、301，且底部均设有带法兰出料管202、302；加热单元2之间的连接缝处设有非金属活动挡板9；加热单元2设有电阻加热元件和保温层；炉盖5上设有至少一个微波输入管6；所述微波输入管顶部设有波导模式转换器601，内部设有石英玻璃602及其下方的气体环形分配进气管603；所述气体环形分配进气管603串联干路气体流量计604；所述干路气体流量计的进气端连接至少两条支路流量计604；底座4两端设有带关节支撑脚401、402；所述支撑脚402设置于靠近加热单元一端，并设有升降缸；进料通道7设置在距冷却单元3最远的加热单元2上方的炉盖端部，排气通道8为设置在冷却单元3上。

本实施例提供的粉末专用的卧式连续微波加热炉具体工作方式如下：先开启搅拌轴201、301，将加工物料以流量可控、可调方式从进料通道7送入加热单元2，在搅拌轴作用和物料的不断输入作用下，物料从陶瓷隔板9上方溢出到下一个加热单元2，通过观测窗口205检测到物料平面10接近工艺高度后，启动加热单元2的U型槽外侧的电阻加热器和微波加热装置，实施电阻和微波双加热方式，并暂停进料；或物料平面10接近工艺高度后，只启动微波加热装置，实施单独微波加热方式并暂停进料；波导模式转换器601上设有可调节天线，波导模式转换器601通过波导与微波装置相连，本实施例中可采用一个微波装置驱动一个波导模式转换器601，也可采用一个微波装置驱动驱动多个波导模式转换器601；观测窗口上安装有红外线发射、接受装置，当两两窗口之间的红外线传递发生干涉，即可得知物料平面10已接近达到工艺高度。

当测温探头11的示值达到初始化工艺值后，即首批进料已达到所需的加热温度时，继续进料；测温部件11可以是热电偶，也可以是光学测温探头，数量可以是多个，如果是热电偶测温，热电偶可插入偏离搅拌轴201的搅拌螺带旋转轨迹区的物料中，也可置于物料平面10的上方；之后统调每个搅拌轴的转速、带升降缸支撑脚402的高度、非金属活动挡板9的高度、进料速度、微波加热功率使物料在炉中的流量和温度达到工艺值，随着炉内物料的积累以及炉体的倾斜，物料溢出到冷却单元3；设置多个加热单元的目的在于，既增大了容积，又确保物料依次流经多个加热单元，进行充分的热处理再被送入冷却单元；冷却单元3的容积大于加热单元2的容积，且冷却单元3的壳体为可通循环冷却水的夹层不锈钢结构，通过壳体水冷却作用和搅拌轴301的搅拌作用，冷却炉体中的物料可快速降温到工艺要求。

通过冷却单元3观测窗口305检测到冷却单元的物料平面达到工艺高度后，整定计量泵304的转速和进料速度的使物料流速达到平衡，物料经冷却单元3冷却后再经出料管302、阀门303、计量泵304以流量可控、可调形式输送到炉外包装装置或指定位置，实现连续作业；停止进料和加热工作后，冷却单元继续出料，直到出完为止，由于非金属活动挡板9下方的加热单元中的物料残留在U型槽中，搅拌轴继续工作，直到确认加热单元中的物料温度降低到工艺值后，打开阀门203、计量泵204将加热单元中的残留物料沿出料管202输送到炉外包转装置或指定位置，至此工作结束。

对于一些需要通入工作气体和保护气体才能进行热处理的粉末，可通过气体环形分配进气管沿微波输入管6通入工作气体或保护气体，每个环形分配进气管603串联一个气阀607和干路气体流量计604，工作气体Q1、Q2分别通过支路气体流量计605、606进入干路流量计604；进入每个环形分配进气管603的气体种类可以是两种以上，在多种工作气体模式下，支路气体流量计的数量与气体的种类数量相同；而气体环形分配进气管布置在石英玻璃602下方的一个好处在于，沿进气管360°通入微波输入管6内的气体可吹落附着于石英玻璃表面的粉尘，保证微波的无阻传递。

排气通道8上设有多个水平并联布置的粉尘过滤器801，粉尘过滤器的作用在于排空时，避免将物料粉末同时排出；在粉尘过滤器801上方设有用于维护过滤器的活动接头803，排气通道8通过活动接头803与炉外废气净化装置相通。

上述实施方式只是对本发明的进一步解释与说明，而并非对本发明的限定。对于本发明所属领域的普通技术人员，在上述发明构思的基础上所作出的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，包括炉身(1)、加热单元(2)、冷却单元(3)、底座(4)、炉盖(5)、微波输入管(6)、进料通道(7)、排气通道(8)、测温部件(11)、微波装置，

所述加热单元(2)由第一搅拌轴(201)及对应的U型槽、第一出料管道(202)及连接部件组成；所述冷却单元(3)由第二搅拌轴(301)及对应的U型槽、第二出料管道(302)及连接部件组成；

所述加热单元(2)与冷却单元(3)均为底部带半圆的U型槽状容器，多个水平串联的加热单元(2)与冷却单元(3)水平串联；在所述加热单元(2)、冷却单元(3)的每一个U型槽状容器的半圆圆心位置设有水平贯通U型槽两端板的带搅拌螺带和/或搅拌梨刀的第一搅拌轴(201)、第二搅拌轴(301)；每一个U型槽状容器底部均设有第一出料管道(202)或第二出料管道(302)；所述加热单元(2)之间的连接缝处设有非金属活动挡板(9)；所述加热单元(2)的U型槽状容器外侧设有电阻加热元件和保温层；

所述炉盖(5)上设有至少一个微波输入管(6)，炉盖(5)内侧设有轻质材料保温层，或/和炉盖(5)为可通循环冷却水的夹层不锈钢结构；所述微波输入管(6)顶部设有波导模式转换器(601)，内部设有石英玻璃(602)和位于其下方的环形气体分配进气管(603)；所述环形气体分配进气管(603)串联干路气体流量计(604)；所述干路气体流量计(604)的进气端连接至少两条支路第一气体流量计(605)、第二气体流量计(606)；

所述底座(4)两端设有带关节第一支撑脚(401)、第二支撑脚(402)；所述第二支撑脚(402)设置于靠近加热单元一端，并设有升降缸；

所述进料通道(7)设置在距冷却单元(3)最远的加热单元(2)上方的炉盖(5)的端部，所述排气通道(8)为设置在冷却单元(3)上方；冷却单元(3)的壳体为可通循环冷却水的夹层不锈钢结构；所述冷却单元(3)的容积大于加热单元(2)的容积。

2.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，一个微波装置驱动一个波导模式转换器(601)，或一个微波装置驱动多个波导模式转换器(601)。

3.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述加热单元(2)与冷却单元(3)的各搅拌轴分别配备驱动装置。

4.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述加热单元(2)与冷却单元(3)均设有观测窗口。

5.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述加热单元(2)的U型槽状容器外侧的电阻加热元件可取舍。

6.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述加热单元(2)和冷却单元(3)的带法兰出料管均设有阀门和出料用的计量泵。

7.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述微波输入管(6)设置于两个加热单元(2)连接处的上方。

8.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述排气通道(8)中设有多个水平并联布置的粉尘过滤器(801)；所述粉尘过滤器(801)上方设有用于维护粉尘过滤器的活动接头(803)；所述排气通道(8)通过活动接头(803)与炉外废气净化装置相通。

9.根据权利要求1所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，所述测温部件(11)布置于炉盖(5)上，其为热电偶或光学测温探头。

10.一种粉末热处理连续工作方法，基于权利要求1-9所述的粉末专用的卧式连续微波加热炉，其特征在于，具体工作步骤为，先开启，第一搅拌轴(201)、第二搅拌轴(301)，将加工物料以流量可控、可调方式从进料通道(7)送入加热单元，在搅拌轴作用和物料的不断输入作用下，物料从非金属活动挡板(9)上方溢出到下一个加热单元(2)，通过观测窗口检测到物料平面(10)接近工艺高度后，启动加热单元(2)微波加热装置和电阻加热器，实施微波和电阻双加热方式，并暂停进料；或物料平面(10)接近工艺高度后，只启动微波加热装置，实施单独微波加热方式并暂停进料；当测温部件(11)的示值达到初始化工艺值后，继续进料，并统一调整每个搅拌轴的转速、第二支撑脚(402)的高度、非金属活动挡板(9)的高度、进料速度、微波加热功率使物料在炉中的流量和温度达到工艺值，随着炉内物料的积累，物料溢出到冷却单元(3)，通过冷却单元(3)观测窗口(305)检测到冷却单元的物料平面达到工艺高度后，调整出料计量泵(304)的转速和进料速度，使物料流速达到平衡，物料经冷却单元(3)冷却后再经第二出料管道(302)、阀门(303)、出料计量泵(304)以流量可控、可调形式输送到炉外包装装置或指定位置，实现连续作业；停止进料和加热工作后，冷却单元继续出料，直到出完为止，由于非金属活动挡板(9)下方的加热单元中的物料残留在加热单元(2)中，搅拌轴继续工作，直到确认加热单元中的物料温度降低到工艺值后，打开出料计量泵(304)将加热单元中的残留物料输送到炉外包转装置或指定位置，至此工作结束。

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