CN113353417A - 一种用于微波加热的物料盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于微波加热的物料盒，涉及微波加热领域。所述盒体的下底面上设有电极。本发明根据谐振腔理论和介质微扰理论，在所述物料盒内加入电极，改善电磁场分布，使电磁场能量较为均匀的聚集在所述物料盒内。可用于加热土壤及其他介质特性较差且对微波吸收特性较弱的物料，能够有效提升温升速率，缩短处理周期且降低加热能耗。在环保、化工材料、矿冶产品及其它应用领域具有较广泛的推广及应用价值。

Description

一种用于微波加热的物料盒
技术领域
本发明涉及微波加热领域，特别是一种用于微波加热的物料盒。
背景技术
随着微波加热技术的应用领域越来越广泛，其加热物料的种类也越来越多，比如土壤等介电常数数值较低的物料，聚集微波能量的能力弱，也就是说这类物料在微波加热时，内部的电磁场能量密度较低，物料升温慢，影响加热效率。
将微波技术应用于环保领域，加热具有一定厚度的有机污染土壤，能够使有机污染物升温、气化挥发与土壤分离，达到修复土壤的目的。但由于土壤的介电常数数值较低，其聚集微波能量的能力弱，因此使用现有设备加热时，土壤升温慢，加热效率低，进而影响有机污染物去除率，同时增加土壤微波热脱附能耗，使用成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种用于微波加热的物料盒，所述物料盒包括盒体，所述盒体内部的下底面上设有电极。所述电极能够使加热空间中更多的电磁场能量聚集于物料中，提高作用于物料的微波有功功率。
进一步地，所述盒体的下底面上设有绝缘保温层，所述绝缘保温层上设有石墨毡，所述电极设于绝缘保温层上。所述绝缘保温层具有绝缘与保温的效果，所述石墨毡用于导电，与电极结合更有利于形成电磁谐振，进而提高加热效率。
具体地，所述绝缘保温层自下而上包括石棉布，绝缘固定板和石棉布；所述绝缘固定板上设有安装孔，相邻两个安装孔之间的间距为50mm，所述电极一端固定在所述安装孔内。所述绝缘固定板能够使得电极安装更为便捷，相邻电极间距为50mm，能够更有效地增加物料盒内的电磁能量密度。
具体地，所述电极材质为铜或石墨或陶瓷。铜或石墨或陶瓷的材质的介电常数较高，利于聚集能量。
具体地，所述盒体的下底面上设有石棉布，所述石棉布上设有石墨毡；所述电极设于所述石墨毡上。所述石棉布用于绝缘与保温，所述石墨毡用于导电，与电极结合更有利于形成电磁谐振，进而提高加热效率。
具体地，所述电极包括陶瓷本体，所述陶瓷本体内填充有介质，所述介质为铜粉或石墨粉或陶瓷粉。铜粉或石墨粉或陶瓷粉能够提高所述电极的介电常数，进而聚集更多能量。
具体地，所述电极均匀分布在所述石墨毡上，且相邻两个电极之间的间距范围为50mm-100mm。相邻两个电极间距能够根据待加热物料特性进行适应性调整。
优选地，所述电极固定在所述石墨毡上。使得操作更方便。
优选地，相邻两个电极之间的间距为80mm。相邻电极间距为80mm，能够更有效地增加物料盒内的电磁能量密度。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明根据谐振腔理论和介质微扰理论，在用于微波加热的物料盒内加入电极，改善电磁场分布，使电磁场能量较为均匀的聚集在所述物料盒内，提高加热效率，降低使用成本。
附图说明
图1为本发明的用于微波加热的物料盒的结构示意图。
图2为本发明实施例一的用于微波加热的物料盒及电极结构的剖视图。
图3为本发明实施例二的用于微波加热的物料盒及电极结构的剖视图。
图4为本发明实施例三的用于微波加热的物料盒及电极结构的剖视图。
其中，1为金属物料盒，2为电极，3为绝缘保温层，4为物料，5为石棉布，6为绝缘固定板，7为石墨毡，8为陶瓷管，9为介质，10为陶瓷盖。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，物料盒1的形状为不含上底面的空心圆柱形，其高度为105mm，其底面直径为860mm，其材质为金属，所述物料盒内的下底面上设有绝缘保温层3，所述绝缘保温层3上设有电极2。
如图2所示，所述绝缘保温层3包括自下而上设置的石棉布5，绝缘固定板6和石棉布5，所述绝缘保温层3上还设有石墨毡7，所述绝缘固定板6上设有用于固定电极的螺纹孔，每两个相邻螺纹孔间距为50mm，所述电极2一端加工有螺纹，穿过石墨毡 7、石棉布5与绝缘固定板6连接。所述物料盒1的侧壁四周内面铺设有一层石棉布5，使得所述物料盒1与加热物料4绝缘。所述电极2有螺纹的一端安装在所述螺纹孔上。所述电极2的材质为铜或石墨或陶瓷。所述电极2为圆柱状，其底面直径为8mm，高度为90mm。
将物料4放置于所述物料盒中，再将所述物料盒放置于微波加热装置中。所述物料盒中每50mm设置一个高介电常数的电极。在加热物料4时，本发明使得更多的电磁能量聚集在物料4中，提高作用于物料的微波有功功率，进而提高加热效率。
实施例二
如图1和图3所示，物料盒1的形状为不含上底面的空心圆柱形，其高度为105mm，其底面直径为860mm，其材质为金属，所述物料盒内的下底面上设有石棉布5，所述石棉布5上设有石墨毡7，所述石墨毡上设有电极2。
如图3所示，所述物料盒1的侧壁四周内面铺设有一层石棉布5，使得所述物料盒 1与加热物料4绝缘。所述电极包括陶瓷本体及其内部填充的介质，所述陶瓷本体包括陶瓷管8和陶瓷盖10，所述陶瓷管8和所述陶瓷盖10组成底面直径为16mm的空心圆柱状结构，所述介质9为铜粉或石墨粉或陶瓷粉，其填充在所述陶瓷管8内部。所述陶瓷管8底部固定在所述石墨毡7上，每两个相邻电极之间的间距为80mm。
将物料4放置于所述物料盒中，再将所述物料盒放置于微波加热装置中。所述物料盒中每80mm设置一个所述陶瓷管，其内部装有高介电常数介质9，在加热物料4时，本发明使得更多的电磁能量聚集在物料4中，提高作用于物料的微波有功功率，进而提高加热效率。
实施例三
如图1和图4所示，物料盒1的形状为不含上底面的空心圆柱形，其高度为105mm，其底面直径为860mm，其材质为金属，所述物料盒内的下底面上设有石棉布5，所述石棉布5上设有石墨毡7，所述石墨毡上设有电极2。
如图4所示，所述物料盒1的侧壁四周内面铺设有一层石棉布5，使得所述物料盒 1与加热物料4绝缘。所述电极包括陶瓷本体及其内部填充的介质，所述陶瓷本体包括陶瓷管8和陶瓷盖10，所述陶瓷管8和所述陶瓷盖10组成底面直径为16mm的空心圆柱状结构，所述介质9为铜粉或石墨粉或陶瓷粉，其填充在所述陶瓷管8内部。所述金属物料盒侧壁四周内面再铺设一层石棉布5，使金属物料盒1与物料4绝缘。
将物料4放置于所述绝缘保温层3上，再将所述陶瓷管8插入所述物料4中，每相邻两个陶瓷管的间距相等且范围为50mm～100mm，然后将所述物料盒放置于微波加热装置中。在加热物料4时，本发明使得更多的电磁能量聚集在物料4中，提高作用于物料的微波有功功率，进而提高加热效率。同时，每两个相邻陶瓷管的间距可根据加热物料的特性在50mm～100mm范围内进行调整，可使得本发明应用范围更为广泛。
加热有机污染的土壤时，在常规设备中使用本发明提供的用于微波加热的物料盒能够使得土壤在微波加热时的温升速率提高60％以上，每吨耗电量降低45％以上，处理成本每吨降低50％左右。可见，本发明提供的用于微波加热的物料盒置于常规设备中提升土壤加热速率具有显著效果。所述常规设备指的是现有技术中使用的微波加热设备。
本发明所提供的的用于微波加热的物料盒亦可用于加热其他介质特性较差且对微波吸收特性较弱的物料，能够较高得提升温升速率，缩短处理周期且降低加热能耗。本发明在环保、化工材料、矿冶产品及其它应用领域具有较广泛的推广及应用价值。

Claims (9)

1.一种用于微波加热的物料盒，包括盒体，其特征在于，所述盒体内部的下底面上设有电极。
2.如权利要求1所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述盒体的下底面上设有绝缘保温层，所述绝缘保温层上设有石墨毡，所述电极设于绝缘保温层上。
3.如权利要求2所述的物料盒，其特征在于，所述绝缘保温层自下而上包括石棉布，绝缘固定板和石棉布；所述绝缘固定板上设有安装孔，相邻两个安装孔之间的间距为50mm，所述电极一端固定在所述安装孔内。
4.如权利要求3所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述电极材质为铜或石墨或陶瓷。
5.如权利要求1所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述盒体的下底面上设有石棉布，所述石棉布上设有石墨毡；所述电极设于所述石墨毡上。
6.如权利要求5所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述电极包括陶瓷本体，所述陶瓷本体内填充有介质，所述介质为铜粉或石墨粉或陶瓷粉。
7.如权利要求6所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述电极均匀分布在所述石墨毡上，且相邻两个电极之间的间距范围为50mm-100mm。
8.如权利要求5～7任一所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，所述电极固定在所述石墨毡上。
9.如权利要求8所述的用于微波加热的物料盒，其特征在于，相邻两个电极之间的间距为80mm。
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