CN114439957B - 插板阀、具有该插板阀的微波传输装置和微波加热系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及阀门技术领域，尤其涉及一种插板阀、具有该插板阀的微波传输装置和微波加热系统。其中，插板阀，包括壳体，所述壳体上设有用于与传输管道连通的连接口；阀体，设于壳体内，且阀体包括传动装置和与传动装置连接的阀芯；其中，阀芯包括用于将插板阀关断的阀板和用于将插板阀开启的波导管，波导管的内壁设有波纹；所述传动装置可伸缩的带动阀芯移动，以使所述插板阀在关断状态和开启状态切换。当阀板移动到与连接口相对的位置时，阀板将连接口覆盖，插板阀关断，当波导管移动到与连接口相对的位置时，插板阀开启，由于在波导管内设置波纹，微波在波导管内传输时损耗降低，提高了微波的传输效率。

Description

插板阀、具有该插板阀的微波传输装置和微波加热系统

技术领域

本公开涉及微波加热技术领域，尤其涉及一种插板阀、具有该插板阀的微波传输装置和微波加热系统。

背景技术

超高真空插板阀应用于微波加热系统中，主要用来隔断微波传输线与真空腔室。如果微波传输线的真空度遭到破坏，关闭超高真空插板阀，可以使得真空腔室的真空度不受影响。

微波加热系统使用的微波传输管路为波纹波导，波纹波导可以使HE₁₁模式的微波得到低损耗传输，而在空气或真空中HE₁₁模式的微波会迅速发散。使用现有的手动超高真空插板阀，插板阀处于开启状态时，插板阀腔体为真空状态，HE₁₁模式的微波在插板阀腔体内传输会有一定程度的发散，影响微波传输效率。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种插板阀、具有该插板阀的微波传输装置和微波加热系统。

本公开提供了一种插板阀，包括壳体，所述壳体上设有用于与传输管道连通的连接口；阀体，设于壳体内，且阀体包括传动装置和与传动装置连接的阀芯；其中，阀芯包括用于将插板阀关断的阀板和用于将插板阀开启的波导管，波导管的内壁设有波纹；所述传动装置可伸缩的带动阀芯移动，以使所述插板阀在关断状态和开启状态切换。

可选的，所述壳体上设有限位槽，所述限位槽沿平行于所述传动装置的伸缩方向延伸，所述传动装置上设有限位部，所述限位部伸入到所述限位槽内，且能够在所述限位槽内滑动。

可选的，所述限位部沿垂直于所述传动装置的伸缩方向设置。

可选的，所述壳体的内部中空形成腔体，所述连接口的数量为两个，两个所述连接口相对设置，且分别与所述腔体连通，两个所述连接口处分别设有用于与传输管道连接的第一法兰。

可选的，所述波导管的内径等于所述传输管道的内径。

可选的，还包括用于固定所述波导管的安装板，所述安装板与所述传动装置连接，所述波导管穿设所述安装板，且所述波导管的长度小于两个所述连接口之间的距离。

本公开还提供了一种微波传输装置，包括上述的插板阀和连接在所述插板阀两侧的传输管道。

可选的，所述传输管道的外壁设有用于与所述第一法兰连接的第二法兰，所述第二法兰的一侧形成有过渡波导管，所述过渡波导管插入到所述插板阀的第一法兰内与所述波导管对接。

可选的，所述过渡波导管的内径与所述波导管的内径相等，且所述过渡波导管的长度等于所述第一法兰的端部至所述壳体的内壁的最小距离。

可选的，所述过渡波导管的内壁设有过渡波纹，所述过渡波纹与所述波导管内壁的波纹相同。

可选的，所述过渡波导管的端部与所述波导管的端部之间的距离为1mm。

本公开还提供了一种微波加热系统，包括上述任一项所述的微波传输装置。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的插板阀的阀芯设置为包括用于将插板阀关断的阀板和用于将插板阀开启的波导管，波导管的内壁设有波纹，传动装置可伸缩的带动阀芯移动，当阀板移动到与连接口相对的位置时，阀板将连接口覆盖，插板阀关断，当波导管移动到与连接口相对的位置时，插板阀开启，由于在波导管内设置波纹，微波在波导管内传输时损耗降低，提高了微波的传输效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一些实施例所述传输装置的结构示意图；

图2为本公开一些实施例所述传输装置的主视图；

图3为本公开一些实施例所述传输装置的内部结构示意图；

图4为本公开一些实施例所述传输装置的内部结构示意图；

图5为本公开一些实施例所述传输管道的结构示意图；

图6为本公开一些实施例所述传输装置的剖视图；

图7为图6中A点的放大图；

图8为本公开一些实施例所述的插板阀的剖视图。

其中，1、壳体；2、阀体；3、手柄；101、上半壳体；102、下半壳体；101a、限位槽；102a、第一法兰；201、限位部；2a、传动装置；2b、阀芯；21、传动杆；22、连杆机构；23a、驱动板；23b、阀板；24a、波导管；24b、安装板；24c、波纹；4、传输管道；4a、第一传输管道；4b、第二传输管道；41、过渡波纹；401、第二法兰；402、过渡波导管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图8所示，本公开实施例提供了一种插板阀，应用于微波加热系统中，主要用于隔断微波传输线与真空腔室，在微波加热系统中，微波通过微波传输管路4进入到真空腔室内，对真空腔室进行加热。插板阀处于开启状态时，HE₁₁模式的微波在插板阀中可以进行低损耗传输；当插板阀处于关断状态时，用于隔断微波传输线与真空腔室。

具体的，结合图1至图3所示，该插板阀包括壳体1和设于壳体1内的阀体2，壳体上设有用于与传输管道4连通的连接口，该连接口是设置在壳体1上，贯穿壳体1的内壁和外壁，与壳体1内部连通的通孔，传输管道4也就是微波加热系统中使用的微波传输管路，插板阀的壳体1连接在微波传输管路中，其两侧分别通过连接口与传输管道4连通。阀体2包括传动装置2a和与传动装置2a连接的阀芯2b，其中阀芯2b包括用于将插板阀关断的阀板23和用于将插板阀开启的波导管24a，波导管24a的内壁设有波纹24c，传动装置2a可伸缩的带动阀芯2b移动，以使插板阀在关断状态和开启状态之间切换。传动装置2a伸缩时，带动阀板23移动到与连接口相对的位置，当阀板23将连接口覆盖时，插板阀关断；当传动装置2a伸缩带动波导管24a移动到与连接口相对的位置，插板阀开启，波导管24a的两端在连接口处与传输管道4连通。

插板阀在开启状态下，传输管道4中的微波经过插板阀中的波导管24a向后传输，最后进入到超真空腔室中，在经过插板阀的波导管24a的过程中，波导管24a内壁的波纹24c降低了微波的发散程度，提高了微波传输的效率，进而提高了微波加热系统的加热效果。

进一步的，在本公开的一些实施例中，插板阀的波导管24a为圆形波导管，以方便与传输管道4密封连通，且不破坏微波传输线的真空度，波纹绕波导管24a的中心线螺旋设置，也就是在波导管24a的内壁上形成连续的螺纹形的波纹24c，以进一步降低微波的发散程度。

具体的，波导管24a内壁上的波纹24c是具有周期性的横波纹24c，该横波纹24c可以是在波导管24a的内壁刻槽形成的，也可以是在波导管24a的内壁上形成的褶皱。

进一步的，在本公开的一些实施例中，壳体1上设有限位槽101a，限位槽101a沿平行于传动装置2a的伸缩方向设置，传动装置2a上设有限位部201，限位部201伸入到限位槽101a内，且能够在限位槽101a内滑动。限位部201垂直于传动装置2a的伸缩方向设置，当传动装置2a伸缩时，限位部201的位置随传动装置2a移动。

如图1和图2所示，插板阀的壳体1包括上半壳体101和下半壳体102，上半壳体101与下半壳体102之间通过法兰密封连接，且上半壳体101的尺寸小于下半壳体102的尺寸，传动装置2a包括依次连接的传动杆21和连杆机构22，传动杆21设置在上半壳体101内，连杆机构22和阀芯2b设置在下半壳体102内，阀芯2b的阀板23与连杆机构22连接，或阀芯2b的波导管24a与连杆机构22连接，当阀板23与连接机构连接时，波导管24a位于阀板23的下方，传动装置2a在收缩状态时，波导管24a与连接口相对，插板阀开启，传动装置2a处于伸长状态时，阀板23移动到与连接口相对的位置，插板阀关断。当波导管24a与连杆机构22连接时，阀板23位于波导管24a的下方，当传动装置2a处于收缩状态时，波导管24a移动到与连接口相对的位置，插板阀开启，当传动装置2a处于伸长状态时，阀板23与连接口相对，插板阀关断。

进一步的，阀板23包括阀板本体23b和与阀板本体23b平行设置的驱动板23a，驱动板23a连接安装板24b，安装板24b所在平面与阀板本体23b所在平面平行，安装板24b上设有安装孔，波导管24a垂直于安装板24b设置在安装孔内。

结合图7所示，在本公开的一些实施例中，阀板23与连杆机构22直接连接，波导管24a设置在阀板23的下方。壳体1的外部设有手柄3，当转动手柄3时，手柄3的转动带动传动杆21沿直线方向移动，进而带动连杆机构22运动，具体的，顺时针转动手柄3时，传动杆21伸长，推动连杆机构22伸展，进而推动阀芯2b向下移动，在手柄3转动的过程中，限位部201随传动杆21在限位槽101a内移动，当限位部201移动到限位槽101a的下端时，由于限位槽101a的干涉，限位部201无法继续向下移动，此时，阀板23正好移动到可以将连接口完全覆盖的位置，也就是移动图7中的E位置，波导管24a移动到F位置，波导管24a与连接口完全错开，插板阀完全关断；逆时针转动手柄3时，传动杆21缩短，拉动连杆机构22收缩，进而带动阀芯2b向上移动，当限位部201移动到限位槽101a的最上端时，限位部201无法继续向上移动，此时，波导管24a的中心线正好与连接口的中心线重合，也就是E位置，阀板23上移到D位置，此时，波导管24a与连接口同心同轴，也就是正好与传输管道4完全连通，即插板阀完全开启。进一步的，限位槽101a设置为贯穿壳体1的通槽，限位部201的一端从限位槽101a内伸出壳体1，具体的，在本公开的一些实施例中，限位部201设置为与传动杆21连接的限位螺钉，限位槽101a的宽度与限位螺钉的直径相匹配，使限位部201能够沿限位槽101a的长度方向移动，又限制了限位部201在横向的晃动。通过限位槽101a和限位部201的配合，限制了阀芯2b的移动行程，操作人员通过观察限位部201在限位槽101a内的位置，即可判断壳体1内的阀芯2b的位置。

进一步的，在本公开的一些实施例中，壳体1的内部形成腔体，连接口的数量为两个，壳体1上的两个连接口相对设置，且分别与腔体连通，两个连接口处分别设有用于与传输管道4连接的第一法兰102a，第一法兰102a设置在壳体1的外侧与连接口一一对应设置，第一法兰102a的内径与连接口的直径相等，两个连接口分别为微波进口和微波出口，当插板阀开启时，微波经传输管道4经一个连接口进入到波导管24a内，然后经另一个连接口从波导管24a内传出，进入到下一段传输管道4内，然后进入到真空腔室内，对真空腔室进行微波加热，当微波的传输线的真空度遭到破坏后，关断插板阀，避免真空度被破坏的微波进入到真空腔室内，影响到真空腔室的真空度。

更进一步的，结合图5和图6所示，波导管24a的内径等于传输管道4的内径，以使插板阀在完全开启状态下，波导管24a的两端能与传输管道4对接。此外，为了便于波导管24a在腔体内的安装和移动，波导管24a的长度小于两个连接口之间的距离，当插板阀处于完全开启状态下，波导管24a的两端与连接口之间具有一定的间隙。

具体的，在本公开的一些实施例中，腔体的宽度(也就是两个连接口之间的距离)为54mm，波导管24a内的波纹24c的周期设置为4mm，波导管24a的长度设置为52mm，波导管24a的两端分别与两个连接口之间形成1mm的间隙。

另外，本公开实施例还提供了一种微波加热系统的微波传输装置，包括上述任一个实施例中的插板阀和连接在插板阀两侧的传输管道4，为了方便描述，将连接在插板阀两侧的传输管道4命名为第一传输管道4a和第二传输管道4b。

进一步的，结合图4和图5所示，第一传输管道4a和第二传输管道4b的结构相同，第一传输管道4a和第二传输管道4b的外壁上均设有与第一法兰102a连接的第二法兰401，第二法兰401的一侧形成有过渡波导管402，第一传输管道4a的过渡波导管402和第二传输管道4b的过渡波导管402分别从插板阀上的两个第一法兰102a处伸入连接口与波导管24a的两端对接，过渡波导管402的内径与波导管24a的内径相等，且过渡波导管402的长度等于第一法兰102a的端部至壳体1的内壁的最小距离，也就是壳体1的厚度与第一法兰102a的厚度之和，当第一传输管道4a和第二传输管道4b分别插入到连接口处时，第一传输管道4a和第二传输管道4b的端部分别壳体1的内壁平齐，此时第二法兰401正好与第一法兰102a贴合，通过螺钉将第二法兰401和第一法兰102a固定连接，以将传输管道4与插板阀装配在一起，过渡波导管402的内壁设置有过渡波纹41，第一法兰102a的内壁没有波纹，插板阀在与第一传输管道4a和第二传输管道4b使用第一法兰102a和第二法兰401连接时，在第一传输管道4a和第二传输管道4b增加过渡波纹管402，并将过渡波纹管402伸入到第一法兰101a的内壁，保证插板阀与第一传输管道4a和第二传输管道4b连接后，HE₁₁模式的微波在波纹波导中传输。

更进一步的，过渡波纹41与过渡管24a内的波纹24c相同，例如，波导管24a内的波纹24c的周期是4mm，传输管道4的内壁上的波纹41也是4mm，腔体的宽度是54mm，波导管24a的长度52mm，且在插板阀完全开启时，过渡波导管402的端部与波导管的端部24a之间的间隙是1mm，波导管24a内的波纹24c与过渡波导管402内的波纹41在对接处，形成完整的波纹周期，也就是说，最接近过渡波导管402端部的波纹41的波峰与最接近波导管24a端部的波纹24c的波峰之间的距离是4mm，也就是一个完整的波纹周期，在HE₁₁模式的微波依次通过第一传输管道4a、波导管24a和第二传输管道4b时，微波空间损耗减少，进而提高了微波的传输效率。

另外，本公开实施例还提供了一种微波加热系统，包括上述微波传输装置，该微波加热装置可以应用在任何使用高功率微波加热领域，包括但不限于核聚变、医疗、材料加工、干燥等。

综上所述，本公开实施例提供的插板阀及具有该插板阀的传输装置，在阀板23的下方设置波导管24a，波导管24a的内壁设置波纹24c，保证插板阀在开启状态时，HE₁₁模式的微波可在插板阀中实现低损耗传输。并且，通过限位部201和限位槽101a的配合，使插板阀在完全开启状态时，波导管24a的中心线正好与连接口的中心线重合，提高了插板阀开启和关断的准确性，在开启和关断插板阀时，只需要观察限位部201在限位槽101a内的相对位置，即可判断插板阀是否完全开启和关断。该差阀板23和具有该插板阀的传输装置，降低了微波加系统传输线的微波在传输过程中的损耗，提高了微波的传输效率，进而提高了真空腔室的加热效果。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种微波传输装置，其特征在于，包括插板阀和连接在所述插板阀两侧的传输管道（4）；

所述插板阀包括：壳体（1），所述壳体（1）上设有用于与传输管道（4）连通的连接口；

阀体（2），设于所述壳体（1）内，且所述阀体（2）包括传动装置（2a）和与所述传动装置（2a）连接的阀芯（2b）；

其中，所述阀芯（2b）包括用于将所述插板阀关断的阀板（23）和用于将所述插板阀开启的波导管（24a），所述波导管（24a）的内壁设有波纹（24c）；所述传动装置（2a）可伸缩的带动所述阀芯（2b）移动，以使所述插板阀在关断状态和开启状态切换；

所述波导管（24a）的长度小于两个所述连接口之间的距离，所述波导管（24a）的两端与所述连接口之间形成间隙；

所述传输管道（4）的外壁设有用于与第一法兰（102a）连接的第二法兰（401），所述第二法兰（401）的一侧形成有过渡波导管（402），所述过渡波导管（402）插入到所述插板阀的第一法兰（102a）内与所述波导管（24a）对接；

所述过渡波导管（402）的内径与所述波导管（24a）的内径相等，且所述过渡波导管（402）的长度等于所述第一法兰（102a）的端部至所述壳体（1）的内壁的最小距离；

所述过渡波导管（402）的内壁设有过渡波纹（41），所述过渡波纹（41）与所述波导管（24a）内壁的波纹（24c）相同；

所述过渡波导管（402）的端部与所述波导管（24a）的端部之间的距离为1mm，所述波导管（24a）内的所述波纹（24c）与所述过渡波导管（402）内的所述过渡波纹（41）在对接处，形成完整的波纹周期。

2.根据权利要求1所述的微波传输装置，其特征在于，所述壳体（1）上设有限位槽（101a），所述限位槽（101a）沿平行于所述传动装置（2a）的伸缩方向延伸，所述传动装置（2a）上设有限位部（201），所述限位部（201）伸入到所述限位槽（101a）内，且能够在所述限位槽（101a）内滑动。

3.根据权利要求2所述的微波传输装置，其特征在于，所述限位部（201）沿垂直于所述传动装置（2a）的伸缩方向设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的微波传输装置，其特征在于，所述壳体（1）的内部中空形成腔体，所述连接口的数量为两个，两个所述连接口相对设置，且分别与所述腔体连通，两个所述连接口处分别设有用于与传输管道连接的第一法兰（102a）。

5.根据权利要求1所述的微波传输装置，其特征在于，所述波导管（24a）的内径等于所述传输管道（4）的内径。

6.根据权利要求1所述的微波传输装置，其特征在于，还包括用于固定所述波导管（24a）的安装板（24b），所述安装板（24b）与所述传动装置（2a）连接，所述波导管（24a）垂直穿设所述安装板（24b）。

7.一种微波加热系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的微波传输装置。