CN205245771U - 一种工业双频微波烧结设备 - Google Patents
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Abstract
一种工业双频微波烧结设备，包括炉体、控制系统、真空泵、变频电动机、冷却装置、高温微波源和低温微波源，炉体为双层空心结构，炉体前端设有炉门，炉门上设有开关把手，炉体双层空心夹层内设有单循环水道，炉体底端左右两侧分别设有连接单循环水道的进水口和出水口；炉体顶端中部依次排列设有低温红外测温仪、高温红外测温仪和微孔摄像头。本实用新型针对不同微波吸收特性的物料，选择不同单微波源烧结，或者同时进行双频段的微波烧结，具有更广泛的应用性；炉体开有真空接口和气氛接口，具有更强的针对性；烧结过程中，两个高低温红外测温仪同时检测物料温度，可变衰减器反馈微波反射数据，具有更高的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于新型工业烧结制备技术领域，尤其涉及一种工业双频微波烧结设备。
背景技术
20世纪90年代开始，微波烧结工艺因其突出的优势在材料制备领域成为国内外研究的热点，人们利用微波烧结结合不同工艺成功制备了各种氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷以及复合陶瓷等材料。当前，随着人们对纳米材料的研究和重视，该技术在制备纳米陶瓷方面的应用也在逐步深入，被誉为“21世纪新一代烧结技术”。
现阶段，已有部分微波设备应用于工业上粉料干燥，结构块体的烧结制备，但是现有微波烧结设备存在较多问题：现有微波设备主要提供单频段微波源，可与之匹配加热的材料的选择范围小，限制了微波在更广泛工业领域的应用；现有微波设备设计上的缺陷，对物料不能进行均匀加热，导致出现产品的过烧或者欠烧，热应力增大导致的开裂等现象；现有微波设备稳定性差，不能实现产品的工业化量产要求。针对以上问题，如何改进微波设备，成为亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术存在的不足之处，提供一种可根据物料特性进行不同单微波源烧结或者同时进行双频段微波源烧结的一种工业双频微波烧结设备。
本实用新型所采用的技术方案如下：一种工业双频微波烧结设备，包括炉体、控制系统、真空泵、变频电动机、冷却装置、高温微波源和低温微波源，炉体为双层空心结构，炉体前端设有炉门，炉门上设有开关把手，炉体双层空心夹层内设有单循环水道，炉体底端左右两侧分别设有连接单循环水道的进水口和出水口；炉体顶端中部依次排列设有低温红外测温仪、高温红外测温仪和微孔摄像头；
炉体左侧中部通过第一波导管连接高温微波源，第一波导管上设有第一波导环形器，第一波导环形器上设有第一可变衰减器，第一波导管与炉体连接处设有第一密封板，第一波导管延伸到炉体内部并设有第一导口，第一导口朝右下方向倾斜设置,第一导口与竖直平面的夹角为30°～45°；
炉体右侧中部通过第二波导管连接低温微波源，第二波导管上设有第二波导环形器，第二波导环形器上设有第二可变衰减器，第二波导管与炉体连接处设有第二密封板，第二波导管延伸到炉体内部并设有第二导口，第二导口朝左上方向倾斜设置,第二导口与竖直平面的夹角为30°～45°；
炉体左侧下部设有真空接口，真空接口上设有气压表，真空接口一端连接炉体内部，真空接口另一端通过真空管连接真空泵；炉体内部下方设有旋转托盘，旋转托盘底端通过转轴连接变频电动机；炉体右侧下部设有气氛接口；
冷却装置包括水泵、水箱和水管，水泵放置在水箱内，水泵通过水管连接进水口，出水口通过水管连接水箱；
控制系统包括测控电脑和若干导线，测控电脑通过导线分别连接炉体、高温微波源、低温微波源、真空泵、变频电动机和冷却装置。
旋转托盘顶部设有保温层。
高温微波源频段的微波为2450MHz，低温微波源频段的微波为915MHz。
气氛接口的数量为2-3个。
密封板材料为聚四氟乙烯或者聚乙烯。波导环形器、可变衰减器、测控电脑、高温微波源和低温微波源均为现有技术，其具体结构不再详细描述。
本实用新型的工作过程如下：打开炉门，（炉体内部尺寸为95～105cm的立方体结构），物料及其附属保温装置放置在旋转托盘上，关闭炉门。通过控制系统控制冷却装置，冷却装置中的水泵通过水管向炉体下端的进水口注水，炉体夹层内的单循环水道通过进水口及出水口实现冷却水单循环。炉体左侧设有真空接口，通过观察气压表使用真空泵可将炉体内部抽至真空状态，炉体右侧下部设有气氛接口，充入工艺所需要的气氛，实现真空烧结或者气氛保护烧结。针对不同微波吸收特性的物料，可相应开启位于炉体左右两端的高温微波源和低温微波源，对物料进行微波烧结，也可同时进行双频段的微波烧结。控制系统通过低温红外测温仪及高温红外测温仪进行温度监控及反馈，可实时掌握炉体内部及物料温度，波导环行器可以避免微波对微波源自身的伤害，同时可变衰减器进行实时微波反射量的监控及反馈，采用控制系统调节功率及温度。旋转托盘上的保温层可以保证物料与旋转托盘接触端温度不变，微孔摄像头观测口采用透明石英玻璃或者钢化玻璃。
本实用新型具有以下特点：
1、两组微波源提供不同频段的微波，分别为2450MHz和915MHz；
2、炉体为双层空心结构，内部为单循环水道；
3、炉体设有高低温两个红外测温仪，通过控制系统对烧结过程进行控制调节；
4、炉体侧面设有真空接口以及气压表；
5、炉体上设有2～3气氛接口；
6、两组微波导管的管口均倾斜设置，管口与竖直平面的夹角为30°～45°；
7、两组微波导管的管口与炉体中间设置一层密封板，密封板材质为聚四氟乙烯或者聚乙烯；
8、两组微波导管上设有波导环行器和可变衰减器。
综上所述，使用该装置烧结物料时时，可针对不同微波吸收特性的物料，选择不同单微波源烧结，或者同时进行双频段的微波烧结，具有更广泛的应用性；炉体开有真空接口和气氛接口，具有更强的针对性；烧结过程中，两个高低温红外测温仪同时检测物料温度，可变衰减器反馈微波反射数据，具有更高的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：
如图1所示，一种工业双频微波烧结设备，包括炉体1、控制系统、真空泵2、变频电动机3、冷却装置、高温微波源4和低温微波源5，炉体1为双层空心结构，炉体1前端设有炉门6，炉门6上设有开关把手7，炉体1双层空心夹层内设有单循环水道8，炉体1底端左右两侧分别设有连接单循环水道8的进水口9和出水口10；炉体1顶端中部依次排列设有低温红外测温仪11、高温红外测温仪12和微孔摄像头13。
炉体1左侧中部通过第一波导管14连接高温微波源4，第一波导管14上设有第一波导环形器15，第一波导环形器15上设有第一可变衰减器16，第一波导管14与炉体1连接处设有第一密封板17，第一波导管14延伸到炉体1内部并设有第一导口18，第一导口18朝右下方向倾斜设置,第一导口18与竖直平面的夹角为30°～45°。
炉体1右侧中部通过第二波导管19连接低温微波源5，第二波导管19上设有第二波导环形器20，第二波导环形器20上设有第二可变衰减器21，第二波导管19与炉体1连接处设有第二密封板22，第二波导管19延伸到炉体1内部并设有第二导口23，第二导口23朝左上方向倾斜设置,第二导口23与竖直平面的夹角为30°～45°。
炉体1左侧下部设有真空接口24，真空接口24上设有气压表25，真空接口24一端连接炉体1内部，真空接口24另一端通过真空管26连接真空泵2；炉体1内部下方设有旋转托盘27，旋转托盘27底端通过转轴28连接变频电动机3；炉体1右侧下部设有气氛接口29。
冷却装置包括水泵30、水箱31和水管32，水泵30放置在水箱31内，水泵30通过水管32连接进水口9，出水口10通过水管32连接水箱31。
控制系统包括测控电脑33和若干导线34，测控电脑33通过导线34分别连接炉体1、高温微波源4、低温微波源5、真空泵2、变频电动机3和冷却装置。
旋转托盘27顶部设有保温层35。
高温微波源频段的微波为2450MHz，低温微波源频段的微波为915MHz。
气氛接口的数量为2-3个。
密封板材料为聚四氟乙烯或者聚乙烯。波导环形器、可变衰减器、测控电脑、高温微波源和低温微波源均为现有技术，其具体结构不再详细描述。
打开炉门6，（炉体内部尺寸为95～105cm的立方体结构），物料及其附属保温装置放置在旋转托盘27上，关闭炉门6。通过控制系统控制冷却装置，冷却装置中的水泵30通过水管32向炉体1下端的进水口9注水，炉体1夹层内的单循环水道8通过进水口9及出水口10实现冷却水单循环。炉体1左侧设有真空接口24，通过观察气压表25使用真空泵2可将炉体1内部抽至真空状态，炉体1右侧下部设有气氛接口29，充入工艺所需要的气氛，实现真空烧结或者气氛保护烧结。针对不同微波吸收特性的物料，可相应开启位于炉体1左右两端的高温微波源4和低温微波源5，对物料进行微波烧结，也可同时进行双频段的微波烧结。控制系统通过低温红外测温仪11及高温红外测温仪12进行温度监控及反馈，可实时掌握炉体1内部及物料温度，波导环行器可以避免微波对微波源自身的伤害，同时可变衰减器进行实时微波反射量的监控及反馈，采用控制系统调节功率及温度。旋转托盘27上的保温层35可以保证物料与旋转托盘27接触端温度不变，微孔摄像头13观测口采用透明石英玻璃或者钢化玻璃。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种工业双频微波烧结设备，包括炉体、控制系统、真空泵、变频电动机、冷却装置、高温微波源和低温微波源，其特征在于：炉体为双层空心结构，炉体前端设有炉门，炉门上设有开关把手，炉体双层空心夹层内设有单循环水道，炉体底端左右两侧分别设有连接单循环水道的进水口和出水口；炉体顶端中部依次排列设有低温红外测温仪、高温红外测温仪和微孔摄像头；
炉体左侧中部通过第一波导管连接高温微波源，第一波导管上设有第一波导环形器，第一波导环形器上设有第一可变衰减器，第一波导管与炉体连接处设有第一密封板，第一波导管延伸到炉体内部并设有第一导口，第一导口朝右下方向倾斜设置,第一导口与竖直平面的夹角为30°～45°；
炉体右侧中部通过第二波导管连接低温微波源，第二波导管上设有第二波导环形器，第二波导环形器上设有第二可变衰减器，第二波导管与炉体连接处设有第二密封板，第二波导管延伸到炉体内部并设有第二导口，第二导口朝左上方向倾斜设置,第二导口与竖直平面的夹角为30°～45°；
炉体左侧下部设有真空接口，真空接口上设有气压表，真空接口一端连接炉体内部，真空接口另一端通过真空管连接真空泵；炉体内部下方设有旋转托盘，旋转托盘底端通过转轴连接变频电动机；炉体右侧下部设有气氛接口；
冷却装置包括水泵、水箱和水管，水泵放置在水箱内，水泵通过水管连接进水口，出水口通过水管连接水箱；
控制系统包括测控电脑和若干导线，测控电脑通过导线分别连接炉体、高温微波源、低温微波源、真空泵、变频电动机和冷却装置。
2.根据权利要求1所述的一种工业双频微波烧结设备，其特征在于：旋转托盘顶部设有保温层。
3.根据权利要求1所述的一种工业双频微波烧结设备，其特征在于：高温微波源频段的微波为2450MHz，低温微波源频段的微波为915MHz。
4.根据权利要求1所述的一种工业双频微波烧结设备，其特征在于：气氛接口的数量为2-3个。
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