本发明专利技术公开了一种微波加热装置及加热物料的方法，属于微波技术领域，包括矩形波导、圆波导、金属管和转换部件；所述矩形波导左端设有微波馈入口，矩形波导上表面设有圆波导；所述圆波导内设有金属管；所述金属管和圆波导同轴设置；所述金属管上端和圆波导上端之间形成物料加热区；所述矩形波导内设有转换部件，且转换部件位于金属管的下端；所述转换部件用于将矩形波导内传输的微波馈入物料加热区；所述转换部件内设有第一物料通道；所述金属管内设有第二物料通道；所述第一物料通道、第二物料通道、物料加热区用于连续通过物料。本发明专利技术能有效改善微波加热装置进行棒状或管状物料微波连续加热时均匀性差、效率低等问题。效率低等问题。效率低等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种微波加热装置及加热物料的方法
[0001]本专利技术涉及微波
，具体涉及一种微波加热装置及加热物料的方法。
技术介绍
[0002]微波加热是一种新兴的加热方法，微波具有很强的穿透力，在加热过程中，微波能直接作用于介质分子转化为热能，可在同一时间对物体内外进行加热，极大提高了物料的加热质量以及脱水效果，被广泛运用于物料的加热或干燥。在食品加工、生物制药、石油化工、制造等领域常常需要对棒状或管状物料进行连续加热或干燥。例如对SiC管的连续加热，工业生产的SiC管有一定的含水率，在投入运用之前需要对其进行进一步加热干燥，去除水分，使其满足生产需要；或是对含有少量水分的纸张卷连续加热，进行彻底的干燥；或者对管道内流动的液体物料进行连续加热。
[0003]现有技术中，对于棒状或管状物料进行微波连续加热的微波加热装置，其结构大多采用矩形波导作为加热反应腔对物料进行加热，如图3和图9所示。矩形波导左端设有微波馈入口，用于馈入微波，右端设有金属屏蔽板，使入射和反射波在矩形波导内形成驻波，矩形波导有四个侧面，一对侧面宽些，另一对侧面窄些，矩形波导的上下侧为宽面，前后侧为窄面，上宽面设有上截止波导管，下宽面设有下截止波导管，上截止波导管和下截止波导管防止微波泄露，且棒状或管状物料贯穿上截止波导管、矩形波导和下截止波导管，通过连续移动实现物料的连续加热。然而，从图4、图5、图10、图11仿真可以看出，这种方式存在的问题是：1.加热不均匀。由于矩形波导产生的电场不是均匀的，特别是对棒状或管状物料连续通过加热反应腔加热时，棒状或管状物料同一横截面周围一圈电场相差大，容易出现热失控等安全隐患。例如，在对SiC管加热时，若加热不足够均匀，SiC管加热过程中左右侧温度差大，容易使SiC管发生破裂，无法使用；或是含有水分的纸张，若左右侧加热不足够均匀，纸张会出现褶皱或发黄，质量不佳。2.加热效率低。由于物料内整体热源分布不足够均匀，导致热源高的地方很快被加热，热源低的地方需要很长时间才能被完全加热，加热效率不够高；并且，利用矩形波导对物料进行加热时，只能在矩形波导加热反应腔体内对物料进行加热，每次能加热的物料面积受限于矩形波导的尺寸，加热效率低。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种微波加热装置及加热物料的方法，拟解决如何改善现有微波加热装置对棒状或管状物料连续加热时均匀性不足、加热效率低等问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种微波加热装置，包括矩形波导、圆波导、金属管和转换部件；所述矩形波导左端设有微波馈入口，矩形波导上表面设有圆波导；所述圆波导内设有金属管；所述金属管和圆波导同轴设置；所述金属管上端和圆波导上端之间形成物料加热区；所述矩形波导内设有转换部件，且转换部件位于金属管的下端；所述转换部件用于将矩形波导内传输的微波馈入物料加热区；所述转换部件内设有第一物料通道；所述金属管内设有第二物料通道；所
述第一物料通道、第二物料通道、物料加热区用于连续通过物料。
[0006]进一步的，所述矩形波导前后侧为窄面、上下侧为宽面；所述矩形波导右端设有金属屏蔽板；所述圆波导的轴心在上下方向延伸；所述金属管下端延伸至矩形波导内。
[0007]进一步的，所述转换部件为金属圆台；所述金属圆台和金属管同轴设置，且金属圆台中心设有第一物料通道；所述金属圆台上底面直径小于下底面直径；所述金属圆台下底面直径大于矩形波导的宽面宽度，使金属圆台的前后侧与矩形波导的窄面衔接处为平面。
[0008]进一步的，所述圆波导上端设有上截止波导管，矩形波导下表面设有下截止波导管；所述上截止波导管和下截止波导管均与金属管同轴设置。
[0009]进一步的，所述金属管上端和上截止波导管下端之间连有可透微波管。
[0010]进一步的，所述上截止波导管、物料加热区、第二物料通道、第一物料通道和下截止波导管贯穿设有可透微波管。
[0011]进一步的，所述金属管上端和上截止波导管下端之间连有吸收微波管。
[0012]进一步的，所述上截止波导管、物料加热区、第二物料通道、第一物料通道和下截止波导管贯穿设有吸收微波管。
[0013]一种微波加热物料的方法，采用上述的微波加热装置，矩形波导左端设有的微波馈入口馈入微波；所述物料匀速依次通过上截止波导管、物料加热区、第二物料通道、第一物料通道和下截止波导管或者匀速依次通过下截止波导管、第一物料通道、第二物料通道、物料加热区和上截止波导管。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术公开了一种微波加热装置及加热物料的方法，属于微波
，包括矩形波导、圆波导、金属管和转换部件；所述矩形波导左端设有微波馈入口，矩形波导上表面设有圆波导；所述圆波导内设有金属管；所述金属管和圆波导同轴设置；所述金属管上端和圆波导上端之间形成物料加热区；所述矩形波导内设有转换部件，且转换部件位于金属管的下端；所述转换部件用于将矩形波导内传输的微波馈入物料加热区；所述转换部件内设有第一物料通道；所述金属管内设有第二物料通道；所述第一物料通道、第二物料通道、物料加热区用于连续通过物料。本专利技术能有效改善微波加热装置进行棒状或管状物料微波连续加热时均匀性差、效率低等问题。
附图说明
[0016]图1是本专利技术微波加热装置整体结构示意图；
[0017]图2是本专利技术微波加热装置剖面示意图；
[0018]图3是仿真模拟常规方式加热棒状物料示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0019]图4是仿真模拟常规方式加热棒状物料各截面的电场分布示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0020]图5是仿真模拟常规方式加热棒状物料纵向平面的电场分布示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0021]图6是仿真模拟采用本专利技术方式加热棒状物料示意图；
[0022]图7是仿真模拟本专利技术方式加热棒状物料各截面的电场分布示意图；
[0023]图8是仿真模拟本专利技术方式加热棒状物料纵向平面的电场分布示意图；
[0024]图9是仿真模拟常规方式加热管状物料示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0025]图10是仿真模拟常规方式加热管状物料各截面的电场分布示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0026]图11是仿真模拟常规方式加热管状物料纵向平面的电场分布示意图，常规方式指采用矩形波导方式；
[0027]图12是仿真模拟采用本专利技术方式加热管状物料示意图；
[0028]图13是仿真模拟本专利技术方式加热管状物料各截面的电场分布示意图；
[0029]图14是仿真模拟本专利技术方式加热管状物料纵向平面的电场分布示意图；
[0030]附图中：1
‑
矩形波导、2
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圆波导、3
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金属管、4
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转换部件、5
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下截止波导管、6
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上截止波导管、7
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微波加热装置，其特征在于：包括矩形波导(1)、圆波导(2)、金属管(3)和转换部件(4)；所述矩形波导(1)左端设有微波馈入口，矩形波导(1)上表面设有圆波导(2)；所述圆波导(2)内设有金属管(3)；所述金属管(3)和圆波导(2)同轴设置；所述金属管(3)上端和圆波导(2)上端之间形成物料加热区；所述矩形波导(1)内设有转换部件(4)，且转换部件(4)位于金属管(3)的下端；所述转换部件(4)用于将矩形波导(1)内传输的微波馈入物料加热区；所述转换部件(4)内设有第一物料通道；所述金属管(3)内设有第二物料通道；所述第一物料通道、第二物料通道、物料加热区用于连续通过物料。2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其特征在于：所述矩形波导(1)前后侧为窄面、上下侧为宽面；所述矩形波导(1)右端设有金属屏蔽板(7)；所述圆波导(2)的轴心在上下方向延伸；所述金属管(3)下端延伸至矩形波导(1)内。3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其特征在于：所述转换部件(4)为金属圆台；所述金属圆台和金属管(3)同轴设置，且金属圆台中心设有第一物料通道；所述金属圆台上底面直径小于下底面直径；所述金属圆台下底面直径大于矩形波导(1)的宽面宽度，使金属圆台的前后侧与矩形波导(1)的窄面...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诚卓，朱铧丞，杨阳，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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