[发明专利]一种螺旋喇叭状微波馈能天线及其阵列微波加热装置

说明书

技术领域

本发明属于微波能应用技术领域，涉及工业微波加热技术。

背景技术

在微波能应用技术领域中，广泛使用着国际微波能协会(IMPI)推荐的两个主要频段，即915MHz及2450MHz频段。数十年来，人们已创制和生产出许多供物料加热、升温、脱水、干燥、灭菌、煮白、膨化、合成、萃取、硫化、脱硫等应用的各种箱型或隧道型微波加热应用器，以适应逐炉断续生产和连续性生产的不同需求。在连续性生产的各种隧道型多模腔式应用器中，又分为大功率单管馈能式及数量众多的小功率磁控管分布馈能式两种结构，前者需要数十千瓦甚至一百千瓦的工业专用的大功率连续波磁控管，其价格昂贵(单管价每只为一至二万元人民币)；而分布馈能的小功率磁控管，可采用廉价的微波炉用磁控管(每瓦输出功率不足0.1元人民币)。因此，长期以来，设备制造商们更乐于采用后一分布馈能方案，从而生产出各种结构和功能的隧道型多模腔式微波应用器，但其设计思想及总体结构几乎千篇一律，都采用微波源从传送带上方顶部向下面传送帶上物料辐射微波功率，达到加热等各种目的。由于管子众多(少的几只，多的数十，数百甚至上千只)，模式单一，各辐射口附近极易产生电磁互耦现象，导致各相邻磁控管输出功率的下降，耦合效率降低，严重时会使磁控管损坏；另一方面，加热过程中物料中排出的湿气及其它挥发物，只能从侧面开孔抽风排湿，效率不高，效果不好，过量湿气等污染物一旦向上进入顶部磁控管的馈能端口，极易导致管外或管内打火、跳模等弊端，缩短磁控管工作寿命，甚至损坏电源。因此，寻找一种既可改善加热时的均匀性，同时又可提高磁控管的输出功率和耦合效率，亦能大力提高排湿效能的新型微波应用器就具有重要的学术上和实用上的价值和意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋喇叭状微波馈能天线，该天线比现有的微波加热装置中的微波馈能天线具有更高的微波功率输出效率。本发明的另一目的是提供一种螺旋喇叭状微波馈能天线阵列的微波加热装置，该装置比现有的阵列微波加热装置具有更高的微波功率输出效率和耦合效率，能够改善微波加热的均匀性，使得排湿通畅，还能使湿气、物料等污染物无法进入微波加热装置的微波馈能天线内，从而提高磁控管的工作可靠性及寿命，节省设备的生产和维护成本。

本发明技术方案如下：

一种螺旋喇叭状微波馈能天线，如图1所示，包括磁控管12、螺旋天线14，锥形喇叭筒体15，金属匹配销钉16和喇叭天线底板17。所述锥形喇叭筒体15与喇叭天线底板17相互焊接。所述锥形喇叭筒体15通过喇叭天线底板17偏心安装在磁控管12的法兰盘上。所述螺旋天线14安装于所述磁控管12的输出天线头13上，所述螺旋天线14的中心轴线与所述锥形喇叭筒体15的中心轴线相重合。所述喇叭天线底板17上，以所述锥形喇叭筒体15的中心轴线为对称轴，与所述磁控管12的输出天线头13对称安装有一金属匹配销钉16。

对于上述螺旋喇叭天线的微波加热器的螺旋天线14，其螺旋线的绕向为左旋或右旋两种不同方式；对于所述金属匹配销钉16在所述喇叭天线底板17上的安装方式为焊接方式；对于锥形喇叭筒体15和喇叭天线底板17，其材质为金属，如不锈钢、铝及铝合金或铜等；对于金属匹配销钉16，其材质可采用不锈钢、铝及铝合金或铜等。

一种螺旋喇叭状微波馈能天线阵列的微波加热装置，如图2所示，包括微波馈能天线阵列、天线阵列安装板3、多模腔微波加热炉体5、微波抑制器6、物料传输带7、多孔金属隔板8、排湿抽风通道9、传送帶滚轮10和设备机架11。所述微波馈能天线阵列由多个前述螺旋喇叭状微波馈能天线1沿物料传输帶7行进方向按品字形错位排列而成(如图3所示)，所有螺旋喇叭状微波馈能天线1辐射端口朝上，相邻的螺旋喇叭状微波馈能天线1的螺旋天线14的绕向相反，整个微波馈能天线阵列安装在天线阵列安装板3上。所述物料传输帶7可通过所述传送帶滚轮10围绕微波馈能天线阵列运动，并在微波馈能天线阵列上方保持水平状态。所述多模腔微波加热炉体5位于所述物料传输帶7上方，多模腔微波加热炉体5内上方水平安装有多孔金属隔板8，多模腔微波加热炉体5顶部具有排湿抽风通道9。多模腔微波加热炉体5、多孔金属隔板8与天线阵列安装板3共同形成微波多模腔。在多模腔的物料进出口处安装有防止微波泄漏的微波抑制器6。所述天线阵列安装板3、多模腔微波加热炉体5和传送帶滾轮10安装于设备机架11上。