[发明专利]一种微波加热装置及加热物料的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体涉及一种微波加热装置及加热物料的方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明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，本发明提供如下技术方案：

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。

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。

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。