专利名称：多功能工业用微波能加热反应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波能加热反应系统，适用于矿冶(选矿和冶金)化工、塑料、橡胶、城市和工业污水处理等行业。
由于微波能加热与传统加热相比较具有下列独特的优点，即1、微波能对物质具有选择性加热。
2、微波能对被加热的物质具有足够的穿透深度，是吸波物质的分子直接受热，即被加热物质内部受热，故被加热物质受热非常均匀。
3、微波能对被加热物质的化学反应具有强烈的催化作用。
4、微波能加热物质时吸波物质的温升极为迅速。
5、微波能加热物质非常清洁，不会污染被加热物或周围环境。
6、微波能加热节省综合能耗。
因此微波作为一种新能源越来越受到人们的睛睐，并且都希望将它应用到相关行业中，但现有的微波能加热装置由于不能控制化学反应气氛和反应压力，且在隔绝大气的条件下不能实现连续给料和排料，未能解决系统的密封问题，因此还不能应用在矿冶、化学化工，废水处理等大工业化生产技术中，要实现上述大工业化生产中应用微波能加热技术必须克服下列技术难点；一是要在隔绝大气的密闭状态下，使被加热的物料能正常连续不断地送入反应器中进行化学反应，同时化学反应结束的产物也必须能够正常连续地排出；二是要在隔绝大气的密闭状态下使参与化学反应的气体能连续不断地正常供入，同时化学反应后的气体产物也必须能够正常连续地排出，其中的有价物质能有效回收；三是反应器中的反应气氛、温度、压力等参数能随意调整控制；四是微波能能正常有效地连续不断地送入，并使微波场场强有效地集中于反应器中，同时微波能还必须有效地屏蔽于反应器中，保证人体安全和不干扰通讯环境。
本发明的目的是为了解决上述微波能应用中的技术难题而提出的一种全密封的并能连续给排料、供排气，有效屏蔽微波能，控制反应气氛、反应压力和温度的多功能工业实用型微波能加热反应系统。
本发明是这样实现的所述微波能加热反应系统包括其上设有耦合口的矩形谐振腔、置于谐振控内的反应器，设于谐振腔上部的给料密封装置、设于谐振腔下部的排料密封装置，还包括供排气装置和供排料机构，其中谐振腔腔体由内壁、外壁和其间的冷却层构成，腔体的顶部和底部各设有以轴心为圆心的开孔，反应器是通过该开孔垂直设于腔体内的以纵向轴心线为轴心的圆筒，耦合口(波导入口)设于谐振腔腔体的侧部便于微波场场强有效集中于以纵向轴心线为轴心的反应器中，谐振腔腔体内壁材料可用不锈钢或铝或紫铜制作，以避免能量的损耗(即趋肤效应)，腔体外壁材料可用低碳钢或铝或铜制作，内壁与外壁之间通循环冷却水冷却避免腔体内因温度过高而造成反射波过大，此外内外壁之间须设加强拉筋，保证腔体在运行过程中的几何尺寸(不变形)；在紧靠腔体顶部和底部的开孔处分别设置有密封屏蔽器，该密封屏蔽器包括置于反应器上端口的给料转筒和固定于反应器下端口的排料转筒以及设于它们的外部的其上设有冷却层和开口的双层外套，给料转筒和排料转筒用不锈钢制作，外套用低碳钢制作，反应器可用石英玻璃或陶瓷制作，通过该密封屏蔽器对波的反射作用以及反应器上下两端的给料转筒和排料转筒中的料柱不断吸收微波能量，使微波能量由谐振腔内的料柱两端逐渐衰减为零，因一定波长的微波只具有一定的穿透深度，因此能有效屏蔽微波能于反应器内。
本发明的供排料机构包括调速电机，减速装置，传动装置以及给料转筒、排料转筒和设于排料转筒下端的托料盘，通过电机和传动装置直接带动排料转筒和给料转筒及反应器同步转动，给排料量的大小通过控制转筒转速或托料盘与排料转筒间距来实现。
本发明的供排气装置包括供气管，排气集尘室，水力喷射器以及连接管道，其中供气管一端通过密封屏蔽器外套下部的(开口通过法兰联接实现密封)与供气调节阀相连接，另一端通过托料盘的固定穿过排料转筒置入反应器下端均匀布气，水力喷射器即替代真空泵，淋洗塔，用于回收有价物质。
本发明的给料密封装置包括设于排气集尘室上部的连续给料筒，以及给料密封仓，备料仓，给料斗以及它们之间的调节阀，使原料的供给在完全密封状态下进行。
本发明的排料密封装置包括排料机构下部的排料暂储仓，密封排料仓、排料管以及它们之间的调节阀，使产物的排出也在反应器处于完全密封状态下进行。
本发明具有下列优点和效果1、该系统能够有效地将微波能屏蔽于谐振腔内，并使微波场场强集中于反应器内，保证反应(物理的和化学的)快速进行，因此既节省了综合能耗，又保证了安全生产，同时还保护了通讯环境不受干扰；2、整个系统连续给排料和连续供、排气的动作均是在完全密闭状态下进行，因此反应压力、反应气氛和反应温度均能有效地进行控制，保证整个反应过程的顺利进行，使微波能在大工业生产中的应用，尤其是在矿冶，化学化工方面的应用成为现实，还可应用在污水处理等等方面，扩大了能新源利用范围。
附
图1为本发明系统的结构示意图。
下面结合附图给出的实施例对本发明做进一步详述，但本发明内容不仅限于此。图中1-给料斗，2，4，6，8，32，35-密封球阀，3-备料仓，5，7-给料密封仓，9-连续给料管，其下端置于排气集尘室中，10-排气集尘室；11-反应器，为石英玻璃管；12-谐振腔耦合器(波导口)；13-波导密封窗，为矩形体，用石英玻璃或陶瓷或聚四氟乙烯制作，14-输入波导，15-供气调节阀，16-给料转筒，用不锈钢制作，其下端口靠内圆壁处设有圈凹槽使反应器11的上端口卡入该凹槽内，该转筒外壁上设有传动大锥齿，与传动杆19一端的小锥齿相啮啮合并在其带动下转动，传动杆另一端通过转筒外部密封外套上设置的可密封的孔与减速器21相连。该转筒外部的密封外套分为内壁、外壁和其间的冷却层，可通循环水冷却，17-排气管一端与排气集尘室10相接，另一端通过调节阀22与水力喷射器相接；18-谐振腔工作门，19、20-传动装置上下水平传动杆，一端与减速箱中的传动齿轮相配合，另一端分别与给料转筒和排料转筒外壁上的齿轮相配合；21-减速箱；22-排气调节阀，23-调速电机，24-水力喷射器入水管，25-水力喷射器，26-水力喷射器出水管，27-谐振腔体，其内壁为不锈钢箱体，外壁为普通低碳钢箱体，其间的冷却层焊接有加强拉筋并通循环水冷却，28-供气管，29-排料转筒，用不锈钢制作，其上端口与反应器11的下端口相接并紧固，该转筒外壁设有与传动杆相配合的锥齿，与传动杆20一端的锥齿相啮合并在其带动下转动，另还通过轴承和轴承座使该转筒固定在其外部的外套内壁上，外套分为内壁，外壁和其间的冷却层，并通循环冷水却，30-圆形托料盘，托料盘与排料转筒的间距可调，31-排料仓，33-密封储料仓冷却水套，34-排料仓，36-排料管。本发明的其余部件，连接件，管道等均用普通钢材制作。
权利要求
1.一种多功能工业用微波能加热反应系统，包括其上设有耦合器的谐振控和置于其内的反应器以及密封屏蔽器，设于谐振腔上部的给料密封装置，设于谐振腔下部的排料密封装置，还包括供排气装置和供排料机构，其特征在于谐振腔腔体由内壁、外壁和其间的冷却层组成，腔体的顶部和底部各设有开孔，反应器通过该开孔垂直设于腔体内纵向轴心线上。
2.根据权利要求1所述的微波能加热反应系统，其特征在于谐振腔腔体顶部和底部开孔处分别设有密封屏蔽器，该密封屏蔽器包括置于反应器上端口的给料转筒和固定于反应器下端口的排料转筒，以及设于它们外部的其上设有冷却层和开口的双层外套。
3.根据权利要求1所述的微波能加热反应系统，其特征在于所述供排料机构包括调速电机、减速器、传动装置以及给料转筒、排料转筒和设于排料转筒下端的托料盘。
4.根据权利要求1所述的微波能加热反应系统，其特征在于所述供排气装置包括供气管、置于密封屏蔽器上部的排气集尘室、通过连接管道与排气集尘室相接的水力喷射器，供气管一端通过密封屏蔽器外套下部设的孔与供气调节阀相连接，另一端通过托料盘的固定穿过排料转筒置入反应器下端。
全文摘要
本发明提供一种多功能工业用微波能加热反应系统。它由谐振腔和置于其内的反应器及密封屏蔽器、给料密封装置、排料密封装置、供排气装置、给排料机构组成，本发明能有效屏蔽微波能于谐振腔内，并使微波场场强集中于反应器内，保证微波加热物料及其化学反应的快速进行，既节省了综合能耗又保证了生产的高效安全，本发明还可对系统的化学反应条件进行有效控制，因此可广泛应用于矿冶、化工、塑料橡胶、城市和工业污水处理等行业中。
文档编号F27B3/08GK1140251SQ96104170
公开日1997年1月15日 申请日期1996年3月28日 优先权日1996年3月28日
发明者徐有生 申请人:徐有生