专利名称：一种带压环境中微波加热的压力传输连接器的制作方法
技术领域：
该发明涉及在带压环境中利用微波加热物料的技术领域。
背景技术：
在食品、制药、酿造、有机废物处理、固态发酵、化工等诸多领域中，经常会遇到含水物料的加热与灭菌处理问题。采用微波加热，具有加热快、均勻性好、容易控制等许多优点，已成为人们的共识。但目前在压力环境下采用微波加热技术的实施实例的报道十分罕见，其主要原因是，在微波场中常规的温度、压力等测控系统装置不能正常使用，因而无法测控微波的加热过程，这极大的阻碍了微波加热技术在这些领域中的应用。近年来的个别研究报道是采用微波吸收率很低的，单根不反射微波的小孔径中空厚壁管制备压力传输器。这种压力传输连接器可以实现在不泄漏微波的情况下，将置于微波场内压力容器中加热物料的气压和液压，传输到微波场外的压力测控装置；亦具备将微波场外的气压和液压传输到微波场内的压力容器中的双向传输功能。但在使用中存在着重要缺陷，主要表现在 1、机械强度偏低，当连接空间较大，连接器较长时，由于受厚壁管孔径及材料强度的限制， 连接器无法进行较大通量的气压和液压传输，也无法与较大的压力测控装置相连接。2、采用单根小孔径中空厚壁管进行气压和液压的传输时，一旦小孔被异物堵塞，在使用时有一定的安全隐患。
发明内容针对在带压环境中利用微波加热物料时，采用单根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器的缺陷，我们发明了“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”。该连接器由一组小孔径中空厚壁管、金属多孔板、压力容器连接头、压力测控装置连接头组成，其特征是 能将置于微波场内压力容器中加热物料的气压和液压，传输到微波场外的压力测控装置； 亦能将微波场外的气压和液压传输到微波场内的压力容器中；在双向压力传输过程中，其机械强度能保证压力传输过程的安全和密封性能，并能够屏蔽微波场内的微波泄漏。中空厚壁管采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、碳纤维、工程陶瓷、 制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢制备或上述复合材料制备；管与管之间采用有间隙的三角形三管排列，四边形四管排列，圆周五管、六管……多管排列，五管、六管…… 多管蜂窝状排列，直线排列，曲线排列，无序排列；中空厚壁管的一端与微波场内的压力容器连接头紧密连接融为一体，另一端与压力测控装置连接头紧密连接融为一体，中空厚壁管的根数及排列形式与压力传输连接器传输气压和液压的通量及整体机械强度分布相匹配。单根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器与不同排列方式的多根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器相比，后者的整体机械强度可以成倍提高，对气压和液压的传输通量以成倍提高，甚至提高一个数量级以上。多根小孔径中空厚壁管具体排列方式的选择是依据压力传输连接器的强度要求、气压和液压的传输通量、相关设备结构特点等来确定。采
3用多根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器优点很多，除了上述已阐明的可以成倍提高压力传输连接器整体强度、提高压力传输通量外；还可以将单根小孔径中空厚壁管可以做得比较细，这样就很容易对微波场中的微波进行十分有效的屏蔽，微波就不能从微波炉中泄漏。再如，采用多根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器，在同一时间，其各小孔一起被异物堵塞的概率几乎为零，使该种压力传输连接器的使用安全性大为提高。在高强度金属板上按上述中空厚壁管的排列方式打孔，孔径< 20mm，孔径刚好能使中空厚壁管通过，并能使金属板上下滑动；这样就制备成了一个微波屏蔽板。其屏蔽功能是这样实现的，先将压力容器放入微波炉中，通过连接孔将多根小孔径中空厚壁管式压力传输连接器与压力容器连接好，多孔金属板的外径大于连接孔的直径，放置好多孔金属板的位置，并使多孔金属板与不锈钢的微波炉壁形成良好的接触，这样就能有效将微波屏蔽在微波炉内而不被泄漏(图3)。压力容器连接头采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、碳纤维、工程陶瓷、制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢制备或上述复合材料制备，一端与中空厚壁管连接融为一体，另一端与压力容器密封连接。压力测控装置连接头采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、碳纤维、工程陶瓷、制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢、金属材料制备或上述复合材料制备，一端与中空厚壁管连接融为一体，另一端与压力测控装置密封连接。压力传输连接器的长度、与机械强度，是以能将微波场内压力容器中的气压和液压传输到微波场外压力测控装置的要求确定的。我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”，具有足够的强度，可以制作的足够长，可以连接较大的、复杂的压力测控装置。由于采用了多根中空厚壁管进行压力传输，其压力传输通量可以满足常规实验研究及小批量生产的需要。在气压和液压的传输过程中，数根中空厚壁管被个别异物同时堵上的概率几乎为零，该压力传输连接器可以彻底解决压力传输过程中的安全隐患。
图1是一种带压环境中微波加热的压力传输连接器的示意图；图1中1 一压力测控装置连接头 2—压力测控装置连接头的压力测控装置连接端 3—压力测控装置连接头的小孔径中空厚壁管连接端 4一小孔径中空厚壁管 5—金属多孔板 6—压力容器连接头 7—压力容器连接头的小孔径中空厚壁管连接端 8—压力容器连接头的压力容器连接端。图2是金属多孔板示意图。图2中9一高强度金属板 10—按一定尺寸和排列要求的孔洞。图3是金属多孔板屏蔽微波的示意图。图3中11 一为微波场外部空间 12—是微波场内部空间 13—微波炉金属壁板的开孔 14一环形金属盖板 15—微波炉金属壁板 16—金属多孔板。
具体实施方式
下面，举实施例说明本实用新型，但是，本实用新型并不局限于下述的实施例。[0018]实施例一将需要用微波加热的物料，如微生物的培养基，具体到食用菌栽培袋；放入微波炉用压力容器中，用我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”将微波炉外的压力计及其测控装置与微波炉内的压力容器相连接，这样就能可控制的利用微波将食用菌栽培袋加热到120°C以上，能在十分钟左右将食用菌栽培袋进行彻底灭菌，相对于采用蒸气加热灭菌需要2个小时的灭菌工艺，优势明显。具体操作可以这样进行，将食用菌栽培袋放入微波炉用压力容器中，用我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器” 将微波炉外的压力计及其测控装置与微波炉内的压力容器相连接，打开微波加热食用菌栽培袋，当食用菌栽培袋内的物料被加热到IOOtlC以上时有大量水蒸气逸出，压力容器中的汽压不断升高，继续加热，使食用菌栽培袋内的物料被加热到137°C，此时压力容器中的汽压达到0. 2Mp，该压力通过我们发明的压力传输连接器传输到压力测控装置，我们可以根据灭菌要求控制微波对食用菌栽培袋内的物料的加热程度；当食用菌栽培袋内的物料被加热到 137°C时停止微波加热，排出压力容器中的气压，食用菌栽培袋的灭菌操作结束。实施例二 将需要灭菌的真空包装食品，如咸水鸭、皮蛋肠、火腿肠、豇豆、蘑菇、芦笋、豆瓣酱、甜面酱、药物等，具体到咸水鸭；放入微波炉用压力容器中，采用我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”将压力容器与微波炉外的空压机及其压力测控装置相连接，由空压机向压力容器内压入额定压缩空气，然后用微波对真空包装的咸水鸭进行加热，当加热到咸水鸭的包装袋微微膨胀时，维持一定时间，然后停止微波加热，这样就可以在十分钟内将咸水鸭彻底灭菌。具体操作可以这样进行，将真空包装好的咸水鸭放入微波炉用压力容器中，用我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”将微波炉外的压力计及其测控装置与微波炉内的压力容器相连接，由空压机向压力容器内压入0. 2Mp 的压缩空气，然后用微波对真空包装的盐水鸭进行加热，当加热到盐水鸭的包装袋微微膨胀时，维持10秒钟时间，然后停止微波加热，由空压机向压力容器内压入0. 2Mp的制冷压缩空气，1分钟后缓慢排出压力容器中的气压，咸水鸭的灭菌操作结束。实施例三将需要灭菌的脱脂牛奶、酱油、或无悬浮颗粒的营养液，采用我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”通过压力管道，压入微波炉用压力容器中用微波进行快速加热，被加热的液态物料通过我们发明的“一种带压环境中微波加热的压力传输连接器”传输到微波炉外的储罐中。这样就能利用微波对液态物料进行快速加热灭菌。在具体操作时，可以通过测控传输到微波炉外的液态物料温度和压力及流量对微波加热过程进行准确控制。
权利要求1.一种带压环境中微波加热的压力传输连接器，由一组小孔径中空厚壁管、金属多孔板、压力容器连接头、压力测控装置连接头组成，其特征是中空厚壁管采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢制备或上述复合材料制备；管与管之间采用有间隙的三角形三管排列，四边形四管排列，圆周五管、六管……多管排列，五管、六管……多管蜂窝状排列，直线排列，曲线排列，无序排列； 中空厚壁管的一端与微波场内的压力容器连接头紧密连接融为一体，另一端与压力测控装置连接头紧密连接融为一体，中空厚壁管的根数及排列形式与压力传输连接器传输气压和液压的通量及整体机械强度分布相匹配。
2.根据权利要求1所述的金属多孔板，其特征是在高强度金属板上按权利要求1所述中空厚壁管的排列方式打孔，孔径< 20mm，孔径刚好能使中空厚壁管通过，并能使金属板上下滑动。
3.根据权利要求1所述的压力容器连接头，其特征为采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢制备或上述复合材料制备，一端与中空厚壁管连接融为一体，另一端与压力容器密封连接。
4.根据权利要求1所述的压力测控装置连接头，其特征为采用聚四氟乙烯、微晶玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、工程陶瓷、制做飞机雷达罩的材料、耐热工程塑料、玻璃钢、金属材料制备或上述复合材料制备，一端与中空厚壁管连接融为一体，另一端与压力测控装置密封连接。
专利摘要本实用新型一种带压环境中微波加热的压力传输连接器，是由一组小孔径中空厚壁管、金属多孔板、压力容器连接头、压力测控装置连接头组成。其特征是能将置于微波场内压力容器中加热物料的气压和液压，传输到微波场外的压力测控装置；亦能将微波场外的气压和液压传输到微波场内的压力容器中。在双向压力传输过程中，其机械强度能保证压力传输过程的安全和密封性能，并能够屏蔽微波场内的微波泄漏。该装置主要应用于在带压环境中利用微波加热物料的技术领域。
文档编号G01L19/00GK202334973SQ20112041213
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者刘岸杰, 王卫国, 王皓, 计巧灵 申请人:新疆大学