一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置的制作方法

本实用新型涉及微波加热技术领域，特别是涉及一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置。

背景技术：

随着工业微波技术的不断发展，微波加热应用也会遇到一些需要压力的应用环境，例如微波加压萃取装置提取大黄饮片需要容器内的压强不低于0.2mpa，微波加压灭菌处理酱油熟料需要容器内的压强在0.1～0.3mpa，微波生物裂解需要反应釜内的压强不低于0.6mpa等，在这些应用环境下，不可以将普通的波导直接跟反应容器连接,现在常用的做法是在反应容器和连接波导之间增加一个隔离窗，隔离窗的材质通常选择聚四氟乙烯、聚丙烯或石英玻璃等介电常数和损耗较低的材料。

但是上述做法存在明显的缺陷，当反应容器内的压强较高时，聚四氟乙烯和聚丙烯的材质较软容易变形造成漏压，石英玻璃本身质地较脆容易受到挤压导致碎裂，如果单纯采用增加隔离窗的厚度来增加其耐压能力，那么厚度的增加还会带来一个更棘手的问题，微波功率的反射急剧增加甚至可能出现全反射的现象，这就限制了微波加热技术在压力环境下的应用，基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，结构紧凑，使用方便，成本较低，能够在低反射的条件下将微波能量馈入压力容器甚至是真空容器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，该种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置包括通过螺钉依次连接的耐压密封窗和匹配介质波导，匹配介质波导的一端作为微波输入端口，微波输入端口连接到微波发生装置，耐压密封窗的一端作为微波输出端口，微波输出端口通过螺钉或者焊接连接到压力容器上，耐压密封窗与压力容器连接确保腔体的密封性。

优选的是，所述耐压密封窗包括波导法兰盘和氧化铝陶瓷板，所述波导法兰盘上设有矩形开槽，上下紧贴的两波导法兰盘相对面设置有安装凹槽，安装凹槽处内嵌有氧化铝陶瓷板，所述氧化铝陶瓷板为耐压材料，厚度为10～25mm。

优选的是，所述氧化铝陶瓷板形状为两面均为平面、一面为平面另一面为凸面或两面均为凸面，作为优选方案，将氧化铝陶瓷板靠近腔体的一侧做成平面，将靠近匹配介质波导的一侧做成凸面，凸面的设置为了提高耐压能力，凸面比平面的耐压能力强。

优选的是，所述耐压密封窗还包括密封圈，两波导法兰盘与氧化铝陶瓷板的接触面设有环形槽孔，环形槽孔内装有密封圈，密封圈采用氟橡胶密封圈。

优选的是，所述匹配介质波导包括匹配介质块体、固定螺钉和金属波导，所述金属波导的波导腔内装有匹配介质块体，金属波导相对侧壁开有四个安装孔，固定螺钉穿过安装孔将匹配介质块体固定到金属波导侧壁。

优选的是，所述匹配介质块体选用聚四氟乙烯、聚丙烯或石英玻璃等透波材质制成，其端面大小与波导内腔的大小一致，厚度为对应频率的微波在该材质中传输时波导波长的1/4，耐压隔离窗的安装容易引起微波高反射，所以在后面安装匹配介质波导，匹配介质块体能够在传输线上起到阻抗匹配的作用，使得整体的反射降下来。

优选的是，所述固定螺钉采用聚四氟乙烯、聚丙烯等透波材质。

优选的是，以上所述的低反射的用于压力容器的微波馈口装置的匹配介质波导的另一端口与微波源连接，微波源的功率范围0kw～100kw。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构紧凑，使用方便，成本较低，能够在低反射的条件下将微波能量馈入压力容器甚至是真空容器。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型剖面图。

图3为本实用新型具体实施方式的电磁仿真结果。

说明书附图中的附图标记解释如下：耐压密封窗-1，匹配介质波导-2，波导法兰盘-11，氧化铝陶瓷板-12，密封圈-13，匹配介质块体-21，固定螺钉-22，金属波导-23。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型较佳实施例进行详细阐述，以使实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，本实用新型实施例包括：

一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，该种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置包括通过螺钉依次连接的耐压密封窗1和匹配介质波导2，匹配介质波导2的一端作为微波输入端口，微波输入端口连接到微波发生装置，耐压密封窗1的一端作为微波输出端口，微波输出端口通过螺钉或者焊接连接到压力容器上，耐压密封窗与压力容器连接确保腔体的密封性。

所述耐压密封窗1包括波导法兰盘11和氧化铝陶瓷板12，所述波导法兰盘11上设有矩形开槽，上下紧贴的两波导法兰盘11相对面设置有安装凹槽，安装凹槽处内嵌有氧化铝陶瓷板12，所述氧化铝陶瓷板12为耐压材料，厚度为15mm。

所述氧化铝陶瓷板12靠近匹配介质波导2的一侧为凸面，氧化铝陶瓷板12靠近腔体的一侧为平面，凸面的设置为了提高耐压能力，凸面比平面的耐压能力强。

所述耐压密封窗1还包括密封圈13，两波导法兰盘11与氧化铝陶瓷板12的接触面设有环形槽孔，环形槽孔内装有密封圈13，密封圈13采用氟橡胶密封圈。

所述匹配介质波导2包括匹配介质块体21、固定螺钉22和金属波导23，所述金属波导23的波导腔内装有匹配介质块体21，金属波导23相对侧壁开有四个安装孔，固定螺钉22穿过安装孔将匹配介质块体21固定到金属波导23侧壁。

所述匹配介质块体21选用聚四氟乙烯材质，其端面大小与波导内腔的大小一致，厚度为82mm，为915mhz微波在该材质中导波波长(328mm)的1/4，耐压隔离窗的安装容易引起微波高反射，所以在后面安装匹配介质波导，匹配介质块体21能够在传输线上起到阻抗匹配的作用，使得整体的反射降下来。

所述固定螺钉22为聚丙烯螺钉。

本实用新型一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置在应用中的实例：将本实用新型装置与气压高达0.8mpa的腔体对接，氧化铝陶瓷板12的形变量最大仅为0.028mm，形变量极小故可以满足在高压条件下的应用需求；当900mhz～930mhz的微波经该应用新型装置时，反射整体低于-10db，在915mhz处反射为-14.3db，微波反射功率仅为入射功率的3.7％。

本实用新型一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，结构紧凑，使用方便，成本较低，能够在低反射的条件下将微波能量馈入压力容器甚至是真空容器。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：该种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置包括通过螺钉依次连接的耐压密封窗和匹配介质波导，匹配介质波导的一端作为微波输入端口，微波输入端口连接到微波发生装置，耐压密封窗的一端作为微波输出端口，微波输出端口通过螺钉或者焊接连接到压力容器上，耐压密封窗与压力容器连接确保腔体的密封性。

2.根据权利要求1所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述耐压密封窗包括波导法兰盘和氧化铝陶瓷板，所述波导法兰盘上设有矩形开槽，上下紧贴的两波导法兰盘相对面设置有安装凹槽，安装凹槽处内嵌有氧化铝陶瓷板，所述氧化铝陶瓷板为耐压材料，厚度为10～25mm。

3.根据权利要求2所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述氧化铝陶瓷板形状为两面均为平面、一面为平面另一面为凸面或两面均为凸面。

4.根据权利要求2所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述耐压密封窗还包括密封圈，两波导法兰盘与氧化铝陶瓷板的接触面设有环形槽孔，环形槽孔内装有密封圈，密封圈采用氟橡胶密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述匹配介质波导包括匹配介质块体、固定螺钉和金属波导，所述金属波导的波导腔内装有匹配介质块体，金属波导相对侧壁开有四个安装孔，固定螺钉穿过安装孔将匹配介质块体固定到金属波导侧壁。

6.根据权利要求5所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述匹配介质块体选用聚四氟乙烯、聚丙烯或石英玻璃等透波材质制成，其端面大小与波导内腔的大小一致，厚度为对应频率的微波在该材质中传输时波导波长的1/4。

7.根据权利要求5所述的一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，其特征在于：所述固定螺钉采用聚四氟乙烯、聚丙烯等透波材质。

技术总结
本实用新型公开了一种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置，该种低反射的用于压力腔体的微波馈口装置包括通过螺钉依次连接的耐压密封窗和匹配介质波导，匹配介质波导的一端作为微波输入端口，微波输入端口连接到微波发生装置，耐压密封窗的一端作为微波输出端口，微波输出端口通过螺钉或者焊接连接到压力容器上，耐压密封窗与压力容器连接确保腔体的密封性，匹配介质波导通过阻抗匹配来降低整个微波馈口的功率反射。通过上述方式，本实用新型结构紧凑，使用方便，成本较低，能够在低反射的条件下将微波能量馈入压力容器甚至是真空容器。

技术研发人员：毋明旗;卢晓颖;蒋顺利;徐翔新;刘宁;夏立新;刘伟;罗鹏
受保护的技术使用者：昆山九华电子设备厂
技术研发日：2019.08.07
技术公布日：2020.06.23