一种微波转窑的馈波方法及结构与流程

本发明涉及回转窑，具体涉及一种微波转窑的馈波方法及结构，属于冶金技术领域。

背景技术：

一类冶炼废渣，其内含有大量重金属，这些重金属一方面有着一定的回收利用价值，另一方面又是严重的水土污染源。在冶炼行业，都会利用回转窑对这类废渣进行焙烧还原，使这些重金属在高温下从碾碎后的废渣中挥发到烟气中，然后再对烟气中的重金属进行回收利用。

传统的回转窑供热方式均采用燃煤加热，近年来随着微波技术的发展，业内开始尝试采用微波加热。微波加热具有无污染、加热速度快、空间内加热均匀、应用能效比高等优点。由于微波的馈入通道及应用空间需要密封，若造成泄露会对人员和设备造成伤害，而回转窑筒体需要不断转动，微波发生器较为庞大，一般情况下不便安装在高温转筒上随转筒旋转，因而，微波加热回转窑有着与燃煤类回转窑加热相比更为复杂的结构。但是，过于复杂的结构，又会增加回转窑的制造和维护成本。

因此，研究出一种高效、安全且结构又尽可能简洁的微波回转窑是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

通过国内检索一种“多段式回转窑”（申请号201810739774.4）专利与本发明有相似之处。

该多段式回转窑同样采用微波在回转窑的转筒外径向馈入转筒内的加热方式，其缺陷在于，一个回转窑转筒被分成相对独立的多个段，各段之间需要运行配合，各段之间的结合部需要严格密封，整个结构显得过于复杂，在获得同样生产效果的情形下，增加了制造和维护成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有微波转窑在具有较完善的馈波方式和密封措施时，其结构往往十分复杂的问题。

针对以上问题，本发明提出的技术方案是：

一种微波转窑的馈波方法，是在转窑的转筒外设置固定的微波导波装置，在转筒不断转动的状况下将微波馈入转筒内，且固定的导波装置与转动的转筒之间始终保持防止微波泄露的动态密封。

所述将微波馈入转筒内，是在转窑的转筒上设置能够向转筒内馈入微波的转筒馈波段，并将所述的导波装置制作成环形，在环形导波装置的内圈开设授波开口，将环形的导波装置套装在转筒馈波段的外周，使导波装置内的微波从授波开口经转筒馈波段馈入转筒内。

所述在转窑的转筒上设置能够向转筒内馈入微波的转筒馈波段，是用耐高温且能够透过微波的材料制作转筒的一个整体内衬衬筒，并制作至少两个壳体段，将两个以上的壳体段套在衬筒外，相邻两壳体段之间留出馈波间隔，并在馈波间隔安装由馈波板弯曲制成的一段馈波管，将馈波管的两端分别与两壳体段连接，使微波能够从馈波管外透过馈波管和衬筒进入转筒内。

所述固定的导波装置与转动的转筒之间始终保持防止微波泄露的动态密封，是将固定的环形导波装置内圈的授波开口的两侧侧边始终与转动的馈波段的外周面相贴合，并在授波开口的两侧侧边外进一步设置与转筒外周面相贴合的密封迷宫。

一种如上述方法设计的微波转窑的馈波结构，包括架体和安装在架体上的转筒，还包括固定在架体上的导波装置，导波装置位于转筒外，导波装置与转筒之间设有防止微波泄露的密封结构，工况下，固定的的导波装置能够向转动的转筒内馈入微波。

进一步地，所述转筒包括设在转筒内的一个整体的内衬衬筒，衬筒由能够透过微波且耐高温的材料制成。

进一步地，所述衬筒外套装有至少两个壳体段，在两个相邻的壳体段之间的衬筒外套装有一段馈波管，能够透过微波的衬筒与馈波管形成转筒的馈波段。

进一步地，所述馈波管的两端分别搭接在左右两侧壳体段的外周，其中一端被限制在所在壳体段外周设置的轴向卡槽内，另一端被轴向设置在所在壳体段外周的若干压簧轴向抵紧。

进一步地，所述导波装置为一个具有环形内圈的导波腔体，导波腔体具有环形导波空腔，导波腔体的内

圈具有导波空腔的授波开口，授波开口的两侧是导波腔体的两个侧边，导波腔体上设有

接受微波源传导过来的微波的馈波口；所述导波腔体套装在转筒的馈波段，其授波开口

贴合在馈波管的外周面上，馈波管能够相对于授波开口转动。

进一步地，所述密封结构包括与馈波管的外周面贴合的导波腔体的授波开口的两侧的侧边和两个分别设置在导波腔体的授波开口的两侧侧边外的迷宫；所述迷宫由顶板、内侧壁、外侧壁与转筒的外表面构成，两个迷宫的内侧壁分别为导波腔体两侧的侧边，顶板的内侧与导波腔体的侧边固定链接，顶板的外侧与外侧壁固定连接。

进一步地，所述迷宫中设有基部环转筒外周固定的宫墙，宫墙将迷宫分隔成环形宫腔；迷宫中至少有一垛宫墙。

进一步地，在迷宫外侧设有基部环转筒外周固定的密封墙垛，所述迷宫的外侧壁的下端设置有开口向下的骑墙槽，密封墙垛的上端就位于所述的骑墙槽内。

本发明的优点是：1、微波馈入通道密封严密，结构简单，显著降低了回转窑的制造和维护成本；2、回转窑转筒（2）通过内衬层依然保持为一个整体，除了能够使回转窑转筒（2）结构简化外，还有利于转筒（2）旋转驱动机构的设置和有利于转筒（2）内物料的流动。

附图说明

图1为一种微波转窑的立体示意图，图中转筒被剖开；

图2为图1局部示意图；

图3为图1的局部示意图，图中主要示出导波腔体的结构；

图4为图1的局部示意图，图中主要示出馈波管及相关部件的结构；

图5为微波转窑馈波段出的平面结构示意图；

图6为所述导波腔体的平面结构示意图；

图7为图1的局部示意图，图中主要示出迷宫的结构。

图中：1、架体；2、转筒；21、衬筒；22、壳体段；23、馈波管；24、保温层；25、卡槽；26、压簧；3、托轮；4、传动齿轮；5、导波腔体；51、导波空腔；52、授波开口；53、馈波口；54、侧边；55、内圈；6、迷宫；61、顶板；62、外侧壁；63、骑墙槽；64、宫墙；65、宫腔；66、墙垛。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1、2所示，本发明针对的是一种卧式回转窑，其主要包括架体1、转筒2和传动机构等，待处理的物料被输送到转筒2内，在高温环境下进行处理。传统转窑一般都以燃煤方式供热，本发明则研究以微波加热方式供热。为便于转筒2内物料的移动和控制物料移动的速度，转筒2有一定的倾斜度。转筒2以设置在架体1上的托轮3、挡轮作为支撑，在传动齿轮4的作用下能够在架体1上转动。

如图1、2所示，一种微波转窑的馈波方法，是在转窑的转筒2外设置固定的微波导波装置，在转筒2不断转动的状况下将微波馈入转筒2内，且固定的导波装置与转动的转筒2之间始终保持防止微波泄露的动态密封。通过上述方法，在实现向转筒2内馈入微波并保证微波不向外泄露的同时，能够保持转筒2结构的整体性和转筒2转动的独立性，使得转筒2的结构变得更加简洁，从而降低了回转窑的制造和维护成本，以避免如对比方案“多段式回转窑”一样需要多端设置转筒2才能实现向转筒2内馈入微波；同时也有利于转筒2旋转驱动机构的设置，例如在回转窑转筒2很长，驱动装置中的多个传动齿轮4共用一根传动轴和一个动力源时，可以适度减少传动齿轮4的数量。

如图2、3、5所示，所述将微波馈入转筒2内，是在转窑的转筒2上设置能够向转筒2内馈入微波的转筒2馈波段，并将所述的导波装置制作成环形，在环形导波装置的内圈55开设授波开口52，将环形的导波装置套装在转筒2馈波段的外周，使导波装置内的微波从授波开口52经转筒2馈波段馈入转筒2内，从而实现在导波装置固定不动，而转筒2不断转动的情形下由导波装置向转筒2传导微波进行微波加热。

所述在转窑的转筒2上设置能够向转筒2内馈入微波的转筒2馈波段，是用耐高温且能够透过微波的材料制作转筒2的一个整体内衬衬筒21，并制作至少两个壳体段22，将两个以上的壳体段22套在衬筒21外，相邻两壳体段22之间留出馈波间隔，并在馈波间隔安装由馈波板弯曲制成的一段馈波管23，将馈波管23的两端分别与两壳体段22连接，使微波能够从馈波管23外透过馈波管23和衬筒21进入转筒2内。

如上所述方法是在衬筒21与外壳段之间加装保温材料制作的保温层24，使外壳段通过保温层24与衬筒21固定在一起，同时，使馈波管23与衬筒21之间保持设定的隔热间距。

图2、3、5所示，所述固定的导波装置与转动的转筒2之间始终保持防止微波泄露的动态密封，是将固定的环形导波装置内圈55的授波开口52的两侧侧边54始终与转动的馈波段的外周面贴合密封，并在授波开口52的两侧边54外进一步设置与转筒2外周面相贴合的迷宫6。迷宫6的作用就是将有可能从导波装置内圈55与转筒2外周面之间泄露出的微波进行吸收和弱化，以避免对操作人员造成伤害。

如图1、2所示，一种如上述方法设计的微波转窑的馈波结构，包括架体1和安装在架体1上的转筒2，还包括固定在架体1上的导波装置，导波装置位于转筒2外，导波装置与转筒2之间设有防止微波泄露的密封结构，工况下，固定的的导波装置能够向转动的转筒2内馈入微波。这样设置的目的如前所述，就是要在实现向转筒2内馈入微波并保证微波不向外泄露的同时，能够保持转筒2结构的整体性和转筒2转动的独立性，使得转筒2的结构变得更加简洁，从而降低回转窑的制造和维护成本，以避免如对比方案“多段式回转窑”一样需要多端设置转筒2才能实现向转筒2内馈入微波。

下面是进一步的改进。

如图2、3、4所示，所述转筒2包括设在转筒2内的一个整体的内衬衬筒21，衬筒21由能够透过微波且耐高温的材料制成。这样设置，一是为转筒2结构的整体性打下基础，同时也能保证转筒2内壁的平顺，便于转筒2内物料的流动。

所述衬筒21外套装有至少两个壳体段22，在两个相邻的壳体段22之间的衬筒21外套装有一段馈波管23，能够透过微波的衬筒21与馈波管23形成转筒2的馈波段。这样设置，可以根据需要在一个很长的转筒2上设置多个能够向转筒2内馈入微波的馈波段，且馈波段可以根据需要设置在转筒2上的任意位置。

所述馈波管23的两端分别搭接在左右两侧壳体段22的外周，其中一端被限制在所在壳体段22外周设置的轴向卡槽25内，另一端被轴向设置在所在壳体段22外周的若干压簧26轴向抵紧。这是馈波管23在转筒2上的一种优选的固定方式。其中采用设置压簧26将馈波管23轴向抵紧，是因为馈波管23在大的温度变幅时，会出现明显的热胀冷缩现象，如果将馈波管23的两端完全固定，显然就会使馈波管23变形或损毁。

如图5所示，如上所述方法是在衬筒21与外壳段之间加装保温材料制作的保温层24，使外壳段通过保温层24与衬筒21固定在一起，同时，使馈波管23与衬筒21之间保持设定的隔热间距。

如图2、3、6所示，所述导波装置为一个具有环形内圈55的导波腔体5，导波腔体5具有环形导波空腔51，导波

腔体的内圈55具有导波空腔51的授波开口52，导波腔体5上设有接受微波源传导过来的微波的馈波口53；所述导波腔体5套装在转筒2的馈波段，其授波开口52贴合在馈波管23的外周面上，馈波管23能够相对于授波开口52转动。这样，无论转筒2怎样转动，导波腔体5的授波开口52都总是保持与馈波管23的外周面相贴合，从而保证导波腔体5将微波馈入转筒2内。

如图2、3、6、7所示，所述密封结构包括与馈波管23的外周面贴合的导波腔体5的授波开口52的两侧的侧边54和两个分别设置在导波腔体5的授波开口52的两侧侧边54外的迷宫6；所述迷宫6由顶板61、内侧壁、外侧壁62与转筒2的外表面构成，两个迷宫6的内侧壁分别为导波腔体5两侧的侧边54，顶板61的内侧与导波腔体5的侧边54固定连接，顶板61的外侧与外侧壁62固定连接。如前所述，迷宫6的作用就是将有可能从导波腔体5的内圈55与转筒2的外周面之间泄露出的微波进行吸收和弱化，以避免对操作人员造成伤害。

所述迷宫6中设有基部环转筒2外周固定的宫墙64，宫墙64将迷宫6分隔成环形宫腔65；迷宫6中至少有一垛宫墙64。设置多个宫腔65的目的就是有利于将泄露的微波实施多级吸收，逐级弱化泄露微波拥有的能量。其中，宫墙64的设置除了能够吸波，还能迫使微波沿曲线行进，有助于弱化泄露微波拥有的能量。

在迷宫6外侧设有基部环转筒2外周固定的密封墙垛66，所述迷宫6的外侧壁62的下端设置有开口向下的骑墙槽63，密封墙垛66的上端就位于所述的骑墙槽63内并能够相对于骑墙槽63滑动。显然，这样的密封设计，除了尽可能实现密封，依然还是要迫使泄露的微波只能沿曲线缝隙行进，以弱化微波拥有的能量。

这里要说明的是：壳体段22、馈波段包括馈波管23都是转筒2的一部分，所述壳体段22馈的外周面、馈波段的外周面、馈波管23的外周面，实际都是转筒2的外周面。

上述实施例只用于更清楚的说明本发明，而对于本领域技术人员，在不脱离本发明所述原理的前提下所作出的任何改进或修饰都应视为落入本发明的保护范围。