专利名称：微波高温加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高温加热设备领域，具体地说，涉及一种适用于采用微波能对材 料进行快速高温加热的窑炉。
背景技术：
目前在工业、科研、教学等领域实验室，针对陶瓷、金属化合物、非金属化合物以及 有机物的高温加热多选用传统加热方式，如采用电阻式加热炉或者燃烧式加热炉加热，传 统加热方式最大的缺点在于物料因为由外到内正温度梯度加热，炉温(内部气氛温度)必 须大于被加热物料预期温度，通过缓慢的热传导完成，因而加热过程冗长，对于实验室取得 测试数据极为不利。微波高温加热炉作为近几年新兴的加热技术，凭借微波介电加热的特 点，在物料合理体积条件下内外同时加热，大大缩短了传统加热方式中的热传导时间，例如 微波加热炉烧结氧化锆可以在90分钟内完成烧结，而传统加热方法需要长达27小时才能 元成烧结o目前市场上微波高温炉多沿用欧美同类仪器思路，即通常选用金属板制作矩形微 波谐振腔，内置陶瓷纤维保温板(保温板分为几块可拆分的结构)，通过陶瓷保温板来形成 高温加热空间。而此类结构存在如下的缺陷1、保温效果不理想。陶瓷纤维保温板作为保温材料，其保温效果大大小于同类材 料但其中具有更多疏松孔的保温棉；同时保温板较大的密度，将直接影响微波的穿透效果， 消耗更多不必要的能量。2、高温加热空间受限制。微波属于介质加热，因通常微波对于空气的加热几乎可 以忽略，因此对于市场上微波高温加热设备，若加热物料过大，则无法放入炉腔，若加热物 料过小，则炉腔中环境空气会对物料有较大影响，导致物料升温速度大大下降。3、均勻性差。市场微波高温加热设备多属于单个微波源加热，而物料通常为静止 状态，因此物料很难形成对微波的频率牵引，从而形成动态多模分布，使得微波加热均勻性 下降，体现在物料上存在高温点和低温点的明显差异。4、使用范围局限。市场微波高温加热设备大多功能固定，不能作为一个平台，搭载 较多的测试和观察手段，从而局限了使用者的操作。
发明内容本实用新型的目的是提供一种微波高温加热炉，解决现有技术中采用陶瓷纤维保 温板保温效果不明显，单个微波源加热均勻性差等问题。为达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种微波高温加热炉，包括电控单元，电源单元，加热箱体，箱体内的保温层、加热 炉腔，微波源和门体，所述加热箱体为采用金属板加工密封而成的谐振腔，其特征在于所 述保温层为陶瓷纤维保温棉。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述微波源为磁控管，至少分布在所述加热箱体的各面板中的一处。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述加热箱体和所述保温层之间设 置微波模式搅拌器，所述搅拌器由搅拌电机通过陶瓷轴传动。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述加热炉腔位于所述保温层内部， 由陶瓷纤维板和所述门体密封形成。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述门体采用悬臂万向门，中央为外 凸梯形陶瓷纤维密封面，所述密封面设置微波防漏簧和气体密封垫。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述陶瓷纤维板与所述门体的密封 配合面呈内凹斜面。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述门体设置密封夹层，所述夹层内 部充填冷却介质。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述加热箱体的各面板均可设置进 气口、出气口、插入式热电偶测温口、红外测温口、光学测温口。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述加热箱体位于所述高温加热炉 的上部，所述电控单元位于所述高温加热炉的中部，所述电源单元位于所述高温加热炉的 底部。进一步地，本实用新型还具有如下技术特征所述保温层为低微波介电常数、低损 耗特性且低密度多孔陶瓷纤维保温棉。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是1、本实用新型通过采用低微波介电常数、低损耗特性且低密度、更多孔疏松的陶 瓷纤维保温棉和密度稍高的保温板构成保温结构，提高了保温效果。2、加热炉腔是最后成型的，通过保温棉和保温板的结构，可根据用户使用需要设 置炉腔大小，形成加热空间灵活方便的加热炉腔。3、通过多个微波源馈入并结合微波模式搅拌器，大大提高了加热的均勻性。4、模块化设计，通过在加热箱体设置红外测温口、光学测温口或插入式热电偶测 温口等，便于追加多种用户个性化测试需求，扩大了使用范围。
图1为本实用新型微波高温加热炉主体视图；图2为本实用新型微波高温加热炉内部结构示意图；图3为本实用新型微波高温炉加热箱体部分剖视图。图中，1、加热箱体；101、金属板；102、通用隔热板；2、保温层；3、加热炉腔；301、陶 瓷纤维板；4、磁控管；5、模式搅拌器；6、门体；601、外凸梯形陶瓷纤维密封面；602、密封夹 层；7、电控单元；8、电源单元；9、光学测温口 ；10、进气口 ；11、出气口 ；12、红外测温口 ；13、 插入式热电偶测温口 ；14、气体密封垫；15、微波防漏簧；16、陶瓷纤维板凹形斜面；17、门把 手；18、悬臂。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
4[0030]参照图1、图2和图3，一种微波高温加热炉包括加热箱体1，加热箱体1内部的保 温层2、加热炉腔3，微波源磁控管4，门体6、电控单元7和电源单元8。加热箱体1位于高温 加热炉的上部，为采用金属板101 (通常为不锈钢板)加工密封而成的谐振腔，外周包覆一 层通用隔热板102，本实施例中加热箱体1为立方体，当然也可以为圆柱体或其他形状的结 构；低介电特性隔热材料充填加热箱体1内部构成保温层2，本实用新型低介电特性隔热材 料采用陶瓷纤维保温棉，因其密度低、具有更多疏松孔，保温效果远大于陶瓷纤维保温板， 且微波穿透效果好；保温层2最内部是用密度稍高的陶瓷纤维板301构筑成型的加热区，陶 瓷纤维板301与门体6形成封闭的加热炉腔3，本实施例中加热炉腔3是立方体，也可以是 圆柱体或其他不规则立体空间；门体6采用悬臂万向门，通过悬臂18连接于加热炉炉体上， 中央为外凸梯形陶瓷纤维密封面601，陶瓷纤维板301与该密封面相配合的面呈内凹斜面， 即陶瓷纤维板凹形斜面16，为加强加热炉腔3的密封效果，该密封面处设置微波防漏簧15 和气体密封垫14，另外，门体6上还设置了门把手17和光学测温口 9，光学测温口 9通过法 兰固定石英玻璃或硼硅玻璃形成，作为微波高温炉内外气氛空间的分隔物，同时，为避免门 体6的高温灼伤使用者，在其外侧设置密封夹层602，内部充循环水或其他冷却液体。本实用新型微波高温加热炉的微波源为磁控管4，至少分布在加热箱体1的各面 板中的一处，因被加热物料通常为静态，为提高微波加热的均勻性，避免单源加热物料上存 在的高温点与低温点的明显差异，本实用新型磁控管4可在加热箱体1的顶部、底部、各侧 壁根据需要设置；同时，辅以在加热箱体1和保温层2之间设置的微波模式搅拌器5，对磁 控管4馈入的微波进行搅拌，使得微波加热的均勻性更好，搅拌器5由搅拌电机通过陶瓷轴 传动，其位置可在加热箱体1的各面板处，数量可以为多个。根据实际测量及使用需要，加热箱体1的各面板均可设置进气口 10、出气口 11、插 入式热电偶测温口 13、红外测温口 12、光学测温口 9，本实施例中进气口 10、出气孔11、插入 式热电偶测温口 13和红外测温口 12在加热箱体1上间隔分布，光学测温口 9设置在门体 6上。保温层2的层数可以为一层或多层，根据用户实际需要确定。工作时，位于高温加热炉底部的电源单元8接通，多个磁控管4通过波导口将微波 馈入加热炉腔3，并经过多个模式搅拌器5对微波进行搅拌，对被加热物料均勻快速加热， 整个工作过程由位于加热炉中部的电控单元7控制。采用本实用新型对陶瓷、金属化合物、非金属化合物以及有机物进行高温加热，保 温材料采用陶瓷纤维保温棉，保温效果大大超过同类材料的保温板。本实用新型所述陶瓷 纤维保温棉，是指具有耐高温，低微波介电常数及低损耗特性的陶瓷类。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同 变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保 护范围。
权利要求一种微波高温加热炉，包括电控单元，电源单元，加热箱体，箱体内的保温层、加热炉腔，微波源和门体，所述加热箱体为采用金属板加工密封而成的谐振腔，其特征在于所述保温层为陶瓷纤维保温棉。
2.根据权利要求1所述的微波高温加热炉，其特征在于所述微波源为磁控管，至少分 布在所述加热箱体的各面板中的一处。
3.根据权利要求2所述的微波高温加热炉，其特征在于所述加热箱体和所述保温层 之间设置微波模式搅拌器，所述搅拌器由搅拌电机通过陶瓷轴传动。
4.根据权利要求1所述的微波高温加热炉，其特征在于所述加热炉腔位于所述保温 层内部，由陶瓷纤维板和所述门体密封形成。
5.根据权利要求4所述的微波高温加热炉，其特征在于所述门体采用悬臂万向门，中 央为外凸梯形陶瓷纤维密封面，所述密封面设置微波防漏簧和气体密封垫。
6.根据权利要求5所述的微波高温加热炉，其特征在于所述陶瓷纤维板与所述门体 的密封配合面呈内凹斜面。
7.根据权利要求6所述的微波高温加热炉，其特征在于所述门体设置密封夹层，所述 夹层内部充填冷却介质。
8.根据权利要求1所述的微波高温加热炉，其特征在于所述加热箱体的各面板均可 设置进气口、出气口、插入式热电偶测温口、红外测温口、光学测温口。
9.根据权利要求1所述的微波高温加热炉，其特征在于所述加热箱体位于所述高温 加热炉的上部，所述电控单元位于所述高温加热炉的中部，所述电源单元位于所述高温加 热炉的底部。
10.根据权利要求1所述的微波高温加热炉，其特征在于所述保温层为低微波介电常 数、低损耗特性且低密度多孔陶瓷纤维保温棉。
专利摘要本实用新型属于高温加热设备领域，具体涉及一种适用于采用微波能对材料进行快速高温加热的窑炉。技术方案是，包括电控单元，电源单元，加热箱体，箱体内的保温层、加热炉腔，微波源和门体，加热箱体为采用金属板加工密封而成的谐振腔，保温层为低微波介电常数及低损耗特性，并且低密度多孔陶瓷纤维保温棉。本实用新型根据微波的介电加热特性，通过改善保温结构，大大提高了保温效果，升温迅速；同时通过多个微波源馈入并结合微波模式搅拌器，改善了加热均匀性。
文档编号H05B6/80GK201585163SQ20092035260
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者冯国通, 孙昭, 王俊卿 申请人:青岛迈可威微波应用技术有限公司