[实用新型]微波加热充气搅拌反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌反应装置，特别涉及一种利用微波能对液体加热并充气搅拌来进行液体物质化学反应的装置。

背景技术

众所周知，一般加热充气搅拌于一体的化学反应装置，其加热方式一般采用水域油域电加热，这种加热方式升温速度较慢，并且在升温过程中，热量的损失较大，耗电多，并且还需要补加水或更换循环油。微波加热具有加热速度快、节能的优点，但为了避免液体物质直接暴露在微波场下加热会对液体物质分子结构产生不良影响，况且充气管和搅拌螺旋桨为金属材质，需插入液体中，对微波场的分布也会产生一定的影响，所以微波不能对液体物质直接进行加热，为保证微波对液体物质加热的适用范围的广泛性，需采用间接加热的方式，即先对易于吸收微波的物质进行微波加热，然后通过热传导从而将液体物质加热。这就要求液体物质承载体能够强烈吸收微波而迅速升温。目前能够良好地吸收微波的固体物质主要有两大类：一类是极性金属氧化物，这类微波吸收体作为液体物质的承载体在加热过程中容易给需要预热的液体物质带入其他金属杂质，影响液体物质的化学反应，且金属氧化物塑性较差，在微波辐射下，也容易发生化学反应而失去电极性，使其吸收微波的能力变弱甚至完全消失；另一类是石墨和有机物，有机物一般不耐高温，随着加热时间延长而容易老化变质，故不能作为液体物质预热的承载体。石墨熔点高，具有一定的可塑性，用它作液体物质承载体最理想，但石墨韧性不足，所以在预热过程中，也不能使液体物质直接接触石墨，而金属具有优良的导热性能，且微波无法穿透，故采用金属液体容器，在容器外壁粘附一层石墨层来实现微波对液体物质的加热，且在密闭的微波作用腔体里石墨在微波场下损耗较小。因此，可以用微波能进行液体物质加热，进而实现加热充气搅拌一体化。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决常用加热充气搅拌反应装置存在的浪费能源及加热时间长的问题，而提供一种微波加热充气搅拌反应装置。

本实用新型是由搅拌螺旋桨、充气管、液体容器、驱动装置、微波作用腔体、支撑架、石墨附着层、石英支承座和微波源组成，微波作用腔体内侧砌筑一层耐火保温层，微波作用腔体置于支撑架之上，圆柱形液体容器镶嵌在微波作用腔体上部，微波作用腔体内、液体容器外部附着有一层一定厚度的石墨附着层，为防止石墨附着层脱落，在微波作用腔体内底部设有石英支承座，用以支撑石墨附着层底部，同时在除石英支承座之外的微波作用腔体内空间中填满石英砂；微波作用腔体外侧壁及底部外壁上设有微波源，微波源与微波作用腔体相通，为防止微波发射部位过热，微波源发射部位安装有微波源冷却装置；驱动装置顶部装有充气管、搅拌螺旋桨和热电偶，驱动装置顶部可升降，充气管充气端、搅拌螺旋桨和热电偶探头插入液体容器中的液体里，驱动装置内置充气气泵、搅拌螺旋桨驱动系统、温度显示控制器以及驱动装置顶部升降系统。

本实用新型的工作过程是：

根据液体物质的性质和工作要求设定加热温度目标值。先将一定量的液体物质导入液体容器内，导入液体的体积须小于液体容器的容积，然后利用驱动装置的顶部升降系统调整充气管、搅拌螺旋桨和热电偶探头端至液体容器中合适位置，开启驱动装置内充气气泵和搅拌螺旋桨驱动系统使螺旋桨转动搅拌液体并通过充气管向液体中充气，与此同时开启微波源和微波源冷却装置，石墨附着层吸收微波逐渐升温，产生的热量通过液体容器壁传导给液体，通过温度显示控制器，观察并控制液体温度的变化。当温度高于设定值时，电路自动断开，微波源停止微波辐射，温度开始下降；当温度低于设定值时，电路自动连通微波源工作，开始微波辐射，温度上升。维持温度目标值一定时间，即液体物质反应完成后，关闭驱动装置及微波源电源，停止充气，用移液管抽出液体容器中的液体。

本实用新型的工作原理是：