[发明专利]一种连续传送式圆波导微波反应器

说明书

技术领域

本发明属于微波能应用装置领域，特别涉及连续传送式圆波导微波反应器。

背景技术

目前，大功率微波已经广泛应用于加热、医疗、干燥、镀膜、环保、辅助萃取等场合，获得了良好的效果。现在，微波能的应用进入了大规模工业化的阶段，单次处理的箱式微波反应器已不再适应工业化生产的需要。而现有的连续传送式微波反应器存在着效率不高，场分布不均匀，反应速度慢等缺点。这就需要一种高效、均匀、快速的连续式反应器与现有的生产线相接合，以达到降低能耗，提高效率，保证加工均匀性的目的。

随着微波能应用的研究日渐深入，已有多种连续传输式的微波反应器应用到各种工业生产当中，如：矩形波导式反应器，脊波导式反应器，平板波导反应器。但它们都在一定程度上存在着场分布不均匀，微波能利用不够充分，加工速度偏慢，体积较大等缺点，这制约了微波能在工业上的进一步应用。

微波反应器通常由三个主要部分构成：微波源、微波传输系统、微波反应腔。现在，微波源及传输系统的设计技术已经较为成熟，能量的反射和损耗都很小，进一步提高的空间不大。而微波反应腔部分现今主要使用的是矩形波导式和脊波导式。其原理是通过合理设计，使腔内的场集中在横截面的轴线上，同时在此处放置传送带使待待加工物件连续匀速地通过场集中区域，从而达到加热和提高化学反应速率的目的。由于形状和腔内场分布的特点，上述已有的反应器不能达到最佳的效果。因此，需要创新反应腔形状和选择恰当模式，以进一步改善反应器的反应效果。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的不足之处，设计一种连续传送式圆波导微波反应器，以提高反应效率，加快反应速度，提高反应均匀度和节约能源，并将之与连续传输式生产线相结合，应用于大规模工业化生产中。

本发明的技术方案是一种连续传送式圆波导微波反应器，将背景技术总方形的腔体替换为圆柱形腔体，为安装传送带将金属腔顺轴向分为两部分，传送带安装于两部分之间，并将传送带的支撑滚轮和传动滚轮设置于腔体外；还将背景技术中直耦合线替换为耦合环，从而实现发明目的。因而本发明一种连续传送式圆波导微波反应器，包括反应装置(1)、传输装置(2)、馈电装置(3)、支撑装置(4)；其特征在于，反应装置包括圆柱形金属腔体(11)，设置在金属腔体一端面上向外延伸的四棱柱形进料口(12)，另一端面上对应设置的出料口；在进料口、圆柱形金属腔体和出料口的侧壁对应开设有两条用于设置水平传输带的窄缝(112)；

传输装置包括：传送带(21)、支撑滚轮(22)、可调速电机和动力滚轮(23)，传送带从窄缝穿过，由若干均匀设置于圆柱形金属腔体两侧的支撑滚轮支撑，传送带由动力滚轮带动，动力滚轮由可调速电机驱动；

馈电装置包括：耦合环(31)、匹配调节器(32)、微波源(33)和同轴传输线(34)；其中微波源通过穿过匹配调节器的同轴传输线与耦合环的一端连接，耦合环为金属半圆环，正对着传送带设置于圆柱形金属腔体内壁，其直径与腔体的内壁重合，其末端与腔体的内壁有良好的电接触；

支撑装置包括：承重工作台(41)、下支架(42)和上支架(43)；支撑滚轮、可调速电动机和动力滚轮设置于承重工作台上，圆柱形腔体窄缝下部金属腔体由下支架固定，承重工作台通过上支架与圆柱形腔体窄缝上部金属腔体固定，使圆柱形腔体的上下两部分严格对齐；承重工作台和下支架固定在地面上。

其中所述窄缝(112)附近的金属腔体外壁上贴有吸波条，用于阻挡金属腔体内部的微波从窄缝泄漏出去。

所述进料口和出料口设置有吸波条，用于阻挡金属腔体内部的微波从进料口和出料口泄漏出去。

所述传送带(21)上设置有两条间隔距离与进料口宽度相等的阻挡条(211)，防止反应物在传送过程中位置偏移。

所述匹配调节器(32)由固定环和固定螺钉组成，固定环用于封闭金属腔体与同轴传输线之间的缝隙，固定螺钉用来压紧同轴传输线以使之固定，并在松开时可以调节同轴传输线的伸入长度；

所述耦合环(31)为一段同轴传输线去掉绝缘外壳后的中心导体，将该中心导体弯曲成半圆，其半径与金属腔体内壁重合，其末端与金属腔体内壁有良好的电接触。

本发明一种连续传送式圆波导微波反应器，在反应器两侧开槽的设计既不会破坏反应器内的场分布也不会使微波辐射出来形成泄漏，同时解决了反应物无法固定在圆柱体反应器中部的难题，大幅度地提高了电场与反应物作用的总体积，提高反应效率，降低能耗，节约成本。