[实用新型]矩形多模谐振式高温微波加热炉

说明书

本实用新型－－矩形多模谐振式高温微波加热炉，属于热处理加热设备，其与2.45GHZ微波电源配套使用，主要用于陶瓷另部件烧结和陶瓷注塑成型体脱脂。

迄今为止，已有同类加热炉使用矩形加热腔，场强分布及均匀性调节主要是靠旋转搅拌器和旋转底盘，旋转搅拌器（见图3）通常是一组形状和高度相同的共轴叶片做成，搅拌叶片位于炉腔内靠近顶壁处，由电机带动旋转，从而改变场强分布及均匀性。旋转底盘位于炉内近底板处。也是电机带动旋转，而被加热试样放置于底盘上，因为旋转周期性改变，负载在炉内位置使试样穿过各场强机会均等。

上述两种机构对场强分布及调节作用有限，此外对于陶瓷微波烧结，因温度高（～2000℃），功率大（～5kw），炉内电磁场强度高，上述结构或易导致气体放电（俗称打火），或难以承受高温重物，并且复杂的一套旋转机构，在转轴与炉体缝隙处还易产生微波泄漏。

另外，已有同类加热炉炉门微波密封性也不易保证，一种典型的炉门如图4所示，炉门内侧的抗流槽作用是抑制微波沿炉门缝隙泄漏，这种无接触的抗流装置具有可免除灰尘有害影响的优越性，但，不是一种完全的密封，仍有少量的漏能，特别是功率大于1000瓦时，漏能严重。

本实用新型的目的在于，针对上述不足之处对已有矩形多模谐振式高温微波加热炉的场强调节装置及炉门结构进行改进，以改善场强的分布及均匀性，提高炉门微波密封性能并适应高温加热场合。

为了实现上述目的，本实用新型提供的矩形多模谐振式高温微波加热炉，包括矩形炉腔，微波加热装置，测温孔，其特征在于，所说的矩形炉腔顶壁上装有螺栓调节器－－至少一根深入长度可调的螺栓，该螺栓要位于微波场强较强之处；该炉腔炉门内壁设有匚形抗流槽，由金属薄板制造，其尺寸为a＝30～34mm，b＝5～15mm，c＝24～28mm，d＝0.3～1mm。

上述的调节螺栓，深入长度可选为H＝ 1/10 h～ 1/2 h（h为炉腔高度）。

利用该矩形多模谐振式高温微波加热炉，通过螺栓调节器可有效地调节炉内主要谐振波模式的分布，还有助于改变电磁波的反射方向，激励新的模式，从而，当负载变化时，改善微波馈能和负载的匹配性及整个炉内场强均匀性，还有，调节器的结构简单，制造方便；新型炉门结构及相应的抗流装置能有效地抑制微波泄漏，对于尺寸为380×430mm的矩形炉门，门缝隙处微波漏能＜100uw／cm²远小于国家（及美国）安全标准值1mw／cm²。

附图及附图的简单说明：

图1陶瓷注射成型体高温微波加热炉；

图2为已有陶瓷注射成型高温微波加热炉结构示意图；

图3为已有旋转搅拌器结构示意图；

图4为已有抗流槽结构示意图。

其中：

1、调节螺栓 2、测温孔 3、炉门 4、抗流槽 5、法兰 6、炉体 7、微波入口 8、微波源 9、波导管 10、热电偶 11、测温 12、注射成型体 13、炉体 14、陶瓷粉 15、陶瓷容器 16、调速码达 17、转轴 18、旋转叶片 19、炉门 20、抗流槽 21、炉体

下面结合附图1介绍一个实施例，图1为矩形多模谐振式微波炉示意图，炉腔尺寸为480×430×380mm，经计算其主要振模式有246，336，435，354和444等，选择位于耦合口中心处模式435作为调节对象，其有利位置为：

y＝ (b)/(2n) （2l－1） 1＝1，2，3……

z＝ (d)/(2p) （2k－1） K＝1，2，3……

n＝3，p＝5时，把b＝430mm d＝480mm代入上式，并取l＝2 K＝1则y＝215mm z＝144mm在该坐标位置处开一个孔，设置一内有螺纹，可与直经为M12的螺栓配套的螺管，螺管长50mm螺栓长120mm，最大插入炉内深度为80mm。

将待烧多孔氧化铝（Al₂O₃）陶瓷管坯件其尺寸为外径25mm，内径20mm长度为180mm，竖直放置于炉内，使其顶端与光导纤纸红外测温孔相对应，微波源输出功率调至14瓦，当逐渐调节螺栓插入深度，试料区场强与均匀性变化，得到一最佳值。

上述矩形多模谐振式高温微波炉，炉门尺寸为430×380mm，炉门内侧与一抗流槽焊接为一体，抗流槽各部分尺寸分别是a＝33mm b＝10mm c＝26mm d＝0.8mm，炉门边缘对称开有12个孔，通过M8螺栓与炉腔法兰相连接，有很好的密封性，当炉内放置φ10×12的氮化硅陶瓷坯件，微波源输出功率由500W调至4.5KW，试件温度迅速升至1800℃，经检测，在炉门缝隙处相距＜10mm，微波泄漏量＜100uw／cm₂，这低于国家规定之安全值1mw／cm₂，而已有同类微波加热炉在相应位置的泄漏量在100uw～2mw／cm₂之间，而且该微波炉的最大功率仅为500w。