專利名稱：微波加熱充氣攪拌反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種攪拌反應(yīng)裝置，特別涉及一種利用微波能對液體加熱并充氣 攪拌來進行液體物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，一般加熱充氣攪拌于一體的化學(xué)反應(yīng)裝置，其加熱方式一般采用水域 油域電加熱，這種加熱方式升溫速度較慢，并且在升溫過程中，熱量的損失較大，耗電多，并 且還需要補加水或更換循環(huán)油。微波加熱具有加熱速度快、節(jié)能的優(yōu)點，但為了避免液體物 質(zhì)直接暴露在微波場下加熱會對液體物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，況且充氣管和攪拌螺旋 槳為金屬材質(zhì)，需插入液體中，對微波場的分布也會產(chǎn)生一定的影響，所以微波不能對液體 物質(zhì)直接進行加熱，為保證微波對液體物質(zhì)加熱的適用范圍的廣泛性，需采用間接加熱的 方式，即先對易于吸收微波的物質(zhì)進行微波加熱，然后通過熱傳導(dǎo)從而將液體物質(zhì)加熱。這 就要求液體物質(zhì)承載體能夠強烈吸收微波而迅速升溫。目前能夠良好地吸收微波的固體物 質(zhì)主要有兩大類一類是極性金屬氧化物，這類微波吸收體作為液體物質(zhì)的承載體在加熱 過程中容易給需要預(yù)熱的液體物質(zhì)帶入其他金屬雜質(zhì)，影響液體物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，且金屬 氧化物塑性較差，在微波輻射下，也容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而失去電極性，使其吸收微波的能力 變?nèi)跎踔镣耆В涣硪活愂鞘陀袡C物，有機物一般不耐高溫，隨著加熱時間延長而容 易老化變質(zhì)，故不能作為液體物質(zhì)預(yù)熱的承載體。石墨熔點高，具有一定的可塑性，用它作 液體物質(zhì)承載體最理想，但石墨韌性不足，所以在預(yù)熱過程中，也不能使液體物質(zhì)直接接觸 石墨，而金屬具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，且微波無法穿透，故采用金屬液體容器，在容器外壁粘 附一層石墨層來實現(xiàn)微波對液體物質(zhì)的加熱，且在密閉的微波作用腔體里石墨在微波場下 損耗較小。因此，可以用微波能進行液體物質(zhì)加熱，進而實現(xiàn)加熱充氣攪拌一體化。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決常用加熱充氣攪拌反應(yīng)裝置存在的浪費能源及加 熱時間長的問題，而提供一種微波加熱充氣攪拌反應(yīng)裝置。本實用新型是由攪拌螺旋槳、充氣管、液體容器、驅(qū)動裝置、微波作用腔體、支撐 架、石墨附著層、石英支承座和微波源組成，微波作用腔體內(nèi)側(cè)砌筑一層耐火保溫層，微波 作用腔體置于支撐架之上，圓柱形液體容器鑲嵌在微波作用腔體上部，微波作用腔體內(nèi)、液 體容器外部附著有一層一定厚度的石墨附著層，為防止石墨附著層脫落，在微波作用腔體 內(nèi)底部設(shè)有石英支承座，用以支撐石墨附著層底部，同時在除石英支承座之外的微波作用 腔體內(nèi)空間中填滿石英砂；微波作用腔體外側(cè)壁及底部外壁上設(shè)有微波源，微波源與微波 作用腔體相通，為防止微波發(fā)射部位過熱，微波源發(fā)射部位安裝有微波源冷卻裝置；驅(qū)動裝 置頂部裝有充氣管、攪拌螺旋槳和熱電偶，驅(qū)動裝置頂部可升降，充氣管充氣端、攪拌螺旋 槳和熱電偶探頭插入液體容器中的液體里，驅(qū)動裝置內(nèi)置充氣氣泵、攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)、 溫度顯示控制器以及驅(qū)動裝置頂部升降系統(tǒng)。
3[0005]本實用新型的工作過程是根據(jù)液體物質(zhì)的性質(zhì)和工作要求設(shè)定加熱溫度目標(biāo)值。先將一定量的液體物質(zhì)導(dǎo) 入液體容器內(nèi)，導(dǎo)入液體的體積須小于液體容器的容積，然后利用驅(qū)動裝置的頂部升降系 統(tǒng)調(diào)整充氣管、攪拌螺旋槳和熱電偶探頭端至液體容器中合適位置，開啟驅(qū)動裝置內(nèi)充氣 氣泵和攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)使螺旋槳轉(zhuǎn)動攪拌液體并通過充氣管向液體中充氣，與此同時 開啟微波源和微波源冷卻裝置，石墨附著層吸收微波逐漸升溫，產(chǎn)生的熱量通過液體容器 壁傳導(dǎo)給液體，通過溫度顯示控制器，觀察并控制液體溫度的變化。當(dāng)溫度高于設(shè)定值時， 電路自動斷開，微波源停止微波輻射，溫度開始下降；當(dāng)溫度低于設(shè)定值時，電路自動連通 微波源工作，開始微波輻射，溫度上升。維持溫度目標(biāo)值一定時間，即液體物質(zhì)反應(yīng)完成后， 關(guān)閉驅(qū)動裝置及微波源電源，停止充氣，用移液管抽出液體容器中的液體。本實用新型的工作原理是采用石墨作為液體反應(yīng)器的載體進行液體物質(zhì)加熱充氣攪拌使液體物質(zhì)化學(xué)反 應(yīng)均勻、迅速并進行完全。常溫下將一定量的液體物質(zhì)導(dǎo)入液體容器內(nèi)，導(dǎo)入液體的體積 須小于液體容器的容積，然后利用驅(qū)動裝置的頂部升降系統(tǒng)調(diào)整充氣管、攪拌螺旋槳和熱 電偶探頭端至液體容器中合適位置，開啟驅(qū)動裝置內(nèi)充氣氣泵和攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)使螺 旋槳轉(zhuǎn)動攪拌液體并通過充氣管向液體中充氣，同時開啟微波源冷卻裝置和微波電源，調(diào) 整微波功率，使微波功率逐漸加大，此時微波被石墨附著層吸收，石墨附著層逐漸升溫，產(chǎn) 生的熱量通過液體容器壁傳導(dǎo)給液體，因微波作用腔體各側(cè)壁及底部均有微波源，故容器 內(nèi)液體不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象。通過溫度顯示控制器觀察液體在充氣攪拌反應(yīng)過程中溫度 變化，并根據(jù)溫度變化控制微波功率的大小，使液體反應(yīng)溫度維持平衡。同時在微波源工作 狀態(tài)下，微波作用腔體的工作腔內(nèi)溫度很高，另外微波源自身也會隨著工作時間的延長而 發(fā)熱，為降低高溫對微波源產(chǎn)生的不良影響，需對微波源進行冷卻，冷卻措施采用循環(huán)水冷 卻。本實用新型的有益效果是采用微波能對液體反應(yīng)物進行加熱，微波功率大小可 調(diào)，加熱溫度可控；微波間接加熱液體反應(yīng)物，加熱速度快，節(jié)約能源；實現(xiàn)加熱、充氣及攪 拌一體化。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A-A向剖視圖。
具體實施方式
請參閱圖1、圖2所示，為本實用新型的實施例，其是由攪拌螺旋槳1、充氣管2、液 體容器3、驅(qū)動裝置5、微波作用腔體12、支撐架6、石墨附著層4、石英支承座7和微波源8 組成，微波作用腔體12內(nèi)側(cè)砌筑一層耐火保溫層11，微波作用腔體12置于支撐架6之上， 圓柱形液體容器3鑲嵌在微波作用腔體12上部，微波作用腔體12內(nèi)、液體容器3外部附著 有一層一定厚度的石墨附著層4，為防止石墨附著層4脫落，在微波作用腔體內(nèi)底部設(shè)有石 英支承座7，用以支撐石墨附著層4底部，同時在除石英支承座7之外的微波作用腔體12內(nèi) 空間中填滿石英砂10 ；微波作用腔體12外側(cè)壁及底部外壁上設(shè)有微波源8，微波源8與微波作用腔體12相通，為防止微波發(fā)射部位過熱，微波源8發(fā)射部位安裝有微波源冷卻裝置 9 ；驅(qū)動裝置5頂部裝有充氣管2、攪拌螺旋槳1和熱電偶13，驅(qū)動裝置5頂部可升降，充氣 管2充氣端、攪拌螺旋槳1和熱電偶13探頭插入液體容器3中的液體里，驅(qū)動裝置5內(nèi)置 充氣氣泵、攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)、溫度顯示控制器以及驅(qū)動裝置5頂部升降系統(tǒng)。由于驅(qū)動 裝置5內(nèi)置的充氣氣泵、攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)、溫度顯示控制器以及驅(qū)動裝置5的頂部升降 系統(tǒng)是常用裝置，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述，圖中也未示。本實施例的工作過程是根據(jù)液體物質(zhì)的性質(zhì)和工作要求設(shè)定加熱溫度目標(biāo)值。先將一定量的液體物質(zhì)導(dǎo) 入液體容器3內(nèi)，導(dǎo)入液體的體積須小于液體容器3的容積，然后利用驅(qū)動裝置5的頂部升 降系統(tǒng)調(diào)整充氣管2、攪拌螺旋槳1和熱電偶13探頭端至液體容器3中合適位置，開啟驅(qū)動 裝置5內(nèi)充氣氣泵和攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)使螺旋槳轉(zhuǎn)動攪拌液體并通過充氣管2向液體中 充氣，與此同時開啟微波源8和微波源冷卻裝置9，石墨附著層4吸收微波逐漸升溫，產(chǎn)生的 熱量通過液體容器3壁傳導(dǎo)給液體，通過溫度顯示控制器，觀察并控制液體溫度的變化。當(dāng) 溫度高于設(shè)定值時，電路自動斷開，微波源8停止微波輻射，溫度開始下降；當(dāng)溫度低于設(shè) 定值時，電路自動連通微波源8工作，開始微波輻射，溫度上升。維持溫度目標(biāo)值一定時間， 即液體物質(zhì)反應(yīng)完成后，關(guān)閉驅(qū)動裝置5及微波源8電源，停止充氣，用移液管抽出液體容 器3中的液體。
權(quán)利要求一種微波加熱充氣攪拌反應(yīng)裝置，其特征在于是由攪拌螺旋槳、充氣管、液體容器、驅(qū)動裝置、微波作用腔體、支撐架、石墨附著層、石英支承座和微波源組成，微波作用腔體內(nèi)側(cè)砌筑一層耐火保溫層，微波作用腔體置于支撐架之上，圓柱形液體容器鑲嵌在微波作用腔體上部，微波作用腔體內(nèi)、液體容器外部附著有石墨附著層，微波作用腔體內(nèi)底部設(shè)有石英支承座，用以支撐石墨附著層底部，石英支承座之外的微波作用腔體內(nèi)空間中填滿石英砂；微波作用腔體外側(cè)壁及底部外壁上設(shè)有微波源，微波源與微波作用腔體相通，微波源發(fā)射部位安裝有微波源冷卻裝置；驅(qū)動裝置頂部裝有充氣管、攪拌螺旋槳和熱電偶，驅(qū)動裝置頂部可升降，充氣管充氣端、攪拌螺旋槳和熱電偶探頭插入液體容器中的液體里，驅(qū)動裝置內(nèi)置充氣氣泵、攪拌螺旋槳驅(qū)動系統(tǒng)、溫度顯示控制器以及驅(qū)動裝置頂部升降系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種微波加熱充氣攪拌反應(yīng)裝置，其微波作用腔體內(nèi)側(cè)砌筑一層耐火保溫層，微波作用腔體置于支撐架之上，圓柱形液體容器鑲嵌在微波作用腔體上部，微波作用腔體內(nèi)、液體容器外部附著有石墨附著層，微波作用腔體內(nèi)底部設(shè)有石英支承座，石英支承座之外的微波作用腔體內(nèi)空間中填滿石英砂，微波作用腔體外側(cè)壁及底部外壁上設(shè)有微波源與微波作用腔體相通，微波源發(fā)射部位安裝有微波源冷卻裝置；驅(qū)動裝置頂部裝有充氣管、攪拌螺旋槳和熱電偶，驅(qū)動裝置頂部可伸縮，充氣管充氣端、攪拌螺旋槳和熱電偶探頭插入液體容器中的液體里；本實用新型采用微波能對液體反應(yīng)物進行加熱，微波功率大小可調(diào)，加熱溫度可控；微波間接加熱液體反應(yīng)物，加熱速度快，節(jié)約能源；實現(xiàn)加熱、充氣及攪拌一體化。
文檔編號B01J19/12GK201711146SQ20102021680
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者趙俊蔚, 趙國惠, 趙明福, 邢志軍, 鄭曄, 馬金瑞 申請人:長春黃金研究院;中國黃金集團公司技術(shù)中心