[發明專利]一種帶反射保護的微波反應裝置

有效

• 申請號: 202011421962.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112569885B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 朱鏵丞;楊陽
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠

本發明公開了一種帶反射保護的微波反應裝置，屬于微波應用技術領域，環形器的第一端口連接微波發生器；環形器的第二端口連接微波輸送裝置；水負載包括波導段、超材料結構層和吸收管；波導段一端連接環形器的第三端口，另一端通過金屬板封閉；波導段內設有超材料結構層；超材料結構層中心設有容納空間；容納空間內設有沿著容納空間的內壁呈螺旋狀延伸的吸收管；吸收管兩端貫穿波導段，且吸收管內設有流動的冷卻液；超材料結構層由外到內材料的相對介電常數漸變遞增，使經過超材料結構層的微波匯集在容納空間。本發明的一種帶反射保護的微波反應裝置，能夠對反射微波進行高效吸收，保護微波源，更安全，并提高設備的使用壽命。

技術領域

本發明屬于微波應用技術領域，具體地說涉及一種帶反射保護的微波反應裝置。

背景技術

微波能作為一種新型高效的清潔能源，具有高效節能、選擇性加熱、清潔無污染等特點，在食品加工、化工、醫藥等領域有著廣泛的應用。近年來，微波加熱已經在礦石預處理、鍛造、燒結、金屬氧化物礦的碳熱還原等方面獲得了應用。微波加熱應用于冶金過程中具有效率高、速度快、反應溫度低等特點，是一種提高金屬回收率、產品轉化率、產品純度的有效途徑。反射保護、吸收負載和阻抗匹配對于微波能工業系統的穩定運行來講是至關重要的。在反射保護方面，主要用到的是隔離器和環形器這兩個微波器件。

環形器和波導銷釘調配器廣泛應用于各種工業微波加熱設備及微波等離子體設備。在微波反應系統中，為防止系統器件反射回來的微波對微波功率源造成損傷，會使用環形器將反射回來的功率輸送至環形器的三端口，然后在三端口加一個匹配負載吸收，從而起到了保護微波源的作用。水負載作為一種常用的終端匹配負載，主要是由波導傳輸匹配段及吸收微波的水腔組成，吸收腔體內為水流動的水室，水室的外壁多為聚四氟材料。波導內傳輸的微波通過水室內流動的水來吸收，轉變成熱能。負載吸收的功率越大，吸收腔內水的溫度就越高，水需保持一定的流量來滿足大功率微波的要求，否則水負載溫度上升過高，水的介電常數發生變化，從而導致微波的傳輸失配，因此微波吸收將變差。水負載駐波迅速增大而無法滿足使用要求，水負載需要穩定的水流。

現有的水負載需要加銷釘，進行阻抗匹配。但水負載中水溫變化、水流不均勻或水中摻雜氣泡，都會導致阻抗不匹配，是水負載對微波能的吸收作用減弱，進而對微波源的保護能力減弱。功率和水的流速會影響水負載對微波的吸收能力，使水在大范圍流速和溫度區間里存在水負載可能無法正常工作的問題，從而影響微波反應裝置的使用，壽命變短，同時存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的是針對上述不足之處提供一種帶反射保護的微波反應裝置，擬解決如何對反射微波進行高效吸收，保護微波源，使設備更安全，并提高設備的使用壽命等問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：