一种旋转式微波加热设备

1.本发明涉及微波加热技术领域，具体为一种旋转式微波加热设备。


背景技术：

2.在实验室进行物理化学等实验时，有时需要对实验所需的物料进行加热，以使其达到实验所需的相关条件。实验室用的加热设备除传统的电加热设备外，还有较为先进的微波加热设备，其区别于常规的电加热，通过微波场的作用，使得介质材料与微波电磁场相互作用，在材料内部产生功率耗散，使得微波能直接转化为材料的内部的热能，热能在生物质颗粒内部不断积累并向外传递，完成了能量的转化。与传统电加热相比具有热源与受热源间没有直接的联系材料、加热速率极快、转化过程更加高效等特点，所以微波加热技术被广泛应用在许多领域，受到研究者的青睐。
3.但现有的实验室用微波加热设备通常与常规的微波炉类似，为转盘式微波加热设备，是将物料直接平铺在能够连续转动的圆盘上，在转动的过程中发生热解反应。而该类微波反应器中物料与微波接触面有限，微波场分布不均匀，同时场强密度不可调，一旦放入较多、较大的物料时，不仅降低了微波加热效率，物料的加热程度也不均匀。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种旋转式微波加热设备，具备通过令物料在转筒状的微波腔体内旋转翻滚，从而最大程度增加物料和微波接触面积，提高加热效率，使得物料加热程度均一的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的实验室用微波加热设备通常为转盘式微波加热设备，该类微波反应器中物料与微波接触面有限，微波场分布不均匀，同时场强密度不可调，一旦放入较多、较大的物料时，不仅降低了微波加热效率，物料的加热程度也不均匀的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种旋转式微波加热设备，包括箱体，所述箱体上设置有用于加热物料的微波加热机构和用于带动微波加热机构旋转的旋转机构；
6.所述微波加热机构包括设置于所述箱体内的底座，所述底座上转动设置有微波腔体，所述底座上设置有灯管和波导管；
7.所述微波加热机构还包括若干个翻转板，且若干个所述翻转板呈环形等距设置于所述微波腔体的内壁上用于带动物料翻滚；
8.所述旋转机构包括旋转组件和驱动组件，所述旋转组件包括设置于所述微波腔体上的固定环，所述箱体内转动设置有主动托轮和若干个从动托轮，且所述主动托轮和若干个所述从动托轮均与所述固定环契合；
9.所述驱动组件用于带动所述主动托轮转动从而通过摩擦力带动所述固定环转动。
10.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述驱动组件包括设置于所述主动托轮上的第一齿轮，所述箱体内转动设置有第一转轴，所述第一转轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
11.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述驱动组件还包括转动设置于所述箱体上的第二转轴，所述第二转轴上设置有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合。
12.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述第二齿轮包括第一半齿轮段和第一全齿轮段，所述第三齿轮包括第二半齿轮段和第二全齿轮段，且所述第一半齿轮段和所述第二半齿轮段与所述第一齿轮间歇啮合；
13.所述箱体内设置有电机，且所述电机的输出轴于所述第二转轴连接，所述第一全齿轮段和所述第二全齿轮段上设置有齿带。
14.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述箱体上设置有开关机构用于开启和密封所述微波腔体的端口；
15.所述开关机构包括滑动设置于所述箱体上的密封件，且所述密封件与所述微波腔体的端口契合，所述箱体上设置有电动推杆，且所述电动推杆的输出轴与所述密封件连接。
16.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述箱体上设置有控制面板，所述灯管、所述波导管、所述电机和所述密封件均与所述控制面板电性连接。
17.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述箱体内还设置有辅助翻滚机构，所述辅助翻滚机构包括转动设置于所述密封件上的转盘，所述转盘上开设有若干个呈环形等距设置的第一滑槽；
18.若干个所述第一滑槽内均滑动设置有固定板，若干个所述固定板之间依次通过若干个弹性折叠板连接，通过若干个所述固定板和若干个所述弹性折叠板构成与所述微波腔体同心设置的闭环。
19.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述辅助翻滚机构还包括滑动设置于所述转盘上的若干个导向轴，且若干个所述导向轴分别与若干个所述固定板连接；
20.所述密封件上设置有导轨，且若干个所述导向轴均滑动设置于所述导轨上，若干个所述导向轴上均设置有弹簧，且若干个所述弹簧均与所述转盘连接。
21.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述辅助翻滚机构还包括设置于所述转盘上的若干个插块，所述微波腔体上开设有若干个插槽，且若干个所述插槽分别与若干个所述插块契合。
22.作为本发明所述一种旋转式微波加热设备的一种可选方案，其中：所述辅助翻滚机构还包括分别设置于若干个所述固定板上的若干个滑块，所述转盘上开设有若干个第二滑槽，且若干个所述第二滑槽分别与若干个所述第一滑槽连通，若干个所述滑块分别滑动设置于若干个所述第二滑槽内。
23.本发明具备以下有益效果：
24.1、该旋转式微波加热设备，与传统的实验室用转盘式微波加热设备中物料与转盘接触面无法直接与微波接触造成加热效率低相比。本装置中，物料盛放于转筒状的微波腔体内，在进行微波加热时，微波腔体旋转带动物料在其内壁安装的翻转板的拍打作用下翻滚旋转，物料不间断翻滚旋转增大了物料与微波的空间接触面积，间接影响了物料的微波场强度，同时使得微波场分布更均匀，达到了提高微波加热效率的目的。
25.2、该旋转式微波加热设备，在通过若干托轮转动带动微波腔体转动时，其中主动托轮是做变速转动的。在微波腔体做变速转动的情况下，物料受到离心力不断变化，从而使得翻滚运动更加复杂，相比恒速转动。减少了物料间因形状大小的原因做稳定运动时产生的无法直接与微波接触的面积。
26.3、该旋转式微波加热设备，在放入物料后，密封件插入微波腔体内密封住微波腔体进行微波加热。此时，在密封件上安装的若干固定板和若干弹性折叠板组成的闭环与微波腔体形成内外筒构造。且该内筒会随着微波腔体的转动改变体积，在向外扩张和向内收缩间循环，从而使得若干固定板起到在物料内侧不断拍打物料，辅助其翻滚，令物料与微波接触更加均匀的作用。
附图说明
27.图1为本发明的整体结构示意图。
28.图2为本发明的第一整体剖视结构示意图。
29.图3为图2中a处的局部放大图。
30.图4为本发明的第二整体剖视结构示意图。
31.图5为本发明的第一局部爆炸结构示意图。
32.图6为本发明的第二局部爆炸结构示意图。
33.图7为本发明的第三局部爆炸结构示意图。
34.图中：1、箱体；101、控制面板；2、微波加热机构；201、底座；202、微波腔体；203、灯管；204、波导管；205、翻转板；3、旋转机构；301、旋转组件；3011、固定环；3012、主动托轮；3013、从动托轮；302、驱动组件；3021、第一齿轮；3022、第一转轴；3023、第二齿轮；30231、第一半齿轮段；30232、第一全齿轮段；3024、第二转轴；3025、第三齿轮；30251、第二半齿轮段；30252、第二全齿轮段；3026、电机；3027、齿带；4、开关机构；401、密封件；402、电动推杆；5、辅助翻滚机构；501、转盘；502、第一滑槽；503、固定板；504、弹性折叠板；505、导向轴；506、导轨；507、弹簧；508、插块；509、插槽；510、滑块；511、第二滑槽。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例1
37.为改进传统实验室用转盘式微波加热设备在加热物料时，由于物料平铺在转盘上，有一面与转盘接触，物料与微波接触空间不够充分，导致加热效率低的缺陷，提出实施例1；
38.请参阅图1-图7，一种旋转式微波加热设备，包括箱体1，箱体1上设置有用于加热物料的微波加热机构2和用于带动微波加热机构2旋转的旋转机构3；
39.微波加热机构2包括设置于箱体1内的底座201，底座201上转动设置有微波腔体202，底座201上设置有灯管203和波导管204；
40.微波加热机构2还包括若干个翻转板205，且若干个翻转板205呈环形等距设置于微波腔体202的内壁上用于带动物料翻滚；
41.旋转机构3包括旋转组件301和驱动组件302，旋转组件301包括设置于微波腔体202上的固定环3011，箱体1内转动设置有主动托轮3012和若干个从动托轮3013，且主动托轮3012和若干个从动托轮3013均与固定环3011契合；
42.驱动组件302用于带动主动托轮3012转动从而通过摩擦力带动固定环3011转动。
43.本实施例中：底座201固定在箱体1的内壁，而箱体1的侧端为开口与箱体1的内腔连通，在开口处底座201的侧端转动安装有微波腔体202，微波腔体202为圆筒状用于承载物料进行加热。
44.在底座201上安装有灯管203和波导管204，通电后用于实现微波加热功能。在进行微波加热时，微波腔体202旋转带动内部物料旋转，从而增加微波与物料的空间接触面积，提高加热效率。
45.进一步的，还在微波腔体202的内壁等距地固定有若干个翻转板205，物料在离心力作用下沿着微波腔体202内壁翻滚时，由于若干个翻转板205的拍打作用，还会带动物料进一步做更加复杂的翻滚运动，相比内壁光滑的微波腔体202达到的翻滚令物料与微波增加接触面积的效果更好。
46.其中，翻转板205的具体设置和工作原理可参考真空滚揉机内导叶片的设置，通过翻转板205的设置可令物料在微波腔体202内沿着内壁作前后回旋运动，互相挤压，旋转翻滚。具体的，可参考对比文件(cn202122803401.9)中公开的滚揉机桨叶及滚揉机。
47.而用于驱动微波加热机构2旋转的旋转机构3，则由旋转组件301和驱动组件302组成。主动托轮3012和若干个从动托轮3013呈环形等距分布于微波腔体202的表面，且主动托轮3012和从动托轮3013均转动安装在箱体1的侧壁上与微波腔体202平行。而微波腔体202的表面固定有固定环3011，通过驱动组件302驱动主动托轮3012转动，进而通过摩擦力带动微波腔体202旋转，此时若干个从动托轮3013随之一起转动起到辅助微波腔体202旋转，令其更加平稳的作用。
48.实施例2
49.为驱动主动托轮3012转动，提出实施例2；
50.本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图2-图6，驱动组件302包括设置于主动托轮3012上的第一齿轮3021，箱体1内转动设置有第一转轴3022，第一转轴3022上设置有第二齿轮3023，第二齿轮3023与第一齿轮3021啮合。
51.本实施例中：在主动托轮3012的表面固定有第一齿轮3021，在箱体1的侧壁上转动安装有第一转轴3022，第一转轴3022上固定有第二齿轮3023并与第一齿轮3021啮合，通过第一转轴3022转动带动第二齿轮3023转动，可带动第一齿轮3021和主动托轮3012转动。
52.实施例3
53.若微波腔体202是保持恒定转速的，则物料在微波腔体202内的旋转翻滚运动会逐渐趋于平稳状态，根据物料的形状、大小不同，可能令物料与物料之间接触面存在加热死角，不能直接与微波接触到，为解决此问题，提出实施例3；
54.本实施例是在实施例2的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图2-图6，驱动组件302还包括转动设置于箱体1上的第二转轴3024，第二转轴3024上设置有第三齿轮3025，
第三齿轮3025与第一齿轮3021啮合；
55.第二齿轮3023包括第一半齿轮段30231和第一全齿轮段30232，第三齿轮3025包括第二半齿轮段30251和第二全齿轮段30252，且第一半齿轮段30231和第二半齿轮段30251与第一齿轮3021间歇啮合；
56.箱体1内设置有电机3026，且电机3026的输出轴与第二转轴3024连接，第一全齿轮段30232和第二全齿轮段30252上设置有齿带3027。
57.本实施例中：在箱体1的内壁上还转动安装有第二转轴3024，第二转轴3024上固定有第三齿轮3025，第三齿轮3025和第二齿轮3023分别啮合于第一齿轮3021的对称的两侧。第三齿轮3025、第一齿轮3021和第二齿轮3023的直径和齿数依次减小。
58.且第二齿轮3023和第三齿轮3025均是由一个完整齿轮部分和一个半齿轮部分组成。二者的具体半齿设置可使得第三齿轮3025和第二齿轮3023间歇与第一齿轮3021啮合，即只有第一半齿轮段30231和第二半齿轮段30251部分可与第一齿轮3021啮合。而第一全齿轮段30232和第二全齿轮段30252部分则由与之啮合的齿带3027实现传动。电机3026安装在箱体1的侧壁，其输出轴与第二转轴3024固定。
59.通过电机3026运转带动第三齿轮3025转动，进而带动第二齿轮3023转动，由于二者间传动比大于一，线速度一致，但第三齿轮3025的转速较快，而第二齿轮3023的转速较慢。当第三齿轮3025转动至与第一齿轮3021啮合时，此时第二齿轮3023不与第一齿轮3021接触，而第三齿轮3025带动微波腔体202以较快速度转动。
60.当第三齿轮3025转动至与第一齿轮3021脱离接触后，第二齿轮3023又与第一齿轮3021啮合，进而带动微波腔体202以较慢速度转动。如此往复，使得微波腔体202作变速转动，物料受到变化的离心力，会增加翻滚运动的复杂程度，减少物料与微波的直接接触死角。
61.实施例4
62.物料放入微波腔体202后，还需对微波腔体202右端的开口进行密封，为此提出实施例4；
63.本实施例是在实施例3的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图4，箱体1上设置有开关机构4用于开启和密封微波腔体202的端口；
64.开关机构4包括滑动设置于箱体1上的密封件401，且密封件401与微波腔体202的端口契合，箱体1上设置有电动推杆402，且电动推杆402的输出轴与密封件401连接。
65.本实施例中：在箱体1上微波腔体202的两侧对称安装有两个电动推杆402，通过两个电动推杆402同步运转带动密封件401左右移动，向左移动插入微波腔体202内则完成密封，向右移动则打开可放入物料。
66.实施例5
67.为实现对装置内电器元件的智能化控制，提出实施例5；
68.本实施例是在实施例4的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图6，箱体1上设置有控制面板101，灯管203、波导管204、电机3026和密封件401均与控制面板101电性连接。
69.本实施例中：控制面板101内可设置plc控制器等，通过电性连接控制密封件401的运转以开关门，灯管203、波导管204的运转以进行微波加热，电机3026的运转以带动微波腔
体202旋转等。具体相关设置为现有技术，不作过多赘述。
70.实施例6
71.为进一步提高微波腔体202旋转令物料翻滚的效果，提出实施例6；
72.本实施例是在实施例4的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图2-图7，箱体1内还设置有辅助翻滚机构5，辅助翻滚机构5包括转动设置于密封件401上的转盘501，转盘501上开设有若干个呈环形等距设置的第一滑槽502；
73.若干个第一滑槽502内均滑动设置有固定板503，若干个固定板503之间依次通过若干个弹性折叠板504连接，通过若干个固定板503和若干个弹性折叠板504构成与微波腔体202同心设置的闭环；
74.辅助翻滚机构5还包括滑动设置于转盘501上的若干个导向轴505，且若干个导向轴505分别与若干个固定板503连接；
75.密封件401上设置有导轨506，且若干个导向轴505均滑动设置于导轨506上，若干个导向轴505上均设置有弹簧507，且若干个弹簧507均与转盘501连接。
76.本实施例中：在密封件401的左端转动安装有转盘501，转盘501上开设有环形等距分布的若干个第一滑槽502，若干个第一滑槽502内均滑动安装有固定板503，若干个固定板503之间通过弹性耐高温并且可伸缩材质构成的弹性折叠板504进行连接，构成一个完整闭环。
77.当密封件401，密封微波腔体202时，固定板503和弹性折叠板504可接触到底座201侧端。且固定板503和弹性折叠板504构成的闭环可放大、缩小，以使得物料受到内侧若干固定板503的拍打作用，更好地完成翻滚。
78.具体的，在若干固定板503上均固定有导向轴505，在密封件401左端固定有导轨506，导轨506内侧为环形的波浪形的轨道，若干导向轴505同时处于同样的起伏状态，即若干导向轴505相对导轨506、微波腔体202和密封件401的共同圆心位置的相对距离是固定的。
79.且若干导向轴505是滑动安装在转盘501上的，弹簧507的两端分别固定于转盘501和导向轴505上，当导向轴505向内侧滑动时弹簧507处于压缩状态。通过令转盘501随着微波腔体202一起转动，则在转动过程中，由于导轨506的导向作用就会使得若干固定板503同步向外扩张或向内收缩。
80.实施例7
81.为带动转盘501随着微波腔体202转动，提出实施例7；
82.本实施例是在实施例6的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图2-图7，辅助翻滚机构5还包括设置于转盘501上的若干个插块508，微波腔体202上开设有若干个插槽509，且若干个插槽509分别与若干个插块508契合。
83.本实施例中：当转盘501随着密封件401向左移动时，若干插块508插入若干插槽509内，从而无需额外动力即可带动转盘501转动。
84.实施例8
85.为保持若干固定板503在扩张或收缩时，与转盘501间的良好密封，提出实施例8；
86.本实施例是在实施例6的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图2-图7，辅助翻滚机构5还包括分别设置于若干个固定板503上的若干个滑块510，转盘501上开设有若干个
第二滑槽511，且若干个第二滑槽511分别与若干个第一滑槽502连通，若干个滑块510分别滑动设置于若干个第二滑槽511内。
87.本实施例中：在若干固定板503上均固定有滑块510，而第二滑槽511的长度大于滑块510的长度，令若干固定板503在沿着转盘501半径运动时，保持与转盘501间密封。
88.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
89.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。