一種微波制樣儀專用微波爐的製作方法

2023-09-21 01:02:40

專利名稱：一種微波制樣儀專用微波爐的製作方法
技術領域：
技術領域：
；本實用新型系一種進行微波快速消解、萃取和合成等分析化學實驗和樣品檢驗的專用儀器中的一個加熱部件，特別是用於分析化學實驗和樣品檢驗的一種微波制樣儀專用的微波爐。
背景技術：
隨著現代科學技術的發展，國內新興的微波化學技術迅速崛起，由於它具有快速、節能、無汙染、效果好、精度高，已經或正在取代加熱板、坩鍋等陳舊落後的傳統加熱方法，促進了實驗化學和樣品前處理技術，如微波快速消解、萃取和合成等的變革和發展，進入了科研應用。微波快速消解、萃取和合成裝置已經成為化學反應機理研究和樣品檢驗分析不可缺少的前處理裝置。
公知，微波制樣爐由微波爐部件、電器控制件和配置於微波爐腔體內的反應罐轉子等零部件組合而成。目前，國產微波快速消解、萃取和合成儀器中使用的微波爐均由家用微波爐改裝而成，雖然可不必重新投入去研製微波爐的主機及各部件，利用原有家用微波爐，去掉原有外殼，配上專用的包裝外殼、在爐腔內部配置反應罐轉子以及附設溫度壓力控制電器和安全裝置即可。
但是，由於受原機的限制，直接將普通家用微波爐改裝用於微波制樣儀器存在一些不足，如爐腔容積較小，微波功率一般亦小；而且不能連續可調，爐門的強度低，門鎖不可靠，原機是按家庭燒飯設計的，有些功能不適用。另外，還要根據微波消解、萃取和合成等制樣需要配置相應的部件和電控，這樣就造成了多餘功能和電器的閒置及外殼等材料的廢棄，浪費資源。總之，家用微波爐改裝的儀器不能合理地滿足專業的需要。由於爐腔尺寸小，爐腔中反應罐容積亦小，限制了它的應用範圍和使用功能的發揮，而且使儀器的設計難以完全合理。
目前，國外的同類產品絕大多數都是研製專用工業微波爐作為微波制樣爐的主機部件，其性能優於國產儀器，但其結構複雜、成本較高，在國內大範圍推廣使用仍有難度。
鑑於這種情況，為滿足國內用戶的需要，提高國產儀器的性能和競爭力，研製符合國情的微波制樣儀專用的微波爐勢在必行。

發明內容本實用新型的目的在於提供一種用於微波消解、萃取和合成等微波制樣爐的專用微波爐，以改變目前國產用於微波消解、萃取和合成等微波制樣爐採用家用微波爐改裝的局面，提高國產儀器的性能，結構相對簡單，能滿足國內外用戶的需要。為達此目的，本實用新型的技術方案如下一種微波制樣儀器用專用微波爐，包括爐腔、爐體、爐門、門鎖、轉子驅動裝置和機座。
爐體為箱形輕鋼結構，它除了要具有足夠的強度、剛度和美觀的造型外，其尺寸還要能容納和便於安裝通風機、磁控管、轉子驅動裝置和整機電器等。
爐腔為立方體，正對爐門的為爐腔門框，頂部為頂板，左右兩側為左、右側板，底部為底板，後背部為後板。由薄鋼板圍成再密集點焊，保證不漏微波。爐腔頂板的靠後部有出風口連接通風機。爐腔左、右兩側板的下部，靠近門框處各有一個進風口，形成對流通風通道。爐腔後板有兩個磁控管波導入口，在其外側安裝磁控管。
爐門為浮動的，當爐門關閉時，它靠預緊力壓緊在爐腔門框上，保持關閉的嚴密性，不至爐腔內微波洩漏，而萬一爐腔內反應罐發生意外，可緩衝爆炸力，而且門可瞬間開縫釋放爐腔內爆炸氣體，減輕爆炸力。
爐門的浮動結構是如此實現的，爐門包括轉動門板和浮動框架兩部分，轉動門板的上下兩端開設門軸孔，套入浮動框架上下兩端的外伸的門軸中，可以轉動開或關。在與爐門相配的爐腔門框上固定了板簧，板簧的另一側抵壓住浮動框架，使浮動框架和門框間產生了一個相互推開的彈力。在門框上還固定了螺紋銷，穿入了浮動框架上開設的銷孔，在銷孔的背後由螺母鎖住，使得浮動框架和門框之間保持了一個預設的距離，該預設距離可由螺母預先進行調節，以控制爐門浮動的預緊力。
門鎖採用槓桿搭鉤式結構，由按鈕、鎖塊和門鉤三部分組成。
鎖塊呈斜面外低內高的三角形刀口狀，固定在爐腔門框的邊框上。
門鉤固定在爐門的邊框上，位置與上述鎖塊相對應，由呈鉤子形的搭扣及彈簧組成，搭扣的外側面，即與鎖塊的三角形刀口相對應面也呈斜面，兩斜面相互平行。彈簧使搭扣處於向下預緊狀態。當關閉爐門時，搭扣的三角形與鎖塊的三角形相撞，沿著鎖塊的斜面滑動上移抬起，當搭扣的止口滑過鎖塊的刀口，落入刀口內，爐門被鎖住，由於門鉤的彈簧作用，拉住搭扣防止向上鬆動而出現不當的誤開啟。
按鈕部件呈長杆形，固定在爐腔門框的邊框上，按鈕長杆的下端部銷接一槓桿臂，槓桿臂介由固定在爐腔門框上的支點，其另一端抵在搭扣的下方。長杆穿於一彈簧和軸承中，由於彈簧的作用，按鈕長杆保持抬起狀，使得下端的槓桿臂也處上位，槓桿臂的另一端在下位，搭扣未被抬起；當手工克服彈簧力將按鈕壓下，長杆向下移動，槓桿臂壓下，另一端抬起，搭扣被託起，當高出鎖塊刀口時與鎖塊脫開，爐門被打開。
門鎖的如此結構，具有自鎖和抗爆功能，使得在任何情況下，包括爐內反應罐發生意外爆炸，也不會脫鉤自動開門，確保安全。
爐腔中磁控管的波導口位置對於爐腔中微波場強的均勻分布關係重大，它是根據微波加熱場理論，諧振微波及功率匹配設計的，確保加熱時爐腔內所產生的微波場不但滿足需要，而且各處均勻相同。設計和試驗表明，微波爐磁控管波導口位置在如下範圍內能取得較好效果。設爐腔的寬度為X，高度為Y，內設左右兩個磁控管波導口A、B，爐腔的左下角為平面坐標的零點，則，磁控管波導口A的坐標位置為，0.23X，0.26Y；磁控管波導口B的坐標位置為，0.74X，0.71Y。它們的範圍均在上述數值的±10％以內。經試驗，在±5％以內效果更佳。
為了能及時抽出爐腔內的酸氣，另外，還可用於實驗結束時冷卻反應罐，以儘快開罐取樣。爐腔腔頂板有出風口接裝通風機，爐腔左右兩腔側壁下部靠前部各有一個進風口，由此在爐腔內形成一個合理的強制通風通道。
轉子驅動裝置包括電機和齒輪減速裝置，它通過聯軸節與設置在爐腔內的反應罐轉子相連，並在爐底設置限位檔塊、實現轉子360度往返轉動。


圖1是本實用新型一種微波制樣儀專用微波爐的整體部件配置圖；圖2是本實用新型一種微波制樣儀專用微波爐的門鎖部件結構的主視和右視圖；圖3是本實用新型一種微波制樣儀專用微波爐的爐腔後板上兩磁控管波導口位置布置圖；圖4是本實用新型一種微波制樣儀專用微波爐的浮動爐門的結構圖。
圖中，1.爐體 2.爐腔 3.爐門 4.門鎖 5.機座 6.轉子驅動裝置 7.通風機8.磁控管波導口 9.進風口2-1.門框 2-1a.板簧 2-1b.螺紋銷 3-1.轉動門板 3-2.浮動框架3-2a.門軸 3-2b.螺紋銷孔3-2c.螺母4-1.按鈕4-2.鎖塊 4-3.門鉤具體實施方式
下面根據圖1至圖3給出本實用新型的較佳實施例，並予以詳細描述。
如圖1所示，一種用於化學制樣儀器的專用工業微波爐，它包括爐體1、爐腔2、爐門3、門鎖4、轉子驅動裝置6和機座5等。
爐體1，為輕鋼箱形骨架結構，它除了直接與爐腔2、爐門3、機座5和外殼相連接外，還要容納和安裝磁控管、通風機、轉子驅動裝置和整機電器等，它結構簡單、緊湊，具有足夠的強度、剛度和空間。
爐腔2為立方體，正對爐門為爐腔門框，頂部為頂板，左右兩側為左、右側板，底部為底板，後背部為後板。由薄鋼板圍成再密集點焊，保證不漏微波。爐腔頂板的靠後部有出風口連接通風機7。爐腔左、右兩側板的下部，靠近門框處各有一個進風口，形成對流通風通道，及時抽出爐腔內的酸氣。另外，還可用於實驗結束時冷卻反應罐，以儘快開罐取樣。
爐腔2後板上有兩個配置磁控管的波導口8，設爐腔後板的寬度為X，高度為Y，內設左右兩個磁控管波導口A、B，爐腔後板的左下角為平面直角坐標的零點，則，磁控管波導口A的x、y坐標位置為，0.23X，0.26Y；磁控管波導口B的x、y坐標位置為，0.74X，0.71Y，它們的位置範圍均在上述數值的±10％以內。經試驗，上述範圍在±5％以內更佳。
爐門3採用浮動結構，爐門3包括轉動門板3-1和浮動框架3-2兩部分，轉動門板3-1的上下兩端開設門軸孔，套入浮動框架上下兩端的兩個門軸3-2a中，轉動門板3-1可以轉動開和關。在與爐門3相配的爐腔門框2-1上固定了板簧2-1a，板簧2-1a的另一側抵壓住浮動框架3-2，使浮動框架3-2和門框2-1間產生了一個相互推開的彈力。在門框2-1上還固定了螺紋銷2-1b，螺紋銷2-1b的螺紋端穿入浮動框架3-2上開設的螺紋銷孔3-2b，在銷孔的背後由螺母3-2c鎖住，使得浮動框架3-2和門框2-1之間保持了一個預設的距離，該預設距離可由螺母3-2c預先進行調節，以控制爐門3浮動的預緊力。
門鎖採用槓桿搭鉤式結構，由按鈕4-1、鎖塊4-2和門鉤4-3三部分組成。
鎖塊4-2呈斜面外低內高刀口狀，固定在爐腔2門框2-1的邊框上。
門鉤4-3固定在爐門3的邊框上，位置與鎖塊4-2相對應，由呈鉤子形的搭扣及彈簧組成，搭扣的外側面呈斜面，與鎖塊4-2的斜面相對應，且相互平行，彈簧使搭扣處於向下預緊狀態。當關閉爐門3時，搭扣的斜面與鎖塊的斜面相撞，沿著鎖塊的斜面滑動上移升起，當搭扣的止口滑過鎖塊4-2的刀口，落入刀口內，爐門3被鎖住，由於門鉤4-3的彈簧作用，拉住搭扣防止向上鬆動而出現爐門3不當的誤開啟。
按鈕4-1部件呈長杆形，固定在爐腔2門框2-1的邊框上，按鈕長杆的下端部銷接一槓桿臂，槓桿臂介由固定在爐腔2門框2-1上的支點，其另一端抵在爐門3上的搭扣下方。長杆穿於一彈簧和軸承中，由於彈簧的作用，按鈕長杆保持抬起狀，使得長杆下端銷接的槓桿臂抬起，槓桿臂的另一端處於低位，搭扣未被抬起；當手工克服彈簧力將按鈕壓下，長杆向下移動，槓桿臂壓下，另一端抬起，搭扣被託起，當高出鎖塊4-2刀口時與鎖塊4-2脫開，爐門3被打開。
為了使門鎖4關閉可靠，鎖塊4-2、門鉤4-3零件可同時安裝上下兩套。
機座5用於支撐整個機器，並容納轉子驅動裝置，它具有足夠的強度和剛度，並有良好的通風結構。
轉子驅動裝置6被安裝在爐腔底部中心，用來驅動反應罐轉子(附圖中未出現)360度往返運轉，使轉子上各反應罐均勻接受微波加熱。它由驅動電機和減速裝置和聯軸節組成。電機與減速裝置連接成一體，齒輪減速裝置輸出軸的轉速，就是反應罐轉子所需的轉速，二者通過安裝在減速機構的輸出軸上的半聯軸節和安裝在反應罐轉子底部中心與之相配的另一半聯軸節相連接。
權利要求1.一種微波制樣儀專用微波爐，包括爐體(1)，爐腔(2)，爐門(3)，門鎖(4)，機座(5)和轉子驅動裝置(6)，爐腔(2)為立方體，正對爐門為門框，頂部為頂板，左右兩側為左、右側板，底部為底板，後背部為後板，其特徵在於，門鎖(4)採用槓桿搭鉤式結構，包括按鈕(4-1)、鎖塊(4-2)和門鉤(4-3)三部分，鎖塊(4-2)呈斜面外低內高刀口狀，固定在爐腔(2)門框的邊框上，門鉤(4-3)固定在爐門(3)的邊框上，位置與鎖塊(4-2)相對應，由呈鉤子形的搭扣及彈簧組成，搭扣的外側面呈斜面，與鎖塊4-2的斜面相對應，且相互平行，彈簧使搭扣處於向下預緊狀態，按鈕(4-1)部件呈長杆狀，固定在爐腔(2)門框的邊框上，按鈕長杆的下端部銷接一槓桿臂，槓桿臂介由固定在爐腔(2)門框上的支點，其另一端抵在搭扣下方，長杆穿於一彈簧和軸承中，彈簧使按鈕長杆保持抬起狀，爐腔(2)的後板開設兩磁控管波導口(8)A和B，設爐腔後板的寬度為X，高度為Y，爐腔後板的左下角為平面直角坐標的零點，則，磁控管波導口A的x、y坐標位置為，0.23X，0.26Y；磁控管波導口B的x、y坐標位置為，0.74X，0.71Y，它們的位置範圍均在上述數值的±10％以內，爐門(3)包括轉動門板(3-1)和浮動框架(3-2)兩部分，浮動框架上下兩端外伸門軸(3-2a)，插入轉動門板(3-1)上下兩端開設的門軸孔內，爐腔(2)的門框(2-1)上固定了板簧(2-1a)，板簧(2-1a)的另一側抵壓住浮動框架(3-2)，螺紋銷(2-1b)固定在門框(2-1)上，螺紋端穿入浮動框架(3-2)上開設的螺紋銷孔(3-2b)中，由螺母(3-2c)鎖住。
2.根據權利要求1所述一種微波制樣儀專用微波爐，其特徵在於，爐腔(2)的頂板靠近腔背開設接裝通風機(7)的出風口，爐腔(2)的左、右側板分別開設進風口(9)，進風口(9)位於側板靠近爐門(3)的下部。
3.根據權利要求1所述一種微波制樣儀專用微波爐，其特徵在於，磁控管波導口(8)A和B的座標位置在爐腔後板上述數值的±5％以內。
專利摘要本實用新型系一種微波制樣儀器的專用微波爐，包括爐體、爐腔、爐門、門鎖、機座和轉子驅動裝置。本實用新型的門鎖採用槓桿搭鉤式結構，由按鈕、鎖塊和門鉤三部分組成，操作方便，並具有自鎖和抗爆功能，確保安全。爐腔的後板開設兩磁控管波導口A和B，在爐腔後板的寬度為X，高度為Y的坐標中，磁控管波導口A和B的x、y坐標位置分別為0.23X，0.26Y和0.74X，0.71Y，它們的位置範圍均在上述數值的±10％以內，能確保加熱時爐腔內所產生的微波場強滿足需要，各處均勻相同。爐腔內的通風機和進風口形成一個合理的強制通風通道。爐門是浮動的，當爐門關閉時板簧的預緊力壓緊爐門保持關閉的嚴密性，萬一爐腔內反應罐發生意外爆炸，爐門可瞬間開縫放氣和緩衝。
文檔編號G01N1/44GK2917164SQ200620041848
公開日2007年6月27日 申請日期2006年5月18日 優先權日2006年5月18日
發明者杜榮慶 申請人:上海屹堯分析儀器有限公司