專利名稱：微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱設備，特別是利用微波加熱的帶調諧諧振腔，屬于微波化學技術領域。
背景技術：
微波加熱是一種不同于常規方法的加熱，它是通過微波與分子的相互作用而誘導分子極化和偶極旋轉，造成分子之間迅速運動。這種方法與傳統的加熱方式有著本質的區別，微波照射不僅可以改變化學反應的速度，甚至可以改變化學反應的途徑。當微波在傳輸過程中遇到不同介質時，由于這些介質的介電常數、介質損耗系數、比熱、形狀和含水量等主要性質的不同，就會產生反射、吸收或穿透作用，因此吸收的電場能量不一樣，進行選擇性加熱。微波技術與傳統加熱方法相比具有獨特的效應和優點，可大大降低反應時間，省介質(可較常規方法少50％～90％)、節約能源、減少廢物的產生，同時提高了收率和提取物的純度，最大程度降低了后處理的復雜性，使化學反應環境更面向清潔和綠色，無污染，屬于綠色工程，有利于環境保護，它是一種具有廣闊發展前途的新技術。
伴隨社會的進步，不斷研究出促進化學反應的新方法和新技術，我們應重視運用高新技術，更應高度重視這些高新技術的有機結合。當聲波通入某物體時，由于聲波振動使物質分子產生壓縮和稀疏的作用，將使物質所受的壓力產生變化。由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質分子產生顯著的聲壓作用，例如當水中通過一般強度的超聲波時，產生的附加壓力可以達到好幾個大氣壓力。超聲波所具有空化作用亦是促進化學反應的一種手段。
不僅可以利用微波加熱速度快、無污染、清潔的特點，也可利用超聲波的優勢共同促進消解/萃取，為消解/萃取提供一種新的非常特殊的物理化學環境。為樣品消解/萃取提供新的實驗手段。
發明內容
本發明提供了一種新的微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的加熱設備，即一種微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的諧振腔新設計。本發明具體的技術方案它包括諧振腔、波導蓋、微波輸入口、超聲波振子、截止波導、聚四氟乙烯擋板、耦合劑、消解/萃取瓶、調諧器、截至閥；諧振腔是一個立式空心圓柱體，上面是諧振腔上法蘭、波導蓋、兩者之間用螺釘固定；波導蓋上有截止波導口；諧振腔側壁開口，與微波輸入口相連，出口處固定一塊聚四氟乙烯擋板，超聲波振子用膠固定在諧振腔底部，諧振腔內部放入耦合劑，消解/萃取瓶放入耦合劑中，消解/萃取瓶中放入消解/萃取的介質；調諧器由調諧螺釘和調諧片構成；截至閥通常處于關閉狀態，當需要排放諧振腔內部的耦合劑時，打開此截至閥。
本發明的有益效果與現有技術的對比，將兩種促進樣品消解/萃取的手段有機的結合，為消解/萃取提供一種新的非常特殊的物理化學環境，為樣品消解/萃取提供新的實驗手段。
圖1為樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的立體2為樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的正視3為樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的左視4為樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的剖面圖其中1、截止波導口 2、波導蓋 3、微波輸入口 4、諧振腔 5、超聲波振子 6、聚四氟乙烯擋板 7、消解/萃取瓶 8、耦合劑 9、螺釘 10、消解/萃取介質 11、諧振腔上法蘭 12、調諧器 13、調諧螺釘 14、調諧片 15、截至閥具體實施方式
下面結合附圖對本發明作具體說明這種微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔，它包括諧振腔、波導蓋、超聲波耦合劑、微波輸入口、超聲波振子、截止波導、聚四氟乙烯擋板、消解/萃取瓶、調諧器、截至閥；諧振腔4是一個立式空心圓柱體，上面是諧振腔上法蘭11、波導蓋2、兩者之間用螺釘9固定；諧振腔4側壁上安裝調諧器12，調諧器12由調諧螺釘13和調諧片14構成，調節調諧螺釘13就可改變調諧片14的位置；波導蓋2上有截止波導口1；諧振腔側壁開口，與微波輸入口3相連，出口處固定一塊聚四氟乙烯擋板6，超聲波振子5用膠固定在諧振腔4底部，諧振腔內部放入耦合劑8，用于傳導超聲波，截至閥15安裝在諧振腔4下方，消解/萃取瓶7放入耦合劑8中，消解/萃取瓶中放入消解/萃取的介質10。
微波輸入口是長方體形的。
微波從諧振腔側面微波輸入口3進入，超聲波振子產生超聲波，超聲波從諧振腔底部進入諧振腔。
耦合劑用于傳導超聲波，對微波透明，即允許超聲波穿透，而又不吸收微波，使用時選擇耦合劑應適量，消解/萃取瓶放入之后，耦合劑的高度不能超過微波入口位置。
耦合劑為變壓器油。截至閥通常處于關閉狀態，當需要排放諧振腔內部的耦合劑時，打開此截至閥。
微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔的工作過程是，來自耦合波導的微波進入微波輸入口，之后耦合到諧振腔中；固定在諧振腔外底部的超聲波振子產生的超聲波，穿透諧振腔內部耦合劑進入消解/萃取瓶，使微波和超聲波能同時作用在消解/萃取瓶內的介質中，即微波和超聲波能同時起作用。
微波/超聲波系統主要有波導傳輸系統、超聲波振子、耦合劑、諧振腔、消解/萃取瓶、調諧器、截至閥構成。這里關鍵是當消解/萃取的樣品介質發生變化時，微波諧振頻率要發生偏移，通過調節調諧螺釘就可改變調諧片，使之諧振在諧振點上。其中諧振腔由金屬制成，主要起到反射微波，均勻電磁場的作用，同時超聲波振子可固定在它的下方。諧振腔選用優質不銹鋼材料加工而成，具有良好的防腐性能。根據我們的應用目的，是為樣品消解/萃取提供一個合適的物理環境，通常被加熱的樣品置于消解/萃取瓶中，放置在軸線上，根據樣品消解/萃取的要求設計成圓柱體形狀。
為防止微波泄漏，精心設計了截止波導口的開孔尺寸。微波泄漏嚴格控制在國家允許的范圍內。
權利要求
1.一種微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔，它包括諧振腔、波導蓋、微波輸入口、超聲波振子、截止波導、聚四氟乙烯擋板、耦合劑、消解/萃取瓶、調諧器、截至閥；；諧振腔(4)是一個立式空心圓柱體，上面是諧振腔上法蘭(11)、波導蓋(2)、兩者之間用螺釘(9)固定；波導蓋(2)上有截止波導口(1)；諧振腔側壁開口，與長方體形的微波輸入口(3)相連，出口處固定一塊聚四氟乙烯擋板(6)，超聲波振子(5)用膠固定在諧振腔(4)底部，諧振腔內部放入耦合劑(8)，消解/萃取瓶(7)放入耦合劑(8)中，消解/萃取瓶中放入消解/萃取介質(10)；其特征在于諧振腔(4)的側壁上安裝調諧器(12)，調諧器由調諧螺釘(13)和調諧片(14)構成；截至閥(15)安裝在諧振腔(4)的下方。
2.根據權利要求1所說的微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔，其特征在于當消解/萃取的樣品介質發生變化時，諧振頻率發生偏移，通過調節調諧螺釘就可改變調諧片位置，使之諧振在諧振點上。
3.根據權利要求1所說的微波/超聲波復合增強樣品消解/萃取的帶調諧諧振腔，其特征在于截至閥通常處于關閉狀態，當需要排放諧振腔內部的耦合劑時，打開此截至閥。
全文摘要
本發明涉及一種加熱設備，特別是利用微波/超聲波復合作用的諧振腔，屬于微波化學技術領域。傳統的微波加熱，只有一種促進化學反應的手段，本發明提供了一種新的改進型微波/超聲波加熱裝置的新設計。它包括諧振腔、波導蓋、調諧器、截至閥等；超聲波從諧振腔底部進入，通過耦合劑傳遞給消解/萃取瓶中的介質。諧振腔是一個立式空心圓柱體，微波通過波導入口進入諧振腔，當消解/萃取的樣品介質發生變化時，通過調節調諧螺釘就可改變調諧片，使之達到最佳諧振狀態。本發明的有益效果是當消解/萃取的樣品介質發生變化時，諧振頻率發生偏移，通過調節調諧螺釘就可改變調諧片位置，使之諧振在諧振點上。微波/超聲波相結合的技術比單獨使用微波、超聲波更具有優勢，可更進一步縮短加熱時間，提高產率。
文檔編號H05B6/80GK1776396SQ200510122058
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月1日 優先權日2005年12月1日
發明者孫桂玲, 李維祥, 劉毅, 盧鯉 申請人:南開大學