加热金属件的电感应加热器制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种加热金属件的电感应加热器，本实用新型专利技术的圆筒状模块总成包括若干环绕模块总成的中心轴线设置的线圈绕组模块，线圈绕组模块包括一铁芯以及沿铁芯长度方向缠绕在铁芯上的线圈，金属件沿模块总成的中心轴线穿过其筒腔，供电装置对若干线圈绕组模块输出变频交流电，线圈绕组产生交变磁场并作用于金属件使之产生涡电流进行加热。本实用新型专利技术的线圈匝数多、空气间隙小，可使用较小截面积的普通铜绕线就可以实现高功率高效率的加热。由于线圈中的电流密度大大减小，加热时损耗在绕组线圈中的能量大幅减小，不需要配备庞大电容器组。本实用新型专利技术所述的加热器的加热效率可达到80％，远高于目前世界上周向绕线的电感应加热器的最高效率65％。

【技术实现步骤摘要】
加热金属件的电感应加热器
本技术涉及金属加热领域，特别涉及一种加热金属件的电感应加热器。
技术介绍
在金属加热领域，有以下几种传统加热技术: 1、燃气加热，利用燃烧天然气或煤气产生的热量加热金属。在这种加热技术下，金属的加热温度难以精确控制，且不易实现加热较大直径的金属圆锭，如Φ12以上的金属锭。 2、电阻炉加热，电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，依靠热辐射或热气流对流方式在炉内对金属进行加热。这种加热技术中，大量的能量被消耗在电热元件如电阻丝上，加热效率较低。 3、电感应加热，传统感应加热炉利用铜感应线圈来包围铝棒，当交变电流施加到感应线圈上时，在线圈包围的空间内产生交变磁场。交变磁场在主频率下脉动，在铝棒内部感应出涡电流，铝棒也因此得以加热。然而，由于感应线圈有不可忽略的电阻，当通过强电流时，相当可观的热量被损失在线圈上。而且，这些在线圈上产生的热量必须使用大量的冷却水来对线圈进行冷却。这样的先天缺陷使得传统感应加热炉的能源利用率相当低，只有40%到 60%。 所以，有必要从新的视角对传统的加热方式进行变革，以解决目前技术存在的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种加热金属件的电感应加热器，以解决目前技术存在的一些问题。 本技术提供一种加热金属件的电感应加热器，包括一机台，还包括: 设在所述机台上的圆筒状模块总成，其进一步包括若干环绕所述模块总成的中心轴线设置的线圈绕组模块，所述线圈绕组模块包括一铁芯以及沿所述铁芯长度方向缠绕在所述铁芯上的线圈，所述铁芯的长度方向与所述模块总成的中心轴线平行，所述金属件沿所述模块总成的中心轴线穿过其筒腔； 供电装置，连接所述模块总成，用以对所述若干线圈绕组模块输出变频交流电，所述线圈绕组产生交变磁场并作用于所述金属件使之产生涡电流进行加热； 设在所述机台上的加热定位装置，所述加热定位装置定位位于所述模块总成筒腔内的金属件，使所述金属件与所述模块总成的筒内壁保持预定间隙。 作为一实施例，所述若干线圈绕组模块环绕所述模块总成的中心轴线均匀设置，每个所述线圈绕组模块产生的磁场指向所述模块总成的中心轴线。 作为一实施例，所述加热定位装置包括分布于所述模块总成轴向两端的第一液压站和第二液压站、与所述第一液压站活塞杆连接的第一支撑臂、与所述第二液压站活塞杆连接的第二支撑臂，所述第一支撑臂的夹持端和第二支撑臂的夹持端分别在所述模块总成的轴向两端向里顶住位于所述模块总成筒腔的所述金属件的两端面。 作为一实施例，所述第一支撑臂夹持端和第二支撑臂夹持端均为旋转夹持端，它们夹持所述金属件在所述模块总成的筒腔内旋转。 作为一实施例，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别在所述第一液压站液压缸和第二液压站液压缸的作用下，同时同向沿所述模块总成的轴向往返运动，从而带动所述被顶住的金属件在所述模块总成的筒腔的轴向上做往返运动。 作为一实施例，所述金属件为非铁磁性金属材质，所述金属件为铝或铜或镁合金材质。 本技术优点之一，本技术中对金属件的定位方式(液压两端顶住)，使线圈与金属件之间的间隙变小，提高了加热效率。因为传统电感应加热器很难实现较小的间隙，传统电感应加热器需要托盘形式的输送机构在金属件的下部支撑金属件的重量，这样在加热过程中，托盘机构处于线圈和金属件之间，使线圈和金属件之间的间隙扩大后才能容纳所述托盘机构，另外托盘机构的存在也阻碍了电感应的传递。本技术中除线圈中损耗能量以外，主要能量损耗在供电系统的变频变压的过程。经过理论计算，这种加热器的加热效率可达到80 %，远高于目前世界上周向绕线的电感应加热器的最高效率65 %。 本技术优点之二，本技术中环绕设置的线圈绕组模块，可以增加绕组的线圈匝数，减小线圈直径，进而减小由于线圈自感产生的涡流，维持线圈中较低的电流密度，降低了线圈本身的电阻在通电工作时产生的热量。传统电感应加热器无法使用小铜线圈，因为其铜导线是为中空的矩形铜管，冷却水从中空的空间流过，这样的铜导线直径远较本技术所用的铜线圈大。 本技术优点之三，本技术中对金属件的定位方式，使线圈与金属件之间的间隙变小，提高了加热效应，故不需要供电系统设置电容组来补偿无功功率。在传统电感应加热器中，线圈和金属件之间存在很大的空气间隙交流供电系统会消耗较多的无功功率，所以供电系统需要庞大且昂贵的电容组来补偿无功功率。 本技术优点之四，加热定位装置可以带动金属件在圆筒状模块总成的筒腔内沿轴线往返运动，这样使金属件受热更均匀，进一步提高了加热效率。 本技术优点之五，本技术中要实现对金属件的加热，金属与磁场之间的相对旋转速度对加热速度、加热效率至关重要，本技术中的加热定位装置的支撑臂旋转夹持端还可以带动金属件旋转，可以实现较大的相对速度，金属件受交变磁场的作用加快，其内部会产生更大的涡电流，会产生更大的加热效应。同时，由于金属件与的高速旋转，周边空气加速流动，产生强大的风冷效应，大大提高散热功能。 【附图说明】 图1是本技术所述加热系统一实施例的结构示意图； 图2是本技术所述加热系统另一实施例的结构示意图； 图3是本技术所述的筒状模块总成结构图。 其中，电感应加热器100，机台110，模块总成120，线圈绕组模块121，铁芯122，线圈123，金属件130，加热定位板140，第一液压站150，第二液压站151，第一支撑臂152，第二支撑臂153，夹持端154。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施方式进一步说明本技术的技术方案。 参见图1和图2，图1和图2分别是本技术的两个实施例。本技术提供一种加热金属件130的电感应加热器100，包括一机台110、圆筒状的模块总成120、供电装置、加热定位装置，具体地: 设在所述机台110上的圆筒状模块总成120，参见图3，其进一步包括若干环绕所述模块总成120的中心轴线设置的线圈绕组模块121，所述线圈绕组模块121包括一铁芯122以及沿所述铁芯122长度方向缠绕在所述铁芯122上的线圈123，所述铁芯122的长度方向与所述模块总成120的中心轴线平行，所述金属件130沿所述模块总成120的中心轴线穿过其筒腔。作为一实施例，所述若干线圈绕组模块121环绕所述模块总成120的中心轴线均匀设置，这些若干线圈绕组模块121环绕形成一个筒状，每个所述线圈绕组模块121产生的磁场指向所述模块总成120的中心轴线。 供电装置(图中未画出)，连接所述模块总成120，用以对所述若干线圈绕组模块121输出变频交流电，所述线圈123绕组产生交变磁场并作用于所述金属件130使之产生涡电流进行加热。这里采用的是变频交流电，采用变频交流电使得加热时间、加热品质等可调，提高加热效应。当然也可以采用恒频交流电，但是其加热效应会降低。 设在所述机台110上的加热定位装置，所述加热定位装置起得作用是定位位于所述模块总成120筒腔内的金属件130，使所述金属件130与所述模块总成120的筒内壁保持预定间隙。加热定位装置可以是图1中的加热定位板140，加热定位板140 —方面可以固定模块总成120，另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热金属件的电感应加热器，包括一机台，其特征在于，还包括：设在所述机台上的圆筒状模块总成，其进一步包括若干环绕所述模块总成的中心轴线设置的线圈绕组模块，所述线圈绕组模块包括一铁芯以及沿所述铁芯长度方向缠绕在所述铁芯上的线圈，所述铁芯的长度方向与所述模块总成的中心轴线平行，所述金属件沿所述模块总成的中心轴线穿过其筒腔；供电装置，连接所述模块总成，用以对所述若干线圈绕组模块输出变频交流电，所述线圈绕组产生交变磁场并作用于所述金属件使之产生涡电流进行加热；设在所述机台上的加热定位装置，所述加热定位装置定位位于所述模块总成筒腔内的金属件，使所述金属件与所述模块总成的筒内壁保持预定间隙。

【技术特征摘要】
1.一种加热金属件的电感应加热器，包括一机台，其特征在于，还包括: 设在所述机台上的圆筒状模块总成，其进一步包括若干环绕所述模块总成的中心轴线设置的线圈绕组模块，所述线圈绕组模块包括一铁芯以及沿所述铁芯长度方向缠绕在所述铁芯上的线圈，所述铁芯的长度方向与所述模块总成的中心轴线平行，所述金属件沿所述模块总成的中心轴线穿过其筒腔； 供电装置，连接所述模块总成，用以对所述若干线圈绕组模块输出变频交流电，所述线圈绕组产生交变磁场并作用于所述金属件使之产生涡电流进行加热； 设在所述机台上的加热定位装置，所述加热定位装置定位位于所述模块总成筒腔内的金属件，使所述金属件与所述模块总成的筒内壁保持预定间隙。2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述若干线圈绕组模块环绕所述模块总成的中心轴线均匀设置，每个所述线圈绕组模块产生的磁场指向所述模块总成的中心轴线。3.如权利要求1或2所述的加热器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王益农，陈中泰，
申请(专利权)人：上海锐漫能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31