一种用于电磁感应加热的电热组件的应用制造技术

本发明专利技术涉及电加热技术领域，其公开了一种用于电磁感应加热的电热组件的应用。所述电热组件包括由中心部位向外按同一盘绕方向进行盘绕布置的导线，所述导线盘绕后其相邻导线段之间设置有间距，所述导线的外围设置有绝缘体，所述绝缘体的外围包围有导磁体，且在所述导磁体上沿着所述导线的盘绕路径设有用于控制磁路定向的开口，所述导磁体的开口朝向待加热物体的加热部位；所述电热组件用于铁磁性金属模具的加热。本发明专利技术拓展了电磁感应加热装置的应用范围，并通过该应用的实施，提高了对铁磁性物体的加热能力，达到环保节能的效果。

Application of an electrothermal module for electromagnetic induction heating

【技术实现步骤摘要】
一种用于电磁感应加热的电热组件的应用
本专利技术涉及电加热
，具体涉及一种用于电磁感应加热的电热组件的应用。
技术介绍
传统的电加热装置通常有两种结构：一种是采用电热管，利用通电后其内部的电热丝发热产生热量，起到对待加热物体的加热作用；另一种是利用电磁感应原理，采用感应线圈对铁磁性物体进行加热，通过在感应线圈中加载一定频率的交流电，使得线圈产生交变磁场，该交变磁场作用于待加热的铁磁性物体，会使得该铁磁性物体的内部因电磁感应而产生较大的涡流，从而使得铁磁性物体发热，起到加热作用。典型的电磁感应加热装置有电磁炉、中频炉等。但是，现有的电磁感应加热装置普遍存在以下问题：电磁感应线圈中产生的交变磁场通常只能加热与所述电磁感应线圈较为接近的铁磁性物体，当电磁感应线圈与所需要加热的物体有一定距离时，由于磁场的急剧衰减，会导致加热效果会出现明显下降，甚至起不到预期的加热效果，从而限制了电磁感应加热装置的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用一种改进结构的电磁感应加热装置，并将其应用于铁磁性物体的加热，从而拓展电磁感应加热装置的应用范围，并通过该应用的实施，来提高对铁磁性物体的加热能力，达到环保节能的效果。具体的技术方案如下：一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，所述电热组件包括由中心部位向外按同一盘绕方向进行盘绕布置的导线，所述导线盘绕后其相邻导线段之间设置有间距，所述导线的外围设置有绝缘体，所述绝缘体的外围包围有导磁体，且在所述导磁体上沿着所述导线的盘绕路径设有用于控制磁路定向的开口，所述导磁体的开口朝向待加热物体的加热部位；所述电热组件用于铁磁性金属模具的加热。上述技术方案中采用了一种改进结构的电热组件来实现铁磁性金属模具的加热，其将导线按同一盘绕方向进行盘绕以形成磁感应的加热线圈，同时，在盘绕的导线外围设置控制磁路定向的带开口的导磁体，其借助导磁体的良好导磁性，使得加热线圈(导线)上产生的交变磁场可以通过导磁体实现磁路的感应传导和定向控制，进而可以使得在由导磁体控制的定向磁路覆盖的范围内，其铁磁性物体得到有效的加热。与传统的电磁感应加热装置相比较，通过导磁体改变磁路方向，可以对距离加热线圈(导线)有一定距离的铁磁性物体进行加热；同时磁路的定向控制也有利于加热效果的提高。作为本专利技术中绝缘体的优选方案，所述绝缘体为外套在所述导线上的若干数量的陶瓷隔圈。其中，所述陶瓷隔圈外套在所述导线上且相邻的陶瓷隔圈相互叠合对接。上述导线外围陶瓷隔圈的设置，其一方面具有绝缘作用，另一方面还具有对于导线的散热作用。另外采用陶瓷隔圈相互叠合布置的另一优势是容易跟随盘绕的导线一起拐弯，使得安装较为方便。作为本专利技术中导磁体的一种优选方案，所述导磁体由若干数量带有开口的矽钢片叠合而成。作为本专利技术中矽钢片的一种优选方案，所述矽钢片为C型矽钢片。上述电热组件中C型矽钢片的设置，可以使得在进行铁磁性物体的加热时，将加热线圈(导线)上的C型矽钢片的开口朝向待加热的铁磁性物体一侧，从而可以形成对距离导线有一定间距的待加热铁磁性物体的加热磁场，并起到良好的加热效果。本专利技术中，所述导线、绝缘体、导磁体通过耐高温胶封装成一体。优选的，所述耐高温胶为耐高温无机胶。作为本专利技术中所述导线盘绕布置的优选方案之一，所述导线按照顺时针方向进行盘绕布置。作为本专利技术中所述导线盘绕布置的优选方案之二，所述导线按照逆时针方向进行盘绕布置。作为本专利技术中所述导线盘绕布置的优选方案之三，所述导线盘绕后的外形为圆盘形。作为本专利技术中所述导线盘绕布置的优选方案之四，所述导线盘绕后的外形为矩形。作为本专利技术中所述导线盘绕布置的优选方案之五，所述导线盘绕后的外形与待加热物体的加热区域形状相适配。本专利技术中的导线包括实心导线和空心导线。作为本专利技术的优选方案，所述导线为铜线或铜管。作为本专利技术中所述导线的一种优选方案，所述导线的直径为5～15mm。优选的，所述模具为铸造用的射砂模。本专利技术中，所述射砂模包括用于形成铸砂型腔面的铁模、与所述铁模对合的铁质砂箱，所述砂箱上设置有射砂孔，所述铁模上设置有空腔，所述空腔内安装有所述的用于电磁感应加热的电热组件。其中，所述电热组件通过耐高温胶安装固定在铁模上设置的空腔壁上；作为射砂模一种优选方案，所述铁模为下铁模，所述砂箱为上砂箱。为了增强加热效果，在设置于下铁模上的电热组件中，其电热组件的安装应尽可能距离下铁模的型腔面近一些。其中，设置在所述下铁模的空腔中的电热组件其C型矽钢片的开口朝上设置。对于大型射砂模，为了便于模块化设计、制造和安装，可以在下铁模的空腔中布置多个电热组件。本专利技术中，为了使得电热组件尽量靠近射砂模的型腔面，其下铁模的空腔其上表面设置为三维曲面结构，所述三维曲面与上砂箱上的型腔面等距设置，同时，所述电热组件上由矽钢片叠合形成的上端面也形成三维曲面结构并与空腔的上表面相适配。由于本专利技术采用改进结构的电热组件只要较短的加热时间就能实现模具的加热，因此，可以适当改变或优化铸砂造型的工艺流程，例如可以采用先冷模射砂，再进行模具的加热。也可以考虑在射砂的同时进行模具的加热。使用时，将上砂箱与下铁模对合在一起，同时，在电热组件中加载交变电流使得加热线圈(导线)产生交变磁场，该交变磁场通过电热组件上C型矽钢片的磁感应传导，其磁力线会向上穿越下铁模并进入到上砂箱而形成磁力回路，从而起到对下铁模及上砂箱的同时加热作用。下铁模及上砂箱加热完成后，开启射砂系统，将型砂通过射砂孔压注入由下铁模及上砂箱对合所形成的腔体中，从而形成用于浇注的砂壳。制造上砂箱与下铁模时，可以将上砂箱的型腔面做成粗糙面，将下铁模的型腔面做成光滑面。由于上砂箱上的型腔面为粗糙面且上砂箱有射砂孔，因此砂壳与上砂箱的结合力要比砂壳与下铁模的结合力大。射砂造型用的型砂可以采用覆膜砂，射砂造型完成后进行冷却，砂壳因冷却而收缩，会留在上砂箱上。对于有上下分型面的浇注件，可以按上述方法分别制作带砂箱的上砂壳和下砂壳，制作后的带砂箱的上砂壳和带砂箱的下砂壳沿分型面对合后即成为浇注腔，可用于零件的浇注。需要指出的是，作为采用本专利技术的电热组件的射砂模，其配对连接的砂箱和铁模其布置方式可以有多种变化，除了砂箱和铁模按照上下方式布置外，还可以按照水平方向进行布置，例如按照左铁模、右砂箱对合布置，或者按照右铁模、左砂箱对合布置等。另外，电热组件可以设置在铁模上，也可以设置在砂箱上，都能达到对射砂模的加热效果。上述射砂模上电热组件的设置，其利用电磁感应加热原理可以实现射砂模的快速加热，与现有技术中射砂模采用电热管进行加热的方式的相比较，具有以下优势：一是加热速度快、效率高：传统的射砂模为积蓄热量其模具体做成实心的，且采用电热管的加热速度慢，因此为了实现对模具和型砂的加热，需要提前数小时进行预加热方可进行射砂造型，而本专利技术的电热组件采用矽钢片进行磁路定向控制加热，可实现快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，其特征在于，所述电热组件包括由中心部位向外按同一盘绕方向进行盘绕布置的导线，所述导线盘绕后其相邻导线段之间设置有间距，所述导线的外围设置有绝缘体，所述绝缘体的外围包围有导磁体，且在所述导磁体上沿着所述导线的盘绕路径设有用于控制磁路定向的开口，所述导磁体的开口朝向待加热物体的加热部位；所述电热组件用于铁磁性金属模具的加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，其特征在于，所述电热组件包括由中心部位向外按同一盘绕方向进行盘绕布置的导线，所述导线盘绕后其相邻导线段之间设置有间距，所述导线的外围设置有绝缘体，所述绝缘体的外围包围有导磁体，且在所述导磁体上沿着所述导线的盘绕路径设有用于控制磁路定向的开口，所述导磁体的开口朝向待加热物体的加热部位；所述电热组件用于铁磁性金属模具的加热。


2.根据权利要求1所述的一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，其特征在于，所述绝缘体为外套在所述导线上的若干数量的陶瓷隔圈。


3.根据权利要求1所述的一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，其特征在于，所述导磁体由若干数量带有开口的矽钢片叠合而成。


4.根据权利要求3所述的一种用于电磁感应加热的电热组件的应用，其特征在于，所述矽钢片为C型矽钢片...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠民，居小伟，陈伟，
申请(专利权)人：江阴市惠尔信精密装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32