电磁感应加热线圈制造技术

侧面开口电磁感应加热的线圈有重叠的线圈分段（２０，２１，２２，２３，２４，２５），它们在电气上相互并联，用能方便弯曲的细铜管可以构成比较大的线圈。然而保持线圈阻抗足够低，该线圈接入谐振振荡电路中，其谐振频率为远距离高频发生器所要求的频率，以使连接振荡电路和发生器的引线有最小的功率损耗。应用该线圈进行感应加热的方法，尤其是在保护布线电气配线的应用中亦被叙述。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁感应线圈，其可方便地用于感应加热物体的装置中，同时涉及应用该线圈的感应加热的方法。众所周知，磁性材料可以经耦合到其上的高频交变磁场被感应加热，该磁场由加在工作线圈上的交流电压产生，工作线圈由若干匝电导线或其他细长的电导体构成。当工作时，感应线圈起变压器的初级绕组的作用，而工件起次级绕组的作用。被加热的材料不是闭合电路的一部分，热的产生是由于工件中流动的感应电流。加热工件是内部能量损耗所致，对铁磁材料而言是由于电阻或磁滞损耗，这引起温度上升。导电金属管子被用作线圈导体，使工作时冷却液能通过线圈。实际的电压和频率将取决于若干因素，包括电源设备的大小和工件以及线圈的类型。感应加热过程的成功在很大程度上取决于起感应器作用的工作线圈的适当设计。当被加热的物体的尺寸和形状使它不能方便地通过线圈的端头沿线圈内轴插入和移动时，使用加热过程中完全围绕工件的感应线圈是不方便的。一种这样类型的物体是电导线束或电气配线。其少量部分被放置在线圈中，以对用来堵塞线束中空隙的材料进行感应加热，进而达到下文所述的目的。上述不方便性可用侧面开口的线圈来减缓，被加热的物体可以沿与线圈内轴线垂直的方向移入和移出线圈，而不是在线圈是封闭的情况下不可避免地沿该内轴移出入线圈。例如，可以这样制作这种侧面开口的感应线圈，将合适的导体绕制成一个简单的矩形“薄饼”线圈，并绕平行于该矩形短边的中心线弯曲该薄饼线圈，以致该矩形的长边周围拱起，从而限定了按此法构成的侧面开口线圈的大体上U形或C形线圈的内空间。然而为接纳更大的工业加热物体，加大这样侧面开口的“弯薄饼”线圈的尺寸例如在汽车制造业中大于20mm直径的汽车电气配线现已成为普通时，要求使用不希望有的高电压和/或电流和/或频率的非常规的大发生器，以便在该线圈中产生足够大的强场。非常高的频率(例如5MHz)有更多的缺点，在遥控工作时如果线圈由加长的(1到4米)挠性引线加到发生器上，则可呈现不能容忍的功率损耗。本专利技术通过下法寻求解决这个问题，提供侧面开口的电磁感应线圈，线圈包含至少两个线圈分段(最好由导电的管子制成)电气上互相并联，其中所说的线圈分段包含围绕线圈内轴的弓形靠近部分，围绕线圈内轴的弓形远离部分和基本上按线圈内轴相同方向伸展的将靠近部分和远离部分彼此相连的连接部分，因而沿着线圈内轴方向它们之间存在间隔，其中所说线圈分段让至少一个另外所说线圈分段的靠近部分对准在第一线圈分段的靠近部分和远离部分之间的所说间隔中，同时所说另外的线圈分段的远离部分被对准在第一线圈分段的远离部分的外边。由于用电气并联线圈分段构成线圈，本专利技术可巧妙地用小口径的管子或线径比较小的导线方便地制作所期望的较大的线圈，同时保持足够低的总线圈电感，这样的电感能够足以在由商用发生器可得到的高频率(例如，0.5-1.5MHz)上的比较低又安全的电压(例如，250V以下)来激励。例如CEIA的“Power Cube”(商标)，120V。1MHz，2.5KW的发生器有时被用于加热宝石行业中的小金属物体。“靠近”和“远离”部分是指给定线圈的分段的部分，从线圈的一端沿线圈内轴看，对观察者来说它们分别为较近(靠近)和较远(远离)。提及绕线圈内轴“拱起”的靠近部分和远离部分。并不意味着限制拱起部分成任何专门的形状。可以设想角形拱起，例如形成矩形的三个边。虽然更弯曲的形状对于线圈中产生更均匀的场是可取的。在线圈内轴的任何一边弓形有“腿”，它以比较直线的形式从开口边伸长，然后围绕线圈轴线弯约180°，朝向另外一边的“腿”，可以很好的构成有合适深度和开边宽度的线圈，在线圈的整个内部空间内可以接纳相当大的物体。可以应用基本上是园的拱起，绕线圈中心轴的张角至少为180°，最好为225°，为270°亦可以。可以理解，一个线圈分段的靠近(或远离)部分可以是不连续的，如果要求由连续线圈分段的两个自由端构成弓形。最好，自由端区域被配置得可以彼此充分靠近，以致任何不连续对使用时线圈产生的场的不均匀性的影响是小到可以允许的。另外，每个线圈分段的自由端可以被安置在前述的连接部分中，它允许由线圈分段导体的连续长度构成两个弓形段。可以想象线圈在每个分段的靠近部分和远离部分都会是不连续的。这样的线圈可以在线圈内轴的每一边上构成单独的分段。每个分段有靠近部分和远离部分，两个分段在该轴的相对侧绕着面对相应单独的线圈分段的轴拱起。但是这种结构将使电气连接和冷却液连接到一系列这样“左边”和“右边”重迭的线圈分段复杂化。因此，沿线圈轴一边伸展的连续线圈分段和沿着轴的另外一边的绕着该轴折回的拱起是较可取的。表明每个线圈分段的所说的连接部分基本上按与线圈内轴相同的方向延伸，并不意味着限制于严格平行对准的排列。连接部分不需要完全成直线，可以对线圈中心轴有某种程度靠近或离开的倾斜和偏移，由此实现沿轴远离部分和靠近部分间留出适当间隔放置物体。该纵向间隔最好足以减小或消除在各靠近部分中产生的相反场和每个优选线圈分段的远离弓形部分之间的一定程度的有害的相互作用。该被拱起的部分可被想象为如同人跟随线圈分段从一个自由端到另一端绕线圈内轴按相对的方向行走。本专利技术的线圈分段的配置使所有围绕线圈内轴按一个方向(例如，顺时针)“行走”的靠近拱起部分形成一组，而与按另一方向(例如，反时针)“行走”的远离拱形部分的对应组(沿该线圈轴)相分隔开。于是有害的场的相互作用被限制在各靠近和远离组之间的线圈的小的中心区。选择紧邻拱起部分之间的空间最好使线圈的轴向长度最大，这样在工作中可以保持允许的均匀场。所涉及的靠近或远离部分被“对准”旨在传递该线圈分段的读出，该线圈分段被配置成公认的线圈结构，包括由两个(或更多个)线圈分段提供的四个(或更多个)拱起部分。严格的对准并非最重要，在准直和/或形状上有一些偏差是可以允许的，只要由线圈产生的场对以上提及的目的具有合适程度的均匀性。在按本专利技术的一种特别优选的线圈形式中有两个或更多但不超过5个线圈分段，所说的另外的线圈分段同它们在所说第一线圈分段的空间中的各靠近部分以及它们在所说第一线圈分段那边的各远离部分对准。在该配置中，所说第一个线圈分段的靠近部分和远离部分之间的纵向距离被选择得适合插入的另外的线圈分段的靠近部分的总宽度，并连同相邻靠近部分之间的自由空间。此外较好的是，每个相连续的另外线圈分段的远离部分被对准在前一个线圈分段远离部分的外边。这允许各个线圈分段可以做得与另外的线圈分段在尺寸、形状和靠近部分对远离部分的距离上相当相似，仅需有小的变化，以便“箝套”彼此交错的线圈分段，构成一个公认的基本上定位得均匀的侧面开口线圈。分开的线圈分段在电气上并联使它们可以用小口径的金属(例如，铜)管制作，例如，其外径不大于5mm，最好不超过4mm，更好不超过3.5mm，特别地从2.8mm到3.2mm。这也依次使每个线圈分段可以由弯曲单独的有连续长度的基本均匀直径的管子而方便的制成，反之，直径大于5mm的管子可能需要剪断和焊接，由于弯曲处太粗以致不能要求弯曲成复杂形状。每个线圈分段有一个绕线圈内轴拱起的管子总长度，它超过基本上按线圈轴同一方向延伸的连接部分的总长度。线圈液体冷却在应用中通常是很方便的，在这种情况下，优先选用的是所说线圈分段的第一端头被并行联到共本文档来自技高网...

【技术保护点】
侧面开口电磁感应线圈包括至少两个线圈分段（最好由导电管制作），电气上相互并联，其中每一个所说的线圈分段含有围绕线圈内轴拱起的靠近部分，围绕线圈内轴拱起的远离部分，基本上按线圈内轴同一方向延伸的将靠近部分和远离部分连接在一起的连接部分。因此，在某种意义上它们之间沿线圈内轴方向有间隔，其中第一个所说线圈分段让至少一个另外所说线圈分段的靠近部分被对准在第一线圈分段的靠近部分和远离部分之间的所说间隔中，同时所说的另外线圈分段的远离部分被对准在第一个线圈分段的远离部分的外边。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D克罗夫茨，
申请(专利权)人：雷伊化学有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]