具有可拆卸的尖端的自调节温度的烙铁制造技术

一种具有可拆卸尖端（２０）的烙铁（１０），包括：烙铁（１０），该烙铁包括：轴（３０）；位于轴（３０）上的铁氧体绕线管（３２）；缠绕在铁氧体绕线管（３２）周围的磁性线圈（３６）；以及具有位于其上的加热元件（２３）的可拆卸尖端（２０），其中加热元件（２３）的尺寸被设计成当可拆卸尖端（２０）位于烙铁（１０）上时，其套在磁性线圈（３６）周围。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种烙铁。
技术介绍
特拉华(州)投资公司Metcal公司具有一种先进的自调节温度的烙铁系统，其中合金加热元件位于磁性螺管线圈内。这种结构被称为“螺线管耦合”。这种设计的优点是，磁性的效率十分高。可以在美国专利4,745,264和4,839,501中得到这种螺线管耦合系统的实例，它们均由特拉华(州)投资公司设计。不幸的是，尽管螺线管耦合设计的磁性效率非常高，但是它们没有达到所希望的热效率。这是因为容纳于周围的磁性螺管线圈内的加热元件的相当小的尺寸(以及小的横截面)。由于它们的小的横截面(热量通过该横截面被轴向地传导)，这种小尺寸加热元件具有一个相当高的热电阻(也就是，低热效率)。当烙铁的加热元件的温度“自调节”时，尤其可以要求这种低热效。这是因为这种自调节温度的加热元件通常包括内部铜芯(其适当的传导热量，但是当铜达到它的居里温度时仅仅传导穿过其的电流)和外部合金加热层(其中产生热量)。在低温时，电流主要通过加热元件的外部合金层。内部铜芯作为主要的热导体。因此，希望保持充分大的铜芯厚度(以及充分大的横截面)来保证加热元件的充分高的整个热效率。不幸的是，大直径的铜芯使得烙铁的尖端具有大的底座直径。相反，希望保持尖端的底座的直径较小(便于在焊接操作中观察)。为了补偿这种螺线管耦合设计的低热效率，通常需要一种高频率电源。这是因为由加热元件产生的功率量是合金加热层的表面面积乘以通过那里的功率密度的函数。由于加热层具有相当小的直径(来适配在周围的磁性线圈中)，因此加热层也将具有相当小的表面面积。因此，表面面积小的合金加热层将需要较高的功率密度加热器。因此，将需要一种具有较高操作频率的电源来产生这种需要的增长的功率密度。不幸的是，这种高频率电源很昂贵。如上所述，随着烙铁的尖端的底座的直径被设计成越来越小，螺线管耦合设计的低热效问题变得尤其突出。考虑到上述限制，很难设计一种具有热效的小直径尖端烙铁，其中磁性线圈缠绕在加热元件周围。在温度自调节的加热组件中，这是尤其正确的。另外，需要铁磁材料的外部套筒作为一种屏蔽，来最小化低电阻中的耦合并防止辐射物。一种可选的设计具有位于磁性线圈周围的加热元件。这种系统的一个例子可在美国专利4,877,944中看出，该系统也由特拉华(州)投资公司设计。这种设计的一个优点是，它具有相当高的热效率。这是因为加热元件的相对较大的横截面(与上述的螺线管耦合设计相比)。如此，这种设计的一个优点是，它可以做得足够小以适配到小直径尖端的烙铁中。而且，当在这种设计中使用温度自调节的加热元件时，铜层位于合金加热器周围(也就是，上述螺线管耦合设计的反面)。因此，外部铜层具有较大的横截面(与上述螺线管耦合设计中的较小的铜芯相比)。铜层的这种较大的横截面增加该装置的整体热效率。不幸的是，这种设计相比来说磁性效率较低。这是因为在磁性线圈的外部(也就是，加热元件的位置)的磁场密度低于磁性线圈内部(也就是，加热元件位于上述螺线管耦合设计的位置)上的磁场密度。因此，通常需要一种较高频率的电源来实现所希望的功率密度。通常，烙铁的另一个问题是，它们的尖端随着时间推移会磨损，这就需要替换。在美国专利5,329,085中的螺线管耦合设计中的可替代尖端系统的一个例子也是由特拉华(州)投资公司设计。在这个系统中，磁性线圈缠绕在加热元件周围，并且加热元件和磁性线圈是筒或者轴的部分，其中可替代尖端容纳于该筒或轴内。专利‘085系统的优点是，它使用了低频率(也就是，低费用)的电源。但是，不幸的是，加热元件的直径被做得相对较大，以容纳厚大的横截面的铜芯，因此可以使用这种低频率的电源。另外，需要铁磁材料的外部套筒作为屏蔽来最小化低电阻材料中的耦合并防止辐射物。考虑到前述的现有技术的限制，希望设计出一种具有可替换尖端的自调节温度的烙铁，可替换尖端具有可以在低频电源操作的小的底座直径。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有可拆卸尖端的烙铁，其包括烙铁，烙铁包括轴、位于轴上的铁氧体绕线管以及缠绕在铁氧体绕线管周围的磁性线圈，以及具有位于其上的加热元件的可拆卸尖端，其中当可拆卸尖端位于烙铁上时，加热元件的尺寸使其可以套在磁性线圈周围。在优选的方面，加热元件包括内部加热合金层以及外部导电层。在优选的方面，外部导电层由铜制成，但是本专利技术不限制于此。例如，任何合适的热传导材料和导电材料都可以被使用。可任选的是，本专利技术还包括从铁氧体绕线管和磁性线圈上的轴延伸的第一套筒，以及从加热元件上的可拆卸尖端延伸的第二套筒。优选的是，可拆卸尖端上的套筒的尺寸被设计为容纳在轴上的套筒上。在可选的实施例中，从可拆卸尖端延伸的套筒可以由不锈钢制成。在其它可选的实施例中，本专利技术可以包括连接到它的磁性线圈的电源。根据本专利技术，这种电源可以在小于500KHz的频率下运行。但是，本专利技术并不限于会使用的较高频率的电源。如果较高频率的电源的成本将来连续下降，那么这是尤其正确的。在另一个方面中，本专利技术提供一种用于烙铁的可拆卸尖端，其包括主体以及从主体延伸的加热元件，其中加热元件的尺寸被设计成当可拆卸尖端位于烙铁上时其可以容纳在磁性线圈上，该磁性线圈缠绕在轴上的铁氧体绕线管周围。在另一方面，本专利技术提供一种烙铁组件，该烙铁组件被构造成在其上容纳可拆卸尖端，包括轴、位于轴上的铁氧体绕线管以及缠绕在铁氧体绕线管周围的磁性线圈，其中当可拆卸尖端位于烙铁上时，铁氧体绕线管和磁性线圈的尺寸被设计成容纳在位于可拆卸尖端上的加热元件内。因此，本专利技术提供一种烙铁系统，其中烙铁的尖端容易被拆卸(和替换)，其中磁性线圈位于烙铁的轴上，其中加热元件位于可拆卸尖端自身上，并且其中磁性线圈(在烙铁的轴上)容纳在加热元件内(在可替换尖端上)。本专利技术具有大量的优点，包括但不限制于下述内容。第一，它的尖端容易被拆卸并可快速替换。第二，通过使它的热传导铜层位于内部加热合金层周围(反过来位于它的磁性线圈周围)，本专利技术提供一种热传导材料的大的横截面。这使本专利技术具有热效率，从而允许使用低频(也就是，低成本)发电机。第三，现存的系统通常具有位于烙铁的主体自身中的加热器。这种普通设计的问题是，在加热器和烙铁的尖端之间有热电阻。相反，本专利技术提供一种位于可拆卸尖端自身上的加热元件。因此，尖端和加热元件之间的热电阻的问题被避免，或者基本上被减少。因此，本专利技术得到更加一致的焊接性能，以及对尖端的更好的热传递。第四，通过加热元件与尖端本身之间的这种低热电阻，可以在比现存系统低的温度下操作本专利技术的加热系统，从而延长加热元件的寿命。在传统的系统中，加热器位于烙铁主体(不是尖端)上。因此，这种传统的系统需要在较高的温度操作它们的加热器，从而保证从加热器到烙铁的尖端的足够的热转移。在筒形加热器的情况下这是十分正确的，其中该筒形加热器通常包括其中的各种电绝缘材料。第五，本专利技术的一个惊人的优点是，较低频率的感应耦合的可重复性被改进。因此，根据本系统，在低频，不同的可替换尖端都倾向于在相同功率输出附近操作。而且，通过在低频提供这种增加的磁耦合，可以容许磁性线圈和加热元件之间的距离的轻微的增长。因此，本专利技术的套筒中套筒(sleeve in sleeve)的设计更容易被构建成可接受的机械误差。换句话说，在磁性线圈和加热元件之间的较大的容许间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可拆卸尖端的烙铁，包括：烙铁，包括：轴；位于轴上的铁氧体绕线管；缠绕在铁氧体绕线管周围的磁性线圈；以及可拆卸尖端，具有位于其上的加热元件，其中加热元件的尺寸被设计成当可拆卸尖端位于烙铁上时其可 以容纳在磁性线圈周围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M考威尔，K李，M卡尔洛马格诺，
申请(专利权)人：特拉华资本形成公司，
类型：发明
国别省市：US[]