專利名稱：風冷式電磁感應加熱線圈及加熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁加熱線圈，尤其涉及一種風冷式電磁感 應加熱線圈和加熱裝置。
背景技術：
目前在化工、鋼鐵、塑料等行業內廣泛使用的各種金屬管道加熱 設備，有的還在利用電阻發熱原理的加熱方式。即在需加熱設備上加 裝電阻片，將電能直接轉變成熱能，然后通過熱傳導、輻射等方式使
被加熱設備升溫。電阻發熱方式的缺點是 一是加熱效率低，電能有 效利用率僅40%左右，僅在靠近被加熱設備一側的熱量得到了利用， 但未靠近被加熱設備一側的熱量卻大量散失到空氣中，不僅造成電能 浪費，而且還會引起環境溫度上升，此時為了降低環境溫度將不得不 再消耗能源，從而造成能源的二次浪費；二是使用場合局限性大。電 阻加熱的加熱功率密度低，在一些加熱溫度較高(如上千度以上)的 場合，電阻絲熱耐受性差的缺點根本無法勝任工作；三是維護工作量 大。電阻絲長期經受高達幾百度的熱輻射，會因氧化而減低使用壽命， 維護工作量非常大。
為克服電阻加熱的弊端，近幾年來隨著電萬茲感應加熱技術的發 展，利用電磁感應產生的渦流進行自加熱原理的電磁感應裝置開始越 來越多地應用在各種需要對金屬設備進行加熱的場合。現有電磁感應 加熱產品是以電》茲感應產生高頻渦流熱的方式(耳又代原有電阻加熱方 式或其它熱媒體)來對管道進行加熱。其特點是在金屬管道外先包 裹一層軟質保溫材料，再將通過骨架固定好的感應線圈安裝在保溫材 料外面，感應線圏通過外部連接的高頻電源轉換器提供的電流，產生 高頻磁場以使被加熱金屬管道自身感應產生渦流熱，熱量再經管道壁 傳給金屬管道內需要加熱的物體(如原油、媒油、橡膠、塑料等等)。 這種加熱方式的優點是效率高，升溫快，熱滯性小，由于金屬管道 外面包裹保溫材料，熱損失小，具有有效提高熱能運用，降低環境溫
4度等方面的優點。
但這種結構的加熱裝置在生產中存在如下缺陷現有的電磁加熱 裝置的電磁加熱應線圈與被加熱金屬管道之間要加上保溫隔熱層，保 溫隔熱層同時起到保護電磁加熱線圓和防止熱量散失的作用，這也是 這類產品在市場上應用的最根本價值所在。但加上隔熱保溫材料后， 金屬管道內積聚的熱量短時間內無法向外散發，使得金屬管道內的溫 度偏高，從而使被加熱的物料因溫度過高且無法及時降溫而使化學特 性發生變化，并嚴重影響到產品質量。因此，使用現有的電磁加熱裝 置容易產生大量的次品、廢品。具體地，在橡膠、塑料注射(塑)、 擠出生產過程中，金屬機筒內原料的熔化熱源主要來源于機筒內螺桿 與物料的剪切熱與螺桿與料筒、物料之間的相互摩擦熱，其熱源占到
所需熱量的80°/。，其余20°/。則靠外部加熱來補充。在很多橡膠、塑料注
射(塑)、擠出生產過程中，由于受機型新舊、機型本身結構、物料 成份、主機轉速、生產溫度、成型工藝等因素的影響，其機筒內產生 的摩擦熱較高，會造成局部區段(溫區)的溫度偏高。現有的電磁感 應加熱方式采用保溫材料保溫隔熱，在溫度過高的情形下無法及時降 溫從而影響產品質量，以致給現有電磁感應加熱圈的推廣應用帶來很 大的局限性。
實行新型內容
本實用新型的目的是提供一種風冷式電磁感應加熱線圈及裝置， 它克服了現有技術中電磁感應加熱裝置因保溫隔熱層而導致的無法 及時降溫的弊端，提供一種既能充分發揮電磁感應加熱原理的優勢， 又能在溫度過高時能及時降溫從而保證均衡加熱，不僅能起到高效的 加熱效果，而且能很好地提高產品質量。本實用新型是通過如下技術
方案實現的
一種風冷式電石茲感應加熱線圈，包括電石茲加熱線圈、保溫隔熱層， 其特征在于，它是由左、右半部構成的非閉合的柱狀結構，所述左、右 半部分別包括位于柱狀頂面和底面的上支撐片、下支撐片及上、下支撐片與內襯層構成的支撐架，及在內襯層外依次放置的保溫隔熱層和電磁
加熱線圈；所述內襯層固定在所述上、下支撐片之間；所述左、右半部
的上支撐片的內弧線和下支撐片的內弧線所形成的柱面在所述內襯層 所形成的柱面內，在兩個柱面之間的間隙形成風道。
優選地，沿所述內襯層在所述電磁加熱線圏外周設置并固定包裹 層。所述內襯層和包裹層為耐高溫保溫材料。
優選地，分別在所述左半部和右半部的上支撐片和下支撐片相互 結合一端的對應相互結合位置開設連接孔，所述螺栓組件通過所述連 接孔將左、右半部進行連4妄固定。
優選地，在所述左半部、右半部相互結合一端的上、下支撐片的 對應相互結合位置開設一個連接孔，所述左、右半部的另一端通過在 所述內襯層相應位置安裝的快速接頭組件進行連接。
優選地，在所述左半部或右半部的間隙附近沿軸向i殳置可自由開 合的風門。
優選地，所述電i茲加熱線圈為弧形或平寺反型結構。
優選地，所述左、右半部的電f茲加熱線圈分別包括多個子線圈，
所述子線圏分別引出一組接頭；所述左半部或右半部的每組接頭之 間，左半部和右半部的每組4妻頭相互之間可以通過串接或并4妄方式連 接
一種風冷式電磁感應加熱裝置，它包括如前述任一權項所述的風 冷式電；茲感應加熱線圈，其特征在于，還包括一個或多個電磁發生器， 所述電磁發生器分別與一組電磁加熱線圏的接頭相連接。
藉由上述技術方案，本實用新型至少具有如下有益效果不僅在 需要加熱時能迅速地對被加熱管道進行加熱，而且在溫度過高時，通 過本實用新型的風道可以使被加熱金屬管道內的多余熱量在風道內 循環并散出，以滿足及時對被加熱金屬管道進行降溫并進而實現均衡 加熱，從而能從根本上保證產品質量。并且，本實用新型的結構簡單， 成本低廉，可以在工業上進行大規模生產。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實 用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯。
圖1示出本實用新型一種實施方式的左半部的結構示意圖。
圖2示出本實用新型一種實施方式的左半部的展開圖。 圖3示出本實用新型一種實施方式的右半部的結構示意圖。 圖4示出本實用新型一種實施方式的右半部的展開圖。 圖5示出本實用新型一種實施方式的風門的結構示意圖。 圖6示出本實用新型的側面剖一見圖。 圖7示出圖6中A-A部位的剖視圖。 圖8示出圖6中B-B部位的剖視圖。 圖9示出本實用新型的工作原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述
本領域的4支術人員理解，本實用新型的風冷式電磁感應加熱線圏 及加熱裝置是根據需要加熱的金屬管道(或料筒，下同)的尺寸而定 做的。請參考圖1和圖3分別所示的本實用新型一種實施方式的左半 部和右半部的結構示意圖。并參考圖6所示的側面剖視圖。在圖1中 左半部101的支撐片91和下支撐片92均為半圓的弧形金屬片，起 到固定及連接的作用，同時在上、下支撐片91和92之間的內村層 31同樣也是弧形的，內襯層31與上、下支撐片91和92共同形成支 撐架911。內襯層31與上、下支撐片91和92之間通過焊接或其他 的通常連接方式進行固定連接。支撐架911可以起到支撐整個加熱線 圈的作用。同理，右半部102的結構與左半部101結構是——對應 的，其結構在此不再贅述。
在本實用新型的一種實施方式中，左半部101和右半部102形 成非完全閉合的柱狀結構，在使用時，左半部101和右半部102套在被加熱金屬管道1的外壁上，左半部101的上支撐片91的內弧線
901、下支撐片92的內弧線902、右半部102上支撐片93的內弧線 903、下支撐片94的內弧線904所形成的柱面與金屬管道1的外壁 緊密貼合，可以有效防止被加熱金屬管道1管壁外部的熱量通過管壁 外的縫隙散發，從而能起到更好的加熱效果。
同時，在本實用新型中，左半部101的上支撐片91的內弧線901、 下支撐片92的內弧線902、右半部102的上支撐片93的內弧線903、 下支撐片94的內弧線904所形成的柱面在左、右半部的內襯層31 和32所形成的柱面內，兩個柱面之間形成間隙，即本實用新型中的 風道2。這樣，當左、右半部101和102相互連接套在被加熱金屬管 道1外面時，左右半部的內弧線901、 902、 903、 904與被加熱金屬 管道l的外壁完全貼合，同時，內弧線901、 902、 903、 904所形成 的柱面與左、右半部101、 102的內襯層31、 32形成的柱面之間的 就形成了一定的間隙，風可以在該風道2之間流動，從而實現在溫度 過高時達到快速均衡降溫的目的，實現均衡加熱。這是本實用新型的 發明要點所在。
現有的電》茲加熱裝置中并沒有本實用新型所示的風道，而是柱狀 結構的加熱裝置內壁完全與被加熱金屬管道外壁緊密貼合。該結構雖 然可以起到好的加熱效果，但在很多情形下，由于種種原因容易導致 管道內的物料溫度過高或者某個部位的溫度過高，若不能及時降溫就 會影響生產，生產出次品或廢品。
請參考圖6、圖7和圖8，通過這幾個附圖可以非常清楚地看出 本實用新型不同部位的結構層次。圖6示出了本實用新型的側面剖視 圖，圖7是A-A部位的剖視圖，圖8是B-B部位的剖視圖。圖6和 圖7中，在右半部102中，在內襯層32外依次放置保溫隔熱層42 和電-茲加熱線圏52。 4非列順序為，^f呆溫隔熱層42 4立于電f茲加熱線圈 52和被加熱金屬管道1之間。保溫隔熱層42放置在電》茲加熱線圈 52和一皮加熱金屬管道1中間的目的是， 一方面可以對一皮加熱金屬管 道1進行保溫，防止被加熱金屬管道1外壁的熱量散發，提高加熱效率；另一方面可以阻隔高溫的被加熱金屬管道1對電；茲加熱線圈52 長期的熱輻射，以延長電磁加熱線圏52的使用壽命。保溫隔熱層42 一般用陶瓷纖維或玻璃纖維或其他非金屬性材料制成的具有保溫隔 熱功能的軟質氈材。根據被加熱金屬管道加熱場合和加熱溫度要求的 不同的不同，保溫隔熱層42可以是一層，也可以是多層，以調整保 溫隔熱層的厚度并進而調整保溫和隔熱效果。同理，左半部101的結 構與右半部102對應相同，在此不再贅述。
為實現美觀的目的，在本實用新型一種實施方式中，左、右半部 的電磁加熱線圈5外面設包裹層6。請參考圖1-7的對應部位圖示。 請參考圖1,在這種實施方式下，左半部101的包裹層61、內襯層 31及上支撐片91、下支撐片92就形成了左半部101的支撐架911。 圖2是圖1的展開圖。同理，請參考圖3右半部102的結構圖，圖 中內襯層32、包裹層62與上支撐片93、下支撐片94等同樣形成了 右半部102的支撐架912。圖4是圖3的展開圖。包裹層61、 62通 過焊接或其他的通常固定方式實現與左、右半部101和102的上下 支撐片之間的連接。包裹層61、 62與內襯層31、 32都是采用耐高 溫的材料，如環氧樹脂、陶瓷纖維等材料。
在本實用新型中，左半部101和右半部102形成非完全閉合的 柱狀結構。關于左、右半部的連接方式，在本實用新型的一種實施方 式中，請參考圖1~4,在左半部101的上支撐片91的兩端分別開設 連接孔151、 153，在下支撐片92的兩端并與—上支撐片91的對應位 置分別開設152、 154。同理，在右半部102的上支撐片93的兩端 分別開始連接孔161、 163,在下支撐片94的兩端并與上支撐片的對 應位置分別開設連接孔162、 164。其中，151和152、 153和154、 161和162、 163和164分別上下對應，并且，在使用時，151和161、 152和162、 153和163、 154和164分別對應重合。通過穿過于151、 152、 161、 162和153、 154、 163、 164的螺栓組件可以將左半部 101和右半部102連接固定在一起(螺栓在圖中未示出)。當然，除 螺才全組件外，還可以是其他通常的連4妄方式。本領域的才支術人員通過閱讀本實用新型的有關資料并結合相關技術知識后可以很容易地得 出類似情形下的連接方式。
除前述實施方式外，本實用新型還提供了左半部101和右半部
102其他的連接方式。即，將左、右半部101和102對應連接的一端 采用前述的連接孔連接，另一端采用快速接頭組件進行連接(快速接 頭組件在圖中未示出)。此種連接方式的具體做法是如在左半部 101 —端的上、下支撐片91、 92的一端開設連接孔151、 153,對應 地在右半部102上下支撐片93、 94的一端開設161、 162,通過螺 栓組件實現左、右半部101和102—端的連接，此外，對于左、右 半部101和102另一端的連接方式，采用如下方式，即在左、右半 部101、 102對應相互連接一端的外壁(如在包裹層6外壁)的對應 部位分別固定快速接頭組件，該組件的兩端分別設置在左(或右)半 部的對應連接的兩端。安裝時，直接將快速接頭組件的兩端相扣即可 實現將左、右半部101和102的快速連接。該種實施方式是本實用 新型的優選實施例，尤其適用于經常對電》茲加熱裝置進行拆卸的場 合。此種快速接頭組件在市場上可以非常容易地購買，此處不再詳細。 除快速接頭組件外，本實用新型還可以采用其他的快速連接方式。本 領域的技術人員通過閱讀本實用新型的有關資料并結合相關技術知 識后可以很容易地得出類似的快速連接方式。
下面結合其他附圖和工作原理對本實用新型在工作中如何克服 現有技術的弊端進行詳細的闡述。
請參考圖2、 5~圖9,其中圖2、圖5、圖8為本實用新型一種 實施方式風門8的結構示意圖。該風門8設置左半部101和右半部 102構成的柱狀結構的上方，左半部101、右半部102的間隙附近沿 軸向設置。該風門8為可自由開合結構。本實用新型的一種實施方式 是風門8的一端通過合頁14固定在左(右)半部相互連接的一端面 上，另一端不固定。當然，除可以通過合頁結構外，還可以采用其他
相關知識可以很容易地得出其他的連接方式。圖5中，風門8的一端通過合頁14固定在左半部101的包裹層61 —端面的對應位置，通
過合頁14的結構可以實現風門8的自由開合。風門14的一端既可以 固定在左半部101上，也可以固定在右半部102上。另外，圖6是 風門8在本實用新型中的剖視圖，圖7是本實用新型展開狀態下風門 8的示意圖。前述在左、右半部101、 102的相互靠近的間隙沿軸向 設置一個風門，此外還可以在左、右半部101、 102的間隙沿軸向設 置多個風門，該多個風門依次沿間隙軸向排列。在本實用新型的電》茲 加熱裝置軸向間距較長的情形下，由于一個風門的自重較重，風道2 內的風可能頂不開風門，此時，可以將風門分成兩個以上，以減少單 個風門的自重，實現更好的降溫效果。
圖9是本實用新型的電f茲感應加熱線圏及加熱裝置工作的原理 圖。當測溫裝置10檢測到被加熱金屬管道1的溫度低于設定溫度時， 溫控裝置11向電磁發生器12發出工作指令，電源13為電磁發生器 12提供電源，電磁發生器12是具有整流及高頻發生功能的電路，通 過該裝置的整流電路將市電60Hz的交流電壓整流成直流電，再經過 其控制電路將直流電壓轉換成頻率為20-40KHz的高頻電壓。電磁發 生器12將高頻電流傳輸給電磁加熱線圈5后，電磁加熱線圏5進一 步產生高頻磁場，當高頻磁力線通過被加熱金屬設備1時，在金屬體 內產生無數小渦流，使金屬管道1本身自行高速發熱，然后再加熱其 管道內的物料。當測溫裝置10檢測到溫度到達設定溫度時，溫控裝 置11向電磁發生器12發出停止工作指令，進而電磁加熱線圈5停止 工作，被加熱金屬管道1停止加溫。當被加熱金屬管道1內部的摩擦 熱和剪切熱溫度高于設定溫度值時，測溫裝置10將會將向溫控裝置 11反饋發出降溫指令，溫控裝置11向風機7發出工作指令，風機7 啟動運行并把循環風從下向上吹出，進而向位于其上端的本實用新型 的電^茲感應加熱裝置送風。
同時請參考圖6，因本實用新型的風冷式電》茲感應加熱線圈的左、 右半部101和102為非完全閉合的柱狀結構，在左、右半部101、 102 之間有 一 定的縫隙，風機吹出的循環風經該縫隙進入本實用新型的電
ii磁感應加熱裝置，并在其風道2內循環，攜帶熱量的風將風門8頂開， 并從風門8處吹出，從而將被加熱金屬管道1外壁多余熱量帶出，實 現對被加熱金屬管道1的快速降溫，同時也是對管道內的物料進行降
溫。當測溫裝置10測檢到溫度到達設定溫度時，向溫控裝置11發出 停止降溫指令，溫控裝置11向風機7發出停止工作指令，風機7停 止工作并停止送風，此時，在本實用新型的風道2內沒有風在內循環， 風門8憑借其自身的重力作用下垂閉合，進而將本實用新型的左、右 半部101、 102上部的縫隙擋上，以阻擋被加熱金屬管道1的熱量向 外界散發，從而可以保證本實用新型的風冷式電磁加熱裝置能起到更 好的加熱效果。
在本實用新型的左半部101、右半部102內的電磁加熱線圏51、 52的形狀，可以是弧形或平才反形結構。如圖9中所示的電^茲加熱線圈 5的形狀即為橢圓狀的圓弧形。此外，本實用新型的電磁加熱線圈還可 以是平板形結構，如可以根據實際情況繞成矩形等。除圓弧形和平板 形的形狀著之外，本能實用新型的電f茲加熱線圈5還可以是其他的形 狀，其他的電磁加熱線圈的繞制形狀也都在本實用新型的保護范圍之 內，在此不再詳細贅述。電石茲加熱線圏形狀的不同決定了電磁場;磁力 線的多少，因此，可以根據不同的加熱場合如不同的功率密度要求來 決定電》茲加熱線圏的繞制形狀。
電^f茲加熱線圏5的連4妄方式可以是串聯或并聯連接。在本實用新 型的左、右半部101、 102內部的電磁加熱線圈51、 52可以分別包括 多個子線圈，所述子線圏分別引出一組或多組接頭，在本實用新型的一 種實施方式中，即在電磁加熱線圈外面設置包裹層6的情況下，電磁加 熱線圏5的接頭從包裹層6的外表面上引出(圖中未示出)。在使用時， 根據不同加熱場合對加熱溫度要求的不同，左半部不同接頭的電磁加熱 線圏可以進行串聯或并聯連接，此外，還可以將左半部和右半部之間的 電磁加熱線圈接頭進行串接或并接方式。也就是說，根據被加熱金屬管 道溫度的不同要求，決定本實用新型的電磁加熱線圈的數量和具體連接方式。本領域技術人員知道，根據加熱場合溫度要求的不同，根據 一定的計算方法可以相應地計算除電磁加熱線圈的數量及不同連接 方式。串聯或并聯后的電磁加熱線圏5與電磁發生器12相連接，由
電磁發生器12為電磁加熱線圏5提供高頻電流。同樣的，根據加熱 場合要求的不同，電磁發生器12也可以是一個或多個，以提供不同 要求的高頻電 流。
綜上所述，以上實施例僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非
用恭i，疋本頭用眾/r型日^;頭抓；巳閨。w /l,個頭用眾/r型申卞百t刊；巳閨的 內容所作的等效變化與修飾，都應為本實用新型的技術范疇。
權利要求1.一種風冷式電磁感應加熱線圈，包括電磁加熱線圈、保溫隔熱層，其特征在于，它是由左、右半部構成的非閉合柱狀結構，所述左、右半部分別包括位于柱狀頂面和底面的上支撐片、下支撐片及上、下支撐片與內襯層構成的支撐架，及在內襯層外依次放置的保溫隔熱層和電磁加熱線圈；所述內襯層固定在所述上、下支撐片之間；所述左、右半部的上支撐片的內弧線和下支撐片的內弧線所形成的柱面在所述內襯層所形成的柱面內，在兩個柱面之間的間隙形成風道。
2. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圏，其特征在于， 沿所述內襯層在所述電磁加熱線圏外周設置并固定包裹層。
3. 根據權利要求1或2所述的風冷式電磁感應加熱線圏，其特征在 于，所述內襯層和包裹層為耐高溫保溫材泮十。
4. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圈，其特征在于， 分別在所述左半部和右半部的上支撐片和下支撐片相互結合一端的對 應相互結合位置開設連接孔，所述螺纟全組件通過所述連接孔將左、右半 部進行連4妄固定。
5. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圈，其特征在于， 在所述左半部、右半部相互結合一端的上、下支撐片的對應相互結合位 置開設一個連接孔，所述左、右半部的另一端通過在所述內襯層相應位 置安裝的快速接頭組件進行連接。
6. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圏，其特征在于， 在所述左半部或右半部的間隙附近沿軸向設置可自由開合的風門。
7. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圈，其特征在于， 所述電磁加熱線圈為弧形或平板型結構。
8. 根據權利要求1所述的風冷式電磁感應加熱線圈，其特征在于， 所述左、右半部的電磁加熱線圏分別包括多個子線圈，所述子線圏分別 引出一組沖妄頭；所述左半部或右半部的每組4妄頭之間，左半部和右半部 的每組接頭相互之間可以通過串接或并接方式連接。
9. 一種風冷式電磁感應加熱裝置，它包括如前述任一權項所述的風 冷式電磁感應加熱線圈，其特征在于，還包括一個或多個電磁發生器， 所述電磁發生器分別與一組電磁加熱線圈的接頭相連接。 。°,
專利摘要本實用新型公開了一種風冷式電磁感應加熱線圈，它是由左、右半部構成的非閉合柱狀結構，所述左、右半部分別包括位于柱狀頂面和底面的上支撐片、下支撐片及上、下支撐片與內襯層構成的支撐架，及在內襯層外依次放置的保溫隔熱層和電磁加熱線圈；所述內襯層固定在所述上、下支撐片之間；所述左、右半部的上支撐片的內弧線和下支撐片的內弧線所形成的柱面在所述內襯層所形成的柱面內，在兩個柱面之間的間隙形成風道。進一步的一種風冷式電磁感應加熱裝置，它包括前述的風冷式電磁感應加熱線圈，還包括電磁發生器。本實用新型解決了對被加熱金屬管道的均衡加熱的技術難題，有效降低產品的次品率和廢品率，從而能提高產品質量。
文檔編號H05B6/44GK201323670SQ20082015820
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者文元慶, 謝劍波 申請人:上海聯凈環保科技有限公司