专利名称：加热线圈、感应加热设备及该加热线圈的制造方法
加热线圈、感应加热设备及该加热线圈的制造方法
技术领域：
本发明涉及感应加热技术领域，特别是一种加热线圈、感应加热设备 及该加热线圈的制造方法。背景技术：
感应加热是用感应电流使工件局部加热的热处理工艺。这种热处理工 艺常用於表面淬火、局部退火或回火，有时也用於整体淬火和回火。
现有感应加热的加热线圈其为单层式或单饼式，组成单层或单饼的各 个线圈之间具有一定的用于绝缘的空隙。电流流经线圈时，在线圈的周围 形成磁通量，容于线圈中间的工件即产生感应电流，感应电流的电能转化 为热能，使工件的温度升高。由于感应电流在工件截面上的分布很不均匀 ，工件表层电流密度很高，向内逐渐降低，所以表层的温度最高、温度向 内逐渐降低，这样工件在加热的过程中径向温差较大。
现有的加热线圈一般只为一段式，所以轴向分布长度有限，导致工件 的轴向温差较大。另外，由于单位面积上的线圈匝数较少，导致工件加热 效率慢。
发明内容
为了解决现有的技术问题，本发明提供一种加热线圈、感应加热设备 及该加热线圈的制造方法，其采用多层多饼紧密连接的线圈，大大提高单 位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部温差的同时提高加热效率。
本发明解决现有的技术问题，提供一种加热线圈，其包括用于连接变
压器或变频器的电源线；用于生成磁通量的线圈；本加热线圈包括多个线 圈，所述多个线圈至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。
本发明更进一步的改进是，所述多个线圈巻绕成一线圈段；本加热线 圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/串连成一体。
本发明更进一步的改进是，所述线圈包括绝缘、缘热材料层及其内容 的铜管。
与现有技术相比，本加热线圈的有益效果是采用多层多饼线圈紧密 连接在一起，提高单位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部径向温差的 同时提高加热效率。另外，采用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体
5长度，从而扩大工件轴向上的加热区域。
本发明解决现有的技术问题，提供一种感应加热设备，其包括变压器 或变频器，还包括加热线圈，所述加热线圈包括用于连接变压器或变频器 的电源线；用于生成磁通量的线圈；所述加热线圈包括多个线圈，所述多 个线圈至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。
本发明更进一步的改进是，所述多个线圈巻绕成一线圈段；本加热线 圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/串连成一体。
本发明更进一步的改进是，所述线圈包括绝缘、缘热材料层及其内容 的铜管。
与现有技术相比，本感应加热设备的有益效果是采用多层多饼线圈 紧密连接在一起，提高单位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部径向温 差的同时提高加热效率。另外，采用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的 整体长度，从而扩大工件轴向上的加热区域。
本发明解决现有的技术问题，提供一种加热线圈的制造方法，所述制 造方法包括以下步骤
A:铜管进行预处理；即将铜管拉直、校正并去除所述铜管表面的锈 蚀和毛刺；
B:铜管进行绝缘处理；经步骤A处理后的铜管，在其表面覆设绝缘 和绝热材料；
C:铜管巻绕成线圈；经步骤B处理后的铜管，将其经一压板固定在 芯棒上，然后将该铜管沿着芯棒巻绕成线圈；
D:线圈进行浇漆绝缘处理；经步骤C制得的线圈，向该线圈的内外 表面喷浇绝缘漆。
本发明更进一步的改进是，所述步骤A包括以下分步
Al:将铜管拉直、校正；
A4:去除铜管表面的锈蚀和毛刺；
所述步骤B包括以下分步
Bl:在铜管的表面缠绕一特氟龙胶带层；
B2:再在铜管的表面缠绕一玻璃纤维层；
所述步骤C包括以下分步
Cl:在芯棒的表面覆设一保护层；C2:将铜管经一压板固定在芯棒上
C3:将铜管沿着芯棒的径向巻绕或是沿着芯棒的周向巻绕；
C4:将多个线圈压紧实；
所述步骤D包括以下分步
Dl:将线圈进行加热处理；
D2:将线圈进行冷却处理
D3:向线圈的内外表面喷浇绝缘漆；
本发明更进一步的改进是，所述步骤A进一步包括以下分步-
A2:将铜管进行水压处理，检测有无渗漏；
A3:在铜管的中间位置，将铜管挤压成Z形；
在步骤B2中，所述玻璃纤维浸泡有不饱合环氧树脂漆；
所述步骤C进一步包括以下分步
C5:将线圈与芯棒相分离；
C6:将线圈进行水压处理，检测有无渗漏。
所述步骤D进一步包括以下分步
D4:重复D1、 D2、 D3的步骤。
本发明更进一步的改进是， 在步骤D1中，将线圈加热至145° C; 在步骤D2中，将线圈放置在浇注槽中冷却至80。 C; 在步骤D3中，向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C; 在步骤D4中，首先将线圈加热至195° C;
再将线圈放置在浇注槽中冷却至80。 C;
然后向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C。 与现有技术相比，本制造方法的有益效果是采用多层多饼线圈紧密
连接在一起，提高单位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部径向温差的 同时提高加热效率。另外，采用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体 长度，从而扩大工件轴向上的加热区域。
图1为本加热线圈的结构示意图； 图2为线圈的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。
如图1和图2所示， 一种加热线圈，其包括用于连接变压器或变频器
7的电源线l;用于生成磁通量的线圈2，所述线圈近似于圆；本加热线圈包 括多个线圈，所述多个线圈2至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。所 述多个连续的线圈，其沿一圆柱面分布，则该多个线圈为一层；所述多个 连续的线圈，其沿多圆柱面分布，则该多个线圈为多层。所述多个连续的 线圈，其分布在一平面内，则该多个线圈为一饼；所述多个连续的线圈， 其分布在多个平面内，则该多个线圈为多饼。
所述多个线圈巻绕成一线圈段3,该线圈段3为一定长度的多层线圈 连接起来，引出两电源线；或为一定宽度的多饼线圈连接起来，引出两电 源线。本加热线圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/串连成一体；并连 一体为多个线圈段的电源线分别引出，分别与变压器或变频器相连；串连 一体为多个线圈段的电源线有序连接，最后引出两电源线与变压器或变频 器相连。
所述线圈2包括绝缘、缘热材料层21及其内容的铜管22。所述绝缘、 绝热材料层用于隔绝金属线圈的导电之间的导电或导热。所述多个线圈之 间紧密排列在一起。
本发明的绝缘、绝热材料包括玻璃纤维带和特氟龙带。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其成份为二氧化硅、 氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，通常作为复合材料中 的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等，广泛应用于国民经济各 个领域。
玻璃纤维之特性
(1) 、拉伸强度高，伸长小(3%);
(2) 、弹性系数高，刚性佳；
(3) 、弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大；
(4) 、为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳；
(5) 、吸水性小；
(6) 、尺度安定性，耐热性均佳；
(7) 、加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品；
(8) 、透明可透过光线；
(9) 、与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成；
(10) 、价格便宜。特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙稀为基体树脂的氟涂料，结 合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂 料无法抗衡的综合优势，它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状 和大小的产品上。
经过特氟龙涂浇后，具有以下特性-
(1) 、不粘性几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合,很薄的膜也显 示出很好的不粘附性能。
(2) 、耐热性特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性，短时间可
耐高温到30crc， 一般在24crc 26(rc之间可连续使用，具有显著的
热稳定性，它可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。
(3) 、滑动性特氟龙涂膜有较低的摩擦系数,负载滑动时摩擦系数
产生变化，但数值仅在0.05-0.15之间。
(4) 、抗湿性特氟龙涂膜表面不沾水和油质，生产操作时也不易 沾溶液，如粘有少量污垢，简单擦拭即可清除。停机时间短，节省工 时并能提高工作效率。
(5) 、耐磨损性在高负载下，具有优良的耐磨性能。在一定的负
载下，具备耐磨损和不粘附的双重优点。
(6) 、耐腐蚀性特氟龙几乎不受药品侵蚀，可以保护零件免于遭
受任何种类的化学腐蚀。
本加热线圈采用多层多饼线圈紧密连接在一起，提高单位面积上的线 圈匝数，从而减小工件内部径向温差的同时提高加热效率。另外，采用多 线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体长度，从而扩大工件轴向上的加热 区域。
一种感应加热设备，其包括变压器或变频器(未图示出)，还包括加热
线圈，所述加热线圈包括用于连接变压器或变频器的电源线1;用于生成 磁通量的线圈2，所述线圈近似于圆；本加热线圈包括多个线圈，所述多
个线圈2至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。所述多个连续的线圈， 其沿一圆柱面分布，则该多个线圈为一层；所述多个连续的线圈，其沿多 圆柱面分布，则该多个线圈为多层。所述多个连续的线圈，其分布在一平 面内，刚该多个线圈为一饼；所述多个连续的线圈，其分布在多个平面内， 则该多个线圈为多饼。所述多个线圈巻绕成一线圈段3，该线圈段3为一定长度的多层线圈 连接起来，引出两电源线；或为一定宽度的多饼线圈连接起来，引出两电 源线。本加热线圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/串连成一体；并连 一体为多个线圈段的电源线分别引出，分别与变压器或变频器相连；串连 一体为多个线圈段的电源线有序连接，最后引出两电源线与变压器或变频 器相连。
所述线圈2包括绝缘、缘热材料层21及其内容的铜管22。所述绝缘、 绝热材料层用于隔绝金属线圈的导电之间的导电或导热。所述多个线圈之 间紧密排列在一起。
本感应加热设备采用多层多饼线圈紧密连接在一起，提高单位面积上 的线圈匝数，从而减小工件内部径向温差的同时提高加热效率。另外，采 用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体长度，从而扩大工件轴向上的 加热区域。
一种加热线圈的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步骤: A:铜管进行预处理；即将铜管拉直、校正并去除所述铜管表面的锈蚀 和毛刺；
B:铜管进行绝缘处理；经步骤A处理后的铜管，在其表面覆设绝缘和 绝热材料；
C:铜管巻绕成线圈；经步骤B处理后的铜管，将其经一压板固定在芯 棒上，然后将该铜管沿着芯棒巻绕成线圈；
D:线圈进行浇漆绝缘处理；经步骤C制得的线圈，向该线圈的内外表 面喷浇绝缘漆。
所述步骤A包括以下分步
Al:将铜管拉直、校正；
A2:将铜管进行水压处理，检测有无渗漏； A3:在铜管的中间位置，将铜管挤压成Z形； A4:去除铜管表面的锈蚀和毛刺；
所述步骤B包括以下分步
Bl:在铜管的表面缠绕一特氟龙胶带层；
B2:再在铜管的表面缠绕一玻璃纤维层；所述步骤c包括以下分步-
Cl:在芯棒的表面覆设一保护层； C2:将铜管经一压板固定在芯棒上
C3:将铜管沿着芯棒的径向巻绕或是沿着芯棒的周向巻绕；
C4:将多个线圈压紧实；
C5:将线圈与芯棒相分离；
C6:将线圈进行水压处理，检测有无渗漏。
所述步骤D包括以下分步 Dl:将线圈进行加热处理； D2:将线圈进行冷却处理 D3:向线圈的内外表面喷浇绝缘漆；
在步骤B2中，所述玻璃纤维浸泡有不饱合环氧树脂漆；
所述步骤D进一步包括以下分步D4:重复D1、 D2、 D3的步骤。 在步骤D1中，将线圈加热至145。 C; 在步骤D2中，将线圈放置在浇注槽中冷却至8(T C; 在步骤D3中，向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C; 在步骤D4中，首先将线圈加热至195。 C;
再将线圈放置在浇注槽中冷却至80。 C;
然后向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C。
现以多个饼状线圈连接成加热线圈为例进行说明
选取不饱和环氧树脂漆、环氧玻璃纤维带、特氟龙薄膜带、特氟龙 板lmm和特氟龙胶带；
准备将环氧玻璃纤维带浸泡于不饱合环氧树脂漆中.12小时，然后取 出晾干；将特氟龙板按照线圈的内径和外径剪成比线圈厚度稍大的90。弧 板，再用特氟龙胶带将4块90。弧板粘成一个圆环。
按照以下步骤
Al:将矩形铜管拉直、校正；
A2:将矩形铜管水压处理，流量为lMPa/lh，检验有无渗漏；
A3:在每根铜管的1/2长度处，即在中间部位用液压模具挤压成Z字形；
A4:将铜管表面去锈、去毛刺；
Bh绝缘处理第一层用特氟龙透明胶带将整根铜管按层叠2/3方式 缠绕；
B2:第二层用己浸泡好不饱和环氧树脂漆的玻璃纤维带将整根铜管按 层叠2/3方式缠绕，缠绕时绝缘带必须绷紧与铜管贴服，无凸起、鼓包现 象。
Cl:绕制时在芯棒上包裹0.5mm防护层； '
C2:在防护层上划一定位线，将铜管中间部挤压成Z字形处的中间线
与芯棒上已画好定位线重合，然后用压板固定铜管；
C3:将铜管两端对绕成两个线圈饼，绕制时铜管端需增加拉紧力，使
层与层间无缝隙，
C4:饼与饼间用已制好的圆环隔离绝缘，且饼与饼间需压紧无间隙； 以此将所有线圈饼绕制完成；绕制完成后将每饼线圈两端引出极可根据需 要进行相互串联和分成几个区进行并联焊接;完成后用固定模具压紧线圈；
C5:取出芯棒；
C6:再次水压处理，流量为lMPa/lh，检验有无渗漏；检测合格后进 入浇漆绝缘工序； ' Dl:浇漆绝缘进入烘箱加热至145'C; D2:从烘箱中取出放置绝缘浇注槽上冷却；
D3:用测温仪检测温度降至8(TC开始将线圈内外浇绝缘漆直至温度降 至6(TC停止浇漆；
D4:待第一次线圈浇漆完全冷却后再放入烘箱，将温度加热至195"C; D5:从烘箱中取出放置绝缘浇注槽上冷却；
D6:用测温仪检测温度降至80'C开始将线圈内外浇绝缘漆直至温度降 至6(TC停止浇漆；
重复D4至D6步骤，以进行第三次浇漆；完毕后线圈.制作完成即进入组装。
本制造方法制得的加热线圈采用多层多饼线圈紧密连接在一起，提高 单位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部径向温差的同时提高加热效率。 另外，采用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体长度，从而扩大工件 轴向上的加热区域。
12以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种加热线圈，其包括用于连接变压器或变频器的电源线；用于生成磁通量的线圈；其特征在于本加热线圈包括多个线圈，所述多个线圈至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。
2. 根据权利要求1所述的加热线圈，其特征在于所述多个线圈巻绕 成一线圈段；本加热线圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/串连 成一体。
3. 根据权利要求1或2所述的加热线圈，其特征在于所述线圈包括 绝缘、缘热材料层及其内容的铜管。
4. 一种感应加热设备，其包括变压器或变频器，还包括加热线圈，所 述加热线圈包括用于连接变压器或变频器的电源线；用于生成磁通量的线圈；其特征在于所述加热线圈包括多个线圈，所述多个线圈至少为两层，所述多个 线圈至少为两饼。
5. 根据权利要求4所述的感应加热设备，其特征在于所述多个线圈 巻绕成一线圈段；本加热线圈包括多个线圈段，所述多个线圈段并/ 串连成一体。
6. 根据权利要求4或5所述的感应加热设备，其特征在于所述线圈 包括绝缘、缘热材料层及其内容的铜管。
7. —种加热线圈的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步 骤A:铜管进行预处理；即将铜管拉直、校正并去除所述铜管表面的锈 蚀和毛刺；B:铜管进行绝缘处理；经步骤A处理后的铜管，在其表面覆设绝缘和绝热材料；C:铜管巻绕成线圈；经步骤B处理后的铜管，将其经一压板固定在 芯棒上，然后将该铜管沿着芯棒巻绕成线圈；D:线圈进行浇漆绝缘处理；经步骤C制得的线圈，向该线圈的内外 表面喷浇绝缘漆。
8. 根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于 所述步骤A包括以下分步Al:将铜管拉直、校正；A4:去除铜管表面的锈蚀和毛刺；所述步骤B包括以下分步Bl:在铜管的表面缠绕一特氟龙胶带层；B2:再在铜管的表面缠绕一玻璃纤维层；所述步骤C包括以下分步Cl:在芯棒的表面覆设一保护层；C2:将铜管经一压板固定在芯棒上-C3:将铜管沿着芯棒的径向巻绕或是沿着芯棒的周向巻绕；C4:将多个线圈压紧实；所述步骤D包括以下分步Dl:将线圈进行加热处理；D2:将线圈进行冷却处理D3:向线圈的内外表面喷浇绝缘漆。
9. 根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于 所述步骤A进一步包括以下分步A2:将铜管进行水压处理，检测有无渗漏；A3:在铜管的中间位置，将铜管挤压成Z形；在步骤B2中，所述玻璃纤维浸泡有不饱合环氧树脂漆；所述步骤C进一步包括以下分步C5:将线圈与芯棒相分离；C6:将线圈进行水压处理，检测有无渗漏；所述步骤D进一步包括以下分步-D4:重复D1、 D2、 D3的步骤。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于 在步骤D1中，将线圈加热至145。 C; 在步骤D2中，将线圈放置在浇注槽中冷却至80。 C; 在步骤D3中，向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C; 在步骤D4中，首先将线圈加热至195° C;再将线圈放置在浇注槽中冷却至80。 C;然后向线圈浇注绝缘漆，直至温度达60。 C。
全文摘要
本发明提供一种加热线圈，其包括用于连接变压器或变频器的电源线；用于生成磁通量的线圈；本加热线圈包括多个线圈，所述多个线圈至少为两层，所述多个线圈至少为两饼。本加热线圈的有益效果是采用多层多饼线圈紧密连接在一起，提高单位面积上的线圈匝数，从而减小工件内部径向温差的同时提高加热效率。另外，采用多线圈段并/串连接一起，增加线圈的整体长度，从而扩大工件轴向上的加热区域。
文档编号H05B6/02GK101505556SQ20091010603
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者沈国强 申请人:深圳市恒拓科技有限公司