对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置的制作方法

1.本实用新型涉及感应式加热领域，具体为对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置。


背景技术：

2.感应加热器（简称感应器）是一种电感线圈，它能通过合理分布感应磁场来满足各种加热工艺，是实现各类感应加热工艺的关键部件，也是必须部件，它的性能直接关系到加热工艺的优良。其基本工作原理是利用交变的电流产生交变的磁场，这个交变的磁场使其中的金属导体内部产生涡流,从而使金属工件迅速发热，一般而言加热的效果，有频率，电流，磁场共同决定。在感应加热的过程中，温度升高的只是被加热工件的金属部分，感应加热器本身也会有热量，大多感应器使用工作中需通冷却水降温，被加热工件的非金属部分并不发热。而现有的感应加热器功能比较单一，灵活性差，不能对流水线上活动的、导电材质制成的工件的加热，不能对不同形状的工件进行加热处理，在现有的技术应用中，线圈往往会出现由磁导材料构成的完整的或不完整的接地，它使磁场流动并能屏蔽磁场的某些特定区域。磁场集中在导电的区域，并能连接空隙或在分散区域连接空间。在上述所描述的感应装置中，工件主要位于感应式加热的线圈极的区域，这时，虽然可以利用线圈内部最大的磁通量用于加热，但是，如果遇到几何结构复杂的工件，它往往无法达到最佳的加热效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置，以解决上述背景技术提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置，包括缝隙感应器和工件，所述缝隙感应器的外壳向上有一条纵向的纵向缝隙，所述纵向缝隙的边界分别由两个侧向齿面和一个底构成，所述外壳的内部至少有一个同外壳形状相匹配的感应线圈，所述感应线圈产生磁场线，所述缝隙感应器的侧面安装有鼓风机，所述外壳上设有若干个外壳开孔。
5.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述感应线圈都具有若干个由绕组线制成的线匝，所述感应线圈的线匝在外壳的侧向齿面区域内呈两组线匝截面，升压后，并列排布在面向纵向缝隙的感应面的电流方向一致，它们通过截面形状的线匝按螺旋缠绕的方式相互连接在一起，将敞开的矩形开孔环绕起来。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述感应面的下方存在一个由线匝组构成的一个夹紧面，用于加热工件的磁场线就排列在与之相邻的空气空间内，所选定的截面形状的线匝的感应面在侧向上保持间距、相向排列，共同构成缝隙形状的第一空气空间，它将外壳中的纵向缝隙包围并于之平行。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所线匝组在其背对感应面的外侧被磁导通量器限制，所述通量器为铁磁材料并具备电绝缘的特性。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述通量器在其背对空气空间的那个外侧，它有一部分被导磁通量器限制，所述通量器采用铁氧体材料或铁磁复合材料。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述缝隙感应器在外壳内部有两个感应线圈，其绕组通过电缆串联开通。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型为一个感应式的加热装置，通过至少一个带交流电的、由为数众多的绕组线线匝组成的感应线圈，对流水线上运动的由导电材料制成的工件进行感应式加热，感应线圈的线匝至少应有一组所选定的截面形状的线匝，它们在夹紧的状态下，面向待加热工件的有效感应面平行排列，其电流流向一致，并通过另外的线匝截面以螺旋或螺杆缠绕形式相互连在一起，并构成一个敞开的空气空间或包围磁导通量器构成的线圈铁心，可以适配工件的几何形状。
附图说明
11.图 1为缝隙式感应器-感应加热装置图示；
12.图 2 为图 1 中缝隙线圈的一个垂直截面；
13.图 3 为图 1 和 2 中所示的缝隙感应器的第一种线圈构造形式的侧面；
14.图 4 为图 1 和 2 中所示的缝隙感应器的第二种线圈构造形式的侧面；
15.图 5a 为图 2 的一个垂直截面；
16.图 5b为图 1 和 5a 中所示的缝隙感应器的第三种线圈构造形式的侧面。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
18.实施例：请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置，包括缝隙感应器10和工件24，缝隙感应器10的外壳12向上有一条纵向的纵向缝隙14，纵向缝隙14的边界分别由两个侧向齿面16和一个底18构成，外壳12的内部至少有一个同外壳12形状相匹配的感应线圈20，感应线圈20产生磁场线22，缝隙感应器10的侧面安装有鼓风机26，外壳12上设有若干个外壳开孔30。
19.感应线圈20都具有若干个由绕组线制成的线匝32，感应线圈20的线匝32在外壳12的侧向齿面16 区域内呈两组线匝截面34，升压后，并列排布在面向纵向缝隙14的感应面36的电流方向一致，它们通过截面形状的线匝按螺旋缠绕的方式相互连接在一起，将敞开的矩形开孔42环绕起来。感应面36的下方存在一个由线匝组构成的一个夹紧面，用于加热工件24的磁场线22就排列在与之相邻的空气空间内，所选定的截面形状的线匝的感应面在侧向上保持间距、相向排列，共同构成缝隙形状的第一空气空间，它将外壳12中的纵向缝隙14包围并于之平行。所线匝32组在其背对感应面36的外侧被磁导通量器52限制，通量器52为铁磁材料并具备电绝缘的特性。通量器52在其背对空气空间的那个外侧，它有一部分被导磁通量器限制，通量器52采用铁氧体材料或铁磁复合材料。缝隙感应器10在外壳12内部有两个感应线圈20，其绕组通过电缆串联开通。
20.工作原理：对由可导电材料制成的工件进行感应式加热的凹面装置，图 1 所示的
是一台缝隙感应器（10），其外壳（12）向上有一条纵向的开口（14），
21.它的边界分别由两个侧向齿面（16）和一个底（18）构成，外壳（12）的内部至少有一个同外壳（12）形状相匹配的交流感应线圈（20，20
‘
），产生高频交变磁场 b，图 1 中显示了该磁场的部分磁场线（22）。通过交变磁场 b 可以使位于缝隙空间（14）中的工件（24）产生感应流，该感应流可以将工件加热至设定的温度，频率为 10-100 khz 的励磁电流由一台未标示在图中的电机生成，图 1 中还能看到一台鼓风机（26），由它向外壳吹入冷空气，冷空气沿着通道（28）进入并对感应线圈（20，20
‘
）进行冷却，受热后的空气再通过外壳开孔（30）向外排出。
22.图 2-图 5b 标示了缝隙感应器（10）的感应线圈（20，20
‘
）。每一感应线圈（20，20
‘
）都具有很多由绕组线制成的线匝（32），因其励磁频率高而被优先选用为高频绞合线。感应线圈（20，20’）的线匝（32）在外壳（12）的侧向齿面（16）区域内呈两组所选定的截面形式的线匝（34，34
‘
），升压后，并列排布在面向纵向开口（14）的有效感应面（36，36’），其电流方向一致，它们通过其它截面形状的线匝（38，38
‘
，40）按螺旋缠绕的方式相互连接在一起，将敞开的空气空间（42）环绕起来。在有效感应面（36，36
‘
）的下方存在一个由线匝组构成的一个夹紧面，用于加热工件（24）的磁场线（22）就排列在与之相邻的空气空间内。所选定的截面形状的线匝（34，34
‘
）的有效感应面（36，36’）在侧向上保持间距、相向排列，共同构成缝隙形状的空气空间（14
‘
），它将外壳（12）中的纵向缝隙包围并于之平行。
23.在图 2 和图 3 中能够看到，所选定的截面形状的线匝（34，34’）和其
24.它形状的线匝截面（38，38
‘
，40）在预留的、打开的下料口处形成一个中间带有矩形开孔的平面的矩形螺旋（42），其相邻的线匝截面在线匝矩形侧面的端头相对折呈 90
°
角，共同形成一条斜切线（44）。在竖立状态时，从预留的下料口层面向一侧弯 90
°
，将由所选定的截面形状的线匝（34，34’）构成的两个有效感应面（36，36
‘
）线圈组以及部分其它线匝截面（38，38’）组折成同线匝截面（34，34
‘
）平行的、同线匝截面（38，38’）垂直的弯曲线（48）。弯曲线（48）同开孔边缘（46）保持一定距离，并穿过敞开的空气空间（42）的中心开孔。另外的线匝截面（40）以感应线圈（20，20
‘
）的两端为界，在预留的下料层（50）划定出一个纵向缝隙（14）的同底部（18）平行的底部区域。
25.在图 1 中被部分显示出的交变磁场 b 的磁场线（22）由有效感应面（36，36
‘
）产生。图 2-图 5b 所示的构造的一个特点就是，其它的线匝截面（38，38
‘
，40）在它们面向缝隙内部的那一侧能向面对感应面的、待加热工件（24）夹紧。在这个区域中，磁场线根据电流的方向在线匝截面（38，38’，40）上。
26.为了优化效率并避免在外围区域产生不允许的加热，所选定的截面形状的线匝
27.（34，34
‘
）组在其背对有效感应面（36，36’）的外侧被磁导通量器（52）限制，该通量器为铁磁材料并具备电绝缘的特性。另外还有一项改进就是，通量器（38，38
‘
，40）在其背对空气空间的那个外侧，它有一部分被导磁通量器（54，56）限制。通量器（52，54，56）采用铁氧体材料或铁磁复合材料，它们均具备导磁和电绝缘的特性。这样就能保证其在交变磁场的作用下不会因产生涡流电流而被加热。
28.图 4 的构造例子和图 3 中的有区别，其不同就在于缝隙感应器在外壳（12）内部有两个感应线圈（20，20
‘
），其绕组通过电缆（60）串联开通。这样的排列的好处就是，如果缝隙感应器很长时，就能简化绕组的工作，额外地优化绕组，使其同待加热工件相适配。
29.图 5b 是缝隙感应器的另外一种设计形式，它同图 3 中的设计的区别就在于，不同线匝截面（34，38）中的绕组密度是不同的。在所选定的截面形状的线匝（34）组中，绕组（32）很密，而在线匝截面 38 和 40 中，绕组（32）之间保持一定的间距排列。不同的线匝截面原则上可以有多层绕组。这时，缝隙感应器内部就能有不同的通量密度，从而又额外增加了适配加热要求的可能性。
30.图 1-图 5b 所示的感应器，它们尤其适用于对流水线上的涂层金属工件的脱漆。
31.本实用新型为一个感应式的加热装置，通过至少一个带交流电的、由为数众多的绕组线线匝组成的感应线圈（20），对流水线上运动的由导电材料制成的工件进行感应式加热。为了能最佳地适配工件的几何形状，本实用新型中感应线圈（20）的线匝（32）至少应有一组所选定的截面形状的线匝（34，34
‘
），它们在夹紧的状态下，面向待加热工件的有效感应面（36， 36’）平行排列，其电流流向一致，并通过另外的线匝截面（38，38
‘
，40）以螺旋或螺杆缠绕形式相互连在一起，并构成一个敞开的空气空间（42）或包围磁导通量器构成的线圈铁心（42）。
32.上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。