专利名称：电磁感应加热辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加热辊，特别涉及一种辊筒内部设有高频电磁感应线圈的加热辊。
技术背景现代电磁感应加热技术近些年已经有了很大进步，并在各行业得到了广泛的应用。目前国内已有很多的厂家都在从事这项技术的研制开发并应用在了生产中，对于节省用电提高生产效率改善工作环境都显现出了非常好的前景。由于各家研发和推广的行业不同，其技术和工艺也都有很大的差异。也有一些产品由于技术和工艺质量问题，不能达到其预期的效果，以致于在某些领域还不能得到进一步的推广使用。目前对辊筒电磁感应加热有二种方式，一是在辊筒外部设置电磁加热装置，使用线圈绕组对辊筒表面进行一定角度的包绕，在对线圈施加高频电流后，线圈会产生高频磁场，作用于钢制的辊筒表面，这时的辊筒相当于二次线圈，并且是闭合的回路，在受到高频磁场作用时，就会在辊面的内部产生感生电流，由于这个电流是短路的，这就形成了若干的小涡流而发出热量，使电能转化成了热能在辊面内进行传播。因为有一些辊筒在工作时位置会有变化，造成线圈和辊筒的距离和角度发生变化，从而改变了磁场应强度，辊体表面温度不均勻不稳定，还有由于工艺的原因辊体二端的温度很难和中间段的温度保持一致。这直接影响了产品质量和生产的效率。另外大部分电感线圈的磁场都是开路的，如没有可靠的屏蔽设施会对环境造成电磁辐射污染。这是在辊筒外部加热的缺点。另一种是在辊筒内部采用电磁感应加热方式。这种方式比外部加热有了很大的进步，从外观上看没有安装感应线圈的装置，由于加热用的高频电感线圈以及一些辅助装置都在辊筒内部，没有高频磁场对辊外部的辐射。对外部的工作环境不造成影响和障碍。给操作工清洁辊面，调整设备和捡验产品创造了良好的条件。这种热辊需要选择能耐受高温的导线来制作电磁感应线圈，要求线圈能在高温下长时间工作。另外，由于辊筒内部的感应线圈支撑装置和其它的各种零部件要求在长期高温条件下使用。要尽量选用非导磁材料。如果在制造工艺上不采取有效措施，会有部分漏磁对靠近磁场的导磁零部件进行磁化并使之发热。这样既容易损坏这些零部件同时也消耗掉了一部分电能
实用新型内容
鉴于上述技术问题，本实用新型提供了一种辊筒内部设有高频电磁感应线圈的加热辊。该装置利用电磁感应加热原理制造的热辊来替代现在还在大量使用的有各种其它热辊。电磁感应加热辊比起目前使用的蒸汽加热、电阻丝、电热管或是经热煤油加热辊筒表面的方法更能节省电力消耗，提高辊表面的温度稳定性和精确度。本实用新型的具体技术方案如下电磁感应加热辊，主体为一中空的辊体；所述辊体内置有导磁铁芯；所述导磁铁芯的一端通过半轴连接电缆连接器；所述通过该电缆连接器向辊体内引有外缠于导磁铁芯的加热线圈；所述通过电缆连接器向辊体内引有外缠在导磁铁芯两端的补偿加热线圈；所述辊体的辊壁内设有一层充水隔腔；所述辊体两侧的辊面上分别设有复数个用来排热的通风孔。上述方案中，所述导磁铁芯两端分别设有中空的带耐高温套筒轴承的半轴，一端通过内置加热线圈和补偿加热线圈连接电缆连接器，另一端连接一向辊体内排风的轴流式风冷装置。上述方案中，所述在辊壁内安置有复数个内埋式温度传感器，该温度传感器均勻分布，用来采集和搜集整个辊筒外表面的温度。上述方案中，所述辊体两端设有带轴承的连接轴。本实用新型的有益效果如下1.本实用新型从根本上改变了以往辊筒加热使用导热油传导加热的工艺。相对比可以节电30%以上，减小了由于导热油跑冒滴漏造成的环境污染以及火灾。极大的改善了车间的工作环境和安全生产的条件。2.本实用新型加热线圈及其结构的特殊制造决定了更好的节能效果、温度的均勻性和对温度的精确控制。目前国内已有的电磁加热辊大多是在外部加热，加热器的体积很大，防碍操作工对产品的捡验观察和对辊筒的檫拭。本实用新型线圈的制造和安装工艺使得加热磁场的分布更加合理，使传导到辊表面温度的控制精度可以在士2°C以内。3.本实用新型辊内装置采用了抗磁化和耐高温材料，可以水冷却的铁芯加之辊内有效的线圈散热系统，使得辊表面工作温度可以达到350°C的高温而不会损坏辊内装置。早期的电磁加热辊温度一般只能达到200°C左右。4.本实用新型加热辊表面温度在需要降温时，将自启动风冷降温系统对辊面进行强制降温。而目前其它形式的电磁加热辊大都没有降温装置，在生产时常有辊筒被高温物料包裹而不能降温的情况，强制降温装置的使用解决了这个难题。5.本实用新型加热辊内加热装置设置了合理的磁路系统，使得其漏磁最小，减小了磁阻增强了磁感应强度，提高了能量转换的效率。从而更多的节省了用电量。并有效地阻止了磁场对辊内零部件的磁化，避免了因发热而损坏。 6.本实用新型配套使用了最新研制的全数字型控制器，采用了双DSP数字控制芯片，具有开机自动调节工作频率以适应被加热体的导磁特征，自动调节输出功率等多种功能和自捡测故障显示及外部控制连接通讯口。使对辊筒的加热具有更高的稳定性和温度精确性以及更好的节电效果。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型所述的电磁感应加热辊的剖面结构图。图2为本实用新型所述的电磁感应加热辊中线圈水冷却示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1所示，图中显示的是本实用新型的最优实施例，其中加热辊的主体部分为一中空的，两端设有带轴承2的连接轴的辊体8，辊体8可以是刚制的。该辊体8内置有导磁铁芯4，导磁铁芯4的两端设有中空的带耐高温套筒轴承10的半轴11。其中一端通过半轴11连接电缆连接器12。从该电缆连接器12向辊体8内引有外缠于导磁铁芯4的加热线圈5。并且从电缆连接器12向辊体8内还引有外缠在导磁铁芯4两端的补偿加热线圈3。 上述加热线圈5和补偿加热线圈3内置于该端半轴11。另一端的半轴11连接一向辊体8 内排风的轴流式风冷装置1。另外，辊体8的辊壁内设有一层充水隔腔6。同时在辊壁内安置有复数个内埋式温度传感器7，该温度传感器7均勻分布，用来采集和搜集整个辊筒外表面的温度。通常在辊体8的两端以及中段安置至少3个内埋式温度传感器7。此外，辊体8两侧的辊面上分别设有复数个用来排热的通风孔9。根据上述方案，本实用新型的加热辊的运行过程如下首先，频率为18 25KHZ的高频低压电源一路经输送电缆、电缆连接器12进入辊体内的加热线圈5。在线圈的周围产生交变磁场，该磁场作用于辊体时会在其内部感生电流并形成若干小涡流而导致辊体发热，这热量会使充水隔腔6内的纯水蒸发为过热蒸汽，它散发的热量和外辊体直接得到的热量混合，可有效调节均衡辊体外表面的温度。在辊面温度超过150°C时过热蒸汽的压力会很大，这时可在隔腔中改填为高温导热油，亦会有很好的均热效果。该高频低压电源在对小直径的高温辊加热时采用水循环冷却。另一路电源经由电缆连接器12进入辊体内的补偿加热线圈3。用来加热辊筒的二侧。内埋式温度传感器7所捡测到的温度电信号，反馈到电源端数字式温度控制仪，由温度控制仪输出指令控制加热电源的工作状态。另外，辊体内的导磁铁芯4用来减小漏磁，增强磁感应强度，进一步提高电磁转换效率同时可以隔离磁场对辊筒内导磁零部件的磁化发热作用。而导磁铁芯4两端的半轴11 用来支撑整个加热体装置，可避免轴中间部分被磁化加热。至于轴流式风冷装置1，其通过中空的半轴11给辊内线圈散热和外辊体降温。通过向辊体内进行风冷操作，使得热风从通风孔9排出辊内。需要指出的是，本实用新型具备以下特点；1.本实用新型采用耐高温、高强度、高绝缘度的材料制造辊筒内部件。是一种专门配制的工业微晶陶瓷制品。2.本实用新型所采用的铁芯为高饱和导磁材料，其良好的导磁特性起到了磁隔离及减小漏磁增强磁感应强度的作用。在频率为工频时可选用硅钢片，高频率时可选用坡莫合金、铁基非晶合金和铁基纳米晶合金来制作。3.本实用新型的电感线圈采用特殊方法绕制，精确的装配使其磁场分布更加均勻合理。250°C以上温度时可启动低压线圈水冷系统。加热线圈的导线为中空导线，可以在导线内加注循环冷却水，该导线上分别设有进水口 21和出水口 22，使线圈在合理的温度下工作(参见图2)。4.本实用新型采用风冷和水冷系统对辊内铁心、辊体进行降温使之在高温时保护线圈和铁芯，并可快速降低辊面温度。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.电磁感应加热辊，主体为一中空的辊体；其特征在于，所述辊体内置有导磁铁芯；所述导磁铁芯的一端通过半轴连接电缆连接器；所述通过该电缆连接器向辊体内引有外缠于导磁铁芯的加热线圈；所述通过电缆连接器向辊体内引有外缠在导磁铁芯两端的补偿加热线圈；所述辊体的辊壁内设有一层充水隔腔；所述辊体两侧的辊面上分别设有复数个用来排热的通风孔。
2.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于，所述导磁铁芯两端分别设有中空的带耐高温套筒轴承的半轴，一端通过内置加热线圈和补偿加热线圈连接电缆连接器，另一端连接一向辊体内排风的轴流式风冷装置。
3.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于，所述在辊壁内安置有复数个内埋式温度传感器，该温度传感器均勻分布，用来采集和搜集整个辊筒外表面的温度。
4.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于，所述辊体两端设有带轴承的连接轴。
专利摘要本实用新型公开了一种辊筒内部设有高频电磁感应线圈的加热辊。主体为一中空的辊体；所述辊体内置有导磁铁芯；所述导磁铁芯的一端通过半轴连接电缆连接器；所述通过该电缆连接器向辊体内引有外缠于导磁铁芯的加热线圈；所述通过电缆连接器向辊体内引有外缠在导磁铁芯两端的补偿加热线圈；所述辊体的辊壁内设有一层充水隔腔；所述辊体两侧的辊面上分别设有复数个用来排热的通风孔。该装置利用电磁感应加热原理制造的热辊来替代现在还在大量使用的有各种其它热辊。电磁感应加热辊比起目前使用的蒸汽加热、电阻丝、电热管或是经热煤油加热辊筒表面的方法更能节省电力消耗，提高辊表面的温度稳定性和精确度。
文档编号H05B6/14GK202276488SQ20112030575
公开日2012年6月13日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者朱鹏 申请人:张家港市鹏氏电子科技有限公司