感应式预热螺旋送料机的制作方法

本实用新型涉及一种物料传输设备，更具体地说，它涉及一种感应式预热螺旋送料机。

背景技术：

螺旋送料机在输送物料时具有传输稳定，计量方便的特点，因此在物料传输领域，尤其是粉末状物料传输领域具有广泛的应用。

对于一些自身性质比较特殊的待传输物料，如水泥、云石砂料、玉米粉等亲水性物料，在传输过程中还要尽量减少空气中的水分与上述物料接触，现有的常用做法是采用加热装置对螺旋送料机的某些部位进行加热，例如专利公告号为CN204787749U中国专利公开的一种螺旋送料装置，即是采用加热机壳的方式对送料机内部的物料进行加热烘干。上述设置方式在实际运用当中也存在一些问题，例如，直接加热送料机的壳体，由于物料的热传导效率较低，因此并不能使得位于壳体内部且远离壳体内壁的物料得到加热烘干；其次，由于壳体与物料的接触面积较小，即热传导的面积较小，使得物料的烘干速度很慢，对于一些物料传输速度较快的场合加热效果不明显。

技术实现要素：

针对现有的螺旋送料装置中处于机壳内部中间位置的物料无法得到加热烘干，烘干效率不高且能源利用率低的问题，本实用新型目的在于提出一种感应式预热螺旋送料机，具体方案如下：

一种感应式预热螺旋送料机，包括机壳、送料轴、以及螺旋绕设于送料轴上的旋叶，所述送料轴与机壳同轴转动连接且由驱动件驱动转动，所述送料轴和/或旋叶上设置有金属导电材料段，所述机壳上设置有用于改变机壳内磁场强度及方向的电磁组件，所述送料轴和/或旋叶响应于机壳内磁场强度及方向的变化生成感应热量并将其传导至机壳内部空间。

由于金属导电材料在变化的磁场中其内部会产生感应电流，感应电流在金属内部流动由于电阻的存在会产生电热。通过上述技术方案，在机壳内部生成变化的磁场，使得送料杆和/或旋叶自身产生热量，上述热量传导到机壳内部空间加热物料。上述方案在结构上相较于现有技术减少了繁琐的导热器件；由于送料杆、旋叶与机壳内物料的接触面积较大，使得热传导的速率更快，并且由于产生热量的送料轴与旋叶位于机壳的中心位置，其产生的热量不会直接传导到机壳的外部空间，也就减少了热源的浪费，提高能源利用率。

进一步的，所述电磁组件包括沿机壳轴向或周向设于机壳上的通电线圈以及与所述通电线圈电连接的电源装置，所述电源装置上设置有用于控制通电线圈内部电流大小及方向的控制器。

上述技术方案，通过改变通电线圈内部的电流大小和方向，由安培定则可知，在电流变化的通电线圈所围绕的柱形空间内部将会产生变化的磁场，变化的磁场在送料杆和/或旋叶中产生感应电流并产生热量。可以灵活方便地控制热量生成的多少。

进一步的，所述机壳包括同轴心设置的内机壳与外机壳，所述内机壳由绝缘材料制成且靠近送料轴设置，所述通电线圈设于内机壳与外机壳之间，所述外机壳上设置有用于抑制通电线圈所产生的磁场外泄的磁轭。

通过上述技术方案，可以有效地防止机壳内部的磁场外泄，避免对螺旋送料机外部设备造成不良影响；通过将内机壳设置成绝缘材料，也可以避免内机壳由于磁场的变化而产生热量。

进一步的，所述送料轴包括感应段，设于感应段两端部的用于防止送料轴与机壳形成感应电流回路的绝缘段，以及用于防止送料杆或旋叶上的热量经送料杆传导到机壳上的隔热段。

通过上述技术方案，可以避免整个送料轴与机壳之间形成导电回路，使得变化磁场所蕴含的能量更多地转化为机壳内部金属导电材料的热能，提高电磁组件所产生的磁场转化为热能的转化效率。通过设置隔热段也可以有效地避免送料杆或旋叶上的热量经送料杆传导到机壳上，防止热量流失。

进一步的，所述感应段由铜制成，所述绝缘段与隔热段均由陶瓷材料制成，所述感应段、绝缘段以及隔热段通过法兰固定连接。

进一步的，所述机壳内部沿机壳的轴向设置有多根导热金属杆，多根所述导热金属杆的分别与旋叶的不同位置固定连接。

通过上述技术方案，可以增大机壳内物料的受热面积，提高热传导的效率，并且能够使得机壳内部物料的受热更加均匀。

进一步的，所述机壳上设有用于稳定机壳内部压力的泄压孔，所述泄压孔内嵌设有用于防止机壳内物料泄露的滤网。

由于机壳内部的物料及空气受热后体积会发生膨胀，通过上述技术方案，可以避免机壳发生胀裂。

进一步的，所述驱动件为电机，所述电机的转轴与送料轴传动连接，所述送料轴与机壳之间设置有密封轴承；所述机壳的两端部分别设置有进料口与出料口，所述进料口上设置有进料漏斗。

进一步的，所述机壳内部设置有温度检测元件，所述温度检测元件与控制器信号连接，检测机壳内部物料的温度并输出一温度检测信号；所述控制器接收并响应于所述温度检测信号，控制通电线圈内的电流大小或换向频率。

进一步的，所述温度检测元件包括至少一个温度传感器，所述控制器包括一与所述温度传感器信号连接的MCU芯片，所述MCU芯片与电源装置控制连接并根据设定以及接收到的温度检测信号控制电源装置动作。

通过上述技术方案，可以实现机壳内部温度的反馈调节，实现物料加热温度的精确控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）通过加热送料轴和/或旋叶，使得加热物料的热量来自于机壳内部而非机壳本身，增大了物料与热源热传导面积的同时减少了热量的损耗，提高加热效率，提高能源利用率；

（2）通过以电磁感应的方式加热送料轴和/或旋叶，大大简化了热量传输过程中导热介质的复杂程度，提高了热能的利用率；

（3）通过采用通电线圈产生的交变磁场来产生感应热量，使得加热的温度控制十分方便灵活。

附图说明

图1为感应式预热螺旋送料机的整体示意图；

图2为感应式预热螺旋送料机沿送料轴轴向中线的剖面示意图；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为感应式预热螺旋送料机的示意图（图中省略部分零部件）；

图5为送料轴的示意图。

附图标志：1、机壳；2、送料轴；3、旋叶；4、电机；5、通电线圈；6、电源装置；7、控制器；8、内机壳；9、外机壳；10、磁轭；11、感应段；12、绝缘段；13、隔热段；14、法兰；15、导热金属杆；16、泄压孔；17、滤网；18、密封轴承；19、进料漏斗；20、进料口；21、出料口。

具体实施方式

下面结合实施例及图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例一

如图1～3所示，一种感应式预热螺旋送料机，包括机壳1、送料轴2、以及螺旋绕设于送料轴2上的旋叶3。送料轴2通过设置在其两端的密封轴承18与机壳1同轴转动连接，其中，送料轴2由电机4驱动转动。送料轴2和/或旋叶3至少有部分区段是由金属导电材料制成，在本实施例中，上述金属导电材料优选为铜。

如图1和图2所示，在机壳1的两端部分别设置有进料口20与出料口21，进料口20上连通设置有进料漏斗19。机壳1上还设置有用于改变机壳1内磁场强度及方向的电磁组件，送料轴2和/或旋叶3响应于机壳1内磁场强度及方向的变化生成感应热量并将其传导至机壳1的内部空间。

上述电磁组件包括沿机壳1轴向或周向设于机壳1上的通电线圈5以及与通电线圈5电连接的电源装置6。如图4所示，本实施例中通电线圈5沿机壳1的周向绕设，由安培定则可知，在电流变化的通电线圈5所围绕的柱形空间内部，即机壳1的内部将会产生变化的磁场，变化的磁场在送料杆和/或旋叶3中产生感应电流并由此产生热量（感应电流实质上是金属导体内部的自由电子发生定向移动，定向移动的自由电子经常同金属中做热运动的原子相碰撞，这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，即原子热运动对电流起了阻碍作用，因此自由电子为了做定向移动就必须克服这种阻力而消耗能量，这部分消耗的能量就转化为热能）。并且，由于感应电流具有集肤效应，即感应生成的直流电流通过圆形断面导体时，电流沿横断面均匀分布，在横断面的任意一点的电流密度是相等的，而交变电流通过圆形断面导体时，电流沿导体横断面呈不均匀分布，表面层电流密度最大，依次向中心减弱。由上可知，送料轴2表面的温度最高而其内部温度相对较低，即送料轴2与物料接触的外壁温度最高，这样就是的磁场能量转化成的热量能够快速地传导到物料中去。

为了实现物料加热温度的精确控制，所述电源装置6上设置有用于控制通电线圈5内部电流大小及方向的控制器7。其中，本实用新型电源装置6采用常规的交流电源装置6，控制器7主要控制交流电源的电流大小以及换向频率。

优化的，机壳1分设为同轴心设置的内机壳8与外机壳9，内机壳8由绝缘材料制成且靠近送料轴2设置，通电线圈5设于内机壳8与外机壳9之间。为了有效地防止机壳1内部的磁场外泄，避免对螺旋送料机外部其它设备造成不良影响，如图4所示，在外机壳9内壁上设置有用于抑制通电线圈5所产生的磁场外泄的磁轭10，同时，通过将内机壳8设置成绝缘材料，也可以避免内机壳8由于磁场的变化而产生热量变形或阻碍磁场传导至机壳1内部。

如图5所示，送料轴2包括感应段11，设于感应段11两端部的用于防止送料轴2与机壳1形成感应电流回路的绝缘段12，以及用于防止送料杆或旋叶3上的热量经送料杆传导到机壳1上的隔热段13。绝缘段12可以避免整个送料轴2与机壳1之间形成导电回路，使得变化磁场所蕴含的能量更多地转化为机壳1内部金属导电材料的热能，提高电磁组件所产生的磁场转化为热能的转化效率。隔热段13可以有效地避免送料杆或旋叶3上的热量经送料杆传导到机壳1上，防止热量流失。

详述的，本实用新型中感应段11优选由铜制成，绝缘段12与隔热段13均优选由陶瓷材料制成，感应段11、绝缘段12以及隔热段13通过法兰14固定连接。

为了增大机壳1内物料的受热面积，提高热传导的效率，并且能够使得机壳1内部物料的受热更加均匀，如图4所示，机壳1内部沿机壳1的轴向设置有多根导热金属杆15，多根导热金属杆15的分别与旋叶3的不同位置固定连接，上述金属杆与旋叶3均采用铜制成且一体成型设置。

由于机壳1内部的物料及空气受热后体积会发生膨胀，为了避免机壳1发生胀裂，优化的，机壳1上设有用于稳定机壳1内部压力的泄压孔16，泄压孔16内嵌设有用于防止机壳1内物料泄露的滤网17。

上述实施例一的工作原理及有益效果在于：利用金属导电材料在变化的磁场中会产生感应电流，而感应电流相应的会在金属导电材料上产生热。利用上述原理，在机壳1上设置通电线圈5，由此在机壳1内部产生变化的磁场，送料轴2和/或旋叶3产生电热，上述热量传导到机壳1内部空间加热物料。上述方案在结构上相较于现有技术减少了繁琐的导热器件；由于送料杆、旋叶3与机壳1内物料的接触面积较大，使得热传导的速率更快，并且由于产生热量的送料轴2与旋叶3位于机壳1的中心位置，其产生的热量不会直接传导到机壳1的外部空间，也就减少了热源的浪费，提高能源利用率。

实施例二

一种感应式预热螺旋送料机，与实施例一的区别在于，机壳1内部设置有温度检测元件，温度检测元件与控制器7信号连接，检测机壳1内部物料的温度并输出一温度检测信号；控制器7接收并响应于温度检测信号，控制通电线圈5内的电流大小或换向频率。基于上述结构，可以实现机壳1内部温度的反馈调节，稳定物料加热的温度。本实施例中，温度检测元件包括多个设置于机壳1内部的温度传感器。控制器7包括与温度传感器信号连接的MCU芯片，MCU芯片与电源装置6控制连接并根据设定以及接收到的温度检测信号控制电源装置6动作。由于利用MCU控制温度以及控制电源的方案在现有技术中已经十分普遍，在此对控制的具体细节不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。