专利名称：一种加热线圈及其感应加热设备的制作方法
技术领域：
一种加热线圈及其感应加热设备
技术领域：
本实用新型涉及感应加热技术领域，特别是一种加热线圈及其感应加 热设备。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。
实用新型内容
为了解决现有的技术问题，本实用新型提供一种加热线圈及其感应加 热设备，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匪 数，从而减小工件内部温差的同时提高加热效率。
本实用新型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；所述多个
线圈巻绕成一线圈段。
本实用新型更进一步的改进是，本加热线圈包括多个线圈段。 本实用新型更进一步的改进是，所述多个线圈段并/串连成一体。 本实用新型更进一步的改进是，所述线圈包括绝缘、缘热材料层及其
内容的铜管。
本实用新型更进一步的改进是，所述多个线圈之间紧密排列在一起。 相较于现有技术，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。
本实用新型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；所述多个线圈巻绕成
一线圈段。
本实用新型更进一步的改进是，本加热线圈包括多个线圈段。 本实用新型更进一步的改进是，所述多个线圈段并/串连成一体。 本实用新型更进一步的改进是，所述线圈包括绝缘、缘热材料层及其 内容的铜管。
本实用新型更进一步的改进是，所述多个线圈紧密排列在一起。
相较于现有技术，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。
图1为本加热线圈的结构示意图2为线圈的局部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。 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 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。
本实用新型的绝缘、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3ocrc， 一般在24crc 26crc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，弓l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 和毛剌；
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。
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9(T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；
Bl: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:第二层用已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；检测合格后迸 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；
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。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术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， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
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；所述多个线圈卷绕成一线圈段。
2. 根据权利要求1所述的加热线圈，其特征在于本加热线圈包括多 个线圈段。
3. 根据权利要求2所述的加热线圈，其特征在于所述多个线圈段并/ 串连成一体。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的加热线圈，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。
5. 根据权利要求4所述的加热线圈，其特征在于所述多个线圈之间 紧密排列在一起。
6. —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；所述多个线圈巻绕成一线圈段。
7. 根据权利要求6所述的感应加热设备，其特征在于本加热线圈包 括多个线圈段。
8. 根据权利要求7所述的感应加热设备，其特征在于所述多个线圈 段并/串连成一体。
9. 根据权利要求6至8任意一项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。
10.根据权利要求9所述的感应加热设备，其特征在于所述多个线圈 紧密排列在一起。
专利摘要本实用新型提供一种加热线圈，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；所述多个线圈卷绕成一线圈段。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C21D1/42GK201383885SQ20092013563
公开日2010年1月13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