一种感应加热除漆机的制作方法

1.本发明属于感应加热应用技术领域，特别涉及一种除漆机。


背景技术：

2.在船舶、舰艇等大型钢构表面，为避免金属质锈蚀，也同时对钢构表面作出防滑处理，通常需要在其表面涂覆具有防锈蚀、防滑等功能的油漆层。而由于大型钢构往往暴露在自然环境中，雨水冲刷、强风侵蚀、外力碰撞等因素将在不同程度上对钢构表面的油漆层造成破坏，一旦油漆层遭破坏，则需人力铲除原有油漆层并重新涂覆。
3.相比起传统的采用人工铲除、喷砂、喷火等方式对大型钢构表面除漆时产生的人工成本高、效率低下、操作后续的污染物难处理等问题，基于感应加热原理的除漆设备因其工作效率高、可控性强、污染小，近年来被越来越多地应用到了对船舶、舰艇等大型钢构表面作出除漆处理的场合中。
4.基于感应加热原理的除漆设备往往包括有电源机、电缆以及谐振加热车；电源机接入外部市政电网，输出具有指定频率和电流幅值的交流电，电缆将该交流电传输送入除漆机后，除漆机将改交流电转换成为交变磁场，移动除漆机，使得除漆机靠近目标钢构，则交变磁场耦合到目标钢构上，钢构表面出现感应热，进而加热漆层实现除漆。
5.由于船舶、舰艇等钢构往往具有较大外观尺寸，而外部市政电网的接口往往有限且不可移动，如需对大幅面的钢构进行除漆感应加热除漆操作，则电缆应设置较长长度，考虑到电缆上不可避免地存在分布电感，且电缆越长，其分布电感越大，为避免电能在电缆上过多损耗，同时在除漆机处获得高效、快速的感应加热效果，现有技术中提供的基于感应加热原理的除漆设备往往在电缆的两端成对设置变压器，将电源机输出的交流电先升压降流，经电缆传送后，再在除漆机前端降压升流，得到高频大电流的交流电后再送入除漆机，进而完成感应加热除漆。
6.现有技术中提供的基于感应加热原理的除漆机均依托上述原理制得，以申请号为“cn201520763325.5”的专利申请文件为例，该文件中即记载一种对船舶除漆加热装置，包括高频感应线圈，高频感应线圈设置在轴上，高频感应线圈和高频变压器连接，高频变压器连接冷却系统。分析该专利文件的技术脉络，该专利文件所记载的技术方案，即为电源转换
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升压降流
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电缆传送
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降压升流
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感应加热的典型应用。
7.需要指出，上述技术方案应用到具体的大型钢构表面除漆工作中时，存在明显缺陷：一方面，高变压比的变压器普遍具备较大的体积以及较大的质量，则现有技术中提供的除漆装置本身自重较大，外形笨重，移动起来十分困难；而高频、高压、大电流环境下，变压器的能量密度较大，极易击穿或烧损，现有技术中提供的除漆装置也非常容易损坏，一旦损坏，鉴于变压器自身结构及结构非常复杂，用户很难自行维修或替换；另一方面，受制于电缆上的分布电感，电缆无法制造得很长，除漆机的作业范围也相当有限。


技术实现要素：

8.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种感应加热除漆机，该除漆机摈弃现有技术中以变压器实现的变流的设置方式，避免因设置变压器而带来的除漆机体积大、自重大、易损坏、难维修等问题，实现方便移动、易于操作的技术效果。
9.本发明的另一个目的在于提供一种感应加热除漆机，该除漆机结构紧凑、散热效果好、结构稳定、易于广泛推广。
10.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
11.一种感应加热除漆机，该除漆机包括有电源机、水冷同轴电缆以及谐振加热车；电源机、水冷同轴电缆以及谐振加热车依次连接；
12.谐振加热车包括有谐振电容、感应圈以及车体；
13.车体还包括有车身、手柄以及至少一个车轮；车身内具有容置空间，谐振电容设置在该容置空间中；手柄设置在车身上方，且手柄与车身固定连接；车轮在车身下方，且车轮与车身活动连接。谐振电容包括有第一电容电极、第二电容电极以及至少一个电容；所有电容均设置在车身内，且每一个电容均与车身连接并保持相互绝缘；电容的其中一个极板均与第一电容电极连接并保持电导通，每一个电容的另一个极板均与第二电容电极连接并保持电导通。感应圈包括有感应圈支架、感应圈本体、第一感应圈电极以及第二感应圈电极；感应圈本体嵌合并固定在感应圈支架上，感应圈本体的一端连接第一感应圈电极并保持电导通，感应圈本体的另一端连接第二感应圈电极并保持电导通；第一感应圈电极与第一电容电极连接并保持电导通，形成二者之间的一个公共端，第二感应圈电极与第二电容电极连接并保持电导通，形成二者之间的另一个公共端。二者的两公共端分别通过水冷同轴电缆与电源机电连接；
14.谐振电容与感应圈按上述结构形式接合后将形成并联谐振结构，该并联谐振结构具有其固有谐振频率f0，将该lc并联谐振结构通过水冷同轴电缆接入电源机后，控制电源机输出的交流电的交变频率f，使得f＝f0，则此时该并联谐振结构取得共振，该lc并联谐振结构具有品质因数q，如此时电源机输出的交流电的电流大小为i，则感应圈上将获得始终q倍于i的电流，根据并联谐振的电路特性：可得知，合理设置谐振电容的容抗大小以及感应圈的感抗大小，可取得理想的q值，在谐振电容与感应圈接合形成的lc并联谐振结构取得共振时，能在感应圈上获得最为理想的电流放大效果，进而取得理想的感应加热效果。
15.这样的设置方式，从根本上摒弃了现有技术中必须在感应圈前端采用变压器来减压升流，进而在感应圈上获得大电流的方法，无需在谐振加热车上设置变压器，也就避免了变压器体积大、重量大、能量密度大、发热严重、不易维修的问题，大大缩减了谐振加热车的体积，减轻了小车整体重量，非常方便推动，应用到具体的场景中能取得非常优越的使用效果。
16.而进一步的，电源机包括有包括有机壳以及电气组件；机壳具有内部空间，电气组件容置在机壳的内部空间中，且电气组件与机壳固定。
17.机壳包括有外壳、第一隔板以及第二隔板；外壳具有内部空间，第一隔板与第二隔板均设置在外壳的内部空间中，第一隔板设置在第二隔板上方，二者分别与外壳固定。
18.电气组件包括有整流器、导热支板、滤波电容、调压器、逆变器逆变辅助支架、控制模组以及开关模组；导热支板竖立在第二隔板上，其下部与第二隔板固定连接；整流器紧贴导热支板的其中一侧壁并与导热支板固定连接；滤波电容设置在整流器旁，且滤波电容与第二隔板固定连接，调压器设置在导热支板背离整流器的一侧，且调压器也紧贴导热支板的侧壁，与导热支板固定连接；逆变辅助支架设置在第二隔板与外壳之间，逆变辅助支架的下端固定在第二隔板上，逆变辅助支架的上端与外壳顶部固定；逆变器设置在逆变辅助支架、第一隔板和外壳三者围合形成的空间中和/或逆变辅助支架、第一隔板和第二隔板三者围合形成的空间中，逆变器与逆变辅助支架固定连接。控制模组包括有控制辅助支架、主控pcb以及plc控制器；控制辅助支架竖立在第二隔板上，其下端与第二隔板固定，主控pcb设置在plc控制器旁，且二者均嵌合在控制辅助支架上，与控制辅助支架固定连接；开关模组包括有至少一个开关器，不同开关器之间保持间距间隔布置在第一隔板上，每一个开关器均与第一隔板固定连接。
19.电气组件还包括有控制模组以及开关模组；控制模组包括有控制辅助支架、主控pcb以及plc控制器；控制辅助支架竖立在第二隔板上，其下端与第二隔板固定，主控pcb设置在plc控制器旁，且二者均嵌合在控制辅助支架上，与控制辅助支架固定连接；开关模组包括有至少一个开关器，不同开关器之间保持间距间隔布置在第一隔板上，每一个开关器均与第一隔板固定连接。
20.外部市政电网供应的工频交流电接入电源机后，先后经整流器、滤波电容、调压器以及逆变器后，在逆变器的输出端处获得具有指定的交变频率、电流大小和电压大小的交流电，其转换过程均在控制模组的控制下、以开关模组辅助进行，在本发明提供的电源机中设置机壳，为电气组件构造立体的、多层次、多维度的容置空间，电气组件以合理的布局分立设置，不同模组互不干扰，在兼顾电源机的电气功用的同时，以紧凑、有序、简洁的空间布置最大程度上所见电源机的体积。
21.上文提出：现有技术中屈服于电缆上的分布电感，不得不在电缆的两端成对设置变压器，以先升压降流后降压升流的方法获得大电流，而设置变压器将随之带来变压器体积大、重量大、发热严重、难维修、电缆无法设计较长距离等问题。为解决该问题，发明人曾2019年递交专利申请，提出“一种复合谐振加热电路”(专利申请号为：cn201921591283.6)，该加热电路的电路原理如图一所示。其中即在电气原理层面上详细公开了以串联谐振结合并联谐振的形式解决上述问题的方法，依照专利申请文件中记载的电气原理，为取得良好的感应加热除漆效果，一方面应在谐振加热车中将谐振电容与感应圈以稳固、可靠的结构形式联结成为并联谐振形式，另一方面应在电源机处设置串联电容以及匹配变压器，将串联电容按其电气原理接入到电路中，使得串联电容与水冷同轴电缆上的分布电感联结形成串联谐振的结构形式。
22.依据“一种复合谐振加热电路”的专利文件中的说明分析可知，如在感应加热除漆机中额外设置串联电容，将串联电容与水冷同轴电缆联结形成串联谐振结构，则该串联谐振结构同样具备其对应的固有谐振频率f1，而上文已提出，谐振电容与感应圈联结形成并联谐振结构，该并联谐振结构的固有谐振频率为f0，控制电源机输出的交流电的交变频率为f，当电路中存在f＝f0时，上述并联谐振结构取得达到其共振状态，由串联谐振的电路特性可知，由串联电容与水冷同轴电缆联结形成的串联谐振结构，其固有谐振频率f1的大小
由串联电容的容抗大小与水冷同轴电缆上分布电感的大小共同决定，则显而易见地，设计水冷同轴电缆的长度，测得其上分布电感的感抗大小后，合理设计串联电容的容抗大小，使其与水冷同轴电缆上分布电感的感抗大小配合，得到对应的固有谐振频率f1，使f1与并联谐振结构的固有谐振频率f0在数值上尽量靠近，则当谐振加热车上的并联谐振结构取得达到其共振状态时，串联电容与水冷同轴电缆也接近谐振状态，此时电能在线路上的损耗最小，感应圈上能尽可能多地获得能量，也可彻底抛弃现有技术中必须在电源测设置变压器的方法，更方便移动，按具体的大型钢构的外观尺寸设置具有更大长度的水冷同轴电缆，扩大谐振加热车的作业范围。
23.依照上述电气原理，在本发明提供的感应加热除漆机中，电气组件还包括有匹配变压器、串联电容模组以及串联电感模组；匹配变压器竖立在外壳的底部内壁上，其下方与外壳固定；串联电容模组在第二隔板的下方，与第二隔板固定连接；串联电感模组设置在匹配变压器旁，且串联电感模组的下方也与外壳固定。实际使用时，本领域技术人员仅需依照“一种复合谐振加热电路”中的电气路线依序联结不同电气元件即可完成电源机具体的电气组装。
24.电气组件还包括有控制模组以及开关模组；控制模组包括有控制辅助支架、主控pcb以及plc控制器；控制辅助支架竖立在第二隔板上，其下端与第二隔板固定，主控pcb设置在plc控制器旁，且二者均嵌合在控制辅助支架上，与控制辅助支架固定连接；开关模组包括有至少一个开关器，不同开关器之间保持间距间隔布置在第一隔板上，每一个开关器均与第一隔板固定连接。
25.电源机还包括有冷却组件，冷却组件包括有冷凝器、水压开关以及至少一根水冷总管；冷凝器与匹配变压器并行设置，其底部固定在外壳的底部内壁上；水冷总管铺设在串联电感模组的侧部，与外壳固定连接；水冷总管的后端穿透外壳伸出，向外部水源开放连接，水冷总管的管壁上开设有若干个歧管接口，向电气组件开放冷却水连接。
26.与现有技术相比，本发明提供的感应加热除漆机具备以下区别技术效果：
27.工作效率高、除漆效果好，易于控制：采用感应加热原理制造的除漆机，其在工作时产热快，改变除漆机内部相关电气参数即可调整其热量大小、透热深度等直接改变加热效果的参数，控制非常方便，采用本发明提供的除漆机能快速、高效地剥离漆层，具有良好的感应加热除漆效果。
28.体积小巧，质量轻、方便维修：一方面，对于谐振加热车而言，本发明提供的谐振加热车中以谐振电容与感应圈接合形成并联谐振结构的形式，在感应圈处构造谐振结构，以并联谐振的电流放大特性，在感应圈上获得期望大小的电流，避免了现有技术中采用变压器放大电流时，变压器自重大、体积大而带来的加热车笨重难以移动的问题，一旦谐振电容损坏，用户仅需取出原有谐振电容，替换新的谐振电容并将其与感应圈连接即可重新使用，二者接合结构简洁明了，接合过程简单易操作，便于用户自行维修；另一方面，对于电源机而言，本发明提供技术方案中仅设置匹配变压器用于匹配电源机的输出与输入阻抗，完全抛弃了现有技术中设置高变压比的变压器减小传输电流时，避免了高变压比的变压器自重大、体积大、能量密度大等缺陷；整个除漆机的体积与重量都得以大幅减小，体积小巧、质量轻，移动方便，操作便捷。
29.散热及时、结构稳定、布局合理，除漆机工作可靠：电源机中各个电子器件分模块
设置，最大程度上降低线路上分布电感的影响，而不同模块之间分层、分区布置，相邻模块之间留存散热空间，方便布置风冷通道或水冷通道，保证整个除漆机长时间工作，避免电子器件长时间工作积热而发生设备宕机、元件烧损等故障。
附图说明
30.图1是专利申请号为“cn201921591283.6”中提供的一种复合谐振加热电路的电路原理图。
31.图2是具体实施方式中提供的感应加热除漆机的整体结构示意图。
32.图3是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中谐振加热车的整体结构示意图。
33.图4是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中谐振电容与感应圈联结的示意图。
34.图5是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中电源机的内部结构示意图。
35.图6是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中电源机第一视角的局部结构示意图。
36.图7是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中电源机第二视角的局部结构示意图。
37.图8是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中电源机中第一局部结构放大图。
38.图9是具体实施方式中提供的感应加热除漆机中电源机中第二局部结构放大图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
41.请参阅图2
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9。
42.在本具体实施方式中提供一种感应加热除漆机，该除漆机包括有电源机1、水冷同轴电缆2以及谐振加热车3；电源机1、水冷同轴电缆2以及谐振加热车3依次连接；谐振加热车3包括有谐振电容31、感应圈32以及车体33；
43.车体33还包括有车身331、手柄332以及至少一个车轮333；车身331内具有容置空间，谐振电容31设置在该容置空间中；手柄332设置在车身331上方，且手柄332与车身331固定连接；车轮333在车身331下方，且车轮333与车身331活动连接。谐振电容31包括有第一电容电极311、第二电容电极312以及至少一个电容313；所有电容313均设置在车身331内，且每一个电容313均与车身331连接并保持相互绝缘；电容313的其中一个极板均与第一电容电极311连接并保持电导通，每一个电容313的另一个极板均与第二电容电极312连接并保持电导通。感应圈32包括有感应圈支架321、感应圈本体322、第一感应圈电极323以及第二感应圈电极324；感应圈本体322嵌合并固定在感应圈支架321上，感应圈本体322的一端连接第一感应圈电极323并保持电导通，感应圈本体322的另一端连接第二感应圈电极324并保持电导通；第一感应圈电极323与第一电容电极311连接并保持电导通，形成二者之间的一个公共端，第二感应圈电极324与第二电容电极312连接并保持电导通，形成二者之间的
另一个公共端。二者的两公共端分别通过水冷同轴电缆2与电源机1电连接；
44.而进一步的，电源机1包括有包括有机壳11以及电气组件12；机壳11具有内部空间，电气组件12容置在机壳11的内部空间中，且电气组件12与机壳11固定。
45.机壳11包括有外壳111、第一隔板112以及第二隔板113；外壳111具有内部空间，第一隔板112与第二隔板113均设置在外壳111的内部空间中，第一隔板112设置在第二隔板113上方，二者分别与外壳111固定。
46.电气组件12包括有整流器121、导热支板122、滤波电容123、调压器124、逆变器125、逆变辅助支架126、控制模组127以及开关模组128；导热支板122竖立在第二隔板113上，其下部与第二隔板113固定连接；整流器121紧贴导热支板122的其中一侧壁并与导热支板122固定连接；滤波电容123设置在整流器121旁，且滤波电容123与第二隔板113固定连接，调压器124设置在导热支板122背离整流器121的一侧，且调压器124也紧贴导热支板122的侧壁，与导热支板122固定连接；逆变辅助支架126设置在第二隔板113与外壳111之间，逆变辅助支架126的下端固定在第二隔板113上，逆变辅助支架126的上端与外壳111顶部固定；逆变器125设置在逆变辅助支架126、第一隔板112和外壳111三者围合形成的空间中和/或逆变辅助支架126、第一隔板112和第二隔板113三者围合形成的空间中，逆变器125与逆变辅助支架126固定连接。控制模组127包括有控制辅助支架1271、主控pcb1272以及plc控制器1273；控制辅助支架1271竖立在第二隔板113上，其下端与第二隔板113固定，主控pcb1272设置在plc控制器1273旁，且二者均嵌合在控制辅助支架1271上，与控制辅助支架1271固定连接；开关模组128包括有至少一个开关器1281，不同开关器1281之间保持间距间隔布置在第一隔板112上，每一个开关器1281均与第一隔板112固定连接。
47.电气组件12还包括有匹配变压器129、串联电容模组1210以及串联电感模组1211；匹配变压器129竖立在外壳111的底部内壁上，其下方与外壳111固定；串联电容模组1210在第二隔板113的下方，与第二隔板113固定连接；串联电感模组1211设置在匹配变压器129旁，且串联电感模组1211的下方也与外壳111固定。
48.电源机1还包括有冷却组件13，冷却组件13包括有冷凝器131、水压开关132以及两根水冷总管133；冷凝器131与匹配变压器129并行设置，其底部固定在外壳111的底部内壁上；水冷总管133铺设在串联电感模组1211的侧部，与外壳111固定连接；水冷总管133的后端穿透外壳111伸出，向外部水源开放连接，水冷总管133的管壁上开设有若干个歧管接口，向电气组件开放冷却水连接。
49.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。