一种分段智能电磁加热辊的制作方法

本实用新型涉及加热辊，更具体地说，涉及一种分段智能电磁加热辊。

背景技术：

现有加热主要为电加热管隔空、后端红外线箱式及普通石英管等电加热。传统的加热辊构造是由内部电加热管或红外线管排布而组成，主要是通过直接或间接辐射，这种加热在实际生产中存在较多的缺点：

1、无方向辐射式加热，而且需两次及以上热传递，能量传递热效率低，热损耗大。

2、属于集中热辐射，加热不均匀，温控精度低，无法保证薄膜的质量。

3、电热管或红外线管是易损器件，所以维护成本高。

4、不能根据生产工艺改变加热板上的温度曲线。

5、对不同宽度薄膜无法进行生产工艺的调整，对超过薄膜宽度的薄膜温度无法调整造成热量损失并对薄膜边缘产生收缩、变形等不利影响。

6、加热过程热量控制不能精确、控制方法单一、智能化程度不高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能够解决热效率低、加热部均匀、温度难控制、维护成本高等弊端的加热辊。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分段智能电磁加热辊，包括辊体、分段设置在所述辊体内部或外部的若干感应线圈、固定支撑所述感应线圈的支撑结构以及连接并分段控制所述感应线圈工作的控制装置；在所述感应线圈工作时产生高频的交变磁场，以在对应位置的所述辊体上产生感生电流形成主动发热。

优选地，所述辊体包括固定所述辊体的支座、设置在所述支座上的辊筒以 及穿设在所述辊筒中与所述支座固定连接的芯轴；所述支撑结构为所述芯轴；所述若干感应线圈并排套设在所述芯轴上。

优选地，所述辊筒内侧壁与所述感应线圈之间设有隔热保温层。

优选地，所述芯轴的材质为绝缘性材质，且所述芯轴上设有供所述感应线圈绕设的若干凹槽。

优选地，所述辊体包括固定所述辊体的支座、设置在所述支座上的辊筒、设置在所述辊筒两端且与所述支座连接的芯轴以及设置在所述辊筒外壁面上的支撑板；所述支撑结构为所述支撑板；所述若干感应线圈并排设置在所述支撑板上。

优选地，所述支撑板的材质为绝缘性材质且所述支撑板上设有固定所述感应线圈的若干凹槽。

优选地，所述支撑板上且位于所述支撑板与所述感应线圈之间设有保温棉。

优选地，所述辊体内设有与所述感应线圈数量和位置相对应且与所述控制装置电连接的若干温度传感器。

优选地，所述控制装置包括与所述若干感应线圈对应连接的若干智能电源控制器。

优选地，智能电源控制器包括嵌入式控制软件、IGBT功率模块、数字信号处理器、时间控制器、温度控制器。

实施本实用新型的分段智能电磁加热辊，具有以下有益效果：本实用新型通过在辊体上分段设置若干感应线圈以及将感应线圈连接控制装置并由控制装置分段控制该感应线圈工作，使得该感应线圈工作时产生高频交变磁场，以在对应位置的辊体上产生感应电流形成主动发热。该分段智能电磁加热辊采用电磁驱动辊体主动发热，减少了热传递的次数，提高了热传递的效率，减少了热量损失，并通过分段设置感应线圈，使得该分段智能电磁加热辊加热均匀，再通过与控制装置连接，实现了对加热过程温度的控制和对不同加热宽度的设置，避免薄膜边缘产生收缩、变形等不利影响。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型分段智能电磁加热辊的结构示意图；

图2是本实用新型分段智能电磁加热辊第一实施例的辊体结构示意图；

图3是本实用新型分段智能电磁加热辊第一实施例的辊体结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1及图2示出了本实用新型分段智能电磁加热辊的第一个优选实施例。

本实用新型的智能电磁加热辊改变了传统电加热的无方向热辐射加热方式，采用电磁驱动使得负载自身主动发热，比传统加热板减少了一次或两次关键的热量传递过程，从而提高了热传递效率，减少了热量损失，另外通过分段加热，使得加热更为均匀，可适用于同一条板上不同的温度曲线设定，适合不同宽度薄膜的加热，从而使得薄膜的质量也得到极大保证。

如图1及图2所示，本实用新型的分段智能电磁加热辊，包括辊体11、分段设置在该辊体11上的若干感应线圈114、固定支撑所述感应线圈114的支撑结构以及连接并分段控制该感应线圈114工作的控制装置12；该辊体11能够形成主动发热对薄膜进行加热；该感应线圈114工作时能产生高频的交变磁场，并切割辊体，使该对应位置的辊体11上产生感应电流形成主动发热。该控制装置12能够实现分段智能联动控制，使得加热过程的温度和宽度可以实现全自动精准控制，提高了该分段智能电磁加热辊操控安全性以及节能程度。

该辊体11包括固定在该辊体11的支座111、设置在该支座111上的辊筒112以及穿设在该辊筒112中与该支座111固定连接的芯轴113；该若干感应线圈114并排套设在该芯轴113上。该支座111可用于固定该辊筒12，其包括设置在该辊筒112两端的两个支撑角，该支撑角分别与芯轴113两端固定连接。该辊筒112采用导磁性金属材质制成，其可以呈中空圆柱状，且该辊筒 112内部直径大于该芯轴113的直径，使得该辊筒112能够进行转动。该芯轴113为该感应线圈114的支撑结构；采用绝缘性材质制成，且该绝缘性材质为非导磁性高强耐高温材料，该芯轴113从该辊筒112穿出，其长度大于该辊筒112的长度。该芯轴113上设有供该感应线圈114绕设的若干凹槽，该凹槽可用于固定感应线圈114使感应线圈114的位置不会因外力或温度变化而变化，再通过直接外引到控制器。

该辊筒112内侧壁与该感应线圈114之间设有隔热保温层。该隔热保温层可以隔绝辊筒加热后传导过来的热量，以保护感应线圈114，避免该感应线圈114受热老化，还有起到绝缘的的效果。优选地，该隔热保温层的厚度可以为5mm～30mm。

该感应线圈114采用高温铜线或者多股漆包线制成，该感应线圈的数量可以是两组、三组、四组、五组或者多组；在本实施例中，优选地，该感应线圈114的数量为三组；该若干感应线圈114并排套设在该芯轴113上，且在其工作时产生高频交变磁场，并切割辊筒11，从而使该辊筒11产生局部微小的涡流，并依靠自身内阻主动发热。该由于该感应线圈114自身不发热，因此流过该感应线圈114的电流所转换的能量几乎全部用于热能转换，能量损耗极小其电热转换率高达98％，节能效果比传统辐射加热高出40％以上。该辊体主动发热、功率密度大小可调，热响应快，瞬间就能达到所需温度，并能根据转速快慢调整功率密度，保持辊面的温度精确控制在±1℃以内该感应线圈114与辊筒之间留有间隙，因此该感应线圈114不与辊筒接触从而可以避免了短路、漏电的危险，提高该设备安全性能。

该辊体11内设有与该感应线圈114数量和位置相对应且与该控制装置12电连接的若干温度传感器115。该温度传感器115能够将该辊筒111内部的温度信号传递给控制装置。

该控制装置12包括与若干感应线圈114对应连接的若干智能电源控制器121。该智能电源控制器121的数量与该感应线圈的数量等，每一台智能电源控制器121对应控制一组感应线圈，在该智能电源控制器121与该感应线圈114之间设有用于传输电流还有温度传感信号的连接线；在本实施例中，优选 地，该智能电源控制器为三台，在其他一些实施例中，对该智能电磁加热辊进行分段加热部限于三段式、五段、七段式等多组并联；结合薄膜规格、属性、功率需求及设备结构，可实现更多组的并联自动组合控制。该智能电源控制器121可以外接PLC控制系统，该PLC控制系统包括触摸屏人机交互界面，PLC控制系统通过可编程控制模块并根据工作需要设定板上的温度分布宽度、阶梯温度等函数关系温度曲线，加热时间，并从加热板上温度传感器反馈的信号经过PID算法实现自动调节信号大小，将此信号提供给智能电源控制器进行输出功率控制。

该智能电源控制器121为IGBT式数字智能加热控制器与PLC主控芯片预设控制程序实现实时的智能化控制；其包括嵌入式控制软件、IGBT功率模块、数字信号处理器、时间控制器、温度控制器。即PLC根据当前设定的参数提供加热信号给智能电源控制器，智能电源控制器的数字信号处理器进行信号的数字化处理，并实时采集来自温度控制器的实时信号，进行瞬时处理，通过调节智能电源控制器121的开启数量、加热输出功率大小或者加热时间占空比等参数，来实现薄膜辊发热段的热量均衡分布，实现加热温度按照预设温度曲线控制。

该分段智能电磁加热辊可以分段智能控制，分区调节功率大小及加热时间占空比，使加热能适应不同加热宽度要求。当薄膜宽度较小时，只需启动位于中间的感应线圈114进行工作，其余感应线圈114不进行工作或进行间断工作，薄膜宽度以外的薄膜辊面不发热既可达到二次节能，又可解决无法变幅宽导致两侧温度超高的问题：薄膜经过前，在辊体11的轴向上从一端到另一端发热量一致，而薄膜经过时，中间有薄膜区会带走大部分热量，出现宽度方向两头热，中间底的现象。分段智能控制能可以对薄膜覆盖区的辊体11表面温度进行精确控制，保证在薄膜覆盖区辊体轴方向温度的均匀性，从而保证薄膜受热均匀，收缩/烘干一致性好。

图3示出了本实用新型分段智能电磁加热辊的第二实施例，其与本实用新型第一实施例的区别在于，该辊体11包括固定该辊体11的支座111、设置在该支座111上的辊筒112、设置在该辊筒112两端且与该支座111连接的芯 轴113以及设置在该辊筒112外壁面上的支撑板116。该支撑板116为感应线圈的支撑结构；在该实施例中，该若干感应线圈114并排设置在该支撑板116上，该辊筒112上设有安装该支撑板116的凹槽。

该支撑板116的材质为绝缘性材质；且该绝缘性材质为非导磁性高强耐高温材料，其尺寸和弧度与该锟体11相适配。该支撑板116上设有固定该感应线圈114的若干凹槽，可用于固定该感应线圈114使该感应线圈114的位置不会因外力或温度变化而变化。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，可以对上述技术特点进行自由组合，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；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。