一种感应加热装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于机械钣金技术领域，具体涉及一种感应加热装置。


背景技术：

[0002]
目前通过咬合的成型方式生产的螺旋风管，其壁厚一般限制在1.2mm以下，直径在1500mm以下，最先应用于通风送冷领域，后逐渐扩展到净化系统送回风管、中央空调通风管、工业送排风通风管、矿用抽放瓦斯管、矿用涂胶布风筒等领域。
[0003]
由于螺旋风管成型技术简单、密封性好、环刚度高等一系列优点，该螺旋风管开始在航空航天用通风、液体输送系统、核潜艇通风系统等特殊场合进行推广试用。
[0004]
但是尤其螺旋风管机轧机能力的限制，目前成型的带材厚度一般在 0.4mm-1.2mm之间，其材质主要以塑性较好的镀锌板、纯铝板、不锈钢等为主，大大限制了螺旋风管的广泛应用。
[0005]
当成型的带材板厚扩展到2-5mm时，目前市面上的螺旋风管机就难以成型出咬合口，另外对成型板材的材质也有一定要求，板材必须塑性好，即延伸率在20％以上；强度低，即屈服强度在250mpa以下；而对于室温塑性较差(延伸率在6％-20％)、强度高(屈服强度在250mpa以上)的板带材不易螺旋咬合成型。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种感应加热装置，能够对带材进行加热，用于对带材进行加热，使得较厚的带材也能被螺旋风管机进行加工，并提高成型后的厚壁螺旋风管咬口质量、密封性、环刚度和抗压强度。
[0007]
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0008]
一种感应加热装置，所述感应加热装置包括支架和感应加热线圈；
[0009]
所述支架能够将所述感应加热线圈支撑起来；
[0010]
所述感应加热线圈包括两层线圈，分别为上层线圈和下层线圈；
[0011]
所述下层线圈位于所述上层线圈的下方；
[0012]
所述上层线圈与所述下层线圈连通。
[0013]
所述感应加热线圈的一种结构是：
[0014]
所述感应加热线圈采用c型感应线圈；
[0015]
所述c型感应线圈中的上层线圈包括多个依次连接的u型线圈；
[0016]
所述c型感应线圈中的下层线圈也包括多个依次连接的u型线圈；
[0017]
所述上层线圈、下层线圈平行设置。
[0018]
优选的，所述上层线圈的入口为进水口，所述上层线圈的出口通过一个直管线圈与所述下层线圈的入口连通；
[0019]
所述下层线圈的出口为出水口。
[0020]
优选的，所述直管线圈与上层线圈所在的平面、下层线圈所在的平面均垂直。
[0021]
所述感应加热线圈的另一种结构是：
[0022]
所述感应加热线圈采用直线型感应线圈；
[0023]
直线型感应线圈中的上层线圈、下层线圈均为直管线圈；
[0024]
两条直管线圈上、下平行设置。
[0025]
优选的，所述上层线圈的入口为进水口，所述上层线圈的出口通过一个u 型线圈与所述下层线圈的入口连通，所述下层线圈的出口为出水口。
[0026]
优选的，所述u型线圈所在的平面与上层线圈、下层线圈所在的平面垂直。
[0027]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0028]
1.利用本实用新型可对带材进行加热，使得普通的螺旋风管机加工厚度从1.2mm以内提高到5mm，且成型后的厚壁螺旋风管咬口质量良好、密封性好、环刚度、抗压强度都有大幅提升。
[0029]
2.通过在螺旋风管成型装置中加装本实用新型感应加热装置，大大扩展了螺旋风管的选材范围，使得螺旋风管成形材料不再局限于塑性好、强度低的镀锌板、纯铝板、不锈钢等，可选用一些室温塑性差、强度高、但高温塑性好的材料，如7075高强铝合金、2a02铝合金、tc4、tb2钛合金、mg-nd-y-zr等稀土系镁合金、tial基合金等，从而可将螺旋风管的使用领域扩展到航空航天用耐高温领域，或舰船核潜艇用通风系统等特殊军用场合。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型感应加热装置的结构示意图。
[0031]
图2为本实用新型感应加热装置中的c型感应加热线圈示意图。
[0032]
图3为本实用新型感应加热装置中的直线型感应加热线圈示意图。
[0033]
图4为本实用新型感应加热装置的结构示意图。
[0034]
图5实施例中利用安装有本实用新型的螺旋风管成型装置中的咬口成型机组成形的带材示意图。
[0035]
图6为实施例中利用安装有本实用新型的螺旋风管成型装置制成的螺旋风管的截面结构示意图。
[0036]
图中：1、开卷装置，2、感应加热装置，3、红外测温传感器，4、温控器， 5、感应加热控制系统，6、咬口成型机组，7、第一咬口轧辊组，8、第二咬口轧辊组，9、第三咬口轧辊组，10、咬口压合机组，11、咬口压合成型机组，12、上压合轮，13、下压合轮，14、带卷模具，15、厚壁螺旋风管，16、风管自动切断装置，17、第一支撑架，18、第二支撑架，19、红外感应装置，20、下咬口，21、上咬口，22、进水口，23、出水口。
具体实施方式
[0037]
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
[0038]
本实用新型能够对板厚在1.2mm-5mm的镀锌板、纯铝板、不锈钢带材或板厚在0.8-5mm的室温塑性差、强度高、耐高温、难变形金属带材进行加热，利用现有的螺旋风管成型装置对加热后的带材进行螺旋咬合成型。
[0039]
如图1到图3所示，本实用新型感应加热装置2包括支架和感应加热线圈，所述支架可以采用多种结构，将所述感应加热线圈支撑起来即可，且支架可以安装在带材的两侧，具
体结构可以根据需要进行设计，例如可以夹紧在生产线上的夹紧式支架、可以通过螺栓固定在生产线上的螺纹连接式支架等。所述感应加热线圈的频率为中频，所述感应加热线圈采用现有的电磁感应加热线圈，其是中空的，给其通电，同时在其内腔中通入冷却水，对其结构以及与其连接的其它结构(例如冷却水泵、控制系统、交流电源等，交流电源对感应线圈通电，冷却泵用于感应线圈中冷却水的循环)和工作原理在此不再赘述。
[0040]
感应加热线圈可以采用c型感应线圈，也可以采用直线型感应线圈，线圈的截面形状可为矩形、正方形、正六边形、圆形等多种形状。
[0041]
图1是结构示意图，在图1中采用两个u型板表示了感应加热装置2，图2、图3是感应加热装置的具体形式。
[0042]
所述c型感应线圈如图2所示，包括两层线圈，分别为上层线圈和下层线圈，所述上层线圈位于上方，所述下层线圈位于所述上层线圈的下方，所述上层线圈包括多个依次连接的u型线圈，下层线圈也包括多个依次连接的u型线圈，上层线圈、下层线圈平行设置。所述上层线圈的入口为进水口22，所述上层线圈的出口通过一个直管线圈与所述下层线圈的入口连通，所述直管线圈与上层线圈所在的平面、下层线圈所在的平面均垂直。所述下层线圈的出口为出水口23，冷却水从进水口22进入，依次穿过上层线圈、直管、下层线圈后，从出水口23流出。
[0043]
所述直线型感应线圈如图3所示，包括两层线圈，分别为上层线圈和下层线圈，所述上层线圈位于上方，所述下层线圈位于所述上层线圈的下方，所述上层线圈、下层线圈均为直管线圈。两条直管线圈上、下平行设置，所述上层线圈的入口为进水口，所述上层线圈的出口通过一个u型线圈与所述下层线圈的入口连通，所述下层线圈的出口为出水口，冷却水从进水口进入，依次穿过上层线圈、u型线圈、下层线圈后，从出水口流出。所述u型线圈所在的平面与上层线圈、下层线圈所在的平面垂直。
[0044]
加热区域和使用的感应加热线圈的宽度有关系，具体的，c型感应线圈用于局部区域加热，直线型感应线圈用于线加热。对于成形螺旋风管直径在 100-150mm时，所用带材宽度为90-120mm，如果对带材中需成形咬口的两侧的边部进行加热，其加热区域为两侧的边部20mm内的区域，此时采用c型感应线圈进行加热，如果只针对带材需咬口弯折区域(约10mm)进行加热，则采用直线型感应线圈进行加热。
[0045]
本实用新型感应加热装置的应用方法如下：
[0046]
根据带材的加热区域选择感应加热装置。具体的，如果对带材两侧的边部进行加热，则选择配置有c型感应线圈的感应加热装置；如果只对带材的咬口弯折区域进行加热，则选择配置有直线型感应线圈的感应加热装置。
[0047]
将两套上述感应加热装置对称安装在带材的两侧：将第一套感应加热装置的支架固定安装在带材的外部的一侧，并使得带材位于该套感应加热装置的上层线圈和下层线圈之间；
[0048]
将第二套感应加热装置的支架固定安装在带材的外部的另一侧，并使得带材位于该套感应加热装置的上层线圈和下层线圈之间；
[0049]
开启感应加热装置进行加热。
[0050]
本实用新型的感应加热装置可以用于多种需要加热的系统中，本实施例是将该感应加热装置安装在螺旋风管成型装置中，具体的，如图4所示，现有的螺旋风管成型装置包
括从前向后依次设置的：开卷装置1、咬口成型机组6、咬口压合机组10、风管自动切断装置16和支撑架，本实施例中是将本实用新型的感应加热装置安装在开卷装置1和咬口成型机组6之间，图4中将红外测温传感器3、感应加热装置2及温控器4总称为感应加热控制系统5。此处的前、后是以带材通过的顺序进行描述的，例如感应加热装置2的前侧设置开卷装置1，感应加热装置2的后侧设置咬口成型机组6，以此类推。图4所示的螺旋风管成型装置中除开感应加热装置，其它装置都是现有螺旋风管成型装置中的已有装置。
[0051]
在带材的两侧分别对称设置有一套所述感应加热装置2，一侧的感应加热装置2对需要上弯的上咬口部分加热，另一侧的感应加热装置2对需要下弯的下咬口部分加热。带材的一侧位于一套感应加热装置2的上层线圈和下层线圈之间，带材的另一侧位于另一套感应加热装置2的上层线圈和下层线圈之间。
[0052]
为了测温和控制加热时间，在所述感应加热装置2的正上方设置有红外测温传感器3，用于检测感应加热板带的实时温度。进一步，还设置有温控器4。具体的，所述红外测温传感器3、温控器4均为现有装置，对其结构和工作原理不再赘述。所述的红外测温传感器3分别与带材两侧的感应加热装置2及温控器4相连接，所述红外测温传感器3的两个感应端分别位于带材的两侧，用于感应带材两侧的温度。同时所述温控器与感应加热装置的控制系统相连，当温控器信号发出后，传递给感应加热装置的控制系统，感应加热控制系统将电源切断，从而使感应线圈停止加热。图1和图3中红外测温传感器3伸出的两条指向带材的直线表示红外测温传感器的两个感应端，分别感应带材两侧的温度。
[0053]
根据所选用螺旋风管材质不同，将材料加热至易成形温度区域，以7075铝合金带材为例，成形带材的板厚为2.5mm，其感应加热温度为370-420℃之间，感应加热时间在10s-15s左右，当带材加热部分区域温度达到预定值后，通过红外测温传感器，将温度实时反馈给温控器。
[0054]
所述的开卷装置1开出带卷后，带材经过感应加热装置的加热，在感应加热过程中，带材以1-30m/min的速率通过感应加热装置，然后进行后续的咬口折边及咬口压合等一系列成形工序，一旦出现异常情况，如温度超过预定值时，红外测温传感器会实时将温度数据传递给温控器，温控器会自动切断感应加热装置的电源，使其停止加热。
[0055]
带材经过感应加热控制系统5后，进入咬口成型机组6，所述的咬口成型机组6包括三组咬口轧辊组(本实施例中采用三组咬口轧辊组，咬口轧辊组的数量根据需要设置即可)，分别为第一咬口轧辊组7、第二咬口轧辊组8、第三咬口轧辊组9，每组咬口轧辊组包括上下设置的两个成型辊，带材经过咬口成型机组6后，带材的一边形成下咬口20，另一边形成上咬口22；如图5所示。
[0056]
带材从咬口成型机组6出来后，进入咬口压合机组10，所述的咬口压合机组10包括：咬口压合成型机11、带卷模具14，所述的咬口压合成型机组11包括上下设置的上压合轮12和下压合轮13，通过上、下咬合轮将咬口压合压实，完成咬边压合工作；
[0057]
所述的支撑架包括第一支撑架17和第二支撑架18。在所述咬口压合机组 10的后方依次设置有风管自动切断装置16、第一支撑架17和第二支撑架18。形成的螺旋风管在第一支撑架16的支撑下螺旋前进，在第二支撑架18的侧壁上安装有红外感应装置19；所述的红外感应装置19与风管自动切断装置16通过导线连接。当感应到螺旋风管通过时，红外感应装置19将数据传送给风管自动切断装置；所述风管自动切断装置上安装有切断齿片，从
而将螺旋风管切割成一定长度的管件，如图6所示。
[0058]
利用加装有本实用新型感应加热装置的螺旋风管成型装置可以生产出可达 5mm的厚壁常规材料螺旋风管或者厚度在0.8-5mm的难变形金属(7075高强铝合金、tc4钛合金等)的螺旋风管，可应用于耐高温环境，从而扩大螺旋风管的应用领域，尤其是在航空航天、核潜艇用等特殊场合。
[0059]
本实用新型的实施例如下：
[0060]
实施例1：
[0061]
带材厚度为1.2-5mm的带材从开卷装置1进行开卷，之后通过感应加热控制系统5进行带材的两边部局部加热，感应加热装置2对带材的两边部进行加热，红外测温传感器3对成形带材的温度进行监测，一旦有异常将信号传送至温控器4，以终止加热；正常情况下，带材边部被加热后，以一定的速率 (1-30m/min)进入咬口成型机组6，对边部进行翻边咬口成型，带材的两边部依次通过第一咬口轧辊组7、第二咬口轧辊组8、第三咬口轧辊组9后，板带的一边向下弯曲，形成下咬口，另一边向上弯曲，形成上咬口，之后板带进入咬口压合机组10，在咬口压合机11的工作下，带材经过带卷模具14形成螺旋弯曲，以使板带的下咬口进入上咬口之中，在上压合轮12和下压合轮13的咬合压制作用下，形成密封的咬合筋，以螺旋状环绕于风管的外侧(或内侧)，当螺旋风管的生产达到一定长度后，在第二支撑架18上的传感器19会将信号传递给风管自动切断装置16，风管自动切断装置16开始工作，将螺旋风管切断。
[0062]
实施例2：
[0063]
实施例1中所述的感应加热控制系统5，其加热温度可控，感应加热线圈为中频，针对带材的材质不同，可设定不同的加热温度，以7075铝合金带材为例，成形带材的板厚为2.5mm，其感应加热温度为370-420℃之间，感应加热时间在 10s-15s左右；以tc4钛合金带材为例，成形带材的板厚为3mm，其感应加热温度为800-950℃之间，感应加热时间在15-20s左右；当带材加热部分区域温度达到预定值后，通过红外测温传感器，将温度实时反馈给温控器，一旦出现温度异常，温控器会迅速切断感应加热装置的工作。
[0064]
通过利用本实用新型感应加热装置对带材的局部感应加热处理可实现带材在1.2mm-5mm的常规镀锌板、纯铝板、不锈钢带材或板厚在0.8-5mm的难变形金属带材的螺旋咬合成型。难变形金属带材包含7075高强铝合金、2a02铝合金、 tc4、tb2钛合金、mg-nd-y-zr等稀土系镁合金、tial基合金等，从而可将螺旋风管的使用领域大幅扩展到航空航天用耐高温领域，或舰船核潜艇用通风系统等特殊军用领域。该装置整体来讲结构简单、操作方便，实用性强，可进行普遍推广。
[0065]
上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。