专利名称：风冷式电磁感应加热线圈及加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁加热线圈，尤其涉及一种风冷式电磁感 应加热线圈和加热装置。
背景技术：
目前在化工、钢铁、塑料等行业内广泛使用的各种金属管道加热 设备，有的还在利用电阻发热原理的加热方式。即在需加热设备上加 装电阻片，将电能直接转变成热能，然后通过热传导、辐射等方式使
被加热设备升温。电阻发热方式的缺点是 一是加热效率低，电能有 效利用率仅40%左右，仅在靠近被加热设备一侧的热量得到了利用， 但未靠近被加热设备一侧的热量却大量散失到空气中，不仅造成电能 浪费，而且还会引起环境温度上升，此时为了降低环境温度将不得不 再消耗能源，从而造成能源的二次浪费；二是使用场合局限性大。电 阻加热的加热功率密度低，在一些加热温度较高(如上千度以上)的 场合，电阻丝热耐受性差的缺点根本无法胜任工作；三是维护工作量 大。电阻丝长期经受高达几百度的热辐射，会因氧化而减低使用寿命， 维护工作量非常大。
为克服电阻加热的弊端，近几年来随着电万兹感应加热技术的发 展，利用电磁感应产生的涡流进行自加热原理的电磁感应装置开始越 来越多地应用在各种需要对金属设备进行加热的场合。现有电磁感应 加热产品是以电》兹感应产生高频涡流热的方式(耳又代原有电阻加热方 式或其它热媒体)来对管道进行加热。其特点是在金属管道外先包 裹一层软质保温材料，再将通过骨架固定好的感应线圈安装在保温材 料外面，感应线圏通过外部连接的高频电源转换器提供的电流，产生 高频磁场以使被加热金属管道自身感应产生涡流热，热量再经管道壁 传给金属管道内需要加热的物体(如原油、媒油、橡胶、塑料等等)。 这种加热方式的优点是效率高，升温快，热滞性小，由于金属管道 外面包裹保温材料，热损失小，具有有效提高热能运用，降低环境温
4度等方面的优点。
但这种结构的加热装置在生产中存在如下缺陷现有的电磁加热 装置的电磁加热应线圈与被加热金属管道之间要加上保温隔热层，保 温隔热层同时起到保护电磁加热线圓和防止热量散失的作用，这也是 这类产品在市场上应用的最根本价值所在。但加上隔热保温材料后， 金属管道内积聚的热量短时间内无法向外散发，使得金属管道内的温 度偏高，从而使被加热的物料因温度过高且无法及时降温而使化学特 性发生变化，并严重影响到产品质量。因此，使用现有的电磁加热装 置容易产生大量的次品、废品。具体地，在橡胶、塑料注射(塑)、 挤出生产过程中，金属机筒内原料的熔化热源主要来源于机筒内螺杆 与物料的剪切热与螺杆与料筒、物料之间的相互摩擦热，其热源占到
所需热量的80°/。，其余20°/。则靠外部加热来补充。在很多橡胶、塑料注
射(塑)、挤出生产过程中，由于受机型新旧、机型本身结构、物料 成份、主机转速、生产温度、成型工艺等因素的影响，其机筒内产生 的摩擦热较高，会造成局部区段(温区)的温度偏高。现有的电磁感 应加热方式采用保温材料保温隔热，在温度过高的情形下无法及时降 温从而影响产品质量，以致给现有电磁感应加热圈的推广应用带来很 大的局限性。
实行新型内容
本实用新型的目的是提供一种风冷式电磁感应加热线圈及装置， 它克服了现有技术中电磁感应加热装置因保温隔热层而导致的无法 及时降温的弊端，提供一种既能充分发挥电磁感应加热原理的优势， 又能在温度过高时能及时降温从而保证均衡加热，不仅能起到高效的 加热效果，而且能很好地提高产品质量。本实用新型是通过如下技术
方案实现的
一种风冷式电石兹感应加热线圈，包括电石兹加热线圈、保温隔热层， 其特征在于，它是由左、右半部构成的非闭合的柱状结构，所述左、右 半部分别包括位于柱状顶面和底面的上支撑片、下支撑片及上、下支撑片与内衬层构成的支撑架，及在内衬层外依次放置的保温隔热层和电磁
加热线圈；所述内衬层固定在所述上、下支撑片之间；所述左、右半部
的上支撑片的内弧线和下支撑片的内弧线所形成的柱面在所述内衬层 所形成的柱面内，在两个柱面之间的间隙形成风道。
优选地，沿所述内衬层在所述电磁加热线圏外周设置并固定包裹 层。所述内衬层和包裹层为耐高温保温材料。
优选地，分别在所述左半部和右半部的上支撑片和下支撑片相互 结合一端的对应相互结合位置开设连接孔，所述螺栓组件通过所述连 接孔将左、右半部进行连4妄固定。
优选地，在所述左半部、右半部相互结合一端的上、下支撑片的 对应相互结合位置开设一个连接孔，所述左、右半部的另一端通过在 所述内衬层相应位置安装的快速接头组件进行连接。
优选地，在所述左半部或右半部的间隙附近沿轴向i殳置可自由开 合的风门。
优选地，所述电i兹加热线圈为弧形或平寺反型结构。
优选地，所述左、右半部的电f兹加热线圈分别包括多个子线圈，
所述子线圏分别引出一组接头；所述左半部或右半部的每组接头之 间，左半部和右半部的每组4妻头相互之间可以通过串接或并4妄方式连 接
一种风冷式电磁感应加热装置，它包括如前述任一权项所述的风 冷式电；兹感应加热线圈，其特征在于，还包括一个或多个电磁发生器， 所述电磁发生器分别与一组电磁加热线圏的接头相连接。
藉由上述技术方案，本实用新型至少具有如下有益效果不仅在 需要加热时能迅速地对被加热管道进行加热，而且在温度过高时，通 过本实用新型的风道可以使被加热金属管道内的多余热量在风道内 循环并散出，以满足及时对被加热金属管道进行降温并进而实现均衡 加热，从而能从根本上保证产品质量。并且，本实用新型的结构简单， 成本低廉，可以在工业上进行大规模生产。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实 用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1示出本实用新型一种实施方式的左半部的结构示意图。
图2示出本实用新型一种实施方式的左半部的展开图。 图3示出本实用新型一种实施方式的右半部的结构示意图。 图4示出本实用新型一种实施方式的右半部的展开图。 图5示出本实用新型一种实施方式的风门的结构示意图。 图6示出本实用新型的侧面剖一见图。 图7示出图6中A-A部位的剖视图。 图8示出图6中B-B部位的剖视图。 图9示出本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述
本领域的4支术人员理解，本实用新型的风冷式电磁感应加热线圏 及加热装置是根据需要加热的金属管道(或料筒，下同)的尺寸而定 做的。请参考图1和图3分别所示的本实用新型一种实施方式的左半 部和右半部的结构示意图。并参考图6所示的侧面剖视图。在图1中 左半部101的支撑片91和下支撑片92均为半圓的弧形金属片，起 到固定及连接的作用，同时在上、下支撑片91和92之间的内村层 31同样也是弧形的，内衬层31与上、下支撑片91和92共同形成支 撑架911。内衬层31与上、下支撑片91和92之间通过焊接或其他 的通常连接方式进行固定连接。支撑架911可以起到支撑整个加热线 圈的作用。同理，右半部102的结构与左半部101结构是——对应 的，其结构在此不再赘述。
在本实用新型的一种实施方式中，左半部101和右半部102形 成非完全闭合的柱状结构，在使用时，左半部101和右半部102套在被加热金属管道1的外壁上，左半部101的上支撑片91的内弧线
901、下支撑片92的内弧线902、右半部102上支撑片93的内弧线 903、下支撑片94的内弧线904所形成的柱面与金属管道1的外壁 紧密贴合，可以有效防止被加热金属管道1管壁外部的热量通过管壁 外的缝隙散发，从而能起到更好的加热效果。
同时，在本实用新型中，左半部101的上支撑片91的内弧线901、 下支撑片92的内弧线902、右半部102的上支撑片93的内弧线903、 下支撑片94的内弧线904所形成的柱面在左、右半部的内衬层31 和32所形成的柱面内，两个柱面之间形成间隙，即本实用新型中的 风道2。这样，当左、右半部101和102相互连接套在被加热金属管 道1外面时，左右半部的内弧线901、 902、 903、 904与被加热金属 管道l的外壁完全贴合，同时，内弧线901、 902、 903、 904所形成 的柱面与左、右半部101、 102的内衬层31、 32形成的柱面之间的 就形成了一定的间隙，风可以在该风道2之间流动，从而实现在温度 过高时达到快速均衡降温的目的，实现均衡加热。这是本实用新型的 发明要点所在。
现有的电》兹加热装置中并没有本实用新型所示的风道，而是柱状 结构的加热装置内壁完全与被加热金属管道外壁紧密贴合。该结构虽 然可以起到好的加热效果，但在很多情形下，由于种种原因容易导致 管道内的物料温度过高或者某个部位的温度过高，若不能及时降温就 会影响生产，生产出次品或废品。
请参考图6、图7和图8，通过这几个附图可以非常清楚地看出 本实用新型不同部位的结构层次。图6示出了本实用新型的侧面剖视 图，图7是A-A部位的剖视图，图8是B-B部位的剖视图。图6和 图7中，在右半部102中，在内衬层32外依次放置保温隔热层42 和电-兹加热线圏52。 4非列顺序为，^f呆温隔热层42 4立于电f兹加热线圈 52和被加热金属管道1之间。保温隔热层42放置在电》兹加热线圈 52和一皮加热金属管道1中间的目的是， 一方面可以对一皮加热金属管 道1进行保温，防止被加热金属管道1外壁的热量散发，提高加热效率；另一方面可以阻隔高温的被加热金属管道1对电；兹加热线圈52 长期的热辐射，以延长电磁加热线圏52的使用寿命。保温隔热层42 一般用陶瓷纤维或玻璃纤维或其他非金属性材料制成的具有保温隔 热功能的软质毡材。根据被加热金属管道加热场合和加热温度要求的 不同的不同，保温隔热层42可以是一层，也可以是多层，以调整保 温隔热层的厚度并进而调整保温和隔热效果。同理，左半部101的结 构与右半部102对应相同，在此不再赘述。
为实现美观的目的，在本实用新型一种实施方式中，左、右半部 的电磁加热线圈5外面设包裹层6。请参考图1-7的对应部位图示。 请参考图1,在这种实施方式下，左半部101的包裹层61、内衬层 31及上支撑片91、下支撑片92就形成了左半部101的支撑架911。 图2是图1的展开图。同理，请参考图3右半部102的结构图，图 中内衬层32、包裹层62与上支撑片93、下支撑片94等同样形成了 右半部102的支撑架912。图4是图3的展开图。包裹层61、 62通 过焊接或其他的通常固定方式实现与左、右半部101和102的上下 支撑片之间的连接。包裹层61、 62与内衬层31、 32都是采用耐高 温的材料，如环氧树脂、陶瓷纤维等材料。
在本实用新型中，左半部101和右半部102形成非完全闭合的 柱状结构。关于左、右半部的连接方式，在本实用新型的一种实施方 式中，请参考图1~4,在左半部101的上支撑片91的两端分别开设 连接孔151、 153，在下支撑片92的两端并与—上支撑片91的对应位 置分别开设152、 154。同理，在右半部102的上支撑片93的两端 分别开始连接孔161、 163,在下支撑片94的两端并与上支撑片的对 应位置分别开设连接孔162、 164。其中，151和152、 153和154、 161和162、 163和164分别上下对应，并且，在使用时，151和161、 152和162、 153和163、 154和164分别对应重合。通过穿过于151、 152、 161、 162和153、 154、 163、 164的螺栓组件可以将左半部 101和右半部102连接固定在一起(螺栓在图中未示出)。当然，除 螺才全组件外，还可以是其他通常的连4妄方式。本领域的才支术人员通过阅读本实用新型的有关资料并结合相关技术知识后可以很容易地得 出类似情形下的连接方式。
除前述实施方式外，本实用新型还提供了左半部101和右半部
102其他的连接方式。即，将左、右半部101和102对应连接的一端 采用前述的连接孔连接，另一端采用快速接头组件进行连接(快速接 头组件在图中未示出)。此种连接方式的具体做法是如在左半部 101 —端的上、下支撑片91、 92的一端开设连接孔151、 153,对应 地在右半部102上下支撑片93、 94的一端开设161、 162,通过螺 栓组件实现左、右半部101和102—端的连接，此外，对于左、右 半部101和102另一端的连接方式，采用如下方式，即在左、右半 部101、 102对应相互连接一端的外壁(如在包裹层6外壁)的对应 部位分别固定快速接头组件，该组件的两端分别设置在左(或右)半 部的对应连接的两端。安装时，直接将快速接头组件的两端相扣即可 实现将左、右半部101和102的快速连接。该种实施方式是本实用 新型的优选实施例，尤其适用于经常对电》兹加热装置进行拆卸的场 合。此种快速接头组件在市场上可以非常容易地购买，此处不再详细。 除快速接头组件外，本实用新型还可以采用其他的快速连接方式。本 领域的技术人员通过阅读本实用新型的有关资料并结合相关技术知 识后可以很容易地得出类似的快速连接方式。
下面结合其他附图和工作原理对本实用新型在工作中如何克服 现有技术的弊端进行详细的阐述。
请参考图2、 5~图9,其中图2、图5、图8为本实用新型一种 实施方式风门8的结构示意图。该风门8设置左半部101和右半部 102构成的柱状结构的上方，左半部101、右半部102的间隙附近沿 轴向设置。该风门8为可自由开合结构。本实用新型的一种实施方式 是风门8的一端通过合页14固定在左(右)半部相互连接的一端面 上，另一端不固定。当然，除可以通过合页结构外，还可以采用其他
相关知识可以很容易地得出其他的连接方式。图5中，风门8的一端通过合页14固定在左半部101的包裹层61 —端面的对应位置，通
过合页14的结构可以实现风门8的自由开合。风门14的一端既可以 固定在左半部101上，也可以固定在右半部102上。另外，图6是 风门8在本实用新型中的剖视图，图7是本实用新型展开状态下风门 8的示意图。前述在左、右半部101、 102的相互靠近的间隙沿轴向 设置一个风门，此外还可以在左、右半部101、 102的间隙沿轴向设 置多个风门，该多个风门依次沿间隙轴向排列。在本实用新型的电》兹 加热装置轴向间距较长的情形下，由于一个风门的自重较重，风道2 内的风可能顶不开风门，此时，可以将风门分成两个以上，以减少单 个风门的自重，实现更好的降温效果。
图9是本实用新型的电f兹感应加热线圏及加热装置工作的原理 图。当测温装置10检测到被加热金属管道1的温度低于设定温度时， 温控装置11向电磁发生器12发出工作指令，电源13为电磁发生器 12提供电源，电磁发生器12是具有整流及高频发生功能的电路，通 过该装置的整流电路将市电60Hz的交流电压整流成直流电，再经过 其控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压。电磁发 生器12将高频电流传输给电磁加热线圈5后，电磁加热线圏5进一 步产生高频磁场，当高频磁力线通过被加热金属设备1时，在金属体 内产生无数小涡流，使金属管道1本身自行高速发热，然后再加热其 管道内的物料。当测温装置10检测到温度到达设定温度时，温控装 置11向电磁发生器12发出停止工作指令，进而电磁加热线圈5停止 工作，被加热金属管道1停止加温。当被加热金属管道1内部的摩擦 热和剪切热温度高于设定温度值时，测温装置10将会将向温控装置 11反馈发出降温指令，温控装置11向风机7发出工作指令，风机7 启动运行并把循环风从下向上吹出，进而向位于其上端的本实用新型 的电^兹感应加热装置送风。
同时请参考图6，因本实用新型的风冷式电》兹感应加热线圈的左、 右半部101和102为非完全闭合的柱状结构，在左、右半部101、 102 之间有 一 定的缝隙，风机吹出的循环风经该缝隙进入本实用新型的电
ii磁感应加热装置，并在其风道2内循环，携带热量的风将风门8顶开， 并从风门8处吹出，从而将被加热金属管道1外壁多余热量带出，实 现对被加热金属管道1的快速降温，同时也是对管道内的物料进行降
温。当测温装置10测检到温度到达设定温度时，向温控装置11发出 停止降温指令，温控装置11向风机7发出停止工作指令，风机7停 止工作并停止送风，此时，在本实用新型的风道2内没有风在内循环， 风门8凭借其自身的重力作用下垂闭合，进而将本实用新型的左、右 半部101、 102上部的缝隙挡上，以阻挡被加热金属管道1的热量向 外界散发，从而可以保证本实用新型的风冷式电磁加热装置能起到更 好的加热效果。
在本实用新型的左半部101、右半部102内的电磁加热线圏51、 52的形状，可以是弧形或平才反形结构。如图9中所示的电^兹加热线圈 5的形状即为椭圓状的圓弧形。此外，本实用新型的电磁加热线圈还可 以是平板形结构，如可以根据实际情况绕成矩形等。除圓弧形和平板 形的形状着之外，本能实用新型的电f兹加热线圈5还可以是其他的形 状，其他的电磁加热线圈的绕制形状也都在本实用新型的保护范围之 内，在此不再详细赘述。电石兹加热线圏形状的不同决定了电磁场;磁力 线的多少，因此，可以根据不同的加热场合如不同的功率密度要求来 决定电》兹加热线圏的绕制形状。
电^f兹加热线圏5的连4妄方式可以是串联或并联连接。在本实用新 型的左、右半部101、 102内部的电磁加热线圈51、 52可以分别包括 多个子线圈，所述子线圏分别引出一组或多组接头，在本实用新型的一 种实施方式中，即在电磁加热线圈外面设置包裹层6的情况下，电磁加 热线圏5的接头从包裹层6的外表面上引出(图中未示出)。在使用时， 根据不同加热场合对加热温度要求的不同，左半部不同接头的电磁加热 线圏可以进行串联或并联连接，此外，还可以将左半部和右半部之间的 电磁加热线圈接头进行串接或并接方式。也就是说，根据被加热金属管 道温度的不同要求，决定本实用新型的电磁加热线圈的数量和具体连接方式。本领域技术人员知道，根据加热场合温度要求的不同，根据 一定的计算方法可以相应地计算除电磁加热线圈的数量及不同连接 方式。串联或并联后的电磁加热线圏5与电磁发生器12相连接，由
电磁发生器12为电磁加热线圏5提供高频电流。同样的，根据加热 场合要求的不同，电磁发生器12也可以是一个或多个，以提供不同 要求的高频电 流。
综上所述，以上实施例仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非
用恭i，疋本头用眾/r型日^;头抓；巳闺。w /l,个头用眾/r型申卞百t刊；巳闺的 内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种风冷式电磁感应加热线圈，包括电磁加热线圈、保温隔热层，其特征在于，它是由左、右半部构成的非闭合柱状结构，所述左、右半部分别包括位于柱状顶面和底面的上支撑片、下支撑片及上、下支撑片与内衬层构成的支撑架，及在内衬层外依次放置的保温隔热层和电磁加热线圈；所述内衬层固定在所述上、下支撑片之间；所述左、右半部的上支撑片的内弧线和下支撑片的内弧线所形成的柱面在所述内衬层所形成的柱面内，在两个柱面之间的间隙形成风道。
2. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圏，其特征在于， 沿所述内衬层在所述电磁加热线圏外周设置并固定包裹层。
3. 根据权利要求1或2所述的风冷式电磁感应加热线圏，其特征在 于，所述内衬层和包裹层为耐高温保温材泮十。
4. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圈，其特征在于， 分别在所述左半部和右半部的上支撑片和下支撑片相互结合一端的对 应相互结合位置开设连接孔，所述螺纟全组件通过所述连接孔将左、右半 部进行连4妄固定。
5. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圈，其特征在于， 在所述左半部、右半部相互结合一端的上、下支撑片的对应相互结合位 置开设一个连接孔，所述左、右半部的另一端通过在所述内衬层相应位 置安装的快速接头组件进行连接。
6. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圏，其特征在于， 在所述左半部或右半部的间隙附近沿轴向设置可自由开合的风门。
7. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圈，其特征在于， 所述电磁加热线圈为弧形或平板型结构。
8. 根据权利要求1所述的风冷式电磁感应加热线圈，其特征在于， 所述左、右半部的电磁加热线圏分别包括多个子线圈，所述子线圏分别 引出一组冲妄头；所述左半部或右半部的每组4妄头之间，左半部和右半部 的每组接头相互之间可以通过串接或并接方式连接。
9. 一种风冷式电磁感应加热装置，它包括如前述任一权项所述的风 冷式电磁感应加热线圈，其特征在于，还包括一个或多个电磁发生器， 所述电磁发生器分别与一组电磁加热线圈的接头相连接。 。°,
专利摘要本实用新型公开了一种风冷式电磁感应加热线圈，它是由左、右半部构成的非闭合柱状结构，所述左、右半部分别包括位于柱状顶面和底面的上支撑片、下支撑片及上、下支撑片与内衬层构成的支撑架，及在内衬层外依次放置的保温隔热层和电磁加热线圈；所述内衬层固定在所述上、下支撑片之间；所述左、右半部的上支撑片的内弧线和下支撑片的内弧线所形成的柱面在所述内衬层所形成的柱面内，在两个柱面之间的间隙形成风道。进一步的一种风冷式电磁感应加热装置，它包括前述的风冷式电磁感应加热线圈，还包括电磁发生器。本实用新型解决了对被加热金属管道的均衡加热的技术难题，有效降低产品的次品率和废品率，从而能提高产品质量。
文档编号H05B6/44GK201323670SQ20082015820
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者文元庆, 谢剑波 申请人:上海联净环保科技有限公司