電磁感應加熱輥的製作方法
2023-04-27 09:54:06
專利名稱：電磁感應加熱輥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加熱輥，特別涉及一種輥筒內部設有高頻電磁感應線圈的加熱輥。
技術背景現代電磁感應加熱技術近些年已經有了很大進步，並在各行業得到了廣泛的應用。目前國內已有很多的廠家都在從事這項技術的研製開發並應用在了生產中，對於節省用電提高生產效率改善工作環境都顯現出了非常好的前景。由於各家研發和推廣的行業不同，其技術和工藝也都有很大的差異。也有一些產品由於技術和工藝質量問題，不能達到其預期的效果，以致於在某些領域還不能得到進一步的推廣使用。目前對輥筒電磁感應加熱有二種方式，一是在輥筒外部設置電磁加熱裝置，使用線圈繞組對輥筒表面進行一定角度的包繞，在對線圈施加高頻電流後，線圈會產生高頻磁場，作用於鋼製的輥筒表面，這時的輥筒相當於二次線圈，並且是閉合的迴路，在受到高頻磁場作用時，就會在輥面的內部產生感生電流，由於這個電流是短路的，這就形成了若干的小渦流而發出熱量，使電能轉化成了熱能在輥面內進行傳播。因為有一些輥筒在工作時位置會有變化，造成線圈和輥筒的距離和角度發生變化，從而改變了磁場應強度，輥體表面溫度不均勻不穩定，還有由於工藝的原因輥體二端的溫度很難和中間段的溫度保持一致。這直接影響了產品質量和生產的效率。另外大部分電感線圈的磁場都是開路的，如沒有可靠的屏蔽設施會對環境造成電磁輻射汙染。這是在輥筒外部加熱的缺點。另一種是在輥筒內部採用電磁感應加熱方式。這種方式比外部加熱有了很大的進步，從外觀上看沒有安裝感應線圈的裝置，由於加熱用的高頻電感線圈以及一些輔助裝置都在輥筒內部，沒有高頻磁場對輥外部的輻射。對外部的工作環境不造成影響和障礙。給操作工清潔輥面，調整設備和撿驗產品創造了良好的條件。這種熱輥需要選擇能耐受高溫的導線來製作電磁感應線圈，要求線圈能在高溫下長時間工作。另外，由於輥筒內部的感應線圈支撐裝置和其它的各種零部件要求在長期高溫條件下使用。要儘量選用非導磁材料。如果在製造工藝上不採取有效措施，會有部分漏磁對靠近磁場的導磁零部件進行磁化並使之發熱。這樣既容易損壞這些零部件同時也消耗掉了一部分電能
實用新型內容
鑑於上述技術問題，本實用新型提供了一種輥筒內部設有高頻電磁感應線圈的加熱輥。該裝置利用電磁感應加熱原理製造的熱輥來替代現在還在大量使用的有各種其它熱輥。電磁感應加熱輥比起目前使用的蒸汽加熱、電阻絲、電熱管或是經熱煤油加熱輥筒表面的方法更能節省電力消耗，提高輥表面的溫度穩定性和精確度。本實用新型的具體技術方案如下電磁感應加熱輥，主體為一中空的輥體；所述輥體內置有導磁鐵芯；所述導磁鐵芯的一端通過半軸連接電纜連接器；所述通過該電纜連接器向輥體內引有外纏於導磁鐵芯的加熱線圈；所述通過電纜連接器向輥體內引有外纏在導磁鐵芯兩端的補償加熱線圈；所述輥體的輥壁內設有一層充水隔腔；所述輥體兩側的輥面上分別設有複數個用來排熱的通風孔。上述方案中，所述導磁鐵芯兩端分別設有中空的帶耐高溫套筒軸承的半軸，一端通過內置加熱線圈和補償加熱線圈連接電纜連接器，另一端連接一向輥體內排風的軸流式風冷裝置。上述方案中，所述在輥壁內安置有複數個內埋式溫度傳感器，該溫度傳感器均勻分布，用來採集和搜集整個輥筒外表面的溫度。上述方案中，所述輥體兩端設有帶軸承的連接軸。本實用新型的有益效果如下1.本實用新型從根本上改變了以往輥筒加熱使用導熱油傳導加熱的工藝。相對比可以節電30%以上，減小了由於導熱油跑冒滴漏造成的環境汙染以及火災。極大的改善了車間的工作環境和安全生產的條件。2.本實用新型加熱線圈及其結構的特殊製造決定了更好的節能效果、溫度的均勻性和對溫度的精確控制。目前國內已有的電磁加熱輥大多是在外部加熱，加熱器的體積很大，防礙操作工對產品的撿驗觀察和對輥筒的檫拭。本實用新型線圈的製造和安裝工藝使得加熱磁場的分布更加合理，使傳導到輥表面溫度的控制精度可以在士2°C以內。3.本實用新型輥內裝置採用了抗磁化和耐高溫材料，可以水冷卻的鐵芯加之輥內有效的線圈散熱系統，使得輥表面工作溫度可以達到350°C的高溫而不會損壞輥內裝置。早期的電磁加熱輥溫度一般只能達到200°C左右。4.本實用新型加熱輥表面溫度在需要降溫時，將自啟動風冷降溫系統對輥面進行強制降溫。而目前其它形式的電磁加熱輥大都沒有降溫裝置，在生產時常有輥筒被高溫物料包裹而不能降溫的情況，強制降溫裝置的使用解決了這個難題。5.本實用新型加熱輥內加熱裝置設置了合理的磁路系統，使得其漏磁最小，減小了磁阻增強了磁感應強度，提高了能量轉換的效率。從而更多的節省了用電量。並有效地阻止了磁場對輥內零部件的磁化，避免了因發熱而損壞。 6.本實用新型配套使用了最新研製的全數字型控制器，採用了雙DSP數字控制晶片，具有開機自動調節工作頻率以適應被加熱體的導磁特徵，自動調節輸出功率等多種功能和自撿測故障顯示及外部控制連接通訊口。使對輥筒的加熱具有更高的穩定性和溫度精確性以及更好的節電效果。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。圖1為本實用新型所述的電磁感應加熱輥的剖面結構圖。圖2為本實用新型所述的電磁感應加熱輥中線圈水冷卻示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1所示，圖中顯示的是本實用新型的最優實施例，其中加熱輥的主體部分為一中空的，兩端設有帶軸承2的連接軸的輥體8，輥體8可以是剛制的。該輥體8內置有導磁鐵芯4，導磁鐵芯4的兩端設有中空的帶耐高溫套筒軸承10的半軸11。其中一端通過半軸11連接電纜連接器12。從該電纜連接器12向輥體8內引有外纏於導磁鐵芯4的加熱線圈5。並且從電纜連接器12向輥體8內還引有外纏在導磁鐵芯4兩端的補償加熱線圈3。 上述加熱線圈5和補償加熱線圈3內置於該端半軸11。另一端的半軸11連接一向輥體8 內排風的軸流式風冷裝置1。另外，輥體8的輥壁內設有一層充水隔腔6。同時在輥壁內安置有複數個內埋式溫度傳感器7，該溫度傳感器7均勻分布，用來採集和搜集整個輥筒外表面的溫度。通常在輥體8的兩端以及中段安置至少3個內埋式溫度傳感器7。此外，輥體8兩側的輥面上分別設有複數個用來排熱的通風孔9。根據上述方案，本實用新型的加熱輥的運行過程如下首先，頻率為18 25KHZ的高頻低壓電源一路經輸送電纜、電纜連接器12進入輥體內的加熱線圈5。在線圈的周圍產生交變磁場，該磁場作用於輥體時會在其內部感生電流並形成若干小渦流而導致輥體發熱，這熱量會使充水隔腔6內的純水蒸發為過熱蒸汽，它散發的熱量和外輥體直接得到的熱量混合，可有效調節均衡輥體外表面的溫度。在輥面溫度超過150°C時過熱蒸汽的壓力會很大，這時可在隔腔中改填為高溫導熱油，亦會有很好的均熱效果。該高頻低壓電源在對小直徑的高溫輥加熱時採用水循環冷卻。另一路電源經由電纜連接器12進入輥體內的補償加熱線圈3。用來加熱輥筒的二側。內埋式溫度傳感器7所撿測到的溫度電信號，反饋到電源端數字式溫度控制儀，由溫度控制儀輸出指令控制加熱電源的工作狀態。另外，輥體內的導磁鐵芯4用來減小漏磁，增強磁感應強度，進一步提高電磁轉換效率同時可以隔離磁場對輥筒內導磁零部件的磁化發熱作用。而導磁鐵芯4兩端的半軸11 用來支撐整個加熱體裝置，可避免軸中間部分被磁化加熱。至於軸流式風冷裝置1，其通過中空的半軸11給輥內線圈散熱和外輥體降溫。通過向輥體內進行風冷操作，使得熱風從通風孔9排出輥內。需要指出的是，本實用新型具備以下特點；1.本實用新型採用耐高溫、高強度、高絕緣度的材料製造輥筒內部件。是一種專門配製的工業微晶陶瓷製品。2.本實用新型所採用的鐵芯為高飽和導磁材料，其良好的導磁特性起到了磁隔離及減小漏磁增強磁感應強度的作用。在頻率為工頻時可選用矽鋼片，高頻率時可選用坡莫合金、鐵基非晶合金和鐵基納米晶合金來製作。3.本實用新型的電感線圈採用特殊方法繞制，精確的裝配使其磁場分布更加均勻合理。250°C以上溫度時可啟動低壓線圈水冷系統。加熱線圈的導線為中空導線，可以在導線內加注循環冷卻水，該導線上分別設有進水口 21和出水口 22，使線圈在合理的溫度下工作(參見圖2)。4.本實用新型採用風冷和水冷系統對輥內鐵心、輥體進行降溫使之在高溫時保護線圈和鐵芯，並可快速降低輥面溫度。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.電磁感應加熱輥，主體為一中空的輥體；其特徵在於，所述輥體內置有導磁鐵芯；所述導磁鐵芯的一端通過半軸連接電纜連接器；所述通過該電纜連接器向輥體內引有外纏於導磁鐵芯的加熱線圈；所述通過電纜連接器向輥體內引有外纏在導磁鐵芯兩端的補償加熱線圈；所述輥體的輥壁內設有一層充水隔腔；所述輥體兩側的輥面上分別設有複數個用來排熱的通風孔。
2.根據權利要求1所述的電磁感應加熱輥，其特徵在於，所述導磁鐵芯兩端分別設有中空的帶耐高溫套筒軸承的半軸，一端通過內置加熱線圈和補償加熱線圈連接電纜連接器，另一端連接一向輥體內排風的軸流式風冷裝置。
3.根據權利要求1所述的電磁感應加熱輥，其特徵在於，所述在輥壁內安置有複數個內埋式溫度傳感器，該溫度傳感器均勻分布，用來採集和搜集整個輥筒外表面的溫度。
4.根據權利要求1所述的電磁感應加熱輥，其特徵在於，所述輥體兩端設有帶軸承的連接軸。
專利摘要本實用新型公開了一種輥筒內部設有高頻電磁感應線圈的加熱輥。主體為一中空的輥體；所述輥體內置有導磁鐵芯；所述導磁鐵芯的一端通過半軸連接電纜連接器；所述通過該電纜連接器向輥體內引有外纏於導磁鐵芯的加熱線圈；所述通過電纜連接器向輥體內引有外纏在導磁鐵芯兩端的補償加熱線圈；所述輥體的輥壁內設有一層充水隔腔；所述輥體兩側的輥面上分別設有複數個用來排熱的通風孔。該裝置利用電磁感應加熱原理製造的熱輥來替代現在還在大量使用的有各種其它熱輥。電磁感應加熱輥比起目前使用的蒸汽加熱、電阻絲、電熱管或是經熱煤油加熱輥筒表面的方法更能節省電力消耗，提高輥表面的溫度穩定性和精確度。
文檔編號H05B6/14GK202276488SQ20112030575
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日
發明者朱鵬 申請人:張家港市鵬氏電子科技有限公司