加熱線圈、感應加熱設備及該加熱線圈的製造方法
2023-05-09 07:36:56
專利名稱：加熱線圈、感應加熱設備及該加熱線圈的製造方法
加熱線圈、感應加熱設備及該加熱線圈的製造方法
技術領域：
本發明涉及感應加熱技術領域，特別是一種加熱線圈、感應加熱設備 及該加熱線圈的製造方法。背景技術：
感應加熱是用感應電流使工件局部加熱的熱處理工藝。這種熱處理工 藝常用於表面淬火、局部退火或回火，有時也用於整體淬火和回火。
現有感應加熱的加熱線圈其為單層式或單餅式，組成單層或單餅的各 個線圈之間具有一定的用於絕緣的空隙。電流流經線圈時，在線圈的周圍 形成磁通量，容於線圈中間的工件即產生感應電流，感應電流的電能轉化 為熱能，使工件的溫度升高。由於感應電流在工件截面上的分布很不均勻 ，工件表層電流密度很高，向內逐漸降低，所以表層的溫度最高、溫度向 內逐漸降低，這樣工件在加熱的過程中徑向溫差較大。
現有的加熱線圈一般只為一段式，所以軸向分布長度有限，導致工件 的軸向溫差較大。另外，由於單位面積上的線圈匝數較少，導致工件加熱 效率慢。
發明內容
為了解決現有的技術問題，本發明提供一種加熱線圈、感應加熱設備 及該加熱線圈的製造方法，其採用多層多餅緊密連接的線圈，大大提高單 位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部溫差的同時提高加熱效率。
本發明解決現有的技術問題，提供一種加熱線圈，其包括用於連接變
壓器或變頻器的電源線；用於生成磁通量的線圈；本加熱線圈包括多個線 圈，所述多個線圈至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。
本發明更進一步的改進是，所述多個線圈巻繞成一線圈段；本加熱線 圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/串連成一體。
本發明更進一步的改進是，所述線圈包括絕緣、緣熱材料層及其內容 的銅管。
與現有技術相比，本加熱線圈的有益效果是採用多層多餅線圈緊密 連接在一起，提高單位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的 同時提高加熱效率。另外，採用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體
5長度，從而擴大工件軸向上的加熱區域。
本發明解決現有的技術問題，提供一種感應加熱設備，其包括變壓器 或變頻器，還包括加熱線圈，所述加熱線圈包括用於連接變壓器或變頻器 的電源線；用於生成磁通量的線圈；所述加熱線圈包括多個線圈，所述多 個線圈至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。
本發明更進一步的改進是，所述多個線圈巻繞成一線圈段；本加熱線 圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/串連成一體。
本發明更進一步的改進是，所述線圈包括絕緣、緣熱材料層及其內容 的銅管。
與現有技術相比，本感應加熱設備的有益效果是採用多層多餅線圈 緊密連接在一起，提高單位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫 差的同時提高加熱效率。另外，採用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的 整體長度，從而擴大工件軸向上的加熱區域。
本發明解決現有的技術問題，提供一種加熱線圈的製造方法，所述制 造方法包括以下步驟
A:銅管進行預處理；即將銅管拉直、校正並去除所述銅管表面的鏽 蝕和毛刺；
B:銅管進行絕緣處理；經步驟A處理後的銅管，在其表面覆設絕緣 和絕熱材料；
C:銅管巻繞成線圈；經步驟B處理後的銅管，將其經一壓板固定在 芯棒上，然後將該銅管沿著芯棒巻繞成線圈；
D:線圈進行澆漆絕緣處理；經步驟C製得的線圈，向該線圈的內外 表面噴澆絕緣漆。
本發明更進一步的改進是，所述步驟A包括以下分步
Al:將銅管拉直、校正；
A4:去除銅管表面的鏽蝕和毛刺；
所述步驟B包括以下分步
Bl:在銅管的表面纏繞一特氟龍膠帶層；
B2:再在銅管的表面纏繞一玻璃纖維層；
所述步驟C包括以下分步
Cl:在芯棒的表面覆設一保護層；C2:將銅管經一壓板固定在芯棒上
C3:將銅管沿著芯棒的徑向巻繞或是沿著芯棒的周向巻繞；
C4:將多個線圈壓緊實；
所述步驟D包括以下分步
Dl:將線圈進行加熱處理；
D2:將線圈進行冷卻處理
D3:向線圈的內外表面噴澆絕緣漆；
本發明更進一步的改進是，所述步驟A進一步包括以下分步-
A2:將銅管進行水壓處理，檢測有無滲漏；
A3:在銅管的中間位置，將銅管擠壓成Z形；
在步驟B2中，所述玻璃纖維浸泡有不飽合環氧樹脂漆；
所述步驟C進一步包括以下分步
C5:將線圈與芯棒相分離；
C6:將線圈進行水壓處理，檢測有無滲漏。
所述步驟D進一步包括以下分步
D4:重複D1、 D2、 D3的步驟。
本發明更進一步的改進是， 在步驟D1中，將線圈加熱至145° C; 在步驟D2中，將線圈放置在澆注槽中冷卻至80。 C; 在步驟D3中，向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C; 在步驟D4中，首先將線圈加熱至195° C;
再將線圈放置在澆注槽中冷卻至80。 C;
然後向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C。 與現有技術相比，本製造方法的有益效果是採用多層多餅線圈緊密
連接在一起，提高單位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的 同時提高加熱效率。另外，採用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體 長度，從而擴大工件軸向上的加熱區域。
圖1為本加熱線圈的結構示意圖； 圖2為線圈的局部放大示意圖。
具體實施方式
下面結合
及具體實施方式
對本發明進一步說明。
如圖1和圖2所示， 一種加熱線圈，其包括用於連接變壓器或變頻器
7的電源線l;用於生成磁通量的線圈2，所述線圈近似於圓；本加熱線圈包 括多個線圈，所述多個線圈2至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。所 述多個連續的線圈，其沿一圓柱面分布，則該多個線圈為一層；所述多個 連續的線圈，其沿多圓柱面分布，則該多個線圈為多層。所述多個連續的 線圈，其分布在一平面內，則該多個線圈為一餅；所述多個連續的線圈， 其分布在多個平面內，則該多個線圈為多餅。
所述多個線圈巻繞成一線圈段3,該線圈段3為一定長度的多層線圈 連接起來，引出兩電源線；或為一定寬度的多餅線圈連接起來，引出兩電 源線。本加熱線圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/串連成一體；並連 一體為多個線圈段的電源線分別引出，分別與變壓器或變頻器相連；串連 一體為多個線圈段的電源線有序連接，最後引出兩電源線與變壓器或變頻 器相連。
所述線圈2包括絕緣、緣熱材料層21及其內容的銅管22。所述絕緣、 絕熱材料層用於隔絕金屬線圈的導電之間的導電或導熱。所述多個線圈之 間緊密排列在一起。
本發明的絕緣、絕熱材料包括玻璃纖維帶和特氟龍帶。
玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，其成份為二氧化矽、 氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，通常作為複合材料中 的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料等，廣泛應用於國民經濟各 個領域。
玻璃纖維之特性
(1) 、拉伸強度高，伸長小(3%);
(2) 、彈性係數高，剛性佳；
(3) 、彈性限度內伸長量大且拉伸強度高，故吸收衝擊能量大；
(4) 、為無機纖維，具不燃性，耐化學性佳；
(5) 、吸水性小；
(6) 、尺度安定性，耐熱性均佳；
(7) 、加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態之產品；
(8) 、透明可透過光線；
(9) 、與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發完成；
(10) 、價格便宜。特氟龍高性能特種塗料是以聚四氟乙稀為基體樹脂的氟塗料，結 合了耐熱性、化學惰性和優異的絕緣穩定性及低摩擦性，具有其他塗 料無法抗衡的綜合優勢，它應用的靈活性使得它能用於幾乎所有形狀 和大小的產品上。
經過特氟龍塗澆後，具有以下特性-
(1) 、不粘性幾乎所有物質都不與特氟龍塗膜粘合,很薄的膜也顯 示出很好的不粘附性能。
(2) 、耐熱性特氟龍塗膜具有優良的耐熱和耐低溫特性，短時間可
耐高溫到30crc， 一般在24crc 26(rc之間可連續使用，具有顯著的
熱穩定性，它可以在冷凍溫度下工作而不脆化，在高溫下不融化。
(3) 、滑動性特氟龍塗膜有較低的摩擦係數,負載滑動時摩擦係數
產生變化，但數值僅在0.05-0.15之間。
(4) 、抗溼性特氟龍塗膜表面不沾水和油質，生產操作時也不易 沾溶液，如粘有少量汙垢，簡單擦拭即可清除。停機時間短，節省工 時並能提高工作效率。
(5) 、耐磨損性在高負載下，具有優良的耐磨性能。在一定的負
載下，具備耐磨損和不粘附的雙重優點。
(6) 、耐腐蝕性特氟龍幾乎不受藥品侵蝕，可以保護零件免於遭
受任何種類的化學腐蝕。
本加熱線圈採用多層多餅線圈緊密連接在一起，提高單位面積上的線 圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的同時提高加熱效率。另外，採用多 線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體長度，從而擴大工件軸向上的加熱 區域。
一種感應加熱設備，其包括變壓器或變頻器(未圖示出)，還包括加熱
線圈，所述加熱線圈包括用於連接變壓器或變頻器的電源線1;用於生成 磁通量的線圈2，所述線圈近似於圓；本加熱線圈包括多個線圈，所述多
個線圈2至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。所述多個連續的線圈， 其沿一圓柱面分布，則該多個線圈為一層；所述多個連續的線圈，其沿多 圓柱面分布，則該多個線圈為多層。所述多個連續的線圈，其分布在一平 面內，剛該多個線圈為一餅；所述多個連續的線圈，其分布在多個平面內， 則該多個線圈為多餅。所述多個線圈巻繞成一線圈段3，該線圈段3為一定長度的多層線圈 連接起來，引出兩電源線；或為一定寬度的多餅線圈連接起來，引出兩電 源線。本加熱線圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/串連成一體；並連 一體為多個線圈段的電源線分別引出，分別與變壓器或變頻器相連；串連 一體為多個線圈段的電源線有序連接，最後引出兩電源線與變壓器或變頻 器相連。
所述線圈2包括絕緣、緣熱材料層21及其內容的銅管22。所述絕緣、 絕熱材料層用於隔絕金屬線圈的導電之間的導電或導熱。所述多個線圈之 間緊密排列在一起。
本感應加熱設備採用多層多餅線圈緊密連接在一起，提高單位面積上 的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的同時提高加熱效率。另外，採 用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體長度，從而擴大工件軸向上的 加熱區域。
一種加熱線圈的製造方法，其特徵在於所述製造方法包括以下步驟: A:銅管進行預處理；即將銅管拉直、校正並去除所述銅管表面的鏽蝕 和毛刺；
B:銅管進行絕緣處理；經步驟A處理後的銅管，在其表面覆設絕緣和 絕熱材料；
C:銅管巻繞成線圈；經步驟B處理後的銅管，將其經一壓板固定在芯 棒上，然後將該銅管沿著芯棒巻繞成線圈；
D:線圈進行澆漆絕緣處理；經步驟C製得的線圈，向該線圈的內外表 面噴澆絕緣漆。
所述步驟A包括以下分步
Al:將銅管拉直、校正；
A2:將銅管進行水壓處理，檢測有無滲漏； A3:在銅管的中間位置，將銅管擠壓成Z形； A4:去除銅管表面的鏽蝕和毛刺；
所述步驟B包括以下分步
Bl:在銅管的表面纏繞一特氟龍膠帶層；
B2:再在銅管的表面纏繞一玻璃纖維層；所述步驟c包括以下分步-
Cl:在芯棒的表面覆設一保護層； C2:將銅管經一壓板固定在芯棒上
C3:將銅管沿著芯棒的徑向巻繞或是沿著芯棒的周向巻繞；
C4:將多個線圈壓緊實；
C5:將線圈與芯棒相分離；
C6:將線圈進行水壓處理，檢測有無滲漏。
所述步驟D包括以下分步 Dl:將線圈進行加熱處理； D2:將線圈進行冷卻處理 D3:向線圈的內外表面噴澆絕緣漆；
在步驟B2中，所述玻璃纖維浸泡有不飽合環氧樹脂漆；
所述步驟D進一步包括以下分步D4:重複D1、 D2、 D3的步驟。 在步驟D1中，將線圈加熱至145。 C; 在步驟D2中，將線圈放置在澆注槽中冷卻至8(T C; 在步驟D3中，向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C; 在步驟D4中，首先將線圈加熱至195。 C;
再將線圈放置在澆注槽中冷卻至80。 C;
然後向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C。
現以多個餅狀線圈連接成加熱線圈為例進行說明
選取不飽和環氧樹脂漆、環氧玻璃纖維帶、特氟龍薄膜帶、特氟龍 板lmm和特氟龍膠帶；
準備將環氧玻璃纖維帶浸泡於不飽合環氧樹脂漆中.12小時，然後取 出晾乾；將特氟龍板按照線圈的內徑和外徑剪成比線圈厚度稍大的90。弧 板，再用特氟龍膠帶將4塊90。弧板粘成一個圓環。
按照以下步驟
Al:將矩形銅管拉直、校正；
A2:將矩形銅管水壓處理，流量為lMPa/lh，檢驗有無滲漏；
A3:在每根銅管的1/2長度處，即在中間部位用液壓模具擠壓成Z字形；
A4:將銅管表面去鏽、去毛刺；
Bh絕緣處理第一層用特氟龍透明膠帶將整根銅管按層疊2/3方式 纏繞；
B2:第二層用己浸泡好不飽和環氧樹脂漆的玻璃纖維帶將整根銅管按 層疊2/3方式纏繞，纏繞時絕緣帶必須繃緊與銅管貼服，無凸起、鼓包現 象。
Cl:繞制時在芯棒上包裹0.5mm防護層； '
C2:在防護層上劃一定位線，將銅管中間部擠壓成Z字形處的中間線
與芯棒上已畫好定位線重合，然後用壓板固定銅管；
C3:將銅管兩端對繞成兩個線圈餅，繞制時銅管端需增加拉緊力，使
層與層間無縫隙，
C4:餅與餅間用已制好的圓環隔離絕緣，且餅與餅間需壓緊無間隙； 以此將所有線圈餅繞制完成；繞制完成後將每餅線圈兩端引出極可根據需 要進行相互串聯和分成幾個區進行並聯焊接;完成後用固定模具壓緊線圈；
C5:取出芯棒；
C6:再次水壓處理，流量為lMPa/lh，檢驗有無滲漏；檢測合格後進 入澆漆絕緣工序； ' Dl:澆漆絕緣進入烘箱加熱至145'C; D2:從烘箱中取出放置絕緣澆注槽上冷卻；
D3:用測溫儀檢測溫度降至8(TC開始將線圈內外澆絕緣漆直至溫度降 至6(TC停止澆漆；
D4:待第一次線圈澆漆完全冷卻後再放入烘箱，將溫度加熱至195"C; D5:從烘箱中取出放置絕緣澆注槽上冷卻；
D6:用測溫儀檢測溫度降至80'C開始將線圈內外澆絕緣漆直至溫度降 至6(TC停止澆漆；
重複D4至D6步驟，以進行第三次澆漆；完畢後線圈.製作完成即進入組裝。
本製造方法製得的加熱線圈採用多層多餅線圈緊密連接在一起，提高 單位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的同時提高加熱效率。 另外，採用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體長度，從而擴大工件 軸向上的加熱區域。
12以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種加熱線圈，其包括用於連接變壓器或變頻器的電源線；用於生成磁通量的線圈；其特徵在於本加熱線圈包括多個線圈，所述多個線圈至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。
2. 根據權利要求1所述的加熱線圈，其特徵在於所述多個線圈巻繞 成一線圈段；本加熱線圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/串連 成一體。
3. 根據權利要求1或2所述的加熱線圈，其特徵在於所述線圈包括 絕緣、緣熱材料層及其內容的銅管。
4. 一種感應加熱設備，其包括變壓器或變頻器，還包括加熱線圈，所 述加熱線圈包括用於連接變壓器或變頻器的電源線；用於生成磁通量的線圈；其特徵在於所述加熱線圈包括多個線圈，所述多個線圈至少為兩層，所述多個 線圈至少為兩餅。
5. 根據權利要求4所述的感應加熱設備，其特徵在於所述多個線圈 巻繞成一線圈段；本加熱線圈包括多個線圈段，所述多個線圈段並/ 串連成一體。
6. 根據權利要求4或5所述的感應加熱設備，其特徵在於所述線圈 包括絕緣、緣熱材料層及其內容的銅管。
7. —種加熱線圈的製造方法，其特徵在於所述製造方法包括以下步 驟A:銅管進行預處理；即將銅管拉直、校正並去除所述銅管表面的鏽 蝕和毛刺；B:銅管進行絕緣處理；經步驟A處理後的銅管，在其表面覆設絕緣和絕熱材料；C:銅管巻繞成線圈；經步驟B處理後的銅管，將其經一壓板固定在 芯棒上，然後將該銅管沿著芯棒巻繞成線圈；D:線圈進行澆漆絕緣處理；經步驟C製得的線圈，向該線圈的內外 表面噴澆絕緣漆。
8. 根據權利要求7所述的製造方法，其特徵在於 所述步驟A包括以下分步Al:將銅管拉直、校正；A4:去除銅管表面的鏽蝕和毛刺；所述步驟B包括以下分步Bl:在銅管的表面纏繞一特氟龍膠帶層；B2:再在銅管的表面纏繞一玻璃纖維層；所述步驟C包括以下分步Cl:在芯棒的表面覆設一保護層；C2:將銅管經一壓板固定在芯棒上-C3:將銅管沿著芯棒的徑向巻繞或是沿著芯棒的周向巻繞；C4:將多個線圈壓緊實；所述步驟D包括以下分步Dl:將線圈進行加熱處理；D2:將線圈進行冷卻處理D3:向線圈的內外表面噴澆絕緣漆。
9. 根據權利要求8所述的製造方法，其特徵在於 所述步驟A進一步包括以下分步A2:將銅管進行水壓處理，檢測有無滲漏；A3:在銅管的中間位置，將銅管擠壓成Z形；在步驟B2中，所述玻璃纖維浸泡有不飽合環氧樹脂漆；所述步驟C進一步包括以下分步C5:將線圈與芯棒相分離；C6:將線圈進行水壓處理，檢測有無滲漏；所述步驟D進一步包括以下分步-D4:重複D1、 D2、 D3的步驟。
10.根據權利要求9所述的製造方法，其特徵在於 在步驟D1中，將線圈加熱至145。 C; 在步驟D2中，將線圈放置在澆注槽中冷卻至80。 C; 在步驟D3中，向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C; 在步驟D4中，首先將線圈加熱至195° C;再將線圈放置在澆注槽中冷卻至80。 C;然後向線圈澆注絕緣漆，直至溫度達60。 C。
全文摘要
本發明提供一種加熱線圈，其包括用於連接變壓器或變頻器的電源線；用於生成磁通量的線圈；本加熱線圈包括多個線圈，所述多個線圈至少為兩層，所述多個線圈至少為兩餅。本加熱線圈的有益效果是採用多層多餅線圈緊密連接在一起，提高單位面積上的線圈匝數，從而減小工件內部徑向溫差的同時提高加熱效率。另外，採用多線圈段並/串連接一起，增加線圈的整體長度，從而擴大工件軸向上的加熱區域。
文檔編號H05B6/02GK101505556SQ20091010603
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月13日 優先權日2009年3月13日
發明者沈國強 申請人:深圳市恆拓科技有限公司