[发明专利]一种针对固体金属材料的筒形加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对固体金属材料的筒形加热装置，属于材料加热领域。

背景技术

在金属加工和制造行业，尤其是有色金属材料的热处理、挤压、锻造、铸造成型、焊接等加工制造过程中都需要对金属材料进行加热，传统的加热方式包括如燃煤气、煤焦炭、燃油、感应线圈加热、电阻加热等。在燃烧加热或电力加热过程中，都会造成对大气和环境的污染，能源利用率低，制造产品的品质不高，性能也较差等诸多缺陷。

随着经济和社会的高度发展，人们除了注重产品本身的品质和性能外，更加注重环境的保护、生活品质的改善、生态与经济的可持续发展，如今节能高效和低碳环保已成为主流的主导社会目标，这也是未来工业经济发展的趋势。

CN102415210A公开了一种用于通过电磁感应加热物体的装置，其包括至少1个转子，转子至少包括1个永磁体，盘式永磁转子旋转，物体切割磁力线产生涡流，从而加热物体。但是，该专利存在磁场能量利用率较低，对偶盘在转动时需要很大的磁场引力/斥力作用，产生的振动和不稳定因素较多，加热大规格棒料时需要更大直径的盘式永磁转子，在实施上存在一定的难度。

发明内容

本发明针对上述技术问题，通过改变传统的加热方式，利用磁场感应原理，永磁体在机械方式驱动下产生变化的磁场，使置于该磁场中的固体金属材料切割磁力线，固体金属材料表面产生感应电流，感应电流在金属表面流动，因为固体金属材料具有一定的电阻，使固体金属材料发热产生大量热量，热量持续从固体金属材料表面向内部传递，从而使固体金属材料被加热。加热过程中，能量直接由机械能转化成热能，能量损耗极低。

一种针对固体金属材料的简形加热装置，包括动力装置、传动装置、永磁转筒、轴承装置、永磁体，动力装置通过传动装置与永磁转筒相连接，永磁转筒安装在轴承装置上，动力装置驱动永磁转筒绕自身轴线旋转，永磁体为一个整体筒，永磁体安装在永磁转筒的内壁上，固体金属材料位于永磁转筒的中间且与永磁转筒的内壁上的永磁体不接触，金属材料可以沿轴向移动。传动装置可以是皮带传递、齿轮传动、链轮传动、蜗轮蜗杆传动，可以是刚性或者柔性传递，其作用是带动永磁转筒绕自身轴线旋转。轴承装置可以是安装在基座上的滚动轴承、滑动轴承或轴瓦，其作用是使永磁转筒可以绕自身轴线旋转。可以在永磁转筒的中部安装轴承装置，也可以在永磁转筒的二侧安装轴承装置。传动装置可以与永磁转筒的中部相连接，也可以分别与永磁转筒的二侧相连接，其作用是使永磁转筒平稳旋转。由于永磁转筒二侧是空的，固体金属材料可以沿轴向移动使得金属材料得以连续加热，当然也可以使固体金属材料在永磁转筒内加热到一定的温度后再取出。

优选地：永磁体为一个整体筒。由于采用筒式永磁体结构，增大了永磁体与金属材料的接触面积，减小了气隙，在金属材料表面产生更大的涡流，提高了能量的转化效率和利用效率，减少了能量损失；本结构缩小了转筒直径，提高了转筒工作稳定性，减少振动和噪声；本结构在工作过程中不产生废气、废水、废物等污染物；本结构有利于较大直径和较大长度的金属材料连续加热。

优选地：永磁体为多个，永磁体均布在永磁转筒的内壁上。永磁体的数量越多，固体金属材料被加热的速度就越快。即使有单个的永磁体退磁或磁损坏也可以随时更换。

优选地：永磁体的形状为环形、条形、梯形、瓦片形、菱形。

优选地：永磁体为可拆卸式的。这样是为了方便更换永磁体以及调节固体金属材料加热所需的时间。

优选地：动力装置为可调速的电机。如果加热温度不变的话，采用调速装置改变电机的输出转速来调节固体金属材料加热所需的时间，如果时间不变的话，采用调速装置改变电机的输出转速是为了改变固体金属材料加热的温度。如果固体金属材料连续通过永磁转筒，可以通过改变电机的输出转速，使固体金属材料不同的截面上加热的温度不同，也就是说可以对固体金属材料实施梯度加热。

优选地：永磁转筒材质为金属材料、高强度的高分子材料、塑料和碳纤维材料，永磁转筒的内腔形状为圆形、方形、菱形、三角形、矩形。

有益效果：

本发明具有热转化效率高、加热速度快、加热均匀、结构简单、无污染、有利于大尺寸金属材料的加热的特点。

附图说明

图1为加热装置的立体结构示意图。

图2为带有固体金属材料的加热装置的永磁转筒截面示意图。

图3为一种带有固体金属材料的加热装置的永磁转筒A-A剖面图。

图4为另一种带有固体金属材料的加热装置的永磁转筒A-A剖面图。