[实用新型]加热金属件的电感应加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属加热领域，特别涉及一种加热金属件的电感应加热器。

背景技术

在金属加热领域，有以下几种传统加热技术：

1、燃气加热，利用燃烧天然气或煤气产生的热量加热金属。在这种加热技术下，金属的加热温度难以精确控制，且不易实现加热较大直径的金属圆锭，如φ12以上的金属锭。

2、电阻炉加热，电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，依靠热辐射或热气流对流方式在炉内对金属进行加热。这种加热技术中，大量的能量被消耗在电热元件如电阻丝上，加热效率较低。

3、电感应加热，传统感应加热炉利用铜感应线圈来包围铝棒，当交变电流施加到感应线圈上时，在线圈包围的空间内产生交变磁场。交变磁场在主频率下脉动，在铝棒内部感应出涡电流，铝棒也因此得以加热。然而，由于感应线圈有不可忽略的电阻，当通过强电流时，相当可观的热量被损失在线圈上。而且，这些在线圈上产生的热量必须使用大量的冷却水来对线圈进行冷却。这样的先天缺陷使得传统感应加热炉的能源利用率相当低，只有40％到60％。

所以，有必要从新的视角对传统的加热方式进行变革，以解决目前技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种加热金属件的电感应加热器，以解决目前技术存在的一些问题。

本实用新型提供一种加热金属件的电感应加热器，包括一机台，还包括：

设在所述机台上的圆筒状模块总成，其进一步包括若干环绕所述模块总成的中心轴线设置的线圈绕组模块，所述线圈绕组模块包括一铁芯以及沿所述铁芯长度方向缠绕在所述铁芯上的线圈，所述铁芯的长度方向与所述模块总成的中心轴线平行，所述金属件沿所述模块总成的中心轴线穿过其筒腔；

供电装置，连接所述模块总成，用以对所述若干线圈绕组模块输出变频交流电，所述线圈绕组产生交变磁场并作用于所述金属件使之产生涡电流进行加热；

设在所述机台上的加热定位装置，所述加热定位装置定位位于所述模块总成筒腔内的金属件，使所述金属件与所述模块总成的筒内壁保持预定间隙。

作为一实施例，所述若干线圈绕组模块环绕所述模块总成的中心轴线均匀设置，每个所述线圈绕组模块产生的磁场指向所述模块总成的中心轴线。

作为一实施例，所述加热定位装置包括分布于所述模块总成轴向两端的第一液压站和第二液压站、与所述第一液压站活塞杆连接的第一支撑臂、与所述第二液压站活塞杆连接的第二支撑臂，所述第一支撑臂的夹持端和第二支撑臂的夹持端分别在所述模块总成的轴向两端向里顶住位于所述模块总成筒腔的所述金属件的两端面。

作为一实施例，所述第一支撑臂夹持端和第二支撑臂夹持端均为旋转夹持端，它们夹持所述金属件在所述模块总成的筒腔内旋转。

作为一实施例，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别在所述第一液压站液压缸和第二液压站液压缸的作用下，同时同向沿所述模块总成的轴向往返运动，从而带动所述被顶住的金属件在所述模块总成的筒腔的轴向上做往返运动。

作为一实施例，所述金属件为非铁磁性金属材质，所述金属件为铝或铜或镁合金材质。

本实用新型优点之一，本实用新型中对金属件的定位方式(液压两端顶住)，使线圈与金属件之间的间隙变小，提高了加热效率。因为传统电感应加热器很难实现较小的间隙，传统电感应加热器需要托盘形式的输送机构在金属件的下部支撑金属件的重量，这样在加热过程中，托盘机构处于线圈和金属件之间，使线圈和金属件之间的间隙扩大后才能容纳所述托盘机构，另外托盘机构的存在也阻碍了电感应的传递。本实用新型中除线圈中损耗能量以外，主要能量损耗在供电系统的变频变压的过程。经过理论计算，这种加热器的加热效率可达到80％，远高于目前世界上周向绕线的电感应加热器的最高效率65％。

本实用新型优点之二，本实用新型中环绕设置的线圈绕组模块，可以增加绕组的线圈匝数，减小线圈直径，进而减小由于线圈自感产生的涡流，维持线圈中较低的电流密度，降低了线圈本身的电阻在通电工作时产生的热量。传统电感应加热器无法使用小铜线圈，因为其铜导线是为中空的矩形铜管，冷却水从中空的空间流过，这样的铜导线直径远较本实用新型所用的铜线圈大。

本实用新型优点之三，本实用新型中对金属件的定位方式，使线圈与金属件之间的间隙变小，提高了加热效应，故不需要供电系统设置电容组来补偿无功功率。在传统电感应加热器中，线圈和金属件之间存在很大的空气间隙交流供电系统会消耗较多的无功功率，所以供电系统需要庞大且昂贵的电容组来补偿无功功率。