[实用新型]一种节能且安全的中频感应钢壳炉

说明书

技术领域

本实用新型属于加热设备领域，具体涉及一种节能且安全的中频感应钢壳炉。

背景技术

中频感应加热炉由于具有加热速度快、生产效率高、作业环境好、氧化脱炭少及节省材料的优点，被广泛应用在焊接、退火、淬火、透热等工艺处理中，覆盖汽车、摩托车零部件、铁路钢轨、航空航天、兵器制造、机械制造、电器制造及特种金属加工等行业。

中频感应钢壳炉是依靠中频电源对线圈通电，利用线圈的电磁感应原理进行加热熔化的装置。感应线圈通常放置在由打结层形成的炉底上，打结层实现对感应线圈的承托。现实中的打结层一般由混凝土打结制成，其内的水分不容易散失，增大了感应线圈工作环境的潮湿度，影响中频感应加热炉的安全性。

炉体的钢壳通常由钢架、磁轭和位于钢架上部的炉盖构成，磁轭用来引导感应线圈的磁场走向。在设备工作过程中，磁轭上端散射的磁场一直引起钢壳上端发热，减低钢壳的使用寿命；同时也损失了部分能量，造成能源浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能且安全的中频感应钢壳炉，能够将磁场折射引导回感应线圈内部。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：发明一种节能且安全的中频感应钢壳炉，包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周包裹有炉衬，炉衬上绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；

所述炉衬的底部设置打结层，在打结层中设置加热棒，加热棒的两端通过导线连接工作电源构成电源回路，电源回路中设置控制电路，控制电路中设置有单片机、湿度传感器、光电耦合器和继电器，湿度传感器检测打结层的湿度信号，单片机根据湿度传感器的检测信号控制光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端控制继电器的线圈通断电，继电器的触点串联在电源回路中。

优选的，所述加热棒在打结层中横向均匀分布。

优选的，所述法拉第环与磁轭同轴设置。

优选的，所述法拉第环的内径大于磁轭的外径。

优选的，所述电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的绕制方向相反，第一线圈的下端和第二线圈的上端并联在中频电源的一端，第一线圈的上端和第二线圈的下端并联在中频电源的另一端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于磁轭的上方设置了法拉第环，而法拉第环也被称作“短路线匝”或者“短路环”，它与磁轭中的磁场相互作用，能够改变和反抗磁轭中磁力线的方向，将磁场折射回感应线圈的内部，作用于被熔化物，加快物料的熔化速度；同时减少了磁力线对炉盖的作用，避免其受热老化，利于延长其使用寿命；加热棒能够自动完成对打结层的烘干工作，将打结层彻底烘干，为感应线圈提供干燥的工作环境，利于提高其绝缘性能，从而为感应线圈能够安全可靠工作提供良好的环境保障。

2、由于法拉第环与磁轭同轴设置，且法拉第环的内径大于磁轭的外径，能够增大法拉第环折射回的磁力线量，进一步加快物料的熔化速度。

3、由于电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的两相邻端头相并接，位于两端的端头相并接，电流具有选通特性，当被熔化物料位于炉体的下部时，上部没有填充料，电流基本从位于下部的第二线圈中流通，第一线圈中的电流较小，减小了电能浪费；而炉体中充满被熔物料时，电流则增大了在第一线圈中的通过量，实现了电流在第一线圈和第二线圈中的自由分布，从而增大热能吸收率。

附图说明

图1是本实用新型的框架示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图3是电磁感应线圈的连接结构示意图。

图中标记：1、炉盖；2、法拉第环；3、钢架；4、磁轭；5、炉衬；6、坩埚；7、电磁感应线圈；8、工作电源；9、湿度传感器；10、单片机；11、第一线圈；12、第二线圈；13、中频电源；14、物料；15、加热棒。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型中，将靠近物料14的一侧定义为内侧，相应地将远离物料14的另一侧定义为外侧；将本实用新型处于使用状态时，靠近地面的一端定义为下端，而远离地面的一端定义为上端。