CN103096552A - 电磁感应加热辊 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种加热辊，特别是指一种使用高频电源作为加热电源的电磁感应加热辊。包括中空结构的辊筒、沿辊筒轴向设置的中心管，设置于辊筒内侧的线圈；辊筒与中心管转动装配，中心管上固定有加热线圈骨架，加热线圈骨架的纵向截面呈圆环状，加热线圈骨架包括沿径向间隔分布且沿轴向延伸的固定板、连接于固定板与中心管之间的支撑板，耐高温多股线按回形针的旋向由外向内盘曲布设于固定板外表面，相邻固定板之间的耐高温多股线串接电连接，耐高温多股线的首尾两端自中心管的管腔引出接高频电源。本发明解决了现有技术存在的不适于制作大直径长加热辊的问题。具有结构设计合理、安装及维修方便、适于制作大直径长加热辊等优点。

Description

电磁感应加热辊

技术领域

本发明属于一种加热辊，特别是指一种使用高频电源作为加热电源的电磁感应加热辊。

背景技术

随着现代电子技术迅速发展，高质量的电力电子器件相继出现，推动了电磁感应技术的发展，尤其是电源领域的发展，使用于工业的高频加热技术成为现实，目前高频电磁感应加热已广泛应用于工业的各个领域。

国内生产的热辊主要使用蒸汽加热、导热油加热、电热管加热、电阻丝加热、远红外加热等方式，这些方式与电磁加热相比存在诸多缺点。国内已有厂家从事于电磁感应加热辊的研究与生产，对于节省用电提高生产效率改善工作环境都显示出了良好的前景。

目前广泛使用的加热器结构使在辊筒外侧或内侧缠绕成线圈，将导线缠绕成圆形的加热线圈。分为两种形式，一种是将线圈缠绕在热辊外侧，另一种是置于热辊内侧。通过在线圈中通入高频电流产生交变磁场，辊体表面产生感应电流，由于电流短路，形成若干的小涡流从而发热。其中线圈安装在辊筒外部的热辊，存在电磁泄漏问题，对周围造成电磁污染。线圈安装在辊筒内部是一种进步。这种方式对内部加热器的要求比较严格，要求能够耐高温，材料选用耐温材料。这种方式不对周围造成污染。

目前使用的线圈模式加热器存在一些问题，在直径和周长较大的辊筒中并不特别适用，据行业博览会中的资料显示，目前市场上的电磁热辊直径小于400mm。这是由于线圈本身的特性所决定的。

发明内容

本发明的目的在于提供电磁感应加热辊，通过改变线圈的结构等技术手段，达到适于制作直径较大的长加热辊的目的，同时为制作直径较小热辊提供另一种可行结构。

本发明的整体技术方案是：

电磁感应加热辊，包括中空结构的辊筒、沿辊筒轴向设置的中心管，设置于辊筒内侧的线圈；辊筒与中心管转动装配，中心管上固定有加热线圈骨架，加热线圈骨架的纵向截面呈圆环状，加热线圈骨架包括沿径向间隔分布且沿轴向延伸的固定板、连接于固定板与中心管之间的支撑板，耐高温多股线按回形针的旋向由外向内盘曲布设于固定板外表面，相邻固定板之间的耐高温多股线串接电连接，耐高温多股线的首尾两端自中心管的管腔引出接高频电源。

与耐高温多股线所组成线圈接触的固定板的制作材料要求具备以下特性：耐高温，不隔磁，不导电。优选可以采用石棉板、玻璃纤维板等，这样选的原因在于线圈需要通过这部分骨架形成闭合的磁回路，但是固定板本身又不能发热，所以要求不隔磁，不导电。支撑板采用铜或铝等金属制作，要求隔磁，也是为了不发热。

本发明的具体技术构造还有：

优选的技术方案是，所述的辊筒内壁设有温度传感器。温度采集装置采集的温度信号，通过外置的专用控制器处理，控制电源对温度进行调控。

优选的技术方案是，所述的固定板与辊筒内壁的最小间距＜15mm。

为保证固定板与耐高温多股线配合牢靠，优选的技术方案是，所述的固定板上开设有线槽，耐高温多股线布设于线槽中。

更为优选的技术方案是，耐高温多股线与固定板之间通过耐高温胶粘接固定。

所述的辊筒与中心管之间通过轴承转动装配。

为保证固定板的安装稳定，优选的技术方案是，所述的支撑板设于固定板前、后两端与中心管之间。

高频电源连接内部的耐高温多股线。在其周围产生交变磁场，使辊筒表面产生若干小涡流而导致辊筒发热，散发的热量被加热物带走。由于耐高温多股线本身发热较少，辊筒内温度不会上升很多。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

采用了新的加热器结构，在加热器结构上进行了创新，使得热辊结构更加合理，与传统结构加热器结构热辊相比更具有竞争性。

1、采用固定板上布设耐高温多股线的加热方式，在轴向上结构容易实现对称，因此在轴向上温度加热是平均的，这在能够保证轴向结构均衡。耐温多股线的采用，可以更好的传导高频电流，本身发热小。

2、使用新的加热器结构可以大大增加热辊制造尺寸的范围。因为传统的线圈形结构，其加热线圈电感量等特性受热辊的直径和长度影响较大，显而易见直径不同的电磁线圈的电磁特性是不同的，在制作直径较小和长度较短的辊体时采用螺线管缠绕形式的加热线圈可以满足。但是当制作直径大辊长的时候就不合适了。而本发明的结构不受辊直径的影响，由于加热器线圈本就是直线型，在长度方面也具有优势，可以把长条状的固定板做的很长，中间加支架进行固定就可以保证结构不变形，所以在制作大直径的长热辊时使用本发明的结构具有较大优势。同样适用于制作小辊。

3、在分组方式上本发明的结构更科学，传统热辊也有采用分段分组控制加热的方法，这样用多个加热器可以加大功率。用缠绕的线圈分组很明显需要在轴向上分成很多段，每一段控制需要衔接的很好，否则轴向上便不能达到均温，而热辊的一个重要的技术问题就是如何在轴向上保持温度的均衡性。使用本发明的结构，由于分组的方式不同，每一条固定板均可作为一个加热单元，根据具体情况进行删减，在轴向上始终能保持加热器结构的均衡性，在加大功率的同时也能很好的保持温度均衡性。在结构上优于缠绕线圈的方法可以更加方便控制。

4、线圈损坏之后容易维修和更换。缠绕法的线圈无论是采用一组还是多组的方法，加热线圈坏了，都需要拆开整个辊体进行更换，如果线圈采用的是一体化结构就更加麻烦。而本发明的结构在出现故障时，可直接更换故障加热单元。

5、经过试验发现使用的热辊辊筒内部的温度要低于辊筒侧壁的温度。并且辊筒两端未完全封闭，可以促进散热。辊表面温度完全可以达到传统结构电磁线圈模式电磁感应加热辊表面温度。

6、本发明加热辊内部加热装置设置合理，可以达到很好的加热效率，有效的组织磁场对辊内部零件的磁化。

7、本发明加热辊可以采用多组由固定板和耐高温多股线组成的加热器，每组加热器都可以使用独立电源，为电磁加热辊功率设计提供较好的灵活性。

附图说明

本发明的附图有：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的A-A向视图。

图3是耐高温多股线的分布结构示意图。

附图中的附图标记如下：

1、辊筒；2、固定板；3、耐高温多股线；4、中心管；5、支撑板；6、轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，但不应理解为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所作出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

本实施例的整体结构如图示，其中包括中空结构的辊筒1、沿辊筒1轴向设置的中心管4，设置于辊筒1内侧的线圈；辊筒1与中心管4转动装配，中心管4上固定有加热线圈骨架，加热线圈骨架的纵向截面呈圆环状，加热线圈骨架包括沿径向间隔分布且沿轴向延伸的固定板2、连接于固定板2与中心管4之间的支撑板5，耐高温多股线3按回形针的旋向由外向内盘曲布设于固定板2外表面，相邻固定板2之间的耐高温多股线3串接电连接，耐高温多股线3的首尾两端自中心管4的管腔引出接高频电源。

固定板2的制作材料采用石棉板，支撑板5采用铜或铝等金属制作。

所述的辊筒1内壁设有温度传感器。温度采集装置采集的温度信号，通过外置的专用控制器处理，控制电源对温度进行调控。

优选的技术方案是，所述的固定板2与辊筒1内壁的最小间距＜15mm。

固定板2上开设有线槽，耐高温多股线3通过耐高温胶粘接固定布设于线槽中。所述的辊筒1与中心管4之间通过轴承6转动装配。所述的支撑板5设于固定板2前、后两端与中心管4之间。

Claims (7)

1.电磁感应加热辊，包括中空结构的辊筒（1）、沿辊筒（1）轴向设置的中心管（4），设置于辊筒（1）内侧的线圈；其特征在于辊筒（1）与中心管（4）转动装配，中心管（4）上固定有加热线圈骨架，加热线圈骨架的纵向截面呈圆环状，加热线圈骨架包括沿径向间隔分布且沿轴向延伸的固定板（2）、连接于固定板（2）与中心管（4）之间的支撑板（5），耐高温多股线（3）按回形针的旋向由外向内盘曲布设于固定板（2）外表面，相邻固定板（2）之间的耐高温多股线（3）串接电连接，耐高温多股线（3）的首尾两端自中心管（4）的管腔引出接高频电源。

2.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的辊筒（1）内壁设有温度传感器。

3.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的固定板（2）与辊筒（1）内壁的最小间距＜15mm。

4.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的固定板（2）上开设有线槽，耐高温多股线（3）布设于线槽中。

5.根据权利要求1或4所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的耐高温多股线（3）与固定板（2）之间通过耐高温胶粘接固定。

6.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的辊筒（1）与中心管（4）之间通过轴承（6）转动装配。

7.根据权利要求1所述的电磁感应加热辊，其特征在于所述的支撑板（5）设于固定板（2）前、后两端与中心管（4）之间。

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