CN105072728A - 一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，由电磁感应加热包、温度传感器组成，其特征在于：所述的电磁感应加热包由保护壳体、高频电磁感应体及保温层组成，电磁感应加热包环包于料筒外表，所述的料筒为导电材料；所述的高频电磁感应体为可开合的管状结构。本发明有效地解决了现有技术存在的能耗高、效率低、存在安全隐患、对温度的控制精度达不到工艺要求，环境温度高，电磁泄露而影响周边环境的设备正常运行、或对人造成身体伤害等问题。从而高效、节能、温度控制精度可达1℃、运行成本低、维修量少、工作环境温度适中舒适、对外电磁泄露极少、对周边环境无电磁污染、环保。

Description

一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置

技术领域

本发明涉及导电体管线中的流体加热、钢料筒内塑胶加热或低熔点导电材料的加热熔炼的技术领域，特别指一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置。

背景技术

目前，在高寒地区，野外钢管输油管线，特别是稠油输送，虽在管线外包有隔热层，因冰冻而使管线堵塞的事情常有发生。在塑胶等行业，由于注塑或挤塑工艺的需求，塑胶原料需在有限的钢料筒长度内由低温加热到满足注塑或挤塑工艺要求的高温完成在末端喷嘴射出。现在常用的技术方法是采用发热电阻丝包裹加热或采用陶瓷红外线管包裹加热。这些技术和方法或多或少存在不足，有的能耗高、有的存在安全隐患、有的对温度的控制精度达不到工艺要求，有的致使环境温度大幅度升高而不环保。当然现在也有用电磁感应加热的，但由于技术局限仍有温度控制精度难以满足要求、电磁泄露而影响周边环境的设备正常运行、或对人造成身体伤害，因而工业实际应用很少。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进、创新，提供一种结构更优异的磁屏蔽管式电磁感应加热装置。本发明希望解决以往技术存在的能耗高、效率低、有的存在安全隐患、有的对温度的控制精度达不到工艺要求，有的致使环境温度大幅度升高而不环保；现有电磁感应加热温度控制精度难以满足要求、电磁泄露而影响周边环境的设备正常运行、或对人造成身体伤害等问题。

本发明采用的技术方案是：一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，由电磁感应加热包、温度传感器组成，其特征在于：所述的电磁感应加热包由保护壳体、高频电磁感应体及保温层组成，电磁感应加热包环包于料筒外表，所述的料筒为导电材料；所述的高频电磁感应体为可开合的管状结构，由高频铁芯组、连接销和电磁线圈组组成，高频电磁感应体绕连接销可开可合，合则为闭合管状。

本发明所述的高频铁芯组含磁极和磁轭，所述的磁轭为一封闭管状结构，所述的磁极为磁轭内柱面向内长出的凸起，所述的磁极数量为偶数；所述的高频铁芯组由多个半环状结构的高频铁芯片经圆柱陈列层叠而成。

所述的高频铁芯片的内环面至少长有1处向内凸起的磁极，所述的高频铁芯片为高电阻高导磁材料。

所述的电磁线圈组包裹在所述的磁极外表；所述的磁轭环包着电磁线圈组。

所述的保护壳体开有散热槽孔。

本发明所述的一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，给所述的高频电磁感应体提供携便中频或高频电源，将所述的高频电磁感应体包裹在野外的金属输油管线或金属输水管线外表，短时即可对输送管线内的液体加热解冻，快速疏通因局部冰冻而引起的管线堵塞。

本发明所述的一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：将电磁感应加热包包裹在注塑机或挤塑机的金属料筒外表，可取代现有的电阻丝加热或红外管加热对料筒内的塑胶实施电磁感应加热。

本发明的有益效果：

本发明磁屏蔽管式电磁感应加热装置，采用中、高频电磁感应加热的无热源感应加热技术；中、高频电磁感应加热速度快，效率高，环境无高温，不漏电，是最安全的防爆电加热方式；同时因采用国家环保总局规定的频率范围，所以对人体无害。

本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置采用中、高频电磁感应加热方式，电磁感应加热包包裹在金属料筒外表，受电磁感应金属料筒发热直接传导给料筒内的待加热物料。节电效果好：与目前采用的电热圈相比，节电至少达40％以上。由于本发明采用可开合结构的高频电磁感应体，安装方便，并在管道和高频电磁感应体之间加隔热层，更好地提高了热效率和保温效果，使工作环境温度适中舒适。本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置功率密度大：本发明如用于朔胶压力成型加工的物料加热工艺中，则单个电磁感应加热包可替代原2－3个电热圈。本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置运行成本低，维修量少。

本发明的高频电磁感应体，采用创造性的封闭管状磁轭与向内凸起的聚磁磁极结构设置。本发明的高频铁芯采用向内凸起的聚磁磁极结构设置，自身磁极成对配置，任意相邻两极极性相异，磁极的聚磁使电磁感应线圈组产生的高频交变磁场经磁极聚磁导向高密度传递到金属料筒，内部磁路始终畅通无阻。有研究表明：在电磁感应加热中，增加聚磁磁极，对同样的金属被加热体，在单位时间内获得同样的热能，所需的激磁电功率下降约25%，同时电磁线圈损耗电功率降低约90%。因此，本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置效率高节能效果极为显著。本发明的高频电磁感应体采用封闭管状磁轭设置，磁回路高度闭合形成高效的磁屏蔽墙、高频电磁感应体对外电磁泄露极少，本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置对周边环境无电磁污染，环保，彻底解决了现有感应加热技术中漏磁大、污染环境的问题。

本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置有效地解决了现有技术存在的能耗高、效率低、存在安全隐患、对温度的控制精度达不到工艺要求，环境温度高，电磁泄露而影响周边环境的设备正常运行、或对人造成身体伤害等问题。从而高效、节能、温度控制精度可达1℃、运行成本低、维修量少、工作环境温度适中舒适、对外电磁泄露极少、对周边环境无电磁污染、环保。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1截面示意图；

图3为高频电磁感应体的结构示意图；

图4为高频铁芯片结构示意图；

图5为本发明的工作磁路分布示意图。

具体实施方式

由图1、图2可知：本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，主要由电磁感应加热包1、温度传感器2组成。所述的电磁感应加热包1主要由保护壳体11、高频电磁感应体12及保温层13组成。所述的电磁感应加热包1环包于料筒外表，所述的料筒为导电材料。给所述的电磁感应加热包1提供中频或高频交流电流，在料筒内产生中频或高频涡流对料筒进行电磁感应加热从而加热料筒内的物料。

由图3、图4可知：本发明的高频电磁感应体12由高频铁芯组121、连接销123和电磁线圈组122组成；所述的高频电磁感应体12为可开合的管状结构，高频电磁感应体12绕连接销123可开可合，合则为闭合管状。本发明的高频铁芯组121由多个高频铁芯片1211经圆柱陈列层叠而成。所述的高频铁芯片1211为半环状结构，其内环面至少长有1个向内凸起的磁极1211a；所述的高频铁芯片1211为烧结或粉末冶金而成的高电阻高导磁材料。所述的高频铁芯组121其特征还在于：其内柱面生长有至少2处向内凸起的磁极121a，所述的磁极121a数量为偶数，所述的磁极121a为高频铁芯片1211磁极1211a的层叠。所述的高频铁芯组121包含磁极121a和磁轭121b，所述的磁轭121b为一封闭管状结构。

本发明的高频电磁感应体12，其特征还在于：所述的电磁线圈组122包裹在所述的高频铁芯组121的磁极121a外表。所述的磁轭121b包裹着电磁线圈组122。

本发明的电磁感应加热包1为可开合的管状结构。本发明的保护壳体11开有散热槽孔。本发明的保温层13采用高温陶瓷纤维隔热材料或节能纳米微孔隔热材料有效地隔断了料筒因感应发热的有效热能向外辐射，使环境温度始终保持适宜。

本发明的一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：给本发明的高频电磁感应体12提供携便中频或高频电源，将本发明的高频电磁感应体12包裹在野外的输油管线或输水管线外表，短时即可对输送管线内的液体加热解冻，快速疏通因局部冰冻而引起的管线堵塞。

本发明的一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：将本发明的电磁感应加热包1包裹在注塑机或挤塑机的料筒外表，可取代现有的电阻丝加热或红外管加热。

本发明的高频电磁感应体12是本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置的核心。本发明的高频铁芯组121的磁轭121b为一封闭管状结构并包裹着电磁线圈组122，因磁轭121b的优良的高频特性（高导磁性和高电阻），磁轭121b成为阻挡高频电磁感应体12产生的高频交变磁场向外非工作环境辐射而泄露的有效屏障，形成优良的磁屏蔽而自身的涡流发热损耗极少。本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置工作时，工作环境温度适中舒适、对外电磁泄露极少电磁感应热效率极高、对周边环境无电磁污染、节能环保。

本发明的高频铁芯组121的磁极121a和磁轭121b通磁面积理想匹配设置（使流过磁极截面的磁通量累积与流过铁芯截面的磁通量相当），最大程度的提高高频铁芯组121的材料利用率，始终保持磁回路的畅通无阻。如图5所示，因此，本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置能发挥最优的磁效率和热效率，达到最优的节能效果，即高效节能；具有精确的加热深度和加热区域，温度易于控制。本发明采用可开合的高频电磁感应体结构设置，安装维护更为简洁、方便。

本发明磁屏蔽管式电磁感应加热装置，采用中、高频电磁感应加热的无热源感应加热技术；中、高频电磁感应加热速度快，效率高，采用有效地保温隔热层，环境无高温，不漏电，是最安全的防爆电加热方式；同时因采用国家环保总局规定的频率范围，所以对人体无害。

本发明磁屏蔽管式电磁感应加热装置的核心高频电磁感应体12，采用创造性的封闭管状磁轭121b与向内凸起的聚磁磁极121a结构设置，采用烧结或粉末冶金而成的高电阻高导磁的高频磁性材料。本发明的高频铁芯组121采用向内凸起的聚磁磁极121a结构设置，自身磁极121a成对配置，磁极121a的聚磁使电磁线圈组122产生的高频交变磁场经磁极121a聚磁导向高密度传递到金属料筒，内部磁路始终畅通无阻。有研究表明：在电磁感应加热中，增加聚磁磁极，对同样的金属被加热体，在单位时间内获得同样的热能，所需的激磁电功率下降约25%，同时电磁线圈损耗电功率降低约90%，且高频铁芯组121采用烧结或粉末冶金而成的高电阻高导磁的高频磁性材料的层叠结构，自身涡流热损耗极少。因此，本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置效率高节能效果极为显著。本发明的高频电磁感应体采用封闭管状磁轭121b设置，磁回路高度闭合形成高效的磁屏蔽墙、高频电磁感应体12对外电磁泄露极少。本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置对周边环境无电磁污染，环保，彻底解决了现有感应加热技术中漏磁大、污染环境的问题。本发明的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，温度控制精度可达1℃、运行成本低、维修量少。本发明的一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，高效、节能、温度控制精准、无电磁污染、绿色环保。

本发明的原理：本发明磁屏蔽管式电磁感应加热装置是利用电磁感应原理将电能转换为热能的能量转换装置，当高速变化的（2-30KHz）交流电流通过电磁线圈组122时，电磁线圈组122会产生高速变化的交变磁场，电磁线圈组122内的交变磁场通过高频铁芯组121的磁极121a聚磁导向透过保温层13到金属料筒层(导磁又导电材料)，在金属料筒内产生无数的小涡流，使金属料筒本身因感生高频涡流自行发热，然后通过金属料筒传导热量来完成给料筒内的液态或固态物料加热。

本发明的原理源自以下基础认知：电流流过导体具有热效应；铁磁物质在交变磁通下具有磁滞损耗引起的热效应；空气对磁是一种导体，而且不会饱和；静态磁场B对被加热体没有影响；磁性材料导磁能力在一定温度下、一定磁强范围内是空气的几百、几千倍甚至上万倍；磁性材料可以将线圈内产生的磁通聚磁集中传导，也可以聚焦传导，从而降低了磁场发散，提高能量密度，减少漏磁影响；借助磁性材料可以提高感应空间内的磁感应强度、磁强速率，磁性材料会饱和而且有一定的损耗，会发热。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种磁屏蔽管式电磁感应加热装置，由电磁感应加热包（1）、温度传感器（2）组成，其特征在于：所述的电磁感应加热包（1）由保护壳体（11）、高频电磁感应体（12）及保温层（13）组成，电磁感应加热包（1）环包于料筒外表，所述的料筒为导电材料；所述的高频电磁感应体（12）为可开合的管状结构，由高频铁芯组（121）、连接销（123）和电磁线圈组（122）组成，高频电磁感应体（12）绕连接销（123）可开可合，合则为闭合管状。

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：所述的高频铁芯组（121）含磁极（121a）和磁轭（121b），所述的磁轭（121b）为一封闭管状结构，所述的磁极（121a）为磁轭（121b）内柱面向内长出的凸起，所述的磁极（121a）数量为偶数；所述的高频铁芯组（121）由多个半环状结构的高频铁芯片（1211）经圆柱陈列层叠而成。

3.根据权利要求1所述的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：所述的高频铁芯片（1211）的内环面至少长有1处向内凸起的磁极（1211a），所述的高频铁芯片（1211）为高电阻高导磁材料。

4.根据权利要求1所述的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：所述的电磁线圈组（122）包裹在所述的磁极（121a）外表；所述的磁轭（121b）环包着电磁线圈组（122）。

5.根据权利要求1所述的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：所述的保护壳体（11）开有散热槽孔。

6.根据权利要求1所述的磁屏蔽管式电磁感应加热装置，其特征在于：给高频电磁感应体（12）提供携便中频或高频电源，用于野外的输油管线或输水管线的局部加热，短时即可对输送管线内的液体加热解冻，快速疏通因局部冰冻而引起的管线堵塞。