CN110167224B - 一种稳流电磁加热装置及电磁加热辊 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳流电磁加热装置，包括金属内管，套装在金属内管外的矽钢片筒，所述金属内管两端设置有内管支撑轴，其特征在于：所述矽钢片筒外部并行绕装有三组感应线圈，每组感应线圈的电源接线头穿过矽钢片筒后穿入金属内管，并从内管支撑轴的内孔穿出。本发明所述的稳流电磁加热装置，采用三相电接法使得电流稳定，同时辊体加热均匀。

Description

一种稳流电磁加热装置及电磁加热辊
技术领域
本发明涉及电磁加热装置，具体涉及一种稳流电磁加热装置及电磁加热辊。
背景技术
电磁加热辊是根据电磁感应加热金属的原理制成的加热辊，与传统的导热油加热辊，电加热辊相比，电磁加热辊具有节能高效，温度控制精度高，工作温度范围广的优点，且占地面积小，环境干净，使用和维修方便，故而电磁加热辊可以应用在各类片材，卷材的压延定型，纺织品，发泡材料的表面压光，薄膜与各类基材的热压复合等方面，对提升产品品质，降低能源消膏具有良好效果。
电磁加热辊的加热装置主要由感应加热电源和感应线圈组成，被加热的物体通常具有导磁特性，其加热的过程是当感应线圈通过交流电时，在线圈周围产生交变的磁场，这个交变磁场中的磁力线从一个磁极经加热物体到另一个磁极形成回路，磁力线会切割材料，在被加热物体中产生感应电动势，从而在金属材料内的小分子团内产生涡流，俗称电磁涡流，。由于被加热物体具有电阻性质，根据焦耳楞次定律，产生的电磁涡流使得材料发热。
现有的电磁加热辊都是单组感应线圈，也就是接出的电源接线头只有两根，故而在接线时只能进行两相电接法，然而在实际生产使用时，由于电磁加热辊要达到一定的功率值才能实现如此高温度，现有的两相电接法由于其电压值较小，故而会造成局部电流值特别大，从而造成整个生产车间内电流值的不稳定，影响其他区域的设备运行。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种稳流电磁加热装置，通过设置三组感应线圈可以实现三相电接法，从而稳定使用过程中的电流值，同时针对三组感应线圈造成的导热不均匀的问题，采用改进感应线圈缠绕密度以及外筒结构，从而确保加热的均匀性。
本发明揭示了一种稳流电磁加热装置，包括金属内管，套装在金属内管外的矽钢片筒，所述金属内管两端设置有内管支撑轴，所述矽钢片筒外部并行绕装有三组感应线圈，每组感应线圈的电源接线头穿过矽钢片筒后穿入金属内管，并从内管支撑轴的内孔穿出。
优选的，所述三组感应线圈的电源接线头呈星型接法或三角形接法。
优选的，每组感应线圈由电源线缠绕而成，且两端的缠绕密度为中间的两倍。
优选的，所述金属内管与矽钢片筒之间设有金属支撑环，使金属内管与矽钢片筒之间形成空腔。
一种电磁加热辊，包括稳流电磁加热装置，以及套装在稳流电磁加热装置外部的双层辊筒。
优选的，所述双层辊筒包括内筒，缠绕在内筒外表面的螺旋式导热翅片以及外筒。
优选的，所述导热翅片与外筒之间具有15~25mm空隙，使内筒与外筒之间形成传热腔体。
优选的，所述内筒与外筒之间的腔体内填充有气相导热介质，其填充量为50~60%。
优选的，所述外筒的侧壁内圆周等间隔设置有多个导热腔，每个导热腔沿外筒轴向设置，且内部填充有气相导热介质。
优选的，所述内筒，导热翅片及外筒均为磁性金属。
本发明的有益效果体现在：一种稳流电磁加热装置，具有如下有益效果：采用三组感应线圈实现三相接电，有效保障整个生产区域的电流稳定性，同时可以根据要求实现三角形或星型接法的选择，使其适配性更高；
针对三组感应线圈拼接处的电磁涡流小的问题，将感应线圈的缠绕密度进行调节，使得两侧密度为中间的双倍，可以确保整个加热装置表面电磁涡流的均匀性，配合的辊筒采用双层结构，在中间增设螺旋式导热翅片，配合填充的气相导热介质，可以均匀调节内筒产生的热量，而外筒内部设置的导热腔配合填充的导热介质也进一步确保整个辊筒的导热均匀性，使得电磁加热时整个辊体表面温度均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例中加热装置的侧剖图；
图2为本发明实施例中电磁加热辊的侧剖图；
图3为本发明实施例中双层辊筒的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明所揭示的一种稳流电磁加热装置，包括金属内管1，套装在金属内管外的三个矽钢片管2，设于金属内管两端的内管支撑轴3及绕装在每个矽钢片筒外部的感应线圈4，所述金属内管与矽钢片筒之间设有金属支撑环5，该金属支撑环使得矽钢片筒与金属内管之间形成空腔6，所述金属内管两端为封头结构，中轴线位置连接内管支撑轴，且内管支撑轴内设有与金属内管贯通的内孔7，三组感应线圈并行设置，每组感应线圈由电源线缠绕而成，其可以为均匀缠绕，然而均匀缠绕在使用时会存在两端电磁涡流小的情况，故而可以将缠绕密度设计成两端大中间小，最好两端密度为中间的两倍，可以确保感应线圈整体的电磁涡流差不多大小。
每组感应线圈对应的矽钢片筒上开设有两个第一过线孔8，对应金属内管上开设有第二过线孔9，感应线圈的两个电源接线头穿过第一过孔和第二过孔，并从内管支撑轴的内孔中穿出，三组感应线圈总共有六根接线头，在实际接线时可以采用星型接法或者三角形接法，具体根据电机的三相类型来选择。
设置三组感应线圈可以实现加热装置的三相接电，不仅增加了接入电压大小，同时确保了设备运行时的电流稳定性，然而三组感应线圈的并排设置在配合辊筒时会存在一定的表面温度不均匀的情况，就算将感应线圈缠绕密度进行调节，也只能稍作优化，还是存在不均匀的问题，根据这个问题对辊筒结构进行改进。
如图2~3所示，本发明所揭示的一种电磁加热辊，在利用上述稳流电磁加热装置的基础上，采用双层辊筒10，该双层辊筒的结构包括内筒11，缠绕在内筒外表面的螺旋式导热翅片12以及外筒13，所述内筒，导热翅片及外筒均采用磁性金属，优选铁质金属，从而可以确保在电磁涡流中迅速加热，所述导热翅片呈螺旋式缠绕在内筒外部，其缠绕密度可以均匀，也可以在感应线圈拼接处密一点，其他地方稀一点，所述导热翅片的主要作用是将内筒产生的热量进行螺旋式的导热，从而确保向外扩散的热量是均匀的，所述外筒与导热翅片之间设置15~25mm的空隙，该空隙形成的腔体称之为导热腔体14，也就是说导热翅片向外扩散的热量并不是立马传递给外筒，而是先扩散到导热腔体内，然后在逐步到外筒上，为了确保到外筒的温度均匀性好，在导热腔体内填充50~60%的气相导热介质，在达到一定温度后，这些介质气化从而布满整个腔体，使得热量更为均匀，该气相导热介质可以根据加热温度范围来选择，如气相导热油。
所述外筒的侧壁内设置多个导热腔15，这些导热腔沿轴向设置，且呈圆周等间隔分布在外筒壁内，在导热腔内注入气相导热介质，可以进一步对传递到外筒的热量以及外筒自身产生的热量进行均匀化的调节，从而使得外筒的外表面温度均匀。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (1)

1.一种电磁加热辊，包括稳流电磁加热装置，以及套装在稳流电磁加热装置外部的双层辊筒，所述稳流电磁加热装置包括金属内管，套装在金属内管外的三个矽钢片筒，所述金属内管两端设置有内管支撑轴，其特征在于：所述每个矽钢片筒外部并行绕装有一组感应线圈，所述金属内管与每个矽钢片筒之间设有金属支撑环，使金属内管与矽钢片筒之间形成空腔，所述金属内管两端为封头结构，中轴线位置连接内管支撑轴，且内管支撑轴内设有与金属内管贯通的内孔，三组感应线圈并行设置，每组感应线圈由电源线缠绕而成，且两端的缠绕密度为中间的两倍，每组感应线圈的电源接线头穿过矽钢片筒后穿入金属内管，并从内管支撑轴的内孔穿出，每组感应线圈对应的矽钢片筒上开设有两个第一过线孔，对应金属内管上开设有第二过线孔，感应线圈的两个电源接线头穿过第一过孔和第二过孔，并从内管支撑轴的内孔中穿出，所述三组感应线圈为三相接电，六根电源接线头呈星型接法或三角形接法；
所述双层辊筒包括内筒，缠绕在内筒外表面的螺旋式导热翅片以及外筒，所述内筒、导热翅片及外筒均采用磁性金属，从而确保在电磁涡流中迅速加热，所述导热翅片呈螺旋式缠绕在内筒外部，其缠绕密度是均匀分布的，或者在感应线圈拼接处密一点，其他地方稀一点；所述导热翅片的主要作用是将内筒产生的热量进行螺旋式的导热，从而确保向外扩散的热量是均匀的，所述导热翅片与外筒之间具有15～25mm空隙，使内筒与外筒之间形成传热腔体，导热翅片向外扩散的热量并不是立马传递给外筒，而是先扩散到导热腔体内，然后在逐步到外筒上，为了确保到外筒的温度均匀性好，所述内筒与外筒之间的腔体内填充有气相导热介质，其填充量为50～60％，在达到一定温度后，这些介质气化从而布满整个腔体，使得热量更为均匀，所述外筒的侧壁内设置多个导热腔，这些导热腔沿轴向设置，且呈圆周等间隔分布在外筒壁内，在导热腔内注入气相导热介质，进一步对传递到外筒的热量以及外筒自身产生的热量进行均匀化的调节，从而使得外筒的外表面温度均匀；
通过设置三组感应线圈实现三相电接法，不仅增加了接入电压大小，同时有效保障整个生产区域的电流稳定性，同时根据要求实现三角形或星型接法的选择，使稳流电磁加热装置的适配性更高；针对三组感应线圈拼接处的电磁涡流小的问题，将感应线圈的缠绕密度进行调节，使得两侧密度为中间的双倍，确保整个加热装置表面电磁涡流的均匀性，配合的辊筒采用双层结构，在中间增设螺旋式导热翅片，配合填充的气相导热介质，均匀调节内筒产生的热量，而外筒内部设置的导热腔配合填充的导热介质也进一步确保整个辊筒的导热均匀性，使得电磁加热时整个辊体表面温度均匀。
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