CN113733577A - 一种电磁感应加热夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁感应加热夹具，包括有电磁感应加热电源、手柄壳体、磁环、线圈、连接块和加热环；磁环设置在手柄壳体的内部；线圈缠绕在磁环上且线圈的两端分别通过导线与电磁感应加热电源电连接；线圈至少包括六匝；连接块套设在磁环上且与磁环配合；加热环包括有开合设计的第一半环形环和第二半环形环；第一半环形环的第一端与第二半环形环的第一端铰接，第一半环形环的第二端和第二半环形环的第二端分别与连接块伸出至手柄壳体外的两端通过一锁紧机构可拆卸连接。本发明具有开合设计的且不设置壳体的加热环，外径小，其可直接套设在管件上使用，从而可在空间狭小的位置使用，且加热环为可拆卸设置的，可更换不同尺寸的加热环。

Description

一种电磁感应加热夹具

技术领域

本发明涉及电磁感应加热技术领域,具体是涉及一种电磁感应加热夹具。

背景技术

基于法拉第电磁感应原理，电磁感应加热技术是提高交流电频率的方法，令高速变化的交变电流流过线圈会产生交变的磁力线，磁力线穿透加热对象形成回路，在其横截面内产生感应电流(即涡流)并形成热效应，使加热工件迅速发热，达到加热金属本身或者间接与金属接触的其他材料的目的的一种技术，并被广泛应用于金属的热处理领域、带磁导电金属材料的加热或非导磁非导电材料的间接加热领域。

本发明人在之前所申请的CN202799232U的一种电磁感应加热器、CN202738148U的一种电磁感应加热装置及CN203675355U的一种电磁感应聚能加热装置对于低电感(感应线圈匝数有限的情况)电磁感应线圈(负载)的制作原理进行探索，主体原理是采用隔离变压器或多级串联谐振电路与感应线圈形成负载电感，并使该整体的负载电感与电磁电源匹配，从而使低电感量(比如3-7匝，电感量在3.0-6μH)的感应线圈因为“隔离变压器及多级串联谐振电路”的串联推高了整体负载电感(可以通过调节隔离变压器的匝数比获得指定的电感量，相应降低电磁电源发生器的电路设计的要求)，从而让电磁电源发生器的“低电感线圈”感应加热工作变成可能。

时隔至今，一些从业人员也在感应线圈的制作方面展开了有益的研究，比如CN106493958B的一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具、CN106493959B的一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具以及CN204451200U的一种塑料管道电磁加热装置等。事实上，在钢塑复合管的安装领域，在室内管路的安装中，常常面临的核心问题不是加热手段，而是因为管材需要贴墙甚至嵌入墙体安装，加热夹具如果外径过大，安装位置过于狭小，没有夹具安放的空间，所以基本上不具备安装可能性或者只能勉强为之，面临安装风险(比如只有强力掰动管材)，也毫无效率可言。而现有的加热夹具的感应线圈普遍是完全设置在壳体内的，从而让壳体增大了感应线圈位置的加热夹具的尺寸，使加热夹具有时不能在较狭小空间中安放，影响了使用。

发明内容

针对以上现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种电磁感应加热夹具，其结构简单合理，且其具有开合设计的、不设置壳体的且相当于感应线圈的加热环，外径较小，加热环可直接用于套设在与钢塑复合管对应的双热熔管件外表面，从而可对钢塑复合管内的金属层进行加热，进而能够在空间狭小的位置使用，同时，该加热环为可拆卸设置的，因此可方便用于更换不同尺寸的加热环来对应用在不同尺寸的管件上，达到多规格共用的目的，降低了使用成本，提高了适用性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电磁感应加热夹具，包括有电磁感应加热电源、手柄壳体、磁环、线圈、连接块和加热环；所述磁环设置在所述手柄壳体的内部；所述线圈缠绕在所述磁环上且所述线圈的两端分别通过导线与所述电磁感应加热电源电连接，形成初级线圈；所述线圈至少包括六匝；所述连接块套设在所述磁环上且与所述磁环配合；所述加热环包括有开合设计的第一半环形环和第二半环形环；所述第一半环形环的第一端与所述第二半环形环的第一端铰接，所述第一半环形环的第二端和所述第二半环形环的第二端分别与所述连接块伸出至所述手柄壳体外的两端通过一锁紧机构可拆卸连接，所述连接块形成次级线圈。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下方案：

作为一种具体的实施例，所述连接块包括有第一连接片和第二连接片；所述第一连接片的第一端与所述第二连接片的第一端相互连接并形成有一用于套设在所述磁环上的空腔，且所述第一连接片的第二端和第二连接片的第二端分别伸出至所述手柄壳体外并间隔设置；所述第一连接片的第二端与所述第一半环形环的第二端以及所述第二连接片的第二端与所述第二半环形环的第二端均通过所述锁紧机构可拆卸连接。

进一步地，所述第一半环形环的第二端通过一设置在外侧的第三连接片与所述第一连接片的第二端连接；所述第二半环形环的第二端通过一设置在外侧的第四连接片与所述第二连接片的第二端连接；所述第一连接片的第二端与所述第三连接片以及所述第二连接片的第二端与所述第四连接片均通过所述锁紧机构可拆卸连接。

进一步地，所述锁紧机构包括有螺栓与螺帽；在所述第一连接片的第二端、所述第二连接片的第二端、所述第三连接片和所述第四连接片上分别设置有一锁孔；所述螺栓依次穿过所述第四连接片、所述第二连接片的第二端、所述第一连接片的第二端和所述第三连接片的所述锁孔后与所述螺帽连接。

进一步地，所述第一连接片的第二端与所述第二连接片的第二端之间设置有一绝缘片。

进一步地，在所述第三连接片的底面与所述第一半环形环的外侧面之间形成有一第一台阶；在所述第四连接片的顶面与所述第二半环形环的外侧面之间形成有一第二台阶；所述第一连接片的第二端和所述第二连接片的第二端匹配地插设在所述第一台阶和所述第二台阶中。

进一步地，所述第三连接片和所述第四连接片上的所述锁孔分别向外延伸至所述第三连接片的外端和所述第四连接片的外端，形成开口结构。

作为一种具体的实施例，在所述第一半环形环的外侧面和所述第二半环形环的外侧面分别设有若干条散热凸条。

作为一种具体的实施例，在所述第一半环形环与所述第二半环形环锁紧时，所述第一半环形环的第一端的端面与所述第二半环形环的第一端的端面过盈贴合。

作为一种具体的实施例，所述第一半环形环与所述第二半环形环之间锁紧所形成的通孔的直径为24mm-138mm。

作为一种具体的实施例，在所述手柄壳体上还设置有一正对所述磁环的散热风扇，且在所述手柄壳体上还设置有出风孔。

本发明的有益效果为：

本发明结构简单合理，其利用线圈配合磁环与连接块形成电流的感应输出，接着再通过连接块输出到加热环中，最后，相当于感应线圈的加热环又利用电磁感应原理对管件内的金属进行加热，以便进行熔接。由于加热环没有壳体设置且其包括有开合设计的第一半环形环和第二半环形环，加热环可直接用于套设在与钢塑复合管对应的双热熔管件的外表面，从而可对钢塑复合管内的金属层进行感应加热，加热环的外径对比传统的具有壳体的感应线圈的外径较小且又能保证正常使用，从而能够让其可以在狭小的安装位置中放置，提高了适用性；同时，由于连接块与加热环之间为可拆卸连接的，因此，其可通过将加热环卸下来更换不同尺寸的加热环，从而能够通过更换不同尺寸的加热环来用于不同尺寸的管件上，达到多规格共用的目的，降低了使用成本，提高了适用性。当然，本发明还可以用于小型工件的加热处理，例如螺丝的加热处理。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图一；

图3是本发明的局部结构示意图二。

附图标记：

1、手柄壳体；2、磁环；3、线圈；4、连接块；41、第一连接片；411、第一连接片的第一端；412、第一连接片的第二端；42、第二连接片；421、第二连接片的第二端；422、第二连接片的第二端；5、加热环；51、第一半环形环；511、第一半环形环的第一端；512、第一半环形环的第二端；52、第二半环形环；521、第二半环形的第一端；522、第二半环形环的第二端；513、第三连接片；514、第四连接片；515、第一台阶；516、第二台阶；6、螺栓；7、螺帽；8、锁孔；9、绝缘片；10、加强条；11、通孔；12、控制开关；13、出风孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明做进一步阐述，下述说明仅是示例性的，不限定发明的保护范围。

如图1-图3所示，一种电磁感应加热夹具，包括有电磁感应加热电源、手柄壳体1、磁环2、线圈3、连接块4和加热环5,；磁环2设置在手柄壳体1的内部；线圈3缠绕在磁环2上且线圈3的两端分别通过导线与电磁感应加热电源电连接，形成初级线圈；线圈3至少包括六匝，其匝数具体可根据需求来进行设置；连接块4套设在磁环2上且与磁环2配合；加热环5包括有开合设计的第一半环形环51和第二半环形环52；第一半环形环的第一端511与第二半环形环的第一端521铰接，第一半环形环的第二端512和第二半环形环的第二端522分别与连接块4伸出至手柄壳体1外的两端通过一锁紧机构可拆卸连接，连接块4形成次级线圈，而加热环5则相当于感应线圈。本发明结构简单合理，其利用线圈3配合磁环2与连接块4形成电流的感应输出，接着再通过连接块4输出到加热环5中，最后，相当于感应线圈的加热环5又利用电磁感应原理对管件内的金属进行加热，以便进行熔接。由于加热环5包括有开合设计的第一半环形环51和第二半环形环52，该加热环5可直接用于套设在与钢塑复合管对应的双热熔管件的外表面上对钢塑复合管内的金属层进行感应加热，且其并没有壳体的包裹，因此可以将其外径做小，使其对比传统的具有壳体的感应线圈的外径较小且又能保证正常使用，从而能够让其可以在狭小的安装位置中放置，提高了适用性；同时，由于连接块4与加热环5之间为可拆卸连接的，因此，其可通过将加热环5卸下来更换不同尺寸的加热环5，从而能够通过更换不同尺寸的加热环5来用于不同尺寸的管件上，达到多规格共用的目的，降低了使用成本，提高了适用性。

其中，连接块4包括有第一连接片41和第二连接片42；第一连接片的第一端411与第二连接片的第一端421相互连接并形成有一用于套设在磁环2上的空腔43，且第一连接片的第一端411与第二连接片的第一端421通过螺丝锁紧导通并连接在手柄壳体1上；第一连接片的第二端412和第二连接片的第二端422分别伸出至手柄壳体1外并间隔设置，亦即第一连接片的第二端412和第二连接片的第二端422构成了连接块4的两端；第一连接片的第二端412与第一半环形环的第二端512以及第二连接片的第二端422与第二半环形环的第二端522均通过锁紧机构可拆卸连接。通过以上设置能够方便让连接块4与加热环5的连接导通。

具体地说，如图3所示，第一连接片的第一端411与第二连接片的第一端421均具有依次连接的呈“一”字的一形部和呈“冖”的冖形部。

第一半环形环的第二端512通过一设置在外侧的第三连接片513与第一连接片的第二端412连接；第二半环形环的第二端522通过一设置在外侧的第四连接片514与第二连接片的第二端422连接；第一连接片的第二端412与第三连接片513以及第二连接片的第二端422与第四连接片514均通过锁紧机构可拆卸连接。优选的，第三连接片513与第四连接片514均为横向延伸。通过以上设置能够更进一步地方便连接块4与加热环5的连接导通，且拆装的配合更方便。

锁紧机构包括有螺栓6和螺帽7；在第一连接片的第二端412、第二连接片的第二端422、第三连接片513和第四连接片上分别设置有一锁孔8；螺栓6依次穿过第四连接片514、第二连接片的第二端422、第一连接片的第二端412和第三连接片513的锁孔8后与螺帽7连接，从而能够将上述四个部件两两对应地锁好，形成连接导通的效果。

第一连接片的第二端412与第二连接片的第二端422之间设置有一绝缘片9，从而能够防止第一连接片的第二端412与第二连接片的第二端422接触而造成短路。

在第三连接片513的底面与第一半环形环51的外侧面之间形成有一第一台阶515；在第四连接片514的顶面与第二半环形环52的外侧面之间形成有一第二台阶516；第一连接片的第二端412和第二连接片的第二端422匹配地插设在第一台阶515和第二台阶516中。通过以上设置能够让锁紧机构锁紧第三连接片513、第四连接片514、第一连接片的第二端412和第二连接片的第二端422时可以更稳定，不易松动，保证导电效果。

优选的，绝缘片9的外端向外延伸出第一连接片的第二端412和第二连接片的第二端422，以使第一半环形环51与第二半环形环52闭合时夹紧该绝缘片9的外端。

第三连接片513和第四连接片514上的锁孔8分别向外延伸至第三连接片513的外端和第四连接片514的外端，形成开口结构，从而能够让第一半环形环51和第二半环形环52可以方便拆装，在拆卸时，由于上述两个锁孔8为开口结构的，因此，只需将螺帽7松开后即可将手柄壳体1进行水平移动，从而能够让加热环5与螺栓6脱离，并不需要完全拆出螺栓6和螺帽7，方便了使用，同理，在安装时，只需将锁孔8对准螺栓6后即可插入，然后再将螺帽7拧好即可。

在第一半环形环51的外侧面和第二半环形环52的外侧面分别设有若干条散热凸条10，在本实施例中，该散热凸条10的数量为均匀分布的多条。通过设置散热凸条10可以在加强加热环5刚度的同时，可以方便增大散热面积，以提高散热效果。

在第一半环形环51与第二半环形环52锁紧时，第一半环形的第一端511的端面与第二半环形环的第一端521的端面过盈贴合，从而能够保证加热环5的导电面积足够大，导电更稳定。

在第一半环形环的第一端511的外侧面设有两个空心的第一连接柱；在第二半环形环的第一端521的外侧面设有一个空心的第二连接柱；该第二连接柱卡置于两个第一连接柱之间，且两个第一连接柱与第二连接柱之间通过一插销转动连接，从而形成铰接结构。

第一半环形环51与第二半环形环52之间锁紧所形成的通孔11的直径为24mm-138mm。具体地说，为了迎合不同尺寸的管件，该通孔11的直径一般有28.5±2mm、35mm±3mm、42mm±3.5mm、55mm±4mm、65mm±4mm和79mm±4mm等尺寸。

连接块4的宽度为8mm-100mm，具体地说，第一连接片41和第二连接片42的宽度均为8mm-100mm，其具体所需要使用的尺寸可以根据实际需要并配合磁环2进行调整。

优选的，加热环5的材料可选用金、银、铜，出于成本的考虑，优先选用铜制作。

优选的，磁环3为闭合圆形磁环。

优选的，在手柄壳体1内还设有一连接在线圈3与电磁感应加热电源之间的控制开关12。

优选的，在手柄壳体1上设置有一散热风扇(图中未示)，且在手柄壳体1上还设置有出风孔13，从而能够带走手柄壳体1内部零部件工作过程中所产生的热量。

为了方便时生产制作，第三连接片513与第一半环形环51一体成型，第四连接片514与第二半环形环51一体成型。

下面介绍本发明的使用原理，以便了解本发明：

首先，将需要使用的对应尺寸的加热环5打开，并套设在对应的需要熔接的钢塑复合管与双热熔管件上，接着闭合加热环5后与连接块4连接并锁好，使第一连接片的第二端412与第三连接片513接触，而第二连接片的第二端422与第四连接片514接触，且第一半环形环51与第二半环形环52夹紧绝缘片9的外端；接着，将电磁感应加热电源连接好，并将控制开关12打开；电流通过线圈3配合磁环2感应到连接块4和加热环5，从而产生磁场，进而让钢塑复合管内部的金属层的内部产生涡流，使其温度升高，当金属温度达到包覆于金属外层的塑料的融化温度时，塑料开始融化并使钢塑复合管与双热熔管件紧密熔接在一起，在工作过程中，散热风扇同步进行散热。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (11)

1.一种电磁感应加热夹具，其特征在于：

包括有电磁感应加热电源、手柄壳体、磁环、线圈、连接块和加热环；所述磁环设置在所述手柄壳体的内部；所述线圈缠绕在所述磁环上且所述线圈的两端分别通过导线与所述电磁感应加热电源电连接，形成初级线圈；所述线圈至少包括六匝；所述连接块套设在所述磁环上且与所述磁环配合；所述加热环包括有开合设计的第一半环形环和第二半环形环；所述第一半环形环的第一端与所述第二半环形环的第一端铰接，所述第一半环形环的第二端和所述第二半环形环的第二端分别与所述连接块伸出至所述手柄壳体外的两端通过一锁紧机构可拆卸连接，所述连接块形成次级线圈。

2.根据权利要求1所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述连接块包括有第一连接片和第二连接片；所述第一连接片的第一端与所述第二连接片的第一端相互连接并形成有一用于套设在所述磁环上的空腔，且所述第一连接片的第二端和第二连接片的第二端分别伸出至所述手柄壳体外并间隔设置；所述第一连接片的第二端与所述第一半环形环的第二端以及所述第二连接片的第二端与所述第二半环形环的第二端均通过所述锁紧机构可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述第一半环形环的第二端通过一设置在外侧的第三连接片与所述第一连接片的第二端连接；所述第二半环形环的第二端通过一设置在外侧的第四连接片与所述第二连接片的第二端连接；所述第一连接片的第二端与所述第三连接片以及所述第二连接片的第二端与所述第四连接片均通过所述锁紧机构可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述锁紧机构包括有螺栓与螺帽；在所述第一连接片的第二端、所述第二连接片的第二端、所述第三连接片和所述第四连接片上分别设置有一锁孔；所述螺栓依次穿过所述第四连接片、所述第二连接片的第二端、所述第一连接片的第二端和所述第三连接片的所述锁孔后与所述螺帽连接。

5.根据权利要求4所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述第一连接片的第二端与所述第二连接片的第二端之间设置有一绝缘片。

6.根据权利要求5所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

在所述第三连接片的底面与所述第一半环形环的外侧面之间形成有一第一台阶；在所述第四连接片的顶面与所述第二半环形环的外侧面之间形成有一第二台阶；所述第一连接片的第二端和所述第二连接片的第二端匹配地插设在所述第一台阶和所述第二台阶中。

7.根据权利要求4所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述第三连接片和所述第四连接片上的所述锁孔分别向外延伸至所述第三连接片的外端和所述第四连接片的外端，形成开口结构。

8.根据权利要求1所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

在所述第一半环形环的外侧面和所述第二半环形环的外侧面分别设有若干条散热凸条。

9.根据权利要求1所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

在所述第一半环形环与所述第二半环形环锁紧时，所述第一半环形环的第一端的端面与所述第二半环形环的第一端的端面过盈贴合。

10.根据权利要求1所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

所述第一半环形环与所述第二半环形环之间锁紧所形成的通孔的直径为24mm-138mm。

11.根据权利要求1所述的电磁感应加热夹具，其特征在于：

在所述手柄壳体上还设置有一正对所述磁环的散热风扇，且在所述手柄壳体上还设置有出风孔。

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