CN113963884A - 电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，包括半圆叠片，半圆叠片依次经第一1/4圆叠片、连接片和第二1/4圆叠片连接构成单匝线圈，多个单匝线圈叠放在一起组成多匝线圈，多匝线圈在半圆叠片与第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片的交界处分离，将线圈分成两部分，多匝线圈的输入端和输出端分别通过引入片和引出片连接对应电路，多匝线圈的上下两端分别设置有环氧外壳，环氧外壳上设置有控制多匝线圈开合的连接孔。本发明实现了电磁脉冲成形线圈的可开合，提高了管件电磁成形时的灵活性与可操作性。

Description

电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈

技术领域

本发明属于材料塑性成形的电磁脉冲成形技术领域，具体涉及一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈。

背景技术

电磁脉冲成形是一种利用电磁能对金属工件进行加工的技术。利用电容器对电磁加工线圈放电，在线圈内部产生强磁场。金属管件位于线圈内部的强磁场区域内，在管件中会感应出电流，使管件在磁场中受到磁场力的作用，从而发生形变。在放电能量和碰撞速度足够大的情况下，电磁脉冲可实现两个管件之间的焊接。外管在磁场力的作用下高速碰撞内管，可实现碰撞处在分子水平上的连接，达到焊接的效果。

放电线圈是电磁脉冲成形技术中最核心的部件之一，在电磁脉冲成形中，放电线圈的结构和机械强度对于其使用寿命至关重要。目前，放电线圈大多为一体式结构，采用扁铜线绕制或是机器切割而成，在电磁脉冲成形时存在机械强度不足、容易变形等缺陷。采用叠片式结构能够提高线圈的机械强度，延长线圈的使用寿命。

在电缆中间导体连接管加工过程中，由于电缆长度较长，不易放入工作区，且加工完成后不易取出，传统一体式电磁脉冲成形线圈难以实现加工电缆中间导体连接管的加工。可开合式的线圈能够解决这一问题，方便管件的拿取，提高电磁脉冲成形的加工效率。

现有一种压接电缆中间接头连接管的电磁脉冲成形装置中，成形线圈为可开合式结构，放电线圈由上盘形线圈和下盘形线圈组成，上盘形线圈的底面设有第一凹槽，下盘形线圈的顶面设有第二凹槽，在第一凹槽和第二凹槽处形成用于产生强磁场的环流。但是由于上盘形线圈和下盘形线圈之间的电流相互独立，线圈的能量利用率不高，且螺旋线形线圈加工困难、机械强度不高，难以满足实际工程的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，解决较长工件不易放置进线圈工作区的问题，提高了长杆工件电磁成形时的加工效率。

本发明采用以下技术方案：

电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，包括半圆叠片，半圆叠片与第一1/4圆叠片、连接片和第二1/4圆叠片连接构成单匝线圈，多个单匝线圈叠放组成多匝线圈，多匝线圈在半圆叠片与第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片的交界处分离，将多匝线圈分成两部分，多匝线圈的输入端和输出端分别通过引入片和引出片连接对应电路，多匝线圈的上下两端分别设置有环氧外壳，环氧外壳上设置有控制多匝线圈开合的连接孔。

具体的，半圆叠片为半匝线圈，每个半圆叠片的两侧设置有凹槽，用于连接第一1/4圆叠片和第二1/4圆叠片。

具体的，第一1/4圆叠片为1/4圆结构，两侧对应设置有第一连接部与第二连接部，第一连接部与半圆叠片连接，第二连接部与相邻单匝线圈的连接片连接。

具体的，第二1/4圆叠片的两侧对应设置有第三连接部和第四连接部，第三连接部与半圆叠片连接，第四连接部与连接片连接，第四连接部的厚度小于第三连接部的厚度。

进一步的，每匝线圈的连接片通过一侧的凸台与第二1/4圆叠片连接，另一侧与第一1/4圆叠片之间形成第一间隙。

更进一步的，上下两匝线圈之间通过对应的连接片连接在一起，连接片一侧的凸台与第二1/4圆叠片连接，另一侧与下一匝的第一1/4圆叠片连接，形成连接处；连接片与下一匝线圈的第二1/4圆叠片处形成第二间隙，第二间隙的间隙距离在通电过程中不被击穿。

具体的，多匝线圈的圆心处设置有圆形结构的工作通孔，多匝线圈的中部及侧边分别设置有贯穿多匝线圈上下两端的通孔。

具体的，环氧外壳包括第一上盖片、第一下盖片、第二上盖片和第二下盖片，第一上盖片和第一下盖片分别位于多匝线圈上下两侧半圆叠片的外侧，通过螺纹杆与半圆叠片固定组成多匝线圈的一半；第二上盖片和第二下盖片分别位于多匝线圈上下两侧第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片与连接片组合结构的外侧，通过螺纹杆固定组成多匝线圈的另一半。

进一步的，多匝线圈的匝与匝之间由绝缘片分隔，绝缘片的形状与多匝线圈匝与匝之间的空隙形状相同。

进一步的，多匝线圈的一半与另一半之间相互分离。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，线圈为叠片式线圈，半圆叠片、第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片和连接片均为叠片式结构，每匝线圈之间的绝缘片也为叠片式结构，叠片之间相互组合形成多匝线圈；叠片式结构加工简单，单个叠片可单独加工，解决了多匝线圈不易整体加工的问题。

进一步的，半圆叠片为半匝线圈，每个半圆叠片的两侧设置有凹槽，用于连接第一1/4圆叠片和第二1/4圆叠片，凹槽用于开合线圈的分离，并且凹槽增加了半圆叠片与第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片之间的接触面积，有利于电磁脉冲成形过程中线圈的通流。

进一步的，第一1/4圆叠片为1/4圆结构，第一连接部与半圆叠片连接，开合线圈在此处分离成两部分，第二连接部与相邻单匝线圈的连接片连接，使每匝线圈之间连通。

进一步的，第二1/4圆叠片的两侧对应设置有第三连接部和第四连接部，第三连接部与半圆叠片连接，开合线圈在此处分离成两部分，第四连接部与连接片连接，第四连接部的厚度比第三连接部小，使第二1/4圆叠片不与相邻单匝线圈的连接片接触，保证相邻单匝线圈只存在第一1/4圆叠片与连接片的接触。

进一步的，每匝线圈都有一个的连接片，连接片通过一侧的凸台与第二1/4圆叠片连接，另一侧与第一1/4圆叠片之间形成第一间隙，保证每匝线圈的第一1/4圆叠片、半圆叠片、第二1/4圆叠片和连接片之间依次连接，同时第一间隙的存在避免了单匝线圈首尾相连。

进一步的，上下两匝线圈之间通过对应的连接片连接在一起，连接片一侧的凸台与第二1/4圆叠片连接，另一侧与下一匝的第一1/4圆叠片连接，形成连接处，保证了相邻两匝线圈在连接处接触，形成类似于螺旋状线圈的结构；连接片与下一匝线圈的第二1/4圆叠片处形成第二间隙，相邻两匝线圈在第二间隙处不接触，使得相邻两匝线圈只在连接处接触，只有一个接触点。

进一步的，多匝线圈圆心处有圆形通孔，为电磁脉冲成形的工作区，中部及侧边有圆形及半圆形通孔，用于安装螺柱，由于在电磁成形过程中线圈的受力很大，通过多个螺柱安装螺母的方式固定叠片式线圈，能够保证叠片式线圈的结构稳定性。

进一步的，线圈上下两端有环氧外壳，便于线圈的安装和移动。

进一步的，绝缘片位于多匝线圈的匝与匝之间，起到绝缘和支撑的作用。

进一步的，多匝线圈的一半与另一半之间能够相互分离，在加工长度较长的工件时，方便工件的拿取。

综上所述，本发明实现了电磁脉冲成形线圈的可开合，电磁脉冲成形对长杆形工件加工时，先打开开合式线圈，将长杆形工件放入线圈的工作区，再将开合式线圈的两部分闭合，提高了管件电磁成形时的灵活性与可操作性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为一匝线圈结构示意图；

图2为两匝线圈结构示意图；

图3为半圆叠片结构示意图；

图4为1/4圆叠片示意图，其中，(a)为第一1/4圆叠片示意图，(b)为第二1/4圆叠片示意图；

图5为连接片结构示意图；

图6为有引入片和引出片的多匝线圈结构示意图；

图7为在分开状态下的线圈示意图；

图8为线圈的通孔与连接孔示意图。

其中：1.半圆叠片；101.凹槽；2.第一1/4圆叠片；201.第一连接部；202.第二连接部；3.第二1/4圆叠片；301.第三连接部；302.第四连接部；4.连接片；401.第一间隙；402.凸台；403.第二间隙；404.连接处；5.引入片；6.引出片；7.工作通孔；8.绝缘片；9.第一上盖片；10.第一下盖片；11.第二上盖片；12.第二下盖片；13.连接孔；14.通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，将半圆叠片、第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片和连接片顺序排列组成单匝线圈，单匝线圈叠放在一起组成多匝线圈，引入片和引出片位于多匝线圈的输入端与输出端用于连接电路，多匝线圈在半圆叠片与第一1/4圆叠片、第二1/4圆叠片的交界处分离，使线圈分成两部分；本发明利用叠片式结构组成线圈，加工简单，且具有较高的机械强度，线圈的两部分之间易于分离，便于电缆中间导体连接管的安装及取出，提高了管件电磁脉冲成形时的灵活性与可操作性。

请参阅图6，本发明一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，包括半圆叠片1、第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3、连接片4、引入片5和引出片6。

半圆叠片1、第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3与连接片4通过顺序排列组成单匝线圈，单匝线圈叠加在一起组成多匝线圈，多匝线圈圆心处有圆形的工作通孔7，为电磁脉冲成形的工作区，中部及侧边有圆形及半圆形通孔14用于安装螺柱。

在多匝线圈的输入端，第一匝线圈没有第一1/4圆叠片，采用引入片5替代；在多匝线圈的输出端，即最后一匝线圈没有第二1/4圆叠片3和连接片4，由引出片6替代，引入片5在第一1/4圆叠片2的基础上多出接线引脚，引出片6在第二1/4圆叠片3的基础上多出接线引脚。

请参阅图8，在线圈上有多个贯穿上下两端的通孔14，通孔14贯穿半圆叠片1、第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3和环氧外壳，用于叠片式线圈的固定。

请参阅图3，半圆叠片1为半匝线圈，每个半圆叠片的两侧设置有凹槽101，用于连接第一1/4圆叠片2和第二1/4圆叠片3。

请参阅图4(a)，第一1/4圆叠片2为1/4圆结构，两侧对应设置有第一连接部201与第二连接部202，第一连接部201与半圆叠片1连接，第二连接部202与相邻单匝线圈的连接片4连接。

请参阅图4(b)，第二1/4圆叠片3的形状与第一1/4圆叠片2相似，两侧对应设置有第三连接部301和第四连接部302，第三连接部301与半圆叠片1连接，第四连接部302与连接片4连接，第四连接部302的厚度小于第三连接部301的厚度，本实施例选取第四连接部302的厚度比第三连接部301厚度小0.5mm，产生两匝线圈之间的第二间隙403用于分离两匝线圈；保证第二间隙403的间隙距离在通电过程中不会电击穿。

请参阅图1和图4，半圆叠片1、第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3与连接片4连接在一起构成一匝线圈，连接片4通过一侧的凸台402与第二1/4圆叠片3连接，连接片4的另一侧与第一1/4圆叠片2之间形成第一间隙401。

请参阅图2，两匝线圈之间通过连接片4上下连接在一起，连接片4一侧的凸台402与第二1/4圆叠片3连接，另一侧与下一匝的第一1/4圆叠片连接，形成连接处404。由于第二1/4圆叠片的凹槽302深度更大，在连接片4与下一匝线圈的第二1/4圆叠片处形成第二间隙403。

请参阅图7，环氧外壳包括第一上盖片9、第一下盖片10、第二上盖片11和第二下盖片12。

第一上盖片9和第一下盖片10分别位于半圆叠片1结构的上下两端，通过螺纹杆与半圆叠片1固定在一起，组成开合式线圈的一半；第二上盖片11和第二下盖片12位于第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3与连接片4组合结构的两端，通过螺纹杆固定在一起，组成多匝线圈的另一半，多匝线圈的一半与另一半之间可以相互分离。

多匝线圈的匝与匝之间由绝缘片8分隔，绝缘片的形状与多匝线圈匝与匝之间的空隙形状相同，能够填补每匝线圈之间的间隙，起到绝缘和支撑的作用。

本发明的多匝线圈为可开合线圈，通过连接孔13控制多匝线圈的打开与闭合。连接孔13由螺纹杆固定，安装连接孔13处的螺纹杆，多匝线圈闭合，拆卸连接孔13处的螺纹杆，线圈打开。

本发明电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈的工作原理为：

线圈通过多个叠片结构的相互组合连接，形成类似于一体式线圈的螺旋结构，针对不同的工作状况，通过调节叠片的多少改变线圈的匝数，使线圈参数满足不同工作状况下电磁脉冲成形的具体要求。将引入片于引出片分别与外电路连接，使外电路放电时有脉冲电流流过线圈，由于电磁感应原理，在工作区中产生强磁场，磁场中的工件受到电磁力的作用产生形变，完成电磁脉冲对工件的成形加工。加工完成后，将可开合线圈打开成两部分，取出工件。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述根据本申请实施例的管件电磁脉冲成形用的开合式线圈的组装方式：

S1、排列线圈叠片；

将半圆叠片1和绝缘片8顺序摆放好，多个半圆叠片1与绝缘片8叠加在一起；将第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3、连接片4和绝缘片8顺序摆放好，将引入片5摆放至第一匝线圈处，引出片6摆放至最后一匝线圈处。

S2、固定外壳，组成可分离的两部分；

将第一上盖片9、第一下盖片10放置在由半圆叠片结构的上下两端，通过螺纹杆固定，组成线圈的一半；将第二上盖片11和第二下盖片12放置在第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3、连接片4组成的结构的上下两端，通过螺纹杆固定，组成线圈的另一半。

S3、连接两部分线圈；

将螺纹杆安装在连接孔13处，固定线圈的两部分。打开线圈时，拆卸掉连接孔13处的螺纹杆，线圈即可分离。

本实施例中，开合式线圈为叠片式结构，每匝线圈由半圆叠片1、第一1/4圆叠片2、第二1/4圆叠片3、连接片4组成，多个单匝线圈可相互排列组成多匝线圈，线圈第一匝和最后一匝分别有引入片5和引出片6，用于连接电路。

本实施例中，线圈的两部分可分离，两部分之间的开合由连接孔13处的螺纹杆控制，在连接孔13处安装螺纹杆，线圈的两部分固定在一起；将连接孔13处的螺纹杆拆除，线圈的两部分分离。

综上所述，本发明一种电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，采用叠片式结构，具有可调节线圈匝数、易加工、机械强度高等特点；线圈为可开合结构，解决了电缆中间导体连接管在电磁成形过程中的拿取问题。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，包括半圆叠片(1)，半圆叠片(1)与第一1/4圆叠片(2)、连接片(4)和第二1/4圆叠片(3)连接构成单匝线圈，多个单匝线圈叠放组成多匝线圈，多匝线圈在半圆叠片(1)与第一1/4圆叠片(2)、第二1/4圆叠片(3)的交界处分离，将多匝线圈分成两部分，多匝线圈的输入端和输出端分别通过引入片(5)和引出片(6)连接对应电路，多匝线圈的上下两端分别设置有环氧外壳，环氧外壳上设置有控制多匝线圈开合的连接孔(13)。

2.根据权利要求1所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，半圆叠片(1)为半匝线圈，每个半圆叠片的两侧设置有凹槽(101)，用于连接第一1/4圆叠片(2)和第二1/4圆叠片(3)。

3.根据权利要求1所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，第一1/4圆叠片(2)为1/4圆结构，两侧对应设置有第一连接部(201)与第二连接部(202)，第一连接部(201)与半圆叠片(1)连接，第二连接部(202)与相邻单匝线圈的连接片(4)连接。

4.根据权利要求1所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，第二1/4圆叠片(3)的两侧对应设置有第三连接部(301)和第四连接部(302)，第三连接部(301)与半圆叠片(1)连接，第四连接部(302)与连接片(4)连接，第四连接部(302)的厚度小于第三连接部(301)的厚度。

5.根据权利要求3或4所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，每匝线圈的连接片(4)通过一侧的凸台(402)与第二1/4圆叠片(3)连接，另一侧与第一1/4圆叠片(2)之间形成第一间隙(401)。

6.根据权利要求5所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，上下两匝线圈之间通过对应的连接片(4)连接在一起，连接片(4)一侧的凸台(402)与第二1/4圆叠片(3)连接，另一侧与下一匝的第一1/4圆叠片连接，形成连接处(404)；连接片(4)与下一匝线圈的第二1/4圆叠片(3)处形成第二间隙(403)，第二间隙(403)的间隙距离在通电过程中不被击穿。

7.根据权利要求1所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，多匝线圈的圆心处设置有圆形结构的工作通孔(7)，多匝线圈的中部及侧边分别设置有贯穿多匝线圈上下两端的通孔(14)。

8.根据权利要求1所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，环氧外壳包括第一上盖片(9)、第一下盖片(10)、第二上盖片(11)和第二下盖片(12)，第一上盖片(9)和第一下盖片(10)分别位于多匝线圈上下两侧半圆叠片(1)的外侧，通过螺纹杆与半圆叠片(1)固定组成多匝线圈的一半；第二上盖片(11)和第二下盖片(12)分别位于多匝线圈上下两侧第一1/4圆叠片(2)、第二1/4圆叠片(3)与连接片(4)组合结构的外侧，通过螺纹杆固定组成多匝线圈的另一半。

9.根据权利要求8所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，多匝线圈的匝与匝之间由绝缘片(8)分隔，绝缘片的形状与多匝线圈匝与匝之间的空隙形状相同。

10.根据权利要求8所述的电缆中间导体连接管电磁脉冲成形用叠片式可开合线圈，其特征在于，多匝线圈的一半与另一半之间相互分离。

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