CN117042224A - 一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置，包括滑轨、旋转台、机械臂、可调夹爪、超导线圈和滑台，滑台上固定安装旋转台，滑台安装在滑轨上并可移动，机械臂一端固定安装于旋转台上，另一端与可调夹爪固定连接，超导线圈固定连接在可调夹爪上。本发明滑台、旋转台和机械臂可增大工作范围，可调夹爪可实现超导线圈位置可调、气隙可调，巧用磁体移动式高温超导直流感应加热方法实现对大型、不规则、局部需加热的被加热件高效率、多梯度、均匀性加热。

Description

一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置及加热方法

技术领域

本发明涉及超导直流感应加热的技术领域，尤其涉及一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置及加热方法。

背景技术

常规感应加热技术加热效率为35％～40％，工件加热透入深度为15mm，超导直流感应技术加热效率可达到80％～85％，电流穿透深度可达50mm～100mm，且具备加热均匀、梯度加热等优点。

目前现有高温超导直流感应加热装置为被加热件在感应磁场中旋转切割磁感应线实现加热，这种加热方式可应用于小尺寸、形状规则的被加热件，对于大型、不规则被加热件或大型设备局部需加热处则不适用，现有技术专利：

公开号为：CN213815704U中公开了一种双C型可变气隙高温超导直流感应加热装置，其中公开了一种双C型可变气隙高温超导直流感应加热装置，包括分置的第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和第二铁芯形状呈C型且镜像对称放置，第一超导线圈缠绕第一铁芯，第二超导线圈缠绕第二铁芯，金属坯料在两个铁芯形成的上、下两个气隙中进行旋转。上述实用新型通过调整两铁芯之间的气隙，使得感应加热装置适用于多种直径的金属坯料加热；实现弱磁起动，有效避免起动转矩过大的问题；通过优化铁芯气隙处结构，进而提升装置加热效率；减小磁路长度，节省了铁磁材料用量，减小漏磁。

公开号为：CN103313449A中公开了一种感应加热装置，包括加热装置及旋转驱动装置，所述锭子通过旋转驱动装置设置在加热装置中并通过旋转驱动装置驱动旋转切割加热装置中形成的磁力线，所述加热装置包括设有气隙的铁芯机构、以及与铁芯机构相互作用形成静态磁场的超导线圈，所述锭子通过旋转驱动装置可移动地设置在所述气隙中；还公开了其感应加热方法。上述发明采用多种控制方法实现被加热工件沿其径向和轴向两个维度的温度可调和可控，从而是被加热工具可以实现多种温度梯度，来适应不同的应用要求。

公开号：CN113727482A中公开了一种超导直线感应加热装置。超导直线感应加热装置由上下两个铁芯和分别绕在两个铁芯上的超导线圈等结构组成；超导线圈中通入方向相同的直流电流，感应出恒定磁场，并通过铁芯和铁芯之间的间隙形成闭合磁路。铁芯上开槽，导致气隙中磁阻不同。待加热工件为金属带材或板材。当工件以一定速度经过上下铁芯之间的间隙时，由于气隙中磁阻不同，通过工件表面的磁场产生变化，从而在工件表面感生涡流，从而利用焦耳热加热工件。上述发明可以利用超导直流感应加热技术对板材、带材等结构的金属材料进行热处理，具有加热效率高，低电磁干扰等特点。

但是上述发明或实用新型无法解决被加热件尺寸过大、形状不规则或大设备局部需要加热时的加热问题。

因此，如何提供一种通过移动磁体实现对大型、不规则被加热件或局部需加热件进行加热的磁体移动式高温超导直流感应加热装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置及加热方法，能够通过移动超导线圈来实现对大型，不规则被加热件或局部需加热件尺寸过大，形状不规则或大设备需局部加热的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置，包括滑轨、旋转台、机械臂、可调夹爪、超导线圈和滑台，所述滑台上固定安装所述旋转台，所述滑台安装在滑轨上并可移动，所述机械臂一端固定安装于旋转台上，另一端与所述可调夹爪固定连接，所述超导线圈固定连接在可调夹爪上。

进一步地，所述可调夹爪包括连接板、伸缩板一、伸缩板二和支撑件，所述连接板两端均穿插有伸缩板一，两个所述伸缩板二与两个所述伸缩板一分别插入连接，两个所述支撑件分别固定连接在伸缩板二上，两个所述超导线圈分别套设在两个支撑件上。

进一步地，所述伸缩板一和伸缩板二长度可调。

进一步地，本发明还提供一种上述磁体移动式高温超导直流感应加热装置的加热方法：

S1：移动滑台，旋转机械臂，调节可调夹爪位置；

S2：将被加热件放置于超导线圈气隙内；

S3：通入直流电流至超导线圈；

S4：移动超导线圈使磁感应线被切割，被加热件内产生焦耳热被加热。

本发明的有益效果在于：

1.适用范围广：适用不同规格、形状、局部需加热的被加热件，滑台、旋转台和机械臂可增大工作范围，可调夹爪可根据被加热件调节超导线圈至最佳位置。

2.可操作性高：滑台、旋转台、机械臂和可调夹爪均可根据被加热件位置进行移动、调节。

3.加热温度可控：滑台、旋转台、机械臂和可调夹爪移动速率或频率可调，直流电流大小可调，以实现温度可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明圆弧状滑轨示意图；

图3为本发明感应加热原理图。

其中，图中：

1-滑轨；2-旋转台；3-机械臂；4-可调夹爪；401-连接板；402-伸缩板1；403-伸缩板2；404-支撑件；5-超导线圈，6-滑台；7-固定支座；8-被加热件。

具体实施方式

参阅图1至图3所示的一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置及加热方法，包括滑轨1、旋转台2、机械臂3、可调夹爪4、超导线圈5和滑台6，所述滑台6安装在滑轨1上并可移动，滑台6可沿滑轨1做直线往复运动，用以增大超导线圈5的工作范围，并且如图3所示滑轨1也可以是圆弧形结构，滑台6可以在圆弧形滑轨上做弧线往复运动，操作人员可以根据被加热件的具体结构更换滑轨1的形状；所述机械臂3一端固定安装于旋转台2上，另一端与所述可调夹爪4固定连接，机械臂3可以在旋转台2上进行圆周运动，机械臂3运动带动可调夹爪4转动，用以增大超导线圈5的工作范围，调整超导线圈5的位置；所述超导线圈5固定连接在可调夹爪4上，超导线圈5用于产生恒定磁场。

进一步地。所述可调夹爪4包括连接板404、伸缩板一402、伸缩板二403和支撑件404，可调夹爪4用于固定超导线圈5，并且调节超导线圈5的气隙，所述连接板401两端均穿插有伸缩板一402，伸缩板一402用于控制超导线圈5垂直方向上的移动，所述两个伸缩板二403与两个伸缩板一402分别插入连接，伸缩板二403用于控制超导线圈5水平方向上的移动，所述两个支撑件404分别固定连接在伸缩板二403上，两个支撑件404将两个超导线圈5固定在伸缩板二403上，所述两个超导线圈5分别套设在两个支撑件404上。

进一步地，所述伸缩板一402和伸缩板二403长度可调，用于改变超导线圈5相对位置，增大超导线圈5的气隙。

本发明还提供一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置的加热方法：

S1：移动滑台6，旋转机械臂3，调节可调夹爪4位置，滑台6、旋转台2、机械臂3和可调夹爪4可以单独移动也可以相互配合移动，以达到最加加热位置；

S2：将被加热件放置于超导线圈5气隙内；

S3：通入直流电流至超导线圈5；

S4：移动超导线圈5使磁感应线被切割，被加热件内产生焦耳热被加热，在加热过程中，移动滑台6或旋转机械臂3或调节可调夹爪4位置可以实现被加热件梯度加热或者局部加热；调节滑台6速率或旋转机械臂3频率或移动可调夹爪4速率、或改变直流电流大小可以实现被加热件加热温度可控。

本发明通过滑台6、旋转台2和机械臂3可以增大工作范围，可调夹爪4可实现超导线圈5位置可调、气隙可调，巧妙地运用了磁体移动式高温超导直流感应加热方法实现对大型、不规则、局部需要加热的被加热件高效率、多梯度、均匀性加热。

对所公开的具体实施方式的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些具体实施方式的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些具体实施方式，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的。

Claims (4)

1.一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置，其特征在于，包括滑轨(1)、旋转台(2)、机械臂(3)、可调夹爪(4)、超导线圈(5)和滑台(6)，所述滑台(6)上固定安装所述旋转台(2)，所述滑台(6)安装在滑轨(1)上并可移动，所述机械臂(3)一端固定安装于旋转台(2)上，另一端与所述可调夹爪(4)固定连接，所述超导线圈(5)固定连接在可调夹爪(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置，其特征在于，所述可调夹爪(4)包括连接板(401)、伸缩板一(402)、伸缩板二(403)和支撑件(404)，所述连接板(401)两端均穿插有伸缩板一(402)，两个所述伸缩板二(403)与两个所述伸缩板一(402)分别插入连接，两个所述支撑件(404)分别固定连接在伸缩板二(403)上，两个所述超导线圈(5)分别套设在两个支撑件(404)上。

3.根据权利要求2所述的一种磁体移动式高温超导直流感应加热装置，其特征在于，所述伸缩板一(402)和伸缩板二(403)长度可调。

4.根据权利要求1-3任一项所述磁体移动式高温超导直流感应加热装置的加热方法：

S1：移动滑台(6)，旋转机械臂(3)，调节可调夹爪(4)位置；

S2：将被加热件放置于超导线圈(5)气隙内；

S3：通入直流电流至超导线圈(5)；

S4：移动超导线圈(5)使磁感应线被切割，被加热件内产生焦耳热被加热。