CN117320205B - 一种中频回火感应圈加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中频回火感应圈加热装置，它属于电感线圈领域，包括第一通电导体和连接在第一通电导体一端的第二直线导体，两者且相垂直；第二直线导体另一端连接有第三通电导体并相垂直；第三通电导体另一端连接有第四直线导体并相垂直，且第二直线导体和第四直线导体上下平行设置；第四直线导体另一端连接有第五通电导体并相垂直；第二直线导体和第四直线导体上均等间距设置有若干U型导磁片，第二直线导体的U型导磁片的开口朝向第四直线导体，第四直线导体的U型导磁片的开口朝向第二直线导体；钻杆加热时，第二直线导体的U型导磁片和第四直线导体的U型导磁片均距离钻杆侧壁3mm‑5mm，且钻杆转动，从而保证了中频回火加热的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及电感线圈领域，具体涉及一种中频回火感应圈加热装置。
背景技术
在矿业钻探行业，钻探用地质钻杆（钢管）的端部都要求有比较高的综合机械性能，既有较高的硬度，同时具有较高的韧性，防止钻探时在管接头处断裂，从而满足使用要求；为了得到比较高的硬度和韧性，需要对管的两端进行热处理，通常包括对端部的淬火和回火，传统的方式是采用盐浴炉，因高耗能和高污染（用氯化钠，氯化钡做介质，高温会产生气体）被禁止，后来采用感应加热。
感应加热通常采用螺旋管线圈，通过一定的工艺手段，在淬火过程中，可以满足淬火温度均匀性的要求，但在回火时很难保证管的端部与中心部分的温度均匀性，具体来说就是加热部分的中心温度比较高，而端部或者过渡部分温度偏低，这样螺旋管线圈的加热就很难达到回火温度均匀性（±25°C）的要求；
尽管目前市场上具有那种可均匀加热的装置，但是并不适用于中频回火加热。
针对上述现有技术存在的问题，本发明设计制造了一种中频回火感应圈加热装置，来克服上述缺陷。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种中频回火感应圈加热装置，能够保证中频回火加热的均匀性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种中频回火感应圈加热装置，包括第一通电导体和连接在第一通电导体一端的第二直线导体，所述第二直线导体与所述第一通电导体相垂直；
所述第二直线导体另一端连接有第三通电导体，所述第二直线导体与所述第三通电导体相垂直；
所述第三通电导体另一端连接有第四直线导体，所述第四直线导体与所述第三通电导体相垂直，且所述第二直线导体和第四直线导体上下平行设置；
所述第四直线导体另一端连接有第五通电导体，所述第五通电导体与所述第四直线导体相垂直；
所述第二直线导体和第四直线导体上均等间距设置有若干同尺寸U型导磁片，所述第二直线导体的U型导磁片的开口方向朝向第四直线导体，所述第四直线导体的U型导磁片的开口方向朝向第二直线导体；
钻杆加热时，第二直线导体的U型导磁片和第四直线导体的U型导磁片均距离钻杆侧壁3-5mm，而且钻杆转动。
优选的，所述第一通电导体和第三通电导体均设为半圆弧形。
优选的，所述第一通电导体、第二直线导体、第三通电导体、第四直线导体、第五通电导体均设为通水铜管。
优选的，所述第二直线导体和第四直线导体上均设有分隔结构，所述分隔结构可将若干所述U型导磁片分隔开。
优选的，所述分隔结构设为铜片。
优选的，所述U型导磁片的开口背部设有压片，所述第二直线导体上的U型导磁片开口背部的压片固定在所述第二直线导体上或第一通电导体上或第三通电导体上；
所述第四直线导体上的U型导磁片开口背部的压片固定在所述第四直线导体上或第一通电导体上或第三通电导体上。
优选的，加热的钻杆长度小于所述第二直线导体或第四直线导体的长度。
优选的，U型导磁片设为U型硅钢片或U型铁氧体材质导磁片。
本发明的有益效果表现在：
1.本发明当第二直线导体和第四直线导体上通电以后，根据右手螺旋法则，在第二直线导体和第四直线导体上产生同心圆状磁场，由于U型导磁片具有非常高的导磁率，因而就又把线圈产生的磁场增加成千上万倍，钻杆加热时，由于钻杆与导磁体之间距离非常小，那么导磁体中磁场经过钻杆与导磁体间空隙，穿过钻杆构成磁场的闭合回路；
根据电磁感应原理，交变的电场产生交变的磁场，通过钻杆的磁场就在钻杆中产生高频交变电流，该电流通过钻杆本身，从而把钻杆加热，因线圈上的电流是相同的，导磁体是相同，因而产生的磁场大小是相同的，间隙是相同的，因而在钻杆上产生的热量也是相同的，同理，如果钻杆是均匀旋转的，则就能保证整个钻杆在圆周方向的温度是相同的。
2.本发明可以通过调节U型导磁片和铜片在第二直线导体和第四直线导体上的比例，对产生的磁场进行控制，通常情况下铜片数量多时会降低温度，U型导磁片数量多时温度最高。
附图说明
图1为一种中频回火感应圈加热装置的示意图。
图中：1-第一通电导体、2-第二直线导体、3-U型导磁片、4-压片、5-第三通电导体、6-第四直线导体、7-第五通电导体。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种中频回火感应圈加热装置，包括第一通电导体1和连接在第一通电导体1一端的第二直线导体2，第二直线导体2与第一通电导体1相垂直；第二直线导体2另一端连接有第三通电导体5，第二直线导体2与第三通电导体5相垂直；第三通电导体5另一端连接有第四直线导体6，第四直线导体6与第三通电导体5相垂直，且第二直线导体2和第四直线导体6上下平行设置；第四直线导体6另一端连接有第五通电导体7，第五通电导体7与第四直线导体6相垂直；第二直线导体2和第四直线导体6上均等间距设置有若干同尺寸U型导磁片3，U型导磁片3设为U型硅钢片或U型铁氧体材质导磁片，第二直线导体2的U型导磁片3的开口方向朝向第四直线导体6，第四直线导体6的U型导磁片3的开口方向朝向第二直线导体2；钻杆加热时，第二直线导体2的U型导磁片3和第四直线导体6的U型导磁片3均距离钻杆侧壁3-5mm，而且钻杆转动，加热的钻杆长度小于第二直线导体2或第四直线导体6的长度。
为适应钻杆的自动化加热，避免钻杆放入时与感应圈干涉，第一通电导体1和第三通电导体5优选均设为半圆弧形。而且第一通电导体1、第二直线导体2、第三通电导体5、第四直线导体6、第五通电导体7均设为通水铜管，从而实现通水降温，把U型导磁片3以及钻杆高温热辐射导致的升温带走。
本发明第二直线导体2和第四直线导体6上均设有分隔结构，分隔结构可将若干U型导磁片3分隔开，分隔结构优选设为铜片。
U型导磁片3的开口背部设有压片4，第二直线导体2上的U型导磁片3开口背部的压片4固定在第二直线导体2上或第一通电导体1上或第三通电导体5上；第四直线导体6上的U型导磁片3开口背部的压片4固定在第四直线导体6上或第一通电导体1上或第三通电导体5上。
本发明当第二直线导体2和第四直线导体6上通电以后，根据右手螺旋法则，在第二直线导体2和第四直线导体6上产生同心圆状磁场，由于U型导磁片3具有非常高的导磁率，因而就又把线圈产生的磁场增加成千上万倍，钻杆加热时，由于钻杆与导磁体之间距离非常小，那么导磁体中磁场经过钻杆与导磁体间空隙，穿过钻杆构成磁场的闭合回路；
根据电磁感应原理，交变的电场产生交变的磁场，通过钻杆的磁场就在钻杆中产生高频交变电流，该电流通过钻杆本身，从而把钻杆加热，因线圈上的电流是相同的，导磁体是相同，因而产生的磁场大小是相同的，间隙是相同的，因而在钻杆上产生的热量也是相同的，同理，如果钻杆是均匀旋转的，则就能保证整个钻杆在圆周方向的温度是相同的。
而且本发明可以通过调节U型导磁片3和铜片在第二直线导体2和第四直线导体6上的比例，对产生的磁场进行控制，通常情况下铜片数量多时会降低温度，U型导磁片3数量多时温度最高。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，包括第一通电导体和连接在第一通电导体一端的第二直线导体，所述第二直线导体与所述第一通电导体相垂直；
所述第二直线导体另一端连接有第三通电导体，所述第二直线导体与所述第三通电导体相垂直；
所述第三通电导体另一端连接有第四直线导体，所述第四直线导体与所述第三通电导体相垂直，且所述第二直线导体和第四直线导体上下平行设置；
所述第四直线导体另一端连接有第五通电导体，所述第五通电导体与所述第四直线导体相垂直；
所述第二直线导体和第四直线导体上均等间距设置有若干同尺寸U型导磁片，所述第二直线导体的U型导磁片的开口方向朝向第四直线导体，所述第四直线导体的U型导磁片的开口方向朝向第二直线导体；
钻杆加热时，第二直线导体的U型导磁片和第四直线导体的U型导磁片均距离钻杆侧壁3-5mm，而且钻杆转动。
2.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，所述第一通电导体和第三通电导体均设为半圆弧形。
3.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，所述第一通电导体、第二直线导体、第三通电导体、第四直线导体、第五通电导体均设为通水铜管。
4.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，所述第二直线导体和第四直线导体上均设有分隔结构，所述分隔结构可将若干所述U型导磁片分隔开。
5.根据权利要求4所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，所述分隔结构设为铜片。
6.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，所述U型导磁片的开口背部设有压片，所述第二直线导体上的U型导磁片开口背部的压片固定在所述第二直线导体上或第一通电导体上或第三通电导体上；
所述第四直线导体上的U型导磁片开口背部的压片固定在所述第四直线导体上或第一通电导体上或第三通电导体上。
7.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，加热的钻杆长度小于所述第二直线导体或第四直线导体的长度。
8.根据权利要求1所述的一种中频回火感应圈加热装置，其特征在于，U型导磁片设为U型硅钢片或U型铁氧体材质导磁片。
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