CN1602120A - 一种集流感应加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及区域熔化技术和定向凝固技术,具体地说是一种用于区域熔化定向凝固设备的集流感应加热器。它包括多匝一次感应线圈,二次感应线圈,导磁体,其中:二次感应线圈安装在一次感应线圈内侧,导磁体安装二次感应线圈外部;所述二次感应线圈为杯状,在杯底设有装样品用移动样品通过的孔。采用本发明可以提高样品加热表面某一局部的功率密度,更适合于加热小的样品,使熔区更窄;与电源的匹配好,并可以屏蔽周围部件,加热效率更高。
Description
技术领域
本发明是涉及区域熔化技术和定向凝固技术,具体地说是一种用于区域熔化定向凝固设备的集流感应加热器。
背景技术
在区域熔化定向凝固设备中,通常是采用感应加热技术来熔化,这就需要一种合适的感应加热器。首先,要尽可能接近加热样品的表面,以提高加热效率,但普通感应加热器为多匝或单匝感应线圈结构,其中多匝感应线圈结构熔区普遍较宽,加热部位很难接近样品表面,特别是对小样品尤其如此;其次,要使区域熔化的熔区尽可能窄,以提高区域熔化效果,可采用单匝或2匝感应线圈结构,但又存在线圈与电源难以匹配问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能使熔区更窄而且接近样品表面、加热效率高的集流感应加热器。
本发明的技术方案是:包括多匝一次感应线圈、二次感应线圈、导磁体,二次感应线圈安装在一次感应线圈内侧,导磁体安装二次感应线圈外部;
二次感应线圈为杯状,在杯底设有移动样品通过的孔;所述二次感应线圈为杯状单匝,紫铜板材料;所述一次感应线圈为2匝以上,紫铜管材料;所述一次感应线圈的匝数3~5匝为佳。
本发明具有如下优点:
1.熔区窄、与电源匹配,加热效果好。本发明将多匝一次线圈与二次感应线圈科学地结合起来,集中了多匝或单匝感应线圈结构的优点,克服了现有技术中存在的或是熔区较宽,或是线圈与电源难以匹配的不足,由于采用一次线圈可以作成多匝,与电源的匹配更好,采用二次线圈可以提高样品加热表面某一局部的功率密度,提高热效率(温度梯度达到更高,500K/cm以上),保证加热效果,而且使熔区更窄(熔区可以窄到1cm),采用本发明加热,使加热部位很容易接近样品表面,与样品表面的间隙可以小到1mm,更适合于加热小的样品。
2.本发明在线圈外部安装有导磁体,克服了现有技术中感应线圈对液态金属冷却介质和炉壁的感应,可以对周围的其它部件起到屏蔽作用,使加热效率更高,特别适用于区域熔化定向凝固设备。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例详述本发明。
如图1所示,包括紫铜管做的多匝(通常3~5匝)一次感应线圈1,还包括紫铜板做的杯状单匝二次感应线圈2,二次感应线圈2安装在一次感应线圈1内侧,导磁体3安装二次感应线圈2外部;二次感应线圈2杯底留有移动样品通过的孔。
本发明的工作原理是:
实施时将样品置于杯底的孔处,一次感应线圈1与杯状单匝二次感应线圈2之间设有绝缘漆,在线圈外部安装(可以用胶粘)导磁体3。其整体结构是将变压器工作原理与感应加热技术相结合,当感应器的一次线圈1通过交变电流时,在二次线圈2上产生感应电流,二次线圈再感应样品。即由多匝的一次线圈感应单匝的二次线圈,单匝的二次线圈来感应加热样品。一次线圈即使电流较小,二次线圈的电流和匝数成反比,仍然可以达到很高,在样品中产生的感应电流很高,因而加热效率较高。本发明的突出作用就是更能接近样品表面,与样品表面的间隙小到1mm,加热效果更好,热效率更高。由于在线圈外部安装有导磁体3,可以克服感应线圈对液态金属冷却介质和炉壁的感应,能够提高加热效率20~30%,而且对周围的其它部件起到屏蔽作用。
将本发明试用于区域熔化液态金属冷却定向凝固炉上,熔区窄到1cm,温度梯度达到500K/cm以上。
Claims (5)
1.一种集流感应加热器,包括多匝一次感应线圈(1),其特征在于:还包括二次感应线圈(2)和导磁体(3),其中:二次感应线圈(2)安装在一次感应线圈(1)内侧,导磁体(3)安装二次感应线圈(2)外部。
2.按权利要求1所述集流感应加热器,其特征在于:二次感应线圈(2)为杯状,在杯底设有移动样品通过的孔。
3.按权利要求1或2所述集流感应加热器,其特征在于:所述二次感应线圈(2)为杯状单匝,紫铜板材料。
4.按权利要求1所述集流感应加热器,其特征在于:所述一次感应线圈(1)为2匝以上,紫铜管材料。
5.按权利要求1所述集流感应加热器,其特征在于:所述一次感应线圈(1)的匝数3~5匝为佳。
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