CN201365357Y

CN201365357Y - 工频电磁感应加热辊

Info

Publication number: CN201365357Y
Application number: CNU2009200227005U
Authority: CN
Inventors: 于波
Original assignee: Weihai Hongcheng Electromechanical Equipment Co Ltd
Current assignee: Weihai Hongcheng Electromechanical Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2019-03-02

Abstract

本实用新型公开了一种工频电磁感应加热辊，包括由导磁材料制成的圆筒形辊体、芯轴和输电导线，圆筒形辊体通过轴端法兰、轴承支撑在芯轴和设备支架上，芯轴上设有电磁感应初级线圈，辊体上设有电磁感应次级线圈，其特征在于辊体内设有衬套，辊体与衬套形成封闭的加热室，衬套缠绕有次级线圈，芯轴采用高磁通量的硅钢片卷制而成，本实用新型加热辊内层到两端的法兰和辊体外层都采用导磁材料制成，形成闭合的磁回路，在初级线圈接通工频交流电源时，在整个磁回路里便形成了交变磁场，次级线圈在交变磁场里产生感应电流，感应电流的作用产生热量，热量传导给辊体，具有安全性好、换热效率高、辊体外表的温度稳定、均恒、辊体外表的温度可控等优点。

Description

工频电磁感应加热辊

技术领域：

本实用新型涉及加热辊装置，具体地说是一种工频电磁感应加热辊。

背景技术：

众所周知，加热辊的种类较多，按加热辊的加热方式分可分为介质加热辊和电加热辊，电加热辊一种是励磁线圈加热式，采用励磁线圈按照接近于被加热体的方式配置，以使得作为被加热体的磁性体的加热辊产生感应电流，线圈线材平面地缠绕并沿被加热体的曲面变形，与励磁线圈的纵向两端的被加热体相反的一侧则沿着励磁线圈的曲面设置有磁性体铁芯，一种是电磁感应加热式，它是将具备电磁感应发热性的加热旋转体，即加热辊，和配置于加热旋转体内侧的磁通量发生装置，通过从磁通量发生装置产生的高频感应磁通量的作用，使得加热旋转体被电磁感应发热，从而加热被加热体，磁通量发生装置具备：由磁性体构成的磁芯和缠绕在磁芯上的电磁转换线圈，磁性体则具备：缠绕着电磁转换线圈的磁芯部分，和用来使磁通量较磁芯部分更向加热回转体的一部分集中，且前端部之间存在磁性空间间隙并对向的磁通量感应芯体部分，还有一种是高频感应加热式(变压器发热式)，该加热辊具备：导电部件构成的圆筒状辊本体即加热辊，同心状配置在辊本体内的圆筒状线圈骨架，和螺旋状卷绕在线圈骨架的外周，借助通电使得辊本体内产生感应电流而进行加热感应线圈，圆筒状辊本体为闭合电路的次级线圈，感应圈为初级线圈，两者之间产生变压器耦合，在圆筒状本体的次级线圈中感生次级电压，而且，为根据该次级电压，次级线圈的闭合电路内流通次级电流，圆筒状辊本体是利用发热的次级侧电阻的发热导致的发热方式，由于变压器发热式的加热效果相对好、结构简单等原因，得到广泛应用，国家知识产权局于2005年8月公开了一种“电加热装置”，专利号为2004200528118，其设有圆筒形外辊套，其特征在于外辊套内围绕其轴线方向缠有次级线圈，外辊套的两端同一轴线方向上安装有圆筒形外轴套，外辊套内腔设有圆柱形芯铁，芯铁上缠绕有初级线圈，芯铁的两端在同一轴线上安装有转轴，转轴经轴承固定在外轴套内。其不足是换热效率低、加热温度不稳定，外辊温度不均匀等。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种换热效率高、缠绕有次级线圈工频电磁感应加热辊。

本实用新型可以通过如下措施达到：

一种工频电磁感应加热辊，包括由导磁材料制成的圆筒形辊体、芯轴和输电导线，圆筒形辊体通过轴端法兰、轴承支撑在芯轴和设备支架上，芯轴上设有电磁感应初级线圈，辊体上设有电磁感应次级线圈，其特征在于辊体内设有衬套，辊体与衬套形成封闭的加热室，衬套缠绕有次级线圈，芯轴采用高磁通量的硅钢片卷制而成。

本实用新型辊体、衬套相连接，形成一个封闭的加热室，并进行抽真空处理，加热室内装有导热液，以使辊体外表的温度稳定、均恒。

本实用新型中衬套的次级线圈采用管状导线缠绕成两端密、中间疏的次级线圈，以使辊体的发热量均匀。

本实用新型中芯轴的初级线圈采用扁线状导线缠绕成两端密、中间疏的初级线圈，以使辊体的发热量均匀。

本实用新型芯轴采用高磁通量的硅钢片卷制而成，芯轴两端经内法兰与空心轴头相连接，内法兰设有与空心轴头相连通的通孔，以使为初级线圈通电的导线穿过。

本实用新型加热辊内层到两端的法兰和辊体外层都采用导磁材料制成，形成闭合的磁回路，在初级线圈接通工频交流电源时，在整个磁回路里便形成了交变磁场，次级线圈在交变磁场里产生感应电流，感应电流的作用产生热量，热量传导给辊体，具有安全性好、换热效率高、辊体外表的温度稳定、均恒、辊体外表的温度可控等优点。

附图说明：

附图是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如附图所示，一种工频电磁感应加热辊，包括由导磁材料制成的圆筒形辊体1、芯轴2和输电导线3，圆筒形辊体1通过轴端法兰4、轴承5支撑在芯轴2和设备支架上，芯轴2上设有电磁感应初级线圈6，辊体1上设有电磁感应次级线圈7，上述与与现有技术相同，此不赘述，本实用新型的特征在于辊体1内设有衬套8，辊体1与衬套8形成封闭的加热室，衬套8缠绕有次级线圈7，芯轴2采用高磁通量的硅钢片卷制而成，硅钢片间设有绝缘材料层。

本实用新型辊体1、衬套8相连接，形成一个封闭的加热室，进行抽真空处理，加热室为真空，加热室内装有导热液，以使辊体1外表的温度稳定、均恒。

本实用新型中衬套8的次级线圈7采用管状导线缠绕成两端密、中间疏的次级线圈7，以使辊体的发热量均匀。

本实用新型中芯轴2的初级线圈6采用扁线状导线缠绕成两端密、中间疏的初级线圈6，以使辊体的发热量均匀。

本实用新型芯轴2采用高磁通量的硅钢片卷制而成，硅钢片间设有绝缘材料层，芯轴2两端经内法兰10与空心轴头11相连接，内法兰10设有与空心轴头11相连通的通孔，以使为初级线圈7通电的导线穿过。

本实用新型是由有一定机械强度的导磁材料制成的圆筒形辊体为辊体1，和芯轴2有强导磁能力的硅钢片卷成的，圆筒形辊体1通过其两端设有的法兰4、轴承5支撑在芯轴2和设备支架上，芯轴2两端的轴头11为空心轴，以方便输电导线3从其内通过，电磁感应初级线圈6和次级线圈7分别呈螺旋式缠绕。

本实用新型在初级电磁感应线圈6上加一定数值的交流电压，初级电磁感应线圈6内部产生交变磁场，在初级电磁感应线圈6内部的强导磁材料做成的芯轴的作用下，向外传导交变磁场。

本实用新型由强导磁材料制成的圆筒形辊体1和两端的导磁材料做成的法兰4相联接，形成一个完整的闭合磁回路。

本实用新型中的次级线圈7是在圆筒形空心辊体的内衬套8的外圆周上呈螺旋式缠绕的，次级线圈7的阻抗接近于次级线圈的感抗，在初级线圈6加以交变电流，其交变电流的作用，产生的交变磁场，在次级线圈7产生感应电动势，而次级线圈7是闭合的电回路，所以次级线圈7在感应电动势的作用下有很大的电流流通，从而产生热量传导给辊体1外表面。

本实用新型为了使圆筒形辊体1外表面的温度稳定，均恒，辊体1、衬套8形成一个封闭的加热室，加热室内装有次级线圈7和导热液，这个加热室抽真空，并灌注纯水(蒸馏水)，纯水在空间内流动，水的作用既是传导热量，又能使温度稳定，均恒，次级线圈产生的热量在水的作用下，把热量传递给辊体。辊体的旋转，使水加速流动，水流的作用使辊体温度更加均恒，水在高温下变成水蒸气，水蒸气的导热效果更好。

本实用新型是要求辊体的外表面的温度稳恒，为了使辊体1外表面温度稳恒，首先不能让辊体1内的温度高于辊体1外表面温度过多，但也不能过低，否则会影响辊体1的外表温度的控温精度。

本实用新型根据电磁感应原理，交变磁场中的导磁铁芯单位体积越大，芯轴2产生的涡流就越强，产生的热量就越大，芯轴2的温度就越高，为了降低芯轴2的发热量，我们采用了最新技术和材料，即芯轴2圆筒形线轴采用高磁通量很薄的加绝缘层的冷轧硅钢片卷制而成，从而减小了涡流的产生，降低了内导磁材料的发热，使内芯温度降低到一定程度，保证外表的控温精度。

本实用新型辊体1为旋转部分，通过轴承5支撑连接与其同轴线的芯轴2上，芯轴2上缠绕有电磁感应电磁线初级线圈7，辊体1的表面的热量稳定和均恒，辊体1外表面的热量流失按部位分量不同。我们做了大量的研究和实验，制作出了高品质的整体电磁感应加热辊，从选材上，采用了高导磁材料，并做了相应处理，和加工工艺保证，根据电磁感应加热辊体1外表面的热量流失情况，我们采取了疏、密不同的绕线方式，据电磁感应原理，通电导体在定量电压，电流的状态下，电磁线在单位面积里的导线数越多，磁场强度就越大。电磁感应强度就越强，次级线圈的磁感应强度就会越大，磁感应强度越大，产生的感应电动势就越高，而次级线圈的阻抗近似与感抗，该部位的次级线圈的电流就越大，根据热功当量Q_(电热)＝0.24I²RT该部位产生的热量就会增加，使圆筒形辊体流失热量大的部位产生热量既大，流失热量小的部位，产生的热量既小，进一步稳定和均恒了辊体的外表面温度。

为了人身与设备的安全性考虑，电磁感应加热辊的引出导线采用耐高温绝缘线，从加热辊内部的内法兰、空心轴头引出，为了人身安全，防止漏电，对于直径小于350mm的电加热辊采用了单相220V电压，并通过控制相线的方法，及时、快速地检测漏电、发出警报，对于直径大于400mm的电加热辊，采用380V电压，加装了漏电保护装置，确保人身安全和设备的安全运行。

Claims

1、一种工频电磁感应加热辊，包括由导磁材料制成的圆筒形辊体、芯轴和输电导线，圆筒形辊体通过轴端法兰、轴承支撑在芯轴和设备支架上，芯轴上设有电磁感应初级线圈，辊体上设有电磁感应次级线圈，其特征在于辊体内设有衬套，辊体与衬套形成封闭的加热室，衬套缠绕有次级线圈，芯轴采用高磁通量的硅钢片卷制而成。

2、根据权利要求1所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于辊体、衬套相连接，形成一个封闭的真空加热室，加热室内装有导热液。

3、根据权利要求1所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于衬套的次级线圈采用管状导线缠绕成两端密、中间疏的次级线圈。

4、根据权利要求1所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于芯轴的初级线圈采用扁线状导线缠绕成两端密、中间疏的初级线圈。

5、根据权利要求1所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于芯轴采用高磁通量的硅钢片卷制而成，硅钢片间设有绝缘层。

6、根据权利要求1所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于芯轴两端经内法兰与空心轴头相连接。

7、根据权利要求6所述的一种工频电磁感应加热辊，其特征在于内法兰设有与空心轴头相连通的通孔。