CN202450130U - 一种用于碳钢管件的高频加热装置 - Google Patents

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韩志泉
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Abstract

本实用新型公开了一种用于碳钢管件的高频加热装置，包括加热控制器、变压器、输出电极、感应线圈和可调节的工件固定座，所述加热控制器控制输出高频电压至所述变压器，所述变压器将电压转换为低电压后输出至所述输出电极，所述输出电极与所述感应线圈连接导通，所述感应线圈与放置在工件固定座上的工件电磁耦合。本实用新型能够精确控制工件的加热温度及加热时间，提高了工件的加工质量；并且还可通过调节工件的位置来调整工件加热部位，从而既可以实现对工件整体加热，还能针对工件的局部进行加热；既可以达到工件的深层透热，也可只对其表面、表层集中加热，达到更好的加热控制效果。

Description

一种用于碳钢管件的高频加热装置
技术领域
本实用新型涉及一种加热装置，特别涉及一种用于碳钢管件的高频加热装置。
背景技术
碳钢管件在锻压加工前，需要进行加热处理，通过提高工件温度能改善金属的塑性，有利于提高工件的内在质量，使之不易开裂，高温度还能减小金属的变形抗力，降低所需锻压机械的吨位。当加工工件大、厚，材料强度高、塑性低时（如特厚板的滚弯、高碳钢棒的拔长等），都需要采用热锻压。工件温度过低，金属的塑性低，变形抗力大，工件可锻性差，还会产生加工硬化，甚至开裂；工件温度过高会引起金属晶粒生长过大而形成过热现象，会降低锻压件质量，温度接近金属熔点时则会发生晶间低熔点物质熔化和晶间氧化，形成过烧，过烧的坯料在锻压时往往碎裂，所以在锻压之前对工件加热温度的控制是否精确，将影响工件的成品率。
通常人们对物体加热，多采用煤、油、气等能源的燃烧产生热量，或是采用电炉将电能转换成热量，这些热量只有通过热传递的方式（热传导、热对流、热辐射），才能传递到需要加热的物体上，这些加热方式，由于被加热的物体是通过吸收外部热量实现升温的，因此它们都属于间接加热方式。热量的自然传递规律是：热量只能从高温区向低温区，高温体向低温体，高温部分向低温部分自然的传递，因此，只有当外部的热量、温度明显多于及高于被加热物体时，才能将其有效地加热，这就需要用很多的能量来建立一个超出被加热物体所需热量的高温区，如炉，烘箱等，将被加热物体置于保温的高温区内进行加热。
目前，锻压前的批量热处理多采用上述类型的加热炉，将需加热的工件放入加热炉中，待炉内温度达到设定值以及工件加热到设定时间后，取出工件进行下一步的锻压加工。这种加热炉由于炉内热量中只有少部分能够传递到被加热体上，造成很大的能源浪费，而且加热时间长；使用煤、油、气的加热炉在燃烧、加热的过程中，还会产生大量的有害性物质和气体，它们既会对被加热体造成腐蚀性的损害，又会对大气造成污染，即便是使用电炉等电能加热方式，虽然无污染，但仍然存在着效率低、成本高、加热速度慢等缺点，此外，这种加热炉不能精准控制工件的加热温度，更不能针对工件的不同部位进行局部的加热处理。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高效环保的可精确控制工件加热的用于碳钢管件的高频加热装置。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于碳钢管件的高频加热装置，包括加热控制器、变压器、输出电极、感应线圈和可调节的工件固定座，所述加热控制器控制输出高频电压至所述变压器，所述变压器将电压转换为低电压后输出至所述输出电极，所述输出电极与所述感应线圈连接导通，所述感应线圈与放置在工件固定座上的工件电磁耦合。
本实用新型还可以采用如下技术方案：
所述加热控制器包括全固态大功率场效应管（IGBT）变频功率模块。
所述工件固定座包括手动升降装置，所述手动升降装置包括蜗杆、蜗轮以及与蜗轮固接的手轮。
所述感应线圈为圆柱形。
所述感应线圈为方柱形。
所述感应线圈为圆台形。
所述感应线圈为螺旋盘形。
所述感应线圈为铜管水冷感应线圈。
本实用新型具有的优点和积极效果是：高频感应加热方式是通过电子管振荡电路产生高频电磁场，然后加到工件上，使产生涡电流（涡流），从而产生焦耳热，使工件迅速升温熔化，其能量转换效率高，且没有污染、噪声和粉尘，且加热速度快，用电量可节省百分之三十，甚至百分四十左右，能够实现高效、环保；采用全固态大功率场效应管（IGBT）变频功率模块，可以实现频率自动跟踪及多闭环控制，能够精确控制工件的加热温度及加热时间，提高了工件的加工质量；并且还可通过调节工件的位置来调整工件加热部位，从而既可以实现对工件整体加热，还能针对工件的局部进行加热；既可以达到工件的深层透热，也可只对其表面、表层集中加热，达到更好的加热控制效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的圆柱形感应线圈示意图；
图3是图1的螺旋盘形感应线圈示意图。
图中：1、加热控制器，2、变压器，3、输出电极，4、工件固定座，5、感应线圈。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1～图3，一种用于碳钢管件的高频加热装置，包括加热控制器1、变压器2、输出电极3、感应线圈5和可调节的工件固定座4，所述加热控制器1控制输出高频电压至所述变压器2，所述变压器2将电压转换为低电压后输出至所述输出电极3，所述输出电极3与所述感应线圈5连接导通，所述感应线圈5与放置在工件固定座4上的工件电磁耦合。所述加热控制器可包括全固态大功率场效应管（IGBT）变频功率模块；所述工件固定座可采用手动升降装置，所述手动升降装置可包括蜗杆、蜗轮以及与蜗轮固接的手轮；所述感应线圈根据工件的形状和加工部位，制作成圆柱形或方柱形或圆台形或螺旋盘形等多种形式；所述感应线圈可选材质为铜质的铜管水冷感应线圈。
本实用新型的工作原理：感应线圈为输入高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的空心水冷铜管，线圈产生交变磁场，高频的大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈，由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将工件靠近感应线圈，磁束就会贯通整个被加热物体，在被加热物体的内部产生很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻，所以会产生很多的焦耳热，使物体自身的温度迅速上升，达到对所有金属材料加热的目的。

Claims (8)

1.一种用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，包括加热控制器、变压器、输出电极、感应线圈和可调节的工件固定座，所述加热控制器控制输出高频电压至所述变压器，所述变压器将电压转换为低电压后输出至所述输出电极，所述输出电极与所述感应线圈连接导通，所述感应线圈与放置在工件固定座上的工件电磁耦合。
2.根据权利要求1所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述加热控制器包括全固态大功率场效应管变频功率模块。
3.根据权利要求1所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述工件固定座包括手动升降装置，所述手动升降装置包括蜗杆、蜗轮以及与蜗轮固接的手轮。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述感应线圈为圆柱形。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述感应线圈为方柱形。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述感应线圈为圆台形。
7.根据权利要求1或2或3所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述感应线圈为螺旋盘形。
8.根据权利要求1或2或3所述的用于碳钢管件的高频加热装置，其特征在于，所述感应线圈为铜管水冷感应线圈。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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