CN202841575U

CN202841575U - 电磁加热装置

Info

Publication number: CN202841575U
Application number: CN 201220407872
Authority: CN
Inventors: 王国东; 苏斌
Original assignee: DONGGUAN TIANGUAN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: DONGGUAN TIANGUAN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种电磁加热装置，其包括加热体、电磁线圈及功率部分采用铜条连接的拓扑结构、能控制该电磁线圈工作状态的电磁加热控制板。本实用新型结构设计巧妙，合理，热效率高、电感量小，线圈可0距离接触加热体，线圈调节装置的应用可以灵活的调整电感量，配合IGBT串联技术，可以用来加热型号为304、316、309、GH2132等无磁不锈钢，能广泛应用在平板硫化机热板、热压机热板、热辊、烘缸、304/316反应釜、304/316反应罐、304/316不锈钢容器等需加热领域，特别适用于在平板硫化机、热压机的热板内进行加热。

Description

电磁加热装置

技术领域

本实用新型涉及电磁加热技术领域，特别涉及一种电磁加热装置。

背景技术

“硫化”一词有其历史性，因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名，随着橡胶工业的发展，现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”，即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程，还包括产生交联的方法。硫化是橡胶加工中的最后一个工序，可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。

在硫化过程中，还经常与热压机配合使用，热压机作用是用于成型出橡胶制品。热压成型是塑料加工业中简单、普遍之加工方法，主要是利用加热加工模具后，注入试料，以压力将模型固定于加热板，控制试料之熔融温度及时间，以达融化后硬化、冷却，再予以取出模型成品即可。

热压成型有时亦可划分为真空成型（vacuum forming），与压缩成型（compression molding），其施压方式不尽相同。压缩成型大部份是将塑料置于模具加热软化后，再施加压力以成型。而真空成型所加压力来源，可以是单边抽真空，或除在一边抽真空外，另一边辅以高压。与其它加工法比较，热压成型具有模具便宜、成品厚度均匀等优点，其产品从早期军事地图模型及飞机机罩，到现在已可制成冰箱门的内衬、汽车挡泥板、汽车底盘、软质饮水杯、标示牌、包装材料及其它厚度均匀的产品。

目前在制品行业普遍使用的硫化机、热压机多为电热管/导热油/蒸汽等形式的加热平板，这种加热方式存在以下几个问题：1、热效率低下，由于电热管是一种电阻热的形式的发热方式，其发热效率本身较低。另外由于热传导过程复杂，电热管-平板-模具-模具内橡胶硫化，热损失较大，热效率仅为15-25%，能源浪费严重。2、由于测温元件紧靠着发热源（电热管），其测量和控制的温度与橡胶的硫化温度相差较大，随环境温度变化，其温度误差为5-20度左右，较为严重地影响了产品的硫化质量。3、电热管属易损元件，损坏率较高。在一根或几根电热管损坏的情况下难以及时，造成平板加热不均匀，而影响产品报废。其维修量、维修费用也较大。

发明内容

针对上述不足，本实用新型目的在于，提供一种制造工序简易、易于实现，能快速生产出热效率高，受环境温度影响小，不易损坏，且易于维修的电磁加热装置。

本实用新型为实现上述目的，所提供的技术方案是：一种电磁加热装置，其包括加热体、电磁线圈及功率部分采用铜条连接的拓扑结构、能控制该电磁线圈工作状态的电磁加热控制板，所述加热体内设有一与所述电磁线圈的外形轮廓相适配的容置槽，所述电磁线圈放置在该容置槽内，并与所述电磁加热控制板相连接。

所述加热体包括两金属板相贴合的金属基板，所述容置槽设置在两金属基板的相贴合面上；所述电磁线圈由一铜线按阿基米德螺旋线形状轨迹或呈方形逐渐增大方式依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

所述加热体包括一柱体及一套设在该柱体外的套体，所述容置槽设置在套体与柱体的相贴合面上；所述电磁线圈由一铜线沿所述柱体的圆周方向依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

所述电磁加热控制板包括相互连接并交互通讯的高压整流滤波电路、功率输出电路、变压器、微处理器MCU、IGBT驱动电路、软启动模块、温度检测电路、同步振荡电路、PWM调制电路、检测保护电路、风扇驱动电路和故障报警电路。

所述检测保护电路包括电流检测电路、电压检测电路和浪涌保护电路。

所述功率输出电路包括磁能检测电路、金属检测电路、IGBT串联电路、线圈调节装置和IGBT过压保护电路。

所述IGBT串联电路包括一个或者多个IGBT模块，IGBT模块采用并联方式依次连接。

所述IGBT模块包括一个或者多个IGBT单元，IGBT单元采用并联方式相连接。

所述线圈调节装置包括一非金属绝缘本体及缠绕在该非金属绝缘本体上，且圈数能改变的线圈。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构设计巧妙，合理，热效率高，受环境温度影响小，不易损坏，且易于维修，而且整体结构简洁，易于生产制造，在减轻了劳动强度的同时，大大提高了生产效率，并保证了产品质量，提高产品合格率，增强企业的竞争力。本实用新型具体有如下优点：1、热效率高：加热体能直接与模具相贴合，实现零距离加热，因而减少了热传导过程中的热损失，而且因电磁加热方式的发热原理使本身的热利用率很高，所以电磁平板的热利用率达85%以上，比电热平板提高2-3倍，可以显著的节约能源；2、控温精准：电磁加热控制板中包括有温度检测电路，而且由于测温元件所处的位置与模具内橡胶所处的位置较近，所以温度检测和控制准确度较高，检测温度与硫化温度的温差≤±1度，可以较好地保证产品的硫化质量；3、电磁线圈按阿基米德螺旋线形状轨迹或呈方形逐渐增大方式依次卷绕或柱体的圆周方向依次卷绕而成，而且仅采用一个电磁线圈的结构设计，线圈小，电感量小，但是由于加热体能直接与模具相贴合，实现零距离加热，因而能在不影响功率的基础上，大大降低生产成本，提高效率降低能耗。同时避免了像传统结构需设置多个小电磁线圈，然后需要在加热体钻铣多个放置凹槽的工序，有效缩减工序，提高生产效率，而且由于减少了放置凹槽的数量，也就相应提高了加热体的结构强度，提升抗碰撞能力，大大延长使用寿命，产品使用寿命可达10年以上，节约运行成本；4、电路的功率部分采用铜条连接的拓扑结构，并联IGBT模块，而串联IGBT模块内的IGBT单元，反压可达3400V或更高，实现大功率目的，而且工作稳定性高。380V输入经整流之后，正极接扼流圈的一端，负极直接连接滤波电容一端，扼流圈另一端连接滤波电容的另一端，直流电正极接IGBT发射极并连接谐振电容，负极连接集电极，并连接谐振电容的另一端，基极接吸收电容，线圈连接电容的两侧。从而达到均流均压的效果，保障设备的稳定性；5、使用时，还可以通过线圈调节装置来灵活的调整电感量，在各组件的配合下，大大扩展适用范围，可以用来加热型号为304、309、316等无磁不锈钢，能广泛应用在硫化机热板、热压机、热辊、烘缸、304/316反应釜、304/316反应罐、304/316不锈钢容器等需加热领域，特别适用于在平板硫化机、热压机的热板内进行加热。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图。

图2是电磁加热控制板采用一个IGBT模块时的拓扑结构图。

图3是电磁加热控制板采用两个IGBT模块时的拓扑结构图。

图4为本实用新型的加热体的第一结构示意图。

图5为图4的分解结构示意图。

图6为本实用新型的加热体的第二结构示意图。

图7为图6的分解结构示意图。

图8为本实用新型的加热体的第三结构示意图。

图9为图8的分解结构示意图。

具体实施方式

实施例：参见图1至图9，本实用新型实施例提供的一种电磁加热装置，其包括加热体1、电磁线圈2及功率部分采用铜条连接的拓扑结构、能控制该电磁线圈2工作状态的电磁加热控制板，所述加热体1内设有一与所述电磁线圈2的外形轮廓相适配的容置槽12，所述电磁线圈2放置在该容置槽12内，并与所述电磁加热控制板相连接。

所述加热体1包括两金属板相贴合的金属基板11，所述容置槽12设置在两金属基板11的相贴合面上；所述电磁线圈2由一铜线按阿基米德螺旋线形状轨迹或呈方形逐渐增大方式依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

所述加热体1包括一柱体13及一套设在该柱体13外的套体14，所述容置槽12设置在套体14与柱体13的相贴合面上；所述电磁线圈2由一铜线沿所述柱体13的圆周方向依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

所述电磁加热控制板包括相互连接并交互通讯的高压整流滤波电路、功率输出电路、变压器、微处理器MCU、IGBT驱动电路、软启动模块、温度检测电路、同步振荡电路、PWM调制电路、检测保护电路、风扇驱动电路和故障报警电路，所述检测保护电路包括电流检测电路、电压检测电路和浪涌保护电路；所述功率输出电路包括磁能检测电路、金属检测电路、IGBT串联电路、线圈调节装置和IGBT过压保护电路，所述IGBT串联电路包括一个或者多个IGBT模块，IGBT模块采用并联方式依次连接；所述IGBT模块包括一个或者多个IGBT单元，IGBT单元采用并联方式相连接；所述线圈调节装置包括一非金属绝缘本体及缠绕在该非金属绝缘本体上，且圈数能改变的线圈。

具体实施过程中，参见图4和图5，所述加热体1包括两金属板相贴合的金属基板11，所述容置槽12设置在两金属基板11的相贴合面上；电磁线圈2可以按阿基米德螺旋线形状轨迹依次卷绕而成。

参见图6和图7，同理，所述加热体1包括两金属板相贴合的金属基板11，所述容置槽12设置在两金属基板11的相贴合面上；电磁线圈2也可以按呈方形逐渐增大方式依次卷绕而成。

参见图8和图9，所述加热体1包括一柱体13及一套设在该柱体13外的套体14，所述容置槽12设置在套体14与柱体13的相贴合面上；所述电磁线圈由一铜线沿所述柱体13的圆周方向依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

加热体1采用不同的结构设计，能满足不同领域的加热要求。上述加热体1的结构仅为本实用新型较好的实施方式，本实用新型不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本实用新型保护范围内。

工作时，AC380V交流电源经整流后变成直流加在电磁线圈2和功率输出管上，由振荡部分产生16-20KHZ脉冲电压通过放大后驱动功率输出，使得加在电磁线圈2的直流电变成16-20KHZ的交变电流，并产生强烈的交变磁场,并在加热体1内形成涡旋状感应电流，进而将磁能转化成热能，实现使加热体1自身产生热量，进而对模具内橡胶进行硫化。硫化温度由放在模具的盖板内的热电偶进行检测，并输出到温度显示控制表进行显示、控制。当温度达到或高于设定温度时，温度表输出控制信号使得电磁线圈2的电流减小，硫化温度降低。反之，如检测到温度低于设定温度时，电磁线圈2的电流增大，硫化温度升高。由此控制产品的硫化温度稳定。由于温度检测点安装在与模具内橡胶相对应的位置，检测和控制的温度与橡胶的硫化温度相近，更好地保证产品的硫化质量。

上述实施例仅为本实用新型较好的实施方式，本实用新型不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本实用新型保护范围内。

表1是采用本实用新型上述实施例所得到电磁加热装置与现有技术中的平板硫化机加热装置的性能测试对比报告，性能测试对比结果如表1所示。

现有设备存在问题	本实用新型解决问题	优势
			线圈比较大，电感量大	线圈小，电感量小，不适用于小件物体的加热	小电感，但不影响大功率
线圈与加热体之间有15-20MM	0距离，线圈可以紧贴加热体	安装方便，而且减小厚度，能适用于小空间的安装应用
			线圈分绕	一个线圈	安装方便
温度均匀性差	温度均匀性好	最优金属传导性能导热
			合模力受影响	合模力不受影响	延长模具寿命
IGBT单管电路反压高，功率做不大	并联IGBT模块，而串联IGBT模块内的IGBT单元，反压可达3400V或更高	稳定、功率大
			电感固定在一定范围内	设有线圈调节装置	根据需求调整电感量
电感不可控	电感在一定范围内随意调	根据加热对象大小及功率需要调整
			制作成本高	制作成本低	利用推广
单线盘控制	二区/或多区循环	提高效率降低能耗
			只能加热碳钢	304、309、316无磁不锈钢可以加热	适用面更广，反应釜、反应罐、平板硫化机、热压机、辊筒、烘缸等
中频高频，频率高效率低不适合对大件物体整体加热	频率在16-20KHZ，	大件加热比高频和中频节能30%以上
			一圈挨一圈密绕	线圈绕制形状	适用面是热板、热压机及其它金属内部加热

表1。

通过表1中的性能指标可以看出，本实用新型提供的电磁加热装置的热效率高，受环境温度影响小，不易损坏，且易于维修，而且整体结构简洁，易于生产制造，在减轻了劳动强度的同时，大大提高了生产效率，并保证了产品质量，提高产品合格率，增强企业的竞争力。

本实用新型具体有如下优点：1、热效率高：加热体能直接与模具相贴合，实现零距离加热，因而减少了热传导过程中的热损失，而且因电磁加热方式的发热原理使本身的热利用率很高，所以电磁平板的热利用率达85%以上，比电热平板提高2-3倍，可以显著的节约能源；2、控温精准：电磁加热控制板中包括有温度检测电路，而且由于测温元件所处的位置与模具内橡胶所处的位置较近，所以温度检测和控制准确度较高，检测温度与硫化温度的温差≤±1度，可以较好地保证产品的硫化质量；3、电磁线圈按阿基米德螺旋线形状轨迹或呈方形逐渐增大方式依次卷绕或柱体的圆周方向依次卷绕而成，而且仅采用一个电磁线圈的结构设计，线圈小，电感量小，但是由于加热体能直接与模具相贴合，实现零距离加热，因而能在不影响功率的基础上，大大降低生产成本，提高效率降低能耗。同时避免了像传统结构需设置多个小电磁线圈，然后需要在加热体钻铣多个放置凹槽的工序，有效缩减工序，提高生产效率，而且由于减少了放置凹槽的数量，也就相应提高了加热体的结构强度，提升抗碰撞能力，大大延长使用寿命，产品使用寿命可达10年以上，节约运行成本；4、电路的功率部分采用铜条连接的拓扑结构，380V输入经整流之后，正极接扼流圈的一端，负极直接连接滤波电容一端，扼流圈另一端连接滤波电容的另一端，直流电正极接IGBT发射极并连接谐振电容，负极连接集电极，并连接谐振电容的另一端，基极接吸收电容，线圈连接电容的两侧。从而达到均流均压的效果，保障设备的稳定性。参见图2和图3。图2是电磁加热控制板采用一个IGBT模块3时的拓扑结构图；IGBT模块3包括有两个IGBT单元，IGBT单元采用并联方式相连接，若IGBT模块3包括有更多个IGBT单元时，同样是采用并联方式相连接。图3是电磁加热控制板采用两个IGBT模块时的拓扑结构图；其它实施例中，可以根据所需的加热效率来相应设定IGBT模块3的数量，然后通过并联方式来连接IGBT模块3即可。并联IGBT模块，而串联IGBT模块内的IGBT单元，反压可达3400V或更高，实现大功率目的，而且工作稳定性高；5、使用时，还可以通过线圈调节装置4来灵活的调整电感量，在各组件的配合下，大大扩展适用范围，可以用来加热型号为304、309、316等无磁不锈钢，能广泛应用在硫化机热板、热压机、热辊、烘缸、304/316反应釜、304/316反应罐、304/316不锈钢容器等需加热领域，特别适用于在平板硫化机、热压机的热板内进行加热。

如本实用新型上述实施例所述，采用与其相同或相似结构而得到的其它加热装置及其制造方法，均在本实用新型保护范围内。

Claims

1.一种电磁加热装置，其特征在于，其包括加热体、电磁线圈及功率部分采用铜条连接的拓扑结构、能控制该电磁线圈工作状态的电磁加热控制板，所述加热体内设有一与所述电磁线圈的外形轮廓相适配的容置槽，所述电磁线圈放置在该容置槽内，并与所述电磁加热控制板相连接。

2.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述加热体包括两金属板相贴合的金属基板，所述容置槽设置在两金属基板的相贴合面上；所述电磁线圈由一铜线按阿基米德螺旋线形状轨迹或呈方形逐渐增大方式依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

3.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述加热体包括一柱体及一套设在该柱体外的套体，所述容置槽设置在套体与柱体的相贴合面上；所述电磁线圈由一铜线沿所述柱体的圆周方向依次卷绕而成，所述铜线套有绝缘导热材料。

4.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热控制板包括相互连接并交互通讯的高压整流滤波电路、功率输出电路、变压器、微处理器MCU、IGBT驱动电路、软启动模块、温度检测电路、同步振荡电路、PWM调制电路、检测保护电路、风扇驱动电路和故障报警电路。

5.根据权利要求4所述的电磁加热装置，其特征在于，所述检测保护电路包括电流检测电路、电压检测电路和浪涌保护电路。

6.根据权利要求5所述的电磁加热装置，其特征在于，所述功率输出电路包括磁能检测电路、温度检测电路、金属检测电路、IGBT串联电路、线圈调节装置和IGBT过压保护电路。

7.根据权利要求6所述的电磁加热装置，其特征在于，所述IGBT串联电路包括一个或者多个IGBT模块，IGBT模块采用并联方式依次连接。

8.根据权利要求7所述的电磁加热装置，其特征在于，所述IGBT模块包括一个或者多个IGBT单元，IGBT单元采用并联方式相连接。

9.根据权利要求8所述的电磁加热装置，其特征在于，所述线圈调节装置包括一非金属绝缘本体及缠绕在该非金属绝缘本体上，且圈数能改变的线圈。