CN205915048U - 一种应用于刀柄热装系统的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于刀柄热装系统的加热装置，包括高温线圈、线圈固定装置、普通导线、工作指示灯以及磁场屏蔽装置。本实用新型采用非接触式的电磁感应加热原理，能够避免对器件的氧化和损坏，能够提高加热效率，降低电能损耗以及成本，且加热温度可控。同时本实用新型前期利用ANSYS电磁场分析，将整体结构进行优化，结构简单，设计合理，具有理论依据；后期将其装入整套的刀柄热装装置中进行一系列的实验，验证了其合理性以及最优性。此外本实用新型具有各种变化，可应用于其他磁场加热领域，值得推广。

Description

一种应用于刀柄热装系统的加热装置

技术领域

本实用新型属于热装技术领域，具体涉及一种应用于刀柄热装系统的加热装置。

背景技术

目前使用的传统刀柄在安装刀具时，是通过螺栓或螺钉等紧固部件机械地将刀具固定在刀柄一端端头的刀具夹持部件上，这样不仅需要制作刀柄和夹持刀具的专属夹持部件，同时由于固定刀具时使用的螺栓或螺钉，无疑降低了安装和拆卸刀具时的效率。在上世纪90年代末，国际上开始研发刀具的热装设备及刀柄，通过金属的热涨冷缩的原理，来实现刀具的装夹与拆卸。

刀柄热装系统的原理利用刀柄(特殊不锈钢)和刀具(硬质合金)的热膨胀系数之差，来强力且高精度夹紧刀具，刀柄材料采用热膨胀系数很大的热装专用特殊不锈钢实现300℃的高温热装，利用工业用吹风机的简单热风式加热装置，可以对应从高速/精加工、到重切削加工之间铣、钻、铰等所有加工；但采用吹风机的简单热风式加热装置，其加热效率偏低，且温度不可控制。

公开号为CN 204262677U的中国专利公开了一种刀柄加热器，其包括加热枪与加热枪本体且分别设置有升降支架的内外侧，加热枪的正下方的工作平台上设置有一用于固定刀具的底座，加热枪的下方设置有连接自动风冷装置的电磁阀，加热枪上设置有温度传感器，温度传感器与加热枪电连接工作平台上的电控箱，能够一定程度地提高加热效率，且加热控制更加准确；但这类加热器结构复杂，且采用加热枪直接与刀柄接触式加热，容易造成刀柄表面氧化，甚至损坏刀柄。

电磁感应加热效率高、速度快、可控性高，对于高温及局部加热来说是非常合适的。感应加热的速度很快，比原始的普通煤、炭、柴火等加热速度快很多，而且感应加热是非接触式加热，其加热器件表面氧化少，加热器件材料损耗也就少；而电磁感应加热装置中的加热线圈极大程度的影响到了加热效率，电能损耗，成本等方面。

发明内容

基于上述，本实用新型提供了一种应用于刀柄热装系统的加热装置，该装置采用电磁感应加热的原理，能够实现与刀柄之间的非接触式加热，其采用的线圈能够较为优秀的帮助提高加热效率，降低电能损耗以及成本等问题。

一种应用于刀柄热装系统的加热装置，包括高温线圈和线圈固定装置；所述的线圈固定装置包含有绕线柱，所述的高温线圈缠绕于该绕线柱上，所述的绕线柱贯穿开有供刀柄放入的通孔；工作时高温线圈被注入高频电流，从而实现对位于高温线圈中的刀柄进行电磁感应加热。

优选地，所述线圈固定装置的外围设有磁场屏蔽装置，其主要作用是屏蔽线圈的磁场，抑制线圈的磁场泄露；其次是使线圈的磁场聚集在刀柄周围，有利于提高加热效率，降低加热过程的损耗等。

进一步地，所述的磁场屏蔽装置采用软磁铁氧体材料。

优选地，所述高温线圈外侧绕有一圈导线，所述的导线连接有工作指示灯；当高温线圈通过高频大电流时，在导线上感应出电流，从而使工作指示灯点亮，用于提醒操作者装置是否处于工作状态。

优选地，所述的线圈固定装置采用聚四氟乙烯材料，该材料具有耐高低温(-192℃～260℃)、耐腐蚀(强酸、强碱、王水等)、高绝缘、高润滑、不粘附、无毒害等优良综合特性，其锥度刚好能与国内现有刀柄装置相契合，使磁场集中的刀柄的头部，有利于提高加热效率，降低加热过程的损耗等优点。

进一步地，所述的线圈固定装置采用传统绕线架结构，其绕线柱两端均设有挡线板。

优选地，所述的高温线圈采用由绝热胶带包裹的李兹线绕制而成。所述的李兹线采用天然丝包聚氨酯漆包铜线，所述的绝热胶带采用0.12mm厚度的聚酰亚胺材料。

本实用新型采用非接触式的电磁感应加热原理，能够避免对器件的氧化和损坏，能够提高加热效率，降低电能损耗以及成本，且加热温度可控。

同时本实用新型前期利用ANSYS电磁场分析，将整体结构进行优化，结构简单，设计合理，具有理论依据；后期将其装入整套的刀柄热装装置中进行一系列的实验，验证了其合理性以及最优性。此外本实用新型具有各种变化，可应用于其他磁场加热领域，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型加热装置的结构示意图。

图2为高温线圈的结构示意图。

图3为线圈固定装置的结构示意图。

图4为磁场屏蔽装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型应用于刀柄热装系统的加热装置，包括高温线圈1、线圈固定装置2、磁场屏蔽装置3、普通导线4以及工作指示灯5，其中：高温线圈1均匀绕制在线圈固定装置2上，并在高温线圈1外侧绕一圈普通导线4，并在普通导线4两端连接工作指示灯5，再将这个整体包括高温线圈1、线圈固定装置2、普通导线4放置在磁场屏蔽装置3内，普通导线4两端的工作指示灯5置于磁场屏蔽装置3外。

如图2所示，高温线圈1由绝热胶带包裹的李兹线绕制而成；绝热胶带采用0.12mm厚度的聚酰亚胺材料，该材料短期耐温可达260-300℃；李兹线采用双层天然丝包聚氨酯(聚酯)漆包铜(束)线；该李兹线的股数要根据通过的电流大小选取。

高频大电流流向高温线圈1，高温线圈1内会产生极性瞬间变化的强磁束，将被加热的刀柄放进高温线圈1中，由刀柄本身的电阻产生焦耳热，使刀柄本身的温度升高，利用工件中的涡流产生的热量来对刀柄进行加热。

如图3所示，线圈固定装置2材料采用聚四氟乙烯，该材料具有耐高低温(-192℃～260℃)、耐腐蚀(强酸、强碱、王水等)、高绝缘、高润滑、不粘附、无毒害等优良综合特性，其锥度刚好能与国内现有刀柄装置相契合，使磁场集中的刀柄的头部，有利于提高加热效率，降低加热过程的损耗等优点。

如图4所示，磁场屏蔽装置3由软磁铁氧体材料制成，其主要作用是屏蔽高温线圈1的磁场，抑制高温线圈1的磁场泄露；其次是使高温线圈1的磁场聚集在刀柄周围，有利于提高加热效率，降低加热过程的损耗等。

普通导线4以及工作指示灯5的作用是利用电磁感应原理，当高温线圈1通过高频大电流时，在普通导线4上感应出电流，从而工作指示灯5导通，用于提醒操作者装置是否处于工作状态。

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于刀柄热装系统的加热装置，其特征在于：包括高温线圈和线圈固定装置，所述的线圈固定装置包含有绕线柱，所述的高温线圈缠绕于该绕线柱上，所述的绕线柱贯穿开有供刀柄放入的通孔；工作时高温线圈被注入高频电流，从而实现对位于高温线圈中的刀柄进行电磁感应加热。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述线圈固定装置的外围设有磁场屏蔽装置。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于：所述的磁场屏蔽装置采用软磁铁氧体材料。

4.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述高温线圈外侧绕有一圈导线，所述的导线连接有工作指示灯。

5.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述的线圈固定装置采用聚四氟乙烯材料。

6.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述的线圈固定装置采用传统绕线架结构，其绕线柱两端均设有挡线板。

7.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述的高温线圈采用由绝热胶带包裹的李兹线绕制而成。

8.根据权利要求7所述的加热装置，其特征在于：所述的李兹线采用天然丝包聚氨酯漆包铜线，所述的绝热胶带采用0.12mm厚度的聚酰亚胺材料。