CN206772009U - 一种稳定快熔中频感应钢壳炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稳定快熔中频感应钢壳炉，属于加热设备领域，其包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周设置炉衬，炉衬上设置电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；电磁感应线圈由中频电源提供工作电能，中频电源的外周设置冷却管，冷却管通过进水管和出水管，与封闭水冷构成循环水路；在进水管上安装进水阀，进水阀后侧的进水管上还安装排水阀；在出水管上安装出水阀，出水阀前侧的出水管上还安装进气阀，进气阀连通高压气源。此加热炉在减少能源浪费的同时，提高封闭水冷的稳定性。

Description

一种稳定快熔中频感应钢壳炉

技术领域

本实用新型属于加热设备领域，具体涉及一种稳定快熔中频感应钢壳炉。

背景技术

中频感应加热炉由于具有加热速度快、生产效率高、作业环境好、氧化脱炭少及节省材料的优点，被广泛应用在焊接、退火、淬火、透热等工艺处理中，覆盖汽车、摩托车零部件、铁路钢轨、航空航天、兵器制造、机械制造、电器制造及特种金属加工等行业。中频感应加热炉是利用中频电源对线圈通电，利用线圈的电磁感应原理进行加热熔化的装置。炉体的钢壳通常由钢架、磁轭和位于钢架上部的炉盖构成，磁轭用来引导感应线圈的磁场走向。

可见，中频电源的好坏直接影响加热炉的性能。目前，大多采用封闭水冷的方式对加热炉的电源系统进行冷却，封闭水冷成为冷却中频电源重要设备。由于铜管具有良好的导热性，封闭水冷中通常采用铜管作为冷却管道，但封闭水冷在冬天不用时，冷却管道内的水容易结冻，造成薄壁铜管涨破，危及电源系统的冷却性能。

除此之外，设备在工作过程中，磁轭上端散射的磁场一直引起钢壳上端发热，减低钢壳的使用寿命；同时也损失了部分能量，造成能源浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定快熔中频感应钢壳炉，在减少能源浪费的同时，提高封闭水冷的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：发明一种稳定快熔中频感应钢壳炉，包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周设置炉衬，炉衬上设置电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；

所述电磁感应线圈由中频电源提供工作电能，中频电源的外周设置冷却管，冷却管通过进水管和出水管，与封闭水冷构成循环水路；在进水管上安装进水阀，进水阀后侧的进水管上还安装排水阀；在出水管上安装出水阀，出水阀前侧的出水管上还安装进气阀，进气阀连通高压气源。

优选的，所述法拉第环与磁轭同轴设置。

优选的，所述法拉第环的内径大于磁轭的外径。

优选的，所述电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的绕制方向相反，第一线圈的下端和第二线圈的上端并联在中频电源的一端，第一线圈的上端和第二线圈的下端并联在中频电源的另一端。

优选的，出水阀后侧的出水管上设置水箱，水箱的上端连接冷却管、下端连接封闭水冷。

优选的，水箱的下端连通循环水泵，循环水泵的出水端连接出水管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于磁轭的上方设置了法拉第环，而法拉第环也被称作“短路线匝”或者“短路环”，它与磁轭中的磁场相互作用，能够改变和反抗磁轭中磁力线的方向，将磁场折射回感应线圈的内部，作用于被熔化物，加快物料的熔化速度；同时减少了磁力线对炉盖的作用，避免其受热老化，利于延长其使用寿命；并能通过关闭进水阀和出水阀，将中频电源的冷却管和封闭水冷间水路切断，然后从进气阀中通入气体，使得封闭水冷内的水从排水阀中排出，从而避免现有技术中的冻结现象。

2、由于法拉第环与磁轭同轴设置，且法拉第环的内径大于磁轭的外径，能够增大法拉第环折射回的磁力线量，进一步加快物料的熔化速度。

3、设置的循环水泵能够为水的循环提供动力，提高其循环速度，提高封闭水冷在单位时间内的制冷量，而循环水泵上方的水箱一方面起到收集水的作用，确保循环水泵能够可靠、高负荷运转；另一方面为水流提供了落差，水流可以利用落差进行预散热。

4、由于电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的两相邻端头相并接，位于两端的端头相并接，电流具有选通特性，当被熔化物料位于坩埚的下部时，上部没有填充料，电流基本从位于下部的第二线圈中流通，第一线圈中的电流较小，减小了电能浪费；而坩埚中充满被熔物料时，电流则增大了在第一线圈中的通过量，实现了电流在第一线圈和第二线圈中的自由分布，从而增大热能吸收率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电磁感应线圈的连接结构示意图；

图3是中频电源的冷却结构示意图。

图中标记：1、炉盖；2、法拉第环；3、钢架；4、磁轭；5、炉衬；6、坩埚；7、电磁感应线圈；8、第一线圈；9、第二线圈；10、中频电源；11、封闭水冷；12、进气阀；13、出水阀；14、排水阀；15、进水阀；16、循环水泵；17、水箱；18、进水管；19、出水管；20、高压气源；21、物料。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型中，将靠近物料21的一侧定义为内侧，相应地将远离物料21的另一侧定义为外侧；将本实用新型处于使用状态时，靠近地面的一端定义为下端，而远离地面的一端定义为上端；同时参照水流由后至前的流向，将靠近中频电源10的一端定义为进端，相应地将远离中频电源10的另一端定义为出侧。

如图1所示，本实用新型在钢架3中安装有坩埚6，坩埚6上方的钢架3上设置炉盖1。坩埚6的外周包裹有炉衬5，炉衬5上绕有电磁感应线圈7，电磁感应线圈7的外周套设磁轭4，磁轭4、钢架3和炉盖1共同构成本实用新型的钢壳。磁轭4的上方设置法拉第环2，法拉第环2与磁轭4同轴设置，且其内径大于磁轭4的外径。法拉第环2位于磁轭4顶端距炉盖1下端距离的三分之一处，法拉第环2靠近磁轭4设置。此法拉第环2也被称作“短路线匝”或者“短路环”，它与磁轭4中的磁场相互作用，能够改变和反抗磁轭4中磁力线的方向，将磁场折射回感应线圈的内部，作用于坩埚6内待熔化的物料21，加快物料21的熔化速度；同时减少了磁力线对炉盖1的作用，避免其受热老化，利于延长其使用寿命。

如图2所示，中频电源10为电磁感应线圈7提供工作电源，电磁感应线圈7分为自上而下依次排布的第一线圈8和第二线圈9，第一线圈8与第二线圈9的绕制方向相反，假如第一线圈8为顺时针方向绕制，则第二线圈9为逆时针方向绕制；二者反之也可。第一线圈8的下端和第二线圈9的上端并联在中频电源10的一端，第一线圈8的上端和第二线圈9的下端并联在中频电源10的另一端。电流具有选通特性，当被熔化的物料21位于坩埚6的下部时，上部没有填充料，电流基本从位于下部的第二线圈9中流通，第一线圈8中的电流较小，减小了电能浪费；而坩埚6中充满被熔物料21时，电流则增大了在第一线圈8中的通过量，实现了电流在第一线圈8和第二线圈9中的自由分布，从而增大热能吸收率。

如图3所示，本实用新型还在中频电源10的外周设置冷却管，冷却管通过进水管18和出水管19与封闭水冷11构成循环水路，如图3所示，在进水管18上安装进水阀15，进水阀15后侧的进水管18上还安装排水阀14；在出水管19上安装出水阀13，出水阀13前侧的出水管19上还安装进气阀12，进气阀12连通高压气源20。在需要排空时，可以通过关闭进水阀15和出水阀13，将中频电源10的冷却管和封闭水冷11间水路切断，然后从进气阀12中通入高压气体，使得封闭水冷11内的水从排水阀14中排出，能够提高封闭水冷11中的排空速度，并完全彻底排空，从而避免现有技术中的冻结现象。

为了增强水流的循环速度，并实现循环水的预冷，在出水阀13后侧的出水管19上设置水箱17，水箱17的上端连接冷却管、下端连通循环水泵16，循环水泵16的出水端出水管19。设置的循环水泵16能够为水的循环提供动力，提高其循环速度，提高封闭水冷11在单位时间内的制冷量，而循环水泵16上方的水箱17一方面起到收集水的作用，确保循环水泵16能够可靠、高负荷运转；另一方面为水流提供了落差，水流可以利用落差进行预散热。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本实用新型的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种稳定快熔中频感应钢壳炉，包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周设置炉衬，炉衬上设置电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；

所述电磁感应线圈由中频电源提供工作电能，中频电源的外周设置冷却管，冷却管通过进水管和出水管，与封闭水冷构成循环水路；在进水管上安装进水阀，进水阀后侧的进水管上还安装排水阀；在出水管上安装出水阀，出水阀前侧的出水管上还安装进气阀，进气阀连通高压气源。

2.按照权利要求1所述的稳定快熔中频感应钢壳炉，其特征在于：所述法拉第环与磁轭同轴设置。

3.按照权利要求2所述的稳定快熔中频感应钢壳炉，其特征在于：所述法拉第环的内径大于磁轭的外径。

4.按照权利要求1至3任一所述的稳定快熔中频感应钢壳炉，其特征在于：所述电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的绕制方向相反，第一线圈的下端和第二线圈的上端并联在中频电源的一端，第一线圈的上端和第二线圈的下端并联在中频电源的另一端。

5.按照权利要求4所述的稳定快熔中频感应钢壳炉，其特征在于：出水阀后侧的出水管上设置水箱，水箱的上端连接冷却管、下端连接封闭水冷。

6.按照权利要求5所述的稳定快熔中频感应钢壳炉，其特征在于：水箱的下端连通循环水泵，循环水泵的出水端连接出水管。