CN212344095U - 双排螺杆立柱感应线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双排螺杆立柱感应线圈，属于感应加热技术领域。包括感应线圈、螺杆、连接铜排、水接头和绝缘支撑立柱；感应线圈设为空心铜管绕制的中空圆筒状螺线形线圈；线圈外圆周的每一圈铜管上沿径向相邻设有两根螺杆；线圈外圆周沿轴向设有绝缘支撑立柱，螺杆与绝缘支撑立柱连接；线圈的空心铜管端头连接用于冷却的水接头；线圈的空心铜管连接用于给铜管通交流电流，以在线圈内部产生交变磁场的连接铜排。每根绝缘支撑立柱上的两排螺杆分开一定间隙，可有效加强感应线圈整体刚度，并且可以实现对感应线圈圆度、同心度的精确调节，有效控制感应线圈匝间隙；以保证制作的感应线圈的整体圆度、同心度和匝间隙等的尺寸精度。

Description

双排螺杆立柱感应线圈

技术领域

本实用新型涉及一种双排螺杆立柱感应线圈，属于感应加热技术领域。

背景技术

在感应加热应用场合，感应线圈必不可少，只有通过在感应线圈上通流变电流，才能实现感应加热的目的。目前根据实际应用的工艺要求，往往需要设计各种不同的非标感应线圈，感应线圈的外形和尺寸千变万化，包括形状、内径尺寸、高度、铜管规格、设计匝数、匝间间隙、绝缘方式、支撑方式、电气连接方式、水路连接方式等等，都存在很多的变化。感应线圈的一般制作方法是采用空心铜管在一个模具外侧绕制成需要的形状和尺寸，由于铜管本身具有一定的刚性，绕制成型的感应线圈在脱离模具后，铜管会发生回弹，会产生较大的变形，无法保证成品感应线圈的尺寸，因此需要对感应线圈进行支撑和固定。一般的支撑固定方式是在线圈的多个位置焊接单排铜耳朵或单排铜螺杆，通过宽度较小的绝缘支撑立柱进行固定和支撑，由于焊接过程容易导致铜管变形，安装好绝缘支撑立柱后，由于支撑刚度受限，即使通过各种手段进行调整，也难以保证感应线圈的整体圆度、同心度、匝间隙等尺寸的精度，特别是尺寸越大的感应线圈，尺寸精度越难控制。对于一些对感应线圈尺寸精度要求较高的场合，现有的感应线圈设计制作很难满足使用需求。

发明内容

本实用新型的目的是为解决如何保证制作的感应线圈的整体圆度、同心度和匝间隙等尺寸精度的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种双排螺杆立柱感应线圈，包括感应线圈、螺杆、连接铜排、水接头和绝缘支撑立柱；所述感应线圈设为空心铜管绕制的同一中轴线且同一直径的中空圆筒状螺线形线圈；圆筒状线圈外圆周的每一圈铜管上沿径向向外侧相邻设有两根辐射状的螺杆；圆筒状线圈外圆周外侧沿轴向设有绝缘支撑立柱，所述螺杆与绝缘支撑立柱连接；所述组成圆筒状线圈的空心铜管端头连接设有用于在铜管内通水进行冷却铜管的水接头；组成圆筒状线圈的空心铜管连接用于给铜管通交流电流，以在线圈内部产生交变磁场的连接铜排。

优选地，所述每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆之间的距离一致。

优选地，所述同一圈铜管相邻的两根螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上；相邻的两圈铜管上设有的相邻的两根螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上。

优选地，所述每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆设为圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆。

优选地，所述圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上。

优选地，所述绝缘支撑立柱的数量设为大于3根。

优选地，所述绝缘支撑立柱两端设于圆筒状线圈两端的端面外侧。

优选地，所述绝缘支撑立柱上端部连接一用于固定的上环板；所述绝缘支撑立柱下端部连接一用于固定的下环板；上环板和下环板之间设有设于圆筒状线圈外圆周外侧的安装板。

优选地，所述上环板、下环板和安装板采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型一款双排螺杆立柱感应线圈，在每根绝缘支撑立柱上设计了两排螺杆立柱，两排螺杆立柱分开一定间隙，可有效加强感应线圈整体刚度，并且可以实现对感应线圈圆度、同心度的精确调节，有效控制感应线圈匝间隙。

2.本实用新型采用在每根绝缘支撑立柱上设计双排螺杆立柱，两排立柱之间预留一定间距，保证安装时可以对两排螺杆立柱之间的铜管具备一定的调节作用，可有效抵消掉铜管因焊接导致的变形，增强感应线圈的整体刚性。

3.通过双排螺杆立柱和宽绝缘支撑立柱的安装和固定过程中对感应线圈每匝铜管的内径、整个感应线圈的同轴度、每匝之间的匝间隙进行调整，可以达到较高的尺寸精度，且线圈整体刚性较强，不易因震动、搬运、安装导致变形，长时间使用也不易产生形变，稳定性较强。

4.在感应线圈上端和下端各安装一块环板，与绝缘支撑立柱固定在一起，上环板和下环板可以通过一块安装板连接成一体，增强结构的整体刚性和稳定性，感应线圈不易产生变形，安装尺寸更加精准。

附图说明

图1是本实用新型单组双排螺杆立柱感应线圈(不含绝缘支撑立柱)结构示意图。

图2是本实用新型单组双排螺杆立柱感应线圈(含绝缘支撑立柱)结构示意图。

图3是本实用新型单组双排螺杆立柱感应线圈(含绝缘支撑立柱和端面安装板)结构示意图。

图4是本实用新型多组双排螺杆立柱感应线圈(不含绝缘支撑立柱)结构示意图。

图5是本实用新型多组双排螺杆立柱感应线圈(含绝缘支撑立柱)结构示意图。

图6是本实用新型单组双排螺杆立柱感应线圈(含绝缘支撑立柱和端面安装板)结构示意图

附图标记：1.感应线圈；2.螺杆；3.连接铜排；4.水接头；5.绝缘支撑立柱；6.上环板；7.下环板；8.安装板；

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-6所示，本实用新型提供一种双排螺杆立柱感应线圈，包括感应线圈1、螺杆2、连接铜排3、水接头4和绝缘支撑立柱5；感应线圈1设为空心铜管绕制的同一中轴线且同一直径的中空圆筒状线圈；圆筒状线圈外圆周的每一圈铜管上沿径向向外侧相邻设有两根辐射状的螺杆2；圆筒状线圈外圆周外侧沿轴向设有绝缘支撑立柱5，螺杆2与绝缘支撑立柱5连接；组成圆筒状线圈的空心铜管端头连接设有用于在铜管内通水进行冷却铜管的水接头4；组成圆筒状线圈的空心铜管连接用于给铜管通交流电流，以在线圈内部产生交变磁场的连接铜排3；每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆2之间的距离一致。同一圈铜管相邻的两根螺杆2连接于同一个绝缘支撑立柱5上；相邻的两圈铜管上设有的相邻的两根螺杆2连接于同一个绝缘支撑立柱5上。每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆2设为圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆。圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆2连接于同一个绝缘支撑立柱5上。绝缘支撑立柱5的数量设为大于3根。绝缘支撑立柱5两端设于圆筒状线圈两端的端面外侧。绝缘支撑立柱5上端部连接一用于固定的上环板6；绝缘支撑立柱5下端部连接一用于固定的下环板7；上环板6和下环板7之间设有设于圆筒状线圈1外圆周外侧的安装板8。上环板6、下环板7和安装板8采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板。

本实用新型是一种用于电磁感应加热的双排螺杆立柱感应线圈，以下简称“感应线圈”，主要应用于电磁感应加热场合，可以用于碳化硅晶体生长、蓝宝石晶体生长、YG晶体生长以及其他采用感应加热方式的晶体生长应用场合中的石墨坩埚、铱金坩埚、铂金坩埚、钨坩埚、钼坩埚或其他金属坩埚加热，另外还可以用于光纤拉丝炉中石墨发热体加热、其他应用中的石墨坩埚加热或金属坩埚加热，也可以直接用于加热金属材料、半导体材料、冷坩埚等。

本实用新型的工作原理是：在铜管上通交流电流，在线圈内部产生交变磁场，在线圈内的导体外侧产生感应电流，这种感应电流在电磁学中称为“涡流”，通过感应电流使得导体发热，达到加热导体的目的。可加热的导体包括各种金属导体、石墨、高温下导电的半导体材料、一些高温下导电的金属氧化物等。需要加热不导电的材料时，可以加热采用导电材料制作的坩埚或发热体，坩埚或发热体通过接触传热或热辐射方式对不导电材料进行加热。

本实用新型采用空心方形铜管或空心圆形铜管绕制成圆柱形螺线形感应线圈，铜管上焊接水接头，在铜管内通水进行冷却。在感应线圈铜管两个端部附近可以焊接电极、铜排，用于电连接。感应线圈的内径、绕制圈数、铜管规格可以根据需要设计。感应线圈可以采用一根铜管绕到底，称为单组感应线圈，也可以绕制多个单组感应线圈并联，称为多组感应线圈，多组感应线圈中的每个单组感应线圈的相同位置的引出铜管焊接在同一根集流铜管上，水路和电路都通过集流铜管并接在一起，然后汇总引出。

本实用新型可采用多根绝缘支柱对感应线圈进行支撑，立柱可以等夹角均匀分布，也可以设计不同的夹角分布，绝缘支撑柱数量可以设计三到八根。每根绝缘支撑柱位置在线感应圈铜管外壁焊接双排紫铜或黄铜螺杆，即在每一圈铜管的每根支撑柱位置间隔一定间距焊接两根螺杆，且两根螺杆都穿过支撑立柱上的安装孔，用于支撑柱与线圈之间的安装固定。

本实用新型上焊接的螺杆和螺杆上的固定螺帽可以高出支撑柱外表面，也可以在支撑柱上开沉孔，将螺帽和螺杆下沉到支撑柱外侧面以下，可以使用硅胶填充在沉孔中进行绝缘，也可以在支撑柱外侧面覆盖一块绝缘板，将螺帽和螺栓覆盖在绝缘板下进行绝缘。

本实用新型感应线圈可以是裸铜管，也可以在铜管上做绝缘处理。

本实用新型可以在感应线圈上端和下端可以安装上环板和下环板，以及侧面安装板，上环板、下环板和安装板可以使用铝合金板、铜板或绝缘板，上环板和下环板与绝缘支撑立柱连接固定，上环板和下环板铜管侧面安装板固定在一起，使得整个感应线圈结构更加稳定、牢固。

本实用新型采用双排螺杆立柱支撑：在每根绝缘支撑立柱上设计双排螺杆立柱，两排立柱之间预留一定间距，保证安装时可以对两排螺杆立柱之间的铜管具备一定的调节作用，可有效抵消掉铜管因焊接导致的变形，增强感应线圈的整体刚性。双排螺杆立柱中同一圈上两个螺杆中心距可以与其他圈上螺杆中心距相同，也可以不同，同一排螺杆立柱可以设计在一条直线上，也可以设计在错位布置。多组双排螺杆立柱之间间距可以均匀分布，也可以不等距分布。

本实用新型采用宽绝缘支撑立柱支撑：目前市场上感应线圈常规做法是采用单排螺杆与绝缘支撑柱连接固定，使用的绝缘支撑立柱宽度一般都较小，一般宽度在40mm以下，本实用新型设计的绝缘支撑柱宽度较宽，宽度在50mm-200mm之间，双排螺杆立柱之间中心距在30mm-180mm之间。感应线圈的螺杆立柱端部和固定螺母可以露在绝缘立柱外侧面，也可以下沉到绝缘支撑立柱外侧面以下，下沉在绝缘支撑立柱以下的螺母和螺杆可以打硅胶绝缘，或在外侧面覆盖一块绝缘板绝缘，也可以不绝缘处理。多根绝缘支撑立柱之间可以等距分布，也可以不等距分布。绝缘支撑立柱靠感应线圈的面可以加工凹槽，贴合感应线圈弧度，也可以做成平面的。

本实用新型采用的双排螺杆立柱感应线圈尺寸精度高，稳定性高；通过双排螺杆立柱和宽绝缘支撑立柱的安装和固定过程中对感应线圈每匝铜管的内径、整个感应线圈的同轴度、每匝之间的匝间隙进行调整，可以达到较高的尺寸精度，且线圈整体刚性较强，不易因震动、搬运、安装导致变形，长时间使用也不易产生形变，稳定性较强。

本实用新型可增加端面安装环板和侧面安装板，使得感应线圈结构更加牢固、稳定；可以在感应线圈上端和下端各安装一块环板，与绝缘支撑立柱固定在一起，上环板和下环板可以通过一块安装板连接成一体，增强结构的整体刚性和稳定性，感应线圈不易产生变形，安装尺寸更加精准。上环板、下环板和侧面安装板可以采用铝合金板、铜板或绝缘材料板加工。安装方式如图3和图6安装结构，可以选择安装环板和侧面安装板，也可以选择不安装。

如图1-6所示，感应线圈1：采用空心铜管绕制而成，可以是方形空心铜管，也可以是圆形或椭圆形空心铜管，感应线圈两端引出铜管可以设计在不同的位置引出，折弯方式和折弯的尺寸可以根据需要设计，可以采用直角焊接方式，也可以直接折弯。感应线圈的内径、匝数、铜管规格、匝间隙等可根据需要设计。感应线圈可以是一根铜管绕到底的单组感应线圈，如图1和图2，单组感应线圈匝数可以根据需要设计；感应线圈也可以是多个单组感应线圈并联结构的多组感应线圈，如图4和图5，多组感应线圈中的每个单组感应线圈匝数可以设计，多组感应线圈的组也可是设计。螺杆2：采用黄铜或紫铜螺柱，可以是M6、M8、M10、M12螺杆，也可以光面铜杆，采用钎焊或点焊方式焊接在铜管表面，每根支撑立柱同一匝两个螺杆间距可以是相同的，也可设计不同，同一排的螺杆可以在一条直线上，也可以设计不在同一直线上，可以设计三组双排螺杆，也可以设计多组，相邻组螺杆之间间距可以是一致的，也可以是不同的。连接铜排3：采用紫铜板，通过钎焊方式焊接在铜管上，铜排尺寸可以设计各种尺寸，铜排位置可以根据需要设计在不同位置。也可以不采用连接铜排，采用其他方式的电极钎焊在铜管上。水接头4：用于连接水管，给感应线圈通水冷却，通常为一个进水接头和一个出水接头，也可以设计多路水，在感应线圈其他部位钎焊多个水接头，水接头规格可以是其他各种规格。绝缘支撑立柱5：采用绝缘材料加工，需要具备一定强度，宽度、厚度和高度可以设计，绝缘支撑立柱可以设计三到八根，相邻绝缘支撑立柱之间距可以是相同的，也可以是不等距的，绝缘立柱外侧面可以开沉孔，用于下沉螺杆上的螺帽，也可以不开沉孔，螺帽直接在绝缘支撑立柱外侧。绝缘支撑立柱靠感应线圈的那侧可以加工凹槽，用于贴合感应线圈外圈弧度，也可以是平面的。绝缘支撑立柱上可以加工其他安装孔。上环板6：采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板加工，与绝缘支撑立柱连接固定，上环板用于增强感应线圈整体刚性和稳定性，提高安装尺寸精度，可以选择安装上环板，也可以不安装。安装方式如图3和图6，也可以设计其他安装和固定方式。下环板7：采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板加工，与绝缘支撑立柱连接固定，下环板用于增强感应线圈整体刚性和稳定性，提高安装尺寸精度，可以选择安装下环板，也可以不安装。安装方式如图3和图6，也可以设计其他安装和固定方式。安装板8：采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板加工，用于连接上环板和下环板，并用于感应线圈的安装和固定，可增强感应线圈整体结构的刚性和稳定性，减少感应线圈变形，提高安装尺寸精度。安装方式如图3和图6，也可以设计其他安装和固定方式。。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：包括感应线圈、螺杆、连接铜排、水接头和绝缘支撑立柱；所述感应线圈设为空心铜管绕制的同一中轴线的且同一直径的中空圆筒状螺线形线圈；圆筒状线圈外圆周的每一圈铜管上沿径向向外侧相邻设有两根辐射状的螺杆；圆筒状线圈外圆周外侧沿轴向设有绝缘支撑立柱，所述螺杆与绝缘支撑立柱连接；组成所述圆筒状线圈的空心铜管端头连接用于在铜管内通水进行冷却铜管的水接头；组成所述圆筒状线圈的空心铜管连接用于给铜管通交流电流，以在线圈内部产生交变磁场的连接铜排。

2.如权利要求1所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆之间的距离一致。

3.如权利要求1所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：同一圈所述铜管相邻的两根螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上；相邻的两圈铜管上设有的相邻的两根螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上。

4.如权利要求3所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述每一圈铜管相邻设有的两根辐射状的螺杆设为圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆。

5.如权利要求4所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述圆筒状线圈外圆周外侧两排螺杆连接于同一个绝缘支撑立柱上。

6.如权利要求5所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述绝缘支撑立柱的数量设为大于3根。

7.如权利要求6所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述绝缘支撑立柱两端设于圆筒状线圈两端的端面外侧。

8.如权利要求7所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述绝缘支撑立柱上端部连接一用于固定的上环板；所述绝缘支撑立柱下端部连接一用于固定的下环板；上环板和下环板之间设有设于圆筒状线圈外圆周外侧的安装板。

9.如权利要求8所述的一种双排螺杆立柱感应线圈，其特征在于：所述上环板、下环板和安装板采用不导磁的铝合金板、铜板或绝缘板。

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