CN216738439U - 一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，该感应加热头包括有感应钳组件；感应钳组件包括有第一钳爪以及第二钳爪；第一钳爪与第二钳爪分别与外部电源的两输出端连接；第一钳爪还与第二钳爪活动连接，第二钳爪相对于第一钳爪张开时，第一钳爪与第二钳爪之间留存容工件通过的空间，第二钳爪相对于第一钳爪闭合时，二者围合形成容工件感应加热的空间。与现有技术相比，我方申请中提供的钳形感应加热头将具备对外部电源要求宽松、加热效果好、结构简洁、灵活、装置工作状态稳定、加工效果好等有益效果。

Description

一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头

技术领域

本实用新型属于金属热处理技术领域，特别涉及一种钳形感应加热头。

背景技术

应用感应加热技术对金属工件进行热处理时，由于感应加热技术本身可控性优良、加热速度快、加热过程清洁环保等特点，能广泛适用普遍的金属工件热加工处理场景，取得良好的热处理效果。

具体到实际中，应用感应加热技术对金属工件做出热处理时，感应加热装置往往具备电源以及感应加热头，其中的电源用于产生交变电流，交流电接入感应加热头中后，感应加热头将交流电转换成为交变磁场，对进入到磁场范围内的金属工件进行感应加热。

现有技术中提供的感应加热头往往以一体式、粗线径、耐流能力强的线材直接盘绕成型，外观上往往呈现为单圈或多圈的闭合线圈，这样的感应加热头构造形式在本技术领域应用广泛，以申请号为“03226841.6”的专利申请文案为例，在该专利申请文件中公开了一种中频感应加热线圈，其中即记载：包括线圈绕组圆心在同一轴线上的加热层和调节层，加热层由处于内圈的小头和处于外围的大头构成；小头线圈绕组采用空心铜管密绕二层，大头线圈绕组采用空心铜管同心圆绕法，大头与小头串联连接，绕向一致；调节层的线圈绕组采用空心铜管同心圆绕法，其每一圈均有抽头，调节层的线圈绕组每一圈或相邻的几圈均可以通过与各自抽头相连的连接头与加热层的线圈相连。它可以改善不同几何形状的多层平面复合金属在加热过程的温度均匀特性。

上述专利申请文件中提供的感应加热线圈，其本质即为一体式多圈闭合线圈，这样的线圈一旦制造成型，其形状与结构上将不能改动，技术人员在使用时，只能以其固定的姿态，整体取用该线圈，对其通入交流电后，将需要进行热处理的金属工件移动至线圈附近后，才能在工件处取得感应加热效果。

但在具体的金属工件热处理场景中，往往存在需要处理直径较小、长度相对较长的管状工件，感应加热线圈需从工件的一端套入、缓慢移动至需求加工部位的场景，或存在两端与其他部件连接，线圈难以跨越其他部件到达需求加工位置的场景，以上困难，是使用现有技术中一体式的、固定式的感应加热线圈时不能克服的。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种钳形感应加热头，该感应加热头以活动式结构，张开形态下允许工件通过，方便感应加热头跨越其他部件或直接插入需求的加工位置，抱合状态下允许金属工件停留在其有效感应区域内，方便对工件进行感应加热。

本实用新型的另一个目的在于提供一种钳形感应加热头，该加热头结构简洁、操作方便、体积小巧、移动方便，应用于管状工件热处理场景中时，能取得良好的感应加热效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，该感应加热头包括有感应钳组件；感应钳组件包括有第一钳爪以及第二钳爪；第一钳爪与第二钳爪分别与外部电源的两输出端连接；第一钳爪还与第二钳爪活动连接，第二钳爪相对于第一钳爪张开时，第一钳爪与第二钳爪之间留存容工件通过的空间，第二钳爪相对于第一钳爪闭合时，二者围合形成容工件感应加热的空间。

进一步的，该感应加热头还包括有谐振组件，谐振组件包括有电容，电容设置在外部电源与感应钳组件之间，电容的其中一个极板连接并导通外部电源的其中一个输出端与第一钳爪；电容的另一个极板连接并导通外部电源的另一个输出端与第二钳爪。

进一步的，谐振组件还包括有第一水冷皮、第二水冷皮、第一接座、第二接座以及水冷管；第一水冷皮紧贴电容的其中一个极板并与之电导通，其一侧边向外部电源的其中一个输出端开放连接，其另一侧边与第一接座连接并导通；第二水冷皮紧贴电容的另一个极板并与之导通，其一侧边与外部电源的另一个输出端开放连接，其另一侧边与第二接座连接并导通；水冷管盘绕在第一水冷皮和/或第二水冷皮外侧表面上。

进一步的，感应钳组件还包括有第一接杆和第二接杆，第一接杆的一端连接第一接座并导通，第一接杆的另一端与第一钳爪一体成型式连接；第二接杆的一端与第二接座连接并导通，第二接杆的另一端与第二钳爪铰接。

进一步的，第一钳爪和第二钳爪平展开均呈现为“п”字形。

进一步的，感应钳组件还包括有第一铰链和第二铰链，第一铰链设置在第一钳爪与第二钳爪之间，用于活动连接二者；第二铰链设置在第二钳爪与第二接座之间，用于铰接二者。

进一步的，感应钳组件还包括有至少一块导磁体，导磁体设置在第一钳爪或第二钳爪的外侧，且每一块导磁体均与第一钳爪或第二钳爪可拆卸式连接。

进一步的，第一接座、第一接杆、第一钳爪、第二接座、第二接杆、第二钳爪内部均开设有容外部冷却水流通的通道，接合后，该感应加热头中将具备沿水冷管、第一接座、第一接杆、第一钳爪、第二钳爪、第二接杆、第二接座至水冷管贯通的冷却水通道。

与现有技术相比，我方申请中提供的钳形感应加热头具备以下有益效果：

对外部电源要求宽松、加热效果好：在本申请提供的感应加热头中设置感应钳组件以及谐振组件，感应组件中的第一钳爪与第二钳爪在电气上将表现为感性，谐振组件中的电容在电气上将表现为容性，而根据该感应加热头的结构特征：电容的其中一个极板将通过第一水冷皮、第一接座以及第一接杆后，与第一钳爪连接导通，而电容的另一个极板将通过第二水冷皮、第二接座以及第二接杆后，与第二钳爪连接导通；这样一来，第一钳爪、第二钳爪以及电容，将被构造成为两端分别连接的并联结构。分析其电气原理可知，电气原理上呈现为感性的第一钳爪与第二钳爪与电气原理上呈现为容性的电容并联，将成为LC并联谐振结构，该并联谐振结构将具备其对应大小的固有谐振频率，调节外部电源的交变频率，使得外部电源的两输出端处输出的交流电的交变频率逼近该并联谐振结构的固有谐振频率，则该LC并联谐振结构将近似达到其谐振状态，此时的并联谐振结构将具有电流放大作用，在第一钳爪与第二钳爪处获得幅值较大的交流电。由于对于感应加热技术而言，其加热效率以及加工效果将直接取决于感应圈上流过的电流大小，因此，当技术人员需要较高的热加工成品效果时，无需花大量的时间成本与造价成本去提升外部电源本身的性能参数，仅需使用性能普通的交变电源，利用由电容与第一钳爪和第二钳爪接合构成的LC并联谐振结构的谐振特性，即可获得理想的金属工件热加工效果。

结构简洁、灵活：为解决现有技术中一体式、固定式的感应线圈操作不便、应用受限的问题，本申请提供了一种可开合的钳形感应加热头，该钳形感应加热头以“п”字形设计第一钳爪与第二钳爪，则对于单个钳爪而言，其开口的两接线端均位于同一侧，这样的设置对于第二钳爪而言，其一个接线端可通过第一铰链与第一钳爪铰接，其另一个接线端可通过第二铰链与第二接杆连接，第一铰链的转动轴将与第二铰链的转动轴同侧且平行，技术人员仅需掰动第二钳爪，即可张开或闭合该感应钳组件，释放/纳入工件或维持闭合状态为工件做出感应加热处理，这样不仅有效解决了现有技术中一体式、固定式的感应线圈在需求加工具有较长长度的管状工件时必须从其管口套入缓慢移动至加工部位的困难，操作起来还非常便捷。

装置工作状态稳定、加工效果好：本申请提供的钳形感应加热头在工作过程中，由于其具体应用的场景往往是高频、大电流的电气环境，因此该加热头中的第一钳爪、第二钳爪以及电容将不可避免地产生大量热量，为此，在本申请提供的技术方案中，各个部件接合后将形成沿水冷管、第一接座、第一接杆、第一钳爪、第二钳爪、第二接杆、第二接座至水冷管贯通的冷却水通道，这样一条连续的、贯通的、顺次连接的冷却水通道将为装置带来及时有效的冷却措施，避免该感应头在工作过程中积热烧损。而与此同时，在本申请提供的技术方案中，还在第一钳爪和第二钳爪的外侧设置导磁体，导磁体将以其远高于环境的磁导率对空间中的磁场分布起到有效的规整作用，使得第一钳爪和第二钳爪处产生的交变磁场相对集中在第一钳爪与第二钳爪的围合空间中，方便金属工件取得更好的加热效果。

附图说明

图1是具体实施方式中提供的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头的第一视角整体结构示意图。

图2是具体实施方式中提供的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头的第二视角整体结构示意图。

图3是具体实施方式中提供的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头的爆炸图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

参阅图1-3。

在本具体实施方式中提供一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，该感应加热头包括有感应钳组件1；感应钳组件1包括有第一钳爪11以及第二钳爪12；第一钳爪11与第二钳爪12分别与外部电源的两输出端连接；第一钳爪11还与第二钳爪12活动连接并导通，第二钳爪11相对于第一钳爪11张开时，第一钳爪11与第二钳爪12之间留存容工件A通过的空间，第二钳爪12相对于第一钳爪11闭合时，二者围合形成容工件A感应加热的空间。

进一步的，在本具体实施方式中，该感应加热头还包括有谐振组件2，谐振组件2包括有电容21，电容21设置在外部电源与感应钳组件1之间，电容21的其中一个极板连接并导通外部电源的其中一个输出端与第一钳爪11；电容21的另一个极板连接并导通外部电源的另一个输出端与第二钳爪12。

进一步的，在本具体实施方式中，谐振组件2还包括有第一水冷皮22、第二水冷皮23、第一接座24、第二接座25以及水冷管26；第一水冷皮22紧贴电容21的其中一个极板并与之电导通，其一侧边向外部电源的其中一个输出端开放连接，其另一侧边与第一接座24连接并导通；第二水冷皮23紧贴电容21的另一个极板并与之导通，其一侧边与外部电源的另一个输出端开放连接，其另一侧边与第二接座24连接并导通；水冷管25盘绕在第一水冷皮22和/或第二水冷皮23外侧表面上。

进一步的，在本具体实施方式中，感应钳组1件还包括有第一接杆13和第二接杆14，第一接杆13的一端连接第一接座24并导通，第一接杆13的另一端与第一钳爪11一体成型式连接；第二接杆14的一端与第二接座24连接并导通，第二接杆14的另一端与第二钳爪12铰接。

进一步的，在本具体实施方式中，第一钳爪11和第二钳爪12平展开均呈现为“п”字形。

进一步的，在本具体实施方式中，感应钳组件1还包括有第一铰链15和第二铰链16，第一铰链15设置在第一钳爪11与第二钳爪12之间，用于活动连接二者；第二铰链16设置在第二钳爪12与第二接座24之间，用于铰接二者。

进一步的，在本具体实施方式中，感应钳组件1还包括有至少一块导磁体17，导磁体17设置在第一钳爪11或第二钳爪12的外侧，且每一块导磁体17均与第一钳爪11或第二钳爪12可拆卸式连接。

进一步的，在本具体实施方式中，第一接座24、第一接杆13、第一钳爪11、第二接座25、第二接杆14、第二钳爪12内部均开设有容外部冷却水流通的通道，接合后，该感应加热头中将具备沿水冷管26、第一接座24、第一接杆13、第一钳爪11、第二钳爪12、第二接杆14、第二接座25至水冷管26贯通的冷却水通道。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，该感应加热头包括有感应钳组件；所述感应钳组件包括有第一钳爪以及第二钳爪；所述第一钳爪与所述第二钳爪分别与外部电源的两输出端连接；所述第一钳爪还与所述第二钳爪活动连接并导通，所述第二钳爪相对于所述第一钳爪张开时，所述第一钳爪与所述第二钳爪之间留存容工件通过的空间，所述第二钳爪相对于所述第一钳爪闭合时，二者围合形成容工件感应加热的空间。

2.如权利要求1所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，该感应加热头还包括有谐振组件，所述谐振组件包括有电容，所述电容设置在外部电源与所述感应钳组件之间，所述电容的其中一个极板连接并导通外部电源的其中一个输出端与所述第一钳爪；所述电容的另一个极板连接并导通外部电源的另一个输出端与所述第二钳爪。

3.如权利要求2所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述谐振组件还包括有第一水冷皮、第二水冷皮、第一接座、第二接座以及水冷管；所述第一水冷皮紧贴所述电容的其中一个极板并与之电导通，其一侧边向外部电源的其中一个输出端开放连接，其另一侧边与所述第一接座连接并导通；所述第二水冷皮紧贴所述电容的另一个极板并与之导通，其一侧边与外部电源的另一个输出端开放连接，其另一侧边与所述第二接座连接并导通；所述水冷管盘绕在所述第一水冷皮和/或所述第二水冷皮外侧表面上。

4.如权利要求3所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述感应钳组件还包括有第一接杆和第二接杆，所述第一接杆的一端连接所述第一接座并导通，所述第一接杆的另一端与所述第一钳爪一体成型式连接；所述第二接杆的一端与所述第二接座连接并导通，所述第二接杆的另一端与所述第二钳爪铰接。

5.如权利要求4所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述第一钳爪和第二钳爪平展开均呈现为“п”字形。

6.如权利要求5所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述感应钳组件还包括有第一铰链和第二铰链，所述第一铰链设置在所述第一钳爪与所述第二钳爪之间，用于活动连接二者；所述第二铰链设置在所述第二钳爪与所述第二接座之间，用于铰接二者。

7.如权利要求6所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述感应钳组件还包括有至少一块导磁体，所述导磁体设置在所述第一钳爪或第二钳爪的外侧，且每一块所述导磁体均与所述第一钳爪或所述第二钳爪可拆卸式连接。

8.如权利要求6所述的应用于管状工件热处理的钳形感应加热头，其特征在于，所述第一接座、所述第一接杆、所述第一钳爪、所述第二接座、所述第二接杆、所述第二钳爪内部均开设有容外部冷却水流通的通道，接合后，该感应加热头中将具备沿所述水冷管、所述第一接座、所述第一接杆、所述第一钳爪、所述第二钳爪、所述第二接杆、所述第二接座至所述水冷管贯通的冷却水通道。

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