CN220230011U - 一种高频电磁感应加热回转炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例涉及一种高频电磁感应加热回转炉，包括炉体、感应发热体、磁回路结构、感应线圈和感应磁场控制模块；炉体包括依次且一体连接的进出料连接部、加热部和排气部；感应发热体设置在加热部的内侧；磁回路结构设置在加热部的外侧，磁回路结构为环形磁场通路；感应线圈设置在磁回路结构的外侧；感应磁场控制模块包括整流桥、绝缘栅双极型晶体管和中央处理器；整流桥的输入端与电源连接，输出端与绝缘栅双极型晶体管连接；绝缘栅双极型晶体管与感应线圈和中央处理器分别连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及回转炉技术领域，尤其涉及一种高频电磁感应加热回转炉。
背景技术
金属和非金属熔化炉的热源，有传统的煤炭(焦炭、生物质等固体)、柴油(重油等各种油类液体)、天然气(液化气等气体)燃烧加热和电阻丝加热等，其中，物质燃烧方式产生热源的热效率极其低下，并且产生大量的废气废渣，目前已经逐渐淘汰。电阻丝加热方式比较常见，其原理是电流流过电阻丝发热,加热周围介质，如空气或炉体等，由介质传热给需要加热的物件。其缺点是金属电阻丝发热的最高温度不超过1500摄氏度，而且电阻丝不能完全隔离，大量热能散发到周围环境，热损耗大，并且电阻丝在高温状态下容易发生变形且变形后难以修复，导致性能改变。
当然，也有利用电磁感应原理进行炉体加热的，例如，工频(50赫兹)，中频(150-10000赫兹，一般几百赫兹)的交变电流产生交变磁场，物件在交变磁场中感应产生涡流电流发热。工频感应加热的线圈电流很大，因材料与结构的限制会产生大量的线圈热损耗，必须采用水冷却，导致物件加热速度慢。中频感应加热也有同样的线圈发热损耗的问题，并且会产生中频噪音。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高频电磁感应加热回转炉，可以使得热量快速均匀传递，大大提高炉芯寿命。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种高频电磁感应加热回转炉，所述高频电磁感应加热回转炉包括炉体、感应发热体、磁回路结构、感应线圈和感应磁场控制模块；
所述炉体包括依次且一体连接的进出料连接部、加热部和排气部；
所述感应发热体设置在所述加热部的内侧；
所述磁回路结构设置在所述加热部的外侧，所述磁回路结构为环形磁场通路；
所述感应线圈设置在所述磁回路结构的外侧；
所述感应磁场控制模块包括整流桥、绝缘栅双极型晶体管和中央处理器；所述整流桥的输入端与电源连接，输出端与所述绝缘栅双极型晶体管连接；所述绝缘栅双极型晶体管与所述感应线圈和中央处理器分别连接；
所述绝缘栅双极型晶体管接收所述中央处理器的控制信号进行通断，从而产生高频交变电流，所述高频交变电流通过所述感应线圈时，产生交变磁场，并在所述磁回路结构中形成磁场回路，进而使得感应发热体感应磁场回路产生的涡流而发热。
优选的，所述高频电磁感应加热回转炉还包括保温层；
所述保温层设置在所述加热部的内侧，所述保温层具有通孔，所述通孔使得所述感应发热体露出于所述保温层之上。
优选的，所述高频电磁感应加热回转炉还包括隔热层；
所述隔热层设置在所述感应线圈的外侧。
优选的，所述感应线圈采用薄壁紫铜管实现。
优选的，所述磁回路结构采用导磁材料叠层结构卷制而成。
优选的，所述感应发热体采用高纯石墨或石墨复合材料实现。
优选的，所述高频电磁感应加热回转炉还包括排气管；
所述排气管与所述排气部连通。
本实用新型实施例提供的高频电磁感应加热回转炉，通过整流桥将交流电转换为直流电，再经过中央处理器的控制绝缘栅双极型晶体管的通断，产生高频的交变电流，交变电流通过感应线圈时，产生交变磁场，并且通过环形磁场通路的磁回路结构形成磁场回路，避免磁场向外泄漏，从而使得感应发热体可以瞬间感应由磁场产生的涡流而发热，热量快速均匀传递，大大提高了炉芯的寿命。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种高频电磁感应加热回转炉的示意图；
图2为本实用新型实施例提供的磁回路结构和感应线圈之间形成的磁场回路的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的感应磁场控制模块与电源的连接关系示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型实施例提供的一种高频电磁感应加热回转炉的示意图，如图1中所示，该高频电磁感应加热回转炉主要包括：炉体1、感应发热体2、磁回路结构3、感应线圈4和感应磁场控制模块(图中未示出)。
其中，炉体1是物料的容置区域，具体可以包括依次且一体连接的进出料连接部11、加热部12和排气部13。进出料连接部11主要是物料进出的通道，具体位于炉体1的前端。加热部12是对物料进行高温处理的主要部分，位于炉体1的中部。排气部13主要是物料加热过程中产生的气体向外排出的部位，具体设置在炉体1的后端，排气部13具有连接孔(图中未示出)。
在一个优选的方案中，为使物料在炉体1内受热均匀，炉体1还包括隔板14，隔板14具体位于进出料连接部11和加热部12的内侧，并呈预设的角度设置。
感应发热体2是可以瞬间感应由磁场产生的涡电流进行发热的部件，其具体设置在加热部12的内侧。在一个可实现的方式中，感应发热体2在加热部12的内侧，也就是炉体1的内壁，间隔排列，使得炉体1内的温度可以均匀升高。感应发热体2的材料具有高导电高导热、高居里温度(2000摄氏度以上仍保留磁性)、高温性能稳定(磁感应能力基本不变，化学物理性能稳定)的特性。感应发热体2的材料可以为碳，优选采用高纯石墨或石墨复合材料实现。
磁回路结构3可以使感应线圈4产生的磁场被导通，形成磁场回路，其设置在加热部12的外侧。磁回路结构3为环形磁场通路。结合图2所示，磁回路结构3利用了高频趋肤效应，采用导磁材料叠层结构卷制而成。导磁材料优选金属合金。磁回路结构3的设置，避免了磁场向外泄漏。
感应线圈4可以感应交变电流，从而产生交变磁场，其具体环绕在磁回路结构3的外侧。感应线圈4以及感应线圈4的连接导线41优选采用薄壁紫铜管实现，使得感应线圈4和连接导线41产生极少量的发热损耗。
结合图3所示，感应磁场控制模块具体包括整流桥51、绝缘栅双极型晶体管52和中央处理器53。整流桥51的输入端与电源100连接，使得交流电转换为直流电。电源100具体可以为AC380V。绝缘栅双极型晶体管52与整流桥51的输出端进行连接。中央处理器53与绝缘栅双极型晶体管52连接，可以控制绝缘栅双极型晶体管52的通断，从而产生高频的交变电流。高频具体可以为10千赫兹以上。其中，交变电流的大小由绝缘栅双极型晶体管52的通电能力决定。
在一个可以实现的方式中，高频电磁感应加热回转炉还包括保温层6。保温层6具体设置在加热部12的内侧，保温层6具有通孔(图中未示出)，通孔，通孔的排布与感应发热体2的排布对应，使得感应发热体2露出于保温层6之上，不会影响感应发热体2的正常工作。
为提高炉体1的保温效果，保温层6具体可以包括保温涂料层和保温砖层。其中，保温涂料层具体可以采用纳米陶瓷材料实现，具体厚度可以为8mm。保温砖层铺设在保温涂料层的上表面，具体可以采用镁铝尖晶石砖实现。
在另一个可以实现的方式中，高频电磁感应加热回转炉还包括隔热层7。隔热层7设置在感应线圈4的外侧，可以减少热量的损失。
在另一个可以实现的方式中，高频电磁感应加热回转炉还包括排气管8。排气管8通过连接孔与排气部13连通，可以将物料在高温加热过程中产生的气体及时排出炉体1外。
以上介绍了本实用新型提供的一种高频电磁感应加热回转炉的组成部件以及各个组成部件之间的连接关系，下面简单介绍一下，该高频电磁感应加热回转炉的原理。
绝缘栅双极型晶体管52接收中央处理器53的控制信号进行通断，从而产生高频交变电流，高频交变电流通过感应线圈4时，产生交变磁场，并在磁回路结构3中形成磁场回路，进而使得感应发热体2感应磁场回路产生的涡流而发热，从而对炉体1内的物料进行加热，在此过程中，隔板14可以对物料进行搅拌，使得物料均匀受热。
本实用新型实施例提供的高频电磁感应加热回转炉，通过整流桥将交流电转换为直流电，再经过中央处理器的控制绝缘栅双极型晶体管的通断，产生高频的交变电流，交变电流通过感应线圈时，产生交变磁场，并且通过环形磁场通路的磁回路结构形成磁场回路，避免磁场向外泄漏，从而使得感应发热体可以瞬间感应由磁场产生的涡流而发热，热量快速均匀传递，大大提高了炉芯的寿命。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述高频电磁感应加热回转炉包括炉体、感应发热体、磁回路结构、感应线圈和感应磁场控制模块；
所述炉体包括依次且一体连接的进出料连接部、加热部和排气部；
所述感应发热体设置在所述加热部的内侧；
所述磁回路结构设置在所述加热部的外侧，所述磁回路结构为环形磁场通路；
所述感应线圈设置在所述磁回路结构的外侧；
所述感应磁场控制模块包括整流桥、绝缘栅双极型晶体管和中央处理器；所述整流桥的输入端与电源连接，输出端与所述绝缘栅双极型晶体管连接；所述绝缘栅双极型晶体管与所述感应线圈和中央处理器分别连接；
所述绝缘栅双极型晶体管接收所述中央处理器的控制信号进行通断，从而产生高频交变电流，所述高频交变电流通过所述感应线圈时，产生交变磁场，并在所述磁回路结构中形成磁场回路，进而使得感应发热体感应磁场回路产生的涡流而发热。
2.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述高频电磁感应加热回转炉还包括保温层；
所述保温层设置在所述加热部的内侧，所述保温层具有通孔，所述通孔使得所述感应发热体露出于所述保温层之上。
3.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述高频电磁感应加热回转炉还包括隔热层；
所述隔热层设置在所述感应线圈的外侧。
4.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述感应线圈采用薄壁紫铜管实现。
5.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述磁回路结构采用导磁材料叠层结构卷制而成。
6.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述感应发热体采用高纯石墨或石墨复合材料实现。
7.根据权利要求1所述的高频电磁感应加热回转炉，其特征在于，所述高频电磁感应加热回转炉还包括排气管；
所述排气管与所述排气部连通。
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