一種跑道型密繞式電磁感應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及罐身焊縫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跑道型密繞式電磁感應器。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，隨著電子元器件性能的發(fā)展和提高，電磁感應加熱設(shè)備的性能在不斷提高，越來越受到人們的重視，特別是在制罐行業(yè)，超音頻感應電源的使用，使感應電流的頻率范圍工作在超音頻20KHz?150KHz范圍(超音頻22KHz以上)，越來越多的被用在烘干加熱固化設(shè)備中，構(gòu)成電磁感應加熱固感應加熱，使保護涂料和密封膠干燥和固化。
[0003]目前焊縫補涂中頻感應設(shè)備基本上可以歸納為兩種感應器結(jié)構(gòu)，分別為U型管感應器和薄餅型感應器(家庭電磁爐方式)。對于U型管感應器，其發(fā)熱原理是以U型管導線為同心圓磁場切割空罐發(fā)熱，發(fā)熱區(qū)域?qū)?，空罐走向與導線一致，罐身產(chǎn)生感生電勢與原電路相反且出現(xiàn)二端大中間小的情形，結(jié)果是焊縫溫度兩端高中間低，溫差過大；電磁輻射為導體和罐身共同生產(chǎn)，走罐時磁場強度為不走罐時的100-400倍，電場強度為10-50倍，在I米距離時超標，且防護難度大。對于薄餅型感應器，其加熱原理為垂直于薄餅繞組的磁場切割空罐發(fā)熱，發(fā)熱區(qū)域中心強邊緣弱。磁場不均勻，罐運動時產(chǎn)生連續(xù)不均勻加熱，熱效率低，同樣磁場方向為不可控，防護困難，而且感應加熱設(shè)備工作時產(chǎn)生的交變電磁場向周邊環(huán)境釋放電磁波產(chǎn)生電磁福射，長期、過量的電磁福射會對人體健康造成傷害。電磁福射對人體的危害分為熱效應、非熱效應和積累效應，熱效應指人體中的體液尚子及身體根性分子在交變電磁輻射作用下快速改變?nèi)∠蚨袷幇l(fā)熱；非熱效應會引起細胞的化學成份改變，眼睛晶體的損傷;積累效應是指身體在自動恢復期內(nèi)多次超量輻射，傷害會積累，所以研究選擇電磁感應量的限定標準及電磁防護非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對已有的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種跑道型密繞式電磁感應器，該結(jié)構(gòu)特點是在罐身走向排列多組U型磁芯，起磁通集流器作用，由密繞組產(chǎn)生高變磁場，罐身的產(chǎn)生磁回路切割發(fā)熱，其磁回路最短，最集中，通過磁通集流器的尺寸可以控制加熱寬度及磁場方向，環(huán)境福射最低。
[0005]—種跑道型密繞式電磁感應器，主要包括:支架、磁芯組、導線和電源，所述的磁芯組由U型磁芯排列而成，磁芯組之間設(shè)有隔塊，隔塊有效地避免磁芯組之間相互干擾，導線將U型磁芯一側(cè)的磁芯腳環(huán)繞在一起，上述導線的兩端與電源連接，導線至少環(huán)繞一圈在磁芯腳上，導線采用耐高溫的多股漆包線，為整流逆變電流的電源對導線進行通電，同個U型磁芯的兩個磁芯腳相互形成磁感線圈。
[0006]進一步的，隔塊通過螺釘固定在支架上，支架通過螺釘安裝在固定塊上，支架將隔塊和磁芯組串聯(lián)在一起，確保整個機組在運作過程中的穩(wěn)定性和安全性。
[0007]進一步的，所述螺釘采用不銹鋼所制造，以保證電磁對不銹鋼材質(zhì)的螺釘產(chǎn)生作用，該結(jié)構(gòu)能減少電磁部分損耗，為鋁角的支架避免對電磁產(chǎn)生干擾，從而保證到電磁對罐身的烘干效果。
[0008]進一步的，所述U型磁芯通過固定銷固定在隔塊，固定銷采用尼龍或鋁材所制作，不僅能將隔塊和U型磁芯固定在一起，而且避免電磁對固定銷產(chǎn)生電磁效應。
[0009]進一步的，所述U型磁芯下方設(shè)有用于運送罐身的輸送機構(gòu)，輸送機構(gòu)通過內(nèi)設(shè)磁鐵的兩條皮帶對罐身進行運輸，運輸過程中利用上方的U型磁芯對罐身進行加熱，固定塊外圍套有防護外罩，該防護外罩能夠?qū)⑦M一步地格擋輻射，以保證操作人員的人身安全。
[0010]進一步的，所述的輸送機構(gòu)上方設(shè)有多組磁芯組，前磁芯組導線環(huán)繞的磁芯腳與后磁芯組環(huán)繞的磁芯腳不在同一側(cè)，以保證罐身在運輸過程中烘干均勻，確保粉末涂料或液體涂料能夠完全固化。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明磁感應加熱環(huán)保、節(jié)能、自動化程度高，該加熱烘干相比與電熱管加熱，煤氣加熱相比具有升溫快，控溫準確，氧化脫碳小，自動化程度高，能提供高的功率密度，節(jié)能并減少廢氣排放，不產(chǎn)生對人體要害的煙霧，降低環(huán)境溫度等優(yōu)點；并且該烘干固化時間:粉末涂料縮短50%，液體涂料縮短30%，減少其烘干固化時間，從而；
2、電磁感應器結(jié)構(gòu)采用了跑道型密繞組模式，導線環(huán)繞在U型磁芯一側(cè)的磁芯腳，其優(yōu)點可以概括為磁通集流器的應用使加熱區(qū)域集中，極大地提高熱效率，而且磁回路最短最集中，降低環(huán)境輻射，磁場輻射測量數(shù)值達標，相比之下傳統(tǒng)感應器安全性較高，避免工作人員長時間處在輻射較大的環(huán)境下，確保他們的身體健康。
[0012]【附圖說明】:
附圖1為本發(fā)明的立體圖；
附圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖；
附圖3為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)左視圖；
附圖4為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；
附圖5為本發(fā)明的電流矢量圖；
附圖6為本發(fā)明烘干中罐身的電流分布圖(感應加熱正面)；
附圖7為本發(fā)明烘干中罐身的電流分布圖(感應加熱反面)；
附圖8為本發(fā)明測量點的具體分布圖；
附圖9為本發(fā)明檢測數(shù)據(jù)圖；
附圖10為時變電場和磁場暴露下適用于一般公眾的導出限制數(shù)據(jù)表。
[0013]附圖標注說明:支架1、電機11、磁芯組2、導線3、電源4、U型磁芯5、磁芯腳51、隔塊
6、螺釘7、固定塊8、防護外罩9和電器控制裝置10。
[0014]【具體實施方式】:
為了使審查委員能對本發(fā)明之目的、特征及功能有更進一步了解，茲舉較佳實施例并配合圖式詳細說明如下:
請參閱圖1?4所示，系為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，一種跑道型密繞式電磁感應器，主要包括:支架、磁芯組、導線和電源，所述的磁芯組由U型磁芯排列而成，磁芯組之間設(shè)有隔塊，隔塊有效地避免磁芯組之間相互干擾，導線將U型磁芯一側(cè)的磁芯腳環(huán)繞在一起，前磁芯組導線環(huán)繞的磁芯腳與后磁芯組環(huán)繞的磁芯腳不在同一側(cè)，以保證罐身在運輸過程中烘干均勻，上述導線的兩端與電源連接，確保粉末涂料或液體涂料能夠完全固化，所述導線至少環(huán)繞一圈在磁芯腳上，導線采用耐高溫的多股漆包線，為整流逆變電流的電源對導線進行通電，電源通過電器控制裝置進行調(diào)控，根據(jù)涂料的不同可通過控制電磁感應來調(diào)節(jié)加熱的溫度，同個U型磁芯的兩個磁芯腳相互形成磁感線圈，輸送機構(gòu)帶動罐體從多組磁芯組下方通過，電磁感應對罐體的焊縫上的涂料進行加熱烘干固化。
[0015]上述方案中，隔塊通過螺釘固定在支架上，支架通過螺釘安裝在固定塊上，支架將隔塊和磁芯組串聯(lián)在一起，確保整個機組在運作過程中的穩(wěn)定性和安全性，所述螺釘采用不銹鋼所制造，以保證電磁對不銹鋼材質(zhì)的螺釘產(chǎn)生作用，該結(jié)構(gòu)能減少電磁部分損耗，為鋁角的支架能避免對電磁產(chǎn)生干擾，從而保證到電磁對罐身的烘干效果。所述U型磁芯通過固定銷固定在隔塊，固定銷采用尼龍或鋁材所制作，不僅能將隔塊和U型磁芯固定在一起，而且避免電磁對固定銷產(chǎn)生電磁效應。
[0016]上述方案中，所述U型磁芯下方設(shè)有用于運送罐身的輸送機構(gòu)，輸送機構(gòu)通過內(nèi)設(shè)磁鐵的兩條皮帶對罐身進行運輸，運輸過程中利用上方的U型磁芯對罐身進行加熱，固定塊外圍套有防護外罩，該防護外罩能夠?qū)⑦M一步地格擋輻射，以保證操作人員的人身安全。
[0017]附圖5?7所為跑道型密繞式感應器中罐身的仿真圖，從附圖5可得出電流磁力線主要集中在罐身對應U型磁芯的磁芯腳位置，而罐身上正對U型磁芯的位置的電流磁力線較弱，罐身在感知加熱中的溫度分布可從附圖6和7中更加直觀地看出來，U型磁芯與罐身以這樣的結(jié)構(gòu)排布，罐身的加熱面積相對擴大，同時也出現(xiàn)了罐身加熱區(qū)中心的弱加熱區(qū)域，而這區(qū)域可以通過周圍強加熱區(qū)域的熱傳遞來得以增強加熱效果。
[0018]以一種烘干長度為8米的烘爐為例:
1、傳統(tǒng)的瑞士及北京機科生產(chǎn)的電熱爐頭單節(jié)長度0.9米，功率4.5kw，8米使用9節(jié)，最大功率40kw，正常使用約在60?70%之間，實際能耗在28kw左右；
2、煤氣烘爐液化氣消耗為最大是3kg，實際使用為2kg，折算約15?20kw;
3、本發(fā)明的電磁爐單節(jié)爐頭最大功率3kw，正常使用功率不大于1.5kw，8米烘爐使用4節(jié)爐頭，使用功率為5?6kw。
[0019]本發(fā)明的電磁爐節(jié)能效果明顯，相當于電熱烘干的15%，煤氣烘干的30%。
[0020]由上述結(jié)論可知，跑道型密繞式感應器的結(jié)構(gòu)是在罐身走向排列多組U型磁芯，起磁通集流器作用，由密繞組產(chǎn)生高變磁場，通過罐身產(chǎn)生磁回路切割發(fā)熱，其優(yōu)點是磁回路最短，且最為集中，而該加熱效果得到增強，相對與傳統(tǒng)技術(shù)更加節(jié)能，大大地減低生產(chǎn)成本，并且解決了環(huán)境污染問題。
[0021]本發(fā)明的電磁烘爐結(jié)構(gòu)采用了跑道型密繞式的電磁感應器，其優(yōu)點可以概括為磁通集流器的應用使加熱區(qū)域集中，雖然熱效率高，但磁場輻射并不會超標，電場強度低，相比之下安全性極高。本發(fā)明在保證節(jié)能方面的同時，還需要調(diào)整振蕩頻率處于共振狀態(tài)，確保機械的可控性，該重點應放在可控性方面，即恒流控制技術(shù)的應用。與此同時，電磁輻射的防護非常重要，人員的操作位置必須與電磁感應器保持一定距離。
[0022]國外采用的電磁輻射國際標準是國際非電離輻射委員會ICNIP制定的導則，該導則限制EMF(電場、磁場和電磁場)暴露強度并提出相應的測試原理、方法到數(shù)據(jù)的具體處理。本發(fā)明的電磁場檢測中選擇了按國際標準進行檢測和研究。
[0023](I)測量的相關(guān)內(nèi)容設(shè)備工作頻率:21.5KHz; 檢測內(nèi)容:電磁爐烘干線電磁場的環(huán)境輻射情況，分別對電場強度和磁場強度進行檢測；
罐身規(guī)格:長罐(罐高300mm、罐徑66mm、厚0.18mm);短罐(罐高120mm、罐徑66mm、罐厚 0.18mm);
檢測儀器:德國柯雷技術(shù)有限公司生產(chǎn)的E61電磁場強度分析儀；
檢測功率:加熱功率調(diào)到電磁烘爐90%的額定功率。
[0024](2)烘干線的測量布點方案如下
裝置的正前方，在平行于感應器幾何中心線0.5m的距離上，從與感應烘爐I尾部對齊的A點開始每隔Im測一個點;裝置的正后方受到自身結(jié)構(gòu)的限制，最近只能測平行于感應器幾何中心線0.8m的距離，從與中頻感應烘爐I尾部對齊的H點開始每隔1.5m測一個點。加圓圈的測量點是加測的，測量點L、M分別與烘爐m的尾部和頭部對齊，測量點K與烘爐I的頭部對齊。測量點都是取Im和1.5m 二個高度測量點的具體分布如附圖8所不O
[0025]對本發(fā)明的電磁爐烘干線電磁場的環(huán)境福射情況，分別對電場強度和磁場強度進行檢測，檢測數(shù)據(jù)如附圖9。在設(shè)備工作頻率為21.5KHz的情況下，本發(fā)明檢測出的相關(guān)數(shù)據(jù):磁場測量值的平均值中最大為5.538μΤ以及電場測量值的平均值中最大為53.297V/m。時變電場和磁場暴露下適用于一般公眾的導出限制為附圖10，而上述兩組數(shù)據(jù)均小于同等條件下的限定數(shù)據(jù)，綜上所述，該設(shè)備在電磁烘爐90%的額定功率下，依舊能夠保證工作人員在合理輻射環(huán)境下施工，不僅僅能夠高效地對焊縫進行烘干，而且能確保工作人員的身體健康。
[0026]以上【具體實施方式】的內(nèi)容僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述優(yōu)選實施例并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；凡是依照本發(fā)明其權(quán)利要求的保護范圍所做出的各種等同變換，均被本發(fā)明其權(quán)利要求的保護范圍所覆蓋。
【主權(quán)項】
1.一種跑道型密繞式電磁感應器，主要包括:支架(I)、磁芯組(2)、導線(3)和電源(4)，其特征在于:所述的磁芯組(2)由U型磁芯(5)排列而成，磁芯組(2)之間設(shè)有隔塊(6)，導線(3)將U型磁芯(5)—側(cè)的磁芯腳(51)環(huán)繞在一起，上述導線(3)的兩端與電源(4)連接，同個U型磁芯(5)的兩個磁芯腳(51)相互形成磁感線圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述隔塊(6)通過螺釘(7)固定在支架(I)上，支架(I)通過螺釘(7)安裝在固定塊(8)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述螺釘(7)采用不銹鋼所制造，支架(I)為鋁角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述U型磁芯(5)通過固定銷(71)固定在隔塊(6)，固定銷(71)采用尼龍或鋁材所制作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述U型磁芯(5)下方設(shè)有用于運送罐身的輸送機構(gòu)(8)，固定塊(8)外圍套有防護外罩(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述的輸送機構(gòu)(8)上方設(shè)有多組磁芯組(2)，前磁芯組(2)導線(3)環(huán)繞的磁芯腳(51)與后磁芯組(2)環(huán)繞的磁芯腳(51)不在同一側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述導線(3)至少環(huán)繞一圈在磁芯腳(51)上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的所述的一種跑道型密繞式電磁感應器，其特征在于:所述導線(3)采用耐高溫的多股漆包線。
【專利摘要】本發(fā)明涉及罐身焊縫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跑道型密繞式電磁感應器，主要包括：支架、磁芯組、導線和電源，所述的磁芯組由U型磁芯排列而成，磁芯組之間設(shè)有隔塊，隔塊有效地避免磁芯組之間相互干擾，導線將U型磁芯一側(cè)的磁芯腳環(huán)繞在一起，上述導線的兩端與電源連接，導線至少環(huán)繞一圈在磁芯腳上，為整流逆變電流的電源對導線進行通電，同個U型磁芯的兩個磁芯腳相互形成磁感線圈。電磁感應器加熱環(huán)保、節(jié)能、自動化程度高，相比于傳統(tǒng)加熱區(qū)域只集中在中間，前后兩端外圍加熱效果極差，其優(yōu)點不僅僅電磁感應器的應用使加熱區(qū)域更廣，改善罐身前后端的烘干效果，極大地提高熱效率，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，而且磁回路最短最集中，降低環(huán)境輻射。
【IPC分類】B23K13/02
【公開號】CN105710523
【申請?zhí)枴緾N201610084798
【發(fā)明人】陳中堅, 李陽, 謝少瑜
【申請人】汕頭輕工機械廠有限公司