CN201718066U - 一种高温控精度电磁感应加热导丝辊 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高温控精度电磁感应加热导丝辊，包括辊筒、轴、感应加热线圈，所述辊筒包括均热夹层。优选地，所述均热夹层包括若干腔体，其中，所述腔体位于所述辊筒的外筒壁和内筒壁之间。所述辊筒上设置有若干注料孔，其中，所述注料孔使得所述腔体能与外界连通。所述导丝辊还包括测温探头。本实用新型通过电磁感应加热线圈在高频交变电流下产生交变磁场，直接诱导导丝辊壳体内发生涡流，引起导丝辊壳体发热。和同类产品相比，本实用新型涉及的加热线圈本身的发热量非常小，完全能够通过自然散热的方式冷却，而不会发生线圈温度过高影响使用寿命的问题。本实用新型的温度控制精度能达到±0.5℃，可以满足绝大部分使用场合的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁加热装置，尤其是碳纤维及其它化纤生产中的加热装置，具体地，涉及一种高温控精度电磁感应加热导丝辊。
背景技术
碳纤维、化纤行业中大量用到导丝辊。它用来引导和传送单根长丝或长丝组，以便例如从纺丝喷嘴中抽出长丝或例如拉伸长丝。传统的需要加热的导丝辊大都采用电阻丝或者导热油加热的方式。电阻丝加热方式最简单，但维修频繁，且温度控制不稳定，不适合温控精度高的场所。而导热油加热由于需要外接导热油加热装置，存在导热油泄漏、温度控制不够稳定等问题，严重的甚至引起火灾等安全隐患。
现在，文献报道有电磁感应加热方式的导丝辊已经投入应用。采用电磁感应加热的导丝辊都是在辊内安置一组或多组感应线圈，通过导线与外面的电磁发生器连接，接入交流电后，在导丝辊内产生高频交变电磁场，导丝辊外壳在这个交变磁场的作用下，内部产生涡流并发热，从而达到加热的目的。
在实际应用中，电磁感应加热能成功用到工业生产中的实例非常罕见。关键是这种加热方式还存在诸多实际技术问题没有解决，实际使用中也存在温度控制不稳定等缺点，温控误差范围往往达到±2～5℃，使用场所受到限制。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高温控精度电磁感应加热导丝辊。
根据本实用新型的一个方面，提供一种高温控精度电磁感应加热导丝辊，包括辊筒、轴、感应加热线圈，所述辊筒包括均热夹层。
优选地，所述均热夹层包括若干腔体，其中，所述腔体位于所述辊筒的外筒壁和内筒壁之间。优选地，所述辊筒上设置有若干注料孔，其中，所述注料孔使得所述腔体能与外界连通。优选地，所述注料孔设置于所述辊筒的端部。优选地，所述注料孔设置于所述外筒壁上靠近所述辊筒端部的位置处。优选地，若干所述腔体在轴向上均匀或非均匀地分布。优选地，所述腔体之间设置有阀门。优选地，所述导丝辊还包括若干测温探头，其中，所述测温探头设置于如下任一种或任多种结构上：所述均热夹层、所述辊筒的外筒壁、所述辊筒的内筒壁以及所述感应加热线圈。优选地，所述导丝辊还包括若干测温探头，其中，所述测温探头设置于所述辊筒端部上靠近所述轴的位置处。优选地，所述导丝辊还包括连接所述测温探头的温控仪表装置。所述感应加热线圈位于所述辊筒的内部。优选地，所述导丝辊还包括设置于所述辊筒与所述感应加热线圈之间的隔热层。优选地，所述导丝辊还包括设置于所述辊筒与所述感应加热线圈之间的耐热层。优选地，所述导丝辊还包括设置于所述耐热层与所述辊筒之间的隔热层。
本实用新型的目的在于以更简单的构造提供一种以电机驱动的电磁感应加热导丝辊，温度控制精度能达到±0.5℃，可以满足绝大部分使用场合的要求。一方面考虑到，传统的电阻丝加热需要电阻丝的温度远远高于导丝辊表面的温度，只有这样才能达到加热的目的。采用这种方式最大的缺点是电阻丝容易过热烧断，维修频率高，并且，温度控制也不够均匀，能耗较高，使用场所受到较大的限制。另一方面又考虑到，传统的导热油加热也需要导热油的温度高于导丝辊表面温度。采用这种方式最大的缺点在于长时间运行后导热油容易泄漏，造成环境污染，甚至引起火灾。
本实用新型通过电磁感应加热线圈在高频交变电流下产生交变磁场，直接诱导在导丝辊壳体内发生涡流，引起导丝辊壳体发热。和同类产品相比，本实用新型涉及的加热线圈本身的发热量非常小，完全能够通过自然散热的方式冷却，而不会发生线圈温度过高影响使用寿命的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本实用新型的第一实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图；
图2示出根据本实用新型的第二实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图；以及
图3示出根据本实用新型的第三实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图。
具体实施方式
图1示出根据本实用新型的第一实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图。具体地，在本实施例中，所述导丝辊包括辊筒1、均热夹层2、感应加热线圈3、轴4、轴承6、注料孔7、测温探头8以及测温线5。其中，所述辊筒1包括所述均热夹层2，具体地，所述辊筒1包括外筒壁11以及内筒壁12，所述外筒壁11的外侧表面即为所述导丝辊的辊面。所述感应加热线圈3优选地位于所述辊筒1的内部。
所述辊筒1在轴向上的两头分别包括位于两侧的端部13，所述端部13在其外边缘位置处与所述外筒壁11以及内筒壁12连接，在其内边缘位置处通过所述轴承6安装在所述轴4上。
进一步地，在本实施例中，所述外筒壁11、内筒壁12以及两侧端部13所限定的空间为一腔体，所述辊筒上设置有一个注料孔7，所述均热夹层2包括所述腔体，所述腔体通过所述注料孔7可以与外界连通。在所述导丝辊的应用中，通过所述注料孔7向所述均热夹层2的腔体内注入液体，例如可以注入纯水或者导热油等液体，液体被注入后所述注料孔7被关闭以防止液体流出，这样，所述均热夹层2的腔体便成为一封闭的腔体。在一个变化例中，本领域技术人员还可以根据实际需要在所述均热夹层2的腔体内填充其它起均热作用的材料，在此不予赘述。
所述感应加热线圈3位于所述辊筒1与所述轴4之间的空间内。本领域技术人员理解，通过在所述辊筒1内布置一组或多组所述感应加热线圈，所述感应加热线圈通过固定架(图中未示出)固定在轴4上。当所述感应加热线圈上通以高频电流时即产生强大的磁场，所述导丝辊在实际应用中处于高速运转状态，其辊筒1在外部传动机构的带动下高速运转，所述感应加热线圈静止不动，使得在所述辊筒1的辊面内层形成涡流，该涡流使辊面产生热量。
更进一步地，所述测温探头8安装在所述辊筒1的内筒壁12上以检测所述辊筒1的温度，并通过所述测温线5将温度传感信号传输至一温控仪表装置(图1中未示出)，其中，所述温控仪表装置连接所述测温探头8，且所述温控仪表装置优选地连接所述感应加热线圈3，所述温控仪表装置可以兼具有检测以及控制功能，能将辊筒1的温度稳定控制在设定温度附近。在一个优选例中，所述温控仪表装置包括与所述感应加热线圈3连接的电磁控制器，具体地，所述温控仪表装置接收来自所述测温探头8的温度传感信号，然后根据上述设定温度通过该电磁控制器使所述感应加热线圈3对所述辊筒1继续加热或停止加热。本领域技术人员理解，所述轴4可以作为所述测温线5的引线管，优选地，所述测温线5从所述引线管4中穿出。
在本实施例的一个变化例中，所述测温探头8还可以设置于所述导丝辊的其它结构上。例如，所述测温探头8可以设置于所述均热夹层内；又例如，所述测温探头8可以设置于所述辊筒的外筒壁11上；又例如，所述测温探头8可以设置于所述辊筒的内筒壁12上；又例如，所述测温探头8可以设置于所述感应加热线圈3上。而在本实施例的另一个变化例中，所述测温探头8可以设置于所述辊筒1的一侧端部上靠近所述轴4的位置处。本领域技术人员可以结合实际需要，并根据上述对所述测温探头8放置位置的描述，来确定所述测温探头8的放置位置。进一步地，在本实施例更多的变化例中，所述导丝辊可以包括多个所述测温探头，其中，这些多个所述测温探头可以根据上文的描述分别放置在所述导丝辊的不同结构上，在此不予赘述。在本实施例的又一个变化例中，所述测温探头8可以被省略，相应地，所述测温线5以及温控仪表装置也可以被省略。
图2示出根据本实用新型的第二实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图。具体地，可以将本实施例理解为图1所示第一实施例的一个变化例。其中，与所述第一实施例不同的是，在本实施例中，所述导丝辊优选地包括耐热层91，其中，所述耐热层91设置于所述辊筒1与所述感应加热线圈3之间。更为具体地，所述耐热层91由耐热材料制成，优选地，所述耐热层91可以紧贴并包裹住所述感应加热线圈3。进一步优选地，所述导丝辊还可以包括隔热层92，其中，所述隔热层92优选地设置于所述耐热层91与所述辊筒1之间。进一步地，本实施例与所述第一实施例不同的是，在本实施例中，所述注料孔7设置于所述辊筒1的外筒壁11上靠近所述辊筒1一侧端部的位置处。
图3示出根据本实用新型的第三实施例的，高温控精度电磁感应加热导丝辊的结构示意图。具体地，在本实施例中，图3示出了所述导丝辊的辊筒1的局部结构示意图。其中，所述辊筒1的均热夹层包括若干腔体，所述腔体位于所述辊筒1的外筒壁11和内筒壁12之间。更为具体地，所述均热夹层包括腔体21、腔体22以及腔体23，如图3所示，这些腔体在所述导丝辊的轴向上非均匀地分布。其中，所述腔体22在轴向上的分布长度d2大于所述腔体21或腔体23在轴向上的分布长度d1、d3。而在一个变化例中，这些腔体可以在所述导丝辊的轴向上均匀分布，此时，所述分布长度d1、d2以及d3之间相等。
优选地，在所述腔体之间设置有阀门，具体地，所述腔体21与所述腔体22之间连接有阀门241，所述腔体22与所述腔体23之间连接有阀门242，当所述阀门处于打开状态时，所述阀门两端的两个所述腔体之间的导热液体可以互相连通，当所述阀门处于关闭状态时，所述腔体21、22以及23为三个彼此独立的腔室。进一步优选地，所述感应加热线圈包括线圈31、线圈32以及线圈33三个彼此独立运作的感应加热线圈，这些线圈分别于所述腔体21、腔体22以及腔体23相对应，也就是说，这些线圈与相对应的腔体在所述导丝辊的轴向上的分布长度基本相同，例如，所述线圈32与所述腔体22相对应，它们在所述导丝辊的轴向上的分布长度都为d2。
本领域技术人员可以根据实际需要选择性地启动相应的所述线圈以加热与所述线圈对应的辊面。例如，当所述导丝辊的辊面仅需用到与所述腔体22对应的辊面(即所述导丝辊的辊面分布在长度d2的部分)时，可以关闭所述阀门241和阀门242，并仅启动所述线圈32。而当所述导丝辊的全部辊面都需要被加热时，可以打开所述阀门241和阀门242，并且启动所述线圈31、线圈32以及线圈33。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (14)
1.一种高温控精度电磁感应加热导丝辊，包括辊筒、轴、感应加热线圈，其特征在于，所述辊筒包括均热夹层。
2.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，所述均热夹层包括若干腔体，其中，所述腔体位于所述辊筒的外筒壁和内筒壁之间。
3.根据权利要求2所述的导丝辊，其特征在于，所述辊筒上设置有若干注料孔，其中，所述注料孔使得所述腔体能与外界连通。
4.根据权利要求3所述的导丝辊，其特征在于，所述注料孔设置于所述辊筒的端部。
5.根据权利要求3所述的导丝辊，其特征在于，所述注料孔设置于所述外筒壁上靠近所述辊筒端部的位置处。
6.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，若干所述腔体在轴向上均匀或非均匀地分布。
7.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，所述腔体之间设置有阀门。
8.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，还包括若干测温探头，其中，所述测温探头设置于如下任一种或任多种结构上：
-所述均热夹层；
-所述辊筒的外筒壁；
-所述辊筒的内筒壁；以及
-所述感应加热线圈。
9.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，还包括若干测温探头，其中，所述测温探头设置于所述辊筒端部上靠近所述轴的位置处。
10.根据权利要求8或9所述的导丝辊，其特征在于，还包括连接所述测温探头的温控仪表装置。
11.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，所述感应加热线圈位于所述辊筒的内部。
12.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，还包括设置于所述辊筒与所述感应加热线圈之间的隔热层。
13.根据权利要求1所述的导丝辊，其特征在于，还包括设置于所述辊筒与所述感应加热线圈之间的耐热层。
14.根据权利要求13所述的导丝辊，其特征在于，还包括设置于所述耐热层与所述辊筒之间的隔热层。
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