[發明專利]一種可實現固體金屬材料梯度加熱的裝置

無效

• 申請號: 201310322179.8
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103391654A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 秦維
• 申請（專利權）人: 蘇州科睿特能源科技有限公司
• 主分類號: H05B6/02
• 分類號: H05B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可實現固體金屬材料梯度加熱的裝置，應用于材料加熱和材料制造領域。

背景技術

目前，一些重要行業如鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金等有色金屬型材擠壓行業、配套模具制造行業和鍛壓行業需要對金屬固體材料進行梯度加熱，以提高型材擠壓的穩定性，提高產品的品質、特殊性能和成材率。

但是常規的燃煤氣、煤焦炭、感應線圈加熱、電阻加熱等方式均很難實現對固體材料的梯度加熱，即使目前存在的感應線圈加熱方式來實現金屬固體材料的梯度加熱，其溫度控制方式極為復雜和不穩定，成本也相當高昂；也有通過改變電流大小的方式來對棒料分級加熱來進行梯度加熱，但是這種方式效率很低，控制系統相當復雜，成本也很高，很難適應大批量、高標準的產業需求。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種簡單裝置，通過改變永磁轉筒軸向磁場強度分布(磁力線密度)，即可使固體金屬材料在不同的徑向截面上存在相同或不相同的溫度。

一種針對金屬材料的筒形磁式加熱裝置，包括動力裝置、傳動裝置、永磁轉筒、軸承裝置、永磁體，動力裝置通過傳動裝置與永磁轉筒相連接，永磁轉筒安裝在軸承裝置上，動力裝置驅動永磁轉筒繞自身軸線旋轉，永磁體安裝在永磁轉筒的內壁上，永磁體沿軸向方向上在徑向截面上產生的磁場強度存在不同，金屬材料位于永磁轉筒的中間且與永磁轉筒的內壁上的永磁體不接觸、金屬材料可以沿軸向移動。傳動裝置可以是皮帶傳遞、齒輪傳動、鏈輪傳動、蝸輪蝸桿傳動，可以是剛性或者柔性傳遞，其作用是帶動永磁轉筒繞自身軸線旋轉。軸承裝置可以是安裝在基座上的滾動軸承、滑動軸承或軸瓦，其作用是使永磁轉筒可以繞自身軸線旋轉；可以在永磁轉筒的中部安裝軸承裝置，也可以在永磁轉筒的二側安裝軸承裝置。傳動裝置可以與永磁轉筒的中部相連接，也可以分別與永磁轉筒的二側相連接，其作用是使永磁轉筒平穩旋轉。由于永磁轉筒二側是空的，固體金屬材料可以沿軸向移動使得金屬材料得以連續加熱，當然也可以使固體金屬材料在永磁轉筒內加熱到一定的溫度后再取出。由于永磁體沿軸向方向上在徑向截面上產生的磁場密度存在不同，置于該磁場中的固體金屬材料切割磁力線時，在固體表面產生的熱量也不同，從而造成固體金屬材料沿軸向方向上在徑向截面上的溫度不同。

優選地：永磁體沿軸向分為多個區域，各個區域內的永磁體所產生的磁場強度不同且沿軸向梯度分布。由于采用了分區的形式，在每個區域內可以使用與其他區域不同的永磁體，從而使各個區域內的磁場強度不相同。

優選地：各個區域內永磁體的厚度不同且沿軸向梯度分布。采用相同材料的永磁體，但是各個區域內永磁體的厚度不同，從而使各個區域內的磁場強度不相同。

優選地：各個區域內的永磁體分別由不同數量的永磁體部件組成且永磁體部件的數量沿軸向梯度分布。采用相同材料的永磁體，各個區域內的永磁體部件數量都不相同，從而使各個區域內的磁場強度不相同。

優選地：永磁體部件為可拆卸式的。這樣是為了方便更換永磁體以及調節固體金屬材料加熱所需的時間及溫度。

優選地：永磁體部件的形狀為條形、T形、瓦片形、梯形、矩形、菱形。

優選地：動力裝置為可調速的電機。如果加熱溫度不變的話，采用調速裝置改變電機的輸出轉速來調節固體金屬材料加熱所需的時間，如果時間不變的話，采用調速裝置改變電機的輸出轉速是為了改變固體金屬材料加熱的溫度。如果固體金屬材料連續通過永磁轉筒，可以通過改變電機的輸出轉速，使固體金屬材料不同的截面上加熱的溫度不同，也就是說可以對固體金屬材料實施梯度加熱。

優選地：永磁轉筒材質為金屬材料、高強度的高分子材料、塑料和碳纖維材料，永磁轉筒的內腔形狀為圓形、方形、菱形、三角形、矩形。

有益效果：

本發明加熱溫度控制簡單方便、溫度梯度分布均勻、產品質量穩定可靠、成本較低、熱轉化效率高、加熱速度快、加熱均勻、結構簡單、無污染、有利于大尺寸金屬材料的加熱的特點。非常適用于大規模的產業化發展需求。

附圖說明

圖1是一種梯度加熱的裝置立體結構示意圖。

圖2是一種梯度加熱的裝置的示意圖。

圖3是一種梯度加熱的裝置的第一種實施例的P-P剖視圖。

圖4是一種梯度加熱的裝置的第二種實施例的P-P剖視圖。

圖5是一種梯度加熱的裝置的第二種實施例的C-C剖視圖。

圖6是一種梯度加熱的裝置的第二種實施例的D-D剖視圖。

圖7是一種梯度加熱的裝置的第二種實施例的E-E剖視圖。