[發明專利]一種中頻加熱式溫控裝置

有效

• 申請號: 201510279743.1
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN104898736B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 宗殿瑞;邊慧光;田曉龍
• 申請（專利權）人: 青島億朗橡膠裝備有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 青島高曉專利事務所37104
• 代理人: 趙映蓉,于正河

技術領域：

本發明屬于溫控控制設備技術領域，具體涉及一種中頻加熱式溫控裝置，能夠適應性配合接入各類設備中，是利用法拉第電磁感應定律的一種應用形式——中頻加熱方式，通過流體介質的熱交換實現對設備的溫度控制。

背景技術：

模溫機又叫模具溫度控制機，最初時應用在注塑模具的控溫行業，現已廣泛應用于塑膠成型、導光板壓鑄、橡膠輪胎、滾輪、化工反應釜、粘合、密煉等各行各業，從廣義方面講，叫溫度控制設備即是一種使設備維持恒溫的裝置，其主要采用電熱管式加熱系統，該系統的工作原理是采用電加熱管將封閉容器內中的水通過電能輸出的熱能加熱至設定溫度后自動保持恒溫狀態，同時經水泵、導管將溫水送入快速封閉循環管路系統中，使被加熱設備迅速提高溫度并達到恒溫效果；由于該加熱裝置的核心元件是電加熱管，該器件是由金屬管、螺旋狀電阻絲、結晶氧化鎂粉等組成的，不銹鋼無縫管內均勻地分布有高溫電阻絲，空隙部分填充有導熱性能和絕緣性能均良好的結晶氧化鎂粉，當高溫電阻絲中有電流通過時，產生的熱通過氧化鎂粉向金屬管表面擴散，再傳遞到液體中去以達到加熱的目的；實踐發現，上述加熱裝置存在以下缺陷：(1)電加熱管直接和液體接觸，存在“漏電”隱患；(2)通過導熱絕緣鎂粉熱阻大，電熱絲易氧化損壞、需要定期更換，且更換困難、維護成本高；(3)電熱管數量多、故障率高、結構復雜；(4)熱傳導過程中熱量損失大、使用效率低、浪費嚴重。

中頻加熱技術是指利用高頻交變電流通過線圈產生高速變化的交變磁場，當交變磁場內的磁力線通過磁性金屬時，磁性金屬體內會產生無數的小渦流，渦流使容器金屬體內的原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，由于金屬的電阻很小，所以較低的感應電動勢便可產生較強的渦電流，從而在金屬內產生大量的焦耳熱，使磁性金屬本身自行高速發熱，從而達到將流體介質加熱的目的。目前，現有技術中見到的應用中頻加熱的有中頻感應加熱電源、中頻加熱爐和中頻電路等，例如中國專利201420522734.1公開的鋼管預熱裝置、中國專利201420640662.0公開的一種鍛造連續生產的加熱生產線、中國專利201420536708.4公開的一種用于變速箱齒輪的自動預熱裝置等裝置或設備中均用到了中頻加熱爐或加熱系統等，并未見有在溫控裝置中使用中頻加熱原理的，因此，發明人首次將中頻加熱原理應用在溫控設備中，較好地解決了傳統溫控裝置中存在的安全性低、壽命短、加熱速度慢、效率低、能耗大等技術問題，所設計出的中頻加熱式溫控裝置具有結構簡單、節能效果顯著、使用壽命長、安全系數高等優勢，應用前景和市場價值俱佳。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種中頻加熱式溫控裝置，能夠廣泛用于橡塑機械、模具、硫化罐、反應釜及硫化機中。

為了實現上述目的，本發明涉及的中頻加熱式溫控裝置使用時配合接入各類需控溫設備中，其主體結構包括控制單元、循環部件和加熱冷卻部件共三大部分，控制單元包括相互電信息連接的人機界面、PLC、溫控表、溫度傳感器和控制電路，溫度傳感器將檢測到的設備工作溫度傳送給PLC，PLC通過比例-積分-微分模式控制整個溫控裝置的加熱和冷卻過程；循環部件包括相互連通的循環泵、控制閥和控制管路，用于對設備中的流體介質進行高速循環；加熱冷卻部件包括密閉容器、流體介質入口、保溫層、冷卻介質出口、加熱線圈、流體介質出口和冷卻介質入口，圓柱形筒狀結構的密閉容器的內部設置有相互連通式的金屬管路，金屬管路的兩端分別與密閉容器兩端分別開設的流體介質入口和流體介質出口對接，密閉容器的左側上端和右側下端分別開設有冷卻介質出口和冷卻介質入口，密閉容器的內部壁體與金屬管路之間設置有厚度為1-2cm保溫層，密閉容器的外面設有纏繞式螺旋狀結構的加熱線圈，加熱線圈的兩端分別與控制單元電連通，以便利用高頻交變電流實現中頻加熱。

本發明中涉及的中頻加熱式溫控裝置的運行原理為：加熱冷卻部件利用電磁感應現象使密閉容器內的金屬管路和管壁產生無數的小渦流，使得金屬管路產生大量熱量并將進入其內部的流體介質加熱，整個能量的轉化過程為由電能到磁場能再到電能然后到內能。

本發明涉及的密閉容器中流體介質和冷卻介質之間通過密閉容器的管壁進行換熱，當需控溫設備的工作溫度低于預設的控制溫度時，密閉容器外部的加熱線圈在PLC控制下通過電磁感應效應對流體介質進行加熱；當需控溫設備的工作溫度高于預設的控制溫度時，冷卻介質通過密閉容器的管壁進行換熱以及時帶走熱量，使設備的工作溫度維持在預設的穩定范圍。