一種中頻加熱式溫控裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型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一一中頻加熱方式，通過流體介質(zhì)的熱交換實現(xiàn)對設備的溫度控制。
【背景技術】
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[0002]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(yè)，現(xiàn)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(yè)，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(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理是采用電加熱管將封閉容器內(nèi)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(tài)，同時經(jīng)水泵、導管將溫水送入快速封閉循環(huán)管路系統(tǒng)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(jié)晶氧化鎂粉等組成的，不銹鋼無縫管內(nèi)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(jié)晶氧化鎂粉，當高溫電阻絲中有電流通過時，產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，上述加熱裝置存在以下缺陷:(I)電加熱管直接和液體接觸，存在“漏電”隱患；⑵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(shù)量多、故障率高、結(jié)構(gòu)復雜；(4)熱傳導過程中熱量損失大、使用效率低、浪費嚴重。
[0003]中頻加熱技術是指利用高頻交變電流通過線圈產(chǎn)生高速變化的交變磁場，當交變磁場內(nèi)的磁力線通過磁性金屬時，磁性金屬體內(nèi)會產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，渦流使容器金屬體內(nèi)的原子高速無規(guī)則運動，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)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(chǎn)生較強的渦電流，從而在金屬內(nèi)產(chǎn)生大量的焦耳熱，使磁性金屬本身自行高速發(fā)熱，從而達到將流體介質(zhì)加熱的目的。目前，現(xiàn)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(xù)生產(chǎn)的加熱生產(chǎn)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(tǒng)等，并未見有在溫控裝置中使用中頻加熱原理的，因此，發(fā)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(tǒng)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(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能效果顯著、使用壽命長、安全系數(shù)高等優(yōu)勢，應用前景和市場價值俱佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)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。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型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(jié)構(gòu)包括控制單元、循環(huán)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(huán)部件包括相互連通的循環(huán)泵、控制閥和控制管路，用于對設備中的流體介質(zhì)進行高速循環(huán)；加熱冷卻部件包括密閉容器、流體介質(zhì)入口、保溫層、冷卻介質(zhì)出口、加熱線圈、流體介質(zhì)出口和冷卻介質(zhì)入口，圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)的密閉容器的內(nèi)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(zhì)入口和流體介質(zhì)出口對接，密閉容器的左側(cè)上端和右側(cè)下端分別開設有冷卻介質(zhì)出口和冷卻介質(zhì)入口，密閉容器的內(nèi)部壁體與金屬管路之間設置有厚度為l-2cm保溫層，密閉容器的外面設有纏繞式螺旋狀結(jié)構(gòu)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(xiàn)中頻加熱。
[0006]本實用新型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(xiàn)象使密閉容器內(nèi)的金屬管路和管壁產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使得金屬管路產(chǎn)生大量熱量并將進入其內(nèi)部的流體介質(zhì)加熱，整個能量的轉(zhuǎn)化過程為由電能到磁場能再到電能然后到內(nèi)能。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，加熱冷卻部件中將加熱部分與換熱部分巧妙的組合在一起，既節(jié)省了空間體積又利用了各自優(yōu)勢，使加熱/冷卻效果及換熱效果大大提高；封閉容器外部的加熱線圈在頻率為20-30kHz的供電作用下工作，實現(xiàn)了加熱部件不與流體介質(zhì)接觸，避免了導熱絕緣安全問題，且功率密度不受限制；使用的加熱線圈結(jié)構(gòu)簡單、體積小，加熱效率較電阻絲加熱方式提高2-3倍，且不存在老化和壽命問題，平均無故障時間可達4年以上，能夠達到的加熱溫度范圍寬，節(jié)能率達到20%以上；該裝置結(jié)構(gòu)簡單，設計巧妙，原理科學，節(jié)能效果好，熱能損失小，使用效率高，使用壽命長，安全隱患少，適用范圍廣。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本實用新型涉及的溫控裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0009]圖2為本實用新型涉及的溫控裝置中加熱冷卻部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖3為本實用新型涉及的控制單元中PLC用于控制加熱線圈的控制電路的連接示意圖。
[0011]圖4為本實用新型涉及的中頻加熱式溫控裝置使用過程中能量轉(zhuǎn)化原理示意圖。
[0012]圖5為本實用新型涉及的中頻加熱式溫控裝置使用時工作過程原理示意圖。
【具體實施方式】