一種中頻加熱式溫控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于溫控控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中頻加熱式溫控裝置，能夠適應(yīng)性配合接入各類設(shè)備中，是利用法拉第電磁感應(yīng)定律的一種應(yīng)用形式——中頻加熱方式，通過流體介質(zhì)的熱交換實現(xiàn)對設(shè)備的溫度控制。
【背景技術(shù)】
:
[0002]模溫機又叫模具溫度控制機，最初時應(yīng)用在注塑模具的控溫行業(yè)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于塑膠成型、導(dǎo)光板壓鑄、橡膠輪胎、滾輪、化工反應(yīng)釜、粘合、密煉等各行各業(yè)，從廣義方面講，叫溫度控制設(shè)備即是一種使設(shè)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(shè)定溫度后自動保持恒溫狀態(tài)，同時經(jīng)水泵、導(dǎo)管將溫水送入快速封閉循環(huán)管路系統(tǒng)中，使被加熱設(shè)備迅速提高溫度并達(dá)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(dǎo)熱性能和絕緣性能均良好的結(jié)晶氧化鎂粉，當(dāng)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(dá)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(dǎo)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(hù)成本高；(3)電熱管數(shù)量多、故障率高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(4)熱傳導(dǎo)過程中熱量損失大、使用效率低、浪費嚴(yán)重。
[0003]中頻加熱技術(shù)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(dāng)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(yīng)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(dá)到將流體介質(zhì)加熱的目的。目前，現(xiàn)有技術(shù)中見到的應(yīng)用中頻加熱的有中頻感應(yīng)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(yù)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(yù)熱裝置等裝置或設(shè)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(yīng)用在溫控設(shè)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(shù)問題，所設(shè)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(yīng)用前景和市場價值俱佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)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(yīng)釜及硫化機中。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)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(shè)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(shè)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(shè)備中的流體介質(zhì)進(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置有厚度為l-2cm保溫層，密閉容器的外面設(shè)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]本發(fā)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(yīng)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(jìn)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)會K。
[0007]本發(fā)明涉及的密閉容器中流體介質(zhì)和冷卻介質(zhì)之間通過密閉容器的管壁進(jìn)行換熱，當(dāng)需控溫設(shè)備的工作溫度低于預(yù)設(shè)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(yīng)效應(yīng)對流體介質(zhì)進(jìn)行加熱；當(dāng)需控溫設(shè)備的工作溫度高于預(yù)設(shè)的控制溫度時，冷卻介質(zhì)通過密閉容器的管壁進(jìn)行換熱以及時帶走熱量，使設(shè)備的工作溫度維持在預(yù)設(shè)的穩(wěn)定范圍。
[0008]進(jìn)一步的，所述中頻加熱式溫控裝置使用時與需要溫控的設(shè)備及配件配合連接，具體工作過程為:先通過控制單元上的人機界面對需要溫控的設(shè)備的溫控溫度進(jìn)行預(yù)設(shè)，PLC根據(jù)接收到的預(yù)設(shè)信息實現(xiàn)對循環(huán)部件和加熱冷卻部件的加熱、換熱、溫控和循環(huán)功能的自動控制；流體介質(zhì)通過流體介質(zhì)入口進(jìn)入加熱冷卻部件中經(jīng)中頻加熱后，從流體介質(zhì)出口中流出并由循環(huán)部件中的循環(huán)泵和控制管道送入需要溫控的設(shè)備中，使需要溫控的設(shè)備的工作溫度維持在所需溫度范圍內(nèi)，當(dāng)需要溫控的設(shè)備的工作溫度升高時，加熱冷卻部件中的冷卻介質(zhì)通過密閉容器的管壁進(jìn)行快速換熱以實現(xiàn)高速冷卻，使需要溫控的設(shè)備的工作溫度維持在所需溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)對設(shè)備恒溫控制的要求。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)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(dǎo)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(dá)4年以上，能夠達(dá)到的加熱溫度范圍寬，節(jié)能率達(dá)到20%以上；該裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，原理科學(xué)，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】
:
[0010]圖1為本發(fā)明涉及的溫控裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明涉及的溫控裝置中加熱冷卻部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明涉及的控制單元中PLC用于控制加熱線圈的控制電路的連接示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明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。
[0014]圖5為本發(fā)明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】
:
[0015]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作出進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不僅限于以下實施方式。
[0016]實施例1:
[0017]本實施例涉及的中頻