[实用新型]一种安全高效中频感应钢壳炉

说明书

技术领域

本实用新型属于加热设备领域，具体涉及一种安全高效中频感应钢壳炉。

背景技术

中频感应加热炉由于具有加热速度快、生产效率高、作业环境好、氧化脱炭少及节省材料的优点，被广泛应用在焊接、退火、淬火、透热等工艺处理中，覆盖汽车、摩托车零部件、铁路钢轨、航空航天、兵器制造、机械制造、电器制造及特种金属加工等行业。

中频感应加热炉是一款在坩埚内盛放待加热熔化的金属材料，坩埚外周设置炉衬，然后在炉衬的外周绕制线圈，通过中频电源对线圈通电，利用线圈的电磁感应原理进行加热熔化的装置。感应线圈通常放置在由打结层形成的炉底上，由打结层实现对感应线圈的承托。现实中的打结层一般由混凝土打结制成，其内的水分不容易散失，增大了感应线圈工作环境的潮湿度，影响中频感应加热炉的安全性。

炉体的钢壳通常由钢架、磁轭和位于钢架上部的炉盖构成，磁轭用来引导感应线圈的磁场走向。但在使用过程中，磁轭上端散射的磁场一直引起钢壳上端发热，减低钢壳的使用寿命；同时也损失了部分能量，造成能源浪费。

除此之外，在实际使用的过程中，往往由于种种原因在炉衬中形成裂纹而导致漏炉事故。这种事故如果不能及时发现，轻者使感应线圈和磁轭的绝缘层损坏，重者使感应线圈的铜管烧坏，高温金属熔液和感应线圈的冷却水相接触，引起严重的设备事故，甚至引起爆炸，危及人身安全。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全高效中频感应钢壳炉，在减少能源浪费的同时，为电磁感应线圈提供良好的工作环境，并自动检测电流信号并报警。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：发明一种安全高效中频感应钢壳炉，包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周设置炉衬，炉衬上设置电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；

所述坩埚外设置第一接线柱，第一接线柱连接坩埚的内壁；炉衬外设置侧电极，侧电极连接第二接线柱，第二接线柱和第一接线柱之间连接直流电源构成检测回路，检测回路中设置测量电阻，测量电阻连接报警控制电路，报警控制电路检测测量电阻的电压信号，当电压信号高于给定阈值时，报警控制电路发出报警信号；

所述炉衬的底部设置打结层，在打结层中设置加热棒，加热棒的两端通过导线连接工作电源构成电源回路，电源回路中设置控制电路，控制电路控制电源回路的通断；控制电路中设置有单片机、湿度传感器、光电耦合器和第一继电器，湿度传感器检测打结层的湿度信号，单片机根据湿度传感器的检测信号控制光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端控制第一继电器的线圈通断电，第一继电器的触点串联在电源回路中。

优选的，所述加热棒在打结层中横向均匀分布。

优选的，所述法拉第环与磁轭同轴设置。

优选的，所述法拉第环的内径大于磁轭的外径。

优选的，所述报警控制电路中设置电压比较器，电压比较器的一输入端连接给定电路、另一输入端连接测量电阻，电压比较器的输出端连接第二继电器，第二继电器的触点给出开关量报警信号。

优选的，所述侧电极为不锈钢网。

优选的，还设置有接地螺栓，所述第一接线柱或者第二接线柱通过导线连接接地螺栓。

优选的，所述检测回路中串联有毫安级电流表。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于磁轭的上方设置了法拉第环，而法拉第环也被称作“短路线匝”或者“短路环”，它与磁轭中的磁场相互作用，能够改变和反抗磁轭中磁力线的方向，将磁场折射回感应线圈的内部，作用于被熔化物，加快物料的熔化速度；同时减少了磁力线对炉盖的作用，避免其受热老化，利于延长其使用寿命；而增加的检测坩埚内和炉衬外的电流回路能够通过电流信号的大小来判定炉衬与坩埚是否有泄露现象，避免事故的发生。

2、由于在打结层中横向均匀设置加热棒，并由控制电路控制加热棒的工作状态，使得加热棒能够自动完成对打结层的烘干工作，将打结层彻底均匀烘干，为感应线圈提供干燥的工作环境，利于提高其绝缘性能，从而为感应线圈能够安全可靠工作提供良好的环境保障。

3、由于法拉第环与磁轭同轴设置，且法拉第环的内径大于磁轭的外径，能够增大法拉第环折射回的磁力线量，进一步加快物料的熔化速度。

4、由于检测回路中串联有毫安级电流表，可以通过毫安级电流表直观地读取检测回路中的电流值，以判断炉衬外壁和坩埚内壁间的绝缘性能是否完好。