一种手持电池式电磁感应加热器的制作方法

1.本发明涉及电磁加热领域，具体涉及一种手持电池式电磁感应加热器。


背景技术：

2.电磁感应加热的基本原理是电磁线圈产生变化磁场，变化磁场在导体内产生感应涡流进而产生热量。电磁感应加热利用变化磁场加热的方式，使电磁感应加热器具有非接触式加热的能力，特别适合对不能直接接触和被遮挡的金属物体的加热。
3.现在常见的电磁炉、电磁感应封口机等电磁感应加热器，为了提高加热效率和加热均匀，其电磁线圈普遍为面积较大的平面螺旋形，并且要求被加热物体或锅具的横截面积大于电磁线圈的面积，因此现有的电磁加热技术不能很好地完成对较小工件的加热。
4.冶金和金属加工等行业中所采用的电磁加热器使用螺线管电磁线圈，但是现有技术中的大多数采用螺线管电磁线圈的电磁加热器，都是将被加热工件放置于螺线管内部，对不能放置于螺线管内部的工件加热效果较差，因此现有的电磁加热技术对不能放置于螺线管内部的较小工件的加热效果不好。
5.例如本技术人之前提出的“一种电磁感应加热家具连接件”是一种用于连接家具各个部分木材的连接件。所述连接件设置于所要连接的家具木材内部，然后使用电磁感应加热器对其加热粘合。由于上述连接件设置于家具木材内部，因此不能将其放置于现有的螺线管电磁感应线圈内部；并且上述连接件比较小，使用现有的平面螺旋形电磁加热器又存在漏磁严重、加热效率低等缺点，因此现有的电磁加热技术不能很好地完成类似上述体积较小工件的加热。
6.现有的电磁炉、电磁感应封口机等电磁感应加热器大多使用220v交流电供电，由于有电源线的存在，在使用过程中存在移动不方便，不能在没有电源的地方和野外使用的缺点。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种使用蓄电池供电的能够手持使用的加热效率较高的适合加热较小金属工件的电磁感应加热器。
8.为实现上述发明目的，本发明提出的一种手持电池式电磁感应加热器包括：蓄电池、电磁感应线圈、电磁感应线圈铁芯、散热风机、控制电路板、显示器、加热开关、机体外壳等。电磁感应线圈为匝数不少于3匝的密绕螺线管形电磁感应线圈，电磁感应线圈铁芯由：硅钢、铁镍合金、非晶合金、纳米晶合金、铁氧体、金属软磁复合材料中的任意一种或几种组合制成，电磁感应线圈铁芯设置于螺线管形电磁感应线圈内部，起到降低螺线管内部磁阻的作用。
9.现有的电磁炉、电磁感应封口机等电磁感应加热器使用220v交流电供电，主要工作流程为：交流电经整流后变为直流电，然后经lc滤波电路滤波后变为稳压直流电，再经过逆变电流变成高频电流产生高频磁场。本发明一种手持电池式电磁感应加热器直接使用蓄
电池供电，可以简化原有的整流、滤波流程。并且不需要电源线，具有移动更加灵活的优点，还可以应用于野外或无电源等特殊情况的使用。
10.发明要点：1、为了使感应磁场比较集中、磁场强度较大，本发明电磁感应线圈采用匝数不少于3匝的直螺线管形线圈作为电磁感应线圈。众所周知，电磁感应线圈离被加热工件距离越远感应强度越小能量损失也就越大，现有电磁炉、电磁感应封口机等电磁感应加热器为了使感应线圈尽量靠近被加热物体普遍使用平面螺旋形电磁线圈，并且为了防止漏磁普遍要求被加热工件的截面积大于感应线圈的面积。但是直接使用现有平面螺旋形电磁线圈技术加热较小工件时，因为工件截面积很小，这样感应线圈的面积也就要很小，会出现电磁感应线圈面积过小的问题，要想获得更大的感应磁场强度和加热功率，就需要使用更大的电流，感应电流过大又会造成过大的热量损耗，不利于加热器的长时间使用，同时过大的工作电流也会造成较高生产成本和较大的安全隐患。本发明采用直螺线管形感应线圈，使用多匝密绕螺线管线圈达到磁场的累加效应，具有磁场面积小、磁感线集中、磁场强度大的优点，非常适合用于加热小工件。
11.2、为减小螺线管线圈内部的磁阻，增大感应线圈的磁通量，本发明还采用了在螺线管感应线圈内设置电磁感应线圈铁芯的技术方案。电磁感应线圈铁芯由：硅钢、铁镍合金、非晶合金、纳米晶合金、铁氧体、金属软磁粉芯等材料制成，电磁感应线圈铁芯的截面形状近似为t、l、i、j等形状中的任意一种。电磁感应线圈铁芯磁阻较小，具有较高的导磁率，能够极大地影响和改变磁场的分布，汇聚磁感线，同时能够显著的降低螺线管线圈内部的磁阻，增大感应线圈的磁通量，使本发明一种手持电池式电磁感应加热器具有较大的加热功率，提高加热效率。
12.3、本发明一种手持电池式电磁感应加热器设置有电磁感应线圈和电磁感应线圈铁芯，在接通电流时必然会产生能量损耗即电磁感应线圈和电磁感应线圈铁芯产生热量，常称为铜损（电磁感应线圈损耗）和铁损（电磁感应线圈铁芯损耗）。在本发明一种手持电池式电磁感应加热器中，电磁感应线圈导线优选使用多股或单股铜质或铜包铝质导线，导线直径越大电阻越小，铜损也就越小，并且本发明电磁感应线圈优选采用单层密绕螺线管形线圈，散热面积较大，因此电磁感应线圈发热问题并不严重。电磁感应线圈铁芯产生的铁损热量是本发明要解决的主要散热问题。本发明采用增加电磁感应线圈铁芯散热效率、可替换电磁感应线圈铁芯方案、可替换电磁感应加热头方案等多种技术方案解决电磁感应线圈铁芯散热问题，下面做具体介绍。为便于表述将电磁感应线圈铁芯一端伸出机体外壳外部称为前端，位于机体内部的另一端称为后端。
13.（1）增加电磁感应线圈铁芯散热效率的技术方案。为了加快电磁感应线圈铁芯的散热效率，截面近似为t、l、j等形状的电磁感应线圈铁芯后端可以设计成放射状的散热翅片形，电磁感应线圈铁芯前端伸出机体外壳外部做为电磁感应点，电磁感应点靠近被加热工件，使被加热工件产生感应涡流，达到加热的目的。螺线管形电磁感应线圈缠绕于电磁感应线圈铁芯上，电磁感应线圈铁芯后端设置于电磁线圈与加热器其他部件之间，能够起到促进散热的作用，降低电磁感应线圈铁芯的温度，保证本发明电磁加热器能够长时间工作。
14.（2）可替换电磁感应线圈铁芯的技术方案。当电磁感应线圈铁芯温度过高时，可以更换电磁感应线圈铁芯。例如机体外壳或加热手柄外壳上设置能够取放电磁感应线圈铁芯
的开口，开口通过螺纹或卡扣、插槽等方便拆卸的结构与机体外壳或加热手柄外壳连接，通过上述开口能够更换电磁感应线圈铁芯。或者电磁感应线圈铁芯设置为截面为近似“i”的圆柱形或长方体、多边体等形状，在电磁感应线圈铁芯后端设置有螺纹或卡扣、插槽等固定结构，在外部直接拔插或旋转就能够更换电磁感应线圈铁芯，具有方便更换的优点。
15.（3）可替换电磁感应加热头的技术方案，可替换的电磁感应加热头包括：电磁感应线圈、电磁感应线圈铁芯、加热头壳体等结构，电磁感应线圈能够通过导线与控制电路板电性连接，可替换的电磁感应加热头通过螺丝、卡扣、插槽中的任意一种或几种组合与机体外壳连接。当电磁感应线圈或/和电磁感应线圈铁芯温度过高时更换可替换电磁感应加热头，即可解决发热的问题。
16.4、减少感应磁场对加热器其他部件的影响。感应磁场除了能够加热被加热工件外，还可能对加热器的其他金属部件产生影响。本发明提出的一种手持电池式电磁感应加热器所述电磁感应线圈铁芯的截面形状呈近似“l、t、j、i”形中的任意一种或几种组合,所述电磁感应线圈铁芯位于机体内部的一端呈散热翅片状。呈散热翅片状的电磁感应线圈铁芯后端，不仅能够起到促进散热的作用，还能够起到引导改变磁场方向的作用，能够减少感应磁场对加热器其他部件的影响。电磁感应线圈铁芯设置为截面为近似“i”的圆柱形或长方体、多边体等形状时，要在其后端与加热器其他部件之间设置电磁屏蔽装置来屏蔽感应磁场，电磁屏蔽装置采用现有电磁炉、电磁封口机的现有技术中的金属网、铁氧体条等即可，因此在此不做具体介绍。
17.5、本发明一种手持电池式电磁感应加热器，在控制电路板上设置有加热温度调节电路。所述加热温度调节电路为固定加热功率通过加热时间调控，或者加热时间固定通过加热功率调控，或者加热时间和加热功率共同调控三种调控方式中的任意一种。
18.（1）固定加热功率通过加热时间调控电路。加热功率固定，通过调节电磁感应加热器的单次加热时间调节被加热工件的加热温度。相应的所述机体外壳上设置有单次加热时间调节按钮，能够调节所述一种电磁感应加热器的单次加热时间，通过上述加热时间调节电路能够设定电磁感应加热器的单次加热时间。工作前先通过预试验确定加热被加热工件达到工作温度所需要的单次加热时间，然后设定好本发明一种手持电池式电磁感应加热器的单次加热时间，将电磁感应点对准被加热工件，按动加热开关，便能够按照预先设定好的单次加热时间完成一次加热过程，具有结构简单、稳定，操作简便的优点。
19.（2）固定加热时间加热功率调控电路。加热时间固定，通过上述加热功率调节电路调节被加热工件的加热温度。相应的所述机体外壳上设置有加热功率调节按钮，能够调节所述一种电磁感应加热器的加热功率。工作前先通过预试验确定加热被加热工件达到工作温度所需要的加热功率，然后设定好本发明一种手持电池式电磁感应加热器的加热功率，将电磁感应点对准被加热工件，按动加热开关，电磁感应加热器便能够按照预先设定好加热功率完成一次加热过程，具有操作简便，工作效率高的优点。
20.（3）加热时间和加热功率共同调控电路。所述一种电磁感应加热器的加热功率和单次加热时间都能够调节，相应的所述机体外壳上设置有加热功率调节按钮和单次加热时间调节按钮。尤其对于被加热工件过大、过小等特殊情况时，可以通过同时调节加热功率和单次加热时间共同调节被加热工件的加热温度，获得更大的温度调节范围。工作前先通过预试验确定加热被加热工件达到工作温度所需要的加热功率和单次加热时间，然后设定好
本发明一种手持电池式电磁感应加热器的加热功率和单次加热时间，将电磁感应点对准被加热工件，按动加热开关，电磁感应加热器便能够按照预先设定好加热功率和单次加热时间完成一次加热过程，具有调节范围广、灵活多变的优点。
21.6、本发明一种手持电池式电磁感应加热器，根据不同的加热功率和使用环境可以有种具体实施形式，例如包括：根据机体外壳形式可以分为：手持一体式加热器或者手持加热头与主机体分开的手持分体式加热器；根据电磁感应线圈铁芯是否可以替换分为：电磁感应线圈铁芯不可替换型或者电磁感应线圈铁芯可替换型；另外还可以将电磁感应线圈和电磁感应线圈铁芯等结构制成可替换的电磁感应加热头配合手持主机使用等多种形式。本发明一种手持电池式电磁感应加热器形式多变，适合各种操作环境和使用用途；并且体积小、重量轻，便于灵活移动，操作简便，尤其适合移动加热作业，具有良好的便捷性和广泛的适用性，具有广泛的应用前景。
22.7、优选的，本发明一种手持电池式电磁感应加热器，在控制电路板中设置有加热次数计数电路，所述加热次数计数电路能够记录所述一种手持电池式电磁感应加热器的累计加热次数。在实际应用中可以辅助操作者记录加热次数，减少出现加热遗漏的问题。
23.8、优选的，本发明一种手持电池式电磁感应加热器，在控制电路板中设置有加热提示电路，在每次加热完成时发出声响或闪光等提示，提示操作者本次加热操作顺利完成。加热提示声音或闪光配合加热计数电路的计数能够更好的提高加热的准确性。减少在实际生产应用过程中出现加热遗漏的现象，提高生产效率和生产质量。
24.9、优选的，本发明一种手持电池式电磁感应加热器，还可以设置有温度过高报警电路，在容易发热的电磁感应线圈铁芯或/和控制电路板等位置设置温度传感器，当上述位置温度过高时温度过高报警电路通过声响或闪光等提示发出高温报警，保护电磁感应加热器，使本发明一种手持电池式电磁感应加热器具有较高的安全性和耐用性。
附图说明
25.图1是：一种一体式电磁感应加热器结构示意图。
26.图2是：一种一体式电磁感应加热器外观示意图。
27.图3是：一种一体式电磁感应加热器外观示意图。
28.图4是：一种一体式电磁感应加热器电磁感应线圈铁芯结构示意图。
29.图5是：一种一体式电磁感应加热器电磁感应线圈铁芯结构示意图。
30.图6是：一种分体式电磁感应加热器外观示意图。
31.图7是：一种分体式电磁感应加热器电磁感应加热手柄分解示意图。
32.图8是：一种分体式电磁感应加热器电磁感应加热手柄结构示意图。
33.图9是：一种分体式电磁感应加热器电磁感应加热手柄结构示意图。
34.图10是：一种分体式电磁感应加热器电磁感应线圈铁芯结构示意图。
35.图11是：一种可替换电磁感应加热头型一体式电磁感应加热器外观示意图。
36.图12是：一种可替换电磁感应加热头型一体式电磁感应加热器外观分解示意图。
37.图13是：一种可替换电磁感应加热头型一体式电磁感应加热器结构示意图。
38.图14是：一种可替换电磁感应加热头型一体式电磁感应加热器电磁感应线圈铁芯结构示意图。
39.图15是：一种可替换电磁感应线圈铁芯型一体式电磁感应加热器外观示意图。
40.图16是：一种可替换电磁感应线圈铁芯型一体式电磁感应加热器结构示意图。
41.图17是：一种可替换电磁感应线圈铁芯型一体式电磁感应加热器电磁感应线圈铁芯结构示意图。
具体实施例
42.本发明一种手持电池式电磁感应加热器，根据不同的加热功率和使用环境可以是手持一体式加热器或者手持加热头与机体外壳分开的手持分体式加热器等多种形式。为了对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以下将选取四种具有代表性的不同结构形状的手持式电磁感应加热器举例说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.1、一种手持一体式电磁加热器。参照图1-5，一种手持一体式电磁加热器包括：电磁感应线圈1、电磁感应线圈铁芯2、显示器3、散热风机4、控制电路板（图未示）、加热开关6、机体壳体7、蓄电池8等结构组成。其中电磁感应线圈1是由单股铜导线缠绕的密绕螺线管电磁线圈，缠绕匝数为10匝，电磁感应线圈1所形成的螺线管截面为方形。参见图4和图5电磁感应线圈铁芯2由近似i形的长方形绝缘薄硅钢片21和近似l形绝缘薄硅钢片22交替间隔制成，所述电磁感应线圈1紧密缠绕于电磁感应线圈铁芯2上。所述电磁感应线圈铁芯2设置于机体壳体7上，机体壳体7上设置有机体把手71，所述加热开关6设置于机体把手71上。所述机体壳体7上设置有散热通风口72，所述散热风机4设置于机体壳体7上，散热风机4能够带动空气流动对控制电路板和电磁感应线圈1、电磁感应线圈铁芯2等进行散热降温。显示器3设置于机体壳体7上，控制电路板上设置有加热温度调节电路（图未示），本实施例采用固定加热功率通过加热时间调节被加热工件的技术方案。控制电路板上设置有总开关按钮51和加热温度调节按钮52等调节按钮。控制电路板上设置有加热次数计数电路（图未示），加热次数能够在显示器上显示。控制电路板上设置有加热提示电路（图未示），加热提示电路设置有提示喇叭53，在每次加热时发出声响，提示操作者本次加热顺利完成。
44.蓄电池8为锂离子蓄电池，蓄电池为所述手持一体式电磁加热器提供电能,蓄电池8通过插槽与机体壳体7连接。
45.控制电路板上设置有过热保护电路（图未示），过热保护电路在靠近电磁感应线圈铁芯2处设置有温度传感器54，能够检测电磁感应线圈铁芯2及其他部件的温度，当温度过高时能够通过提示喇叭53发出警报声，提醒操作者暂停加热工作，防止温度过高烧毁加热器。
46.所述电磁感应线圈1、显示器3、散热风机4、总开关按钮51和加热温度调节按钮52等调节按钮、提示喇叭53、温度传感器54、加热开关6等分别与控制电路板电性连接。
47.2、一种手持分体式电磁加热器（电磁感应线圈铁芯可替换型）。参照图6-10，一种手持分体式电磁加热器包括：电磁感应加热手柄和主机。所述电磁感应加热手柄包括：电磁感应线圈1、电磁感应线圈铁芯2、手柄散热风机41、加热开关6、加热提示灯55、加热手柄壳体73等；所述主机体包括：散热风机4、控制电路板（图未示）、显示器3、主机壳体74等。其中电磁感应线圈1为圆形螺线管，设置于加热手柄壳体73上。所述电磁感应线圈铁芯2由铁氧
体制成，参照图10，所述电磁感应线圈铁芯2截面呈近似t形，包括圆柱形的铁芯主体23和散热导磁翅片24。电磁感应线圈铁芯2能够插入到螺线管形电磁感应线圈1内部，并通过卡扣固定于加热手柄壳体73上。参照图8、9，加热手柄壳体73由主手柄731和活动盖732两部分组成，活动盖732通过卡扣75和铰链76与主手柄731活动连接，打开活动盖732能够更换电磁感应线圈铁芯2。手柄散热风机41设置于加热手柄壳体73上，为电磁感应线圈1和电磁感应线圈铁芯2散热降温。加热开关6设置于加热手柄壳体73上。加热提示灯55设置于加热手柄壳体73外部。上述电磁感应线圈1、手柄散热风机41、加热开关6、加热提示灯55通过连接导线77与设置于主机上的控制电路板电性连接。
48.蓄电池8为铅酸蓄电池，蓄电池8设置于主机74上，蓄电池8为所述手持一体式电磁加热器提供电能。
49.所述主机74上设置有散热风机4，散热风机4能够带动空气流动对控制电路板等进行散热降温。显示器3设置于主机74上，控制电路板上设置有加热温度调节电路（图未示），本实施例采用共同调节加热功率和单次加热时间来调控加热温度的技术方案，通过调节电磁感应加热器的加热功率和单次加热时间共同调节被加热工件的加热温度，控制电路板上设置有总开关按钮51和加热温度调节按钮52等调节按钮。控制电路板上设置有加热次数计数电路（图未示），加热次数能够在显示器上显示。控制电路板上设置有加热提示电路（图未示），加热提示电路设置有提示喇叭53和加热提示灯55，在每次加热时提示喇叭53发出声响、加热提示灯55点亮，共同提示操作者加热操作顺利完成。
50.3、一种手持一体式电磁加热器（可替换电磁感应加热头型）。参照图11-13，一种可替换电磁感应加热头型手持一体式电磁加热器包括：可替换电磁感应加热头和手持主机。所述电磁感应加热头包括：电磁感应线圈1、电磁感应线圈铁芯2、加热头壳体78等。手持主机包括：散热风机4、控制电路板（图未示）、显示器3、加热开关6、加热提示灯55、手持主机壳体79等。所述电磁感应线圈1为圆形螺线管，设置于电磁感应线圈铁芯2上，电磁感应线圈1通过导线插头11与手持主机上的控制电路板电性连接。参照图14，所述电磁感应线圈铁芯2由薄片状的非晶合金制成，电磁感应线圈铁芯2设置于加热头壳体78上，所述电磁感应线圈铁芯2上设置有放射状分布的散热导磁翅片24。可替换电磁感应加热头通过卡扣781固定于手持主机上。加热头壳体78上设置有散热通风口72，设置于手持主机上的散热风机4既能够为手持主机上的控制电路板等散热又能为可替换电磁感应加热头上的电磁感应线圈1、电磁感应线圈铁芯2等散热降温。
51.蓄电池8为锂离子蓄电池，蓄电池为所述手持一体式电磁加热器提供电能,蓄电池8设置于手持主机壳体79上的电池仓内部。
52.显示器3、散热风机4、加热开关6、加热提示灯55、控制电路板（图未示）设置于手持主机壳体79上，显示器3、散热风机4、加热开关6、加热提示灯55与设置于主机上的控制电路板电性连接。控制电路板上设置有加热温度调节电路（图未示），本实施例采用固定单次加热时间，通过调节加热功率调控加热温度的调控方式。控制电路板上设置有总开关按钮51和加热温度调节按钮52等调节按钮。控制电路板上设置有加热次数计数电路（图未示），加热次数能够在显示器3上显示。控制电路板上设置有加热提示电路（图未示），加热提示电路加热提示灯55，在每次加热时加热提示灯55点亮，提示操作者加热操作顺利完成。
53.4、一种手持一体式电磁加热器（电磁感应线圈铁芯可替换型）。参照图15-17，一种
手持一体式电磁加热器包括：可替换的电磁感应线圈铁芯2和手持主机。所述手持主机包括：电磁感应线圈1、电磁屏蔽网27、显示器3、散热风机4、控制电路板（图未示）、加热开关6、加热提示灯55、手持主机壳体79等。所述电磁感应线圈1为圆形螺线管，设置于手持主机壳体79上，电磁感应线圈1与控制电路板电性连接。参照图17，所述电磁感应线圈铁芯2由金属软磁复合材料制成，电磁感应线圈铁芯2呈圆柱形，前端为正六边体形，后端设置有螺纹26，电磁感应线圈铁芯2通过后端的螺纹26能够固定到电磁屏蔽网27上。
54.蓄电池8为锂离子蓄电池，蓄电池为所述手持一体式电磁加热器提供电能,蓄电池8设置于手持主机壳体79上的电池仓内部。
55.电磁感应线圈1、电磁屏蔽网27、显示器3、散热风机4、加热开关6、加热提示灯55、控制电路板（图未示）设置于手持主机壳体79上，电磁感应线圈1、显示器3、散热风机4、加热开关6、加热提示灯55与设置于主机上的控制电路板电性连接。控制电路板上设置有总开关按钮51和加热温度调节按钮52等调节按钮。控制电路板上设置有加热次数计数电路（图未示），加热次数能够在显示器3上显示。控制电路板上设置有加热提示电路（图未示），加热提示电路加热提示灯55，在每次加热时加热提示灯55点亮，提示操作者加热操作顺利完成。