具体实施方式

现在将详细参考本发明的各种实施例，附图中示出了其中的一个或多个示例。每个示例都是通过说明本发明的方式提供的，不应被理解为对本发明的限制。例如，作为一个实施例的一部分而示出或描述的特征可以在其他实施例上采用或与其他实施例相关联以产生另一实施例。应理解，本发明应包括所有这些修改和变型。

本发明的实施例涉及一种感应器10，该感应器10适于对传输中的导电金属体进行感应加热。

感应器10包括穿过感应器制成的传输通道11，该传输通道11沿着传输轴线X延伸，并且在使用期间待加热的金属体在其中经过。

感应器10可以是适合于产生纵向磁流或横向磁流的类型。

例如，在参考图1描述的实施例中。感应器10可以是适于产生纵向流的类型，即，场线沿着传输轴线X平行于传输通道11的纵向伸展。

因此，可以使感应器10在纵向上定向，限定前端面10a和后端面10b，前端面10a在导电金属体进入感应器10的一侧，后端面10b在导电金属体离开感应器10的一侧，如通过图3中示例所示出的。

传输通道11具有诸如允许金属体通过的尺寸，即，传输通道11的横截面大于导电金属体的横截面。

在一些实施例中，本发明可以涉及用于坯料的感应器10，在这种情况下，导电金属体是坯料。

本发明还可以涉及方坯、棒材、锭或任何其它同等或类似的金属制品的处理。

作为解释，尽管坯料12不是感应器10的适当的部分，图1a示出了坯料12。

根据一些实施例，感应器10包括容纳体13，感应体19设置在容纳体13内，适于产生穿过其的电磁场。

根据一些实施例，感应体19包括线圈14。

在一些实施例中，线圈14由导电材料制成，并且构造成由适当频率(可能是高频)的交流电供电，并且在线圈14内产生电磁场。

在一些实施例中，线圈14由导电材料制成为中空管，冷却液体在该中空管内流动。

在一些实施例中，线圈14由导电材料制成为具有恒定截面的细长体。

在一些实施例中，线圈14的中间部分围绕传输通道11以螺旋状缠绕，从而限定多个螺旋14a，而两个终端部分14b、14c指向容纳体13的相应的孔13a、13b。

终端部分14b、14c各自具有用于与电源连接的终端14d、14e。

在一些实施例中，电源适于向线圈14提供交流电流，可能是高频的交流电流。

当电源被激活时，在线圈14内部产生交变感应磁场，并因此在传输通道11内部产生交变感应磁场，该交变感应磁场又在传输中的坯料12中感应出感应电流，从而通过焦耳效应产生热能。

在一些实施例中，可以设置用于将直流电转换为交流电的转换器。

根据一些实施例，线圈14可以连接到适于附接到容纳体13的凸缘或定位元件，以确保线圈14在容纳体13内稳定定位。

在参照图4所描述的实施例中，线圈14的中间部分可嵌入粘结材料18中，该粘结材料18通常但不限于耐火水泥。

粘结材料18起到使螺旋14a与在传输中的坯料所产生的热量进行热隔离的作用、当由高频交流电供电时对螺旋14a所经受的振动进行阻尼的作用、以及隔音作用。

因此，嵌入粘结材料18中的线圈14限定内部中空的感应体19，适于在其内部产生交变磁场。

根据可能的变型，例如参考图5所描述的变型，线圈14本身限定感应体19。

根据一些实施例，螺旋14a可以通过附接构件31彼此附接和夹紧。

根据一些实施例，附接构件31可包括杆32或其它长方形元件，其设置成与螺旋14a的面向外的表面接触，通过诸如螺钉、销等可移除的附接元件33附接至螺旋14a。

例如，可以提供两个或更多个杆(在所示出的情况中有四个杆)，围绕线圈14彼此间隔开定位，以便保证螺旋14a在其整个周界上以及针对它们的整个伸展有牢固的相互定位。

根据该解决方案，线圈14不结合到耐火材料或水泥中。

该解决方案允许最小化混凝土部件，并因此最小化与它们相关的磨损问题，并因此增加感应器10的使用寿命。

根据另一实施例，线圈14可以通过用胶带和绝缘漆涂覆，或通过用耐热材料的树脂涂覆工艺来隔离。

在任何情况下，从线圈14的外侧可以看到螺旋14a，从而便于例如通过上孔36检查和验证感应器10的有源部分的状态。

这些实施例使得可以通过预测和/或防止由于绝缘故障或可能的过电流(其可能对连接在线圈14上游的转换器装置有危害)而引起的可能的电气故障来检查和可能地更换线圈14。

根据一些实施例，上孔36可以具有适于允许线圈14在竖直方向上穿过的通道截面。

感应体19的内表面或螺旋14a的内表面限定容纳座20，容纳座20经过感应器10的纵向伸展，并且其横截面大于传输通道11的横截面，如通过图1a和5中的示例所示出的。

在一些实施例中，容纳体13构造成在其内部容纳感应器10的不同部件以及感应体19，并且可以制成一体或制成彼此连接的多个元件。

容纳体13可以具有盒状形状，由前端面10a和后端面10b以及彼此面对设置并连接在两个端面10a、10b之间的相应侧壁34a、34b限定。

容纳体13还可以包括上壁35和下壁37。

在一些实施例中，容纳体13可包括适于将感应器10锚定到地面的锚定装置15。

在一些实施例中，为了热隔离和/或电隔离和/或隔音和/或保护的目的，容纳体13可以包括多个覆盖板16。

在一些实施例中，在容纳体13的内部有被构造成冷却线圈14的冷却系统17或冷却系统17的一部分，并且包括例如用于冷却液的回路、管道、一个或多个入口阀17a和一个或多个排放阀17b。

在一些实施例中，容纳体13在两个相对的端面10a、10b上具有两个与容纳座20一致的孔13a、13b。

根据一些实施例，根据本发明的感应器10包括绝缘体21，该绝缘体21内部中空并且适于插入到感应体19的或线圈14的容纳座20中并适于从容纳座20取出，并且该绝缘体21的内表面限定传输通道11的壁。

在例如参照图1、1a、5和6所描述的实施例中，绝缘体21可以构造成中空管状体，该中空管状体的外横截面小于容纳座20的横截面，而内横截面大于传输中的坯料12的横截面。

绝缘体21被制成单独的部件，与线圈14和感应体19分离，独立于线圈14和感应体19，并且能够插入由线圈14和感应体19限定的容纳座20中。

根据一些实施例，容纳体13的孔13a、13b的截面大于绝缘体21的外截面，以便允许绝缘体21在插入容纳座20或从容纳座20中取出时通过。

在由图4描述的实施例中，绝缘体21可以具有与容纳座20的纵向伸展一致的纵向伸展，以这样的方式，使其本身沿着感应体19的整个纵向伸展定位在传输中的坯料12和线圈14之间。

绝缘体21的前端21a和后端21b可以分别位于感应器10的前端面10a和后端面10b附近。

在一些实施例中，绝缘体21被构造用于感应体19的热隔离，例如以保护感应体19的线圈14免受在使用期间、在坯料12通过感应器10的运输期间产生的热量的影响。

在一些实施例中，绝缘体21由例如耐火水泥的耐火材料制成。

根据其他实施例，可以提供的是，绝缘体21由玄武岩材料制成，该玄武岩材料完全防水并且机械耐受。

玄武岩材料在任何温度下的不可渗透性使得由玄武岩材料制成的绝缘体21适于在安装后立即使用，而不需要进行长时间的干燥处理，或“干透”，通常当坯料12或一般金属制品的通道管由耐火水泥制成时，需要这种处理。

此外，玄武岩材料的使用允许感应器10甚至用在除鳞线(descaling line)附近，因为玄武岩材料自然地抵抗由坯料12携带到感应器10中的残余水。

将绝缘体21独立于线圈14移除的可能性意味着，在经过一定数量的工作循环之后，当绝缘材料损坏和磨损时，为了使感应器10重新运行，仅更换绝缘体21就足够了。

根据变型实施例，线圈14和绝缘体21设置有相应的热和机械联接装置，这些联接装置允许牢固但可拆卸的相互联接，从而限定可作为一体进行处理和移动的感应组件30。

与现有技术中的整块感应器相比，这些特性允许显著加快感应器10的维护时间，现有技术中，为了养护绝缘材料，必须从该处理设备上拆除感应器，并拆除由线圈和耐火水泥形成的整体。

由于在感应器10的维护操作期间不需要长时间停止设备，所以该特性还允许降低感应器10和使用感应器10的设备的维护成本。

在一些实施例中，绝缘体21的外壁可以在纵向伸展的任何区域中设置具有支撑和自定心功能的凸起、导向件、凸出部、凸缘。

根据图4b中所示的实施例，绝缘体21例如可以在终端上具有抵接凸缘21c，该抵接凸缘21c例如与前端面10a对应，构造成使其本身抵接在感应体19的端部上。

在一些实施例中，例如由图4c所描述，感应体19可以设置具有支撑和定心功能的凸起、导向件、凸出部、凸缘。

根据一些实施例，可以提供的是，粘结材料18被成形以限定与前端面10a对应的导向部分19c，该导向部分19c适于与绝缘体21配合以将绝缘体保持在适当位置。

根据一些实施例，感应器10包括设置在感应体19或线圈14和绝缘体21之间的插入装置23。

有利地，第一插入装置23可以由适于允许管状绝缘体21由于热效应而自由径向变形且不干扰感应体19或可能铸入粘结材料18中的线圈14的材料制成。

第一插入装置23还可以构造成起到使感应体19热隔离的作用。

在一些实施例中，第一插入装置23还可适于吸收沿径向方向的机械应力(例如被供电时来自线圈14的螺旋14a的振动)，该机械应力因此不会被释放到绝缘体21上。

在一些实施例中，第一插入装置23可以是绝缘织物。

根据参照图4a、4b、4c描述的实施例，第一插入装置23可以插入到径向间隙22中。

根据图4、4a、4b、4c中所示的实施例，径向间隙22沿着感应体19和绝缘体21的纵向伸展的一部分或整个伸展在容纳座20的内表面和绝缘体21的外表面之间延伸。

得益于径向间隙22，制成绝缘体21的材料不与感应体19和/或螺旋14a直接接触。

该特性意味着，螺旋14a由于热效应和/或高频磁场而受到的沿纵向方向的变形和/或振动不会直接影响绝缘体21。

这具有减少绝缘体21磨损和延长绝缘体21的使用寿命的效果，从而减少了维护操作的需要。

间隙22的存在，与插入装置23一起，允许吸收线圈14的机械应力和绝缘体21的机械应力。

根据本发明的感应器10还包括前封头24和后封头25，分别对应于容纳体13的相应孔13a、13b施加在前端面10a和后端面10b上。

封头24、25具有分别与绝缘体21的前端21a和后端21b对应的通道孔24a、25a。

在一些实施例中，通道孔24a、25a与传输通道11一致并对准，允许坯料12通过感应器10。

根据一些实施例，通道孔24a、25a的截面小于绝缘体21的内截面，以便保证绝缘体21正确定位在容纳体13内。

在一些实施例中，封头24、25由铜制成。

在一些实施例中，封头24、25具有合适的附接装置(例如用于附接螺钉或螺栓的孔)，以容易地安装在容纳体13的相应端面10a、10b上和从容纳体13的相应端面10a、10b移除，以便允许绝缘体21插入容纳座20或从容纳座20中取出。

在一些实施例中，封头24、25对插入到感应器10中的绝缘体21起到保护和支撑的作用。

在图4、4a、4b、4c描述的实施例中，还设置了两个间隙，特别是前间隙27和后间隙28。

在一些实施例中，前间隙27在前封头24和绝缘体21的前端21a之间纵向延伸，而后间隙28在后封头25和绝缘体21的后端21b之间纵向延伸。

间隙27、28的存在允许保持绝缘体21与感应体19或线圈14对准，即使是在存在轴向和/或纵向热膨胀的情况。

间隙27、28还允许防止在绝缘体21纵向方向上的膨胀损坏封头24、25或容纳体13。

在由图4a、4c、4b描述的实施例中，前间隙27也可以在感应体19或线圈14的前端19a和前封头24之间延伸。

类似地，后间隙28也可以在感应体19的后端19b和后封头25之间延伸。

在这些实施例中，前间隙27和后间隙28允许保持感应体19在感应器10内的对准，并且防止在感应体19的纵向方向上的膨胀损坏封头24、25或容纳体13。

在由图4a、4b、4c描述的实施例中，第二插入装置29设置在前间隙27和/或后间隙28中。

第二插入装置29可以由适于允许绝缘体21的轴向热膨胀同时保持与感应体19对准的材料制成。

根据一些实施例，第二插入装置29可以由耐火材料制成。

根据另外的实施例，第二插入装置29还可以被构造成吸收感应体19的机械应力或振动，例如来自绝缘体21和/或来自被供电时的线圈14的螺旋14a的机械应力或振动。

在由图1描述的实施例中，第二插入装置29可以具有与绝缘体21的和/或传输通道11的横截面一致的环形形状。

根据一些实施例，例如在图6中可见，容纳体13包括上孔36，上孔36具有适于允许线圈14通过的截面。

根据一些实施例，可以设置上壁35是可拆卸的，并且上孔36由相应端面10a、10b和侧壁34a、34b的上部边缘限定。

根据可能的变型，可以设置成上孔36在上壁35中制成，并且有适合于在感应器10的正常使用期间封闭上孔36的封闭装置。

本发明还涉及用于维护根据本发明的感应器10的方法。

该维护方法提供以下步骤：

-关闭感应器10；

-通过从容纳体13上移除前封头24和后封头25来拆卸感应器10；

-从容纳体13中至少移除绝缘体21；

-执行线圈14的维护操作或更换绝缘体21中的至少一个；

-通过将至少一个绝缘体21重新插入容纳体13中来重新组装感应器10，该绝缘体可以是之前取出的绝缘体21或新的绝缘体21；

-重新定位前封头24和后封头25并将它们附接到容纳体13；以及

-打开并重新启动感应器10。

在一些实施例中，该维护操作可以提供更换感应器10的所有部件或一些部件，诸如例如绝缘体21、第一插入装置23和/或第二插入装置29，而不需将感应器10从生产设备上移除。

在一些实施例中，维护操作包括用新的部件替换损坏的部件。

在一些实施例中，维护操作包括修复损坏的部件并将它们重新插入。

在一些实施例中，维护操作包括清洁部件或容纳座20上的在处理循环期间产生并留在感应器10的内壁和/或外壁上的炉渣。

在一些实施例中，维护操作包括对冷却系统17的维护操作，诸如例如更换冷却液体。

根据一些实施例，拆卸感应器10的步骤还包括以下步骤：

-移除封头24、25；

-移除第二插入装置29；

-从容纳座20取出绝缘体21；以及

-从容纳座20上移除第一插入装置23。

组装感应器10的步骤可以设置以下步骤：

-将第一插入装置23定位在容纳座20的内壁上；

-将绝缘体21插入容纳座20中；

-在绝缘体21的前部和/或后部和/或感应体19的前部和/或后部插入第二插入装置29；以及

-使用适当的附接装置将封头24、25附接到感应器10的容纳体13。

有利地，根据本发明的实施例的方法提供了可以直接在处理设备中原地拆卸和重新组装感应器10，而不必移除。

该特性的优点在于不必长时间停止系统以对感应器10进行维护操作。

根据另外的实施例，维护方法可提供将线圈14和插入其内的绝缘体21一起移除，其中线圈14和绝缘体21与相应的热和机械联接装置联接，并限定可整体处理的组件30。

根据一些实施例，该方法可以提供通过容纳体13的上孔36移除由线圈14和绝缘体21组成的组件30。

根据可能的解决方案，该方法可提供移除容纳体13的上壁35的至少一部分，或移除可能地设置在上壁上的封闭装置，以使上孔36易于进入。

根据另外的实施例，该方法还可以提供将线圈14保持在容纳体13内并通过上孔36对其执行检查操作。

根据一些实施例，该方法可以提供，在感应器10安装在生产线中的情况下，直接执行通过上孔36移除组件30或检查/维护线圈14中的至少一个。

在一些实施例中，提供了在绝缘体21可以在感应器10的高操作温度下使用之前对绝缘体21进行干燥。

有利地，根据本发明的一些实施例，可在绝缘体21插入感应器10之前执行干燥步骤。与整块感应器相比，该特性显著地简化了维护操作，因为仅绝缘体21可以干燥，而不是整个整块干燥。

此外，在一些实施例中，绝缘体21可以由用于感应器10中之前不需要干燥的材料制成。

此外，还有一个优点是感应器10的一个部件的磨损或损坏不需要更换整个感应器10，在成本方面明显节省。

显然，在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以前文所述的感应器10和方法进行部件修改和/或添加部件。

同样显然的是，虽然已经参考一些具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员肯定能够获得感应器10和方法的许多其他等效形式，其具有如权利要求书中所阐述的特征，因此所有这些形式都在由此限定的保护范围内。