CS217564B1

CS217564B1 - Apparatus for induction heating, in particular ferromagnetic annular plates in the temperature range to the Curie point

Info

Publication number: CS217564B1
Application number: CS143181A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Broucek; Jiri Schaferling
Original assignee: Oldrich Broucek; Jiri Schaferling
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1981-02-27
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález se týká zařízení pro indukční ohřev, zejména mezikruhových desek ferromagnetických v rozsahu teplot do Curieho bodu a řeší problém předehrevu jedné nebo více mezikruhových desek, již umístěných v pískové formě. Účelu se dosahuje tak, že u zařízení pro indukční ohřev, kde směr magnetických silokřivek leží v rovině ohřívaného předmětu, který v průběhu ohřevu rotuje v ose kolmé ke směru magnetického toku, indukční cívkou prochází magnetické jho, mezi jehož konce je vřazena písková forma pro ohřev a následné odlití nejméně jedné mezikruhové desky, kterážto písková forma je uložena na nemagnetickém, elektricky nevodivém nosném kotouči, upraveném na otočné přírubě v ložisku přepravního zařízení. Dále je písková forma k nemagnetickému, elektricky nevodivému nosnému kotouči upevněna pomocí nemagnetického, elektricky nevodivého prstence a bočního svorníku.The invention relates to an induction heating device, in particular ferromagnetic inter-ring plates in the temperature range up to the Curie point, and solves the problem of preheating one or more inter-ring plates already placed in a sand mold. The purpose is achieved by the fact that in an induction heating device, where the direction of the magnetic field lines lies in the plane of the heated object, which rotates during heating in an axis perpendicular to the direction of the magnetic flux, a magnetic yoke passes through the induction coil, between the ends of which a sand mold for heating and subsequent casting of at least one inter-ring plate is inserted, which sand mold is placed on a non-magnetic, electrically non-conductive support disk, arranged on a rotating flange in the bearing of the transport device. Furthermore, the sand mold is fixed to the non-magnetic, electrically non-conductive support disk by means of a non-magnetic, electrically non-conductive ring and a side bolt.

Description

Vynález se týká zařízení pro indukční ohřev, zejméná mezikruhových desek feromagnetických v rozsahu teplot do Curieho bodu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for induction heating, in particular ferromagnetic annulus plates in the temperature range up to the Curie point.

V současné době se vyskytuje stále častěji potřeba, provésti předehřev speciálních součástí pro jejich další technologické zpracování. Zpravidla se tento předehřev provádí indukčním ohřevem, který umožňuje ohřátí předmětu na předepsanou teplotu v podstatně kratším čase, oproti jiným známým způsobům, přičemž krátká doba ohřevu zabraňuje oxidaci, snižuje tepelné ztráty a s ohledem k charakteru indukčního ohřevu, při kterém je energie předávána přímo do ohřívaného předmětu, zabezpečuje i celkovou vyšší energetickou účinnost. K indukčnímu ohřevu se používá induktoru buď vzduchového a nebo s magnetickým jhem. Indukční ohřev je používán také pro předehřev mezikruhových desek, které po finálním zpracování slouží jako brzdové kotouče.At present, there is an increasing need to preheat special components for their further technological processing. Generally, this preheating is carried out by induction heating, which allows the object to be heated to a prescribed temperature in a substantially shorter time than other known methods, while a short heating time prevents oxidation, reduces heat loss and due to the nature of induction heating where energy is transferred directly to the heated of the object, also ensures overall higher energy efficiency. For induction heating an inductor with either air or magnetic yoke is used. Induction heating is also used for pre-heating of discs, which after final processing serve as brake discs.

Předehřev je nutný pro oboustranné pokrytí kotoučů speciální litinou. Aby nastalo dokonalé spojení litiny s ocelovým mezikruhovým kotoučem, je požadován předehřev na určitou teplotu, prakticky konstantní v celém jeho průřezu. Při použití známého způsobu ohřevu, kdy mezikruhové desky jsou umístěny v dutině hěžné indukční cívky tak, že osa mezikruhových desek je shodná s osou indukční cívky, to je, rovina mezikruhových desek je kolmá na osu cívky, nastává zahřívání pouze na vnějším průměru desky. Teplotní nerovnoměrnost vede navíc k plošné deformaci desek. V současné době byl vyvinut způsob indukčního ohřevu, který zaručuje rovnoměrnou teplotu v celém průřezu mezikruhové desky nezávisle na čase ohřevu, to je elektrickém příkonu desky, a který spočívá v tom, že magnetický tok není zaváděn kolmo na rovinu ohřívané mezikruhové desky, ale směr magnetických silokřivek leží v její rovině. Dosažení rovnoměrné obvodové teploty zabezpečuje rotační pohyb ohřívané mezikruhové desky. Nevýhodou těchto zařízení je, že mezikruhová deska musí být až po ohřátí ukládána do formy pro odlití litinových vrstev, takže dochází k tepelným ztrátám a je nutno manipulovat s horkou deskou.Preheating is required for both sides of the discs with special cast iron. Pre-heating to a certain temperature, practically constant over its cross-section, is required in order to achieve a perfect connection of the cast iron with the steel annular disc. Using the known heating method, wherein the annular plates are placed in the cavity of the coil so that the axis of the annular plates coincides with the axis of the induction coil, i.e. the plane of the annular plates is perpendicular to the coil axis, heating occurs only on the outer diameter of the plate. In addition, temperature unevenness leads to flat deformation of the plates. Recently, a method of induction heating has been developed which guarantees a uniform temperature throughout the cross-section of the annular plate irrespective of the heating time, i.e. the electric power input of the plate, and which consists in the field lines lie in its plane. Achieving uniform peripheral temperature ensures rotational movement of the heated annulus plate. The disadvantage of these devices is that the annulus plate must be placed in the mold for cast iron casting only after heating, so that heat losses occur and the hot plate must be handled.

Uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou zařízení podle vynálezu k indukčnímu ohřevu, zejména mezikruhových desek feromagnetických v rozsahu teplot do Curieho bodu, kde směr magnetických silokrivek leží v rovině ohřívaného předmětu, který v průběhu ohřevu rotuje v ose kolmé ke směru magnetického toku, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že indukční cívkou prochází magnetické jho, mezi jehož konce je vřazena písková forma pro ohřev a ná sledně odlití nejméně jedné mezikruhové desky, kterážto písková forma je uložena na nemagnetickém, elektricky nevodivém nosném kotouči, upraveném na otočné přírubě v ložisku přepravního zařízení. Podle vynálezu je písková FORMA k nemagnetickému, elektricky nevodivému nosnému kotouči upevněna pomocí nemagnetického, elektricky nevodivého prstence a bočních svorníků.These disadvantages are largely eliminated by the apparatus according to the invention for induction heating, in particular ferromagnetic annulus plates in the temperature range up to the Curie point, where the direction of the magnetic field lines lies in the plane of the object to be heated. characterized in that a magnetic yoke is passed through the induction coil, the ends of which include a sand mold for heating and subsequently casting at least one annular plate, the sand mold being supported on a non-magnetic, electrically nonconductive support disc provided on a rotatable flange in the bearing. According to the invention, the sand mold is fixed to the non-magnetic, non-conductive carrier disc by means of a non-magnetic, non-conductive ring and side bolts.

Hlavní výhodou zařízení podle vynálezu je, že umožňuje ohřev jedné nebo i více mezikruhových desek, již umístěných v pískové formě. Toto řešení umožňuje po skončení předehřevu provést odlití litiny, která pokryje v předepsané tloušťce obě rovinné plochy mezikruhových desek a dokonale se s nimi spojí. Není tedy nutno již po předehřátí s horkými mezikruhovými deskami manipulovat a nedochází k žádným tepelným ztrátám. Další výhodou řešení podle vynálezu je, že písková forma s jednou, nebo více mezikruhovými deskami, umístěnými souose nad sebou, tvoří s nosným kotoučem, prstencem s bočními svorníky kompletní celek, uložený na otočné přírubě v ložisku pojízdného vozíku; čímž je jednak uváděna písková forma do rotace, jednak je zajištěna přeprava pískové formy.The main advantage of the device according to the invention is that it allows the heating of one or more of the annular plates already placed in the sand mold. This solution makes it possible to cast the cast iron after preheating, which covers the two planar surfaces of the annular plates at the prescribed thickness and fits perfectly with them. It is therefore no longer necessary to handle the hot annular plates after preheating and there is no heat loss. A further advantage of the solution according to the invention is that the sand mold with one or more inter-circular plates placed coaxially one above the other forms, with the support disk, the side bolt ring, a complete unit mounted on a rotatable flange in the wheelchair bearing; whereby the sand mold is rotated and the sand mold is transported.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu pro indukční ohřev, zejména mezikruhových desek, je znázorněn schematicky na výkresech, kde na obr. 1 je v částečném řezu čelní pohled na zařízení s pískovou formou pro dvě mezikruhové desky, na obr. 2 je řez A—-B z obr. 1, na kterém jsou uvedeny pouze ohřívaná mezikruhové deska, magnetické jho a průběh magnetických silokřivek.An exemplary embodiment of a device according to the invention for induction heating, in particular of annular plates, is shown schematically in the drawings, in which Fig. 1 is a partial cross-sectional front view of a sand mold device for two annulus plates; 1, which shows only the heated annulus plate, the magnetic yoke and the course of the magnetic field lines.

Zařízení podle vynálezu sestává z induktoru, jehož indukční cívkou 2 prochází magnetické jho 4. Mezi konce magnetického jha je vřazena písková forma 5, ve které jsou za účelem ohřevu a následného odlití uloženy dvě mezikruhové desky 1. Písková forma 5 je uložena na nosném kotouči 6 z nemagnetického a elektricky nevodivého materiálu. K nosnému kotouči 6 je písková forma 5 upevněna pomocí prstence 7 z nemagnetického a elektricky nevodivého materiálu a bočních svorníků 8. Tento celek je umístěn na otočné přírubě 9, jejíž čep se otáčí v ložisku 10, kolem osy 11. Ložisko 10 je součástí pojízdného vozíku. Pojízdný vozík a poháněči jednotka s příslušným převodem na čep otočné příruby 9 pro otáčení kolem osy 11 jsou o sobě známého řešení a nejsou proto na obr. 1 znázorněny.The device according to the invention consists of an inductor with a magnetic yoke 4 passing through the induction coil 2. A sand mold 5 is inserted between the ends of the magnetic yoke, in which two annular plates 1 are placed for heating and subsequent casting. of non-magnetic and non-conductive material. The sand mold 5 is fixed to the support disc 6 by means of a ring 7 of non-magnetic and non-conductive material and side bolts 8. This assembly is located on a rotatable flange 9 whose pin pivots in the bearing 10, about an axis 11. The bearing 10 is part of the trolley . The trolley and the drive unit with the respective transmission to the pivot of the rotating flange 9 for rotation about the axis 11 are a known solution and are therefore not shown in FIG. 1.

Funkce zařízení podle vynálezu je tato: Mezikruhové desky 1 se uloží do pískové formy 5, která se pomocí prstence 7 a bočních svorníků 8 upevní k nosnému kotoučiThe function of the device according to the invention is as follows: The annular plates 1 are placed in a sand mold 5 which is fastened to the support disc by means of a ring 7 and side bolts 8.

6. Tento celek se umístí na otočné přírubě 9 v ložisku 10 pojízdného vozíku, jehož pomocí se písková forma 5 umístí mezi konce 4’, 4” magnetického jha, procházejícího indukční cívkou 2. Po uvedení pískové formy se založenými mezikruhovými deskami 1 do rotace kolem osy 11, kolmé na směr magnetického toku, se zapojí indukční cívka 2 a průběhem magnetických silokřivek 3 (obr. 2) se založené mezikruhové desky 1 ohřívají. Z plochy, kterou pokrývají magnetické silokřivky 3 na ohřívané mezikruhové6. This assembly is placed on a rotatable flange 9 in a bearing 10 of a trolley, by means of which the sand mold 5 is placed between the ends 4 ', 4' of the magnetic yoke passing through the induction coil 2. The induction coil 2 is connected to the axis 11, perpendicular to the direction of the magnetic flux, and the annealed plates 1 are heated by the course of the magnetic field lines 3 (FIG. 2). From the area covered by the magnetic field lines 3 to the heated annulus

217 desce 1 je patrné, že energie je dodávána do mezikruhové desky 1 v celém radiálním průřezu, přičemž rovnoměrnost teploty z hlediska úhlové polohy je zabezpečena rotací pískové formy 5 kolem osy 11. Po do64 sazení předehřívané teploty mezikruhových desek 1 se ohřev ukončí, zastaví se otáčení pískové formy 5, která pomocí pojízdného vozíku dopraví přímo k odlití rovinných ploch mezikruhových desek 1.217 of the plate 1 it can be seen that the energy is supplied to the annular plate 1 over the entire radial cross-section, the uniformity of the temperature in terms of angular position is ensured by the rotation of the sand mold 5 about the axis 11. rotation of the sand mold 5, which by means of a trolley transports directly to the casting of planar surfaces of the annular plates 1.

Claims

Apparatus for induction heating, in particular of ferromagnetic annulus plates in the temperature range up to a Curie point, wherein the direction of the magnetic field lines lies in the plane of the object to be heated which during rotation rotates in an axis perpendicular to the direction of magnetic flux, ) passes a magnetic yoke (4), between whose ends (4 ', 4 ”) a sand mold (5) is inserted for heating and subsequent casting of at least one annular plate (1), which sand

The mold (5) is mounted on a non-magnetic, electrically non-conductive support disk (6) provided on the rotatable flange (9) in the bearing (10) of the conveying device.

Device according to claim 1, characterized in that the sand mold (5) is fixed to the magnetic, non-conductive support disc (6) by means of a non-magnetic, non-conductive ring (7) and side bolts (8j).