DE870143C - Vorrichtung zum elektro-induktiven Innenheizen von Rohren, durchgehenden Bohrungen od. dgl. - Google Patents

Vorrichtung zum elektro-induktiven Innenheizen von Rohren, durchgehenden Bohrungen od. dgl.

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Publication number
DE870143C
DE870143C DED1654D DED0001654D DE870143C DE 870143 C DE870143 C DE 870143C DE D1654 D DED1654 D DE D1654D DE D0001654 D DED0001654 D DE D0001654D DE 870143 C DE870143 C DE 870143C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pipes
conductor
bores
heater
workpiece
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Expired
Application number
DED1654D
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English (en)
Inventor
Gerhard Dr-Ing Seulen
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Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum elektroinduktiven Innenheizen von Rohren, durchgehenden Bohrungen od. dgl. Zum Innenheizen von Rohren oder beidendig offenen Bohrungen können hochfrequenzgespeiste Spulen. oder Leiterschleifen benutzt werden, sei es zum Zwecke des Erwärmens schlechthin oder zum Zwecke des Härtens durch nachfolgendes Abschrekken. Es hat hierbei jedoch stets die Schwierigkeit bestanden, dem in der Bohrung oder dem Rohr befindlichen Induktor die genügende Energie zuzuführen, wobei die Schwierigkeiten mit einer Spule als Induktor besonders groß waren, so daß sich letztere Art des Aufheizens ohne besondere Maßnahmen überhaupt nicht durchführen ließ. Hinzu kommt noch, daß bei langen Werkstücken in den Zuleitungen erhebliche Energieverluste auftreten, vornehmlich in der Form von Stromwärmeverlusten. Diesje sind offenbar in starkem Maße dafür verantwortlich, daß ein wirtschaftliches Innenheizen mit einer Spule kaum und mit einer Leiterschleife nur schwierig möglich war, wenn die allgemein üblichen Frequenzen benutzt werden, wie sie mittels Maschinenumformern erzeugt werden. Den Verlusten könnte zwar durch eine Vergrößerung des Leiterquerschnittes begegnet-werden, indes verbietet sich diese Maßnahme im allgemeinen aus Raumgründen, da die Bohrung bzw. lichte Weite eines Rohres für eine derartige Vergrößerung keinen Raum läßt. Auch eine Maßnahme, die darin besteht, die Zuleitungen hohl auszubilden und konzentrisch ineindnderzulegen, wobei zudem noch eine Wasserkühlung vorgesehen wird, hat zu einer befriedigenden Vermeidung der Stromwärmeverluste in den Zuleitungen nicht geführt.
  • Zweck der Erfindung ist es, Maßnahmen vorzuschlagen, die diese Schwierigkeiten beseitigen und das Aufheizen selbst langer Rohre bzw. Bohrungen auch bei verhältnismäßig geringer lichter Weite von der Innenfläche her gestatten. Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, die erforderliche elektrische Leistung der Leiterschleife oder Spule aufzuteilen und je eine Stromzu- und -ableitung von jedem Ende des Rohres bzw. der Bohrung aus an den oder die Heizleiter heranzuführen. Hierzu wird gemäß der Erfindung ferner vorgeschlagen, entweder zwei Speisetransformatoren vorzusehen, die auf der Sekundärseite parallel geschaltet sind, während die Primärwicklungen in Reihe geschaltet werden, oder aber zwei uriabhängige Transformatoren anzuordnen, deren einer an-.den Leistungserzeuger angeschlossen ist, während ,der andere an eine den Blindstrom mindestens teilweise kompensierenden Kondensatorbatterie angeschlossen ist. Diese Vorrichtungen. gestatten eine Leistungszufuhr zu den Heizgeräten unter Verminderung der Verluste auf den Zuleitungswegen, da. die Leiter- infolge der Aufteilung der Energiezufuhr weniger belastet sind. Es kann daher auch mit verhältnismäßig kleinen Leiterquerschnitten gearbeitet werden, so daß einer Anwendung der Maßnahmen auch auf Werkstücke mit geringer lichter Weite nichts entgegensteht.
  • Im nachfolgenden werden die Vorrichtungen gemäß der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen, die. in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
  • In schematischer Darstellung zeigt die Abb. i ein Heizgerät i, das als einwindige Spule ausgebildet ist. An Stelle einer einwindigen Heizspule könnte auch eine mehrwindige Spule oder eine Leiterschleife benutzt werden. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Spule bzw. Leiterschleife können in an sich bekannter Weise in Verbindung mit dem Induktor geschichtete Eisenkerne oder Massekerne vorgesehen werden. Gemäß der Erfindung sind Stromzuführungen 2 und 3 vorgesehen, die durch die offenen Enden des Werkstückes eingeführt- und an je einen Transformator 8 bzw. g angeschlossen sind. Die Stromzuführungen 2-3 haben eine Länge, die der doppelten Länge des zu behandelnden Werkstückes zuzüglich eines gewissen Betrages für Anschlüsse od. dgl. entspricht. Die Transformatoren werden zweckmäßig auf der Sekundärseite parallel geschaltet, während die Primärseite 6 und 7 der Transformatoren in! Reihenschaltung liegen. Es kann aber auch die Primärseite der Transformatoren in Parallelschaltung betrieben werden. Die Speisung der Transformatoren erfolgt von einer Stromquelle ii aus, und zur Kompensation des Blindstromes sind Kondensatoren io vorgesehen.
  • Während in Abb: i nur ein einziges Heizgerät dargestellt ist, läßt sich die gleiche Anordnung auch mit zwei Heizgeräten betreiben, die als Leiterschleifen ausgebildet sein können, wie dies bei 2i` und 21" der Abb. 2 dargestellt ist, oder aber als ein- oder mehrwindige Spulen mit gleichem oder entgegengesetztem Wicklungssinn.
  • Die Unterteilung der Leistungszufuhr zum Heizgerät und die dadurch gegebenen Vorteile lassen sich auch durch eine andere Ausführungsform der benötigten Vorrichtung verwirklichen. Eine solche Anordnung ist in' Abb. 3 dargestellt, wo es sich darum handelt, einen Körper 12 von innen zu erhitzen. Das Heizgerät i ist dabei an eine Haupt-Stromzuführung 2 angeschlossen, die über einen Transformator 7 von- der Stromquelle i i gespeist wird. Zwischen Stromquelle ii und Transformator7 wird zweckmäßig ein Kondensator zo in Nebenschaltung,vorgesehen. Das Heizgerät besitzt außer der Hauptstromzuführung 2 eine HilfsstromzuführUng 2'. Diese ist über einen Transformator 13 an eine Kompensätionskondensatorbatterie angeschlossen. Die Kondensatoren 1q.- kompensieren teilweise oder vollständig den Blindstrom des Heizleiters. Die Hauptstromzuführung-ist durch diese Unterteilung der Energiezufuhr vom Blindstromanteil entlastet. Um in der Hauptstromzuführung 2 und der Hilfsstromzuführung z eine angenähert gleichmäßige Stromdichte herbeizuführen, kann es zweckmäßig sein, durch die Kondensatoren 1q. nur eine Teilkompensation des Blindstromes herbeizuführen. Der Zwischentransformator 13 gibt die Möglichkeit, die Größe des Kondensatorstromes in beliebiger Weise durch Erhöhung der Kondensätorspannung herabzusetzen.
  • Eine besonders praktische und gedrängte Bauart ergibt sich, wenn eine Anordnung gemäß der Erfindung -verwendet wird, wie sie in Abb. q. dargestellt ist. Der rohrförmige Körper i2 soll durch das Heizgerät i erhitzt werden, wobei das Heizgerät i auch eine andere Form und Ausbildung aufweisen könnte. Das Heizgerät i wird getragen von einer Stromzuführungsschiene 15, die aus zwei Einzelschienen besteht, ,die gegeneinander bei 16 isoliert sind. Die für den Betrieb des Heizgerätes i benötigte Leistung wird_zur Verfügung gestellt von zwei Stromerzeugern 17 und 18 über die Transformatoren ig und 2o. Der primärseitige Anschluß der Transformatoren kann auch an einem gemeinsamen Leistungserzeuger vorgenommen-werden. Die Übertragung auf die Schiene 15 erfolgt @ über Rollen 22. An Stelle der Rollen können auch Gleitstücke; Kugeln od. dgl. vorgesehen werden. Die sekundärseitig vorgesehenen übertragungsrohen 22 bzw. :deren Äquivalente können, um einen funkenfreien Stromübergang zu gewährleisten, unter Ölabschluß angeordnet sein, beispielsweise in einem öldichten Kasten, der die Zuführungsglieder umschließt. Beim Betrieb dieser Einrichtung bewegt sich die Schiene i5 in. Richtung der Pfeile 2:3 durch das Werkstück hindurch, wobei gleichzeitig das Werkstück zweckmäßigerweise in Umdrehung um seine Längsachse versetzt wird. Die Stromzuführungsrollen 22 sind so ausgebildet, daß sie nicht nur der Zuführung des elektrischen Stromes, zweckmäßig unter Ausübung eines genügenden Kontaktdruckes, dienen, sondern gleichzeitig durch mechanischen Antrieb, der in der Abbildung fortgelassen ist, den Vorschub der Leiterschiene 15 bewerkstelligen. Dabei dienen sie außerdem der mechanischen Führung der Leiterschiene, so daß der Kopplungsabstand des Heizgerätes von den Innenwandungen des Werkstückes gewährleistet ist. Die Mittel, um das Werkstück in Umdrehung um seine Längsachse zu versetzen, sind an sich bekannt und sind in der Abbildung der Einfachheit halber fortgelassen. Je nachdem, in welcher Stellung sich das Heizgerät i zum Werkstück befindet, übernimmt selbsttätig entweder der Transformator i9 oder der Transformator 2o den Hauptanteil der Energieübertragung. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist selbst bei langen rohrförmigen Werkstücken die Energieübertragung weitestgehend verlustfrei möglich, wobei außerdem das Bewegen großer Massen vermieden ist.
  • Der Gedanke, die Leistungszufuhr zum Heizgerät bei der Innenbeheizung von Rohren bzw. Bohrungen zu unterteilen, läßt sich nicht nur mit den beschriebenen Ausführungsformen verwirklichen, es ist vielmehr auch möglich, die einzelnen Merkmale der Ausführungsformen miteinander zu komb4nieren, um Sonderbedingungen in einzelnen Fällen genügen zu können. . Gemäß der Erfindung innen gehärtete Rohre können beispielsweise mit Vorteil als Spül- und Sandversatzrohre im Bergbau Verwendung finden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum elektroinduktiven Innenheizen von Rohren oder beidendig offenen Bohrungen mittels Spulen oder Leiterschleifen, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Stromzu-und -ableitung von, jedem Ende des Rohres bzw. der Bohrung aus an den oder die Heizleiter herangeführt ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei Speisetransformatoren mit parallel geschalteter Sekundär- und reihengeschalteter Primärwicklung.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei unabhängige Transformatoren, deren einer an den, Leistungserzeuger und deren anderer an eine den Blindstrom mindestens teilweise kompensierende Kondensatorbatterie angeschlossen ist. q.. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine in Achsrichtung des Werkstückes verschiebbare, das Heizgerät tragende Doppelleiterschiene und beidseitig der Werkstückenden angeordnete Stromzuführungsglieder in Form von Rollen, Gleitstücken, Kugeln od. dgl., die gleichzeitig dem Vorschub und der Führung der Leistungsschiene dienen.
DED1654D 1941-08-24 1941-08-24 Vorrichtung zum elektro-induktiven Innenheizen von Rohren, durchgehenden Bohrungen od. dgl. Expired DE870143C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1102925B (de) * 1957-06-29 1961-03-23 Tube Prod Ltd Mittel zur UEbertragung hochfrequenter elektrischer Kraft von einem Generator oder einer anderen Kraftquelle zu einer laengs eines der Waermeeinwirkung zu unterwerfendenWerkstueckes beweglichen Verbraucherstelle
FR2310056A1 (fr) * 1975-05-02 1976-11-26 Aeg Elotherm Gmbh Dispositif de chauffage par induction de pieces a travailler avec inducteur alimente par circuit auxiliaire connecte a un circuit resonnant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1102925B (de) * 1957-06-29 1961-03-23 Tube Prod Ltd Mittel zur UEbertragung hochfrequenter elektrischer Kraft von einem Generator oder einer anderen Kraftquelle zu einer laengs eines der Waermeeinwirkung zu unterwerfendenWerkstueckes beweglichen Verbraucherstelle
FR2310056A1 (fr) * 1975-05-02 1976-11-26 Aeg Elotherm Gmbh Dispositif de chauffage par induction de pieces a travailler avec inducteur alimente par circuit auxiliaire connecte a un circuit resonnant

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