RO125284B1 - INDUCTOR PENTRU ÎMBINAREA PRIN BRAZARE, LIPIRE SAU SUDARE A TUBURILOR Șl PROFILURILOR METALICE - Google Patents

Description

Invenția de referă la un inductor folosit la instalațiile de încălzire cu curenți de inducție, pentru realizarea îmbinărilor prin brazare, lipire sau sudare a pieselor de tip tub sau profil metalic care trebuie fixate una în raport cu cealaltă la diferite unghiuri de îmbinare.

Se cunoaște faptul că, la îmbinarea prin brazare, lipire sau sudare, a tuburilor și profilelor metalice, este foarte dificil de asigurat o configurație spațială, adecvată, a câmpului termic, în jurul zonelor de îmbinare, astfel ca adaosul de lipire/brazare/sudare să se topească fără a afecta materialul de bază a elementelor ce se îmbină. Ca urmare a acestei dificultăți de configurare a câmpului termicîn raport cu ansamblul constructiv, determinat de îmbinarea la diferite unghiuri de poziționare a tuburilor sau profilelor, rezultă fie o îmbinare neconformă, fie distrugerea zonală a materialului de bază.

Sunt cunoscute soluții tehnice, folosind fie sisteme de încălzire cu arzătoare cu flacără, fie prin încălzire în cuptor, fie folosind inductori cu curenți de inducție (S. Zinn, L. Semiatin, Elements of Industrial Heating: design, control and applications, p. 219; R. C. Goldstein, V. S. Nemkov, R. T. Rufini, Computer-Assisted Induction Aluminum Brazing, Industrial Heating, November 2003 etc). Sistemul de încălzire cu arzătoare cu flacără presupune realizarea unui ansamblu de arzătoare poziționate diferit, astfel încât să asigure o încălzire zonală a profilelor sau tuburilor de îmbinat, fiind montate pe o platformă suport, de construcție complexă și alimentate prin conducte sub presiune de la un rezervor central de gaz combustibil. Dezavantajele acestei soluții constau în dificultatea reglării parametrilor optimi de îmbinare și menținerea lorîn timp. Sistemul de poziționare a arzătoarelor este dificil de manevrat, iar menținerea parametrilor optimi de încălzire este ușor perturbabilă de factorii de mediu din secția de producție sau fluctuațiile de alimentare cu gaz combustibil pe care le asigură sistemul central. Un alt dezavantaj considerabil al sistemelor cu flacără este determinat de faptul că aceasta poate produce oxidarea sau coroziunea nedorită a zonelor adiacente îmbinării și determină consumuri energetice considerabile.

Este cunoscut dispozitivul de brazare prin inducție din cererea de brevet de invenție EP 0369893, în care pentru îmbinările axiale cap la cap ale profilelor utilizează un inductor format din două bucle simetrice, branșate în paralel la ieșirea dintr-un generator de curent alternativ. Acest sistem este inadecvat pentru îmbinările neaxiale, în T sau la diferite unghiuri dintre profile. Deși dispozitivul inductoarelor ar permite îmbinarea la diferite unghiuri, a tuburilor sau profilelor, acesta nu poate asigura o distribuție a câmpului termic care să permită concentrarea câmpului termic în zona îmbinărilor și evitarea pericolului de un topire a materialului de bază.

Problema pe care o rezolvă invenția este aceea de a asigura o distribuție optimă a câmpului termic în raport cu configurația unei îmbinări de foarte bună calitate, realizată între tuburile sau profilele care se îmbină neaxial la diferite unghiuri de poziționare, fără afectarea zonelor adiacente.

Problema este rezolvată conform invenției, printr-un inductor pentru îmbinarea prin brazare, lipire sau sudare a tuburilor și profilelor metalice, care înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că, în scopul asigurării unei îmbinări calitativ corecte, realizabile în mod stabil și cu bună reproductibilitate, cu o distribuție optimă a câmpului termicîn zonele adiacente îmbinării, utilizează o configurare a spirei inductorului care să determine formarea a două bucle active, de o parte și de alta, în jurul îmbinării. Configurarea inductorului asigură compensarea reciprocă a câmpurilor magnetice în buclele active și, de asemenea, accesul pentru poziționarea elementelor de îmbinat și evacuarea lor la terminarea îmbinării. Pe cadrul conturat al inductorului, în vecinătatea zonei de îmbinare, se pot monta elemente concentratoare cu profil adaptat configurației zonei de îmbinare, care asigură o repartizare optimă a câmpului termic și deci condiții calitative superioare formării îmbinării. Alimentarea inductorului cu bucle inseriate se face de la un generator de înaltă frecvență, ce lucrează în gama 70...120 KHz.

RO 125284 Β1

Invenția prezintă următoarele avantaje: 1

- consumuri energetice minime, asociate cu o bună calitate a îmbinării;

- consum energetic redus și cadențe ridicate de producție pe un dispozitiv de 3 fabricație relativ simplu, puțin costisitor și ușor de reglat și întreținut.

- configurația inductorului permite plasarea facilă a pieselor de îmbinat între buclele 5 active;

- forma buclelor active ale inductorului permite utilizarea unor concentratori magnetici 7 amovibili, configurați pentru tipul îmbinării, care permit concentrarea optimă a câmpului magnetic; 9

- inductorul permite o exploatare în cadențe ridicate de producție.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu: 11

- fig. 1, care reprezintă o vedere în perspectivă a inductorului văzut din partea dreaptă, cu modul concret de configurare, poziția buclelor active în jurul îmbinării în T, a 13 două tuburi și racordurile pentru circuitul de răcire interioară a inductorului;

- fig. 2, care reprezintă o vedere în perspectivă a inductorului văzut din partea stângă, 15 cu modul concret de configurare, pentru trecerea de la o buclă activă la alta și poziționarea posibilă a corpurilor concentratoare; 17

- fig. 3, care reprezintă o schematizare a traseului fluxului magnetic, principal, prin inductor și evidențiază cum prin configurația specială a inductorului are loc parcurgerea în 19 contrasens a celor două bucle, cu compensarea reciprocă a câmpurilor magnetice;

- fig. 4, care reprezintă schema electrică echivalentă a inductorului care asigură 21 alimentarea inductorului la frecvențe de lucru între 70 și 120 KHz și care evidențiază dispunerea înseriată a buclelor active ale inductorului; 23

- fig. 5, care reprezintă un exemplu de utilizare cu o configurare adaptată a corpurilor concentratorilor de pe cele două bucle active ale inductorului, prin adoptarea 25 corespunzătoare a dimensiunii cotelor A, B, C, D, R1, R2, a, în funcție de tipodimensiunea și unghiul îmbinării. 27

Inductorul pentru îmbinarea prin brazare, lipire sau sudare a tuburilor și profilelor metalice, conform invenției, este alcătuit dintr-o placă suport 1, care susține spira de inductor 29 2, astfel configurată spațial, încât definește două bucle active 3 și 4, înseriate, dispuse de o parte și de alta a pieselor de îmbinat, ceea ce permite încălzirea simetrică a zonelor de 31 îmbinare a pieselor. Ca urmare a acestei configurări spațiale, pe porțiunile inactive ale spirei inductor 2, din afara buclelor active 3 și 4, se realizează zone de vecinătate în care curentul 33 este de sens opus, generând compensarea reciprocă a câmpurilor magnetice, așa cum se vede în fig. 3. Consecința acestei configurări este forma spirelor inductorului 2, care permite 35 poziționarea pieselor ce se îmbină, prin rezemarea unei țevi sau profil pe inductorul 2 și poziționarea celeilalte țevi sau profil între buclele active 3 și 4, la unghiuri diferite. Pe buclele 37 active 3 și 4, se pot dispune niște concentratori magnetici 5 și 6, în formă de U, care îmbracă spira și care la partea inferioară pot fi configurați, așa cum se vede în fig. 5, prin adaptarea 39 corespunzătoare a cotelor A, B, C, D, R1, R2, a, astfel încât să permită o repartizare și o concentrare a câmpului termic în zona de îmbinare, evitarea supraîncălzirii zonelor 41 adiacente, și deci condiții calitative superioare ale îmbinării realizate. La terminarea procesului de îmbinare, ansamblul îmbinat se detașează cu ușurință din inductor, datorită 43 formei deschise a acestuia, iar adaptarea dispozitivului pentru o altă tipodimensiune de îmbinare se face prin schimbarea concentratorilor magnetici 5 și 6 cu alții corespunzător 45 configurați.

Claims (2)

Revendicări

1. Inductor la instalațiile cu curenți de inducție, pentru îmbinarea prin brazare, lipire sau sudare a tuburilor și profilelor metalice, dispuse la diferite unghiuri de asamblare, caracterizat prin aceea că este constituit dintr-o spiră de inductor (2), având o configurație spațială ce definește două bucle active înseriate (3 și 4), dispuse de o parte și de alta a pieselor de îmbinat, care produc o încălzire uniformă și echilibrată a zonei de îmbinare, iar pe porțiunile inactive ale spirei inductor (2), din afara buclelor active (3 și 4), să se realizeze zone de vecinătate în care curentul este de sens opus, generând compensarea reciprocă a câmpurilor magnetice, forma spirei inductorului (2) permițând așezarea pieselor ce se îmbină, pentru asigurarea încălzirii optime.

2. Inductor pentru îmbinarea prin brazare, lipire sau sudare a tuburilor și profilelor metalice, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în cazul îmbinării de tipodimensiuni diferite, pe buclele active (3 și 4) se pot dispune niște concentratori magnetici (5 și 6) metalici, în formă de U, care îmbracă spira, și care la partea inferioară pot fi configurați prin adaptarea corespunzătoare a cotelor A, B, C, D, R1, R2, a, astfel încât să permită o repartizare optimă a câmpului termic.