RU2174290C2 - Индуктор - Google Patents
ИндукторInfo
- Publication number
- RU2174290C2 RU2174290C2 RU98109455A RU98109455A RU2174290C2 RU 2174290 C2 RU2174290 C2 RU 2174290C2 RU 98109455 A RU98109455 A RU 98109455A RU 98109455 A RU98109455 A RU 98109455A RU 2174290 C2 RU2174290 C2 RU 2174290C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- electrical conductor
- powder
- inductor according
- welding
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WMVRXDZNYVJBAH-UHFFFAOYSA-N dioxoiron Chemical compound O=[Fe]=O WMVRXDZNYVJBAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к индуктору, который применяется для сварки или нагревания термопластического или покрытого термопластиком электропроводного закладочного материала, состоящему из электропроводника, соединенного с источником тока высокой частоты. Электропроводник помещен в корпус из прессованного металлического материала на основе порошкового железа, гранулы которого перед прессованием обеспечиваются наружным электроизолирующим слоем окиси железа. В данном индукторе имеется способность сохранять электропроводник при достаточно низкой рабочей температуре несмотря на высокую частоту при сварке, что увеличивает срок службы индуктора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к индуктору, используемому при cварке или нагревании термопластического или покрытого термопластиком электропроводного закладочного материала, состоящему из электропроводника, соединенного с источником тока высокой частоты.
Индукционная технология может с успехом применяться при сварке покрытого термопластиком закладочного материала, содержащего по меньшей мере один слой металлической фольги, предпочтительно алюминиевой. В данном случае используется описанный выше индуктор, нагревающий металлическую фольгу тепло, расплавляя термопластик. Для обеспечения сварки индуктор используется вместе с тележкой (опорой).
Сварка осуществляется таким образом, что закладочный материал, образующий наполнитель, подается поэтапно или непрерывно в зависимости от конструкции устройства. Индуктор подается к материалу, лежащему некоторое время неподвижно на опоре, и через него пропускается ток с тем, чтобы термопластик расплавился. Сварка между двумя слоями закладочного материала осуществляется с помощью механического пресса между индуктором и опорой с расплавленным термопластиком.
В соответствии с известной ранее технологией проводник может, например, представлять собой медный провод, залитый пластическим материалом, содержащим феррит.
Крайне необходимым свойством индуктора является способность сохранять электропроводник при достаточно низкой рабочей температуре несмотря на высокую частоту при сварке, т.е. охлаждать электропроводник. В ранее известном индукторе это достигается с помощью электропроводника, выполненного в виде медной трубки, охлаждаемой непосредственно водой. Данная конструкция чрезвычайно чувствительна к механическим нагрузкам и срок ее службы незначителен в результате выхода из строя медных трубок/электропроводников.
По этой причине известные проводники работали со сравнительно мягкими опорами, причем их электропроводники могут быть снабжены выступами для получения достаточного механического зажимного усилия.
При сварке новых закладочных материалов, например листового материала, покрытого термопластиком, и заполнении продуктами, обращение с которыми затруднено, например, продукты с высокой вязкостью, требуются для более сильных индукторов с улучшенной стойкостью к механическим нагрузкам.
Наиболее близким способом заявленного изобретения является индуктор для сварки или нагревания термопластического или покрытого термопластиком электропроводного закладочного материала, содержащий электропроводник, соединенный с источником тока высокой частоты, раскрытый в европейском патенте ЕР N 0212490.
Для разрешения вышеупомянутых и других проблем и для получения индуктора с улучшенными свойствами и с более широкой областью применения, чем известные ранее, заявленный индуктор отличается тем, что электропроводник помещен в корпус из прессованного металлического материала на основе порошкового железа, гранулы которого перед прессованием обеспечиваются наружным электроизолирующим слоем окиси железа.
Порошковый материал предпочтительно состоит из гранул материала на основе железа с поверхностным слоем окиси железа. В материале также присутствует незначительное количество, например 0,5%, связующего на основе пластической массы, такого как связующее на базе фенола.
В спрессованном состоянии данный материал обладает отличными механическими свойствами, высокой проницаемостью при используемых частотах, малыми магнитными потерями при повторном намагничивании, хорошей теплопроводностью и высокой температуроустойчивостью.
Электропроводник в индукторе в соответствии с изобретением не требует какого-либо прямого охлаждения, например, водой, что означает, что он может быть выполнен в однородном стержне, обычно медном, что само по себе повышает способность индуктора выдерживать механические нагрузки. Вместо этого охлаждение осуществляется косвенным путем, при котором тепло эффективно отводится порошковым материалом. Если, однако, при особых обстоятельствах требуется дополнительное охлаждение, то в корпусе индуктора могут быть выполнены охладительные каналы, причем более широкие, поскольку это также увеличивает риск блокировки.
Заявленный индуктор в соответствии с изобретением, как указано ранее, будет обладать способностью выдерживать существенно большие нагрузки, чем ранее известный индуктор. Это делает возможным использование более тяжелых опор, что может быть необходимо при использовании новых закладочных материалов и более сложных в обращении продуктов. Срок службы увеличивается существенно.
Новый индуктор делает возможным использование поперечной резки. Повышенная механическая прочность индуктора открывает новые возможности для комбинаций материала. Порошковый материал сравнительно дешев, а процесс производства (прессование порошка с помещенным в нем электропроводником) - рационален.
Дальнейшее описание изобретения осуществляется ниже со ссылкой на чертеж, отражающий практическое осуществление индуктора в соответствии с изобретением.
Индуктор в соответствии с изобретением в своей наипростейшей форме состоит из электропроводника 1, впрессованного в корпус 2 порошкового металлического материала, внешний слой гранул которого - электроизолирующий.
Электропроводник 1 может иметь U-образную форму, как показано на чертеже, и быть снабженным контактами 3 для связи электропроводника с источником тока высокой частоты, расположенными на его конце и выступающими из корпуса 2. Электропроводник 1 соответственно слегка выступает над поверхностью корпуса 2 и в данном месте может быть плоским.
Электропроводник 1 предпочтительно выполняется из однородной меди, дающей относительно малые потери резистивной проводимости, но и любой другой материал с хорошими электропроводными свойствами может быть использован равным образом. На электропроводник предпочтительно наносится тонкий электропроводный слой лака.
Материал металлического корпуса 2 состоит из металлического порошкового материала, гранулы которого, представляющие собой электропроводный материал на базе железа, также после прессования под высоким давлением с однородным корпусом взаимно электроизолируются друг от друга электроизолирующим слоем на их поверхностях, а именно, слоем окиси железа. Порошковый металлический материал также содержит незначительное количество связующего, например 0,5%. Связующее - например, на базе фенола.
В своей наипростейшей форме индуктор в соответствии с изобретением может быть выполнен путем помещения проводника 1 в форму, заполненную металлическим порошком, спрессованным затем с помещением в него индуктором, без потери электроизоляционных свойств металлических гранул. С целью сохранения изолирующих свойств поверхностного слоя гранул, металлический порошок подвергают минимальной ручной или машинной обработке.
Используемый в корпусе 2 металлический материал должен полностью отвечать следующим требованиям:
- хорошие механические свойства;
- высокая проницаемость при частотах ≥ 20 kHz;
- электроизоляционные свойства;
- малые магнитные потери при повторном намагничивании при ≥ 20 kHz;
- хорошая удельная теплопроводность λ ≥ 10 W/moK;
- способность выдерживать температуру ≥ 120oC;
- возможность ввести, например, медный материал в процесс формирования.
- хорошие механические свойства;
- высокая проницаемость при частотах ≥ 20 kHz;
- электроизоляционные свойства;
- малые магнитные потери при повторном намагничивании при ≥ 20 kHz;
- хорошая удельная теплопроводность λ ≥ 10 W/moK;
- способность выдерживать температуру ≥ 120oC;
- возможность ввести, например, медный материал в процесс формирования.
Используемый порошковый материал обладает, например, такими хорошими теплопроводными свойствами, как λ ≈ 12 W/moK, что примерно в 15 раз лучше, чем свойства материала, используемого в применяемых в настоящее время конструкциях. Более того металлический порошковый материал обладает такой высокой проницаемостью, как μ r > 25, что в 10 раз лучше, чем в используемых в настоящее время материалах из пластических масс.
Благодаря косвенному охлаждению электропроводника обеспечивается широкая свобода его формирования.
Свободная форма электропроводника делает возможным контроль температуры и давления.
Электропроводник или электросоленоид с несколькими витками ведет к повышению эффективности (существенно улучшается выработка энергии).
В качестве альтернативы электропроводник может быть многовитковым, что также повышает эффективность.
Высокая проницаемость порошкового материала означает, что обычный металлический материал может быть использован в относительной близости от электропроводника без каких-либо существенных потерь в мощности.
Практические испытания с индуктором, выполненным в соответствии с чертежом - с или без охладительных каналов и охлаждающей воды, дали следующие положительные результаты:
- косвенно охлажденный индуктор с 4 л/мин охлаждающей воды сохраняет постоянную температуру около 28oC;
- косвенно охлажденный индуктор с 1 л/мин охлаждающей воды сохраняет постоянную температуру около 29oC;
- индуктор без водяного охлаждения сохраняет постоянную температуру около 50oC.
- косвенно охлажденный индуктор с 4 л/мин охлаждающей воды сохраняет постоянную температуру около 28oC;
- косвенно охлажденный индуктор с 1 л/мин охлаждающей воды сохраняет постоянную температуру около 29oC;
- индуктор без водяного охлаждения сохраняет постоянную температуру около 50oC.
Как упомянуто выше, возможны альтернативные конструкции индуктора.
Например, возможно изготовление индуктора в форме U-образной металлической или, возможно, пластмассовой полосы, причем порошковый материал и электропроводник расположены в указанной полосе. Расположение охладительных каналов возможно в основании полосы.
Другая безусловно более интересная конструкция осуществляется спрессовыванием в форме с одной стороны обычного металлического порошка (толщиной, например, 10 мм) и с другой стороны порошкового металлического материала с изолирующими гранулами и электропроводником.
Говоря в общем, возможны различные комбинации материала, причем порошковый металлический материал с изолирующими гранулами может иметь достаточно ограниченную толщину благодаря его отличным электрическим и магнитным свойствам.
В антикоррозионных целях поверхность индуктора может быть покрыта слоем пластической массы или ему подобным.
Индуктор в соответствии с изобретением обычно используется для сварки (или возможно для других нагреваний) покрытого термопластиком закладочного материала с электропроводным слоем, обычной металлической фольгой.
Закладочным материалом может также быть электропроводный термопластик.
Изобретение было описано в применении к закладочным материалам, но не ограничено ими.
Claims (7)
1. Индуктор для сварки или нагревания термопластического или покрытого термопластиком электропроводного закладочного материала, содержащий электропроводник, соединенный с источником тока высокой частоты, отличающийся тем, что электропроводник помещен в корпус из прессованного металлического материала на основе порошкового железа, гранулы которого перед прессованием обеспечиваются наружным электроизолирующим слоем окиси железа.
2. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что порошковый материал содержит незначительное количество, например 0,5%, связующего, которое, например, может быть выполнено на базе фенола.
3. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что электропроводник выполнен в форме U-образного однородного стержня.
4. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что электропроводник представляет собой соленоид с несколькими витками.
5. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что электропроводник является многовитковым.
6. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что охладительные каналы для, например, охлаждающей воды расположены в корпусе порошкового материала.
7. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что порошковый металлический материал с электропроводником соединен с обычным металлическим порошком путем прессования.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9503615-8 | 1995-10-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98109455A RU98109455A (ru) | 2000-04-10 |
RU2174290C2 true RU2174290C2 (ru) | 2001-09-27 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5968399A (en) | Inductor for induction sealing of packing material | |
CA2685143C (en) | Method and device for electromagnetic welding of moulded parts | |
EP0146191A1 (en) | Alternately heatable and coolable moulding block | |
DE3364448D1 (en) | Method for welding conduits of thermoplastic material, and device therefor | |
JP2007535786A (ja) | 物体を生産するため材料を加熱する方法および前記方法を実装するデバイス | |
JPH0375262B2 (ru) | ||
EP1545159A4 (en) | INDUCTION HEATING COIL | |
JPS5948733B2 (ja) | 金型溶接コイル装置 | |
US2520978A (en) | Adhesive bonding method | |
RU2174290C2 (ru) | Индуктор | |
AU2003250792B2 (en) | Inductive component and use of said component | |
RU2008142850A (ru) | Устройство и способ для соединения углеродных композитов | |
JPH04119848A (ja) | 導電性プラスチツク材料の層を有する半完成製品の製造方法 | |
US7140091B2 (en) | Manufacturing process for an inductive component | |
EP0511283B1 (en) | System for producing heat in alternating magnetic fields | |
CA1264796A (en) | High efficiency autoregulating heater | |
JPH079120A (ja) | ろう付加熱用誘導コイル装置 | |
KR100186933B1 (ko) | 고주파 유도가열에 의한 조리용기의 다중바닥 접합방법 | |
JPH05285646A (ja) | 半田鏝 | |
JP2614589B2 (ja) | チューブ状容器の封緘方法及び装置 | |
EP1795507B1 (en) | Method for forming a permanent mechanical joint of surfaces by means of a non-conducting inorganic substance | |
WO2004043877A1 (en) | An electric connection to a ceramic sealing jaw, and a method of realising the connection | |
RU98109455A (ru) | Индуктор | |
JP2005183874A (ja) | 空芯コイル用巻型 | |
GB2379558A (en) | Electromagnetic component and its method of manufacture |