RU223924U1 - Ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для низкотемпературного индукционного нагрева трубопроводов, цистерн, бандажных колец турбогенераторов и других цилиндрических тел. Технический результат - повышение надежности индуктора. Технический результат достигается тем, что ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы содержит ленту из токопроводящего металла, которая охватывает нагреваемую деталь цилиндрической формы и плотно прижата к ее поверхности через тонкую электроизоляционную прокладку с помощью бандажной ленты из электроизоляционного материала, продетой через отверстия в ленте индуктора и зафиксированной на детали узлом или пряжкой. Токоподвод к источнику питания формируется из концов ленты индуктора, плотно прижатых друг к другу своими плоскими поверхностями через тонкую электроизоляционную прокладку с использованием легкосъемных зажимов, установленных на обеих боковых кромках токоподвода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для низкотемпературного индукционного нагрева трубопроводов, цистерн, бандажных колец турбогенераторов и других цилиндрических тел.

Известен гибкий индуктор, описанный в патенте Японии № JP2721517 «ВЧ индукционная нагревательная обмотка», опубл. 04.03.1998, МПК Н05В6/36, В23К13/01. Данный индуктор предназначен для нагрева объекта, например трубы, и выполнен в виде гибкого водоохлаждаемого кабеля, свободно намотанного на объект и соединенного с источником питания.

Недостатками такой конструкции является низкий КПД, неравномерный нагрев поверхности объекта, необходимость водяного охлаждения индуктирующего кабеля, трудность концентрации нагрева в необходимой зоне.

Известен гибкий индуктор по патенту РФ № 1591, опубл. 16.01.1996, МПК H05B 6/36, содержащий индуктирующий провод с токоподводами для подключения к источнику питания, причем индуктирующий провод выполнен в виде многожильного кабеля, жилы которого соединены между собой последовательно посредством стягивающего устройства, выполненного в виде штепсельного разъема. Токоподводы установлены на первой и последней жилах.

Данный гибкий индуктор удобен при эксплуатации, так как он не требует водяного охлаждения. Однако он не позволяет равномерно нагреть поверхность тела и не является универсальным, так как предназначен для нагрева конкретных изделий.

Наиболее близким по своей технической сущности аналогом (прототипом) к заявленному устройству является гибкий индуктор для нагрева цилиндрических тел по патенту РФ № 2251823, опубл. 10.05.2005 г., МПК H05B 6/36. Ближайший аналог содержит индуктирующий провод, концы которого соединены с помощью стягивающего устройства, при этом провод выполнен в виде ленты, снабженной устройством натяжения, концы которой предназначены для подключения к источнику питания. На ленту может быть нанесен электроизолирующий, теплопроводный и теплоизолирующий слои. Лента может быть выполнена из отрезков. Индуктор позволяет равномерно нагревать поверхность цилиндрических тел различных диаметров.

Недостатками ближайшего аналога являются невысокая надежность индуктора, связанная со сложностью установки устройства натяжения и формирования токоподвода, что затрудняет обеспечение плотного прилегания шин токоподвода друг к другу по всей длине и ширине, их изоляцию и принудительное охлаждение. От качества монтажа индуктора, формирования токоподвода и эффективности его охлаждения зависит надежность индуктора.

В связи с этим потребовалось решение технической проблемы, заключающейся в повышении надежности системы индукционного нагрева за счет упрощения монтажа и повышения его качества.

Техническим результатом от использования предложенного устройства является повышение надежности индуктора за счет упрощения и повышения качества монтажа.

Указанный технический результат при использовании заявленного устройства достигается тем, что ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы содержит ленту из токопроводящего металла, которая охватывает нагреваемую деталь цилиндрической формы и плотно прижата к ее поверхности через тонкую электроизоляционную прокладку с помощью бандажной ленты из электроизоляционного материала, продетой через отверстия в ленте индуктора и зафиксированной на детали узлом или пряжкой. Токоподвод к источнику питания формируется из концов ленты индуктора, плотно прижатых друг к другу своими плоскими поверхностями через тонкую электроизоляционную прокладку с использованием легкосъемных зажимов, установленных на обеих боковых кромках токоподвода.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг. 1 – общая схема устройства;

на фиг. 2 – схема ленты индуктора.

Заявленное устройство, показанное на фиг. 1, состоит из ленты индуктора (2), которая охватывает нагреваемую цилиндрическую деталь (1) и плотно прижата к ее поверхности через тонкую электроизоляционную прокладку (6) с помощью бандажной ленты (5). Бандажную ленту (5) продевают через отверстия в ленте индуктора (8), натягивают вручную и фиксируют узлом или пряжкой. Свободные концы ленты индуктора, плотно прижатые друг к другу своими плоскими поверхностями через тонкую электроизоляционную прокладку (4) с помощью легкосъемных зажимов (7), являются токоподводом (3).

На фиг. 2 показана схема ленты индуктора (2), которая используется в качестве индуктирующего провода и токоподвода. Лента индуктора выполнена из токопроводящего материала, например, меди, и имеет толщину, равную или сравнимую с глубиной проникновения тока (например, для меди на частоте 66 кГц это 0.3 мм). Ширина ленты индуктора определяется шириной зоны, которую необходимо нагреть на поверхности цилиндрической детали. Зазор между лентой индуктора и нагреваемой поверхностью должен быть минимален (лента индуктора должна плотно прилегать к поверхности детали через электрическую изоляцию без провисания), в связи с чем используется только электрическая изоляция без тепловой. Длина ленты индуктора L_инд должна быть равна периметру самой большой нагреваемой этим индуктором цилиндрической детали P_макс плюс две длины токоподвода L_ток. В ленте индуктора выполняют два сквозных отверстия (10) диаметром, достаточным для легкого протягивания через них бандажной ленты; они расположены на продольной оси ленты индуктора симметрично по длине ленты на расстоянии друг от друга, равном периметру нагреваемой цилиндрической детали P_макс. При необходимости нагрева предлагаемым индуктором цилиндрических тел с меньшими периметром (P1, P2…), в ленте индуктора могут быть предусмотрены дополнительные пары аналогичных отверстий (8-1, 8-2, …), расстояния между которыми равны периметрам соответствующих деталей P1, P2, … В этих случаях при нагреве цилиндрических деталей разного периметра будет меняться только длина токоподвода.

В качестве электроизоляционной прокладки (4) и (6) целесообразно использовать термостойкий материал на гибкой основе, например, асбестовую бумагу, полиимидную пленку, слюдопласт или кремнеземную ткань.

В качестве бандажной ленты (5) может быть использована лента, шнур, веревка, прочная нить из кремнеземного волокна, например, КЛ-11-5.0, стекловолокна или из другого термостойкого диэлектрического материала, не удлиняющегося существенно при нагревании. Бандажная лента препятствует провисанию ленты индуктора при нагревании и способствует сохранению постоянного зазора между индуктором и нагреваемой деталью по всему периметру нагреваемой поверхности. Бандажную ленту натягивают вручную и фиксируют узлом, либо снабжают пряжкой и фиксируют с ее помощью.

Легкосъемные зажимы (7) предназначены для стяжки токоподвода и могут быть реализованы, например, в виде пластины из непроводящего термостойкого материала (СТЭФ, КАСТ-Б или другой материал) с пропилом для надевания на боковую кромку токоподвода. Легкосъемные зажимы фиксируют на месте установки винтами.

Если технологический процесс не требует снятия индуктора с нагреваемой поверхности в процессе эксплуатации устройства, например, при нагреве цистерны для вязких жидкостей, ленточный индуктор может быть установлен на поверхности на постоянной основе.

Заявленное устройство используют следующим образом.

Нагреваемую поверхность цилиндрической детали на месте предполагаемого размещения индуктора обматывают тонкой электрической изоляцией, например, асбестовой бумагой толщиной около 1 мм или другим высокотемпературным диэлектриком (полиимидной пленкой, слюдопластом) в один или несколько слоев и временно фиксируют ее, например, скотчем. После установки ленточного индуктора электрическая изоляция на поверхности детали будет удерживаться лентой индуктора.

На изолированную таким образом поверхность цилиндрической детали устанавливают ленту индуктора, после чего фиксируют и прижимают ее к поверхности детали с помощью бандажной ленты. Бандажную ленту пропускают через два специальных отверстия, предусмотренных в ленте индуктора, вручную натягивают ее и фиксируют узлом или пряжкой. Свободные концы ленты индуктора одинаковой длины прижимают друг к другу через термостойкую электроизолирующую прокладку (асбестовая бумага, слюдопласт и пр.) с помощью легкосъемных зажимов, которые устанавливают на обе боковые кромки токоподвода.

Токоподвод подключают к источнику питания с помощью струбцины.

При включении источника питания высокочастотный ток протекает по ленте индуктора и нагревает деталь токами Фукко.

Таким образом, заявленный ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы обеспечивает повышение надежности за счет упрощения и повышения качества монтажа индуктора на нагреваемую деталь, благодаря применению бандажной ленты вместо неудобных и ненадежных натяжных устройств, а также легкосъемных зажимов, которые устанавливаются и снимаются вручную без применения инструментов, обеспечивая при этом надежную стяжку токоподвода.

Claims (2)

1. Ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы, характеризующийся тем, что он включает индуктирующий провод, выполненный в виде ленты из токопроводящего металла, которая плотно прижата к поверхности нагреваемой детали через тонкую электроизоляционную прокладку с помощью бандажной ленты, продетой через два отверстия в ленте индуктора, причем концы ленты индуктора, являющиеся токоподводом, плотно прижаты друг к другу своими плоскими поверхностями через тонкую электроизоляционную прокладку с помощью легкосъемных зажимов, установленных на боковых кромках токоподвода.

2. Ленточный индуктор для нагрева тел цилиндрической формы по п. 1, в котором лента индуктора выполнена из меди.