RU2438272C1 - Induction hot air furnace - Google Patents
Induction hot air furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438272C1 RU2438272C1 RU2010141352/07A RU2010141352A RU2438272C1 RU 2438272 C1 RU2438272 C1 RU 2438272C1 RU 2010141352/07 A RU2010141352/07 A RU 2010141352/07A RU 2010141352 A RU2010141352 A RU 2010141352A RU 2438272 C1 RU2438272 C1 RU 2438272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- furnace
- melt
- winding
- hot air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Известна отъемная индукционная единица канальной печи (авт.св. №1300284, F27D 11/06, опубликовано 30.03.1987. Бюл. №12), содержащая магнитопровод, основную катушку и дополнительную катушку, подключенную к внешнему источнику напряжения.Known detachable induction unit of a channel furnace (ed. St. No. 1300284, F27D 11/06, published 03/30/1987. Bull. No. 12), containing a magnetic circuit, the main coil and an additional coil connected to an external voltage source.
Однако известное устройство не позволяет получить одинаковое вращение расплава во всей канальной части печи, поскольку канальная часть состоит из продольных и поперечных каналов.However, the known device does not allow to obtain the same rotation of the melt in the entire channel part of the furnace, since the channel part consists of longitudinal and transverse channels.
Известна индукционная печь канального типа (патент №2120202, H05B 6/20, F27D 11/06, опубликовано 10.10.1998), содержащая трансформатор с первичной и вторичной обмотками, образованной ванной для расплавленного металла и горизонтальным закрытым каналом.Known induction furnace channel type (patent No. 2120202, H05B 6/20, F27D 11/06, published 10.10.1998), containing a transformer with primary and secondary windings formed by a bath for molten metal and a horizontal closed channel.
К недостаткам известной печи следует отнести то, что она не позволяет осуществлять интенсивное перемешивание расплава из разновесных компонентов, кроме этого, канальная часть такой печи в процессе эксплуатации зарастает окислами и требует периодической чистки.The disadvantages of the known furnace should be attributed to the fact that it does not allow intensive mixing of the melt from the equilibrium components, in addition, the channel part of such a furnace is overgrown with oxides during operation and requires periodic cleaning.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности перемешивания расплава в печи и ее производительности за счет исключения зарастания канальной части окислами.The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of mixing the melt in the furnace and its productivity by eliminating the overgrowth of the channel part with oxides.
Поставленная задача решается тем, что в индукционной канальной печи, выполненной по Ш-образной форме трансформатора с первичной и вторичной обмотками и горизонтальным закрытым каналом, согласно изобретению первичная обмотка является основной и расположена на центральном сердечнике, а вторичная обмотка состоит из двух частей, размещенных поверх основной обмотки таким образом, что одна ее часть расположена над горизонтальным закрытым каналом, а другая - под ним, при этом горизонтальный закрытый канал имеет форму тора с эллиптическим сечением.The problem is solved in that in an induction channel furnace made in the shape of a transformer with primary and secondary windings and a horizontal closed channel, according to the invention, the primary winding is primary and located on the central core, and the secondary winding consists of two parts placed on top the main winding in such a way that one part is located above the horizontal closed channel and the other below it, while the horizontal closed channel has the shape of a torus with an elliptical cross-section Niemi.
На фиг.1 изображен эскиз индукционной канальной печи, на фиг.2 - разрез В-В на фиг.1, на фиг.3 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a sketch of an induction channel furnace, figure 2 is a section BB in figure 1, figure 3 is a section GG in figure 2; figure 4 is a section aa in figure 1.
Индукционная канальная печь имеет Ш-образный магнитопровод 1, на центральном сердечнике магнитопровода размещена основная обмотка 2. Поверх основной обмотки расположена состоящая из двух частей вторичная обмотка 3 таким образом, что одна часть находится над, а другая - под горизонтальным закрытым каналом 4. Внутренняя поверхность горизонтального закрытого канала 4 выполнена из футеровочного материала и имеет форму 5 в виде тора эллиптического сечения. Горизонтальный закрытый канал 4 имеет устройства для залива 6 и слива 7 расплава металла.The induction channel furnace has a Sh-shaped
Индукционная канальная печь работает следующим образом.Induction channel furnace operates as follows.
При подключении основной катушки 2 к источнику переменного напряжения в ней возникает переменный электрический ток , который создает переменный магнитный поток Часть этого переменного магнитного потока замыкается по магнитопроводу и индуцирует в канале 4 с расплавом электрический ток . Другая часть магнитного потока представляет собой магнитный поток рассеяния пронизывающий канал 4 в вертикальной плоскости.When the main coil 2 is connected to an AC voltage source, an alternating electric current arises in it which creates a variable magnetic flux Part of this variable magnetic flux closes by magnetic circuit and induces an electric current in channel 4 with a melt . Another part of the magnetic flux represents magnetic flux scattering piercing channel 4 in a vertical plane.
Как известно, в режиме короткого замыкания (вторичная обмотка закорочена) трансформатор имеет большие магнитные поля рассеяния, которые, в основном, сосредоточены между первичной и вторичной обмотками вне магнитопровода.As is known, in the short circuit mode (the secondary winding is shorted), the transformer has large scattering magnetic fields, which are mainly concentrated between the primary and secondary windings outside the magnetic circuit.
При подключении вторичной обмотки 3 к внешнему источнику напряжения в каждой ее части возникает электрический ток, создающий магнитный поток , который пронизывает канал с расплавом в горизонтальной плоскости. В результате наложения магнитных полей и , которые сдвинуты относительно друг друга по фазе и в пространстве, создается вращающееся магнитное поле. Величина вращающего момента, а следовательно, и скорость расплавленного металла зависят от величины тока во вторичной обмотке 3 и его фазового сдвига по отношению к току основной обмотки 2. Поскольку канальная часть в виде тора с расплавом расположена симметрично относительно центрального сердечника магнитопровода 1, в любом его сечении возникает одинаковый вращающий момент, создающий вращательное движение расплава с угловой скоростью Ω.When connecting the secondary winding 3 to an external voltage source, an electric current is generated in each of its parts, creating a magnetic flux which penetrates the channel with the melt in the horizontal plane. As a result of superposition of magnetic fields and which are shifted relative to each other in phase and in space, a rotating magnetic field is created. The magnitude of the torque, and therefore the speed of the molten metal, depends on the magnitude of the current in the secondary winding 3 and its phase shift with respect to the current main winding 2. Since the channel part in the form of a torus with a melt is located symmetrically with respect to the central core of the
Необходимо отметить, что в таком «тороидальном вихре» самопроизвольно возникает кольцевое движение вокруг его оси с линейной скоростью V. Это происходит потому, что в каждой точке на отрезке, соединяющем диаметрально противоположные точки периметра, значения линейной скорости движения расплава отличаются, и, соответственно, скорость расплава при переходе по внутренней стенке канала от малого периметра к большему периметру будет погашена или изменит свое направление.It should be noted that in such a “toroidal vortex” a ring movement around its axis spontaneously occurs with a linear velocity V. This is because at each point on a segment connecting diametrically opposite points of the perimeter, the values of the linear velocity of the melt are different, and, accordingly, the melt speed during the transition along the inner wall of the channel from a small perimeter to a larger perimeter will be extinguished or change its direction.
В результате сложения вращательного и кольцевого движений расплав в тороидальном канале движется по винтовой траектории, т.к. вращательное движение расплава с угловой скоростью Ω влечет также его движение по оси тора со скоростью V. В результате проведенных экспериментов выяснилось, что оптимальной для сечения канала является форма эллипса, позволяющая наиболее полно заполнять окно магнитопровода. Форма окна Ш-образного магнитопровода и расположение одной части вторичной обмотки над каналом, а другой части вторичной обмотки под каналом позволяют достичь наибольшей эффективности по коэффициенту заполнения и коэффициенту мощности cos φ в случае прямоугольной формы канала. Прямоугольная форма канала при движении расплава в углах имеет застойные зоны, в которых в первую очередь будет происходить зарастание канала. Канал, имеющий в сечении форму эллипса, позволяет увеличить cos φ индукционной канальной печи за счет того, что обеспечивается увеличение коэффициента заполнения окна магнитопровода и, соответственно, увеличивается магнитный поток, пронизывающий расплав. Эллипсовидная форма сечения канала позволяет снизить зарастание канала печи и увеличить эффективность работы печи.As a result of the addition of rotational and circular motions, the melt in the toroidal channel moves along a helical path, because The rotational motion of the melt with an angular velocity Ω also implies its motion along the axis of the torus with a velocity V. As a result of the experiments, it turned out that the shape of the ellipse is optimal for the channel cross section, allowing it to fill the magnetic circuit window most completely. The shape of the window of the U-shaped magnetic circuit and the location of one part of the secondary winding above the channel and the other part of the secondary winding under the channel make it possible to achieve the greatest efficiency in terms of fill factor and power factor cos φ in the case of a rectangular channel shape. The rectangular shape of the channel during the movement of the melt in the corners has stagnant zones in which the channel will overgrow in the first place. A channel having an elliptical cross-section allows increasing the cos φ of the induction channel furnace due to the fact that the fill factor of the magnetic circuit window is increased and, accordingly, the magnetic flux penetrating the melt increases. The elliptical shape of the channel cross section allows to reduce the overgrowth of the furnace channel and increase the efficiency of the furnace.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141352/07A RU2438272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Induction hot air furnace |
EA201101236A EA019466B1 (en) | 2010-10-07 | 2011-09-27 | Induction hot air furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141352/07A RU2438272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Induction hot air furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2438272C1 true RU2438272C1 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010141352/07A RU2438272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Induction hot air furnace |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA019466B1 (en) |
RU (1) | RU2438272C1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU608047A1 (en) * | 1975-04-04 | 1978-05-25 | Предприятие П/Я Г-4361 | Channel-type induction furnace |
SU1300284A2 (en) * | 1985-05-22 | 1987-03-30 | Красноярский Политехнический Институт | Detachable induction unit |
RU2120202C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "ИНФИ-Лтд." | Induction-arc ring furnace |
DE19805644C2 (en) * | 1998-02-12 | 2001-03-22 | Induga Industrieoefen Und Gies | Process and induction furnace for the continuous melting of small-sized metal and / or metal-containing bulk goods |
US7540316B2 (en) * | 2006-08-16 | 2009-06-02 | Itherm Technologies, L.P. | Method for inductive heating and agitation of a material in a channel |
-
2010
- 2010-10-07 RU RU2010141352/07A patent/RU2438272C1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-09-27 EA EA201101236A patent/EA019466B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA019466B1 (en) | 2014-03-31 |
EA201101236A1 (en) | 2012-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1086858C (en) | Self-starting brushless electric machine | |
CN204707300U (en) | Induction heating cooking instrument | |
JP2007069264A (en) | Electromagnetic stirring equipment | |
US20110227470A1 (en) | B-K electrode for fixed-frequency particle accelerators | |
JP2013126272A (en) | Motor | |
RU2438272C1 (en) | Induction hot air furnace | |
JP6323220B2 (en) | Synchronous motor drive device | |
JP3131513B2 (en) | Stirring method of molten metal in continuous casting | |
RU2460246C1 (en) | Conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter and method to control conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter | |
RU2426216C1 (en) | Three-phase inverter | |
Tyapin et al. | The magnetic field of a multi-phase induction device with switching windings from a triangle to a star | |
Tyapin et al. | Flat two-phase linear induction MHD machine for metallurgical purposes | |
JP4945409B2 (en) | Induction heating cooker | |
RU2529521C1 (en) | Electromagnetic induction pump | |
JP2012031465A (en) | High frequency heating device and high frequency heating method | |
Tyapin et al. | A toothless inductor for the technology of MHD stirring of aluminum melt in furnaces | |
US873861A (en) | Electric furnace. | |
JP2020505579A5 (en) | ||
EP4274375A1 (en) | Induction heating cooktop | |
RU2708036C1 (en) | Method of metal melt mixing and electromagnetic mixer for its implementation (versions) | |
SU1251246A1 (en) | Stator of electromagnetic agitator | |
RU2097903C1 (en) | Stator of electromagnetic liquid-metal agitator | |
RU2237542C1 (en) | Apparatus for electromagnetic agitation of liquid core of ingot in mold | |
RU2683596C1 (en) | Inductor of linear induction machine | |
RU2120202C1 (en) | Induction-arc ring furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151008 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170412 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181008 |