SU1117865A1 - Устройство дл плавки металла во взвешенном состо нии - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ, со держащее тороидальный индуктор, выполненный в виде кольцевого сердечника с первичной обмоткой, обхватывающий ее одним из участков вторичный виток, электропроводный стержень, расположенный внутри индуктора и электрически св занный с вторичным витком, и тороидальную плавильную камеру, установленную под индуктором, внешн   поверхность которой образована продолжением вторичного витка. а внутренн   - электропроводного стержн , причем вторичный виток на втором участке между индуктором и плавильной камерой выполнен с разъемом в горизонтальной плоскости, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  КПД, вторичный виток на втором участке обхватьшает с зазором электропроводный стержень, образу  коаксиальный токопровод, на первом участке - первичную обмотку без зазора, а электропроводный стержень в горизонтальной плоскости выполнен с разъемом. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что плавиль (Л на  камера снабжена системой созда ни  вакуума и подачи инертного газа, выполнена вакуум-плотной, и разъемы коаксиального токопровода снабжены вакуумными уплотнени ми. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающеес  тем, что плавильна  камера снабжена соединенной с ней литниковой системой. -ч| 30 Эд л

Description

Изобретение относитс  к индукционному нагреву, в частности к устрой ствам дл  плавки и удержани  металлов во взвешенном состо нии, и может быть использовано дл  обестигель ной индукционной плавки в вакууме или защитной атмосфере (особенно в тех случа х, когда недопустимо даже малейшее загр знение расплава материалов тигл , а также дл  точного . лить . Известно устройство дл  плавки ме талла во взвешенном состо нии, в котором расплавленный металл удерживаетс  многовитковым индуктором, охватывающим тороидальную полость fij . Однако функщюнальные возможности этого устройства очень ограничены из за необходимости высокого (несколько сотен вольт) питающего напр жени , что приводит к неизбежным пробо м при плавке в вакууме. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  плавки металла во взв шенном состо нии, содержащее тороидал ный индуктор, выполненный в виде кол цевого сердечника с первичной обмоткой , обхватывающий ее вторичный виток , злектропроводный стержень, расположенный внутри индз ктора и электрически св занный с вторичным витком , и тороидальную плавильную камеру , установленную под индуктором, внешн   поверхность которой образова на продолжением вторичного витка, а внутренн   - электропроводного стержн , а вторичный виток на участке между индуктором и плавильной камерой выполнен с разъемом в горизонтальной плоскости z . Однако из-за наличи  сло  теплоизол ции между расплавом и первичной обмоткой вторичный виток обладает повьш1енной индуктивностью рассе ни , что делает невозможным достижение предельного дл  тороидального трансформатора КПД. , Необходимость вакуумной камеры дл  размещени  в ней всего устройства , высокое напр жение на выводах первичной обмотки, наход щихс  в вакууме , и жестка  механическа  св зь плавильной камеры с трансформатором 1 райне ограничивают функциональные возможности известного устройства. Цель изобретени  - расширение фун кциональных возможностей и повышение КПД устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  плавки металла во взвешенном состо нии, содержащем тороидальный индуктор, выполненный в виде кольцевого сердечника с первичной обмоткой, обхватывающий ееодним из участков вторичный виток, электропроводный стержень, расположённьй внутри индуктора и электрически св занный с вторичным витком, и тороидальную плавильную камеру, установленную под индуктором, внешн   поверхность которой образована продолжением вторичного витка, а внутренн   - электропроводного стержн , причем вторичный виток на втором участке между индуктором и плавильной камерой выполнен с разь-ч емом в горизонтальной плоскости, вторичный виток на втором участке обхватывает с зазором электропроводный стержень, образу  коаксиальный токопровод, на первом участке - первичную обмоткх без зазора, а электропроводный стержень в горизонтальной плоскости выполнен с разъемом. Плавильна  камера может быть снабжена системой создани  вакуума и подачи инертного газа, выполнена вакуум-плотной , и разъемы коаксиального токопррвода снабжены вакуумными уплотнени ми . Плавильна  камера также может быть соединена с литниковой системой. На фиг. 1 приведено устройство, разрез, с указанием узлов системы охлаждени ; на фиг. 2 - вариант конструкции плавильной камеры в виде вакуумной камеры с литниковой системой . Устройство (фиг. 1) содержит электрически св занные коробообразные элементы 1 и 2 вторичного витка и центральный водоохлаждаемый электропроводный стержень, состо щий из двух отрезков 3 и 4, проход щий через оба коробообразных элемента 1 и 2 и электрически соедин ющий их, тороидальную первичную обмотку 5 на кольцевом сердечнике 6, размещенную в элементе 1, причем элемент 2 служит плавильной камерой. Элементы 1 и 2 снабжены металлическими крьшжами 7 . и 8, в которых выполнены кольцевые зазоры 9 и 10, Электрическа  св зь между элементами 1 и 2 образована посредством соосных электропроводному стержню коаксиальных токопроводо

11 и 12, сопр женных с кра ми зазоров 9 и 10,

Участок коаксиальной линии, соедин ющий элементы 1 и 2, снабжен разъемом , образованным контактными фланцами 13 и 14, фланцами токопроводов 11 и 12 и накидной гайкой .

Внутренн   полость коробообразног металлического элемента ( с срышкой внутри которого размещена тороидальна  обмотка 5, выполнена по высоте, внешнему и внутреннему диаметру срвпаДакщей с соответств5пощими размерами обмотки 5.

В коаксиальном разъеме установлена угфуга  прокладка 16, обеспечивающа  вакуумное уплотнение плавильной камеры.

На фиг. 2 дополнительно показаны системы дл  создани  вакуума 17 и подачи инертного газа 18, а также литникова  система 19.

Устройство работает следующим образом .

В первичную обмотку 5 поступает ток от источника повышенной частоты, который возбуждает переменный поток в кольцевом сердечнике 6, в результате чего наводитс  переменна  ЭДС во вторичном витке на кра х кольцевых зазоров 9 и 10. Под действием этой ЭДС возникает переменный ток, протекающий последовательно по внешнему и внутреннему элементам вторичного тороидального витка, через коаксиальные токопроводы 11 и 12 вторичного витка, коаксиальное разъемное соединение , коаксиальные токопроводы 11 и 12 плавильной камеры и по элементам 2 тороидальной плавильной камеры Зтот ток возбуждает переменное электромагнитное поле в плавильной камере которое за счёт вихревых токов нагревает тороидальной формы расплав и за счет электродинамического взаимодействи  с вихревы1(И токами удерживает его во взвешенном состо нии.

При необходимости плавка может вестись в вакууме, который создаетс  в герметичной плавильной камере устройством 17 или в среде инертного газа, которым плавильна  камера заполн етс  из устройства 18. В случае если плавильна  камера снабжена литниковой системой 19, устройство может использоватьс  дл  точного лить  при этом вследствие эффекта ток протекает по внутренней поверхности верхнего отсека плавильной камеры, нагрева  и поддержива  расплав, в нижнем отсеке камеры поле практически отсутствует. После окончани  плавки и вьщержки металла плавно уменьшают ток, потребл емый от источника, в результате чего происходит опускание тороидального расплава и заполнение им полостей литниковой системы . Далее нижний отсек с литниковой системой отдел етс  дл  извлечени  изделий.

Устройство может снабжатьс  плавильными камерами различных типоразмеров и назначений, так как соединение камеры с трансформатором производитс  унифицированными разъемами коаксиальной линией св зи с высокими эвергетическют показател ми.

Использование изобретени  позволит на 6-8% повысить К1Щ устройства дл  плавки металла во взвешенном состо нии и существенно расширить .его функциональные возможности.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ, содержащее тороидальный индуктор, выполненный в виде кольцевого сердечника с первичной обмоткой, обхватывающий ее одним из участков вторичный виток, электропроводный стержень, расположенный внутри индуктора и электрически связанный с вторичным витком, и тороидальную плавильную камеру, установленную под индуктором, внешняя поверхность которой образована продолжением вторичного витка, а внутренняя - электропроводного стержня, причем вторичный виток на втором участке между индуктором и плавильной камерой выполнен с разъемом в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД, вторичный виток на втором участке об хватывает с зазором электропроводный стержень, образуя коаксиальный токопровод, на первом участке - первичную обмотку без зазора, а электропроводный стержень в горизонтальной плоскости выполнен с разъемом.

2. Устройство по π. 1, о т л и чающееся тем, что плавильная камера снабжена системой созда ния вакуума и подачи инертного газа, выполнена вакуум-плотной, и разъемы коаксиального токопровода снабжены вакуумными уплотнениями.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что плавильная камера снабжена соединенной с ней литниковой системой. м

30 ээ гл >