SU1573561A1 - Индуктор дл нагрева по меньшей мере двух изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение вибропрочности индуктора при нагреве изделий в виде пр моугольных сл бов. Индуктор содержит набор р дом расположенных пр моугольных секций, ст нутых радиальной и осевой ст жками. Секции образованы одним проводником пр моугольного сечени , развернутым на ребро на прилегающих сторонах и установленным на этих сторонах в зазорах. За счет взаимодействи  магнитных полей секций происходит скомпенсированное воздействие электродинамических сил, что повышает вибропрочность индуктора. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротермии , конкретнее к индукционному нагреву заготовок пр моугольного поперечного сечени  перед прокаткой.

Целью изобретени   вл етс  повышение вибропрочности индуктора при нагреве изделий в виде пр моугольных сл бов.

На фиг. 1 показана схема индуктирующей обмотки; на фиг. 2 - индуктор, разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - схема индуктора с мгновенной картин ой электромагнитных и электродинамических  влений.

Инудктор дл  нагрева содержит вертикально установленную многовитковую индуктирующую обмотку 1, последовательно намотанные витки которой пр мым и обратным токопроводами зигзагообразно охватывают поочередно все нагреваемые сл бы 2. Зигзагообразные

токопроводы состо т из взаимно параллельных пр молинейных и полуовальных участков. Форма пр мого и обратного зигзагообразных токопроводов показана на фиг.1, где видно, что на внутренних участках он расположен ребром , на внешнем - плашм , т.е. лини  изгиба обратного токопровода  вл етс  зеркальным отображением линии изгиба пр мого токопровода или указанным отображением, но перевернутым на 180 . Витки обмотки 1 изготовлены из медной водоохлаждаемой трубки, изолированы друг от друга лакотканыо или кипернсй лентой, пропитанной бакелитовым лаком, и образуют, например , дл  приведенного конструктивного варианта устройства в совокупности три внутренние полости, где размещены нагреваемые сл бы 2 взаимно параллельно и своим наибольшим

SGGdi.

01 Ч

Ј0

сд оэ

размером перпендикул рно г направлению магнитного потока нагревател . Внутренние полости 3-5 обмотки в поперечном сечении имэют форму выт нутого овала и разделены между собой длинными пр молинейными участками токопроводов, которые параллельны наибольшему размеру сл ба 2. индуктирующей обмотки 1 профилирова- на так, что ее пр молинейные участки , раздел ющие внутренние полости, имеют уменьшенный в два раза осевой и увеличенный в два раза поперечный размеры сечени  токопровода по срав- нению с аналогичными размерами сечени  на других ее участках (полуовальных и крайних боковых), По периметру каждой внутренней полости нагревател  проложена теплова  изолчци  6. Сл бы 2 внутри полостей установлены вертикально на изолирующих площадках 7, которые соединены с гидравлическим подъемным механизмом &„ Сверху полости 3-5 закрыты тепло- и изолирующими крышками 9. Лева  и права  боковые грани обмотки, образованные крайними пр молинейными участкам зигзагообразных токе роводов, заунк- сированы поперечными 10 и продольны-- ми 11 балками из прочного токонепро- вод щего материала. Поперечные балки 10, пересекающие крайние пр молинейные участки токопроводов под углом 90 , жестко соединены с указанны-

ми токопроводами при помощи болтов 12. Ст жка обмотки осуществлена стальными шпильками 13. К полуовальным част м витков обмотки припа ны силовые отводы 14, которые выведены на перед- нюю сторону устройства. С задней стороны устройства смонтированы входные и выходные штуцера 15 системы водоох- лаждени  обмотки.

Устройство работает в периоди- ческом или в постадийном режиме наг грева. В начальный момент времени сл бы 2 с помощью механизма 8 загрузки-выгрузки одновременно пост/па- от во внутренние полости 3-5 индукти- рующей обмотки 1 и по мере достижени  заданной конечной температуры одновременно выгружаютс  из них в случае периодического нагрева или последовательно перемещаютс  из одной полости в другую при постадийном режиме нагрева. В постадийном режиме нагрева дл  пуска устройства могут быть использованы ложные слитки.

;

5

0

5 g ,.

которыми на период пуска зат ружаютс  полости 3 и 4. Многосекционное исполнение индуктирующей обмотки 1 устройства позвол ет осуществл ть нагрев в нем сл бов различной ширины.

Мгновенна  физическа  картина электромагнитных и электродинамичес- ких  влений, имеющих место при работе устройства, изображена на фиг.4, где Х, 1,3 - условное направление тока соответственно в индуктирующей обмотке и в слитке: 4 , Ф , - магнитный поток, образованный обмоткой устройства соответственно во внутренних полост х 3-5; Ф0 - магнитный поток рассе ни  обмотки; Ррг ,FP3,FP(). направление действи  распирающих электродинамических усилий, порожденных соответственно магнитными потоками Фг, ) , Фц полостей 3-5 обмотки нагревател ,

В процессе работы устройства магнитные , потоки Ј , 3 , 9 , - сданные собственным индуктирующим током Iп обмотки 1 и вихревыми токами I -, в загрузке , пронизывают внутренние полости 3-5 и порождают распирающие электродинамические усили  рг ,Fp3 ,Fpf , которые, воздейству  на проводники обмотки 1,  вл ютс  причиной их вибрации и шумообразовани . Из-за встречного направлени  токов 1И и 13 проводники обмотки под действием усилий Fp отталкиваютс  от нагреваемых ими сл бов. Однако при этом пр молинейные участки проводников, раздел ющие внутренние полости обмотки, испытывают скомпенсированное (или взаимоисключающее ) воздействие электродинамических сил. Например, на пр молинейные участки проводников, раздел ющие полости 4 и 3, синфазно действуют созданные потоками $2 и усили  Fp2 и Fp, которые направлены друг относительно друга встречно. В результате суммарна  силова  нагрузка на участки проводников, раздел ющие полости 3 и 4, практически равна нулю. Аналогичный эффект происходит с пр молинейными участками проврдников, раздел ющими внутренние полости 4 и 5, поскольку суммарна  нагрузка от вза- имно встречно направленных усилий Fp3 и Fp4 также снижаетс  до нул . Тем самым вибраци  указанных участков проводников обмотки прекращаетс  и существенно снижаетс  уровень

э15

шума, создаваемого устройством в целом , так как значительно уменьшаетс  площадь виброактивной поверхности нагревател , по сравнению с прототипом также уменьшаетс  в три раза.

Ток, протекающий по пр молинейным участкам токопроводов, раздел ющих внутренние полости обмотки, за счет эффекта близости концентрируетс  с двух сторон по их внешним поверхност м , обращенным к нагреваемым сл бам. При этом он раздел етс  на две равные части, что позвол ет уменьшить в два раза сечение этих токопроводов в осе- вом направлении, обеспечива  посто нство плотности тока по всем участкам индуктирующей обмотки.

Наличие магнитной св зи между внутренними полост ми устройства уменьша- ет его безваттную работу, увеличивает электрический КПД и коэффициент мощности , а также снижает число необходимых конденсаторов дл  компенсации реактивной мощности. Повышение элект- рического КПД, в свою очередь, снижает виброактивность устройства, поскольку его требуема  производительность достигаетс  при меньшей подводимой электрической мощности и, соответственно , при меньшем токе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Индуктор дл  нагрева по меньшей мере двух изделий, содержащий две р дом установленные обмотки, один из концов каждой из которых предназначен дл  присоединени  к источнику питани  а вторые - соединены между собой последовательно-встречно , причем обмотки образованы одним изолированным проводником поочередным чередованием витков, внутренние участки которых расположены на одной оси без зазора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  вибропрочности ин-. дуктора при нагреве изделий в виде пр моугольных сл бов, обмотки выполнены из проводника пр моугольного сечени , который расположен на внутренних участках витков ребром, а на внешних выполнен развернутым на 180 относительно внутренних, указанные участки выполнены пр молинейными, а индуктор снабжен радиальной и осевой ст жками.

   77

   Я 6 531 13 633/3ff ,П

   13

   1Г 11

   8 Уз И 5 3

   . I

   15

   Фиг. 2

   1 K 3, ,

   AJLLlJu/

   b

   ;

   .7 9 1 В Ч 1 з

   Й/з.З

   ,

   /

   b

   ;

   и

   Фиг. it