SU1760656A1 - Устройство дл индукционного нагрева изделий - Google Patents

Abstract

Использование: дл  электротермического нагрева длинномерных изделий. Сущность изобретени : устройство содержит индуктор-трансформатор, образованный кольцевым магнитол роводом 1 с навитой тороидадльно первичной обмоткой 2 и вторичной короткозамкнутой обмоткой, охватывающей магнитопровод 1 с первичной обмоткой 2 (что уменьшает поток рассени ), содержащей объемный элемент из высокоэлектропровод щего материала в форме цилиндра 3, замкнутого по торцам дисками 4 с отверсти ми 5 в центре. Новым  вл етс  то, что вторична  обмотка замкнута накоротко с ним или n-ым количеством линейных проводников 6, электрически соединенных по концам с кра ми отверстий 5 торцовых дисков 4 объемного элемента и  вл ющихс  индуктирующими проводами. В другом варианте вторична  обмотка замкнута накоротко проводником в виде одно- или многозаходной спирали, а магнитопровод представл ет собой полый цилиндр, набранный из ферритовых колец. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. ел с

Description

Изобретение относитс  к области электротермии , в частности к конструкции индуктора дл  нагрева длинномерных изделий.

Известны индукционные нагревательные устройства, называемые индуктор - трансформатор или индуктор - концентратор , в которых согласующий трансформатор совмещен с индуктором: вторична  обмотка трансформатора (точнее, ее активна  часть) выполн ет роль индуктирующего элемента, например, индуктор - трансформатор по а.с. № 1128407. (1)

Недостатком этой конструкции  вл етс  низкий к.п.д. вследствие незначительной электромагнитной св зи между обмотками, а также между самим устройством и нагреваемым объектом. Это объ сн етс  отсутствием магнитопровода в конструкции устройства .

К недостаткам устройства по а.с. № 1501894 можно отнести то, что его активна  зона не изолирована от внешней среды. Это значительно снижает к.п.д. устройства. (2)

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  индукционного нагрева изделий, выбранное в качестве прототипа, содержащее трансформатор, первична  обмотка которого расположена на тороидальном сердечнике, а вторична  выполнена в виде объемного витка с кольцевой щелью на внутренней его поверхности, контактные элементы, выполненные в виде двух кольцех|

о

О О СП

Оч

вых пластин с центральными отверсти ми, и индуктор, выполненный в виде по меньшей мере одного проводника, подсоединенного к кра м щели через контактные элементы. (3)

Недостатком известной конструкции  вл етс  ограниченность ее технологических возможностей, т.к. с помощью такого устройства нельз  осуществл ть, например, равномерный продольный нагрев длинномерных изделий. Во-первых, постольку поскольку электромагнитное поле в устройстве-прототипе, возбуждаемое током индуктора, распределено в сравнительно узком объеме, обусловленном размером щели на внутренней поверхности объемного витка, то температурный градиент будет очень большим. Это влечет за собой коробление нагреваемого издели . Во-вторых, неизбежные неуправл емые скачки напр жени  в индуктивной цепи могут привести к пережиганию обрабатываемого длинномерного издели  в области узкого кольца нагрева. В результате возможен большой процент выхода бракованной продукции.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей устройства .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  индукционного нагрева изделий , содержащем трансформатор, первична  обмотка которого расположена на тороидальном сердечнике, а вторична  выполнена в виде охватывающего сердечник объемного витка с кольцевой щелью, расположенной на внутренней поверхности витка , контактные элементы, выполненные в виде двух кольцевых пластин с центральными отверсти ми, и индуктор в виде по меньшей мере одного проводника, присоединенного к кра м отверстий, контактные элементы представл ют собой торцовые поверхности объемного витка индуктора - трансформатора.

В другом варианте индуктор выполнен в виде n-го количества линейных проводников , расположенных по продольной оси витка с возможностью осуществлени  равномерного нагрева n-гранных стержней, труб.

С целью равномерного нагрева труб индуктор может быть выполнен в виде одно- или многозаходной спирали.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство дл  индукционного нагрева отличаетс  тем, что контактные элементы представл ют собой торцовые поверхности вторичного витка , так что с рабочей стороны устройства образуетс  цилиндрическа  полость. Вторичный виток замкнут накоротко n-ым количеством линейных проводников, расположенных по продольной оси устройства, или проводником в виде одно- или многозаходной спирали. Такой конструкцией обеспечиваетс  возможность осуществл ть продольный равномерный нагрев длинномерных изделий.

Т.о. за вл емое устройство соответст0 вует критерию изобретени  Новизна.

Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа, что по5 звол ет сделать вывод о соответствии за вл емого технического решени  критерию Существенные отличи .

Наи фиг, 1, 2 изображено предлагаемое устройство с различными вариантами ин0 дуктирующих проводов с сегментным вертикальным разрезом дл  нагл дности показа конструкции.

Устройство дл  индукционного нагрева изделий (фиг. 1) содержит тороидальный

5 сердечник 1 с первичной обмоткой 2 и вторичным витком, содержащим цилиндр 3 и торцовые диски (контактные элементы) 4 с отверсти ми 5 в центре. Вторичный виток замкнут накоротко n-ым количеством линей0 ных проводников 6.

На фиг. 2 изображен вариант устройства со спиральным индуктирующим проводом 7.

Принцип действи  предлагаемого тех5 нического решени  рассмотрим на примере работы устройства по первому варианту конструкции (фиг. 1).

Переменный ток, поступа  от источника (на чертеже не показан) на первичную об0 мотку трансформатора, создает в его сердечнике 1 переменное электромагнитное поле. Переменное поле сердечника 1 возбуждает ha концах линейных проводников 6 переменную э.д.с. Линейные проводники 6

5 контактируют с кра ми отверстий 5 в торцовых дисках 4 вторичного витка. Образована замкнута  электрическа  цепь (линейные проводники 6 - торцовые диски 4 - цилиндр 3), в которой под действием э.д.с. возникает

0 переменный ток. Ток, проход  по замыкающему проводнику 6, возбуждает вокруг него (как и вокруг любого проводника с током) переменное электромагнитное поле, которое воздействует на обрабатываемый объ5 ект, возбужда  в нем в свою очередь вихревые токи. Вихревые токи вызывают нагрев обрабатываемого издели .

Предлагаемое техническое решение обладает широкими технологическими возможност ми:

-нагрев продольных швов в трубах под сварку;

-нагрев п-гранных стержней, труб;

-равномерный нагрев труб различного диаметра и т.п.,

и несет также такие конструктивные преимущества как компактность.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  индукционного нагрева изделий, содержащее трансформатор, первична  обмотка которого расположена на тороид льном сердечнике, а вторична  выполнена в виде охватывающего сердечник объемного витка с кольцевой щелью, расположенной на внутренней поверхности витка, контактные элементы, выполнены

   0

   5

   в виде двух кольцевых пластин с центральными отверсти ми, и индуктор в виде по меньшей мере одного проводника, присоединенного к кра м отверстий, отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей устройства, контактные элементы выполнены в виде торцевых поверхностей объемного витка.
2. 2,Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что индуктор выполнен в виде линейных проводников, расположенных по продольной оси витка.
3. 3.Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что индукт индуктор выполнен в виде одно- или многозаходной спирали.

   Фиг1

   Фиг. г