SU702546A1

SU702546A1 - Induction heating apparatus

Info

Publication number: SU702546A1
Application number: SU782599448A
Authority: SU
Inventors: Илья Маркович Гельфанд; Рудольф Кронидович Ведерников; Владимир Михайлович Лактионов; Клавдия Андреевна Мячкина; Николай Иванович Иванов; Сергей Федорович Котельников; Юрий Иосифович Тартаковский; Тамара Павловна Коломыцева; Лев Георгиевич Стоббе
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности; Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1979-12-05

Description

(54) ИНДУКЦИОННОЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(54) INDUCTION HEATING DEVICE

Изобретение касаетс индукционного нагрева цилиндрических (близких к цилиндрическим ) сплошных и несплошных тел, например рулонов ленты диаметром больше 0,5 М из черных и цветных металлов и сплавов , и. может быть использовано в металлургической промышленности при термообработке или пластической деформации металлов . Известны устройства дл индукционного нагрева изделий, содержаш,ие цилиндрический индуктор и металлическую жаропрочную трубу с -теплоизол цией 1. Эти устройства работают удовлетворительно при нагреве изделий, диаметр которых не превышает 0,5 М. При увеличении диаметра нагреваемого издели соответственно увеличивают диаметр жаропрочной трубы и диаметр цилиндрического индуктора. Дл компенсации разницы в тепловом расширении жаропрочной трубы и охлаждаемой катушки индуктора между ними увеличивают зазор, что ухудшает электрические параметры индукционного нагревател и усложн ет крепление катушки. Наиболее близким из известны.х к изобретению вл етс индукционное нагревательное устройство дл нагрева крупногабаритных цилиндрических изделий диаметром больше 0,5 М, содержаш,ее индуктор, выполненный в виде охлаждаемой спиральной катушки , и установленный внутри катушки и св занный с ней тепловой экран из листового материала 2. Недостаток известного устройства заключаетс в том, что разрезанный секционный экран не может быть несушим элементом конструкции, обеспечивающим жесткость ее в целом, что, в свою очередь, усложн ет конструкцию катушки индуктора, элементов ее креплени и ухудшает электрические параметры индуктора (за счет увеличени зазора между нагреваемым изделием и катушкой индуктора. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции индуктора и улучшение его электрических параметров (за счет уменьшени зазора между катушкой индуктора и нагреваемым изделием).The invention relates to induction heating of cylindrical (close to cylindrical) continuous and non-continuous bodies, for example rolls of tape with a diameter greater than 0.5 M from ferrous and non-ferrous metals and alloys, and. can be used in the metallurgical industry during heat treatment or plastic deformation of metals. There are known devices for induction heating of products, which contain a cylindrical inductor and a metal heat-resistant pipe with insulation 1. These devices work satisfactorily when heating products whose diameter does not exceed 0.5 M. As the diameter of the heated product increases, respectively, the diameter of the heat-resistant pipe increases and diameter of the cylindrical inductor. To compensate for the difference in thermal expansion of the heat-resistant tube and the cooled inductor coil between them, the gap increases, which degrades the electrical parameters of the induction heater and complicates the coil attachment. The closest known. To the invention is an induction heating device for heating large-sized cylindrical products with a diameter greater than 0.5 M, containing, its inductor, made in the form of a cooled spiral coil, and installed inside the coil and associated with it a heat shield of sheet metal. material 2. A disadvantage of the known device is that the cut-out sectional screen cannot be an indivisible structural member, providing its rigidity as a whole, which, in turn, complicates the construction uktsiyu coil inductor element and its attachment deteriorates electric characteristics of the inductor (by increasing the gap between the heated product and the coil of the inductor. The aim of the invention is to simplify the structure of the inductor and improving its electrical parameters (by reducing the gap between the inductor coil and the heated product).

Подавленна цель достигаетс тем, что витки катушки индуктора выполнены в форме многогранника с количеством граней 6- 18, кажда бокова грань прилегает через прокладки, например металлические полосы , к экрану, выполненному в виде цилиндра , а ЗЙёмент св зи катушки с цилиндром выполнен в виде набора ст жек, прикрепленных снаружи катушки.The suppressed target is achieved by the fact that the turns of the inductor coil are made in the form of a polyhedron with the number of edges 6-18, each side faces through the gaskets, such as metal strips, to the screen made in the form of a cylinder, and the connection of the coil to the cylinder is made in the form of a set Stark attached outside the coil.

Изобретение по сн етс чертежом, на котором показано индукционное нагревательное устройство.The invention is illustrated in the drawing, which shows an induction heating device.

Нагревательное устройство состоит из жаропрочной трубы 1 (например, стальной) со слоем теплоизол ции 2 (тепловой экран) и индукционной катушки 3 с вйткамйв виде многогранника. В месте касани витков теплоизол ции установлены прокладки 4. Катушка 3 ст нута ст Жками 5.The heating device consists of a heat-resistant pipe 1 (for example, steel) with a layer of thermal insulation 2 (heat shield) and an induction coil 3 with viskite in the form of a polyhedron. Gaskets 4 are installed at the point of contact between the thermal insulation turns. Coil 3 st chucks st Zhkami 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При нагреве изделий индуктором труба 1, служаща экраном, нагреваетс излучением и конвекцией от нагретого тела до температуры , равной температуре этого тела. При этом наблюдаетс тепловое расширение . Диаметр трубы увеличиваетс , в то врем как охлаждаемые витки индуктора 3 не подвергаютс тепловому расширению. Компенсаци происходит за счет того, что грани многогранного витка деформируютс упруго, и многогранник стремитс прин ть свою предельную форму - окружность. При остывании трубы под действием накопленной энергии упругой деформации витки индуктора 3 снова возвращаютс к исходной фор-ме - многограннику. Дл обеспечени работоспособности такой конструкции необходимо , чтобы разница в длине периметра многогранника и вписанной в него окружности бь1ла не меньше, чем расчетные приращени длины развернутого цилиндра при нагреве до заданной температуры. Это условие соблюдаетс в том случае, если число граней многогранника не меньше 6 и не .больше 18.When the products are heated by the inductor, the pipe 1, which serves as a screen, is heated by radiation and convection from the heated body to a temperature equal to the temperature of this body. Thermal expansion is observed. The diameter of the pipe increases while the cooled turns of the inductor 3 do not undergo thermal expansion. Compensation occurs due to the fact that the faces of a multifaceted coil are deformed elastically, and the polyhedron tends to take its limiting shape — a circle. When the pipe cools down under the action of the accumulated energy of elastic deformation, the turns of the inductor 3 again return to their original shape — a polyhedron. To ensure the efficiency of such a construction, it is necessary that the difference in the perimeter length of the polyhedron and the circumference inscribed in it be not less than the calculated increments of the length of the unfolded cylinder when heated to a predetermined temperature. This condition is satisfied if the number of faces of the polyhedron is not less than 6 and not more than 18.

Дл исключени короблени теплового экрана труба 1 закреплена так, что опоры не преп тствуют радиальным перемещени м точек креплени трубы. Дл уменьшени контактных давлений на теплоизол цию подTo prevent warping of the heat shield, the pipe 1 is fixed so that the supports do not interfere with the radial movements of the points of fastening of the pipe. To reduce the contact pressure on the thermal insulation under

витки катушки 3 установлены прокладки 4 из металлических полос. Ст жки 5 группируют многогранные секции катушки 3 в единое целое, способное сохранить геометри- ческукэ форму и противосто ть мощным вибраци м .The coils of the coil 3 are installed strip 4 of the metal strips. The straps 5 group the multifaceted sections of the coil 3 into a single whole, capable of retaining their geometrical shape and withstanding powerful vibrations.

Таким образом, благодар тому, что катушка индукционного устройства выполнена многогранной с количеством граней не менее 6 и не более 18, упрощаетс его конструкци и улучшаютс электрические параметры за счет уменьщени зазора между нагреваемой деталью и катушкой индуктора.Thus, due to the fact that the induction device coil is made multi-faceted with the number of faces not less than 6 and not more than 18, its design is simplified and the electrical parameters are improved by reducing the gap between the heated part and the inductor coil.

Claims

1. USSR author's certificate number 119939, cl. 21 h 18/10, 1958.

2. USSR author's certificate number 277173, cl. 21 h 29/03, 1968.

h