Гибкий водоохлаждаемый индуктор

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения индуктора путем турбулизации потока воды. В индукторе , содержащем гибкий гофрированный металлический шланг 1, на котором расположен токопровод 2 в виде многослойной оплетки из медного провода, на концах гофрированного шланга 1 и токопровода 2 - наконечники 3 и на токопроводе 2 теплои электроизолирующая оболочка 4, гофрированный шланг выполнен с гофрами, ширина которых определяется соотношением - 1,1(Di-Do), где I- ширина гофра, DI - наружный диаметр гофрированного шланга, Озвнутренний диаметр гофрированного шланга . Такая ширина гофр обеспечивает турбулизацию потока воды в зоне гофр. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (51)5 Н 05 В 6/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

: ° .. - ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (T

QO

С»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663052/07 (22) 15.03.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) С,А.Мельников, В.Ф,Смоленков и

В,И.Полянин (53) 621.365.51(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1029428, кл. Н 05 В 6/36, 1983.

Проспект фирмы "Эльфиак", 1975. (54) ГИБКИЙ ВОДООХЛАЖДАЕМЫЙ ИНЛУКТОР (57) Изобретение относится к электротехнике.

Целью изобретения является повышение

Изобретение касается электронагрева при помощи гибкого водоохлаждаемого индуктора и может быть использовано для нагрева с целью осуществления местной термообработки, например, сварных швов коллекторов и корпусов котлоагрегатов, труб большого диаметра, а также корпусов атомных реакторов.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения индуктора путем турбулизации потока воды.

На фиг.1 представлен гибкий водоохлаждающий индуктор; на фиг.2 показан узел

I на фиг.1; на фтиг.3 изображен график зависимости температуры токопровода от соотношения геометрических размеров гофр.

Гибкий водоохлаждаемый индуктор содержит гибкий гофрированный металлический шланг 1, на котором расположен токопровод 2 в виде многослойной оплетки из медного провода, на концах гофрированного шланга 1 и токопровода 2 закреплены, эффективности охлаждения индуктора путем турбулизации потока воды, В индукторе, содержащем гибкий гофрированный металлический шланг 1, на котором расположен токопровод 2 в виде многослойной оплетки из медного провода, на концах гофрированного шланга 1 и токопровода 2— наконечники 3 и на токопроводе 2 тепло- и электроизолирующая оболочка 4, гофрированный шланг выполнен с гофрами, ширина которых определяется соотношением ф

1,1(D< — Do), где! — ширина гофра, 0(— наружный диаметр гофрированного шланга, 0з— внутренний диаметр гофрированного шланга, Такая ширина гофр обеспечивает турбу лизацию потока воды в зоне гофр, 3 ил. например, пайкой твердым припоем, наконечники 3, на токопровод 2 одета тепло- и электроизолирующая оболочка 4.

Устройство работает следующим образом, Перед началом работ гибкий водоохлаждаемый индуктор наматывают на нагреваемое изделие и подключают наконечники

3 к источнику тока и к магистрали охлаждающей воды (на чертеже, не показаны). Включают источник тока. Охлаждение токопроводящей оплетки 2 осуществляется водой, пропускаемой через наконечники 3 по гофрированному металлическому шлангу

1 за счет теплопередачи. Передача тепла происходит за счет теплового контакта токопровода 2 с вершинами гофр шланга 1.

Низкая эффективность передачи тепла в прототипе обусловлена недостаточным охлаждением вершин гофр из-за слабой смешиваемости основной струи охлаждающей воды с массами воды, находящимися в по1677880

54

14

50 лости гофр. Слабая смешиваемость масс воды определяется малой шириной гофр, при которой уширение потока осчовной струи значительно меньше высоты гофр, определяемой полуразностью диаметров О и Оо.

При выполнении ширины гофр, определяемой соотношением I М,1(Di — Do), величина уширения основного потока становится примерно равной или больше высоты гофр, При этом из основного охлаждающего потока в область гофр выбрасываются массы воды, достаточные для возникновения мощных турбулентных вихрей в полости гофр, Заполнявшая полость гофр нагретая за счет теплопередачи от токопровода масса воды вытесняется этими вихрями и, смешиваясь с основной струей, уносится в охлаждающую магистраль. Минимально допустимая ширина гофр I = 1,1(D1 — Оо) еще достаточна для возникновения турбулентных вихрей в полости гофр и эффективного охлаждения их вершин. Как следует из графика на фиг.3 температура токопровода при ширине гофр ! <1,1(D) Do) начинает резко возрастать, что свидетельствует об уменьшении теплопередачи от токопровода к охлаждающей воде за счет ухудшения охлаждения вершин гофр. Поэтому можно утверждать, что эффективность охлаждения токопровода коррелирует с шириной гофр при фиксированных диаметрах О> и Do.

Пример конкретного выполнения, На фиг.3 приведен график зависимости температуры токопровода от соотношения размеров гофр гофрированного шланга, Исходные данные:

Длина индуктора, м 2,0

Сечение медной трехслойной оплетки, мм

Внутренний диаметр шланга, мм

Наружный диаметр шланга, мм

Температура охлаждающей воды на входе, С 18

Ток, пропускаемый через индуктор, А 1200

Форма гофр шланга Цилиндрическая

Температура токопроводящей оплетки измерялась в средней части длины индуктора термопарой группы ХК. Из графика на фиг.3 видно, что при увеличении отношения

I/Dt-Do от 0,3 ро 1,1 температура оплетки незначительно уменьшается, что объясняется улучшением теплопередачи за счет увеличения теплового контакта при увеличении ширины гофр, При I/D1-Do= 1,1 температура токопроводящей оплетки резко уменьшается (с 82 до 63 С} за счет увеличения эффективности охлаждения гофр массами воды, выбрасываемыми из основного охлаждающего потока. Кроме того, проверка выполнения предлагаемого соотношения для ширины гофр проводилась также на индукторах при Do-18 мм и D> 22 мм, причем форма гофр (овал, трапеция, цилиндр) не показывает заметного влияния ka предлагаемое соотношение.

Повышение эффективности охлаждения гофр позволяет увеличить значение допустимого тока через токопровод до 2270 А при нагреве его до температуры не выше

100 С для индуктора с гофрированным шлангом внутренним диаметром Do = 14 мм, наружным диаметром О = 17 мм и шириной гофр 4 мм.

Технико-экономические преимущества предложенного устройства заключаются прежде всего в значительном повышении эффективности нагрева. изделий в (- гт ) = 3,6раза, что достигается за

2270А z счет увеличения значения допустимой плотности тока через токопровод путем улучшения его охлаждения.

Формула изобретения

Гибкий водоохлаждаемый индуктор, содержащий охваченный теплоэлектроиэолирующей оболочкой токопровод в виде медной многослойной оплетки, к внутренней поверхности которой прилегает гофрированный металлический шланг, на концах которого закреплены наконечники для присоединения к источнику така и к магистрали охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения индуктора путем турбулизации потока воды, гофры шланга выполнены шириной не менее 1,1(01-Do), где О> — наружный диаметр гофрированного шланга, Do— внутрен ний его диаметр.

1677880

7Z0 " 1О

+ рр

w О g 4u %

А

Ю -Я

g3 05 $7 ЮЮ 1f У У 17

Фиг.8

Составитель О.Щедрина

Редактор В,Фельдман Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Максимишинец

Заказ 3123 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101