Устройство для индукционного нагрева прямоугольных изделий

 

Использование: нагрев крупногабаритных токопроводящих прямоугольных изделий в металлургии, машиностроении и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: две прямоугольные соленойдальные катушки со взаимно перпендикулярными осями размещаются одна внутри другой, механически соединяются посредством выступов и впадин и подключаются к источнику питания с обеспечением фазового сдвига на четверть периода. Это позволяет повысить КПД и уменьшить вибрацию устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 05 В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4778621/07 (22) 08.01.90 (46) 07.08.92. Бюл. %29 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) А.Ф.Усманов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1170635, кл. Н 05 В 6/36, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N .1192170, кл. Н 05 В 6/36, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к индукционному нагреву в металлургии, машиностроении, в частности к нагреву прямоугольных изделий. . Известно устройство для индукционного нагрева изделий, содержащее индуктор с отогнутыми витками в его боковых частях.

Недостатком данного устройства является низкая вибропрочность конструкции индуктора; а также.низкое значение КПД и коэффициента мощности.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является устройство для индукционного нагрева изделий, содержащее две секцйй индуктора, расположенные так, что их проводники взаимно перпенди кулярны, Секции предназначены для nooseредного нагрева в них изделий.

Недостатком данного устройства является наличие вибраций секций индуктора, особенно проявляющихся при нагреве на промышленной частоте, и низкий КПД.

I, SU, 1753629 A1

2 (57) Использование: нагрев крупйогабаритных токоп poeодяiijиx йрсямОмусгольнайзХ гизделий в металлургии, машиностроении и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: две прямоугольные солегнойдальные катушки: со взаимно перпендикулярными осями размещаются одна внутри другой, механически соединяются посредством вйступов и впадин и подключаются к источнику питания с обеспечением фазового сдвига на четверть периода. Это позволяет повысить КПД и уменьшить вибрацию устройства. 2 ил. ч.

Целью изобретения является повышение КПД, уменьшение вибраций и шума. 3

Поставленная цель достигается устройством для индукцйойниогоо йагреваг прямоугольных иэделий, содержащим индуктор, выполненный в виде двух соленоидальных прямоугольных секций, оси которых взаимно перпендикулярны, указанные секцйи размещены одна внутри другой и механиче- д ски связаны между собой посредством размещения выступов, выполненных на наружной поверхности внутренней секции, в пазах, выполненных на Внутрегнней йоверхности наружной секции. при этом секции О предназначены для подклвченйя к регули- 3 руемому источнику питанйя с обеспечением с0 фазового сдвига меагду секциями иа четверть периода.

На фиг.1 показано устройство, общий мй вид; на фиг.2 — графики изменения токов в секциях и электродинамических сил, действующих на индуктор.

1753629

Устройство для индукционного нагрева прямоугольных изделий содержит индуктор, выполненный в виде двух соленоидных прямоугольных секций 1 и 2, оси которых взаимно перпендикулярны На наружной поверхности секции 1 выполнены выступы

3. На внутренней поверхности секции 2 выполнены пазы 4 для захода в них при работе устройства выступов 3 секции 1, Выступы 3 и пазы 4 могут иметь Т-образную форму, как показано на фиг.1 Выступы 3 могут быть также выполнены в поперечном сечении в форме трапеций либо в форме стержней, а пазы 4 секции 2 соответственно могут иметь либо трапецеидальную, либо круглую форму, Выступы 3 и пазы 4 выполняются из диэлектрика, например текстолита, либо из металла, тогда те поверхности выступов 3 и пазов 4, которые приходят в соприкосновение друг с другом, покрываются изоляционным материалом во избежание замыкания проводников секций 1 и 2. Секции 1 и 2 выполнены таким образом, что при нагреве изделия 5 они совмещаются и размещаются одна в другой, механически скрепляясь при этом выступами 3 и пазами 4.

Устройство работает следующим образом.

Нагреваемое изделие 5 помещают в первую секцию 1 индикатора, создающую продольное магнитное поле, Затем секцию

1-размещают внутри секции 2 индуктора, создающей поперечное магнитное поле, при этом выступы 3 секции 1 входят в направляющие пазы 4 секции 2, обеспечивая механическое крепление секций 1 и 2 друг к другу. Секции 1 и 2 подключают к источни кам питания, совмещенным по фазе на 90 (не показаны), и осуществляют нагрев, В процессе нагрева прямоугольное изделие 5 размещают в двух opTQIQHB!lbHblx магнитных полях 6. Для уменьшения вибраций индуктора путем изменения тока 7 или 8 (фиг.2) в одной из секций 1 или 2 с помощью регулируемого источника питания (не показан) обеспечивают равенство (или близость) максимальных значений электродинамических сил 9 и 10 (фиг.3), действующих на секции 1 и 2, При этом силы 9 и 10, действующие на секции 1 и 2, складываются и в силу их смещения во времени друг относительно друга на 90 превращаются в постоянную величину, не производящую вибраций. После достижения изделием 5 конечной температуры подвижную секцию 2

15. делия, обеспечивая интенсификацию нагре20 ющих нагреватель, за счет. уменьшения

25 шума при нагреве.

40

55 передвигают в исходное положение и изделие 5 выгружают из первой секции 1 индуктора, Повышение КПД происходит за счет того, что при нагреве все поверхности изделия закрыты проводниками индуктора и отсутствует этап транспортировки изделия из секции в секцию по воздуху, за счет чего уменьшаются тепловые потери.

Равномерный нагрев изделия в предлагаемом устройстве, выполненном из вставляемых друг в друга секций индуктора, достигается за счет одновременного нагрева изделий в двух ортогональных магнитных полях, при этом витки секций индуктора перекрещиваются друг с другом под прямым углом над противоположными гранями изва этих зон, причем витки разных секций не наводят друг в друге потерь из-за взаимной ортогональности.

Уменьшение вибраций индуктора улучшает условия труда работников, обслуживаДанное устройство может быть применено для равномерного нагрева прямоугольных изделий из различных материалов, . картина неравномерного нагрева которых в охватывающем их соленоидном прямоугольном индукторе различна, В одном случае (нагрев алюминиевых, медных слитков) токопроводы секций пересекаются над широкими гранями слитка, в другом случае (нагрев стальных, титановых слитков) токопроводы секций пересекаются над узкими гранями слитков, Формула изобретения

Устройство для индукционного нагрева прямоугольных изделий, содержащее индуктор, выполненный в виде двух соленоидальных прямоугольных секций, оси которых взаимно перпендикулярны, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения вибраций и шума, секции размещены одна другой и механически связаны между собой посредством размещения выступов, выполненных на наружной поверхности внутренней секции, в пазах, выполненных на внутренней поверхности наружной секции. при этом Секции и редназначены для подключения к регулируемому источнику питания с обеспечением фазового сдвига между секциями на четверть периода.

1753629

Составитель А. Усманов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О. Юрковецкая

Редактор С. Пекарь

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

Заказ 2776 Тираж Подпис

ВНИИПИ Г одписное

ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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