Индукционное нагревательное устройство
Сущность изобретения: устройство содержит теплоизоляционный цилиндр, многослойные дисковые катушки, электроизоляционные прокладки с охлаждением, выполненным в виде двух дисков специальной конструкции. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электротермии, и предназначено для использования в индукционных плавильных и нагревательных установках. Цель изобретения повышение эффективности охлаждения и надежности работы нагревательного устройства. На фиг. 1 показан общий вид индукционного нагревательного устройства; на фиг. 2 показано конструктивное исполнение междисковой прокладки индуктора, выполняющей роль диэлектрического элемента охлаждения индуктора, позволяющего повысить жесткость конструкции в осевом направлении. Устройство содержит теплоизоляционную гильзу 1, например, асбестовую, многослойную дисковую катушку индуктора 2, выполненную, например, из медной шинки марки ПСДК или ПСДКТ ГОСТ 7019-80, прокладки 3, выполненные в виде двух полых полудисков, например, из нитрида алюминия AIN, коэффициент теплопроводности которого равен 30-35 Вт/(м
К), что примерно соответствует коэффициенту теплопроводности технической меди, равному 26-110 Вт/ДмК), и значительно выше коэффициента теплопроводности применяемых в качестве электроизоляции медных прокладок лаков и слюды, равного 0,523 Вт/(мK). В то же время, удельное электрическое сопротивление нитрида алюминия равно 1010-1011 Омм, что позволяет отнести его к разряду диэлектриков. Трубки 4 герметично соединены с прокладками 3 и на противоположной стороне имеют заглушки. На внешней поверхности трубок размещены перпендикулярно их оси пластины 5, выполненные из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из меди. Трубки 4 и пластины 5 обтекаются охлаждающим потоком 5, создаваемым принудительно. Для концентрации охлаждающего потока трубки 4 могут быть помещены в охватывающих их внешний кожух. Показанная на фиг.2 прокладка 3 состоит из двух одинаковых полудисков, что облегчает технологию ее установки и съема в индукторе. Прокладка состоит из торцевых стенок 7 и внешних образующих пластин 8, соединенных между собой внахлест с проклейкой. Отверстие под теплоизоляционную гильзу 1 выполнено внутренними образующими пластинами 9 прокладки 3 и соединены с торцевыми стенками 7 и радиальными образующими 10 аналогично. Трубки 4 соединены с прокладкой герметично и имеют пластины 5, позволяющие увеличить площадь взаимодействия охлаждаемых трубок 4 с охлаждающим потоком 6. Полость прокладок заполнена жидкостью 11, например, ацетоном или водой дистиллированной. Ток, проходя по виткам многослойных дисковых катушек 2 индуктора создает электромагнитное поле, разогревающее загрузку, находящуюся внутри теплоизоляционной гильзы 1. В то же время, вследствие наличия омического сопротивления происходит разогрев витков многослойных дисковых катушек 2. Для снятия теплового потока применены прокладки 3. При этом происходит разогрев жидкости 11, заполняющей полости прокладок. Пары жидкости поднимаются по трубке 4, охлаждаемой потоком 6. Охлаждающий поток 6 может создаваться как принудительным продувом воздуха, так и циркуляцией охлаждающей воды. Отдав свою энергию охлаждающему потоку, пар конденсируется на внутренних стенках трубки и под действием гравитации конденсат возвращается в полость прокладки. Угол наклона трубки к горизонту при этом должен быть не менее 7o, что является предельным значением, позволяющим осуществлять эффективный возврат конденсата. Таким образом, возникает замкнуто-непрерывный процесс передачи тепла от витков многослойных дисковых катушек 2 к жидкости, заполняющей полость прокладок 3, испарения жидкости и переноса пара в трубку 4, конденсации пара на стенках трубки 4 вследствие отдачи энергии охлаждающему потоку 6 и возврат конденсата в полость прокладок 3.
Формула изобретения
1. Индукционное нагревательное устройство, содержащее размещенный на теплоизолирующем цилиндре ряд многослойных дисковых катушек, разделенных между собой дисковыми электроизоляционными прокладками с охлаждающей средой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и надежности работы индуктора, прокладки выполнены в виде двух, заполненных охлаждающей средой, полых герметичных полудисков из электроизоляционного высокотеплопроводного материала, к верхней части каждого из которых герметично присоединены заглушенные трубки, поверхность которых снабжена теплоотражающими пластинами. 2. Устройство по п.1. отличающееся тем, что в качестве материала прокладок использован нитрид алюминия.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002
Извещение опубликовано: 20.01.2002
