Устройство для индукционного нагрева заготовок

 

О"й- МC- И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (»675632

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.06.76 (21) 2368169/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, Н 05 В 11/00

Н05 В 5/08

С 21 D 1/12

Гасударственный квинтет

СССР

ILo делам неееретеннй н еткрытнй

Опубликовано 25.07.79. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 03.08.79 (53) УДК 621.365..52 (088.8) В. А. Буканин, В, Б. Демидович, В. В. Клещев, А. П. Ломоносов, В. С. Немков и Е. П. Терехов (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано в цилиндрических и овальных индукторах методического и периодического действия для получения равномерного нагрева по длине боковой и торцовой поверхн ости за гото в о к.

Известны устройства для индукционного нагрева изделий, содержащие основную катушку индуктивности, дополнительные торцовые обмотки или плоские обогреватели, питаемые током той же или другой частоты (1J и (2) .

Известны устройства, содержащие индуктор, футеровку и жаропрочные насадки в торцовых зонах футеровки, которые, нагреваясь, в магнитном поле одновременно с заготовками создают тепловой подпор (3).

Недостатком одних из них является то, что они обеспечивают равномерный нагрев только боковой поверхности и не компенсируют потери в центральной части торца, недостатком других — при подогреве торцовой поверхности не .удается равномерно нагреть заготовки по длине, особенно при больших заглублениях загрузки в индуктор, так как в этом случае сильно перегревается торцовая кромка. Кроме того, все дополнительные обмотки и нагреватели имеют собственные системы питания и управления, что значительно усложняет и удорожает установку.

Наиболее близким к изобретению является устройство индукционного нагрева заготовок, содержащее заключенный в футеровку индуктор, по меньшей мере, с одного торца которого установлена теплоизоляционная крышка, снабженная установленным на ее плоской поверхности резистивным электронагревателем и дополнительной обмоткой (41.

Однако при больших заглублениях загрузки в индуктор наблюдается существенная неравномерность нагрева по длине, вызванная «краевым эффектом» заготовки, а именно перегрев и даже в некоторых случаях расплавление узкой кромки (стык торцовой и боковой поверхности изделия). Применение в этом случае торцового нагревателя с питанием от того же или иного источника тока приводит одновременно с подогревом торца к дополнительному подогреву и без того перегретой торцовой кромки. Кроме этого, для питания торцового нагревателя не675632

Формула изобретения зо

4О

4S

so обходимы дополнительный источник тока и сложная система управления.

Целью изобретения является обеспечение равномерного нагрева по длине заготовок путс м снятия перегрева их торцовой кромки, исключения подет жсгания торцовой поверхS

HîñTè, упростив ия конструкции за счет отсутствия дополнительных источников тока с комплектом пускорегулирующей аппаратуры.

Достигается это тем, что в устройстве для нагрева заготовок, содержащем заключенный в футеровку индуктор, по меньшей мере, с одного торца которого установлена тсплоизоляционная крышка, снабженная установленным на ее плоской поверхности резистивным электронагревателем и дополнительной обмоткой, дополнительная обмотка намотана по периметру крышки на всю толщину, а ее концы присоединены к обоим концам резистивного электронагревателя.

При включенном основном индукторе в дополнительной обмотке наводится ЭДС, под действием которой в резистивном нагревателе протекает ток, разогревающий его.

Наряду с подогревом центральной части торца из-за наличия замкнутой на резистивный нагреватель обмотки, находящейся в непосредственной близости от заготовки, снижается перегрев кромки. Расчеты с помощью ЭВМ показывают, что наиболее равномерный и экономичный нагрев может быть получен при отношении активных сопротивлений разистивного нагревателя и дополнительной катушки, равном 0,2 — 1. В нагревателе периодического действия могут быть применены такие крышки с обеих сторон нагревателя.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из индуктора 1, заключенного в футеровку 2, с одного торца которого установлена теплоизоляционная крышка 3, закрывающая окно индуктора. Крышка выполнена из жаропрочного электро и теплоизоляционного материала. Г1о периметру крышки на всю ее толщину намотана обмотка из медной трубки 4, концы которой присоединены к обоим концам резистивного электронагревателя 5, размещенного на ее плоской поверхности со стороны рабочей полости. Заготовки 6 нагреваются индуцированными токами от индуктора и излучением от резистивного нагревателя, разогреваемого токами от ЭДС, наводимой электромагнитным полем в дополнительной катушке.

При достижении крайней заготовкой конечной температуры крышка открывается, и заготовки перемещаются в индукторе в сторону разгрузочного окна. При открытой крышке ток по резистивному электронагревателио почти не протекает, так как ЭДС, наводимая в этом случае, мала. 11осле перемещения и удаления нагретой заготовки крышка вновь закрывается.

Преимуществом изобретения по сравнению с наиболее прогрессивными решениями задачи обеспечения равномерного нагрева по длине и компенсации потерь тепла в торцовой части заготовки является то, что, наряду с исключением подстуживания торцовой поверхности заготовок, снижается перегрев кромки при больших заглублениях их в индуктор, не требуется дополнительных источников тока с комплектом пускорегулирующей аппаратуры, представляется возможность автоматического изменения передаваемой в резистивный нагреватель мощности пропорционально мощности основного индуктора. Конкретно технико-экономический эффект может быть подсчитан после внедрения устройства.

Устройство для индукционного нагрева заготовок, содержащее заключенный в футеровку индуктор, по меньшей мере, с одного торца которого размещена теплоизоляционная крышка, снабженная установленным на ее плоской поверхности резистивным электронагревателем и дополнительной обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева заготовок путем исключения перегрева их торцовой кромки, дополнительная обмотка намотана по периметру крышки на всю тол/ шину, а ее концы присоединены к обоим концам резистивного электронагревателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 224719, кл. Н 05 Ъ 5/02, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 309475, кл. Н 05 b 5/02, 1 970.

3. Авторское свидетельство СССР № 206746, кл. Н 05 b 5/02, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР № 457741, кл. С 21 D 1/12, 1972.

675632

Составитель О. Щедрина

Редактор Е. Гончар Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Заказ 4346/51 Тираж 943 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении н открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4