Способ управления индукционным нагревом изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК C21D1/06 H05B6/36 

1.13

Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры, участков нагреваемой поверхности изделий.

Цель изобретения состоит в- упрощении процесса управления нагревом изделия и повышении его точности.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа (положение ко- .роткозамкнутого витка при максимальном экранирующем воздействии), вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку на фиг.З и 4 - при минимальном экра- нирующем воздействии; на фиг.З и 6 - варианты выполнения короткозамкнутого витка и его положение -при максимальном экранирующем воздействии; на фиг.7 - то же, при минимальном экра- нирующем воздействии короткозамкнуто- го. витка на нагрев в одновитковом индукторе .

Предлагаемый способ управления индукционным нагревом изделий осуществляется устройством для управления индукционным нагревом изделий в мно- говитковом индукторе 1, каждый виток которого лежит в плоскости, пересекающей продольну о ось 2 индуктора и под углом, отличным от 90°, содержащим короткозамкнутый водоохлаждаемый виток 3, часть которого по дуге охватывает выступающую поверхность изделия 4, а другая его часть расположена в той же плоскости (или близкой к ней), что и В итки нагревающего изделие индуктора, т.е. под углом об к продольной оси 2 индуктора. Кроме того,

- т

короткозамкнутый виток 3 выполнен

разворачиваемым вокруг продольной оси

2индуктора 1.

Управление интенсивностью нагрева с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.

С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком

3участку вращающегося изделия 4 проходит индуцируемый результирующий ток, определяемый величиной потоко- сцепления между индуктором и коротко- замкнутым витком, при этом величина этого тока зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и коротко- замкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов ин

5

1

O 5

5

0

5

0

5

0

802

дуцируемых индуктором и короткозамкнутым витком.

Изменение экранирующего воздействия, на нагрев участка изделия ко- роткозамкнутого витка происходит ввиду того, что по мере изменения угла jb в пространстве между плоскостями витка и витков индуктора изменяется величина наведенной ЭДС и тока в ко- роткозамкнутом витке, при этом направление этого тока противоположно току индуктора. Короткозамкнутый виток, в свою очередь, индуцирует в нагреваемом участке ток, направленный противоположно току, наведенному индуктором, и ослабляет его.

Так, например, при расположении короткозамкнутого витка, соответствующего его положению, показанному на фиг,1, величина результирующего тока на нагреваемом участке изделия будет наименьшей, что соответствует макси-. .мальному экранирующему воздействию короткозамкнутого витка при совмещении его с плоскостью расположения витков индуктора.

Поворот короткозамкнутого витка в любую сторону влечет за собой изме- нение угла в пространстве между плоскостями витков индуктора и коротко- замкнутого витка, что уменьшает результирующий ток, протекающий по нагреваемому участку.

В положении короткозамкнутого витка 3, показанном на фиг.З, результирующий индуцированный в изделии 4 ток будет наибольшим, что соответствует минимальному экранирующему воздействию короткозамкнутого витка 3.

Устройство может использоваться как при одновременном, так и при непрерывно-последовательном нагреве. В последнем случае нагревающий индуктор 1 перемещается относительно изде-- ЛИЯ, а короткозамкнутый виток 3 неподвижен (или наоборот), но может быть повернут вокруг продольной оси 2 индуктора 1. В обоих случаях деталь вращается.

Наибольший диапазон регулирования интенсивностью нагрева участка изделия достигается в случае, когда плоскость витков индуктора и короткозамкнутого витка расположена под углом 45 к оси детали.

Возможны варианты выполнения короткозамкнутого витка, например вариант (фиг.5), с одинаковым экранирую313

щим эффектом по всей поверхности нагреваемого участка, вариант (фиг.6) с ярко выраженной зоной экранирования и промежуточной зоной, но с меньшим диапазоном регулирования интенсивно- стью нагрева, когда часть коротко- замкнутого витка располагается в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, а часть - в плоскости, параллельной плоскости витков индуктора, и вариант с одновитковым индуктором (фиг.7), захватывающим зону, большую, чем короткозамкнутый виток, в этом случае снижается диапазон регулирования интенсивности на- грева, но выравнивается влияние индуктора по длине нагреваемого участка. При этом, если на фиг.1, 5 и 6 положение короткозамкнутого витка соответствует его максимуму воздействия на нагрев участка изделия, то на фиг.2 и 7 - его минимуму.

Предлагаемый способ управления индукционным нагревом позволяет упростить регулировку интенсивности нагрева изделий со сложной конфигурацией, исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление. Формула изобретения

1. Способ управления индукционным нагревом изделий в индукторе с на804

клонными витками и короткозамкнутым витком, включающий изменение интенсивности нагрева участков изделия путем регулирования зкранирующего воздействия короткозамкнутого витка, о тличающий ся тем, что, с целью упрощения процесса управления нагревом и повьш1ения точности нагрева, регулирование экранирующего воз-, действия короткозамкнутого витка осуществляют изменением угла между его плоскостью и плоскостью витков индуктора.

2.Устройство управления индукционным нагревом изделий в индукторе с наклонными относительно его продольной оси витками, содержащее соосно расположенный с индуктором коротко- замкнутый виток, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения точности нагрева участков изделия, короткозамкнутый виток расположен под углом к продольной оси индуктора и установлен с возможностью поворота вокруг этой оси на угол до 1.80°.

3.Устройство поп,2, отличающееся тем, что короткозамкнутый виток выполнен из участков, лежащих как в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, так и

в плоскости, расположенной под углом 45 к этой оси.

Изобретение касается индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры участков нагреваемой поверхности изделий. Цель изобретения - упрощение процесса управления нагревом и повышение точности нагрева. С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком 3 участку вращающегося изделия проходит ток, величина которого зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и короткозамкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов, индуцируемых индуктором и короткозамкнутым витком. По мере изменения угла в пространстве между плоскостями витка и витков индуктора изменяется величина наведенной ЭДС и тока в короткозамкнутом витке. Изобретение позволяет исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление. 2 с.п, и 1 3. п. ф-лы, 7 ил. (Р (Л с вода СдЭ о ел 00 Фиг.1

:;

Фиг.З

Вода

Фиг. 5

Вода

Фиг, 6

у

Вода

-в-

(х

Фиг. 7

Редактор Н.Егорова

Составитель В.Белофастов

Техред Л-Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 1383/21Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4