Индуктор Советский патент 1975 года по МПК H05B5/18 C21D1/12 

1

Изобретение относится к термической обработке металлов, в частности к индуктору для зонального электронагрева изделий, например, цилиндрической формы.

Известен индуктор, содержащий расположенные последовательно по окружности обрабатываемого изделия катушки. Однако он не может быть использован для нагрева изделий больших размеров, у которых рядом с обрабатываемой зоной расположены массивные приливы. Это объясняется тем, что известный индуктор не обеспечивает равномерного температурного поля в зоне нагрева, так как он не позволяет производить дозирование тепла, генерируемого в изделие на отдельных участках обрабатываемой зоны. Кроме того, при генерировании в металл большой мош,ности, необходимой для высокотемпературного нагрева, электродинамические усилия в катушках индуктора достигают больших значений, вызывают сильную вибрацию и даже разрушения.

Описываемый индуктор отличается тем, что в нем каждая катушка совмещена с соседней по плоскости витков на величину, меньшую 1/3 длины катушки и большую суммы двойной ширины токопроводов. Это обеспечивает равномерный нагрев крупногабаритных изделий с местными утолщениями.

На чертеже представлен описываемый индуктор для нагрева изделий, например, цилиндрической формы (сосудов, корпусов, обечаек и т. д.).

Он состоит, по меньшей мере, из двух последовательно соединенных, спирально-намотанных в плоскости катушек I, имеющих одинаковое или разное число витков, спрофилированных по форме изделия 2. Катушки смонтированы последовательно одна за другой и совмещены между собой по плоскости витков.

Совмещение катушек производится меньше, чем на 1/3 длины и больше, чем сумма двойной ширины токопроводов, т. е. чтобы образованный перекрытыми частями овал был больше по длине суммарной ширины их токопроводов.

Для соединения катушек между собой каждая из них имеет выводы (клеммы) в начале и в конце прямолинейной части первого витка, а вывод 3 в конце последнего витка. Катушки, например, для цилиндрических изделий монтируются в цепь и образуют кольцо; в местах соединения имеют шунтирующие устройства. Катушки включены в сеть последовательно, и общее количество витков кольцевого индуктора равно сумме витков катущек.

3

Катушки I включены между собой последовательно и согласно. К ним подводится электроэнергия от однофазного источника питания. При таком включении катушек ток в их ветвях, расположенных с одной стороны, имеет направление, противоположное направлению тока в ветвях другой стороны, а в совмещенных частях ток образует местные кольцевые электромагнитные поля, согласованные с основными электромагнитными полями последовательных ветвей катушек. При этом все катушки могут иметь или одинаковое число витков, или выполняться с различным числом витков. Согласно включенные катушки наводят в металле вторичные токи, которые от ветвей одной стороны витков суммируются и циркулируют по окружности изделия в направлении, противоположном вторичным токам от ветвей другой стороны катушек. При этом совмещенные части катушек наводят в металле местные вторичные токи, замыкающиеся в виде вихрей между основными вторичными

токами, циркулирующими в металле по окружности в разном направлении.

Вследствие того, что катушки могут быть выполнены с различным числом витков, индуктор позволяет получать на отдельных участках обрабатываемой поверхности различную удельную поверхностную мощность. Интенсивность теплового потока на участках может регулироваться путем шунтирования некоторых катушек индуктора при помощи шунтирующих механизмов.

Предмет изобретения

Индуктор, содержащий расположенные последовательно по окружности обрабатываемого изделия катущки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерного нагрева крупногабаритных изделий с местными утолщениями, каждая катушка совмещена с соседней по плоскости витков на величину, меньшую 1/3 длины катущки больщую суммы двойной ширины токопроводов, причем катущки электрически соединены между собой.