Устройство для индукционного нагрева заготовок Советский патент 1979 года по МПК H05B11/00 H05B5/08 C21D1/12 

1

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 поверхности заготовок.

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 больщих 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

j крышка, снабженная установленным на ее плоской поверхности резистивным электронагревателем и дополнительной обмоткой 4. 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 необходимы дополнительный источник тока и сложная система управления.

Целью изобретения является обеспечение равномерного нагрева но длине заготовок путем снятия перегрева их торцовой кромки, иск./иочония r(.JДCт жeБaния торцовой поверх ности, упрощения конструкции за счет отсутствия догкхлнптельных 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 теплоизоляционная крышка, снабженная установленным на ее плоской поверхности резистивным электронагревателем и допельп те.тьной 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 эконо.мичный 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 крыщки 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. Но 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 электромагнитньш полем в дополнительной катущке. При достижении крайней заготовкой конечной температуры крышка открывается, и заготовки перемещаются в индукторе в сторону разгрузочного окна. Нри открытой крышке ток по резистивному электронагревателю почти не протекает, так как ЭДС, наводимая в этом случае, мала. После 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 воз.можность автоматического изменения передаваемой в резистивный нагреватель мощности пропорционально мощности основного индуктора. Конкретно технико-экономический эффект может быть подсчитан после внедрения устройства.

Формула изобретения

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 224719, кл. И 05 Ь 5/02, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № 309475, кл. Н 05 Ь 5/02, 1970.

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

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

r fYffT riYrrff