Индукционное нагревательное устройство Советский патент 1979 года по МПК H05B5/18 C21D1/12 

(54) ИНДУКЦИОННОЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение касается индукционного нагрева цилиндрических (близких к цилиндрическим) сплошных и несплошных тел, например рулонов ленты диаметром больше 0,5 М из черных и цветных металлов и сплавов, и. может быть использовано в металлургической промышленности при термообработке или пластической деформации металлов. Известны устройства для индукционного нагрева изделий, содержаш,ие цилиндрический индуктор и металлическую жаропрочную трубу с -теплоизоляцией 1. Эти устройства работают удовлетворительно при нагреве изделий, диаметр которых не превышает 0,5 М. При увеличении диаметра нагреваемого изделия соответственно увеличивают диаметр жаропрочной трубы и диаметр цилиндрического индуктора. Для компенсации разницы в тепловом расширении жаропрочной трубы и охлаждаемой катушки индуктора между ними увеличивают зазор, что ухудшает электрические параметры индукционного нагревателя и усложняет крепление катушки. Наиболее близким из известны.х к изобретению является индукционное нагревательное устройство для нагрева крупногабаритных цилиндрических изделий диаметром больше 0,5 М, содержаш,ее индуктор, выполненный в виде охлаждаемой спиральной катушки, и установленный внутри катушки и связанный с ней тепловой экран из листового материала 2. Недостаток известного устройства заключается в том, что разрезанный секционный экран не может быть несушим элементом конструкции, обеспечивающим жесткость ее в целом, что, в свою очередь, усложняет конструкцию катушки индуктора, элементов ее крепления и ухудшает электрические параметры индуктора (за счет увеличения зазора между нагреваемым изделием и катушкой индуктора. Целью изобретения является упрощение конструкции индуктора и улучшение его электрических параметров (за счет уменьшения зазора между катушкой индуктора и нагреваемым изделием).

Подавленная цель достигается тем, что витки катушки индуктора выполнены в форме многогранника с количеством граней 6- 18, каждая боковая грань прилегает через прокладки, например металлические полосы, к экрану, выполненному в виде цилиндра, а ЗЙёмент связи катушки с цилиндром выполнен в виде набора стяжек, прикрепленных снаружи катушки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано индукционное нагревательное устройство.

Нагревательное устройство состоит из жаропрочной трубы 1 (например, стальной) со слоем теплоизоляции 2 (тепловой экран) и индукционной катушки 3 с вйткамйв виде многогранника. В месте касания витков теплоизоляции установлены прокладки 4. Катушка 3 стянута стяЖками 5.

Устройство работает следующим образом .

При нагреве изделий индуктором труба 1, служащая экраном, нагревается излучением и конвекцией от нагретого тела до температуры, равной температуре этого тела. При этом наблюдается тепловое расширение. Диаметр трубы увеличивается, в то время как охлаждаемые витки индуктора 3 не подвергаются тепловому расширению. Компенсация происходит за счет того, что грани многогранного витка деформируются упруго, и многогранник стремится принять свою предельную форму - окружность. При остывании трубы под действием накопленной энергии упругой деформации витки индуктора 3 снова возвращаются к исходной фор-ме - многограннику. Для обеспечения работоспособности такой конструкции необходимо, чтобы разница в длине периметра многогранника и вписанной в него окружности бь1ла не меньше, чем расчетные приращения длины развернутого цилиндра при нагреве до заданной температуры. Это условие соблюдается в том случае, если число граней многогранника не меньше 6 и не .больше 18.

Для исключения коробления теплового экрана труба 1 закреплена так, что опоры не препятствуют радиальным перемещениям точек крепления трубы. Для уменьшения контактных давлений на теплоизоляцию под

витки катушки 3 установлены прокладки 4 из металлических полос. Стяжки 5 группируют многогранные секции катушки 3 в единое целое, способное сохранить геометри- ческукэ форму и противостоять мощным вибрациям.

Таким образом, благодаря тому, что катушка индукционного устройства выполнена многогранной с количеством граней не менее 6 и не более 18, упрощается его конструкция и улучшаются электрические параметры за счет уменьщения зазора между нагреваемой деталью и катушкой индуктора.

Формула изобретения

0 Индукционное нагревательное устройство для нагрева крупногабаритных цилиндрических изделий диаметром больше 0,5 м, содержащее индуктор, выполненный в виде . охлаждаемой спирадьной катушки, и уста- новленный внутри катушки и связанный с ней тепловой экран, отличающееся тем, что, с целью повыщения КПД, витки катушки индуктора выполнены в форме многогранника с количеством граней 6-18, каждая боковая грань прилегает через прокладки, например металлические полосы, к экрану, выполненному в виде цилиндра, а элемент связи катушки с цилиндром выполнен в виде набора стяжек, прикрепленных снаружи катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ч