Индуктор для плавки металла во взвешенном состоянии Советский патент 1980 года по МПК H05B6/10 

(54) ИНДУКТОР ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для нагрева и удержания металлов и полупроводников во взвешенном состоянии в вакууме и различных газовых средах, и может быть использовано, например, для отжига металлов и полупроводников с целью их очистки от примесей.

Известны двухвитковые индукторы, представляющие собой два кольца из медной трубки прямоугольного сечения, расположенных соосно на небольшом расстоянии друг от друга. К источнику высокочастотного напряжения кольца подключаются последовательно, так что ток протекает по ним во встречных направлениях (индуктор с последовательным обратным витком), либо параллельно со встречным протеканием тока (индуктор с параллельным обратным витком) или с протеканием тока в одном направлении (индуктор «лодочка) 1.

Прикладываемое к двухвитковым индукторам высокочастотное напряжение ниже, чем у многовитковых, что уменьшает вероятность электрического пробоя, но не исключает его полностью. Кроме того, токоподводы к виткам существенно искажают асимметрию электромагнитного поля внутри индуктора, необходимую для стабильного удержания жидкого металла. Для ослабления асимметрии поля приходится делать ложные токоподводы, смещать под некоторым углом токоподводы верхнего и нижнего колец и т. д., усложняя конструкцию устройства. Однако все эти приемы в принципе не могут устранить асимметрию электромагнитного поля, присущую двухвитковым индукторам. Перечисленные недостатки существенно снижают надежность индуктора.

10 Наиболее близким к предлагаемому является индуктор для плавки металла во взвешенном состоянии, содержащий два витка, установленных соосно по вертикальной оси индуктора, нижний из которых сое15динен с токоподводами и выполнен в виде полого тела вращения, например усеченного конуса, большее основание которого обращено к верхнему витку 2.

20 Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом индукторе для плавки металла токоподводы присоединены к разным основаниям нижнего витка по всему периметру каждого основания.

Токоподводы могут быть выполнены в форме стаканов с коаксиальными стенками, а присоединение их к витку выполнено со стороны днищ.

Верхний виток может быть выполнен также в виде полого усеченного конуса и обращен большим основанием к нижнему витку.

На чертеже изображен индуктор для плавки металла во взвещенном состоянии, общий вид.

Устройство представляет собой два усеченных конуса 1 и 2, обращенных большими основаниями друг к другу. Напряжение высокой частоты подводится к верхней и нижней кромке нижнего конуса токоподводами 3 и 4.

Верхний конус в соответствии с требованиями, предъявляемыми к индуктору, может быть подключен аналогично нижнему конусу параллельно или последовательно с ним или не подключен вовсе. Токоподводы 3 и 4 должны обеспечивать равномерное распределение тока по окружности кольца, что достигается выполнением их в виде коаксиальных стаканов, соединенных по всему периметру оснований конусов.

При включении высокочастотного напряжения ток протекает в направлении образующей нижнего конуса. Так как конус сужается книзу, то электромагнитное поле, возникающее при прохождении тока, имеет большую плотность снизу и у стенок конуса и меньшую - в центре сверху. По окружности индуктора поле распределяется равномерно.

Верхний конус предназначен для стабилизации положения металла 5 в пространстве.

На -1ертеже напряженность электромагнитного поля показан точками, причем сгущение точек соответствует увеличению напряженности.

Уменьшая высокочастотное напряжение на индукторе, можно сливать или сбрасывать парящий металл через отверстие в нижнем конусе.

Индуктор можно выполнить в виде полой полусферы с отверстием для слива металла, в виде полого параболоида вращения и т. д.

Предлагаемый индуктор надежно защищен от электрического пробоя, обладает высокой степенью симметрии поля, удобен для совмещения с вакуумными системами и прост в изготовлении.

Формула изобретения

к верхнему витку, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства, ТОКОПОДВОДЫ присоединены к разным основаниям нижнего витка по всему периметру каждого основания.

полого усеченного конуса и обращен большим основанием к нижнему витку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Фогель А. А. и др. Индукторы для нагрева и плавки металла во взвешенном состоянии. Изв. АН СССР, 1961, № 5.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2512789/24-07, кл. Н 05 В 5/08, 1977.