Индуктор для локального нагревазОНы шВА СпиРАльНОшОВНыХ ТРуб ВОблАСТи ТОРцА Советский патент 1981 года по МПК H05B6/36 

Изобретение относится к электро термии, в частности к индукционному нагреву, и может быть йспользрвано.в трубной промышленности при локальной термической обработке спиральношовных труб. Известен индуктор для локального нагрева швов труб, состоящий из обмотки и магнитопровода.Обмотка индукте ра состоит из индуктирующих проводников, обращенных к нагреваемому участку изделия, и обратных проводников. Магнитопровод охватывает индуктирующие проводники и концентрирует ток в узкой зоне на поверхности нагреваемого издеЛИЯ if. Недостатком известного индуктора при нагревр шва трубы в области тор ца является перегрев шва в зоне, пр легающей к торцу трубы. Наиболее близким к предлагаемому является индуктор для локального н грева зоны шва спиральношовных труб в области торца, содержащий П-обра ный Магнитопровод,-средний стержен которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой 12. Недостатком известного индуктора при нагреве зоны шва спиральношовных труб в области торца, когда шов составляет с торцом трубы угол, отличный от прямого, заключается в неравномерном нагреве околоиювной зоны по обе стороны от шва. Со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы, наблнхцается перегрев. При нагреве шва для локальной нормализации указанный перегрев является недопустимым, и торец трубы приходится обрезать, что увеличивает расход металла при производстве труб. Цель изобретения - выравнивание температуры околошовной зоны в области торца. Указанная цель достигается тем, что средний стержень магнитопровода СО| стороны одного из торцов индуктора, предназначенного для реализации со стороны торца нагреваемой трубы, выполнен с участком меньшей ширины а намотанная на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейся длины на величину, у, определяемую из соотношения vi У Кгде К - коэффициент, зависящий от материала трубы, угла формов ки, толщины стенки трубы, частоты тока; ;Х - расстояние от середины витка обмотки до оси индуктора; и- ширина обмотки. В описываемом индукторе участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени. Индуктор также дополнительно сна жен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боковой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейся длины на величину Z, определяемую из соотношения в - расстояние от текущей точки на торце шины-экрана до оси индуктора; с - ширина шины-экрана Размещают индуктор на трубе таки образом, что укороченные витки обмо ки индуктора располагают со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы. , На фиг.1а и 16 представлена развертка трубы с эпюрами путей тока при применении известного индуктора и предлагаемого соответственно; на фиг.2а и 26 - индуктирующие витк обмотки индуктора, вид сверху; на фиг.З - индуктор, вид снизу; на фиг.4 - индуктор, Общий вид. Ток 1, индуктированный в зоне шв 2 трубы 3 индуктором 4, замыкается по телу трубы 3 по двум параллельны ветвям 5 и 6. В известном способе ветвь 5 со стороны острого угла меж швом 2 и торцом 7 трубы 3 в предела околошовной зоны не достигает торца а ветвь б тока со стороны тупого угла обтекает стороны этого угла в силу известных свойств тока высокой частоты. Таким образом, область 8 торца 7 со стороны тупого угла перегревается. Выравнивание температуры нагрева достигается за счет перераспределения ветвей 5 и 6 тока в области торца 7 (фиг. 16); Ток перераспределяют таким образом, что ветЬь :6 тока растекается в области 8 дарца 7 по большей площади, опре деляемой удлинением участка растекания за счет отнесения витков от торца трубы, чем в случае применения известного индуктора, поэтому плотность тока в области В торца 7 уменьшается и таким образом достига ется выравнивание температуры. Пере распределение тока достигается за счет укорачивания индуктирующих вит ков 9-11 индуктора 4 в области 8 то ца 7 со стороны тупого угла, образованного швом 2 с торцом 7 трубы 3 в случае, если индуктор снабжен экраном 12, производится соответствуюее укорачивание экрана 12. При этом, чтобы не усложнять конструкцию магнитопг is-f-sa 13, выполняя паз переменного сечения, целесообразно набрать участок магнитопровода 14, на котором экран укорочен, из Г-образных пластин. Индуктор 4 располагется над нагреваемым швом 2 таким образом, что продольные оси симметрии индуктора совмещаются со швом. Торец индуктора 4 совмещается с торцом 7 трубы 3. БИТКИ 9-11 индуктора 4 укорочены в соответствии с п|эиведенной формулой и расположены со стороны тупого угла, образованного швом 2 и торцом 7 трубы 3. После включения нагрева происходит рост температуры шва и околошовной зоны и, по достижении определенной величины температуры, нагрев выключается. В результате перераспределения тока на торце, температура околошовной зоны с обеих сторон шва одинакова. Формула изобретения 1.Индуктор-для локального нагрева зоны шва спиральношовных труб в области торца, содержащий П-образный магнитопровод, средний стержень которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой, отличающ.ийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, средний стержень магнитопровода со стороны одного из торцов индуктора, предназначенного для размегЦения со стороны торца нагреваемой трубы, выполнен с участком меньшей ширины, а намотанная на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейся длины на величину у, определяемую из соотношения X где К - коэффициент, зависящий от материала трубы, угла формовки, толщины стенки трубы, частоты тока; X - расстояние от середины витка - обмотки до оси индуктора; d- ширина обмотки. 2.Индуктор попЛ, отлич аю щ и и с я тем, что участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени. 3.Индуктор по пп.1,2, о т ли чающийся тем, что он дополнительно снабжен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боковой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейся длины на величину Z, определяемую из соотношениягде в - расстояние от текущей точки 5 на торце шины-экрана до оси индуктора с - ширина шины-экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз f 1, Слухоцкий А. Е. и др. Индукторы для индукционного нагрева. М., Энеогия, 1974, с. 104-111, 130. энергия , iy,4,. 2. Авторское свидетельство СССР 461135, кл. Н 05 В 5/18, 1972.

Фи&/

г 3 /

/ / /

L

шшшшшш