Индуктор для нагрева заготовок Советский патент 1981 года по МПК H05B6/40 

L

Изобретение относится к электротермии, в частности,к индукционному нагреву, и предназначается для сквозного нагрева металлических заготовок, например, под пластическую деформацию или термообработку.

Известно устройство для индукционного нагрева слябов прямоугольного сечения в поперечном магнитном поле, содержащее индуктор, обмотка которого имеет прямоугольную форму и в процессе нагрева полностью охватывает сляб р.

Недостатком известного устройства является неравномерный нагрев сляба по его пшрине из-за концентрации магнитного поля в зонах коротких сторон прямоугольного сечения обмотки индуктора.

Известна также установка для индукционного нагрева заготовок, содержащая нагревательную камеру с овальилм индуктором. Индуктор выполнен с 1ШОСКИМ подвеснь1м сводом из тепло-

изоляционных плит и огнеупорного кирпича, поддерживаемых водоохлаждаемыми направляющими, имеющими подвески для крепления водоохлаждаемых труб и боковое оперение для укладки теплоизоляции 2 J.

Недостатком известной установки в случае использования ее для нагрева заготовок в поперечном магнитном поле при производительности выше

10 0,5 т/ч, т.е. при необходимости использования значительных удельных мощностей, является неравномерный нагрев участков заготовок в зоне фокусов поперечного сечения овального

15 индуктора.

Наиболее близкий к предлагаемому индуктор для нагрева заготовок,содержащий спиральную индуктирующую катуш20ку, образукнцую овальную полость для размещения заготовок, в торцах которой размещены злементы ослабления поля з .

3 , .85 Недостатком известного индуктора вляется ненадежность работы индуктоа из-за явления распушения магнитт него поля на концах элементов ослабения поля, выполненных в виде магнитопроводов, в результате чего часть силовых линий, проходящих перпендикулярно шихтовке магнитопровода, вызывает в ней вихревые токи, плоскость которых совпадает с плоскостью листов магиитопроводов. А это, в свою оче--редь, приводит к выгоранию концов магнитбпров-одов. Кроме того, большая трудоемкость изготовления магнитопровода усложняет технологию изготовления индуктора.

Цепь изобретения - повьшени равномерности нагрева и надежности работы индуктора.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе элементы ослабления поля выполнены в виде многовитковых цилиндрических катушек, установленных вдоль продольной оси индуктирующей катушки так что их продольная ось проходит через фокусы поперечных сечений овальной полости индуктора, а количество витков их составляет 0,3-2 количества витков индуктирующей катушки, причем цилиндрические катушки соединены с индуктирующей согласно.

Такое конструктивное выполнение предлагаемого индуктора позволяет повысить наде сность его работы, так как магнитный поток, создаваемый цилиндрическими катушками, включенными согласно индуктору, ослабляет воздействие поля индуктора на торце заготовок, что обеспечивает их -равномерный нагрев. В то же время этот магнитный поток не вызывает достаточно больших дополнительных токов, способных перегреть крайние витки катушек. Кроме того, индуктирухщий провод катушек выпрлИеи водоохлаждаеьвлм как и токопровод индуктора. Таким образом, надежность цилиндрических катушек равна надежности катушки индуктора. При включеиии цилиндрических катушек согласно с индуктором независимо от способа соедине я с индуктором . (параллельио илипоследовательно), степень воздействия этих катушек Ка поле индуктора регулируют числом их витков При последовательном и согласном включении цилиндрических катушек с индуктором с увеличением

7924

числа витков катушек поле, создаваемое ими, возрастает. Но так как э.то поле в областях торцов нагреваемых заготовок направлено встречно полю овального индуктора, то оно ослабляет последнее и, как следствие, ослабляет нагрев торцов заготовок. Экспериментально установлено, что равномерный нагрев заготовок наблюдается при установлении числа витков

цилиндрических катушек в пределах , 0,8-2,00 от числа витков овального индуктора. При параллельном и согласном включении цилиндрических катушек с индуктором поле, создаваемое .цилиндрическими катушками, также направлено встречно полю овального индуктора. Но так как при параллельном включении поле катушек увеличивается

0 обратно пропорционально квадрату числа витков, то экспериментально установлено, что для эффективного ослабления поля индуктора число витков цилиндрических катушек должно быть

5 установлено в пределах 0,3-1,0 чис- дла витков овального индуктора. Таким образом, равномерный нагрев заготовок будет обеспечен при установлении числа витков цилиндрических катушек

0 в пределах 0,3-2,0 от числа витков овального Индуктора в зависимости от способа соединения с индуктором.

Упрощение технологии изготовления предлагаемого изобретения обеспечивается тем, что технологические приемы изготовления цилиндрических катушек одинаковы с технологией изготовления катушки индуктора.

На фиг.1 изображен индуктор, общий ВИД на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Индуктор состоит из индуктирующей катушки 1, вьшолненной из водоохлаждаемой трубки, навитой по

5 спирали. Катушка 1 в поперечном сечении имеет форму овала. Внутри основной катушки 1 параллельно ее продольной оси установлены две дополнительные цилиидрические катушки 2 и 3, индуктирующий провод которых выполнен из медной водоохлаждаемой трубки. Катушки 2 и 3 размещены так, что центры симметрии их поперечного сечения совмещены с фокусами овального поперечного сечения катушки 1. Катушкр 2 и 3 электрически соединены последовательно и согласно с катушкой 1 .посредством токопроводов 4. Количество витков каждой из катушек 2 и 3 равно 0,8-2 количества витков катушки 1. Катушки 1-3 заключены в футеровку ((не показана/.

Работа индуктора происходит следующим образом.

Заготовки 5 помещаются в индуктор между катушками 2 и 3, так, что их продольная ось перпендикулярна продольной оси индуктора. В результате протекания тока по индуктирующему проводу катушек 1-3 в заготовке индуцируется ток, нагревающий ее до заданной температуры. Благодаря согласному соединению катушек 2 и 3 с: катушкой 1 внешнее поле катушек 2 и 3 ослабляет поле катушки 1 в области торцев нагреваемых заготовок 5. В результате этого распределение температуры по длине заготовок 5 выравнивается. Интенсивность поля катушек 2 и 3 при последовательном соединении с катушкой 1 регулируется числом витков катушек 2 и 3.

Катушки 2 и 3 могут быть подключены к катушке 1 и параллельно. В этом случае напряжение на них подается с части витков катушки I, а интенсивность поля катушек 2 и 3 регулируется как числом витков их в количество 0,3-1 числа витков катуш-. ки 1, так и местом подключения к вит1кам катушки J.

Использование предлагаемого индуктора для нагрева мерных заготовок для термообработки или под пластическую деформацию позволяет обеспечить равномерный нагрев заготовок, а в случае необходимости - регулирование интенсивности нагрева торцев заготоВОК.

Формула изобретения

Индуктор для нагрева заготовок, содержащий спиральную индуктирующую

катушку, образукжцую овальную полость для размещения заготовок, в торцах которой размещены элементы ослаблений поля, отличающий ся тем, что, с целью повьш1ения равномерности нагрева и надежности работы, элементы ослабления поля выполне г 1 в видемноговитковых цилиндрических катушек, установленных вдоль продольной оси индуктирующей катушки так,

что их продольная ось проходит через фокусы поперечных сечений овальной полости индуктора, а количество витков их составляет 0,3-2 количества витков индуктирующей катушки, причем

цилиндрические катушки соединены с индуктирующей согласно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент США 3489875, кл. Н 05 В 5/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 205869, кл. Н 05 В 5/18, 1967.

3.Авторское свидетельство СССР № 228807, кл. Н 05 В 5/02, 1966.