Разъемный концентратор Советский патент 1981 года по МПК H05B6/36 C21D1/10 

1

Изобретение относится к термической обработке, а именно к устройствам для поверхностной закалки металлов с помощью индуктивного нагр ва, и может быть применено для магнитно-импульсной обработки с подогревом и локального нагрева металлов .

Известен разъемный концентратор, содержащий электропроводный разъемный корпус, имеющий два отверстия с радиальными пазами, в которых уложены рабочие обмотки, и отверстие для установки заготовки,и два ферромагнитных сердечника, расположенные внутри рабочих обмоток 3Недостаток этого концентратора, заключается в ограничении функционаи ь ных возможностей, т.е. возможности получения мощного высокочастотного импульса тока, нагревающего заготовку, путем наложения высокочастотных импульсов тока, подаваемых как от одного, так и от нескольких источников без взаимного влияния их друг на друга.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности получения мощного импуль са тока от нескольких источников

без взаимнвго влияния их друг на друга.

Поставленная цель достигается

с тем, что концентратор снабжен распоГ ложенными в пазах отверстий с рабочими обмотками двумя индуктивно не связанными, электрически соединенными между собой компенсационными обп мотками.

На фиг. 1 представлен концентратор; на фиг. 2. - разрез А-А на фиг. 1. .

Предлагаемый- концентратор содержит электропроводный корпус 1 (фиг.2

5 распложенный на основании 2 (фиг.1). Корпус концентратора состоит из двух частей 3 и 4 (фиг.1), которые электрически соединены по краям и разделены диэлектриком 5 в средней

20 части.по краям корпуса 1 выполнены два отверстия б и 7 с радиальными пазами 8 (фиг.2). В отверстиях 6 и 7 расположены две рабачие обмотки 9 и 10 соответственно, совместно

25 с которыми в радиальных пазах 8 размещены две компенсационные обмотки 11 и 12 соответственно, отделенные от рабочих обмоток диэлектриком 13. В отверстиях 6 и 7 расположены

30 два ферромагнитных сердечника 14

И 15 соответственно. Рабочие обмотки 9 и 10 электрически меяаду собой не соединены и индуктивно не связаны. Они подключены к источникам (не показаны). Компенсационные обмотки 11 и 12 электрически соединены друг с другом, но индуктивно не связаны. В средней части корпуса 1 концентратора выполнено отверстие 16 (фиг.1), в котором расположена обрабатываемая заготовка 17. Верхняя часть 3 корпуса концентратора соединена с поршнями 18 прижимного устройства, например гидравлического пресса.

Предлагаемый концентратор работает следующим образом.

В отверстие 16 корпуса 1 концентратора вставляется заготовка 17. Верхняя часть 3 корпуса концентратора с помощью прижимного устройства плотно прижимается к нижней части 4 корпуса, обеспечивая тем самым хороший электрический контакт между ЧАСТЯМИ по краям корпуса концентратора. После установления заготовки 17 я обеспечения хорошего контакта от источников питания на рабочие обмотки 1 и 2 подаются с наложением во времени один за другим высокочастотные импульсы тока. При этом в концентраторе путем наложения импульсов тока, подаваемых от источников, формируется мощный высокочастотный импульс тока заданной формы с временем., спада не более 1% от времени действия импульса. Потоки рассеиваются в отверстиях 6 и 7 снижаются за счет помещения в них ферромагнитных сердечников 14 и 15.

Возможность наложения импульсов тока обеспечивается конструктивным исполнением и работой концентратора Упрощено t работу концентратора можно представить следующим образом.

°При подаче импульсов тока от источников по рабочим обмрткам 9 и 10 концентратора п ютекают токи 1 и 1,0 () соответственно. Токи IP и 1,0 наводят в корпусе концентратора и компенсационных обмоток ЭДС: ТОК Г9 - -f в корпусе концентратора и Е в компенсационной обмотке 11, а ток 3 в корпусе и 64 ° компенсационной обмотке 12. По корпусу концентратора протекает ток ,, который определяется суммой ЭДС 6 и и полным сопротивлением цепи, по которой он протекает. Для наглядности этот ток можно представить в виде двух токов. Один из них 1 (фиг.1) определяется ЭДС Sjt и полным сопротивлением цепи, по которой он протекает, а ДРУГОЙ 1 - ЭДС С к полным сопротивлением цепи, по которой он протекает. Таким образом общий ток в корпусе концентратора 1 представлйется в виде суммы двух токов 1 и 1. Аналогично ток, протекающий по компенсационным обмоткам И я 12

концентратора, можно представить в виде разности токов 1 и 1i, Следовательно, применяя принцип суперпозиции, можно рассмотреть работу обмоток 9 и 10 концентратора отдель но, а затем алгебраически сложить или вычесть токи, индуцируемые этими обмотками в корпусе концентратора 1 и компенсационных обмотках 11 и 12. Токи I;j и Ij в той части корпуса, где расположена рабочая обмотка 110, создают магнитные потоки Ф и ф соответственно (фиг.2), которые направлены навстречу друг другу. Эти потоки создают в обмотке 10 противоположно направленные ЭДС. Па1эаметсыцепей, по которым протекают токи 1 и Ij, выбираются таким образом, чюбы разность этих ЭДС была равна нулю В результате этого при работе рабочей обмотки 9 на выводах рабочей обмотки 10 отсутствует наведенное напряжение.

Токи 1з и 1 в той части корпуса, где расположена рабочая обмотка 9, создают магнитные потоки 4 и соответственно (фиг.2), которые направлены навстречу друг другу. Эти потоки создают в обмотке 9 противоположно направленные ЭДС. Параметры цепей, по которым протекают токи 1э Хд выбираются таким образом, чтобы разность этих ЭДС была равна нулю. В резулыате этого работе рабочей обмотки 10 на выводах рабочей обмотки 9 отсутствует наведенное напряжение.

Равенство нулю разности противоположно направленных ЭДС может быть достигнуто, например, с помощью pery лируемого«сопротивления (не показано) , включенного в цепь компенсационнЪй обмотки.

Вследствие такой работы концентратора возможна совместная работа нескольких источников без взаимного их влияния друг на друга. В результате поверхность заготовки нагревается мощным высокочастотным импульсом тока заданной формы, образованным наложением импульсов от источников. Изменяя количе тво и мощность подаваемых на рабочие рбмотки им- пульсов тока, а также параметры концентратора, получают оптимальную для данного металла Форму и длительность иагревакядего импульса тока, обеспечивающего получение вязкой.мелкозернистой структуры закаленного слоя заготовки (патент СССР 436498, кл. С. 21 D 1/12, 29.10.70), т.е. чтобы время спада короткого импульса тока в заготовке былосне более 1% от времени действия импульса.

Предлагаемый концентратор по сравнению с известным обеспечивает расширение функциональных возможностей, т.е. позволяет получать мощный высокочастотный импульс тока заданной