Установка для нагрева изделий высокочастотными импульсами Советский патент 1982 года по МПК C21D1/10 

Различие частот обусловлено практической сложностью обеспечения одина ковой конструкции разрядного и зарядного контуров, а следовательно и их индуктивности. В результате этого греются разные по глубине слои металла. . Цель изобретения - пбвьаиение качества нагкева металлических заготовок и улучшения ее весогабаритных характеристик. Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена электродами, выполненными в виде секторов, установленных на высоковольтных выводах конденсаторов, при этом послед ние расположены по окружности, в центре которой размещена нагрузка, например, индуктор, и электродами, установленными на коммутаторе,- который выполнен ,в виде ротора из диэлектрического материала. При этом установка снабжена плоскими цилиндрическими щииами, соединенными с конденсаторами и нагрузкой и установленными с воздушным зазором относительно секторов.Kporie того установка снабжена так же электромагнитом, выполненным в ви де цилинто а с .осью, на которой установлен ротор. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 -. коммутатор; на фиг. 3 -.сечение А-А на фиг. Ij на фиг. 4 - электрическая принципиальная схема устройства. Устройство снабжено емкостным накопителем энергии, содержащим 10-50 высоковольтных конденсаторов 1с емкостью в интервале 0,1-1 мкФ каикдый, расположенных по окружности. Нижний предел количества исполызуемых конденсаторов обусловлен той «нимальной энергией, которая необходима для термообработки заданного по верхностного слоя. Применение более 50 конденсаторов нецелесообразно вследствие ухудшения весогабаритных характеристик установки. : Высоковольтные выво;овд 2 конденсаторов 1 снабжены электродами- 3, выполненными в виде сектора окружности и образующими воздушный зазор 4 . с плоской шиной 5, к которой присоед нен вывод нагрузки, например индуктора 6. Земляной вывод индуктора б соединен с миной 7, содержащей цент.ральное отверстие 8. Шина 7 соединен с земляными выводами 9 конденсаторов 1 емкостного накопителя энергии. Шина 5 и 7 изолированы друг от друга диэлектрическим элементом 10. Нагрузка, например, индуктор 6, расположен в центре окружности, образованной конденсаторами 1, для обеспеч ния одинаковой для всех разрадных контуров индуктивности. Воздушные зазоры 4, образованные электропрово дами расположены на одинаковом расстоянии от центра окружности, образованной конденсаторами. Устройство также содержит коммутатор выполненный в виде диэлектрического ротора 11 с расположенными на нем, по крайней мере, одним э-пектродом 12. Электрод 12 расположен на расстоянии от центра окружности, образованной конденсаторами 1, равном расстоянию, на которое воздушные зазорны 4 удалены от центра этой окружности. Ротор 11 укреплен на оси 13 с помощью цилиндрического стакана 14, на котором закреплен ферромагнитный сердечник 15, расположенный внутри катушки электромагнита 16. Цилиндрический стакан 14,содержит вертикальный паз, обеспечивающий вертикальное перемещение ротора 11 вместе с цилиндрическим стаканом 14 и ферромагнитным сердечником 15. Вертикальное перемещение ротора 11 ограничено пружиной 17, также расположенной на оси 13. Коммутируккдее устройство приводится во вращение электродвигателем 18. Устройство работает следующим образом. Емкостной накопитель энергии заряжается от источника питания, например повысительно-выпрямительного устройства. На двигателе 18 устанавливается заданное число оборотов, которое определяется требуемой частотой следования импульсов. После подачи управляющего импульса на катушку 16 втягивается ферромагнитный сердечник 15, в результате чего в процессе вращения ротора 11 перемещается вверх на требуемое расстояние. Вследствие этого при прохождении электрода 12 мимо воздушного зазора 4 происходит пробой воздушного промежутка. В результате этого конденсатор 1 оказывается подключенным к нагрузке. По мере поворота ротора 11 все конденсаторы последовательно подключаются к индуктору б, т.е. вся запасённая в емкостном накопителе энергия выделяется в нагрузке, при этом на нагрузку воздействуют импульсы одинаковой амплитуды и частоты. Интервал между импульсшим также постоянен, так как ротор 11 вращается с постоянной угловой скоростью. За один оборот (или же меньше, в зависимости от количества коквлутирующих электродов 12) все конденсаторы поочередно подключаются к нагрузке. Каждый вэдушный зазор пробивается только один раз, что позволяет сократить паузу между импульсами. Далее следует самоохлаждение закаленного слоя, посредством чего образуется требуемая мелкозернистая структура. Частота следования импульсов серии, а следовательно и мощность, выделяемая в нагрузке, может быть

увеличена путем применения нескольких коммуткрунадих электродов.

Экономический эффект будет получен за счет увеличения примерно в 1,5 раза долговечности работы деталей. Подвергнутых закалке на предлагаемой установке, за счет повышения качества термообработки по сравнению с известными для выполнения операций, связанных с импульсным нагревом и составит 20 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

1. Установка для нагрева изделий высокочастотными импульсами, содержащая емкостной накопитель энергии, состоящий из Конденсаторов с высоковольтными выводами, коммутатор и нагрузку, отличающаяся тем, что, с целью повьниения качества нагрева иулучшения весогабаритных характеристик, она снабжена электродами, выполненными в виде сектора, установленных на высоковольтных выводах конденсаторов, при этом последние расположены по окружности, в центре которой размещена нагрузка, и электродами, установленкиот на коммутаторе, который выполнен в виде ротора из диэлектрического материала.

2.Установкапо п.1, отлича щ а я с я тем, что она снабжена плокими цилиндрическими шинами, соединенн ш с конденсаторами jii нагрузкой и установ 1енкыми с воздушным зазором относительносекторов.

3.Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена электромагнитом, выполненным в виде

|г1иляндрг1 с осью, на которой установлен ротор. . .

Источники информации. принятый во внимание при экспертизе .

1.Заявка Франции W 2296959, кд. Н 05 В 9/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2706262/25-27, кл. Н 05 В 9/00, 1976.