Устройство для высокочастотного нагрева Советский патент 1982 года по МПК H05B6/36 H01F19/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НАГРЕВА

1

Изобретение относится к иатреву токами высокой частоты и может быть использовано в закалочных установках как при подвижном, так и при неподвижном индукторе.

близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для высокочастотного нагрева, состоящее из первичной обмотки, установленной на изоляторах неподвижно на каркасе, и вторичного виткг, установленного соосно с первичной обмоткой, д Вторичный виток с индуктором имеет возможность возвратно-поступа ельного движения вдоль общей в процессе нагрева детали 1.

Недостаток известного устройства -. сравнительно низкий коэффициент полезного действия )j в связи с тем, что вторичный виток расположен снаружи ох первичной обмотки в зоне немаксимальной напряженности магнитного поля. Кроме того, первичная обмотка не заэкранирована изнутри, а поэтому существует необходи- 20 мость дополнительного экранирования всего трансформатора с целью снижения уровня радиопомех до допустимых н уменьшения напряженности вредного для человеческого организма электромагнитного поля на рабочем месте. Однако при настройке трансфор- j матора при снят(1 специальном экране поле неэкранированного трансформатора создает радиопомехи и вредно воздействует на организм человека.

Цель изобретения - повыщение коэффициента полезного действия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для высокочастотното нагрева, содержащем установленную неподвижно на каркасе спиральную первичную обмотку согласующего трансформатора и подвижш 1Й отноогтельно нее вторичный виток, жестко связанный с индуктором, вторичный вяток выполнен в виде двух коаксиальных полых цилиндров, причем внутренний вьшолнен с выступами, в которых расположен каркас с первичной обмоткой, а в промежутках между выступами полые г0ишндры с торцов соединены между собсш сегментными элементами.

В результате этого магнитное поле первичной обмотки полностью пронизьгаает вторичный , что устраняет рассеяние поля. Кроме того, активное сопротивление двойного вторичного витка в даа раза .меньше известного, Это снижает потери в двойном витке и, соответственно, повышает КПД, В результате того, что первичная обмотка находится в замкнутом объеме, образова шом нроводящими поверхностями, все электромагнитное поле сосредоточено внутри этого объема, и излуче ше поля во внешнюю среду не нроисходит. Предлагаемый вторичный виток имеет также MeHbUjyio индуктивность, что, о в свою очередь,,поз&оляет увеличить длину витка и, соответственно, хода индуктора, а также упростить систему охлаждения витка в связи с увеличением поверхностей, . Справедливость вышеизложенных ноложитель- 5 имеется кых эффектов иллюстрируют эквивалентные электрические схемы на фиг, 5 и 6, 1асчет активного сопротивле шя предлагаемо го вторичного витка производят по формуле D л/ о - р - активное сопротивле сие известного вторичного витка; РГ) - активтюе сопротивление внутренней стенки предлагаемого вторичного витка;R g -- актршное сопротивление всего предлагаемого вторичного витка. Расчет индуктивного сопрот1шления предлагаемого вторичного витка производят по формулеoSiAи Ц - ч)индуктивность известного вторичного индуктивность внутренней стенки предлагаемого втори шого витка; общая индуктивность предлагаемого вторичного витка. На фиг, 1 показано устройство, общий вид разрез; на фиг, 2 - разрез А-А фиг. I; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение В-В на фиг, 1; на фиг, 5 и 6 - эклив иентные электрические схемы, где а - активно индуктивное-сопротивле1ше известного витка; 6 - активное индуктивное сопротивление пред лагаемого вторичного витка, npeiyiaraeMoe устройство для высокочастотного нагрева состоит из основания 1, на котором на четырех изоляторах 2 закреплены две стеклотекстолитовые боковины 3, к которым прикреплены три стеклотекстолитовые монтажные нланки каркаса 4, на планках которого n cpejvcTBOM керамических изоляторов (не показа 1ы) установлена первичная обмотка 5 трансформатора 6, Вторичный виток жестко связан95724 ный с одновитковым индуктором 7 и подвиж-г ный относительно первичной обмотки 5, вынолнен в виде двух коаксиальных полых цилиндров 8 и 9, причем внутренний выполнен с выступами 10, в которых расположен каркас 4 с первичной обмоткой 5, а в промежутках между выступами полые цилиндры 8 и 9 с торцов соединены между собой сегментными элементами 11, Скрепление медными сегментами с торцов двух полых цилиндров обеспечивает надеясшлй электрический контакт между двутля полыми цилиндрами 8 и 9, При этом первичная обмотка 5 и вторичный виток расположены ко1ш;ентрично так, что между ними гарантированныйвоздушный зазор. велич1ша которого определяется напряжением, приложенным к первичной обмотке. Вторичный виток, имеющий длину больше длины первичной обмотки на величину, необходимого хода, индуктора, закреплен на подвижной каретке 12 через изоляторы 13, Каретка 12 установлена с. возможностью возвратно-поступательного движения на велшшну хода на металлических направляющих скалках 14, которые неподвижно закреплены la основании 1 через кронштейны 15. Каретка 12 и скалки 14 являются также и скользяшими электроконтактными парами, по которым происходит заземление вторичного витка согласно правил ПТЭ и ПТБ. Высокочастотное напряжение и охлаждающая вода подается на первичную обмотку 5 по полым шинам 16, Устройство для высокочастотного нагрева работает следуюшим образом. По направляюшим скалкам 14 от привода (не показан) возвратно-поступательно перемешается каретка 12 с вторичным витком и индуктором 7, Первичная обмотка 5 при этом неподвижна. При подаче высокочастотного напряжения на первичную обмотку она создает переменное магнитное ноле между внутренней и наружной сменкой вторичного витка, В связи с тем, что весь вторичный виток является замкнутым через иадуктор 7, то по внутренней и наружной стенкам вторищого витка протекает ток высокой частоты. Так как наружная и внутренняя стенки вторишого витка подключены к одному индуктору, то по нему протекает суммарный ток всего вторичного витка. В связи с эффектом близости между витками первичной обмотки и обеими стенкалвд вторичного витка электромагнитное поле за пределы вторичного витка не распространяется, Оданаковый физико-технический эффект нроисходит как при передвижении вторичного витка с индуктором, так и без передвижения их. Использование изобретения позволяет повысить КПД всей установки Т,В,Ч, резко снизить напряженность электромагнитного поля на рабо чем месте и раднопомехи, а также отказаться от специального .экранировання всего трансформатора. Применение изобретения позволяет модернизировать существуняцие установки с нагревом Т.В,Ч с подвижным и неподвижным индуктором, а также создавать новые с лучшими техни 1ко-зкономическими показателями. Формула изобретения Устройство для высокочастотного нагрева, содержащее установленную неподвижно на каркасе спиральн) первичную обмотку согласуюФс/г. / щего трансформатора и подвижный относитель но нее вторичный виток, жестко связанный с индуктором, отличающееся тем, по, с целью повышения коэффициента полезного действия, вторичный виток выполнен в виде двух коаксиальных полых цилиндров, причем внутренний выполнен с выступами, в которых расположен каркас с первичной обмоткой, а в промежутках между выступами полые цилиндры с торцов соецииены между собой сегментными элементами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W 708542, л. Н 05 В 6/36, 1980. Фи/,1

ff/f/ ffy/7f0

/ 7 s д

Ф1/г.

fff.

4

0yf.ff