Индуктор для нагрева деталей Советский патент 1982 года по МПК H05B6/36 

(54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к электротермии и предназначено для индукционч ного нагрева толстолистовых деталей толщиной 60-160 мм, имеющих произвольный контур и кромки сложного профиля (продольные кромки).

Известны индукторы для нагрева тел, ограниченных контуром сложной формы (зубчатых колес модулем более 10, звездочек, кулачков и др.), виток индуктирующего провода которых повторяет конфигурацию нагреваемого изделия, при этом зазор между индуктирующим проводом и нагреваемым изделием выдержан постоянным по всему контуру 1..

.Недостатком известных индукторов ,при нагреве изделий с профильными . кромкс1ми является невозможность равномерного нагрева кромок по их высоте вследствие различной напря-. женности электромагнитного поля в точках кромок, разноудаленности их от индуктирующего провода, и различных условий теплоотвода внутрь нагреваемого изделия.

Известно также устройство для нагрева толстолистовух изделий, имеющих произвольный контур, представля-1 ющее/собой индуктор, инду тируютдай

провод которого охватывает изделие по периметру, а в зазоре между индуктирующим проводом и изделием (в местах отклонения конфигурации контура от прямолинейной) в плоскости изделия установлены вкладыши. Вкладыш представляет собой короткозамкнутые витки из медной водоохлаждаемой трубки, плоскость которых

10 совпадает с плоскостью контура, образуемого индуктирующим проводом, и с плоскостью нагреваемого листового изделия. Назначением вкладышей является создание одинаковой напря15женности электромагнитного поля по всему периметру изделия; Дополнительно, более тонко, напряженность электромагнитного поля из нагреваемой поверхности изделия регулируется с

20 помощью П-образных магнйтопроводов, магнитно связывающих между собой индуктирующи й провод индуктора и короткозамкнутые вкладыши 23.

Недостатком известного устройства являетсяневозможность равномерного нагрева по периметру толстолистовых изделий с профильной кромкой, что объясняется различной напряженностью электромагнитного поля в разноудален30 .ных от вкладыша точках кромки и различными условиями теплротвода от них Использование фигурных вкладышей, по профилю соответствующих профилю кромки, также не обеспечивает равномерно-гр нагрева кромки по высоте из-за перегрева ее выступающих углов Наиболее близким к изобретению является индуктор для -нагрева деталей, содержащий две горизонтально установленнйе соосно подвижно в вертиксшьной плоскости плоские спиральныё катушки, образующие зазор для размещения нагреваемых деталей и короткозамкнутый вкладыш, выполненны из немагнитного электропроводного материала и установленный в указанно зазоре подвижно в горизонтальной пло кости Сз . . При использовании известного уст ройства для нагрева профильных кромок толстолистовых изделий изделие помещают между катушками и ограничивают со стороны кромки вкладышем. В этом случае магнитный поток, создаваемый электромагнитной системой, а следовательно и вектор напряженное ти магнитного поля, параллельны плос кости листового изделия и практически равны нулю на поверхности кромки Это приводит к тому, что ребра кром ки,, лежащие ближе к катушке и вкладушу,. перегреваются. Целью изббрбтения является повышение равномерности нагрева кромок толстолистовых деталей по высоте. Поставленная цель достигается тем, что в индукторе для нагрева деталей вкладыш по высоте выполнен в виде двух элементов, установленны по контуру на внутренней поверхности катушек с зазором между ними. На фиг. 1 представлен индуктор, общий вид, (верхняя катушка условно не показана); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Индуктор для нагрева профильных кромок толстолистовых изделий состо ит из двух параллельных и включенны электрически встречно плоских спиральных катушек 1 и 2 и установленн по ИХконтуру, выполненных по высот из двух элементов 3 и 4. Катушки выполнены из .медной водоохлаждаемой трубку 5 и заформованы в теплоизоля ционную футеровку б. Для придания катуьйкам 1и 2 механической прочност они закреплены на электроизоляционных плитах 7 и 8. Верхняя плита 7 установлена с возможностью вертикал ного перемещения, для осуществления которого снабжена винтовыми домкратами 9. Элементы 3 и 4 вкладышей выполнены из немагнитного электропр водного материала и снабжены системой водоо: лаждения (не показана). Каждый из них через .направляющие 10 закреплен перпендикулярно индуктиру щему проводу катушек 1 и 2 на внутренней поверхности катушек 1 и 2 с возможностью перемещения в горизоН тальной плоскости. Для регулировки ; положения элементов 3 и 4 предусмотрены регулировочные винты 11, позво- , ляющие изменять их положение относительно профильной кромки изделия 12. На нижней плите 8 установлены опоры 13 для регулирования положения изделия 12 внутри индуктора. Индуктор работает следующим образом. При подаче напряжения на катушки 1 и 2 вокруг них создается магнитный поток 14 и 15, который разветвляется на составляющие 16 - 19, из которых 16 и 13 обеспечивают нагрев профиля кромки по всему контуру изделия 12. Составляющие магнитного потока 17 и 19 проходят между внутренними плоскостями катушек 1 и 2 и прилегающими к ним поверхностям элементов 3 и 4. Составляющие магнитного потока 16 и 18 проходят между элементами 3 и 4 и профильной кромкой изделия 12, а далее в зазоре элементами 3 и 4. Соотношение между всеми составляющими магнитного потока зависит от зазоров как установленных между элементами 3. и 4, так и между ними и катушками 1 и 2, а также между ними и профильной кромкой изделия 12. При уменьшении зазора между элементами 3 и 4, а также увеличении зазора межру ними и профильной кромкой изделия 12 интенсивность нагрева кромки падает. При увеличении зазора между элементами 3 и4, а также уменьшении зазора между ними и профильной кромкой изделия 12 интенсивность нагрева кромки возрастает. Изменение взаимного положения элементов 3 и 4 относительно друг друга, а также относительно .кромок изделия 12 и катушек 1 и 2 обеспечивает равномерный нагрев профильной кромки изделия. Поскольку катушки индуктора включены электрически встречно, то в зазоре между ними (рабочей области индуктора) преобладает радиальная составляющая вектора напряженности магнитного поля. При выполнении вкладышей целиковыми по высоте листа благодаря токам, наведенным в них, магнитное поле индуктора вытесняется в зазоры между катушками и вкладышами, а напряженность поля на поверхности нагреваемой кромки окажется равной нулю. При выполнении вкладышей составными, состоящими из двух электроизолированных частей по высоте. Магнитный.поток индуктора частично замыкается через зазор между частями вкладышей, и, следовательно, напряженность магнитного поля ,на поверхности нагреваемой кромки отлична от нуля. Предлагаемый индуктор обеспечивает равномерный нагрев кромки толс листового изделия сложной конфигурации.. Формула изобретегния .Индуктор для нагрева деталей, со держащий две горизонтально установленные соосно и подвижно в вертикальной плоскости плоские спиральны катушки, образующие зазор для размещения нагрева емых деталей, и коро козамкнутый вкладыш, выполненный из немагнитного электропроводного : .материала и установленный в указанн зазоре подвижно в горизонтальной плоскости, отличающийся

./У

fe9. t тем, что, с целью повышения равномерности нагрева кромок толстолистовых деталей по высоте, вкладыш по высоте выполнен в виде двух элементов, установленных по контуру на внутрен;ней поверхности катушек с зазором между ними. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Слухоцкий А.Е. и др. индукторы для индукционного нагрева. 1978. с. 150. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2792638/24-07, кл. Н 05 в 6/36, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке №2469494/22-02 кл. Н 05 в 6/36, 1977.