Способ управления индукционным нагревом изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры участков нагреваемой поверхности изделий. Цель изобретения - упрощение процесса управления нагревом и повышение точности нагрева. С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком 3 участку вращающегося изделия проходит ток, величина которого зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и короткозамкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов, индуцируемых индуктором и короткозамкнутым витком. По мере изменения угла в пространстве между плоскостями витка и витков индуктора изменяется величина наведенной ЭДС и тока в короткозамкнутом витке. Изобретение позволяет исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление. 2 с.п, и 1 3. п. ф-лы, 7 ил. (Р (Л с вода СдЭ о ел 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) А1

Ъ (50 4 С 21 D 1/06, Н 05 В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Щ цn(. 1(o Yq g e

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дода (2i) 3653357/22-02 (22) 12.10.83 (46) 23.04.87, Бюл. Р 15 (72) В,С.Баранов, Л.С ° Космович и В.И.Прицев (53) 621.785.62(088.8) (56) Патент ФРГ Р 1280446, кл, Н 05 В 6/36, 1968.

Патент США N - 3423557, кл. Н 05 В 6/36, 1969. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫМ

НАГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается индукцион— ного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры участков нагреваемой поверхности изделий. Цель изобретения — упрощение процесса управления нагревом и повышение точности нагрева. С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком 3 участку вращающегося изделия проходит ток, величина которого зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и короткозамкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов, индуцируемых индуктором и короткозамкнутым витком. По мере изменения угла в пространстве между плоскостями витка и витков индуктора изменяется величина наведенной ЭДС и тока в короткозамкнутом витке, Изобретение позволяет исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление. 2 с.п. и

1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1 3051 80

Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры, участков нагреваемой поверхности изделий .

Цель изобретения состоит в упрощении процесса управления нагревом изделия и повышении его точности.

На фиг.1 изображено устройство для 10 осуществления способа (положение ко. роткозамкнутого витка при максимальном экранирующем воздействии), вид спереди на фиг.2 — то же, вид сбоку, на фиг.3 и 4 — при минимальном экра- 15 нирующем воздействии на фиг.5 и б варианты выполнения короткозамкнутого витка и его положение при максимальном экранирующем воздействии; на фиг.7 — то же, при минимальном экранирующем воздействии короткозамкнутого витка. на нагрев в одновитковом индукторе.

Предлагаемый способ управления индукционным нагревом изделий осуществляется устройством для управления индукционным нагревом изделий в многовитковом индукторе 1, каждый виток которого лежит в плоскости, пересекающей продольную ось 2 индуктора и под угпом, отличным от 90, содержащим о короткозамкнутый водоохлаждаемый виток 3, часть которого по дуге охватывает выступающую поверхность изделия

4, а другая его часть расположена в 35 той же плоскости (или близкой к ней), что и витки нагревающего изделие индуктора, т.е. под углом е4 к продольной оси 2 индуктора. Кроме того, короткозамкнутый виток 3 выполнен 40 разворачиваемым вокруг продольной оси

2 индуктора 1.

Управление интенсивностью нагрева с помощью предлагаемо го устройства 45 осуществляют следующим образом.

С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком 50

3 участку вращающегося изделия 4 проходит индуцируемый результирующий ток, определяемый величиной потокосцепления между индуктором и короткозамкнутым витком, при этом величина этого тока зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и короткозамкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов индуцируемых индуктором и короткозамк-. нутым витком, Изменение экранирующего воздействия на нагрев участка изделия ко— роткозамкнутого витка происходит ввиду того, что по мере изменения угла 3 в пространстве между плоскостями витка и витков индуктора изменяется величина наведенной ЭДС и тока в короткозамкнутом витке, при этом направление этого тока противоположно току индуктора. Короткозамкнутый виток, в свою очередь, индуцирует в нагреваемом участке ток, направленный противоположно току, наведенному индуктором, и ослабляет его.

Так, например, при расположении короткозамкнутого витка, соответствующего его положению, показанному на фиг.1, величина результирующего тока на нагреваемом участке изделия будет наименьшей, что соответствует макси-. мальному экранирующему воздействию короткозамкнутого витка при совмеще— нии его с плоскостью расположения витков индуктора.

Поворот короткозамкнутого витка в любую сторону влечет за собой изменение угла в пространстве между плоскостями витков индуктора и короткозамкнутого витка, что уменьшает результирующий ток, протекающий по нагреваемому участку.

В положении короткозамкнутого витка 3, показанном на фиг.3, результирующий индуцированный в изделии 4 ток будет наибольшим, что соответствует минимальному экранирующему воздействию короткозамкнутого витка 3.

Устройство может использоваться как при одновременном, так и при непрерывно-IIoследовательном нагреве.

В последнем случае нагревающий индуктор 1 перемещается относительно изделия, а короткозамкнутый виток 3 неподвижен (или наоборот), но может быть повернут вокруг продольной оси 2 индуктора 1. В обоих случаях деталь вращается.

Наибольший диапазон регулирования интенсивностью нагрева участка изделия достигается в случае, когда плоскость витков индуктора и короткозамкнутого витка расположена под углом о

45 к оси детали.

Возможны варианты выполнения короткозамкнутого витка, например вариант (фиг.5), с одинаковым экранирую1305180

Фиг.2 щим эффектом по всей поверхности нагреваемого участка, вариант (фиг.б) с ярко выраженной зоной экранирования и промежуточной зоной, но с меньшим диапазоном регулирования интенсивностью нагрева, когда часть короткозамкнутого витка располагается в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, а часть — в плоскости, параллельной плоскости витков 10 индуктора, и вариант с одновитковым индуктором (фиг.7), захватывающим зону, большую, чем короткозамкнутый виток, в этом случае снижается диапазон регулирования интенсивности нагрева, но выравнивается влияние индуктора по длине нагреваемого участка. При этом, если на фиг.1, 5 и 6 положение короткозамкнутоro витка соответствует его максимуму воздействия 20 на нагрев участка изделия, то на фиг.2 и 7 — его минимуму.

Предлагаемый способ управления индукционным нагревом позволяет упростить регулировку интенсивности нагре-25 ва изделий со сложной конфигурацией, исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление. формула и з о б р е т е н и я 30

1. Способ управления индукционным нагревом изделий в индукторе с наI клонными витками и короткозамкнутым витком, включающий изменение интенсивности нагрева участков изделия пу. тем регулирования экранирующего воздействия короткозамкнутоro витка, о тличающий ся тем, что, с целью упрощения процесса управления нагревом и повышения точности нагрева, регулирование экранирующего воз-: действия короткозамкнутого витка осу-. ществляют изменением угла между его плоскостью и плоскостью витков индуктора.

2. Устройство управления индукционным нагревом изделий в индукторе с наклонными относительно его продольной оси витками, содержащее соосно расположенный с индуктором короткозамкнутый виток, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности нагрева участков изделия, короткозамкнутыи виток расположен под углом к продольной оси индуктора и установлен с возможностью поворота вокруг этой оси на угол до 1.80

3. Устройство по п,2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что короткозамкнутый виток выполнен из участков, лежащих как в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, так и в плоскости, расположенной под углом о

45 к этой оси.

1 3051 80 Риг3 сРиг.5

1305180

Вода

Со ставит ель В, Белофастов

Техред Jl.Ñeðäþêoâà Корректор И.Эрдейи

Редактор Н.Eгорова

Заказ 1383/21

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4