Индуктор для нагрева по меньшей мере двух изделий

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение вибропрочности индуктора при нагреве изделий в виде прямоугольных слябов. Индуктор содержит набор рядом расположенных прямоугольных секций, стянутых радиальной и осевой стяжками. Секции образованы одним проводником прямоугольного сечения, развернутым на ребро на прилегающих сторонах и установленным на этих сторонах в зазорах. За счет взаимодействия магнитных полей секций происходит скомпенсированное воздействие электродинамических сил, что повышает вибропрочность индуктора. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ.ЛИН (51) Н 05 В 6/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н авто сном свидаткльатам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4425293/24-07 (22) 16.05.88 (46) 23,06.90. Бюл. М 23 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) Л.С. Зимин и А.Ф. Сутягин (53) 621.365.51!(088.8) (56) Патент США - 3485985, кл, 219-10.67, 1969, Авторское свидетельство СССР

У 1501309, кл. Н 05 В 6/36, 1986. (54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ПО МЕНЬШЕЙ

MEPE ДВУХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к электИзобретечие относится к электротермии, конкретнее к индукционному нагреву заготовок прямоугольного поперечного сечения перед прокаткой.

Целью изобретения является повышение вибропрочности индуктора при нагреве иэделий в виде прямоугольных слябов.

На фиг. 1 показана схема индуктирующей обмотки; на фиг. 2 — индуктор, разрез; на фиг. 3 — то же, вид сверху, на фиг. 4 — схема индуктора с мгновенной картиной электромагнитных и электродинамических явлений.

Инудктор для нагрева содержит вертикально установленную многовитковую индуктирующую обмотку 1, последовательно намотанные витки которой прямым и обратным токопроводами зигзагообразно охватывают поочередно все нагреваемые слябы 2. Зигзагообразные

ÄÄSUÄÄ 1573561 А I

2 ротехнике. Целью изобретения является повышение вибро«рочности индуктора при нагреве иэделий в виде прямоуголь- ных слябов. Индуктор содержит набор рядом расположенных прямоугольных секций, стянутых радиальной и осевой стяжками. Секции образованы одним проводником прямоугольного сечения, развернутым на ребро «а прилегающих сторонах и установленным на этих сторонах в зазорах, За счет взаимодействия магнитных полей секций происходит скомпенсированное воздействие электродинамических сил, что повышает вибропрочность индуктора. 4 ил. токопроводы состоят из взаимно параллельных прямолинейных и полуовальных участков. Форма прямого и обратного зигзагообразных токопроводов показана на фиг.1, где видно, что на внутренних участках он расположен ребром, на внешнем — плашмя, т.е, линия изгиба обратного токопровода является зеркальным отображением линии изгиба прямого токопровода или укаэанным отображением. но перевернутым на

180 . Витки обмотки 1 изготовлены о из медной водоохлаждаемой трубки, изолированы друг от друга лакотканью или кипернсй лентой, пропитанной бакелитовым лаком, и образуют, например, для приведенного конструктивного варианта устройства в соьскуп-, ности три внутренние полости, где размещены нагреваемые слябы 2 взаимно параллельно и своим наибольшим

1573561 размером перпендикулярно к направлению магнитного потока нагревателя.

Внутренние полости 3-5 обмотки в поперечном сечении имеют форму вытянутого овала и разделены между собой длинными прямолинейными участками токопроводов, которые параллельны

i наибольшему размеру сляба 2. Трубка индуктирующей обмотки 1 профилирована так, - что ее прямолинейные участки, разделяющие внутренние полости, имеют уменьшенный в два раза осевой и увеличенный в два раза поперечный размеры сечения токопровода по сравнению с аналогичными размерами сечения на других ее участках (полуовальных и крайних боковых), По периметру каждой внутренней полости нагревателя проложена тепловая изоляция 6.

Слябы 2 внутри полостей установлены вертикально на изолирующих площадках

7, которые соединены с гидравлическим подъемным механизмом 8. Сверху полости 3-5 закрыты тепло- и звукоизолирующими крышками 9. Левая и правая боковые грани обмотки, образованные крайними прямолинейными участками зигзагообразных токопроводов, зафиксированы поперечными IO и продольными ll балками из прочного токонепроводящего материала, Поперечные балки 10, пересекаюшие крайние прямолинейные участки токопроводов под углом 90, жестко соединены с указанны- -5 ми токопроводами при помощи болтов 12, Стяжка обмотки осуществлена стальными шпильками 13. К полуовальным частям витков обмотки припаяны силовые отводы 14, которые выведены на перед- що нюю сторону устройства..С задней сто- роны устройства смонтированы входные и выходные штуцера 15 системы водоохлаждения обмотки.

Устройство работает в периодическом или в постадийном режиме на-. грена. В начальный момент времени слябы 2 с помощью механизма 8 загрузки-выгрузки одновременно поступа- ют во внутренние полости 3-5 индукти50 рующей обмотки 1 и по мере достижения заданной конечной температуры здновременно выгружаются из них в

"лучае периодического нагрева или по"ледовательно перемещаются из одной полости в другую при постадийном режиме нагрева. В постадийном режиме нагрева для пуска устройства могуч быть использованы "ложные" слитки, которыми на период пуска загружаются полости 3 и 4. Многосекционное исполнение индуктирующей обмотки 1 устройства позволяет осуществлять нагрев в нем слябов различной ширины, Мгновенная физическая картина электромагнитных и электродинамичес ких явлений имеющих место при работе устройства, изображена на фиг.4, где I » I э — условное направление тока соответственно в индуктирующей обмотке H B cëèòêe @3 » » 4 маг нитный поток, образованный обмоткой устройства соответственно во внутренних полостях 3-5; (— магнитный поток рассеяния обмотки; F,Ðð,F р4направление действия распирающих электродинамических усилий, порожденHblx соответственно магнитными потоками, Р, 4 полостей 3-5 обмотки нагревателя.

В процессе работы устройства магнитные. потоки У, Р, У,,:- данные собственным индуктирующим током I u обмотки 1 и вихревыми токами I в за3 грузке, пронизывают внутренние полости 3-5 и порождают распирающие электродинамические усилия Р »Fp3 Г р

Рэ» Г4» которые, воздействуя на проводнйки обмотки 1, являются причиной их вибрации и шумообразования. Из.-за встречного направления токов I и и I npo3 водники обмотки под действием усилий

Р отталкиваются от нагреваемых ими слябов, Однако при этом прямолинейные участки проводников, разделяюшие внутренние полости обмотки, испытывают скомпенсированное (или взаимоисключающее) воздействие электродинамических сил. Например, на прямолинейные участки проводников, разделяющие полости 4 и 3, синфазно действуют созданные потоками Р и Р усилия F< и Fp » которые направлены друг относительно друга встречно. В результате суммарная силовая нагрузка на участки проводников., разделяющие полости

3 и 4, практически равна нулю. Аналогичный эффект происходит с прямолинейными участками проводников, разделяющими внутренние полости 4 и 5, поскольку суммарная нагрузка от взаимно встречно направленных усилий

F1»> и Fp4 также снижается до нуля.

Тем самым вибрация указанных участков проводников обмотки прекрашается и существенно снижается уровень

5 !

57356 шума, создаваемого устройством в целом, так как значительно уменьшается площадь виброактивной поверхности нагревателя, по сравнению с прототипом также уменьшается в три раза, Ток протекающий по прямолинейным участкам токопроводов, разделяющих внутренние полости обмотки, за счет эффекта близости концентрируется с: двух сторон по их внешним поверхностям, обращенным к нагреваемым слябам. .При этом он разделяется на две равные части, что позволяет уменьшить в два раза сечение этих токопроводов в осевом направлении, обеспечивая постоянство плотности тока по всем участкам . индуктирующей обмотки.

Наличие магнитной связи между внутренними полостями устройства уменьша- 20 ет его безваттную работу, увеличивает электрический КПД и коэффициент мощности, а также снижает число необходимых конденсаторов для компенсации реактивной мощности. Повышение электрического КПД, в свою очередь, снижает виброактивность устройства, поскольку его требуемая производительность достигается при меньшей подво1

6 димой электрической мощности и, соответственно, при меньшем токе. формула изобретения

Индуктор для нагрева по меньшей мере двух иэделий, содержащий две рядом установленные обмотки, один из концов каждой из которых предназначен для присоединения к источнику питания, а вторые — соединены между собой последовательно-встречно, причем обмотки образованы одним изолированным проводником поочередным чередованием витков, внутренние участки которых расположены на одной оси беэ зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения вибропрочности ин-. дуктора при нагреве изделий в виде прямоугольных слябов, обмотки выполнены из проводника прямоугольного сечения, который расположен на внутренних участках витков ребром, а на о внешних выполнен развернутым на. !80 относительно внутренних, укаэанные участки выполнены прямолинейными, а индуктор снабжен радиальной и осевой стяжками.

15735б!

11

fe3

ФМ,2

1О15! 3561

Составитель А. Ергин

Редактор И,Шмакова Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Палий

Заказ j648 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгоро, ул. Гагарина,101