Индуктор для методического нагрева заготовок

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение производительности индуктора. Индуктор для методического нагрева заготовок обеспечивает ускоренный нагрев за счет разбиения его на зоны 4-6 большей и меньшей напряженностью . Для этого обе плоские спиральные катушки индуктора имеют несколько зон, витки в которых имеют различное число и ширину, что выбирается по определенным зависимостям в соответствии с другими параметрами индуктора, такими как ширина катушки, зазор между витками, число зон и т.д. 2 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 05В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674358/07 (22) 09,01.89 (46) 23.10.91. Бюл, ¹ 39 (72) О,А.Коченюк, Д.Л.Зубер, Г,Д,Цодиков и

T.Ã. Коче н юк (53) 621.365,511(088.8) (56) Слухоцкий А.Е. и др, Индукторы для индукционного нагрева.— Л.: Энергия, 1974, с.220 †2.

Авторское свидетельство СССР № 1057556, кл, С 21 0 1/42, 1981, (54) ИНДУКТОР ДЛЯ МЕТОДИЧЕСКОГО

НАГРЕВА ЗАГОТОВОК,, SU, 1686711 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение производительности индуктора. Индуктор для методического нагрева заготовок обеспечивает ускоренный нагрев за счет разбиения

его на зоны 4-6 большей и меньшей напряженностью. Для этого обе плоские спиральные катушки индуктора имеют несколько зон, витки в которых имеют различное число и ширину, что выбирается по определенным зависимостям в соответствии с другими параметрами индуктора, такими как ширина катушки, зазор между витками, число зон и т.д. 2 ил.

1686711

Изобретение относится к электротермии, в частности к области индукционного нагрева, и предназначается для объемного методического нагрева цилиндрических заготовок под пластическую деформацию.

Цель изобретения — повышение производительности.

На фиг,1 представлен индуктор, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Индуктор для методического нагрева заготовок содержит две плоские кольцевые катушки 1 и 2 равной ширины а, Катушки расположены в горизонтальных плоскостях и подключены электрически встречно к одному источнику питания (не показан). Катушка 1, снабженная механизмом 3 подъема, имеет возможность. относительного смещения в вертикальной плоскости вдоль общей оси.

Каждая катушка выполнена в виде по меньшей мере двух зон, например трех зон

4-6, которые благодаря разному числу витков и ширине витков образуют три зоны нагрева. Индуктирующий провод 7 катушек

1 и 2 разбит на параллельные ветви из проводника переменной ширины, число которых равно числу зон, т.е, в данном случае на три ветви 8 — 10. В каждой зоне витки выполнены равной ширины, а число витков определяется из выражения:

nj =2M — j, где п — число витков в j-й зоне;

N — число зон.

j — текущий номер зоны, начиная с эоны с максимальным числом витков, тогда в трехзонной катушке (N=-3) в зоне 4, имеющей максимальное числа витков, J=1, число витков п =2 3-1=-5 витков, в зоне 5 — nz =- 4 витка, в зоне 6 — пэ =-3 витка, Ширина витка в каждой зоне определяется иэ выражения а — (2М вЂ”.) — 1 ) д

2N-J где б — ширина витков в J-й зоне, м;

d — ширина катушки, м;

N — число зон в катушке;

) — текущий номер зоны, начиная с зоны с максимальным числом витков; д — зазор между витками, м.

В трехзонной катушке (N=-З) в зоне 4, имеющей максимальное число витков (т.е.

J =- 1), ширина витков при а = 800 мм и зазоре между витками д= 5 мм(эазор выбирается минимально допустимой из условия технологии изготовления катушки) будет равно

8Оп -(2 3- 1-1) 5

2 3 — 1 х 10 -- 0.156 (м);

55 для зоны 5 dz =. 0,196 м; для зоны 6 дз = 0,283 м.

Таким образом, в каждой последующей зоне, начиная с зоны 5, уменьшается число витков и увеличивается их ширина, Это позволяет обеспечить, при равенстве токов, протекаемых в ветвях 8 — 10, разные эоны . нагрева заготовок с различной напряженностью магнитного поля в них.

Зона 4 имеет максимальное число индуктирующих проводов и, соответственно, максимальную напряжен ность магнитного поля, в зоне 6 — число витков минимальное, соответственно, минимальная напряженность поля; зона 5 имеет среднюю напряженность поля между зонами 4 и 6.

Индуктор работает следующим образом, Заготовку 11 загружают в начале зоны 4 вдоль радиуса катушки на вращающийся под 12. При подаче напряжения на индуктор переменный ток, протекающий по индуктирующим проводам, индуцирует в заготовке

11 ток, обеспечивающий ее нагрев, Вращающийся под 12 перемещает заготовку по окружности через индуктор. При прохождении заготовки 11 через первую зону 4 с большим значением напряженности магнитного поля осуществляется быстрый подъем температуры ее поверхности до ковочной. При попадании в зону 5 нагрев ослабевает из-за уменьшения напряженности поля, при этом обеспечивается поддержка температуры поверхности и компенсация передачи тепла в глубь заготовки.

При попадании в зону 6 нагрев еще больше ослабевает, что обеспечивает поддержание температуры поверхности и выравнивание ее по сечению. Таким образом, индуктор обеспечивает режим нагрева, близкий к ускоренному, что уменьшает время нагрева и увеличивает производительность при сокращении габаритных размеров. При подходе заготовки к концу зоны 6 ее температура по длине и сечению становится равной температуре штамповки и заготовка выгружается из индуктора.

Экспериментальную поверхность ведут на физических моделях известного и предлагаемого индукторов. Физическая модель известного индуктора эквивалентна индуктору с внутренним диаметром 1400 мм, наружным диаметром 3000 мм. Нагреву подвергаются стальные заготовки 160 мм, Нагрев осуществляют на частоте 1000 Гц.

Производительность установки 4,00 т/ч, количество заготовок в индукторе 26 шт.

При этом напряжение на индукторе должно составлять 1700 В.

168671!

Формула изобретения

n =2N — j; dj— ги- где nj — число витков в каждой j-й зоне;

dj — ширина витка в j-й зоне, м;

N — число зон; а — ширина кольцевой катушки, м;

j — текущий номер зоны, начиная с зоны с максимальным числом витков; д — зазор между витками, м.

1

Составитель О, Щедрина

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова

Заказ 3611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При использовании предлагаемого индуктора для получения и роизводительности

4,5 т/ч количество заготовок составляет

-14 шт. (при внутреннем диаметре индуктора 700 мм, наружном диаметре 2300 мм), Напряжение, подводимое к индуктору, составляет =800 В, т.е. индуктор подключается непосредственно к генератору беэ промежуточных звеньев, повышающих напряжение, При переходе на другой тип заготовок, например меньшего диаметра и требующего меньшего времени нагрева, для обеспечения требуемого темпа выдачи заготовки загружают в зависимости от диаметра или в середину первой зоны 4 или в начало второй зоны 5, съем же нагретых заготовок осуществляется в конце третьей эоны 6. При этом для обеспечения максимальной электромагнитной связи между индуктирующим проводом и заготовкой верхняя катушка индуктора перемещается, например, механизмом 3 перемещения, обеспечивая минимально допустимый зазор между индуктирующим проводом и заготовкой, и, соответственно, максимальный электрический КПД.

Индуктор для методического нагрева заготовок, содержащий две плоские кольце5 вые катушки, установленные в горизонтальных плоскостях соосно и подвижно вдоль общей оси и снабженные выводами для встречного подключения к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения производительности, витки каждой из катушек образованы проводниками переменной ширины, образуя по меньшей мере две зоны катушки с витками равной ширины, концы витков в которых

15 снабжены дополнительными выводами для подключения к тому же источнику питания, при этом число витков и их ширина в каждой из эон определены по следующим формулам: