Индуктор для методического нагрева заготовок — SU 1686711 (original) (raw)
(19) 16 я)5 Н 05 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ В КОМУ ЕТЕЛЬСТВ идетельство СС 21 О 1/42, 1981 54) И НДУКТО Р ДЛ Я М ЕТНАГРЕВА ЗАГОТОВОК СКОГО.Е. и др, Индукторы длягрева. - Л,: Энергия, 1974,(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.Изобретение относится к электротермии, в частности к области индукционногонагрева, и предназначается для объемногометодического нагрева цилиндрических заготовок под пластическую деформацию.Цель изобретения - повышение производительности.На фиг,1 представлен индуктор, общийвид; на фиг.2 - то же, вид сверху,Индуктор для методического нагревазаготовок содержит две плоские кольцевыекатушки 1 и 2 равной ширины а, Катушкирасположены в горизонтальных плоскостяхи подключены электрически встречно к одному источнику питания (не показан), Катушка 1, снабженная механизмом 3подъема, имеет возможность относительного смещения в вертикальной плоскостивдоль общей оси.Каждая катушка выполнена в виде поменьшей мере двух зон, например трех зон4-6, которые благодаря разному числу витков и ширине витков образуют три зонынагрева. Индуктирующий провод 7 катушек1 и 2 разбит на параллельные ветви из проводника переменной ширины, число которых равно числу зон, т,е, в данном случае натри ветви 8 - 10. В каждой зоне витки выполнены равной ширины, а число витков определяется из выражения:п =2 К - ),где п - . число витков в )-й зоне;М - число зон,) - текущий номер зоны, начиная с эоныс максимальным числом витков, тогда втрехзонной катушке (М=-3) в зоне 4, имеющей максимальное числа витков, )=1, числовитков п 1=2 3-1=-5 витков,в зоне 5 - п 2 =- 4 витка,в зоне 6 - пэ 3 витка,Ширина витка в каждой зоне определяется иэ выраженияа - 2 М-- 1)д2 й -)где б - ширина витков в )-й зоне, м;д - ширина катушки, м;й - число зон в катушке;) - текущий номер зоны, начиная с зоныс максимальным числом витков;д - зазор между витками, м.В трехзонной катушке (М=-З) в зоне 4,имеющей максимальное число витков (т,е,) =-1), ширина витков при а = 800 мм и зазоремежду витками д = 5 мм (зазор выбираетсяминимально допустимой из условия технологии изготовления катушки) будет равно800 -(2 3-1-1) 52 3 - 1х 10 := 0.156 м);для зоны 5 с 32 = 0,196 м; для зоны 6 сиз = 0,283 м. Таким образом, в каждой последующейзоне, 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 ин 10 дуктирующих проводов и, соответственно,15 20 25 30 35 40 45 50 55 При этом напряжение на индукторе должно составлять 1700 В. максимальную напряженность 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, пои 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.5 168671 Формула изобретения ги - 1каждой )-й зоне;в )-й зоне, м; где п 1 - число витков в б - ширина витка й - число зон; а - ширина кольце ) - текущий номерс максимальным число д - зазор между в вой катушки, м;зоны, начиная с зоным витков;итками, м. 7 Составитель О, Щедрина Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор О, КравцоваЗаказ 3611 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский к нат "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 нагревазаготовок, содержащий две плоские кольце вые катушки, установленные в горизонтальных плоскостях соосно и подвижно вдоль общей оси и снабженные выводами для встречного подключения к источнику питания, о т л и ч а ю щ и й с я 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; 20 а - 2 й -- 1 дп 1 =2 М - ); б 1 -