Индуктор для локального нагрева изделий

Индуктор для локального нагрева изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ИНДУКТОР ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО HAFPEBA ИЗДЕЛИЙ, преимущественно зоны шва труб конечной длины, содержащий две расположенные одна против другой петли, токопроводы .которых параллельны, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыоиения качества термообработки.за счет равномерного нагрева торца изделия, однополюсные токопроводы каждой петли расположены против зазора между разнополюсными токопроводами противолежащей петли. 2. Индуктор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что зазор А между токопроводами каждой петли равен а- А а+СВч йг), где а - ширина токопровода; §2 расстояния от токопро- 8 вода соответствующей . петли индуктора до пог верхности нагреваемого участка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЕСНИХ

РЕСПУБ/ВМ

Н 05 .В 6/36; С 21 Р 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " -" . с $

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 другой петли, токопроводы,которых параллельны, отличающийся тем, что, -с целью повьваения качест ва термообработки за счет равномерного нагрева торца изделия, одно" полюсные токопроводы каждой петли расположены против зазора между раэнополюсными токопроводами противолежащей петли. 2. Индуктор по . 1, . о т л и ч аю шийся тем, что зазор A между

: токопроводами каждой петли равен ц а А 0+(8л+ 4) ОСУДАРСТВЕНН Й НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538903/22-02 (22) 10.01.83 .(46 ) 15. 02. 84.,Бюл. Р б (72 ) К.П. Филиппов, Г. В. Будкин, В.Н.. Иванов, И.A . Иедников и И.И. Сергеев (71) Всесоюзный научно-исследова" тельский, проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им. В.П. Вологдина (53) 621.365.511(088,8) (56). 1. Заявка Великобритании

9 1552289 кл,Н 05 В 5/08, 1979

2. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное-;.: применение. 1965, с. 524, рис.17-7., (54) (57) 1. ИНДУКТОР ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО.

НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ преимущественно . эоны шва труб конечной длины, содержащий две расположенные одна против

„SU„„A где- а - ширина токопровода;

3, и 36. - расстояния от токопро-, Я вода соответствующей петли индуктора до по-. верхности нагреваемого участка.

1073902

Изобретение относится к индукционному нагреву .и может быть использовано при локальном нагреве швов полых .изделий,. например, труб конечной длины или пластин.

Известен индуктор для локального, индукционного нагрева, выполненный из двух овальных многовитковых кату-,. шек, охватывающих изделие с двух сторон и расположенных друг против друга. Каждая катушка снабжена маг- 10 нитопроводами, один из которых выполнен подвижным вдоль ее (1) .

Недостатком известного индуктора является неравномерность нагрева участка идделия в области торца 5 вследствие расположения токопроводов катушек друг против друга.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому, решению является индуктор для двухстороннего нагре- . ва изделий, охватывающий изделие с обоих сторон таким образом, что его токопроводы, образуют петли, расположенные с противоположных сторон изделия и размещенные одна против другой и их продольные оси параллельны f2) .

Однако длина такого индуктора должна быть равной удвоенной длине шва трубы, при этом, учитывая, что стандартная длина труб равна 8-12 м,.3О выполнить такой индуктор затруднительно. Кроме того, имеет место также перегрев торца трубы вследствие расположения токопроводов друг против .друга. 35

Цель изобретения — повышение качества термообработки за счет равномерного нагрева торца иэделия.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе для локального нагрева изделий, преимущественно зоны шва труб конечной длины, содержащем две расположенные одна против другой петли, токопроводы кото- 45 рых параллельны, однополюсные токопроводы каждой петли расположены против .зазора между раэнополюсными . токопроводами противолежацей петли.

Зазор А между разнополюсными 5О токопроводами каждой петли равен

g Дс91 (8 1 >

55 где o — ширина токопровода, 3,и 3 - расстояния от токопровода соответствующей петли индуктора до IIQверхности нагреваемого участка. 60

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый индуктор, поперечный разрез, на фиг. 2 - то же, вид с торца, на фиг. 3 — индуктор с маг нитоироводом, вид с торца. 65

Индуктор содержит петлю i токопроводы 2 и 3 которой расположены, над поверхностью нагрева иэделия, и петлю 4, токопроводы 5 и б .которой расположены с другой стороны поверхности изделия,.напротив токо проводов 2 и 3,. Токопроводы 5 и б смещены относительно токопроводов

2 и 3 таким образом, что однополюсные токопроводы 3 и 5 (c одинаковым направлением тока) расположены против зазоров 7 и 8 между разнополюсными токопроводами 2, 3 и 5, б .

Так, токопровод 3, расположен против зазора 8 между токопроводами 5 и б, а токопровод 5 с током того же направления, что и токопровод 3 расположен против зазора 7. .Зазор Д между разнополюсными токопроводами 3, 2 и 5, б индуктора выбран более ширины р и токопрово": дов 2, 3 или 5, б, но менее суммы ширины а токопровода индуктора и расстояний 8„ и 8 от токопроводов

2, 3 и 5, 6 индуктора до поверхности нагреваемого участка. !

Индуктор при необходимости может быть дополнен магнитопроводами 9, охватывающими токопроводы и открытой . стороной паза обращенными в сторону нагреваемого изделия (фиг. 3). При этом величины а, и A, о„ и 82 считаются по магнйтопроводу.

При подаче напряжения на индуктор в нагреваемом иэделии индуктируются токи 10 — 13, повторяющие фор ; му токопроводов 2, 3, 5, 6 и направленные противоположно току в токопро-. водах 2, 3; 5, 6. За счет смещения токопроводов 2, 3 и 5, б относитель но друг друга каждая ветвь тока 10-13 . в изделии протекает самостоятелЬйо, независимо от соседних. При расположении системы токопроводов с обеих сторон изделия 14 у его торца 15 получается сложная картина суммарного тока, в которой присутствуют как отдельные контуры тока, замыкающиеся по каждой из поверхностей иэделия, так и общий контур, состоящий иэ частей токов, протекающих по обеим поверхностям изделий и замыкающийся через торец 15. Так, ток 10 замыкается как с током

11, протекающим íà rofi же поверхности изделия, так и с током 11, протекающим по противоположной поверхности. Поэтому по торцу 15 протекают две составляющие тока от контуров, замыкающихся по каждой из поверхностей — токи 10-11 и 12-13, направленные противоположно и частично, после достижения иэделием температуры потери магнитных свойств, вычитающиеся друг из друга. через торец 15 также протекает ток, замыкающий контуры, образованные на каждой иэ поверхностей — токи 10-12.

1073902 и 11-13, производящие дополнительный нагрев торца. Таким образом, ток,. протекающий по участку нагрева, приблизительно такой же величины, но состоящий иэ отдельных составляющих, протекает и по торцу.

Каждый из токопроводов 2, 3, 5, б индуктирует в изделии токи 10-13, протекающие по зоне определенной ширины, зависящей от ширины 0 токо.-провода, и зазоров 8 „ и 8 от токопровода до каждой нэ поверхностей нагреваемого изделия. Обычно, ширина эоны протекания тока близка к ширине

CI токопровода. Направление двух соседних и расположенных с разных сторон зон трка противоположное, что после достижения иэделием температуры потери магнитных свойств дает вычитание тока. Поэтому эти зоны необходимо разнести. Однако при разнесении этих эон может возникнуть участок изделия с очень малым током, что дает его недогрев. Поэтому эта величина A ограничена с одной стороны шириной а ° токопровода, а с другой возможностью выровнять нагрев участка эа счет теплопроводности.

При этом тепловые процессы, связанРНИИПИ Заказ 380/54

Тираж 788. Подписное

Ю

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 ные с переносом тепла от поверхности, на которой инлуктнрован :.ток вглубь нее должны быть аналогичны тепловым процессам, связанным с переносом тепла в поперечном направлении, от одной эоны а током к соседней. Экспериментально установлено, что максимально возможная величина А равна сумме ширины а с двумя зазорами 6 и

3 и от токопровода до каждой из

30 поверхностей нагреваемого иэделия.

Тогда разность температуры по ширине нагреваемого участка будет невелика.

- Предлагаемый индуктор целесообразно использовать для всех случаев нагрева локальных участков на торце изделий. Предполагается исполь- . зовать предлагаемое устройство для " локального нагрева msos труб 530820 мм с толщиной стенки 10-16 мм на торце для раскатки швов. Экономический эффект образуется за счет исключения фрезерных операций по снятию грата на торцах труб 530« 820 мм и замены их раскаткой в валках после индукционного локального нагрева предлагаемым индуктором и ориентировочно составит 1,2 мпн.руб.