Устройство для высокочастотного зонального нагрева длинномерных изделий

Устройство для высокочастотного зонального нагрева длинномерных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

"Ж, !Н»

ОП И ЦЯ изоьеятения

Союз Советских

Социапистических

Республик ои708542

1 л, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влено 12.10.77 (21) 2536357/24 — 07 с присоединением заявки рй. (23) Приоритет (51)M. Кд.

Н 05 В 5/18

С 21 D 1/12

3Ъеударстеаиный комитет

СССР

10 делам иэебретеиий и открытий

Опубликовано 05.01 80, Бюллетень М 1 (.53) УД1(621 365 .5l (088.8) Дата опубликования описания 05.01.80 (72) Авторы изобретения

А. Г. Шварцман и В. И. Червинский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЗОНАЛЬНОГО

НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области индукционного нагрева металлов и может быть исполь1 эовано в металлургической промышленности и в машиностроении для нагрева узкой зоны изделий, например, труб под поперечную резку.

Известно устройство для зонального нагрева, выполненное в виде расположенных друг за другом неподвижных индукторов, через которые проходит прокат. Последовательно с перемещением проката соответствуюшим переключением индукторов формируется индукционное поле так, что происходит нагрев выбран° ной зоны 11).

Недостатком известного устройства является трудность создания хорошо сфокусированного индукционного поля. Зона нагрева "размывается" — становится широкой. Кроме того, необходимость использования коммутационной аппаратуры для переключения индукторов снижает надежность устройства.

Известно устройство, содержачцее индуктор, согласующий подвижный трансформатор, гибкий подводящий фидер (кабели), соединяющий неподвижно установленную конденсаторную батарею с согласующим трансформатором, вторичная обмотка которого жестко соединена с инцуктором, и механизм перемещения индуктора 12).

Устройство работает следующим образом.

Одновременно с подачей напряжения для нагрева на индуктор начинается перемещение согласуюшего трансформатора и жестко связанного спим индуктора. При этом скорость перемещения трансформатора равна скорости

1О движения трубы; наличие гибкого фидера обеспечивает возможность перемещения трансформатора с индуктором. При достижении нагреваемой зоной заданной температуры происходит разделение трубы по нагретой зоне с по15 мощью специального механизма. Далее трансформатор с индуктором тормозятся и возврашаются в исходное положение.

Современные трубосварочные станы имеют скорости сварки до 3,5 м/сек. Такая скорость приводит к необходимости сокрашения времени нагрева под резку до 0,2 — 0,6 сек. Столь малое время нагрева может быть обеспечено при весьма больших мошностях на инлукто.

70854

30 ре — свьине 1000 кВт. Однако получить такую высокую мощность при использовании подвижного фидера нельзя. Так, при передаче мощности около 1000 кВт по разрешенной частоте

440 кГц величина контурного тока в фидере должна составить около 1500 А. В то же время наиболее мощный кабель КР— 50 — 44 — 15 допускает ток на частоте 440 кГц — 60 А.

При этом вес 10 м кабеля составляет около

60 кг, минимальный радиус изгиба 750 мм, диаметр 48 мм. Всего же потребуется 25.2 ветвей кабеля, т. е. диаметр пучка кабелей составит около 400 мм и вес их при средней дпине 5 м около 1500 кг. Такая конструкция неработоспособна.

Недостатками известного устройства являются малая мощность, значительный вес подвижных частей, что приводит к значительным динамическим нагрузкам на конструкцию. Значительный вес подвижных частей, включающих 20 в себя фидер, трансформатор и индуктор, затрудняет разгон и торможение по окончании нагрева.

Известно также устройство для высокочастотного нагрева, содержащее спиральную первичную обмотку трансформатора и подвижную относительно нее вторичную, жестко связанную с одновитковым индуктором (3) .

Однако этот индуктор не дает возможности повышения производительности устройства.

Целью изобретения является повышение производительности, устройства.

Для этого вторичная обмотка охватывает первичную и выполнена в виде цилиндрического витка, дпиной не менее суммы длин пер- зБ вичной обмотки и хода индуктора. Первичная обмотка может быть снабжена замкнутым магнитоцроводом.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А фиг. 1; 40 на Фиг. 3 — вариант исполнения устройства с первичной обмоткой, снабженной магнитопроводом.

Устройство для высокочастотного зонального нагрева изделий содержит высокочастотный 45 согласующий трансформатор, первичная обмотка 1 которого является неподвижной, а вторичная обмотка 2 может перемещаться относительно первичной обмотки. Индуктор 3 выводами 4 жестко связан с выводами 5 вторичной so обмотки 2 трансформатора. Длина вторичной обмотки 2 "Х" выбирается не менее L + vt, где 1 — длина первичной обмотки, ч — скорость перемещения трубы, t — время нагрева до заданной, температуры. Это позволяет сохранить постоянной величину коэффициента маг2

4 нитной связи между неподвижной первичной и подвижной вторичной обмотками.

Устройство работает следующим образом.

Труба 6 проходит через индуктор 3. В заданный момент времени (положение Я включаются одновременно высокочастотное напряжение (нагрев) на индукторе и механизм перемещения вторичного витка, ведущий синхронно и параллельно с трубой индуктор 3 на заданное расстояние, определяемое скоростью трубы

6 и временем ее нагрева до заданной температуры. К концу хода индуктора (положение, ф обеспечивается соответствующая температура зоны трубы и выключается. нагрев. Индуктор вместе со вторичной обмоткой трансформатора возвращается в исходное положение I.

При применении высокочастотных трансформаторов с магнитопроводом 7 (фиг. 2) индуктор 3, жестко связанный со вторичной обмоткой трансформатора перемещается вдоль одного из стержней магнитопровода.

Использование предлагаемого устройства позволяет применить для зонного нагрева труб мощность свыше 1000 кВт, тем самым сократить время нагрева трубы до 0,1 — 0,6 с (в известном устройстве 3 — 7 с). Столь малое время нагрева позволяет обеспечить высокопроизводительные трубосварочные станы со скоростью 3 — 3,5 м/сек устройством для нагрева трубы под резку.

Формула изобретения

1. Устройство для высокочастотного зонального нагрева длинномерных изделий, например, труб, содержащее спиральную первичную обмотку согласующего трансформатора и подвижную относительно нее вторичную, жестко связанную с одновитковым индуктором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, вторичная обмотка охватывает первичную и выполнена в виде цИлиндрического витка, длиной не менее суммы дпин первичной обмотки и хода индуктора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что первичная обмотка снабжена замкнутым магнитопроводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ М 1013017, кл. 21 h 29/03, опублик. 1970.

2. Глуканов В. Н, и др. Сварка металлов при высокочастотном нагреве, М.— Л., 1962, с. 96-100.

3. Патент Бельгии N 687273, кл. Н 05 В, опублик. 1970, 708542

К комЭЕнсатоР т,т ЛИФАМ

Рис,4

ЦНИИПИ Заказ 8516/55

Тираж. 885 Подписное

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектлаи, 4