Индуктор для нагрева участков изделий и способ его монтажа

Индуктор для нагрева участков изделий и способ его монтажа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС

ИЗОБРЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ (6!) Дополнительное к авт (22) Заявлено.09.01,78 (с присоединением заявки

Гооударотвеииый комитет

СССР (23) Приоритет— ло делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано05.06.

Дата опубликования

A. Н. Шамов, С. Е, Рыскин, В. Н. Иванов, В. К, Андреев, В. Л. Кулжинский,, К. П. Филиппов, В. Н. Петров, А. P. Морозов, Г. А. Громов, Г. Ll,. Лубяницкий, B. И.. Липницкий и И. И. Бурняшев (72) А вторы изобретения (7l) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА УЧАСТКОВ ИЗДЕЛИЙ

И СПОСОБ МОНТАЖА

Изобретение относится к индукционно- му нагреву изделий и может быть исполь- зовано в машиностроительной, трубной отраслях промышленности, в частности при локальном нагреве швов спиральношовных труб для локальной термообра5

6отки.

Известен способ локального нагпева сварных швов спиральношовных труб, который заключается в том, что в зоне шва трубы с помощью ряда последовательно расположенных друг за другом, индукторов, размещенных над нагреваемой зоной, по спиральной линии шва индуктируют ток, tIt отекающий в зоне шва вдоль его оси. Обратные ветви тока растекаются по телу трубы по произв0пьным путям. Индуктор состоит из многовитковой обмотки, магнитопровода и токопроводящего экрана, выполняющего роль

- вторичной обмотки, и расположенного между обмоткой индуктора и нагреваемым участком трубы, служащего для защиты электрической изоляции обмотки индукто2 ра от теплового нагретого шва. Много- витковая обмотка индуктора состоит из индуктирующих проводников, расположенных над экраном, и токоподводов, соединяющих конец предыдущего индуктирующего проводника с началом последующего.

Токсподводы расположены над индуктирующими проводниками, образуя окно, в котором монтируется магнитопровод, охватывающий индуктирующие проводники. . Магнитопровод повышает интенсивность нагрева, вытесняя ток с внутренней пс верхности индуктирующих проводников, обращенной к токоподводам, на наружную, обращенную к нагреваемой детали (11.

Известный способ и совокупность индукторов, с помощью которых осуществляется способ, обладают рядом недостатков. Во-первых дискретностью протекания тока вдоль нагреваемого шва, что в местах перехода индуцированного тока от прямого к обратному создает недогретьте участки, поскольку обратные токи

50 предыдущего и последующих индукторов на этйх участках текут во встречных направлениях; во-вторых, произвольностью путей протекания обратных токов, что вызывает непроизводительный нагрев поверх5 ности трубы; в-третьих, длина токоподводов больше или равна длине индуктируюших проводников, кроме того, индукторы относятся к классу плоских, то есть ток в индуктирующем проводнике скон- 1р центрирован на его поверхности, противоположной по отношению к нагреваемому изделию, в связи с чем необходимо применение магнитопроводов, и весь поток от многовитковой обмотки проходит через магнитопровод, вызывая черезмерный его нагрев и увеличивая активные потери.

Указанные недостатки приводят к повыщенному расходу электроэнергии, снижают коэффициент полезного действия нндукторов, усложняют его конструкцию, I

I повышают расход дефицитных материалов при его изготовлении, увеличивают трудоемкость изготовления.

Наиболее близким к предложенному из известных является индуктор для нагрева участков изделий, например, швов спиральношовных труб, выполненный из ленты в виде, по меньшей мере одного токопроводяшего спирального витка, к кон- 30 цам которого присоединены контактные участки плоских токоподводов. Способ: монтажа этого индуктора состоит в том, что его устанавливают на участок изделия с зазором P).

Однако этот индуктор и способ его установки также не учитывают пути протекания обратных токов, обладают всеми

° вышеуказанными недостатками,. что не дает возможность повысить КПД нагрева. 4р

Бель изобретения — повышение КПД нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе токоподводы установлены между начапом и концом спираль- 45 ного витка в одной плоскости перпендикулярно контактным участкам и парал-.

"лельно продольной оси симметрии спи рального витка, причем ширина токоподВоАоВ выбрана большей соответствующих размеров ленты витка.

При монтаже индуктора зазор выбирают не более 0,5 длины контактного участка токоподвода.

На фиг. 1 и 2 представлено взаимное расположение спиральношовной трубы и одновиткового индуктора; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 « взаимное расположение трубы и многовиткового индуктора.

Труба 1 со спиральным швом 2 размещается в индукторе.с зазором Ьиндуктируюший провод 3 индуктора повторяет форму спирального шва 2 трубы 1.

Ток 4, индуцированный в теле трубы 1, протекает вдоль оси спирального шва 2,.

Обратные ветви 5 тока замыкаются на поверхности трубы 1 по наикратчайшему расстоянию.

Токоподводы 6 и 7 установлены между началом и концом 9 и 8 индуктирующего провода 3 по наикратчайшему расстоянию между ними в одной плоскости перпендикулярно контактным участкам

10 и параллельно оси 11 спирального витка. Для уменьшения плотности тока 5 в сформированной полосе прохождения обратного тока ширину и толщину токоподводящих шин 6 и 7 выбирают большими, чем сечение индуктируюшего проводника 3, и располагают кх с зазором относительно поверхности трубы 1, равным 1-3 6, т.е. равным длине контактного участка 10 токоподвода.

Устройство работает следующим образом.

Труба размещается в индукторе с зазором, не более 0,5 длины контактного участка токоподвода, длина индуктирующего провода индуктора выбирается в зависимости от длины нагреваемого шва.

При нагреве всей длины шва длина индуктирующего провода выбирается из тепловых условий нагрева и не превышает длины одного витка спирали шва 2. При этом, если длина обрабатываемого шва больше длины индуктирующего провода, то трубу перемещают относительно индуктора таким образом, что положение шва относительно индуктирующего провода не нарушается. Ток от источника питания (на рисунке не показан) подводится к контактной колодке токоподвода; течет по токоподводу, переходит на индуктирующий провод, течет по индуктируюшему проводнику, вызывая нагрев н, и замыкается по вто:рой части токоподвода на источник питания посредством другой колодки.

Таким образом, снижаются потери мощности в теле трубы от обратного тока, поскольку он течет по наикратчайшему пути с малой плотностью. Снижаются п терн мощности в индукторе, поскольку длина токоподводяшей шины минимальна и ее сечение больше сечения индуктирующего проводника. Отпадает необходимость

7397 в применении магнитопровода, поскольку индуктор охватывает трубу и ток в индукторе сконцентрирован на поверхности, обращенной к трубе; упрощается конструкция индуктора, уменьшается расход дефицитных материалов, снижается трудоемкость изготовления индуктора.

Формула изобр ет ения 1

l. Индуктор для нагрева участков изделий, например, швов спиральношовных труб, выполненный, например, из ленты в виде, по меньшей мере, одного токопро- И водящего спирального витка, к койцам которого присоединены контактные участки плоских токоподводов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

КГЩ,токоподводы установлены между íà- 20 t

88

6 чалом и концом спирального витка в одной плоскости .перпендикулярно контактным участкам и параллельно продольной оси симметрии спирального витка, причем ширина токоподводов выбрана большей соответствующих размеров ленты витка.

2. Способ монтажа индуктора по п. 1, при котором индуктор устанавливают на участок иэделия с зазором, о т л и ч а юшийся тем, что указанный зазор выбирают не более 0,5 длины контактного участка токоподвода.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Промышленное применение токов высокой частоты. Машиностроение", 1974 r, вып. 14, с. 149-257.

2. Патент США М 3391265, кл. 210-8.5, 1968.