Индукционная печь
Иллюстрации
Реферат
E (72) Автор изобретения
М. А. Данилов
j ь
1 с (7I) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ
Изобретение относится к электротермии, а именно к индукционным печам, применяемым в машиностроении и метаппургии.
Известно индукционное нагревательное устройство, содержащее замкнутый и мо5 нопитный экран-магнитопровод и индуктор внутри него, расположенный симметрично относительно его осей симметрии, выполненный в виде двух равных частей, 10 установленных с зазором одна относитепь но другой и включенных последовательно ипи параллельно, обеспечивая встречные потоки вихревых токов в экране-магнит< проводе (1 J.
Укаэанное устройство имеет высокий
КПД из-за малых потерь на вихревые токи, однако неудобно в мепкосерийном проквводстве вследствие того, что одновременно должны быть загружены два тигля. Еспн же нет объекта дпя загрузки на оба тигля, то устройство простаивает, так как работоспособно только при полной загрузке.
Наибопее близкой к предлагаемой является индукционная печь, содержащая кожух и размещенный в нем тигель с индукционной катушкой, средний виток которой снабжен отводом, предназначенным дпя присоединения к одному иэ концов источника питания, а концы катушки снабжены токопроводами дпя присоединения к другому концу источника !2).
Однако .описанная печь имеет большие габариты дпя создания больших мощностей и при этом низкий KI1II.
Hemü изобретения - повышение КПД печи.
Поставленная цель достигается тем, что в тигле установлены соосно и с эа зором одна от другой две металлические цилиндрические вставки, каждая длиной, равной высоте части катушки до среднего витка с отводом, во вставках одна против другой выполнены гпухие прорези по образующим со стороны их наружных торцов, а кожух выполнен из двух ципиндрических обечаек с разрезом по образую3 92491 шей, установленных коаксиально вставкам и крестообразно соединенных между собой в месте стыка токоведушими перемычками.
На фиг. 1 схематически изображена печь, продольный разрез; на фиг. 2схема включения индуктора; на фиг. 3» вид А на фиг. 1; на фиг, 4 — вставки тигля, Печь содержит футерованный тигель 1, установленный концентрично в индукторе
2, имеющем вид правой (или левой) спирали. Верхняя часть индуктора 2 соединена с шиной генератора 3, нижняя часть также соединена с этой шиной, в то время как средняя часть индуктора токовыводом соединена с другой шиной генератора 3. В тигле 1 размешены концентрично токопроводящие вставки 4 и 5, снабженные каждая глухой прорезью соответственно 6 и 7 и установленные в тигле, 1 с зазором Ф. Индуктор 2 размешен концентрично в кожухе, выполненном в виде двух водоохлаждаемых обечаек 8 и
9 с разрезом вдоль образуюшей, соединенных токопроводяшими перемычками
10 и 11, расположенными крестообразно. В цепи генератора установлены контакторы 12 и 13.
Индукционная печь работает следую30 шим образом.
Тигель 1 заполняется солью, например BaCRy Сначала для обеспечения свободного расширения расплава соль плавится в зоне j (фиг. 1), Для этого замыкается контактор 1 2, ток от генератора
3 поступает через токоподвод в верхнюю часть индуктора 2 и выходит к другой шине генератора 3 чеРеэ токоподвод в средней части индуктора 2. После расплавления соли в верхней зоне T. вклю- .чается нагрев зоны Й! нижней частью ин дуктора 2 через вставку 5 замыканием контактора 13, ток идет через токопод- .
/ вод входа s индуктор 1 и далее через центральный токоподвод - к шине генера4S
Г тора 3. Ввиду того, что в предлагаемой схеме магнитные потоки в зоне вставок 4 и 5 рассогласованы между собой, направления токов противоположны и шунтируются через расплав соли в зоне зазо- ра д", при этом за счет наличия прорезей 6 и 7 концентрация магнитного потока выше" в зоне со стороны разъема вста-. вок 4 и 5, т.е. больше тока идет через расплав и тем больше, чем больше по длине величина прорезей 6 и 7 ° Индуктор
2 дает настилы вихревых токов на час,гях 8 и 9 кожуха также во взаимно про9 4 тивоположных направлениях и одинаковых по величине; вихревые токи не замыкаются по контуру части 8 или 9 кожуха.
Благодаря перемычкам 10 и 11 эти токи дают нулевой потенциал на кожухе, охлаждаемом водой во избежание нагрева от футеровки.
После того, как температура расплава соли в тигле 1 достигает необходимой величины (например 1000-1800 С для солей BaC0g), переходят на режим поддержания Этой температуры, т.е. расплав поддерживается на необходимом тепловом уровне эа счет теплопередачи от вставок
4 и 5 и от взаимодействия токов через расплав по зазору N. Ввиду того, что часть соли греется непосредственно шунтируюшим током, температура материала самих вставок 4 и 5 меньше, так как часть тепла в печи образуется не посредством теплопередачи от них, а шунтированием тока в расплаве. При выключении печи отключается контактор 13, т,е. остывает вставка 5 и расплав в зоне Я.
Как только последний остынет, размыкается контактор 1 2, т.е, остывает встав ка 4 и расплав в зоне 1.
Таким образом, при работе печи происходит направленное расплавление (исключена возможность разрывй футеровки при расширении расплава от нагревания), при выключении — направленное остывание, что предохраняет тигель от механических повреждений. Использование предлагаемой конструкции печи позволяет облегчить условия обслуживания ее за счет обеспечения компактности установки и отсутствия теплового излучения со стенок кожуха. Кроме того, изобретение обеспечивает повышение производительности печи за счет повышения ее КПД.
Формула изобретения
Индукционная печь, содержашая кожух и размешенный в нем тигель с индукционной .катушкой, средний виток которой снабжен отводом, предназначенным для присоединения к одному из концов источника питания, а концы катушки снабжены токоподводами для присоединения к другому концу источника, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД печи, в тигле установлены соосно и с эаэорром одна от другой две металлические цилиндрические вставки, каждая длиной, равной высоте части катушки до среднего витка с отводом, во встав-, 5 924919 ках одна против другой выполнены глухие прорези по образующим со стороны их наружных торцов, а кожух выполнен из двух цилиндрических обечаек с разре- 1. Авторское свидетельство СССР зом по образующей, установленных коак- 5 N.. 536625, кл. Н 05 В 5/12, 1973. сиально вставкам и крестообразно соеди- 2. Фарбман С. А. и др. Индукционные ненных между собой в месте стыка токо- печи для плавки металлов и сплавов. ведущими перемычками. 1958, с. 509.
92491 9
ФигЗ
Составитель О. Шедрина
Редактор И. Михеева Техред С.Мигунова Корректор A. Ференл
Заказ 2842/77 Тираж 856 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППИ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4