Индуктор для локального нагрева изделий

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано при локальном нагреве швовполых изделий, например, труб конечной длины или пластин.Известен индуктор для локального. индукционного нагрева, выполненныйиз двух овальных многовитковых кату-,.шек, охватывающих изделие с двухсторон и расположенных друг противдруга. Каждая катушка снабжена магнитопроводами, один из которых выполнен подвижным вдоль ее 1 .Недостатком известного индуктора является неравномерность нагрева участка идделия в области торца 5вследствие расположения токопроводов катушек друг против друга.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому, решению являетсяиндуктор для двухстороннего нагре- .ва изделий, охватывающий изделиес обоих сторон таким образом, чтоего токопроводы, образуют петли,расположенные с противоположныхсторон изделия и размещенные однапротив другой и их продольные осипараллельны 2,Однако длина такого индукторадолжна быть равной удвоенной длинешва трубы, при этом, учитывая, чтостандартная длина труб равна 8-12 м, 3 Овыполнить такой индуктор затруднительно, Кроме того, имеет место также перегрев торца трубы вследствиерасположения токопроводов друг против друга. 35Цель 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 про.тив другой петли, токопроводы кото рых параллельны, однополюсные токо- проводы каждой петли расположены против .зазора между раэнополюсными токопроводами противолежащей петли.1зазор А между разнополюсными 5 О токопроводами каждой петли равенС с А СО 1 (8 Дф 55где о - ширина токопровода,3,и 3 - расстояния .от токопровода соответствующейпетли индуктора до поверхности нагреваемогоучастка. 60На 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 1, токопроводы 2 и 3 которой расположены,над поверхностью нагрева иэделия,и петлю 4, токопроводы 5 и б .которой расположены с другой стороныповерхности изделия,.напротив токопроводов 2 и 3 Токопроводы 5 и бсмещены относительно токопроводов2 и 3 таким образом, что однополюсные токопроводы 3 и 5 с одинаковым направлением тока) расположеныпротив зазоров 7 и 8 между разнополюсными токопроводами 2, 3 и 5, бТак, токопровод 3. расположен противзазора 8 между токопроводами 5 и б,а токопровод 5 с током того же направления, что и токопровод 3 расположен против зазора 7..Зазор А между разнополюсными токопроводами 3, 2 и 5, б индукторавыбран более ширины а и токопрово":дов 2, 3 или 5, б, но менее суммыширины а токопровода индуктора ирасстояний 3 и 8 от токопроводов2, 3 и 5, б индуктора до поверхности нагреваемого участка.Индуктор при необходимости можетбыть дополнен магнитопроводами 9,охватывающими токопроводы и открытой .стороной паза обращенными в сторонунагреваемого изделия фиг. 3). Нриэтом величины а , и 4 , 8 и 82считаются по магнйтопроводу,При подаче напряжения на индуктор в нагреваемом иэделии индуктируются токи 10 - 13, повторяющие фор ;му токопроводов 2, 3, 5, б и направленные противоположно току в токопро-.водах 2, 3; 5, б, За счет смещениятокопроводов 2, 3 и 5, б относительно друг друга каждая ветвь тока 10-13 .в изделии протекает самостоятелЬйо,независимо от соседних. При расположении системы токопроводов собеих сторон изделия 14 у его торца 15 получается сложная картинасуммарного 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 изделияи замыкающийся через торец 15. Так,ток 10 замыкается как с током11, протекающим на той 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 изповерхностей - токи 10-11 и 12-13,направленные противоположно ичастично, после достижения иэделием температуры потери магнитныхсвойств, вычитающиеся друг из друга.через торец 15 также протекает ток,замыкающий контуры, образованные накаждой иэ поверхностей - токи 10-12,1073902 илиад ППП ,ужгород,ул тент",роектн ая, 4 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 а токо- .провода, и зазоров 8 и 3 от токопровода до каждой иэ поверхностей нагреваемого изделия. Обычно,.ширина эоны протекания тока близка к ширине ц 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 6ограничена с одной стороны шириной атокопровода, а с другой возможностью выровнять нагрев участка эа счет теплопроводности. При этом тепловые процессы, связан 9 НИИПИ Заказ 380/54 Тираж 788. ПодписноеВ ные с переносом тепла от поверхности,на которой инлуктнрован:.ток вглубьнее должны быть аналогичны тепловьмпроцессам, .связанным с переносомтепла в поперечном направлении, отодной эоны ьтоком к соседней. Экспериментально установлено, что максимально возможная величина А равнасумме ширины а с двумя зазорами 6 и3 и от токопровода до каждой из 10 поверхностей нагреваемого иэделия.Тогда разность температуры по шириненагреваемого участка будет невелика. Предлагаемый индуктор целесообразно использовать для всех случаев нагрева локальных участков на торце изделий. Предполагается исполь- . зовать предлагаемое устройство для" локального нагрева швов труб 530- 820 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,