Устройство для высокочастотного зонального нагрева длинномерных изделий

ОП И И;,"Е изовеятения Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 708542 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУаю делам иэебретеиий и открытий.51 (088,8) Дата опубликования описания 05,01.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЗОНАЛЬНОГО НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к области индукционного нагрева металлов и может быть испольэовано в металлургической промышленностии в машиностроении для нагрева узкой зоныизделий, например, труб под поперечную резку.Известно устройство для зонального нагрева, выполненное в виде расположенных другза другом неподвижных индукторов, черезкоторые проходит прокат. Последовательно сперемещением проката соответствующим пере.ключением индукторов формируется индукционное поле так, что происходит нагрев выбран ной зоны 111.Недостатком известного устройства является трудность создания хорошо сфокусированного индукционного поля. Зона нагрева "раз.мывается" - становится широкой. Кроме того,необходимость использования коммутационнойаппаратуры для переключения индукторов снижает надежность устройства,Известно устройство, содержацее индуктор,согласующий подвижный трансформатор, гиб.кий подводящий фидер (кабели), соединяющийнеподвижно установленную конденсаторную ба. тарею с согласующим трансформатором, вторич.ная обмотка которого жестко соединена синцуктором, и механизм перемещения индукто.ра 21.Устройство работает следующим образом.Одновременно с подачей напряжения длянагрева на индуктор начинается перемещениесогласующего трансформатора и жестко связан.ного спим индуктора. При этом скорость пе.ремешения трансформатора равна скорости 1 Одвижения трубы; наличие гибкого фидера обес.печивает возможность перемещения трансформатора с индуктором. При достижении нагреваемой зоной заданной температуры происходит разделение трубы по нагретой зоне с помощью специального механизма. Далее трансформатор с индуктором тормозятся и возвра.шаются в исходное положение,Современные трубосварочные станы имеютскорости сварки до 3,5 м/сек. Такая скоростьприводит к необходимости сокрашения вре.мени нагрева под резку до 0,2 - 0,6 сек. Стольмалое время нагрева может быть обеспеченопри весьма больших мощностях на инлукто70854 15 30 ре - свьипе 1000 кВт, Однако получить такуювысокую мощность при использовании подвижного фидера нельзя. Так, при передаче мощности около 1000 кВт по разрешенной частоте440 кГц величина контурного тока в фидередолжна составить около 1500 А. В то же время наиболее мощный кабель КР - 50 - 44 - 15допускает ток на частоте 440 кГц - 60 А.При этом вес 10 м кабеля составляет около60 кг, минимальный радиус изгиба 750 мм, 1диаметр 48 мм. Всего же потребуется 25 2 ветвей кабеля, т, е. диаметр пучка кабелей составит около 400 мм и вес их при среднейдпине 5 м около 1500 кг. Такая конструкциянеработоспособна.Недостатками известного устройства являются малая мощность, значительный вес подвижных частей, что приводит к значительным динамическим нагрузкам на конструкцию, Значительный вес подвижных частей, включающих 20в себя фидер, трансформатор и индуктор, затрудняет разгон и торможение по окончаниинагрева.Известно также устройство для высокочастотного нагрева, содержащее спиральную первичную обмотку трансформатора и подвижнуюотносительно нее вторичную, жестко связаннуюс одновитковым индуктором 131,Однако этот индуктор не дает возможностиповышения производительности устройства.Целью изобретения является повышениепроизводительности, устройства,Для этого вторичная обмотка охватываетпервичную и выполнена в виде цилиндрического витка, дпиной не менее суммы длин пер- з 5вичной обмотки и хода индуктора. Первичнаяобмотка может быть снабжена замкнутым магнитонроводом,На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А фиг. 1; 40на Фиг. 3 - вариант исполнения устройствас первичной обмоткой, снабженной магнитопроводом.Устройство для высокочастотного зонального нагрева изделий содержит высокочастотный 45согласующий трансформатор, первичная обмотка 1 которого является неподвижной, а вторичная обмотка 2 может перемещаться относительно первичной обмотки. Индуктор 3 вьгводами 4 жестко связан с выводами 5 вторичной 5 ообмотки 2 трансформатора. Длина вторичнойобмотки 2 "Х" выбирается не менее+ ч 1,где 1. - длина первичной обмотки, ч - скорость перемещения трубы, т - время нагревадо заданной, температуры, Это позволяет сохранить постоянной величину коэффициента маг. 24нитной связи между неподвижной первичной и подвижной вторичной обмотками.Устройство работает следующим образом.Труба 6 проходит через индуктор 3. В заданный момент времени (положение 3 включаются одновременно высокочастотное напряжение (нагрев) на индукторе и механизм пере. мешения вторичного витка, ведущий синхронно и параллельно с трубой индуктор 3 на задан. ное расстояние, определяемое скоростью трубы 6 и временем ее нагрева до заданной температуры, К концу хода индуктора (положение.1) обеспечивается соответствующая температура зоны трубы и выключается. нагрев, Индуктор вместе со вторичной обмоткой трансформатора возвращается в исходное положение .При применении высокочастотных трансформаторов с магнитопроводом 7 (фиг. 2) индуктор 3, жестко связанный со вторичной обмот. кой 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 высокопроиз. водительные 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 подвижнуюотносительно нее вторичную, жестко связаннуюс одновитковым индуктором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, вторичная обмоткаохватывает первичную и выполнена в виде цИлиндрического витка, длиной не менее суммыдпин 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 снабженазамкнутым магнитопроводом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ М 1013017, кл. 21 Ь 29/03,опублик. 1970.2, Глуканов В, Н, и др. Сварка металловпри высокочастотном нагреве, М. - Л., 1962,с. 96-100.3. Патент Бельгии У 687273, кл. Н 05 В,опублик; 1970,