Устройство для высокочастотного нагрева

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СеветскихСоциалистическихРеспублик и 957442(51) М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ Н 05 В 6/36Н 01 Е 19/04 Ьеудеротеенный квинтет СССР ао делам нэобретеннй и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НАГРЕВАИзобретение относится к нагреву токами высокой частоты и может быть использовано в закалочных установках как при подвижном, так и прн неподвижном индукторе.Наиболее близким по технической сущности5 к предлагаемому является устройство для высокочастотного нагрева, состоящее из первичной обмотки, установленной на изоляторах, неподвижно на каркасе, и вторичного витка, установленного соосно с первичной обмоткой, Вторичный виток с индуктором имеет возможность возвратно-поступательного движения вдоль общей в процессе нагрева детали 11,Недостаток известного устройства - сРавнительно низкий коэффициент полезного действия 5 в связи с тем, что вторичный виток расположен снаружи от первичной обмотки в зоне не- максимальной напряженности магнитного поля, Кроме того, первичная обмотка не заэкраниро. вана изнутри, а поэтому существует необходн мость дополнительного экранирования всего трансформатора с целью снижения уровня радиопомех до допустимых норм ГИЭ и уменьшения напряженности вредного для человеческого организма электромагнитного поля на рабочем месте. Однако при настройке трансфор-,матора при снятом специальном экране поленеэкранированного трансформатора создает радиопомехи и вредно воздействует на организмчеловека.Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия устройства,Поставленная цель достигается тем, что вустройстве для высокочастотного нагревасодержащем установленную неподвижно на каркасеспиральную первичную обмотку согласующеготрансформатора и подвижный относительно неевторичный виток, жестко связанный с индукто.ром, вторичный виток выполнен в виде двухкоаксиальных полых цилиттдров, причем внутренний выполнен с выступами, в которых расположен каркас с первичной обмоткой, а впромежутках между выступами полые цюппщры с торцов соединены между собой сегментными элементами.В результате этого магнитное поле первичнойобмотки полностью пронизывает вторичныйвиток, что устраняет рассеяние поля. Кроме то35 го, активное сопротивление двойного вторичноговитка в два раза, меньше известного. Это снижа.е потери в двойцом витке и, соответственно,повышает КПД, В результате того, что первичная обмотка находится в замкнутом объеме,образованном проводящими поверхностями,все электромагнитное поле сосредоточено внутри этого объема, и излучение поля во внешнююсреду це происходит. Предлагаемый вторичныйвиток имеет также меньшую индуктивность, что,10в свою очередь, позволяет увеличить длину вит.ка и, соответственно, хода индуктора, а такжеупростить систему охлаждения витка в связи сувеличением поверхностей.Справедливость вышеизложенных положитель цых эффектов иллюстрируют эквивалентныеэлектрические схемы на фиг, 5 и 6.Расчет активного сопротивления предлагаемого вторичного витка производят по формулеР Я 2 Огде В - активное сопротивление известноговторичного витка;Вактивное сопротивление внутренней 25стенки предлагаемого вторичного витка;актцвцое сопротивление всего предлаобш,.- гаемого вторичного витка,Расчет индуктивного сопротивления предла- ЗОгаемого вторичного витка производят по формуле где- индуктивность извеетцого вторичноговитка;1, - индуктивность внутренней стенкипредлагаемого вторичного витка;общая индуктивность предлагаемогоабщ. -вторичного витка.На фиг. 1 показано устройство, общий вид,разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг, 1; цафиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 -сечение В-В на фиг. 1; на фиг, 5 и 6 - эквива 45лецтцые электрические схемы, где а - активноеиндуктивное сопротивление известного витка;б - активное индуктивное сопротивление предлагаемого вторичного витка,11 редлагаемое устройство для высокочастотного нагрева состоит из основания 1, на котором на четырех изоляторах 2 закреплены двестеклотекстолитовые боковины 3, к которымприкреплены три стеклотекстолитовые монтажные планки каркаса 4, на планках которого по средством керамических изоляторов 1 не показаны) установлена первичная обмотка 5 трансформатора 6. Вторичный виток жестко связан 42 4ный с одновитковым индуктором 7 и подвижный относительно первичной обмотки 5, выполнен в виде двух коаксиальных полых цилиндров 8 и 9, причем внутренний выполнен с выступами 10, в которых расположен каркас4 с первичной обмоткой 5, а в промежуткахмежду выступами полые цилиндры 8 и 9 сторцов соединены между собой сегментнымиэлементами 11. Скрепление медными сегментами с торцов двух полых цилиндров обеспечивает надежный электрический контакт междудвумя полыми цилиндрами 8 и 9, При этомпервичная обмотка 5 и вторичный виток расположены кощентрично так, что между нимиимеется гарантированный воздушный зазор,величина которого определяется напряжением,приложенным к первичной обмотке, Вторичныйвиток, имеющий длину больше длины первичной обмотки на величину, необходимого хода,индуктора, закреплен на подвижной каретке 12через изоляторы 13, Каретка 12 установленас возможностью возвратно - поступательногодвижения на велио(цу хода на металлическихнаправляющих скалках 14, которые неподвижно закреплены ца основании 1 через кронштейны15. Каретка 12 и скалки 14 являются также искользящими электроконтактными парами, покоторым происходит заземление вторичного витка согласно правил ПТЭ и ПТБ. Высокочастотное напряжение и охлаждающая вода подаетсяна первичную обмотку 5 по полым шинам 16.Устройство для высокочастотного нагреваработает следующим образом.По направляющим скалкам 14 от привода(не показан) возвратно - поступательно перемещается каретка 12 с вторичным витком и индуктором 7, Первичная обмотка 5 при этомнеподвижна.При подаче высокочастотного напряжения напервичную обмотку она создает переменноемагнитное поле между внутренней и наружнойстенкой вторичного витка. В связи с тем, чтовесь вторичный виток является замкнутым через индуктор 7, то по внутренней и наружнойстенкам вторичного витка протекает ток высокой частоты. Так как наружная и внутренняястенки вторичного витка подключены к одномуиндуктору, то по нему протекает суммарныйток всего вторичного витка. В связи с "эффектом близости"между витками первичной обмоткии обеими стенками вторичного витка электромагнитное поле за пределы вторичного виткане распространяется.Одинаковый физико - технический эффектпроисходит как при передвижении вторичноговитка с индуктором, так и без передвиженияих,Использование изобретения позволяет повысить КПД всей установки Т,В,Ч, резко снизить5 957442 6напряженность электромагнитного поля на рабо- щего трансформатора и подвижный относителенчем месте и радиопомехи, а также отказаться но нее вторичный виток, жестко связанный сот специального экраннрования всего транс- индуктором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,форматора. с целью повышения коэффициента полезногоПрименение изобретения позволяет модерни- а действия, вторичный виток выполнен в видезировать существующие установки с нагревом двух коаксиальных полых цилиндров, причемТ,В,Ч с подвижным и неподвижным нндукто- внутренний выполнен с выступами, в которыхром, а также создавать новые с лучшими техни- расположен каркас с первичной обмоткой, а вко - экономическими показателями. промежутках между выступами полые цилиндры30 с торцов соединены между собой сегментнымиэлементами, Формула изобретения Устройство для высокочастотного нагрева, содержащее установленную неподвижно на каркасе спиральную первичную обмотку согласуюИсточники информации,принятые во внимание нри экспертизе 15 1, Авторское свидетельство СССР Мф 708542,кл. Н 05 В 6/36, 1980.Корректор Е. 26(49 Подписное Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитета ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5-35, Раушская наб.