Способ управления индукционным нагревом изделий и устройство для его осуществления

(191 114 С 21 П 1/06, Н ЕТЕНИ ЬСТВ да ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ А ВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫМНАГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение касается индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимостирегулирования температуры участковнагреваемой поверхности изделий. Цельизобретения - упрощение процесса управления нагревом и повышение точности нагрева. С подключением источникавысокочастотной энергии к индукторупо экранируемому короткозамкнутымвитком 3 участку вращающегося изделипроходит ток, величина которого зависит от взаимного расположения ветвейиндуктора и короткозамкнутого виткав пространстве и равна геометрическосумме токов, индуцируемых индуктороми короткозамкнутым витком. По мереизменения угла в пространстве междуплоскостями витка и витков индуктораизменяется величина наведенной ЭДС итока в короткозамкнутом витке, Изобретение позволяет исключить перегревна выступающих участках изделий иуменьшить их коробление. 2 с.п. и1 з.п, ф-лы, 7 ил.Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано в термообработке при необходимости регулирования температуры, участков нагреваемой поверхности изделий.Цель изобретения состоит в упрощении процесса управления нагревом изделия и повышении его точности,На фиг.1 изображено устройство для 1 О осуществления способа (положение ко.роткозамкнутого витка при максимальном экранирующем воздействии), вид спереди, на фиг.2 - то же, вид сбоку, на фиг.З и 4 - при минимальном экра нирующем воздействии на фиг.5 и б варианты выполнения короткозамкнутого витка и его положение при максимальном экранирующем воздействии; на фиг.7 - то же, при минимальном экранирующем воздействии короткозамкнутого витка. на нагрев в одновитковом индукторе.Предлагаемый способ управления индукционным нагревом изделий осуществляется устройством для управления индукционным нагревом изделий в многовитковом индукторе 1, каждый виток которого лежит в плоскости, пересекающей продольную ось 2 индуктора и под угпом, отличным от 90 , содержащимокороткозамкнутый водоохлаждаемый виток 3, часть которого по дуге охватывает выступающую поверхность изделия4, а другая его часть расположена в 35 той же плоскости (или близкой к ней), что и витки нагревающего изделие индуктора, т,е, под углом с 6 к продольной оси 2 индуктора, Кроме того, короткозамкнутый виток 3 выполнен 40 разворачиваемым вокруг продольной оси 2 индуктора 1.Управление интенсивностью нагревас помощью предлагаемого устройства 45осуществляют следующим образом.С подключением источника высокочастотной энергии к индуктору по экранируемому короткозамкнутым витком 5 О 3 участку вращающегося изделия 4 проходит индуцируемый результирующий ток, определяемый величиной потокосцепления между индуктором и коротко- замкнутым витком, при этом величина этого тока зависит от взаимного расположения ветвей индуктора и коротко- замкнутого витка в пространстве и равна геометрической сумме токов индуцируемых индуктором и короткозамк-.нутым витком,Изменение экранирующего воздействия на нагрев участка изделия короткозамкнутого витка происходит ввиду того, что по мере изменения угла3 в пространстве между плоскостямивитка и витков индуктора изменяетсявеличина наведенной ЭДС и тока в короткозамкнутом витке, при этом направление этого тока противоположно токуиндуктора. Короткозамкнутый виток, всвою очередь, индуцирует в нагреваемом участке ток, направленный противоположно току, наведенному индуктором, и ослабляет его.Так, например, при расположениикороткозамкнутого витка, соответствующего его положению, показанному нафиг,1, величина результирующего токана нагреваемом участке изделия будетнаименьшей, что соответствует макси-.мальному экранирующему воздействиюкороткозамкнутого витка при совмеще -нии его с плоскостью расположениявитков индуктора.Поворот короткозамкнутого витка влюбую сторону влечет за собой изменение угла в пространстве между плоскостями витков индуктора и короткозамкнутого витка, что уменьшает результирующий ток, протекающий по нагреваемому участку,В положении короткозамкнутого витка 3, показанном на фиг.З, результирующий индуцированный в изделии 4 токбудет наибольшим, что соответствуетминимальному экранирующему воздействию короткозамкнутого витка 3.Устройство может использоватьсякак при одновременном, так и при непрерывно-последовательном нагреве,В последнем случае нагревающий индуктор 1 перемещается относительно изделия, а короткозамкнутый виток 3 неподвижен (или наоборот), но может бытьповернут вокруг продольной оси 2 индуктора 1. В обоих случаях детальвращается. Наибольший диапазон регулирования интенсивностью нагрева участка изделия достигается в случае, когда плоскость витков индуктора и короткозамкнутого витка расположена под угломо45 к оси детали.Возможны варианты выполнения короткозамкнутого витка, например вариант (фиг,5), с одинаковым экранирую 1305180щим эффектом по всей поверхности нагреваемого участка, вариант (фиг.б) с ярко выраженной зоной экранирования и промежуточной зоной, но с меньшим диапазоном регулирования интенсивностью нагрева, когда часть коротко- замкнутого витка располагается в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, а часть - в плоскости, параллельной плоскости витков Ю индуктора, и вариант с одновитковым индуктором (фиг.7), захватывающим зону, большую, чем короткозамкнутый виток, в этом случае снижается диапазон регулирования интенсивности на грева, но выравнивается влияние индуктора по длине нагреваемого участка. При этом, если на фиг.1, 5 и 6 положение короткозамкнутого витка соответствует его максимуму воздействия 20 на нагрев участка изделия, то на фиг.2 и 7 - его минимуму.Предлагаемый способ управления индукционным нагревом позволяет упростить регулировку интенсивности нагрева изделий со сложной конфигурацией, исключить перегрев на выступающих участках изделий и уменьшить их коробление.ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 301. Способ управления индукционным нагревом изделий в индукторе с на клонными витками и короткозамкнутым витком, включающий изменение интенсивности нагрева участков изделия пу тем регулирования экранирующего воздействия короткозамкнутого витка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса управления нагревом и повышения точности нагрева, регулирование экранирующего воз-: действия короткозамкнутого витка осу-, ществляют изменением угла между его плоскостью и плоскостью витков индуктора.2. Устройство управления индукционным нагревом изделий в индукторе с наклонными относительно его продольной оси витками, содержащее соосно расположенный с индуктором коротко- замкнутый виток, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности нагрева участков изделия, короткозамкнутыи виток расположен под углом к продольной оси индуктора и установлен с возможностью поворота вокруг этой оси на угол до 1.803. Устройство по п,2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что короткозамкнутый виток выполнен из участков, лежащих как в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, так и в плоскости, расположенной под угломо45 к этой оси./ Со ставит ел Техред Л.С Белофастовкова Корректор И.Эрде Редактор Н,Егоров аз 1383/21 Подпис эводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИП по 13035, Тира Государствен елам изобрет осква, Ж550го комитета СССРий и открытийРаушская наб., д