Установка для нагрева изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Зи С 21 В 1(10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический и проектно- конструкторский институт токов высокой частоты им. В.П. Вологдина и Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621 785,365.(088.8)(56) 1. Отчет1095 ВНИИТВЧ, Л., 1979, с. 54, инв.Б 7947302. Создание технологии и индукцион ного оборудования для локальной термообработки труб 1420-2520 мм на трубоэлектросварочном агрегате 1420- 2520 Выксинского трубного завода. Отчет852 ВНИИТВ, ч. У 1. Л., 1976, с. 26.ЗРазработка технологии и оборудования для термической обработки труб. Отчет859, ч. У, Л., 1975, с. 15, инв.Б 520906.(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ, включающая индуктор и звукоизолирующий кожух, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения уровня шума, звукоизолирую. щий кожух охватывает проводники индуктора.2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что звукоизолирующий кожух выполнен из синтетической резины на основе изопренового бутадиен-нитрильного и силаксанового каучука.50 на расстоянии, обеспечивающем отсутствие наводок от электромагнитного поля индуктора 1 3 1.Такой кожух эффективен на установках мощностью до 300 кВт, в этом Изобретение относится к индукционному нагреву изделий и может быть использовано в составе электротермических установок для нагрева изделий под закалку, пайку, отпуск и другие электротермические процессы.Известна установка для нагрева изделий, содержащая индуктор с магвнитопроводом, обеспечивающим локальный нагрев шва 1 3Индуктор работает на частоте 2400 Гц мощностью 600 кВт и излучает шум с уровнем звукового давления на расстоянии 1 м от индуктора в 95- 100 дБ при допустимом уровне 71 дБ15 в октавной полосе со средней частотой 4000 Гц, т.е. в полосе наиболее интенсивного шума этой установки,Известна установка для локального нагрева швов труб, состоящая из индукционного нагревателя, включающего индуктор, механизм его крепления и конденсатооную батапею. Для уменьшения уровня шума, излучаемого в помещение цеха, вся установка заключена в звукоизолирующее помещение, локализующее излучаемый шум внутри этого помещения. Установка снабжена системами автоматики и управления, позволяющими расположить рабочие места З 0 операторов вне этого помещения. Такое помещение позволяет снизить уровень излучаемого установкой во внешнее пространство шума до допустимого уровня, При этом степень снижения шума 35 зависит только от качества выполнения звукоизолирующего помещения, толщины и свойств материала 2 3.Недостатком такой установки являются большие капитальные затраты, 40 связанные со строительством звуко- изолирующего помещения, оборудования его системами дистанционногофуправления и автоматики.Уменьшение стоимости шумоизоли-. 45 рующих устройств на индукционных уста новках достигается применением не- герметичных кожухов из звукоизолирующих материалов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является установка для нагрева изделий, вклю-. чающая индуктор и звукоизолирующий кожух Кожух размещают над индуктором случае уровень шума, излучаемый индуктором усгановки, удается снизить до нормируемых величин. Так например, на установке локальной термообработки швов спиральношовных труб стана 630 применение кожуха снизило уровень шума с 83 дБ без кожуха до 70 дБ при мощности, потребляемой уста новкой, 280 кВт. При повышении мощности установки выше 300 кВт добиться требуемых (допустимых) уровней шума не удается.Целью изобретения является уменьшение уровня шума.Поставленная цель достигается тем, что в установке, для нагрева изделий, включающей индуктор и звуко- изолирующий кожух, последний охватывает проводники индуктора.Звукоизолирующий кожух выполнен из синтетической резины на основе изопренового бутадиен-нитрильного и силаксанового каучука.На фиг. 1 и 2 изображена поперечные разрезы индуктора с кожухом; на фиг, 3 - поперечный разрез индуктора с кожухом, в звукоизолирующем слое которого выполнены отверстия.Проводники 1 индуктора окружены звукоизолирующим кожухом 2. На фиг,1 звукоизолирующим кожухом окружен каждый проводник в отдельности, а на фиг. 2 все проводники 1 окружены общим кожухом 2. Проводники 1 индуктора смонтированы на каркасе 3, служащем для их поддержания и закрепления. Звукоизолирующий кожух 2 выполнен из термостойкого, диэлектрического звукоизолирующего материала, в качестве которого может быть использована синтетическая резина на основе изопренового бутадиен-нитрильного и силаксанового каучуков. Для технологичностиизготовления индуктора в кожухе 2 и удобства демонтажа кожуха 2 резина берется сырой, без стабилизирующих добавок, Резина может быть армирована одним или более слоями высокотемпературного гибкого материала, например стеклоткани.Кожух 2 монтируется на проводниках 1 индуктора путем наложения листов указанного материала на поверхность проводников 1, Сцепление между листами достигается за счет хорошей адгезии между материалом листов, В то же время адгезия применяемой в качестве материала звукоизолирующего кожуха 2 сырой синтетической резины к другим материалам - металлу, текстолиту и др. плохая, что позволяет без особых затруднений накладывать кожух 2 как на изолированные, так и на неизолированные проводники 1 индуктора и демонтировать его в случае необходимости без повреждений. При наложении кожуха 2 на неизолированные проводники 1 индуктора рекомендуется использовать схему на фиг. 1, в этом случае кожух выполняет функцию одновременно и электроизоляции, на изолированные - схему на Фиг. 2. Таким образом удается получить звукоизолирующий кожух 2 практически акустически герметичным, т.е. без щелей и отверстий, ухудшающих фактическую звукоизоляцию кожуха.В .ряде случае проводники 1 индуктора выполняются с технологическими подводами, например как показано на фиг. 3, со шпильками 4 для их крепления на каркасе 3 индуктора. В этом случае, по описанной технологии трудно изготовить кожух 2 без щелей и отверстий и его эффективность падает. Звуковая энергия, накапливающая между звукоизолирующим слоем 5 кожуха 2 и поверхностью проводников 1 индуктора через щели 6 выходит наружу. Для повышения фактической звуко- изоляции кожуха 2 между его звуко- изолирующим слоем 5 и проводниками 1 индуктора размещают звукопоглощающий слой 7. Его выполняют из звуко- поглощающего материала типа базальтового или стекловолокна.При протекании тока по проводникам 1 индуктора между последними действуют электромагнитные силы притязания или отталкивания в зависимости от мгновенного взаимного направления тока в проводниках 1, которые возникают в каждый полупериод тока. Частота действующих электромагнитных сил в два раза превышает частоту тока в проводниках 1 индуктора. Эти силы вызывают колебания проводников 1 и тем самым обуславливают частоту и интенсивность излучения воздушного шума проводниками 1 индуктора. При применении звуко- изолирующего кожуха 2, наложенного вокруг проводников 1 индуктора, излучаемый индуктором шум, отражаясь от звукоизолирующего слоя 5 кожуха 2 индуктора,локализуется между кожу хом 2 и излучающей поверхность проводников 1 индуктора.При наличии между звукоизолирующим слоем 5 кожуха 2 и проводниками 1 индуктора звукопоглощающего слоя 7 звук, многократно отражаясь между этими поверхностями, поглощается материалами-звукопоглотителями. Таким образом, достигается снижение уровня шума, излучаемого индукто 5 10 рами во внешнее пространство.фактическая звукоизоляция кожуха определяется звукоизолирующей способностью материала кожуха и поглощения отражаемой звуковой энергии1.в пространстве между звукоизолируюшими материалами кожуха и излучающей поверхностью, которое зависит от вида примененного звукопоглотителя и его толщины. 15 20Для достижения наибольших величин указанных параметров в качестве звукоизолирующего материала кожуха выбрана синтетическая резина. Синтетическая резина обладает следующими положительными свойствами при ее использовании в качестве звукоизолирующего кожуха индукционной установки: имеет высокую звукоизолирующую способность, средняя звукоизолирую 25 30 щая способность резиновой преградыбольше, чем у стальной преграды одинаковбй поверхностной массы, и не имеет провала звукоизоляции на критичесЗ 5 ких частотах, что имеет место у других материалов; является диэлектриком, поэтому Функции звукоизоляциимогут быть совмещены с функциямиэлектроизоляции, а также в ней не на 40 водятся индуктированные токи, поэто 45 50 55 му отсутствует нагрев звукоизолирующего кожуха и связанные с этим потери энергии; вьдерживают высокую температуру (до 600 С) без повреждения, что позволяет размещать кожух в непосредственной близости от нагреваемого изделия; позволяет изготовить кожух без щелей и отверстий, легко его демонтировать.В качестве поглотителя выбрано базальтовое волокно либо ультратонкое (толщиной менее 0,05 мм) стекловолокно. Эти материалы вьдерживают высокие температуры (1000 С), а также имеют высокий коэффициент звукапоглощения в звуковой диапазоне частот при которых работают индукционные установки.1110809 П р и м е р, Проводилось измерение уровня шума индуктора со звуко- изоляцией в виде кожуха, наложенного на витки индукторна, кожуха, размещенного над индуктором, и без него.Измерения производились аппаратурой фирмы КГТ, в комплект которой входили шумомер РЯ 1 202, актавные фильтры ОР 101, микрофон МК 102 на треноге, Погрешность измерений д +2 дБ. Средние уровни звукового давления Ьш, дБ Допустимые уровни звукового дав ления на рабочем месСрелнегеоШумовойфон в месШум индуктора метрические частоты окбез нагрузки с нагрузкой тавных полос 1 с, Гц те измерения те в производственных помещениях с учетом тональности шума,дБакоп 8000 58 83 69 63 4000 93 95 71 2000 75 76 73 Поскольку вклад нагрузки в шумо- Результаты измерения шума индукобразование незначительный, дальнейшие тора со звукоизолирующим диэлектриизмерения проведены без нагрузки. ческим кожухом представлены в табл, 2. Помещение, в котором производились измерения шума, имеет размеры 80 х 10 х 6 м и не имеет звукопоглощающей облицовки, Расстояние от индуктора доближайшей стены составля. ло 4 м.Источником шума являлся индуктор для локального нагрева, состоящий из сектора индуктирующих витков шириной 60 мм и двух секторов обратных витков шириной по 120 мм, расположенных симметрично по обе стороны от индуктирующих на расстоянии от них по 120 мм. Длина индуктора 1200 мм. Питание индуктора осуществлялось от генератора частотой 2400 Гц, находящегося в изолированном помещении,Шум, излучаемый индуктором,является постоянным, тональным, смаксимумом интенсивности на частоте,равной удвоенной частоте рабочеготока индуктора 2 Г , т.е. в октавнойполосе со среднегеометрической частотой 4000 Гц. Постоянный режимподдерживался регулировкой тока гене.ратора 1 = 600 А и напряжения на немГ = 800 В. Индуктор подсоединялсяк токоподводящим шинам генераторас помощью гибких водоохлаждаемых15 кабелей,Микрофон располагался на расстоянии 1,5 м от индуктора в направлении,,перпендикулярном продольной оси индуктора, и не ближе 1,5 м от ближайшей стены помещения.Измерения проводилисв как на холостом индукторе, так и на индукторе с нагрузкой, в качестве которойиспользовались стальная водоохлаждаемая труба ф 500 мм с толщиной стенки 2 мм, длиной 1500 мм.Результаты измерений шума индуктора без кожуха приведены в табл. 1.Таблица 11110809 Таблица 2 Средние уровни звукового давления Ьш, дБ Среднегеометрическиечастоты окШум индуктора без нагрузки с кожухом с толщиной стенки Р, ммШумовой фонв местеизмерений тавных полос 1 ср, Гц5 10 63 8000 4000 71 62 76 64 64 64 2000 64 Среднегео- метрические частоШумовой фон в месте измере- ний Шум индуктора без нагрузки с кожуком ты октавных полосКр т Гц 73 8000 83 62 4000 70 65 2000 Результаты измерения шума индуктора со звукоизолирующим металлическим кожухом, размещенным над индуктором.йредставлены в табл. 3Результаты измерений показывают, что звукоизолирующая способность предложенного кожуха определяется законом "масс" и фактически звукоизоляция его достигает 28 дБ при толщине звукоизолирующего,слоя кожуха 4 = 10 мм.Предложенная индукционная установка обладает следующими преимуществами по сравнению с известными: уровень шума, излучаемый индуктором, снижен на 30 дБ и его уровень удовлетворяет требованиям по сравнению с базовым вариантом, когда индукционная установка помещена в звукоизоли 35 рующее помещение, предлагаемая установка с кожухом, наложенным непосредственно на витки индуктора, требует меньших капитальных затрат, меньший расход материалов и более технологична в исполнении. Так, капитальные затраты на строительство звуко- изолирующего помещения установки локальной термообработки труб стана 203-530 составили 300 тыс. руб., в то время как звукоизоляция, наложенная по предлагаемому методу, обойдется в 3000 руб.Предлагаемая установка не требует средств дистанционного управле-, ния и автоматики, так как рабочее место оператора может быть выбрано в непосредственной близости от нее.Индукционная установка может быть использована на участках локальной термообработки трубоэлектросварочных агрегатов, а также во всех случаях индукционного нагрева, при которых требуется снижение уровня шума.Экономический эффект может быть оценен в виде снижения капитальных затрат на звукоизоляцию одной установки и капитальные затраты могут быть снижены до 100 раз.Предлагаемая установка также позволяет снизить излучаемый уровень шума до требуемого стандартами, что улучшает условия труда операторов электротермических установок,Таблица 3 Средние уровни звукового давления Тш,дБ1110809 Диг, Г Составитель А. Денисовктор Т. Колб Техред М.Кузьма Подписно ка комитета ССС и открытиишская наб., д. 4/ иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,б 5/21ВНИИПИ Госпо делам035, Москв Тираж 539 дарственно зобретенийЖ, Ра 1 иг