SU592381A3 - Индукционна канальна печь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротермии . Известны индукционные канальные печи, содержащие ванну, под которой размещены индуктор и магнитопровод 1, 2. Однако эти печи обладают достаточно высокой реактивной мощностью. Наиболее близкой к изобретению из известных  вл етс  индукционна  канальна  печь, содержаща  ванну и расположенный нод ней индуктор в виде не менее двух катушек, размещенных на магнитопроводе, по крайней мере, с одной стороны канала дл  циркул ции расплавленного металла, выполненного в футеровке 3. Однако така  печь также не обладает достаточно высоким коэффициентом мощности, не позвол ет подавать значительное напр жение к емкости индуктора и увеличить мощность печи. Цель изобретени  - снижение реактивной мощности печи Поставленна  цель достигаетс  тем, что в футеровке печи размещены система охлаждени  и катущки индуктора, выполненные в виде плоских спиралей из водоохлаждаемы трубок, уложенных не менее чем в один р д параллельно вертикальной плоскости канала, а одна сторона замкнутого щихтованного магнитопровода продета сквозь их середину. С целью предотвращени  попадани  расплавленного металла на катушки система охлаждени  выполнена в виде не менее двух плоских спиралей из трубки, повтор ющих форму катушки, расположенных параллельно катушке со стороны канала . На стороне магнитолровода, продетой сквозь середину катушек, также может быть размещена дополнительна  цилиндрическа  катушка индуктора, снабженна  дополнительными элементами системы охлаждени , расположенными параллельно ей. На фиг. 1 изображена индукционна  канальна  печь, одноканальный вариант; на фиг. 2 - то же, многоканальный вариант; на фиг. 3 - схематическое размещение катушки и канала охлаждени ; на фиг. 4 - два р да катушки , поперечное сечение; на фиг. 5 - распределение магнитного тока водноканальном варианте исполнени ; на фиг, б - стыковка проводников р дов катушки; на фиг. 7 - катушка возбуждени , вид сбоку; на фиг, 8 - катушка охлаждени , вид сбоку; на фиг. 9 и 10- размещение элементов охлаждени  в многоканальном варианте исполнени . Индукционна  канальна  печь содержит индуктор 1, размещенный под плавильной ванной 2 печн. Ло обеим сторонам канала 3 .ал 

циркул ции расплавленного металла имеютс  плоские спиральные катушки 4, расположенные параллельно друг другу и плоскости канала. С внутренней стороны катушек параллельно им наход тс  два р да элементов охлаждени  5, каждый из которых выполнен в виде плоских спиралей, повтор ющих форму катушки. Замкнутый шихтованный магнитопровод 6 продет через середину плоских катушек.

Така  печь потребл ет низкую реактивную мощность, часто около половины мощности, необходимой дл  обычной печи и отличаетс  от обычной печи пониженной утечкой и улучшенной индукционной св зью между катушками и каналами. Рабочий поток будет гакже невелик и поэтому может быть использован относительно небольшой железный сердечник. Невелика и потребность в площади, а при необходимости мощность печи может быть легко увеличена. Конструкци  печи позвол ет также легко заменить футеровку.

Индуктор 1 Прикрепл етс  к печи наглухо или съемно. Металл в каналах служит в качестве вторичного контура. Наведенный во вторичном контуре электрический ток нагревает и плавит металл.

Мощность, достигаема  в одноканальном индукторе, выражаетс  следующим уравнением:

ц

Р

(

где и - напр жение, - активное сопротивление , X - реактивное сопротивление.

Существуют четыре возможности увеличени  мощности (при cosf 0,7): увеличение напр жени , активного сопротивлени , реактивного сопротивлени  или количества каналов на единицу индуктора.

При увеличении напр жени  будет увеличиватьс  утечка, результатом чего  витс  нежелательный нагрев вихревыми токами самой конструкции . При увеличении активного сопротивлени  повышаетс  температура в канале, однако увеличение сопротивлени  ограничиваетс  той предельной температурой, которую выдерживает керамическа  облицовка. Снижени  реактивного сопротивлени  можно достичь путем улучшени  индуктивной св зи, сокращени  рассто ни  между каналом л катушкой, дела  канал более плоским и т. д. Толщина керамической футеровки и потребность в площади и т. д.  вл ютс  теми факторами, которые определ ют нижний предел реактивного сопротивлени .

Питание катущки первичной обмотки обычно однофазное, но может быть и многофазным, частота тока составл ет 50-60 Гц.

Расположение катушек по одной на каждой стороне канала (фиг. 3) позвол ет сделать канал узким в сравнении с высотой, что в сочетании с формой катушки дает хорощую индуктивную св зь между катушкой и каналом. Рассто ние «а может быть уменьшено, а «плоскость канала увеличена. Это дает возможность выбирать толщину футеровки и подбирать поперечное сечение дл  канала.

Плоска  катушка, (фиг. 4, 6) имеет два уровн , расположенные на одной оси друг за другом, и в ней выполнен канал охлаждени  7.

Ток и охладитель подаютс  на вход 8 и снимаютс  с выхода 9. Между уровн ми обмотки находитс  изолирующий слой 10, а между катушкой и сердечником имеютс  элементы охлаждени  в виде прокладок 11. Два внутренних проводника катушки спа ны вместе и в них выполнены углублени  так, что электрический ток и вода могут проходить вниз и вверх по указанным уровн м. Катушки соедин ютс  между собой последовательно или параллельно.

Элементы охлаждени  5 размещены между каналами (см. фиг. 9) между охлаждающими прокладками 12, которые выполнены, например, из листовой меди с отверсти ми охлаждени , расположенными внутри продольно.

Индукционна  печь может иметь дополнительную цилиндрическую катущку 13 первичной обмотки индуктора с элементами охлаждени  14

Плоска  форма катущек с несколькими уровн ми снижает опасность того, что катушка растрескаетс  или в нее проникнет расплавленный металл.

При разборе сначала вынимают сердечник и охлаждающую прокладку, после чего переворачивают индуктор и из него выпадает футеровка вместе с катушками.

Магнитопровод используетс  также в качестве поддержки дл  плоских катущек и других частей индуктора. Функцией плоских катущек также  вл етс  частична  или полна  поддержка футеровки индуктора. Иногда элементы охлаждени  могут самосто тельно выполн ть

функции катушек как поддерживающих элементов между каналами и благодар  их охлаждающему действию они могут увеличивать емкость индуктора.

Claims (3)

1.Индукционна  канальна  печь, содержаща  ванну и расположенный под ней индуктор

в виде не менее двух катушек, размещенных на магнитопроводе, по крайней мере, с одной стороны канала дл  циркул ции расплавленного металла, выполненного в футеровке, отличающа с  тем, что, с целью снижени  реактивной

мощности, в футеровке печи размещены система охлаждени  и катушки индуктора, выполненные в виде плоских спиралей из водоохлаждаемых трубок, уложенных не менее, чем в один р д параллельно вертикальной плоскости канала , а одна сторона замкнутого шихтованного магнитопровода продета сквозь их середину.

2.Печь по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью предотвращени  попадани  расплавленного металла на катушки, система охлаждени  выполнена в виде не менее двух плоских спиралей из трубки, повтор ющих форму катушки, расположенных параллельно катушке со стороны канала.

3. Печь по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что на стороне магнитопровода, продетой сквозь середину катушек, размещена дополнительна 

цилиндрическа  катушка индуктора, снабженна  дополнительными элементами системы охлаждени , расположенными параллельно ей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 212400, F 27 D 11/06. 1965.

2.Патент США № 3551587, 13-29, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР № 362180, F 27 D- 1/00, 1970.

$$ ; $$ : $$$$:

А

Фиг.З

Q