Індукційний пристрій для нагрівання текучого середовища

Індукційний пристрій для нагрівання текучого середовища, який складається з індуктора і нагрівача, який відрізняється тим, що індуктор пристрою виконано на базі статора асинхронного двигуна з обмоткою змінного струму промислової частоти, а нагрівач - у вигляді сталевої труби з феромагнітного матеріалу з товщиною стінки, що перевищує глибину проникнення змінного струму, яка розміщена усередині індуктора без зазору Пропонований винахід відноситься до індукційних нагрівальних пристроїв проточного типу промислової частоти і призначений для нагрівання текучого середовища Відомий трифазний індукційний нагрівач текучого середовища [АС СССР 1781845 А1, SU МКИ Н05В6/10], що містить три однофазних індуктори, які охоплюють нагрівач у виді товстостінних труб з феромагнітного матеріалу, з'єднаних з торців трубами - ярмами з патрубками входу і виходу текучого середовища При цьому, котушки індуктора і труби - нагрівачі кожної фази пристрою, розбиті на дві напівфази з метою забезпечення високого коефіцієнту потужності нагрівача Крім того, між котушками індуктору і трубами нагрівача встановлені термостійкі електроізоляційні каркаси Недоліком цього відомого нагрівача є великі габарити, вартість і трудомісткість виготовлення Як прототип, обраний електричний проточний нагрівач рідин трансформаторного типу [Кисель О Б , Колобов Б А Серафимов В Т Электрический проточный нагреватель жидкостей трансформаторного типа / Электротехника, 1988, №8 — с 79], що складається з індуктору у виді магнітопроводу трифазного стержневого трансформатора з первинною трифазною обмоткою змінного струму, виконаний з мідного або алюмінієвого проводу і нагрівача у вигляді вторинної трифазної короткозамкнутої обмотці, виконаної з холоднокатаних сталевих труб, по якім прокачується рідина, що нагрівається Пристрій живиться від мережі змінного струму промислової частоти алів (більш Юкг/квт), великі габарити і вартість В основу винаходу поставлено задачу удосконалення індукційного пристрою для нагрівання текучого середовища, в якому індуктор, виконано на базі статору асинхронного двигуна, і при цьому при роботі пристрою утворюється обертове магнітне поле, що забезпечує в порівнянні з пульсуючим магнітним полем значні магнітні й електричні втрати в стінках труби-нагрівача і, як наслідок, інтенсивний його нагрів разом з текучим середовищем, і за рахунок цього зменшити масогабаритні показники і трудомісткість виготовлення пропонуємого пристрою Поставлена задача вирішується тим, що індукційний пристрій для нагрівання текучого середовища, що складається з індуктору і нагрівача, ВІДПОВІДНО до винаходу для зменшення масогабаритних показників, індуктор пристрою виконується на базі статору асинхронного двигуна з обмоткою змінного струму, промислової частоти і нагрівача у вигляді сталевої труби з феромагнітного матеріалу з товщиною стінки, яка перевищує глибину проникнення перемінного струму та розміщена у середині індуктору без зазору Суттєва ВІДМІННІСТЬ, новизна пристрою І принципу дії пропонуємого індукційного нагрівача текучого середовища в порівнянні з відомими, полягає в наступному - у виборі раціональної конструкції індуктору, виконаного на базі статору асинхронного двигуна, - у простоті і компактності конструкції нагрівача, виконаного у вигляді сталевої феромагнітної труби, - у використанні при роботі пристрою оберто До недоліків цього пристрою - прототипу відноситься висока питома витрата активних матері 1 о> (О 00 48697 вого магнітного поля, що забезпечує в порівнянні з пульсуючим магнітним полем значні магнітні й електричні втрати в стінках труби - нагрівача і, як наслідок, інтенсивний його нагрів разом з текучим середовищем За даними [Ламмеранер И , Шгафль М Вихревые токи — М Энергия, 1967 с 85] електричні і магнітні втрати у феромагнітному середовищі при обертальному перемагнічуванні ВДВІЧІ більше, ніж при пульсуючому перемагнічуванні, Усе це й обумовлює зниження масогабаригаих показників і трудомісткості виготовлення пропонуємого пристрою в порівнянні з відомими індукційними нагрівачами текучого середовища Технічна сутність і принцип роботи пропонуємого пристрою пояснюються кресленням на якому Фігура - Конструктивна схема пристрою індукційного нагрівача Пристрій складається з корпусу 1, магнітопроводу індуктора 2, обмотки індуктора 3, нагрівача 4, клемної коробки 5, вхідного і вихідного патрубків 6, і кришки корпусу 7 Перераховані конструктивні елементи пристрою виконані в такий спосіб корпус 1 і кришки корпусу 7 виконуються сталевими або чавунними, магнітопровід індуктору 2 має циліндричну форму і набирається з аркушів електротехнічної сталі На внутрішній поверхні магнітопроводу індуктору 2 є пази, в які закладається обмотка індуктору 3, що являє собою трифазну обмотку змінного струму промислової частоти Обмотка індуктору 3 виконується з мідного ізольованого обмотувального проводу з ВІДПОВІДНИМ класом нагрівостійкості ізоляції У цілому індуктор пристрою виконується на базі статору асинхронного двигуна Нагрівач 4 виконується у вигляді труби з феромагнітного матеріалу з товщиною стінки, що перевищує глибину проникнення змінного струму промислової частоти, з торців труба-нагрівач 4 має патрубки 6 для входу і виходу текучого середовища, труба-нагрівач 4 розміщається у середині магнітопроводу індуктора 2 без зазору Принцип роботи пристрою полягає в наступному до вхідного патрубка 6 подається текуче середовище, що тече по трубі-нагрівачу 4 і випливає через вихідний патрубок 6 При підключенні обмотки індуктору 3 у мережу трифазного змінного струму створюється кругове обертове магнітне поле як у звичайному асинхронному двигуні Магнітне поле при обертанні буде перетинати нерухому феромагнітну трубу-нагрівач 4 і індукувати у стінках труби-нагрівача 4 ЕРС і вихрові струми, а також здійснювати обертальне перемагнічування феромагнітного матеріалу труби-нагрівача 4 Електричні і магнітні втрати, які виникають при цьому в стінках труби-нагрівача 4, обумовлюють інтенсивне нагрівання труби-нагрівача 4 і текучого середовища, яке проходить по трубі-нагрівачу 4 Згідно описаного принципу дії випливає, що при роботі індукційного пристрою його обмотка 3 включається в мережу змінного струму, а феромагнітна трубанагрівач 4 знаходиться в нерухомому стані, що відповідає режиму короткого замикання асинхронного двигуна У такий спосіб індукційний пристрій для нагрівання текучого середовища буде працювати в режимі короткого замикання, що є нормальним експлуатаційним режимом роботи пропонуємого пристрою Зазначена особливість роботи пристрою забезпечується ВІДПОВІДНИМ вибором величини живильної напруги, схемою включення обмоток індуктору 3 і електромагнітним розрахунком Клас ізоляції обмотки індуктора 3 повинний бути не нижче класу "F" з довгостроково припустимою температурою обмотки 155° 48697 //////////// YA • H.///7 V////////////////A7} Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71