Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Індукційний нагрівач, що містить кільцевий магнітопровід з обмоткою, на торцевих частинах якого змонтовані бокові магнітопроводи, який відрізняється тим, що бокові магнітопроводи мають внутрішні розточки, при цьому форма і розміри внутрішніх розточок одного бокового магнітопроводу мають форму і розміри більшого кільця, а другого магнітопроводу - форму і розміри меншого кільця, з можливістю виконання в останньому магнітопроводі додаткових проточок, між одним з бокових магнітопроводів і кільцем або кільцями встановлено перехідний магнітопровід, форма і розміри однієї з торцевих частин якого відповідають формі і розмірам розточки або додаткової проточки бокового магнітопроводу, перехідний магнітопровід центрується в розточках або проточках бокових магнітопроводів, при цьому бокові магнітопроводи на активній довжині магнітопроводу мають радіальні пази, частина з яких виконані наскрізними, а перехідний магнітопровід має радіально-подовжні пази, один з яких виконаний повністю наскрізним.

Текст

Індукційний нагрівач, що містить кільцевий магнітопровід з обмоткою, на торцевих частинах якого змонтовані бокові магнітопроводи, який відрізняється тим, що бокові магнітопроводи мають внутрішні розточки, при цьому форма і розміри внутрішніх розточок одного бокового магнітопроводу мають форму і розміри більшого кільця, а другого магнітопроводу - форму і розміри меншого кільця, з можливістю виконання в останньому магнітопроводі додаткових проточок, між одним з бокових магнітопроводів і кільцем або кільцями встановлено перехідний магнітопровід, форма і розміри однієї з торцевих частин якого відповідають формі і розмірам розточки або додаткової проточки бокового магнітопроводу, перехідний магнітопровід центрується в розточках або проточках бокових магнітопроводів, при цьому бокові магнітопроводи на активній довжині магнітопроводу мають радіальні пази, частина з яких виконані наскрізними, а перехідний магнітопровід має радіально-подовжні пази, один з яких виконаний повністю наскрізним. Винахід відноситься до індукційних нагрівних пристроїв і може бути використаний в промисловості, сільському господарстві та інших галузях для знімання внутрішніх кілець підшипників, які були змонтовані на валу по посадці з натягом. Відомий індукційний нагрівач, що має Пподібні магнітопроводи з обмотками, які змонтовані на їх стрижнях [1]. В такому нагрівачі за рахунок провороту бокового кільця ручками магнітопроводи з обмотками переміщаються по пологому пазу кільця, змінюючи при цьому внутрішній діаметр нагрівача. Це дозволяє виконувати нагрів кілець різного діаметра. Недоліком аналога є складність конструкції, так як необхідно забезпечувати одночасність переміщення всіх магнітопроводів. За допомогою даного пристрою можливо нагрівати кільця підшипників без фіксуючих бокових буртів, так як одночасно змінювати два діаметри неможливо. Крім того, нагрів кільця по діаметру в такому пристрої нерівномірний: максимальна температура - в зоні дії магнітопроводів, мінімальна - між магнітопроводами. Найбільш близьким технічним рішенням до пропонованого винаходу є індукційний нагрівач, що має кільцевий магнітопровід з обмоткою, на торцевих частинах якого змонтовані бокові магнітопроводи [2, 3]. На відміну від аналога в прототипі здійснюється рівномірний нагрів всього кільця, але він має властивий недолік - нагрівач пристосований для нагріву кільця лише одного визначеного розміру циліндричної форми. Таким нагрівачем неможливо виконати нагрів кілець підшипників різної форми, діаметрів, довжин, які змонтовані на одному валу. Крім того, неможливо виконати нагрів двох послідовно змонтованих кілець. Такі комбінації підшипникових кілець знаходять місце в редукторах вагонів електропоїздів і трамваїв. Одною з вимог до індукційних нагрівачів є максимальна витрата енергії на нагрів кільця при мінімальних витратах енергії в конструктиві нагріва (19) UA (11) 90441 (13) (21) a200810385 (22) 14.08.2008 (24) 26.04.2010 (46) 26.04.2010, Бюл.№ 8, 2010 р. (72) БАРАБАШ В'ЯЧЕСЛАВ АНДРІЙОВИЧ, БОГАЄНКО МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, БУТЕНКО МИХАЙЛО ЮРІЙОВИЧ, ГАВРИЛЮК ЄВГЕНІЙ ВІКТОРОВИЧ, ПИШНЯК СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ, ПОПКОВ ВОЛОДИМИР СЕРГІЙОВИЧ (73) БАРАБАШ В'ЯЧЕСЛАВ АНДРІЙОВИЧ, БОГАЄНКО МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, БУТЕНКО МИХАЙЛО ЮРІЙОВИЧ, ГАВРИЛЮК ЄВГЕНІЙ ВІКТОРОВИЧ, ПИШНЯК СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ, ПОПКОВ ВОЛОДИМИР СЕРГІЙОВИЧ (56) UA 4092 U; 17.01.2005 SU 1501310 A1; 15.09.1989 SU 965030; 07.10.1982 RU 2264695 C2; 20.04.2003 EP 0380030 A1; 01.08.1990 DE 2332049; 28.02.1974 CA 1185663; 16.04.1985 C2 1 3 ча. Це можливо здійснити за рахунок мінімальних витрат в магнітопроводі. Виконання магнітопроводів в прототипі масивними може привести до деякого збільшення витрат на вихрові токи. Це може призвести до перерозподілу витрат енергії в кільці, яке нагрівається, і витрат енергії в магнітопроводах в бік останніх, що небажано. В основу винаходу поставлена мета розширення функціональних можливостей і зменшення енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в індукційному нагрівачі, що має кільцевий магнітопровід з обмоткою, на торцевих частинах якого змонтовані бокові магнітопроводи, форма і розміри внутрішніх розточок одного з бокових магнітопроводів відповідають формі і розміру більшого кільця, а другого - меншого кільця, які підлягають нагріву, з можливими додатковими проточками, між одним з бокових магнітопроводів і кільцем або кільцями встановлено перехідний магнітопровід, форма і розміри однієї з торцевих частин якого відповідають формі і розмірам розточки або додаткової проточки бокового магнітопроводу, і який центрується врозточках або проточках бокових магнітопроводів, при цьому бокові магнітопроводи на активній довжині магнітопроводу мають радіальні пази, частина з яких наскрізні, а перехідний магнітопровід - радіально-подовжні, один з яких повністю наскрізний. В порівнянні з прототипом, запропонований індукційний нагрівач відрізняється наявністю таких ознак: розточки бокових магнітопроводі мають різні форми і розміри; розточка одного з бокових магнітопроводів має форму і розміри більшого кільця; розточка другого бокового магнітопроводу має форму і розміри меншого кільце; боковий магнітопровід з розточкою по формі і розмірам меншого кільця може мати додаткову проточку; між одним з бокових магнітопроводів і кільцем або кільцями встановлено перехідний магнітопровід; форма і розміри однієї з торцевих частин перехідного магнітопроводу відповідають формі і розмірам розточки або проточки бокового магнітопроводу; перехідний магнітопровід центрується в розточках або проточках бокових магнітопроводів; бокові магнітопроводи на активній довжині магнітопроводу мають радіальні пази; частина радіальних пазів на бокових магнітопроводах виконані наскрізними; перехідний магнітопровід має радіальноподовжні пази; один з радіально-подовжних пазів перехідного магнітопроводу виконаний повністю наскрізним; Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої мети. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На Фіг.1. показано загальний вигляд з розрізами індукційного нагрівача; на Фіг.2 - загальний вигляд з розрізом і видами на зовнішню А і внутрішню Б 90441 4 сторони бокового магнітопроводу, на Фіг.3-4 - загальні види з розрізами перехідних магнітопроводів різного конструктивного виконання, на Фіг.5-7 компоновки індукційного нагрівача з різними перехідними магнітопроводами і кільцями, які необхідно нагрівати. Індукційний нагрівач має кільцевий магнітопровід 1, всередині якого розміщена обмотка 2. Магнітопровід 1 навитий з електротехнічної стрічки, обмотка 2, як і магнітопровід 1, кільцева, розміщена на каркасі 3, навита обмотувальним дротом і просякнута електроізоляційним лаком. Живлення до обмотки 2 подається через коробку виводів 4 кабелем 5. На торцевих частинах 6 і 7 кільцевого магнітопроводу 1 змонтовано, відповідно, бокові магнітопроводи 8 і 9. Магнітопроводи 1, 8, 9 і обмотка 2 об'єднані в єдину конструкцію за допомогою шпильок 10, кріпильних елементів 11 і стійок 12. Стійки 12 і кріпильні елементи 11 чергуються зі сторін бокових магнітопроводів 8 і 9 таким чином, що на кожній зі сторін по черзі розміщені стійки 12 і кріпильні елементи 11. Це дозволяє індукційний нагрівач встановлювати на робочий стіл на дві сторони. Для транспортування служать ручки 13. На зовнішній поверхні нагрівача встановлено захисний кожух 14. Бокові магнітопроводи 8 і 9 мають внутрішні розточки 15 і 16, які по формі і розмірам відповідають формі і розмірам більшого 17 і меншого 18 кільця. Боковий магнітопровід 9, який має розточку 16, що відповідає формі і розмірам меншого 18 кільця, може мати додаткову проточку 19. На бокових магнітопроводах 8 і 9, на їх активних довжинах, виконані радіальні пази 20, частина з яких наскрізні - 21. Це дозволяє збільшити опір вихровим струмам, які виникають при роботі індукційного нагрівача, що веде до зменшення нагріву бокових магнітопроводів і витрат енергії. При нагріванні кільця і зніманні його з вала між одним з бокових магнітопроводів і кільцем (Фіг.5, 6) або кільцями (Фіг.7) встановлено перехідний магнітопровід 22. Форма і розміри однієї з торцевих частин 23 перехідного магнітопроводу 22 відповідають формі і розмірам розточки 15 бокового магнітопроводу або проточки 19. Перехідний магнітопровід 22 своєю торцевою частиною 23 центруються в розточках 15 або проточках 19 бокових магнітопроводів. Крім того, перехідний магнітопровід 22 може додатково фіксуватися в розточках за допомогою прижимів 24. Перехідний магнітопровід 22 має радіальноподовжні пази 25, один з яких - повністю наскрізний 26. Радіально-подовжні пази 25, як і в випадку з пазами бокових магнітопроводів також збільшують опір вихровим токам, а повністю наскрізний паз 26 розриває ланцюг кільцевим струмам не порушуючи механічні властивості конструкції. За рахунок центрування перехідного магнітопроводу 22 в розточках 15 або проточках 19 між ним і валом 27, на якому змонтовано по посадці з натягом кільце підшипника, є гарантований зазор 28. Робота на індукційному нагрівачі виконується наступним чином. При нагріванні більшого за роз 5 міром кільця (Фіг.5) на вал послідовно з кільцем 17 встановлюється перехідний магнітопровід 22 (Фіг.4). На перехідний магнітопровід 22 і кільце 17 монтується індукційний нагрівач боковим магнітопроводом 8 до упору. При цьому розточки 15 бокового магнітопроводу 8 об’єднуються з зовнішніми поверхнями кільця 17 (поверхні катання роликів і бурта); перехідний магнітопровід 22 входить в проточку 19, де центрується, а протилежний кінець притискається до кільця 17. На обмотку 2 подається живлення, за рахунок чого утворюється змінне магнітне поле, магнітний потік якого по магнітопроводам (кільцевий магнітопровід 1, бокові магнітопроводи 8 і 9, перехідний магнітопровід 22) підводиться до кільця 17. За рахунок наявності гарантованого зазору 28 між перехідним магнітопроводом 11 і валом 27 зменшення основного магнітного потоку від відгалуження на вал буде мінімальне. Магнітний потік наводить в кільці 17 вихрові струми, які його нагрівають. При нагріві збільшуються внутрішні розміри кільця, що призводить до послаблення посадки на валу і можливість зняття його без значних механічних зусиль. При нагріві меншого за розміром кільця (Фіг.6) в розточки 15 бокового магнітопроводу 8 встановлюється перехідний магнітопровід 22 (Фіг.3), який фіксується за допомогою прижимів 24. Індукційний нагрівач монтується на кільце 18 боковим магнітопроводом 9 до упору. При цьому розточки 16 бо 90441 6 кового магнітопроводу 9 об'єднуються з зовнішніми поверхнями кільця 18, а торцева поверхня перехідного магнітопроводу 22 - з торцевою поверхнею підшипника 18. Процес нагріву кільця 18 аналогічний вищеописаному процесу нагріву кільця 17. Для нагріву двох кілець (Фіг.7) використовується перехідний магнітопровід 22 зменшеної довжини. Таким чином, виконання індукційного нагрівача запропонованої конструкції за рахунок виготовлення розточок бокових магнітопроводів різних розмірів і конфігурацій, використання перехідних магнітопроводів різних конфігурацій і розмірів приводить до розширення функціональних можливостей пристрою; виконання в бокових магнітопроводах радіальних пазів, а в перехідному магнітопроводі - радіально-подовжніх - призводить до зменшення енергетичних витрат. Індукційний нагрівач пропонованої конструкції знаходиться на стадії випробовування дослідного зразка в умовах моторвагонного депо ст. Фастів-1. Джерела інформації: 1. http://www.mapro.skf.com/products_rus/hea_ eaz.htm 2. http://www.mapro.skf.com/products_rus/hea_ eazna.htm 3. http://www.mapro.skf.com/prodsubs_r/hea_ eazna2.htm 7 90441 8 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 90441 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Induction heater

Автори англійською

Barabash Viacheslav Andriiovych, Bohaienko Mykola Volodymyrovych, Butenko Mykhailo Yuriiovych, Havryliuk Yevhenii Viktorovych, Pyshniak Serhii Petrovych, Popkov Volodymyr Serhiiovych

Назва патенту російською

Индукционый нагреватель

Автори російською

Барабаш Вячеслав Андреевич, Богаенко Николай Владимирович, Бутенко Михаил Юрьевич, Гаврилюк Евгений Викторович, Пышняк Сергей Петрович, Попков Владимир Сергеевич

МПК / Мітки

МПК: H05B 6/10

Мітки: індукційний, нагрівач

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-90441-indukcijjnijj-nagrivach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Індукційний нагрівач</a>

Подібні патенти