RU2674999C1 - Device for induction heating - Google Patents
Device for induction heating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674999C1 RU2674999C1 RU2018109153A RU2018109153A RU2674999C1 RU 2674999 C1 RU2674999 C1 RU 2674999C1 RU 2018109153 A RU2018109153 A RU 2018109153A RU 2018109153 A RU2018109153 A RU 2018109153A RU 2674999 C1 RU2674999 C1 RU 2674999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaped
- cores
- induction heating
- magnetic circuit
- heating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к индукционному нагреву металлических изделий, например труб, и может быть использовано для местного нагрева трубопроводов для удаления изоляции с целью последующего ремонта трубопровода.The invention relates to induction heating of metal products, such as pipes, and can be used for local heating of pipelines to remove insulation for the purpose of subsequent repair of the pipeline.
Из уровня техники известно устройство для снятия полимерных покрытий со стальных конструкций ПромСЭЛТ-60/50УСП-ИН (promselt.ru/catalogue/coating), которым осуществляют индукционный нагрев поверхностного слоя стальной трубы до температуры разложения материала покрытия. При этом разрушаются адгезионные связи между покрытием и очищаемой поверхностью, и покрытие легко удаляется. Индуктор устройства выполнен из медной водоохлаждаемой трубки, заключенной в корпус, который перемещают по нагреваемой поверхности.The prior art device for removing polymer coatings from steel structures PromSELT-60 / 50USP-IN (promselt.ru/catalogue/coating), which carry out induction heating of the surface layer of a steel pipe to the decomposition temperature of the coating material. In this case, the adhesive bonds between the coating and the surface being cleaned are destroyed, and the coating is easily removed. The inductor of the device is made of a copper water-cooled tube enclosed in a housing that is moved along a heated surface.
Недостатком данного устройства является высокая токовая нагрузка на индуктор, что вынуждает применять водяное охлаждение и, как следствие, приводит к усложнению конструкции и неудобству в эксплуатации.The disadvantage of this device is the high current load on the inductor, which forces the use of water cooling and, as a result, leads to complexity of the design and inconvenience in operation.
Известно устройство для индукционного нагрева (патент РФ №2174291, МПК H05B 6/36, опубликовано 27.09.2001 г.), содержащее две изолированные секции с участками полуцилиндрической формы, соединенные шарниром, ось которого параллельна осям полуцилиндров, причем секции выполнены в виде прямоугольных катушек с витками, проходящими по поверхности полуцилиндров, и первая секция имеет два контактных вывода; вторая секция выполнена в виде зеркального отображения первой, контактные выводы секций расположены на половинах секций, прилегающих к оси шарнира, при этом первая пара зеркально расположенных контактных выводов соединена гибкой проводящей перемычкой, а вторая пара служит для подключения к источнику питания.A device for induction heating is known (RF patent No. 2174291, IPC H05B 6/36, published September 27, 2001) containing two insulated sections with sections of a semicylindrical shape connected by a hinge, the axis of which is parallel to the axes of the semicylinders, and the sections are made in the form of rectangular coils with turns passing over the surface of the half-cylinders, and the first section has two contact leads; the second section is made in the form of a mirror image of the first, the contact conclusions of the sections are located on half of the sections adjacent to the axis of the hinge, while the first pair of mirrored contact leads are connected by a flexible conductive jumper, and the second pair is used to connect to a power source.
Недостатком устройства является сложность конструкции и пониженное удобство эксплуатации.The disadvantage of this device is the design complexity and reduced ease of use.
Известно взрывозащищенное высокочастотное нагревательное устройство, применяемое в безогневой ремонтной технологии (патент РФ №2145468, МПК H05B 6/40, опубликовано 10.02.2000 г.), которое представляет собой резонансный колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и накопительного конденсатора. Устройство содержит П-образный магнитопровод с имеющимися на нем взаимно перпендикулярными нагревательными плоскостями, на концах которых, в случае нагрева криволинейных поверхностей металла, могут устанавливаться съемные полюсные наконечники, выполненные в виде эластичных термостойких ампул, наполненных диэлектрическим магнитным порошком. На П-образном магнитопроводе расположена катушка индуктивности, обмотка которой выполнена секционной, многослойной бифилярной намоткой. Устройство подключено к автоматическому высокочастотному преобразующему источнику питания при помощи соединительного кабеля.Known explosion-proof high-frequency heating device used in fireless repair technology (RF patent No. 2145468, IPC H05B 6/40, published 02.10.2000), which is a resonant oscillating circuit consisting of an inductor and a storage capacitor. The device contains a U-shaped magnetic circuit with mutually perpendicular heating planes on it, at the ends of which, in the case of heating of curved metal surfaces, removable pole pieces made in the form of flexible heat-resistant ampoules filled with dielectric magnetic powder can be installed. An inductance coil is located on the U-shaped magnetic circuit, the winding of which is made by sectional, multilayer bifilar winding. The device is connected to an automatic high-frequency converting power source using a connecting cable.
Недостатком данного устройства является его сложность и неудобство в эксплуатации при использовании для случаев нагрева криволинейных поверхностей из-за установки съемных полюсных наконечников в виде эластичных ампул, наполненных магнитным порошком.The disadvantage of this device is its complexity and inconvenience in use when used for heating curved surfaces due to the installation of removable pole pieces in the form of elastic ampoules filled with magnetic powder.
Известно устройство для индукционного нагрева (патент РФ №2356186, МПК H05B 6/36, C21D 1/42, опубликовано 20.05.2009 г.), содержащее магнитопровод, токопровод, расположенный внутри магнитопровода, крепежные элементы, термоизоляцию, токопровод, выполненный из гибкого медного изолированного провода, образует плоскую полосу с прямой и обратной ветвями, концы которых заканчиваются байонетными соединителями, а по всей длине прямой и обратной ветвей токопровода равномерно закреплены полуовальные сердечники магнитопровода из ленты аморфных сплавов, которые максимально приближены к поверхности нагреваемого объекта, причем для закрепления токопровода по всей длине использованы крепежные элементы из изоляционного материала, а для закрепления самого устройства для индукционного нагрева на нагреваемом объекте дополнительно введены стяжные ленты, проходящие через крепежные элементы над прямой и обратной ветвями токопровода; пряжка и панель с замком, при этом магнитопровод, токопровод с крепежными элементами из изоляционного материала и дополнительная панель размещены в чехле из механически прочной ткани, защищенном чехлом из термостойкого материала, а стяжные ленты проходят через отверстия в чехлах.A device for induction heating is known (RF patent No. 2356186, IPC
Недостатком данного устройства является его сложное конструктивное выполнение и ограниченные функциональные возможности, обусловленные обязательным креплением к месту нагрева, и отсутствие мобильности.The disadvantage of this device is its complex design and limited functionality due to the mandatory fastening to the place of heating, and the lack of mobility.
Задачей изобретения является создание простой и удобной в эксплуатации конструкции устройства для индукционного нагрева дугообразных участков металлических изделий, покрытых изоляцией.The objective of the invention is to provide a simple and easy-to-use device design for induction heating of arcuate sections of metal products coated with insulation.
Технический результат изобретения заключается в повышении КПД за счет снижения токовой нагрузки и уменьшения рассеивания магнитного поля и как следствие повышении эффективности индукционного нагрева.The technical result of the invention is to increase the efficiency by reducing the current load and reducing the dispersion of the magnetic field and, as a result, increasing the efficiency of induction heating.
Поставленная задача решается и технический результат достигается устройством для индукционного нагрева, содержащим магнитопровод, составленный из П-образных и Г-образных ферромагнитных сердечников, закрепленных на внутренней решетчатой панели в корпусе устройства, таким образом, что они образуют замкнутый канал, в котором размещен токопровод, при этом магнитопровод имеет два параллельных прямолинейных участка, состоящих из П-образных сердечников, замкнутых двумя дугообразными участками, состоящими из чередующихся П-образных и Г-образных сердечников, причем сердечники имеют разную длину стержней для обеспечения минимального зазора между магнитопроводом и дугообразным дном корпуса устройства, располагаемого на дугообразной нагреваемой поверхности.The problem is solved and the technical result is achieved by a device for induction heating, containing a magnetic circuit composed of U-shaped and L-shaped ferromagnetic cores mounted on the internal lattice panel in the device body, so that they form a closed channel in which the current lead is placed, the magnetic circuit has two parallel rectilinear sections, consisting of U-shaped cores, closed by two arcuate sections, consisting of alternating U-shaped and G-arr znyh cores, wherein the cores have different length rods to ensure a minimum gap between the yoke and the arcuate bottom of the body casing, arranged on an arc of the heated surface.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан магнитопровод с токопроводом, на фиг. 2 - общий вид устройства для индукционного нагрева, на фиг. 3 - вид сверху, на фиг. 4 - вид сбоку, на фиг. 5 - разрез устройства по сечению А-А, на фиг. 6 - электрическая схема устройства,The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a magnetic circuit with a current lead, in FIG. 2 is a general view of the device for induction heating, in FIG. 3 is a plan view of FIG. 4 is a side view, in FIG. 5 is a sectional view of the device along section AA, in FIG. 6 is a circuit diagram of a device,
Магнитопровод с токопроводом образуют непосредственно индуктор, который размещен в жестком корпусе устройства. Магнитопровод (фиг. 1) составлен из П-образных сердечников 1 и Г-образных сердечников 2, которые расположены с образованием замкнутого канала для размещения в нем токопровода 3. При этом магнитопровод имеет два параллельных, прямолинейных участка, состоящих из П-образных сердечников 1, и два замыкающих дугообразных участка, состоящих из чередующихся П-образных и Г-образных сердечников. Сердечники 1 и 2 закреплены на внутренней решетчатой панели 4 в корпусе 5 устройства (фиг. 5). Сердечники имеют разную длину стержней 6, максимально приближенную к расстоянию от решетчатой панели в местах крепления сердечников до дугообразного дна 7 корпуса. Это обеспечивает минимальный зазор между магнитопроводом и дугообразным дном 7 корпуса устройства, располагаемого на дугообразной нагреваемой поверхности трубы 8. Магнитные потоки Г-образных сердечников со стороны малого радиуса дугообразных участков магнитопровода перетекают на П-образные сердечники (фиг. 1) и через их стержни замыкаются на нагреваемую поверхность трубы. Предложенное конструктивное выполнение сердечников повышает добротность индуктора, что приводит к снижению токовой нагрузки и соответственно к увеличению КПД. Токопровод 3, выполненный из гибкого медного многожильного провода, каждая жила которого имеет изоляционный слой лака, закреплен вместе с сердечниками магнитопровода к решетчатой панели 4 посредством хомутов 9. Корпус 5 устройства выполнен в виде жесткого диэлектрического короба с дугообразным дном и разновысоким верхом. В центральной возвышенной части внутри короба размещен вентилятор 10 (фиг. 2-5), а на ее верхней панели расположены кнопки «Пуск» 11 и «Стоп» 12, индикаторы рабочего состояния 13. На низких частях короба расположены ручки 14 для переноса и перемещения устройства по нагреваемой поверхности. При этом ручки и кнопки максимально приближены друг к другу для того, чтобы оператор, удерживая устройство, имел возможность свободными пальцами рук воздействовать на кнопки 11 и 12. На торцевых панелях короба на полуосях установлены колесики 15 для облегчения перемещения устройства по нагреваемой поверхности. Колесики обеспечивают минимальный зазор, необходимый для преодоления шероховатости на поверхности изоляционного покрытия труб. На верхней панели возвышенной части короба выполнены входные вентиляционные отверстия 16, а на боковых панелях передней и задней стенок выполнены выходные вентиляционные отверстия 17.A magnetic circuit with a current path directly forms an inductor, which is placed in a rigid casing of the device. The magnetic circuit (Fig. 1) is composed of U-shaped
Устройство для индукционного нагрева работает следующим образом.A device for induction heating works as follows.
На участок трубы 8, подлежащий нагреву, прикладывают устройство, используя ручки 14 (фиг. 4). Выводы токопровода 3 устройства для индукционного нагрева подключают к выходу высокочастотного источника питания, например полупроводникового преобразователя частоты 18 (фиг. 6), параллельно с подключенной батареей компенсирующих конденсаторов 19. При этом используется имеющийся у потребителя источник питания, предназначенный для устройства по патенту аналогу №2356186. При включении преобразователя 18 по токопроводу 3 протекает ток высокой частоты, создавая намагничивающую силу, под действием которой в магнитопроводе наводится переменный магнитный поток, проходящий по цепи: магнитопровод - нагреваемая труба. Под действием этого потока в трубе наводятся разогревающие ее вихревые токи. Устройство перемещают на колесиках вдоль участка трубы до тех пор, пока изоляция не нагреется в достаточной степени для ее свободного отделения от металла трубопровода.A device is applied to the
Благодаря предложенной конструкции магнитопровода значительно сокращаются потери, связанные с рассеиванием магнитного поля, что повышает КПД устройства.Thanks to the proposed design of the magnetic circuit, losses associated with the dispersion of the magnetic field are significantly reduced, which increases the efficiency of the device.
На базе предлагаемого изобретения был изготовлен опытный образец устройства для индукционного нагрева сегмента трубы перед снятием заводской изоляции, который прошел испытания в полевых условиях, В ходе испытаний участок трубы размером 0,4×0,6 м подвергался нагреву до температуры 180-200°C в течении 5 мин. В результате нагрева произошло разрушение адгезионных связей между покрытием и очищаемой поверхностью, что позволило легко удалить изоляционное покрытие с участка трубы (katran.pro/video/).On the basis of the invention, a prototype of a device for induction heating of a pipe segment before removal of the factory insulation was manufactured, which was tested in the field. During the tests, a pipe section measuring 0.4 × 0.6 m was heated to a temperature of 180-200 °
Таким образом, предложенное изобретение позволяет с помощью несложного и удобного в эксплуатации устройства осуществлять эффективный индукционный нагрев дугообразных участков металлических поверхностей, покрытых изоляцией, обеспечивая при этом повышенный КПД.Thus, the proposed invention allows using a simple and easy-to-use device to carry out effective induction heating of arcuate sections of metal surfaces coated with insulation, while providing increased efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109153A RU2674999C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Device for induction heating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109153A RU2674999C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Device for induction heating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674999C1 true RU2674999C1 (en) | 2018-12-14 |
Family
ID=64753171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018109153A RU2674999C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Device for induction heating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674999C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726643C1 (en) * | 2020-02-07 | 2020-07-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method for increasing heat energy generation in heat carrier |
| RU2790126C1 (en) * | 2019-04-29 | 2023-02-14 | Ротелек Са | Apparatus for heating metal items |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4388510A (en) * | 1981-06-12 | 1983-06-14 | Commercial Resins Company | Heating collar with quadrafilar windings |
| SU1103366A1 (en) * | 1983-04-07 | 1984-07-15 | Предприятие П/Я В-8772 | Loop induction heater for local heating |
| SU1541790A2 (en) * | 1987-01-14 | 1990-02-07 | Предприятие П/Я В-8772 | Loop inductor for local heating |
| RU2356186C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-05-20 | ООО Научно-производственное предприятие "Курай" | Induction heating device |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018109153A patent/RU2674999C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4388510A (en) * | 1981-06-12 | 1983-06-14 | Commercial Resins Company | Heating collar with quadrafilar windings |
| SU1103366A1 (en) * | 1983-04-07 | 1984-07-15 | Предприятие П/Я В-8772 | Loop induction heater for local heating |
| SU1541790A2 (en) * | 1987-01-14 | 1990-02-07 | Предприятие П/Я В-8772 | Loop inductor for local heating |
| RU2356186C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-05-20 | ООО Научно-производственное предприятие "Курай" | Induction heating device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2790126C1 (en) * | 2019-04-29 | 2023-02-14 | Ротелек Са | Apparatus for heating metal items |
| RU2726643C1 (en) * | 2020-02-07 | 2020-07-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method for increasing heat energy generation in heat carrier |
| RU2793615C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Method for determining the magnetic field distribution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9318884B2 (en) | Induction heating wire insulation heating and removal | |
| WO2007142099A1 (en) | Power transmitting apparatus, power transmitter and power receiver for power transmitting apparatus and method for operating power transmitting apparatus | |
| JP2010071624A (en) | Fluid heating device | |
| EP2959746A1 (en) | Induction heating head | |
| KR101123229B1 (en) | Method for manufacturing a transformer winding and method for curing adhesive on an insulating material in a transformer winding | |
| US8299879B2 (en) | Transformer assembly using an internal load and method for forming same | |
| RU2674999C1 (en) | Device for induction heating | |
| WO2015083456A1 (en) | High-frequency electrical wire and coil | |
| US20180094849A1 (en) | High-frequency self-defrosting evaporator coil | |
| JP2022033814A (en) | Harmonic filter using semi-magnetic bobbins | |
| DE69315770D1 (en) | Electromagnetic induction heater | |
| CN103174940A (en) | Oil pipeline electromagnetic heater and application method thereof | |
| CN104969309B (en) | For carrying the magnetic circuit of at least one coil | |
| RU2356186C1 (en) | Induction heating device | |
| Wrobel et al. | Investigation of end-winding proximity losses in electromagnetic devices | |
| RU2415517C2 (en) | Device for pipeline induction heating | |
| JP2977423B2 (en) | High frequency induction heating coil device | |
| KR100996606B1 (en) | High Frequency Cables for High Power High Frequency Induction Heating Equipment | |
| JP2005100935A (en) | Pipe induction heating device | |
| KR19990077066A (en) | Electromagnetic induction heating coil | |
| Phan-Tan et al. | Design Procedure and Implementation of Inductor Using Litz Wires for Induction Heating | |
| JPH11316509A (en) | Fixing device | |
| JP2003187950A (en) | Single-turn induction heating coil | |
| RU2594770C1 (en) | Device for induction heating | |
| JP2012022934A (en) | Induction heating apparatus and double tube for the same |