CS254098B1

CS254098B1 - Equipment for high-frequency heating of bodies

Info

Publication number: CS254098B1
Application number: CS865171A
Authority: CS
Inventors: Jiri Halamicek; Stanislav Vyskocil
Original assignee: Jiri Halamicek; Stanislav Vyskocil
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS517186A1

Abstract

Řešení se týká zařízení k vysokofrekvenčnímu ohřevu těles, zejména při výrobě podélně svařovaných trubek,tvořeného induktorem obklopujícím ohřívané těleso. Podstata řeáení spočívá v tom, že k vnějšímu povrchu induktoru jsou rovnoběžně s jeho podélnou osou připevněny přídavné ferity.The solution relates to a device for high-frequency heating of bodies, especially in the production of longitudinally welded pipes, formed by an inductor surrounding the heated body. The essence of the solution lies in the fact that additional ferrites are attached to the outer surface of the inductor parallel to its longitudinal axis.

Description

Vynález se týká zařízení k vysokofrekvenčnímu indukčnímu ohřevu těles, zejména při výrobě podélně svařovaných trubek.The invention relates to a device for the high-frequency induction heating of bodies, in particular in the production of longitudinally welded pipes.

Při současném stavu techniky se používá při vysokofrekvenčním indukčním ohřevu těles řada konstrukcí induktorů. Jejich nedostatkem je, že dosahují určité účinnosti přenosu vysokofrekvenční energie do ohřívaného tělesa, která je i při optimální volbě rozhodujících parametrů induktoru vzhledem k ohřívanému tělesu nepřekročitelná pro daný typ vysokofrekvenčního generátoru a induktoru. Tyto parametry induktoru jsou zejména počet závitů, délka a vnitřní průměr induktoru.A number of inductor designs are used in the high-frequency induction heating of bodies in the prior art. Their disadvantage is that they achieve a certain efficiency of the transmission of high-frequency energy to the heated body, which, despite optimal selection of inductive parameters of the inductor relative to the heated body, cannot be exceeded for a given type of high-frequency generator and inductor. These inductor parameters are in particular the number of turns, the length and the inner diameter of the inductor.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení k vysokofrekvenčnímu indukčnímu ohřevu těles s induktorem obklopujícím ohřívané těleso podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k vnějšímu povrchu induktoru jsou rovnoběžně s jeho podélnou osou připevněny přídavné ferity.These disadvantages are overcome by a high-frequency inductive heating device with inductor surrounding the heated element according to the invention, characterized in that additional ferrites are attached to the inductor's outer surface parallel to its longitudinal axis.

Výhodou zařízení dle vynálezu je, že přiblížením feromagnetika k vnějšímu povrchu induktoru dochází k přerozdělení hustoty vysokofrekvenčního proudu tak, že hustota proudu na povrchu induktoru přivráceném k ohřívanému tělesu se zvýší, což působí tak, jako by se zmenšil průměr induktoru. V případě, že je zapotřebí zajistit symetrický ohřev tělesa nacházejícího se uvnitř induktoru, zařízení umožňuje rozložit přídavné ferity po obvodu induktoru rovnoměrně, přičemž zaujímají přibližně 25 % vnějšího povrchu induktoru. V některých aplikacích např. při vysokofrekvenčním indukčním svařování trubek s podélným svarem, kdy je výhodné nerovnoměrné rozložení feritů po obvodu induktoru, umožňuje zařízení umístění přídavných feritů nad hrany štěrbinové trubky, kde je požadován intenzivní ohřev. S ohledem na to, že se přídavné ferity upevněné na induktoru, nacházejí v silném elektromagnetickém poli, je nezbytné zajistit jejich chlazení vodou nebo chladicí emulzí. Z hlediska odvádění tepla je výhodné používat ferity opatřené na vnějším po2An advantage of the device according to the invention is that by bringing the ferromagnetic to the outer surface of the inductor, the density of the high-frequency current is redistributed so that the current density on the surface of the inductor facing the heated body increases, as if the diameter of the inductor is reduced. If it is desired to provide symmetrical heating of the body within the inductor, the device allows to distribute the additional ferrites evenly around the circumference of the inductor, occupying approximately 25% of the outer surface of the inductor. In some applications, for example, in high frequency induction welding of longitudinally welded tubes where uneven distribution of ferrites along the circumference of the inductor is advantageous, the device allows the placement of additional ferrites above the edges of the slit tube where intense heating is required. Since the additional ferrites mounted on the inductor are in a strong electromagnetic field, it is necessary to ensure their cooling with water or cooling emulsion. From the heat dissipation point of view, it is advantageous to use ferrites provided on the outer surface

254 098 vrchu drážkami254 098 top grooves

V případě vícezávitových induktorů je vhodné vložit ferity do trubky z izolačního materiálu, například teflonu tlouštky 0,5 mm, aby vodivé dráhy, které se na povrchu feritů vytvoří z přitáhnutých kovových nečistot nezničily induktor zkratem.In the case of multi-threaded inductors, it is advisable to insert ferrites into a pipe of insulating material, such as 0.5 mm Teflon, so that the conductive paths that are formed on the ferrite surface from tightened metal impurities do not short-circuit the inductor.

Konkrétní příklad provedení zařízení dle vynálezu je zobrazen na výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn půdorys zařízení a na obr. 2 bokorys zařízení.A particular embodiment of the device according to the invention is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a plan view of the device and Fig. 2 shows a side view of the device.

K induktoru 2 jsou rovnoběžně s jeho podélnou osou připevněny přídavné ferity 2 vložené do trubek 11 zhotovených z teflonu pomocí úchytů 6 z tenkého měděného plechu připájených k induktoru 2·Attached to the inductor 2, parallel to its longitudinal axis, are additional ferrites 2 inserted into the Teflon-made tubes 11 by means of the tinplate plates 6 soldered to the inductor 2.

S ohledem na možnost praskání vlivem tepelného namáhání jsou přídavné ferity 2 připevněny k úchytům 2 ještě teflonovou páskou 7. Přídavné ferity 2 umístěné nad štěrbinou 2 ohřívaného tělesa 2, tj. svařované trubky, přesahují přes okraj induktoru 2 ^a navazují'na vedlejší ferity 2» které slouží ke snížení ztrát vysokofrekvenční energie rozptylem. Sestava induktoru 2 ^a přídavných feritů 2 J^eumístěna vzhledem k vrcholu svařovacího klínu 10 nacházejícího se v ose svařovacích válců 2 tak, že vzdálenost čela induktoru 2 vrcholu svařovacího klínu 10 se rovná vnitřnímu průměru induktoru 2· Uvnitř ohřívaného tělesa 2, tj. svařované trubky se nachází impeder 8.With regard to the possibility of cracking due to thermal stress are additional ferrites 2 attached to the holders 2 by a Teflon tape 7. Extra ferrites 2 slot 2 located above the heated body 2, i.e., welded tubes extend past the edge of the inductor 2 ^{and the} secondary ferrite navazují'na 2 » which are used to reduce the loss of RF energy by scattering. The assembly of the inductor 2 ^and the additional ferrite 2 J ^e located relative to the apex of the welding wedge 10 located in the axis of the welding rollers 2 so that the distance face the inductor 2 the top of the welding wedge 10 is equal to the inner diameter of the inductor 2 · Within the heated body 2, i.e. welded pipe the impeder 8 is located.

Zařízení podle vynálezu slouží k přenosu vysokofrekvenční energie od vysokofrekvenčního generátoru do ohřívaného tělesa 2 elektromagnetickou indukcí. Elektromagnetická indukce nastává průtokem. vysokofrekvenčního proudu induktorem 2» přičemž hustota vysokofrekvenčního proudu na povrchu induktoru 2 přivrácením k ohřívanému tělesu*2 je vlivem přídavných feritů 2 umístěných na vnějším povrchu induktoru 2 zvýšena na úkor ostatních povrchů. Při stejném příkonu vysokofrekvenční energie od vysokofrekvenčního generátoru lze tak docílit pomocí zařízení podle vynálezu vyšší hustoty elektromagnetického pole prostupujícího ohřívané těleso 2 a docílit většího indukovaného proudu v něm. Průtokem většího indukovaného proudu ohřívaným tělesem 2 se v něm vyvine větší teplo.The device according to the invention serves to transmit the RF energy from the RF generator to the heated body 2 by electromagnetic induction. Electromagnetic induction occurs by flow. and the density of the high frequency current on the surface of the inductor 2 by returning to the heated body 2 is increased due to additional ferrites 2 located on the outer surface of the inductor 2 at the expense of the other surfaces. With the same RF energy input from the RF generator, a higher density of the electromagnetic field passing through the heated body 2 and a higher induced current therein can thus be achieved by the device according to the invention. Through the flow of a larger induced current through the heated body 2, more heat is generated therein.

Claims

Apparatus for the radiofrequency heating of radiators, in particular for the production of longitudinally welded tubes, comprising an inductor surrounding the radiator, characterized in that additional ferrites (1) are attached to the inductor external surface (3) parallel to its longitudinal axis.

Device according to claim 1, characterized in that the additional ferrites (1) are distributed on the surface of the inductor (3) according to the desired heating intensity distribution.

Device according to claim 1, characterized in that the additional ferrites (1) are embedded in tubes (11) of insulating material on the surface of the inductor (3) and are provided with surface grooves.