ИНДУКТОР

Полезная модель относится к индукторам для нагревательных устройств, работающих на токах высокой частоты, а именно устройств для нагрева различных поверхностей различной формы, в том числе в стесненных условиях, и может использоваться при нанесении полимерных, порошковых, декоративных и защитных покрытий.
Известны индукторы для нагрева плоских поверхностей (патент РФ №2138138, опубликовано 20.09.1999 г., МПК Н05В 6/40). Многовитковая индуктирующая катушка, подключаемая к сети переменного тока промышленной частоты, напряжением 220/380 В, выполненная в виде кольца, нижняя торцевая часть которого теплоизолирована и защищена от механических повреждений кожухом из немагнитной стали. Шесть радиально размещенных, подвижных П-образных магнитопроводов с разновысокими стойками, охватывают индуктирующую катушку в направлении магнитного потока.
Недостатком такого устройства для решения поставленной задачи является большой вес и габариты, обусловленные наличием магнитопроводов, а также конструкцией катушки, связанной с тем, что при использовании промышленной частоты требуется большое количество витков и невозможно выполнение катушки плоской.
Известен также низкочастотный индукционный нагреватель для прогрева стенок стальных изделий, включающий катушку и электроизоляционное основание, причем катушка выполнена в виде однослойной архимедовой спирали (патент РФ №2098928, опубликовано 10.12.1997, МПК Н05В 6/10).
Недостатком устройства является большая рассеиваемая мощность. Поле такой катушки концентрируется во внутренней ее части и может привести к перегреву витков.
Наиболее близким к заявленной модели является индуктор, снабженный катушкой, концентратором магнитного поля и кабелями для подвода электрического тока (патент на полезную модель BY №2246 U, опубликовано 30.12.2005, МПК Н05В 6/42). Данный индуктор состоит из одного токоведущего витка, что требует высокого тока для получения необходимой для нагрева поверхности мощности. Подвод высокого тока требует использование водоохлаждаемых кабелей, снижает КПД нагрева и не позволяет производить нагрев удаленно от источника переменного тока.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание плоского индуктора малого веса, со слаботочным питанием, удобного и безопасного в работе, обеспечивающего интенсивный нагрев поверхностей, удаленных от источника питания.
Желаемым техническим результатом является возможность обработки деталей с различной поверхностью и различных форм в стесненных условиях, контроль температуры обрабатываемой поверхности и качества обрабатываемой поверхности.
Желаемый технический результат достигается тем, что индуктор снабжен бесконтактным пирометрическим датчиком и закреплен на подвижном шасси, причем катушка выполнена с несколькими витками, расположенными с зазором (1-2) мм, а поверх катушки помещают концентратор магнитного поля.
Бесконтактный пирометрический датчик позволяет осуществлять контроль температуры нагрева поверхности в непрерывном режиме через монитор, закрепленный на ручке для передвижения индуктора, что является важным аспектом при оплавлении полимерных покрытий во избежание перегрева поверхности и термической деструкции полимерных покрытий.
Подвижное шасси на колесах позволяет выполнять перемещение индуктора относительно обрабатываемой поверхности.
Катушка, выполненная с несколькими витками, расположенными с зазором (1-2) мм, и с помещенным поверх катушки концентратором магнитного поля позволяет осуществлять интенсивный нагрев поверхностей при слаботочном питании, малом весе и габаритах индуктора.
При этом питание индуктора можно осуществлять гибким кабелем.
Индуктор может быть снабжен снабжен съемными колесами на оси, позволяющими регулировать расстояние до нагреваемой поверхности. Индуктор может быть снабжен насадкой в форме треугольника для обработки угловых поверхностей.
На рисунке 1 изображен индуктор на подвижном шасси.
На рисунке 2 изображен общий вид индуктора.
1 - Катушка индуктора.
2 - Концентраторы магнитного поля
3 - Шасси индуктора.
4 - Колеса шасси.
5 - Быстроразъемное соединение для подвода и отвода воды
6 - Контакты подключения высокочастотного тока.
7 - Ручка для передвижения индуктора.
8. Блок электроники и индикации пирометрического датчика.
9. Бесконтактный пирометрический датчик.
Устройство работает следующим образом.
На подготовленную металлическую поверхность наносится полимерный порошковый материал. Нанесение может производиться электростатическим способом, распылением суспензии с последующим высушиванием или иным способом. Нанесенный материал должен иметь вид полосы шириной, соответствующей габаритам катушки индуктора.
Индуктор размещается на нагреваемой поверхности, так, чтобы полоса находилась между колесами шасси, включается подача переменного напряжения частотой (8-30) кГц.
При включении индуктора на катушку поступает переменный ток от высокочастотного источника, который создает вокруг витков переменное магнитное поле, индуктирующее вихревые токи в поверхности нагреваемой детали, приводящие к ее нагреву. Эффекты, обусловленные наличием концентратора магнитного потока, приводят к существенному увеличению поля в узкой зоне нагреваемого тела с целью получения высокой температуры на поверхности, при сравнительно низком высокочастотном токе.
В результате нагрева поверхности под индуктором происходит плавление ранее нанесенного на данный участок полимерного материала. Затем индуктор смещается на участок с неоплавленным полимером, где происходит его оплавление, а на предыдущем участке полимеризация покрытия вследствие отсутствия нагрева и понижения температуры поверхности.
В процессе работы происходит контроль температуры нагреваемой поверхности закрепленным на подвижном шасси бесконтактным пирометрическим датчиком, во избежание перегрева поверхности и термической деструкции полимерного покрытия. Контроль температуры осуществляется в непрерывном режиме через монитор, закрепленный на ручке для передвижения индуктора.
Шасси индуктора комплектуется сменными колесами различного диаметра, что позволяет проводить обработку поверхности на различной дистанции.
Реализация данного устройства может выполняться различными путями. Размеры катушки выполняются в соответствии с площадью нагреваемой поверхности. В зависимости от конфигурации области поверхности, которую необходимо подвергнуть нагреву, так для обработки углов индуктор может иметь форму треугольника.