NO178520B - Anordning til oppvarming av lagre og lignende - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et induksjonsapparat for ringligneildéOO^U artikler, omfattende en bøylelignende, magnetisk permeabel kjerne med et hengslet parti som kan beveges mellom en åpen og en lukket stilling, hvor kjernen tillater montering av en artikkel som skal oppvarmes, omkring et parti av kjernen når kjernen befinner seg i den åpne stilling, en vikling som omgir kjernen for å tilføre energi til denne, hvor viklingen danner primærspolen i et transformatorsystem og artikkelen danner sekundærspolen i transformatorsysternet, samt en strømforsyning forbundet med primærspolen som omgir kjernen.

Induksjonsoppvarming er vel kjent i teknikken og oppnås vanligvis ved hjelp av et apparat som utgjør en primærvikling på en transformator, idet lagerringen danner sekundærviklingen. Dette oppnås ved å anordne en hesteskokonstruksjon for primærviklingen og med et koblingsstykke for å fullstendiggjøre kretsen, idet koblingsstykket er innrettet til å motta lageret i induktiv kontakt.

En rekke induksjonsvarmeapparater er for tiden i bruk. Deres anvendelse.er imidlertid begrenset av en rekke ulemper som skyldes det faktum at induksjonsoppvarming for tiden består i å føre en strøm med høy effekt, ofte på flere kilowatt, gjennom en induksjonsspole for å frembringe sterk varme i det ledende metall og primærviklingen er generelt for den normale for-synings frekvens og av betydelig størrelse, hvilket gjør det vanskelig å transportere den. En annen ulempe forbundet med kjent teknikk er at lageret må demagnetiseres etter oppvar-mingsprosessen.

For eksempel viser nr. GB-PS 1 454 783 induksjonsvarmeutstyr for oppvarming av metalliske ringer såsom lagre, idet utstyret omfatter en C-formet kjerne som utgjør en primærspole med en plan overflate på hoveddelen av utstyret. Den plane overflate mottar et lager og når strøm føres gjennom hoveddelen og kjernen, dannes en magnetisk flukskomponent gjennom lageret. Denne induserte magnetisme må etter oppvarmingen fjernes i lageret i et påfølgende trinn.

Det er følgelig en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et induksjonsvarmeapparat som gjør det unødvendig å fjerne indusert restmagnetisme i en oppvarmet artikkel, noe som kan være et problem.

Ytterligere er det en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å avbøte noen av ulempene ved kjent teknikk å skaffe et apparat som er lett bærbart og som ikke magnetiserer et lager eller ring utilbørlig.

Disse ovennevnte hensikter oppnås med et induksjonsvarmeapparat som i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at strøm-forsyningen er en høyfrekvensforsyning av pulsmodetypen og innrettet til å arbeide med en tilstrekkelig høy frekvens til at det fåes lav magnetisk flukttetthet i kjernen og artikkelen, slik at behovet for å avmagnetisere gjenstanden etter at den er blitt induktivt oppvarmet, elimineres, at strømforsyningen er forbundet med en kontrollanordning som omfatter en kontrollkrets innrettet til deteksjon av strømlasten representert av artikkelen og over en til kontrollkretsen forbundet selvoscillerende inverterkrets for å regulere den til artikkelen tilførte frekvens, og at kontrollkretsen dessuten er forbundet med en temperatursensor- og kontaktanordning for å detektere temperaturen til den induktivt oppvarmede artikkel og momentant bryte strømforsyningen til primærspolen når temperaturen når en forhåndsbestemt verdi.

I den foretrukne form av oppfinnelsen er kjernen av ferritt.

Den viktigste fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at på grunn av en ny anvendelse av høyfrekvens som kan frembringes av en kompakt høyfrekvensgenerator, kan anordningen i henhold til oppfinnelsen utføres som en liten og lett transporterbar enhet. Den benyttede høyfrekvensstrøm som gir lav flukstetthet i kjerne og lager og hvor oscillasjonene gradvis avtar på grunn av drift i resonansmode, betyr at det nesten ikke finner sted noen magnetisering og at et avmagnetiseringstrinri kan unngås.

i # w «— w En utførelse av oppfinnelsen skal nå beskrives i det følgende med henvisning til den ledsagende tegning.

Fig. 1 viser et skjematisk, delvis bortskåret riss av et varmeapparat for store lagre eller ringlignende gjenstander i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et skjematisk, delvis bortskåret riss av et varmeapparat for små lagre eller ringlignende gjenstander i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 viser et skjematisk riss av en temperatursensor til bruk i oppfinnelsen. Fig. 4 viser et skjematisk riss av huset for høyfrekvensfor-syningen til bruk ved oppfinnelsen. Fig. 5 viser et blokkdiagram av en pulsmode-strømforsyning for varmeapparatet.

På fig. 1 og 2 er en primærspole 10 anordnet på ferrittkjerner 12 som er hengslet ved 14 for å tillate at lageret eller den ringlignende gjenstand festes over enten punkt A eller punkt B. Primærspolen 10 er forbundet med en pulsmode-strømforsyning 40 og er koblet til denne ved hjelp av en plugg 16. Et skjematisk riss av huset til pulsmode-strømforsyningen 40 er vist på fig. 4 og et blokkdiagram av kretsen er vist på fig. 5. Ferrittkjernene 12 er innelukket i et varmebestandig og ikke elektrisk ledende hus 13.

På fig. 3 er to temperaturfølsomme integrerte kretser 18,19 montert på en fjærklemme 20, idet den ene måler temperaturen til lageret eller den ringlignende gjenstand og den andre måler den omgivende temperatur eller referansetemperaturen. De to integrerte kretser 18,19 er forbundet med pulsmode-strømfor-syningen 40 og koblet til denne ved hjelp av et koblingsstykke 22.

På fig. 4 er pulsmode-strømforsyningen 40 i denne utførelse av oppfinnelsen plassert i et aluminiumshus 24. Primærspolen 10 er forbundet via sokkelen 26 og temperatursensorene 18,19 via sokkelen 28. Nettforsyningen er forbundet over bryteren 30 og sikringen 32. Temperaturstyringen av sensorene 18,19 frembringes ved hjelp av et potensiometer 34. Pulsmode-strømfor-syningen 40 aktiveres av en trykknapp 36 og en angivelse av den aktive tilstand fås fra LED 38.

På fig. 5 blir nettstrømmen til kretsen for pulsmode-strømfor-syningen 40 likerettet i 42 og glattet ved hjelp av elektro-lytiske kondensatorer 44 for å frembringe en glatt likestrøm. Denne forsyningen benyttes til å drive en selvoscillerende inverterkrets 46 hvis nøyaktige frekvens reguleres av en kontrollkrets 48 (innbefatning av en slik krets vil være innlysende for fagfolk), mens den resulterende høyspenning og høyfrekvensstrøm deretter leveres til primærspolen 10 som varmer opp ethvert lager eller ringlignende gjenstand (lasten 50) hvormed den befinner seg i induktiv kontakt. Mellom inverterkretsen 46 og primærspolen er koblet en strømdetektor 52 som forbundet med kontrollkretsen 48. Kontakten 47 slutter kretsen over temperatursensorene 18,19, lasten 50 og kontrollkretsen 48.

I et eksempel på oppfinnelsen ble det valgt en ferrittkjerne som var egnet til bruk ved frekvenser på 20 kHz. Typen Philips A320 KP 921 som ble benyttet hadde en lengde på 94 mm, en bredde på 27 mm og en tykkelse på 16 mm og flere ble montert sammen for å danne varmeapparatet som vist på fig. 1. De ble viklet med 15 vindinger av 2 • 1 mm kobbertråd.

En hjelpekrets ble innbefattet for å få hovedkretsen 40 til å kjøre med en frekvens som frembragte en effektfaktor på 1 i primærspolen 10. Dette var for å sikre at maksimal, effekt alltid ble levert til lasten 50. (Under variable lastforhold kunne effektfaktoren forandres og frembringe redusert effekt i lageret eller ringen). Denne kretsen har også til formål å få transistorene til å svitsje ved nullstrøm og således reclfielSbéU tapet i dem.

Variable temperaturinnstillinger kan fås med kontrollen 34 og ved det innstilte temperaturpunkt frembringes automatisk avslåing av pulsmode-strømforsyningen 40 sammen med en hørbar . avbryter. Måling av temperaturstigningen kan angis ved bruk av et display av flytende krystall.

Om kretsen over temperatursensoren er ufullstendig når arbeidsstykket som skal varmes settes opp eller temperatursensoren ikke er montert på arbeidsstykket, vil en sikkerhetskrets slå av pulsmode-strømforsyningen og dermed hindre aktivering av denne forsyning.

Oppfinnelsen muliggjør sterk induktiv oppvarming med lav effekttilførsel.

Claims (6)

1. Induksjonsvarmeapparat for ringlignende artikler, omfattende en bøylelignende, magnetisk permeabel kjerne (12) med et hengslet parti (14) som kan beveges mellom en åpen og en lukket stilling, hvor kjernen (12) tillater montering av en artikkel (50) som skal oppvarmes, omkring et parti av kjernen (12) når kjernen befinner seg i den åpne stilling, en vikling (10) som omgir kjernen (12) for å tilføre energi til denne, hvor viklingen (10) danner primærspolen i et transformatorsystem og artikkelen (50) danner sekundærspolen i transformatorsysternet, samt en strømforsyning (40) forbundet med primærspolen (10) som omgir kjernen, og hvor induksjons-varmeapparatet er karakterisert ved at strømforsyningen (40) er en høyfrekvensforsyning av pulsmodetypen og innrettet til å arbeide med en tilstrekkelig høy frekvens til at det fåes lav magnetisk flukttetthet i kjernen (12) og artikkelen (50), slik at behovet for å avmagnetisere gjenstanden etter at den er blitt induktivt oppvarmet, elimineres, at strømforsyningen (40) er forbundet med en kontrollanordning (18, 19, 46, 47, 48, 52) som omfatter en kontrollkrets (48) innrettet til deteksjon av strømlasten representert av artikkelen (50) og over en til kontrollkretsen forbundet selvoscillerende inverterkrets (46) for å regulere den til artikkelen (50) tilførte frekvens, og at kontrollkretsen (48) dessuten er forbundet med en temperatursensor- og kontaktanordning (18, 19, 47) for å detektere temperaturen til den induktivt oppvarmede artikkel (50) og momentant bryte strømforsyningen til primærspolen (10) når temperaturen når en forhåndsbestemt verdi.

2. Induksjonsvarmeapparet i henhold til krav 1, karakterisert ved at kjernen (12) omfatter et ferrittmateriale.

3. Induksjonsvarmeapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det dessuten omfatter et hus (13) dannet av varmebestandig og ikke elektrisk ledende materiale, og at huset omslutter kjernen (12) og viklingé&O (10) .

4. Induksjonsvarmeapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at kontrollanordningen (18, 19, 46, 47, 48, 52) omfatter en strømdetektor (52) forbundet mellom inverterkretsen (46) og primærspolen (10) samt med kontrollkretsen (48), slik at en hjelpekrets i form av en faselåst sløyfe i kontrollkretsen (48) inngår i en tilbake-kobling mellom strømlasten representert av artikkelen (50) og inverterkretsen (46).

5. Induksjonsvarmeapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at temperatursensor- og kontaktanordningen (18, 19, 47) omfatter en temperatursensor (18) for å detektere temperaturen til den induktivt oppvarmede artikkel (50) og en temperatursensor (19) for å detektere en referansetemperatur, fortrinnsvis temperaturen i omgivelsene.

6. Induksjonsvarmeapparat i henhold til krav 5, karakterisert ved at temperatursensorene (18, 19) er forbundet med en temperaturregulator (34), fortrinnsvis i form av et potensiometer, for innstilling av den forhånds-bestemte temperaturverdi, idet denne temperaturverdi skal utgjøre forskjellen mellom den induktivt oppvarmede artikkels temperatur og referansetemperaturen.