CN100359028C - 循环式永磁搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环式永磁搅拌器，包括由底盘、外罩和上端盖三者所围成的感应器腔，安装在底盘上的转轴穿过感应器腔外伸，电机和减速机直接轴联在转轴的外伸端上，上端盖上固接有向感应器腔吹风的风机，在转轴位于感应器腔的内段上套固有永磁体感应器，外罩上开有间隔分布的阻热窗，阻热窗上装有隔热板，隔热板上密布有出风小孔，各隔热窗之间设有导风条，底盘包括外底和内底，内底与外底之间固接有呈射线状间隔分布的筋条，各筋条将内底与外底之间的间隙隔分为数量与筋条的数量相对应的出风槽，内底位于各出风槽的位置处设有内底出风口。这种循环式永磁搅拌器，具有节能、搅拌均匀、散热效果好、使用寿命长的特点。

Description

循环式永磁搅拌器

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼中的非接触式搅拌装置，更具体说是一种循环式永磁搅拌器。

背景技术

在有色金属的冶炼过程中，需要对金属熔液进行搅拌，按照搅拌的工作方式，通常是分为电磁搅拌、机械搅拌和手工搅拌三大类。电磁搅拌是利用多组线圈通电后所产生的行波磁场，使有色金属熔液翻动，实现搅拌的目的，其不足之处是：1、由于行波磁场对熔液的辐射面积较小，极易出现搅拌死角，搅拌均匀性差；2、其散热方式是在构成线圈的中空导线内通冷却水循环散热，由于受导线管径的限制，冷却水的流量小，散热效果差，因此电磁搅拌器只能断续工作，每次工作时间不超过半小时；3、能耗高，一台30吨的冶炼炉的电磁搅拌器，每小时要耗电315千瓦。机械搅拌为接触式搅拌，由于受到冶炼炉炉门口大小的限制，搅拌范围小，搅拌速度低，搅拌均匀性差。手工搅拌则更为原始，存有劳动强度大、搅拌速度低、搅拌不均匀的弊端。中国专利申请号为200510099200.8的申请文件中公开了一种永磁搅拌装置，该装置虽然能实现对有色金属熔液的搅拌，但其不足之处是：1、冷却系统设计不合理，冷却风从中空管吹出后只对永磁体进行单层冷却，永磁体没有与热源隔绝，冷却效果差，工作时永磁体的温度高达100℃以上，在这么高的温度下永磁体很容易退磁，使用寿命短；2、驱动永磁体转动的动力传动装置是链轮和链条，由于链条是水平走向，很容易下垂，工作中易断裂，使用寿命短；3、旋转轴的上段和下段是空心轴，强度低，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能、搅拌均匀、散热效果好、使用寿命长的循环式永磁搅拌器。

为了实现上述的目的，所提供的循环式永磁搅拌器，包括底盘、用非磁性材料制作并与底盘固接的外罩，外罩的上端固接有上端盖，由底盘、外罩和上端盖三者所围成的内腔为感应器腔，安装在底盘上并与底盘垂直的转轴穿过感应器腔和上端盖外伸，上端盖上固接有电机和风机，风机的出风口与感应器腔连通，在转轴位于感应器腔的内段上套固有永磁体感应器，永磁体感应器包含有按圆周方向间隔分布的偶数块永磁体，并且相邻的永磁体的极性朝向相反，其结构特点是转轴是实心轴，电机和减速机直接轴联在转轴的外伸端上，在上端盖上设有将风机的出风口与感应器腔连通的进风口，外罩上开有间隔分布的阻热窗，阻热窗上装有隔热板，隔热板上密布有出风小孔，各隔热窗之间设有与外罩固接的导风条，各导风条竖向走向并外凸，底盘包括外底和固接外罩、安装转轴的内底，内底与外底之间固接有呈射线状间隔分布的筋条，各筋条将内底与外底之间的间隙隔分为数量与筋条的数量相对应的出风槽，各出风槽与外界相通，内底位于各出风槽的位置处设有内底出风口。

为了提高永磁体感应器的磁场强度，增强对有色金属熔液的搅拌性能，上述的偶数块永磁体是选用钕铁硼永磁体。

上述的偶数块永磁体与转轴的固接方式是在转轴上套固一副磁轭，副磁轭的各周边上分别固接有磁轭，偶数块永磁体的内端分别固接在相对应的磁轭上。

上述的偶数块永磁体的数量是2块、4块、6块或8块。

为了增强隔热效果，在外罩的内壁上涂有隔热层。

为了便于引风，上述的风机的进风口上装有导风管。

为了使风在经过各出风槽后向斜上方吹出，在外底的周边设有向斜上方伸出的翅沿。

为了能检测感应器腔内的温度，在上端盖上装有伸向感应器腔的热电偶。

在使用时，将本发明所提供的循环式永磁搅拌器安装在位于有色金属冶炼炉和/或保温炉的外侧和呈弧形的侧部流槽的内侧所围成的空间内，侧部流槽的内腔与有色金属冶炼炉或保温炉的内腔连通。

这种循环式永磁搅拌器的工作原理是：永磁体感应器产生的磁场的磁力线，从N极出发，穿过外罩、侧部流槽和侧部流槽内的熔液后，返回到S极。由于永磁体感应器固接在转轴上，转轴由电机经减速机带动旋转，因此永磁体感应器也同步地旋转，形成旋转磁场，该旋转磁场与侧部流槽内的熔液互相作用，产生感应电动势和感应电流，感应电流又作用于旋转磁场，产生电磁力，该电磁力推动侧部流槽内的熔液定向流动，由于侧部流槽的内腔与有色金属冶炼炉或保温炉的内腔连通，于是，有色金属冶炼炉或保温炉中的熔液便产生旋转和翻腾，实现搅拌的目的。改变电机的转动方向，熔液的转向也随之改变，若使电机正反转交替运行，对熔液旋转和翻腾的搅拌效果会更好，不但消除了搅拌死角，防止成分偏析，保证了合金成分的均匀性，而且有效地减小了熔炼炉内上部与底部的温差，加快了炉内有色金属的熔化速度。

由于永磁体感应器是工作在高温的环境中，工作时永磁体感应器自身又产生热量，为了防止永磁体退磁，延长使用寿命，必须要解决永磁体感应器的降温问题。本发明所提供的循环式永磁搅拌器对永磁体感应器的降温措施是：1、风机从其吹风口吹出的冷风进入感应器腔后，直接吹向永磁体感应器，使永磁体感应器降温；此后，风路分成两部分，其中一部分从内底出风口吹出，进入出风槽，再从出风槽吹出后向上弯折、进入外罩外壁与冶炼炉或保温炉的侧部流槽内壁之间的间隙内，另一部分则由隔热板上密布的出风小孔吹出、进入外罩外壁与冶炼炉或保温炉的侧部流槽内壁之间的间隙内，该两部分风会合后在导风条的作用下向上吹，最后从侧部流槽的上端口吹出；于是，在外罩与侧部流槽之间形成风幕，该风幕将来自冶炼炉或保温炉及其侧部流槽的热源阻断；2、在外罩的内壁上涂有隔热层，有效地阻止了来自冶炼炉或保温炉及其侧部流槽的热源对永磁体感应器的传导和辐射。通过上述的降温措施，永磁体感应器工作时的最高温度不超过65℃。

由上所述，本发明所提供的循环式永磁搅拌器，与电磁搅拌器相比，具有：1、节能，用于30吨的冶炼炉中，由每小时耗电315千瓦降低到26千瓦；2、散热效果好，能连续长时间工作；3、搅拌均匀，无搅拌死角。与中国专利申请号为200510099200.8的永磁搅拌装置相比，具有：1、散热效果好，永磁体感应器工作时的最高温度不超过65℃，永磁体不退磁，使用寿命长；2、采用电机带动减速机与实心的转轴直联，传动简单可靠，故障率低。

附图说明

本发明的实施例结合附图加以说明，其中：

图1是实施例所述的循环式永磁搅拌器的外形主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是永磁体数量是4块的循环式永磁搅拌器的主剖视图，箭头的指向表示风向；

图4是底盘的俯视图；

图5是循环式永磁搅拌器在使用状态时的俯剖视图，永磁体感应器中的箭头指向表示转动方向，冶炼炉或保温炉和侧部流槽中的箭头指向表示熔液的走向；

图6是永磁体的数量是2块的永磁体感应器的俯视图；

图7是永磁体的数量是4块的永磁体感应器的俯视图；

图8是永磁体的数量是6块的永磁体感应器的俯视图；

图9是永磁体的数量是8块的永磁体感应器的俯视图。

在图6、图7、图8和图9中，箭头的指向是磁力线的走向。

图中：1为电机，2为减速机，3为外罩，4为隔热板，5为导风条，6为出风槽，7为底盘：其中的7-1是内底、7-2是筋条、7-3是外底、7-3A是翅沿，8为上端盖，9为导风管，10为风机，11为热电偶，12为推力球轴承，13为圆柱滚子轴承，14为内底出风口，15为隔热层，16为永磁体，17为磁轭，18为副磁轭，19为转轴，20为调心滚子轴承，21为进风口，22为出风小孔，23为感应器腔，24为冶炼炉或保温炉，25为侧部流槽。

具体实施方式

参照附图，实施例所述的循环式永磁搅拌器，包括底盘7、用非磁性材料制作并与底盘7固接的外罩3，在外罩3的内壁上涂有非金属的隔热层15，外罩3的上端固接有上端盖8，由底盘7、外罩3和上端盖8三者所围成的内腔为感应器腔23，通过推力球轴承12、圆柱滚子轴承13安装在底盘7上并与底盘7垂直的转轴19穿过感应器腔23和上端盖8上的调心滚子轴承20外伸，电机1和减速机2直接轴联在转轴19的外伸端上，转轴19是实心轴，在上端盖8上装有伸向感应器腔23的热电偶11和固接有风机10，风机10的的进风口上装有导风管9、出风口通过设置在上端盖8上的进风口21与感应器腔23连通，在转轴19位于感应器腔23的内段上套固有永磁体感应器，永磁体感应器包含有按圆周方向间隔分布的偶数块永磁体16，并且相邻的永磁体16的极性朝向相反，偶数块永磁体16是选用钕铁硼永磁体、其数量是2块、4块、6块或8块，每块永磁体16由多片钕铁硼永磁体叠加在一起，这些偶数块永磁体16与转轴19的固接方式是在转轴19上套固一副磁轭18，副磁轭18的各周边上分别固接有磁轭17，偶数块永磁体16的内端分别固接在相对应的磁轭17上，外罩3和非金属的隔热层15上开有间隔分布的阻热窗，阻热窗上装有隔热板4，隔热板4上密布有出风小孔22，各隔热窗之间设有与外罩3固接的导风条5，各导风条5竖向走向并外凸，底盘7包括外底7-3和固接外罩3、安装转轴19的内底7-1，内底7-1与外底7-3之间固接有呈射线状间隔分布的筋条7-2，各筋条7-2将内底7-1与外底7-3之间的间隙隔分为数量与筋条7-2的数量相对应的出风槽6，各出风槽6与外界相通，内底7-1位于各出风槽6的位置处设有内底出风口14，在外底7-3的周边设有向斜上方伸出的翅沿7-3A。

Claims (8)

1、一种循环式永磁搅拌器，包括底盘(7)、用非磁性材料制作并与底盘(7)固接的外罩(3)，外罩(3)的上端固接有上端盖(8)，由底盘(7)、外罩(3)和上端盖(8)三者所围成的内腔为感应器腔(23)，安装在底盘(7)上并与底盘(7)垂直的转轴(19)穿过感应器腔(23)和上端盖(8)外伸，上端盖(8)上固接有电机(1)和风机(10)，风机(10)的出风口与感应器腔(23)连通，在转轴(19)位于感应器腔(23)的内段上套固有永磁体感应器，永磁体感应器包含有按圆周方向间隔分布的偶数块永磁体(16)，并且相邻的永磁体(16)的极性朝向相反，其特征是转轴(19)是实心轴，电机(1)和减速机(2)直接轴联在转轴(19)的外伸端上，在上端盖(8)上设有将风机(10)的出风口与感应器腔(23)连通的进风口(21)，外罩(3)上开有间隔分布的阻热窗，阻热窗上装有隔热板(4)，隔热板(4)上密布有出风小孔(22)，各隔热窗之间设有与外罩(3)固接的导风条(5)，各导风条(5)竖向走向并外凸，底盘(7)包括外底(7-3)和固接外罩(3)、安装转轴(19)的内底(7-1)，内底(7-1)与外底(7-3)之间固接有呈射线状间隔分布的筋条(7-2)，各筋条(7-2)将内底(7-1)与外底(7-3)之间的间隙隔分为数量与筋条(7-2)的数量相对应的出风槽(6)，各出风槽(6)与外界相通，内底(7-1)位于各出风槽(6)的位置处设有内底出风口(14)。

2、根据权利要求1所述的循环式永磁搅拌器，其特征是偶数块永磁体(16)是选用钕铁硼永磁体。

3、根据权利要求1所述的循环式永磁搅拌器，其特征是偶数块永磁体(16)与转轴(19)的固接方式是在转轴(19)上套固一副磁轭(18)，副磁轭(18)的各周边上分别固接有磁轭(17)，偶数块永磁体(16)的内端分别固接在相对应的磁轭(17)上。

4、根据权利要求1所述的循环式永磁搅拌器，其特征是偶数块永磁体(16)的数量是2块、4块、6块或8块。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的循环式永磁搅拌器，其特征是在外罩(3)的内壁上涂有隔热层(15)。

6、根据权利要求1、2、3或4所述的循环式永磁搅拌器，其特征是风机(10)的进风口上装有导风管(9)。

7、根据权利要求1、2、3或4所述的循环式永磁搅拌器，其特征是在外底(7-3)的周边设有向斜上方伸出的翅沿(7-3A)。

8、根据权利要求1、2、3或4所述的循环式永磁搅拌器，其特征是在上端盖(8)上装有伸向感应器腔(23)的热电偶(11)。

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