CN101700477A - 多模式磁场电磁搅拌器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多模式磁场电磁搅拌器。本发明由电磁搅拌器外壳和设置在电磁搅拌器内的多组线圈组成，其中：电磁搅拌器包括一个非磁性外圆壳体和内圆壳体，外圆壳体和内圆壳体之间的空腔内设置有铁芯、线圈、压圈和连接片，其中：线圈包括垂直套在铁芯上的线圈I，和相间水平环绕嵌在铁芯芯齿间齿槽内的线圈II。所述的壳体外部一侧设置有一垂直水槽，水槽外面设置有与其相通的进水管，壳体下部设置有与水槽相通的环形通道，环形通道设有将冷却水引进壳体内的分水板网孔，壳体上部亦设有冷却水环形通道，且壳体外部水槽相邻位置设有与上部环形通道相通的出水管。本发明可在任何时间内运行，操作简单，可以手工操作也可以自动运行，安装调试时间短，可靠性高。

Description

多模式磁场电磁搅拌器
技术领域
本发明涉及冶金熔炼电磁搅拌器，特别指一种多模式磁场电磁搅拌器。
背景技术
由于近代高强度合金钢、高性能合金复合材料的广泛应用，钢铁厂、有色金属厂和科研院校开发轻便、高硬度、多用途合金复合材料，为了确保合金材料成份均匀，为了提高合金材料等轴晶，为了减少合金材料中心偏析的要求开发了多模式磁场电磁搅拌器。
目前冶金钢铁连铸、熔炼领域广泛应用的是结晶区、二冷区、凝固末端旋转磁场电磁搅拌器，对铸坯的冶金效果有一定改善。但由于磁场形态单一，对一些高要求的材料难达到理想的冶金效果。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进、创新，提供一种多模式磁场电磁搅拌器。
本发明的技术方案是构造一种由电磁搅拌器外壳和设置在电磁搅拌器内的多组线圈组成的搅拌器，其中：
电磁搅拌器包括一个非磁性外圆壳体和内圆壳体，外圆壳体和内圆壳体之间的空腔内设置有铁芯、线圈、压圈和连接片，其中：
线圈包括垂直套在铁芯上的线圈I，和相间水平环绕嵌在铁芯芯齿间齿槽内的线圈II。
所述的壳体外部一侧设置有一垂直水槽，水槽外面设置有与其相通的进水管，壳体下部设置有与水槽相通的环形通道，环形通道设有将冷却水引进壳体内的分水板网孔，壳体上部亦设有冷却水环形通道，且壳体外部水槽相邻位置设有与上部环形通道相通的出水管。
本发明的有益效果：
本发明可以在任何时间内运行，操作简单，可以手工操作也可以自动运行，设备的安装调试时间很短。本发明的可靠性很高，接近于100％。设备没有任何移动部件，仅需要电力以维持运行。电磁搅拌器的运行成本很低，电力消耗仅为0.8～3kWh/t，设备维护和冷却水的成本仅为电力成本的25～50％。
本发明在液态金属外围设置电磁搅拌器，多模式磁场电磁搅拌最重要的特点是对能够对磁场区域内金属熔液实现整体的强烈搅拌和混匀，搅拌功率、搅拌强度可以在0～100％之间任意调节，搅拌方向也可随时进行调整变化，搅拌模式可随时调整，即可单独设置三种旋转、直线、螺旋搅拌模式并互换调整。本发明安装于金属熔液周围，搅拌器本身与金属熔液无直接物理接触。电磁搅拌器产生的低频多模式磁场穿透进入熔液。
附图说明
图1为本发明主视图
图2为图1俯视图
图3为图2A-A剖面图
图4为图2除去壳体盖板图
图5为在线圈I(1)作用下熔液运动示意图
图6为在线圈II(2)作用下熔液运动示意图
图7为在线圈I(1)和线圈II(2)作用下熔液运动示意图
图8为线圈I(1)三相绕组简图
图9为线圈II(2)三相绕组简图
图10为铁芯主视图
图11为图10俯视图
具体实施方式
由图1至11可知，本发明由电磁搅拌器16和设置在电磁搅拌器16中心的金属熔液15组成，其中：
电磁搅拌器16包括一个非磁性外圆壳体9和内圆壳体，外圆壳体9和内圆壳体之间的空腔内设置有铁芯3、线圈、压圈4和连接片7，其中：
线圈包括垂直套在铁芯3上的线圈I 1，和相间水平环绕嵌在铁芯3芯齿12间齿槽11内的线圈II 2。
所述的壳体9外部一侧设置有一垂直水槽5，水槽5外面设置有与其相通的进水管10，壳体9下部设置有与水槽5相通的环形通道，环形通道设有将冷却水引进壳体9内的分水板网孔6，壳体9上部亦设有冷却水环形通道，且壳体9外部水槽5相邻位置设有与上部环形通道相通的出水管8。
本发明所述的线圈I 1包括绕组A、B、C、D、E、F，其中绕组A、D串联为一相线圈，绕组B、E串联为一相线圈，绕组C、F串联为一相线圈，其中三个同名端连成星点，三相线圈通三相正交电流，且线圈I 1绕组形成旋转磁场，带动磁场区域内金属溶液15旋转运动。所述的线圈II 2包括绕组a、b、c、d、e、f，其中绕组a、d串联为一相线圈，绕组b、e串联为一相线圈，绕组c、f串联为一相线圈，其中三个同名端连成星点，三相线圈通三相正交电流，且线圈II 2绕组形成行波磁场，带动磁场区域内金属溶液15定向移动。所述的线圈I 1和线圈II 2同时通电形成复合螺旋磁场，带动磁场区域内金属溶液15搅拌。所述的铁芯3均匀的设置在壳体9内金属溶液15的周围，铁芯3下部设有磁轭，铁芯3向上均布有芯齿12，芯齿12之间形成齿槽11，且铁芯3通过设置在顶部和底部的压圈4及连接片7压紧螺栓固定。所述的压圈4由二个半圆形组成，二个半圆压圈4用连接片7连接固定。所述的铁芯3磁路设置为开路。所述的壳体9外部一侧设有线圈I 1的引出电缆13，另一侧设有线圈II 2的引出电缆14。所述的壳体9中心为工作面，壳体9顶部设有吊环。
本发明的工作原理：
多模式磁场电磁搅拌器由搅拌器铁芯、线圈和非磁性不锈钢壳体构成。多模式磁场电磁搅拌器就是直线电机与旋转电机的有机复合产物，都是由普通异步电动机的定子演变而来。它可看作是异步直线电动机和异步旋转电动机的复合体。
如图5所示，在金属溶液周围设置电磁搅拌器，当馈给线圈I(1)三相交流电时，就产生旋转磁场
Figure G2009102115583D0000031
由于该磁场的作用，在金属熔液内产生感应电势，从而产生感应电流
Figure G2009102115583D0000041
(遵循右手定则)。该感应电流与当地磁场相互作用在熔液内产生电磁推力
Figure G2009102115583D0000042
(遵循左手定则)，在电磁推力
Figure G2009102115583D0000043
的作用下金属熔液做旋转运动。
如图6所示，在金属溶液周围设置电磁搅拌器，当馈给线圈II(2)三相交流电时，就产生行波磁场
Figure G2009102115583D0000044
由于该磁场的作用，在金属熔液内产生感应电势，从而产生感应电流
Figure G2009102115583D0000045
(遵循右手定则)。该感应电流与当地磁场相互作用在熔液内产生电磁推力
Figure G2009102115583D0000046
(遵循左手定则)，在电磁推力的作用下金属熔液做对流运动。
如图7所示，在金属溶液周围设置电磁搅拌器，当馈给线圈I(1)和线圈II(2)三相交流电时，就产生螺旋磁场
Figure G2009102115583D0000048
由于该磁场的作用，在金属熔液内产生感应电势，从而产生感应电流
Figure G2009102115583D0000049
(遵循右手定则)，在电磁推力
Figure G2009102115583D00000410
的作用下金属熔液做螺旋运动。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种多模式磁场电磁搅拌器，由电磁搅拌器(16)和设置在电磁搅拌器(16)内的线圈I(1)线圈II(2)组成，其特征在于：
电磁搅拌器(16)包括一个非磁性外圆壳体(9)和内圆壳体，外圆壳体(9)和内圆壳体之间的空腔内设置有铁芯(3)、线圈、压圈(4)和连接片(7)，其中：
线圈包括垂直套在铁芯(3)上的线圈I(1)，和相间水平环绕嵌在铁芯(3)芯齿(12)间齿槽(11)内的线圈II(2)；
所述的壳体(9)外部一侧设置有一垂直水槽(5)，水槽(5)外面设置有与其相通的进水管(10)，壳体(9)下部设置有与水槽(5)相通的环形通道，环形通道设有将冷却水引进壳体(9)内的分水板网孔(6)，壳体(9)上部亦设有冷却水环形通道，且壳体(9)外部水槽(5)相邻位置设有与上部环形通道相通的出水管(8)。
2.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的线圈I(1)包括绕组(A、B、C、D、E、F)，其中绕组(A、D)串联为一相线圈，绕组(B、E)串联为一相线圈，绕组(C、F)串联为一相线圈，其中三个同名端连成星点，三相线圈通三相正交电流，且线圈I(1)绕组形成旋转磁场，带动金属溶液(15)旋转运动。
3.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的线圈II(2)包括绕组(a、b、c、d、e、f)，其中绕组(a、d)串联为一相线圈，绕组(b、e)串联为一相线圈，绕组(c、f)串联为一相线圈，其中三个同名端连成星点，三相线圈通三相正交电流，且线圈II(2)绕组形成行波磁场，带动金属溶液(15)定向移动。
4.根据权利要求1或2或3所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的线圈I(1)和线圈II(2)同时通电形成复合螺旋磁场，带动金属溶液(15)搅拌。
5.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的铁芯(3)均匀的设置在壳体(9)内坩埚或者连铸坯(15)的周围，铁芯(3)下部设有磁轭，铁芯(3)向上均布有芯齿(12)，芯齿(12)之间形成齿槽(11)，且铁芯(3)通过设置在顶部和底部的压圈(4)及连接片(7)压紧螺栓固定。
6.根据权利要求1或5所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的压圈(4)由二个半圆形组成，二个半圆压圈(4)用连接片(7)连接固定。
7.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的铁芯(3)磁路设置为开路。
8.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的壳体(9)外部一侧设有线圈I(1)的引出电缆(13)，另一侧设有线圈II(2)的引出电缆(14)。
9.根据权利要求1所述的多模式磁场电磁搅拌器，其特征在于所述的壳体(9)中心为工作面，壳体(9)顶部设有吊环。
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Pledgor: HUNAN KEMEIDA ELECTRIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2022430000073

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Denomination of invention: Multimode magnetic field electromagnetic stirrer

Effective date of registration: 20231107

Granted publication date: 20120111

Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Changsha branch

Pledgor: HUNAN KEMEIDA ELECTRIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980064165

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