CN103723521A

CN103723521A - 电磁颗粒输送机

Info

Publication number: CN103723521A
Application number: CN201410009559.0A
Authority: CN
Inventors: 詹文龙; 马力祯; 杨磊
Original assignee: Institute of Modern Physics of CAS
Current assignee: Institute of Modern Physics of CAS
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: CN103723521B

Abstract

本发明公开了一种电磁颗粒输送机，该电磁颗粒输送机包括：颗粒引导部件；以及在颗粒引导部件的至少一侧、沿颗粒引导部件的纵向布置的多组电磁铁，通过电磁铁的磁力吸引颗粒引导部件处的颗粒运行，每一组电磁铁包括至少一个电磁铁。本发明的优点在于避开了运动机械，不需要机械传送和机械振动，依靠电磁铁通电产生行波磁场吸引磁性颗粒往上运动。由于不需要机械传送和机械振动，也意味着运输的材料与运输的机械构造之间无任何物理接触，不会产生热交换，这使得本发明非常适合于封闭、放射性或高温环境中的材料运输，尤其是在核设施中。该电磁颗粒输送机还具有结构简单、操作控制简便、系统能耗低等优点。

Description

电磁颗粒输送机

技术领域

本发明涉及一种电磁颗粒输送机。

背景技术

目前，颗粒提升所采用的方式主要有三种：(1)、由电机带动传送带运动来运输颗粒；(2)、采用吹气方式，通过气流带动颗粒运动来运输；(3)、通过震动产生吸力来提升颗粒。以这些方式构成的提升装置存在以下缺点：结构复杂、噪音震动大、运输速度慢、运输线路短及易磨损。尤其是，对于高温颗粒的提升，目前只能对提升运输设备进行耐高温材料改进才能解决，这就使得传统颗粒提升机的构造难度增大，成本上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁颗粒输送机，该电磁颗粒输送机结构简单。

本发明的另一个目的是提供一种电磁颗粒输送机，该电磁颗粒输送机结构简单，噪音震动小，不易磨损。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种电磁颗粒输送机，该电磁颗粒输送机包括：颗粒引导部件；以及在颗粒引导部件的至少一侧、沿颗粒引导部件的纵向布置的多组电磁铁，通过电磁铁的磁力吸引颗粒引导部件处的颗粒运行，每一组电磁铁包括至少一个电磁铁。

根据本发明的一方面，颗粒引导部件包括输送管，每一组电磁铁包括多个电磁铁，并且围绕输送管布置。

根据本发明的一方面，颗粒引导部件包括输送管，每一组电磁铁包括多个电磁铁，并且围绕输送管等角度间隔地布置。

根据本发明的一方面，颗粒引导部件包括输送槽，所述电磁铁至少设置在输送槽的底部的外侧。

根据本发明的一方面，所述的电磁颗粒输送机还包括：电源；切换装置，多组电磁铁通过切换装置与电源连接，使得多组电磁铁按预定的顺序通电；以及控制器，该控制器控制多组电磁铁按预定的顺序通电以产生行波磁场。

根据本发明的一方面，所述电源产生脉冲电流，该脉冲电流施加在电磁铁上。

根据本发明的一方面，颗粒引导部件的至少一部分大致竖直设置、倾斜设置或水平设置。

根据本发明的一方面，输送管是圆管、或具有大致多边形的横截面。

根据本发明的一方面，多组电磁铁沿颗粒引导部件的纵向等间距布置。

根据本发明的一方面，所述电磁颗粒输送机还包括：外壳，该外壳设置在多组电磁铁的外面，并沿颗粒引导部件的纵向延伸。

根据本发明的一方面，颗粒的材料为铁、钴、镍、钆中的至少一种或铁、钴、镍、钆中的至少一种的合金。

根据本发明的一方面，每一组电磁铁包括至少一对在颗粒引导部件的横向方向上大致相对布置的电磁铁。

根据本发明的电磁颗粒输送机主要采用在电磁铁中流入行波脉冲电流，产生行波脉冲磁场，使磁性颗粒磁化，从而达到提升磁性颗粒的目的。本发明不需要机械传送和机械振动，适用于封闭、放射性或高温环境中的材料运输，尤其是在核设施中。

附图说明

图1为根据本发明实施例的电磁颗粒输送机的侧视图；

图2为根据本发明实施例的电磁颗粒输送机移去端盖后的俯视图；以及

图3为根据本发明实施例的电磁颗粒输送机的其中一个电磁铁。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1至3所示，根据本发明的实施例的电磁颗粒输送机包括：颗粒引导部件15；以及在颗粒引导部件15的至少一侧、沿颗粒引导部件15的纵向布置的多组电磁铁18，通过电磁铁18的磁力吸引颗粒引导部件15中或处的颗粒17运行，每一组电磁铁18包括至少一个电磁铁18。例如，通过颗粒引导部件15引导颗粒，由电磁铁18的磁力吸引颗粒17运行。多组电磁铁18可以沿颗粒引导部件15的纵向等间距布置。电磁颗粒输送机还可以包括：外壳13、端盖14、颗粒存储器16。该外壳13设置在多组电磁铁18的外面，并沿颗粒引导部件15的纵向延伸。外壳13、端盖14、颗粒存储器16可以采用非金属材料制成，或其它合适的材料制成。引导部件15可以采用不屏蔽磁场或可透过磁场的材料制成。引导部件15的端部可以设置在颗粒存储器16的上方。颗粒引导部件15的至少一部分可倾斜布置、水平布置、竖直布置或任何上述布置的组合。

颗粒的材料可以为铁、钴、镍、钆以及它们中的至少一种的合金或其他任何合适的材料。

如图1和2所示，颗粒引导部件15可以包括输送管，每一组电磁铁18包括多个电磁铁18，并且围绕输送管布置，例如大致等角度间隔地布置。输送管可以大致竖直设置，此时，电磁颗粒输送机构成了电磁颗粒提升机。输送管可以大致是圆管、或具有多边形的横截面，例如具有正多边形的横截面，三角形的横截面、正方形的横截面。多边形的横截面的边数可以根据每一轴向或纵向位置处设置的电磁铁的数量进行选择。例如，可以在输送管每一轴向或纵向位置处在输送管的多边形横截面的每一边设置一个电磁铁或多个电磁铁(2、3或更多个)。此外，输送管也可以倾斜放置或水平放置。

作为选择，颗粒引导部件15可以包括输送槽，所述电磁铁18至少设置在输送槽的底部的外侧。在输送槽具有U形截面的情况下，也可以在输送槽的两侧对称设置电磁铁18。为了减小摩擦力，输送槽开口侧也可以设置电磁铁18，但是输送槽开口侧的电磁铁18对颗粒的吸引力可小于或等于或甚至大于相对侧的电磁铁18的吸引力(例如，使颗粒不会吸引到电磁铁18上)。输送槽可以倾斜放置、水平放置或竖直放置，竖直放置的情况下，输送槽开口侧的电磁铁18对颗粒的吸引力小于相对侧的电磁铁18的吸引力(例如，使颗粒不会吸引到电磁铁18上)。

此外，颗粒引导部件15可以包括输送管、输送槽等任何合适的颗粒引导部件，并且可以具有输送管、输送槽等任何合适的颗粒引导部件中的一种或多种。由于电磁铁18的吸引力，即使是诸如平板的板也可以用作颗粒引导部件。颗粒引导部件也可以具有弯曲的部分，例如弯管等。

如图1所示，电磁颗粒输送机还包括：电源；切换装置，多组电磁铁18通过切换装置与电源连接，使得多组电磁铁18按预定的顺序通电；以及控制器，该控制器控制多组电磁铁18按预定的顺序通电以产生行波磁场。所述电源可以产生脉冲电流，该脉冲电流施加在电磁铁18上。

如图1、2所示，每一组电磁铁18可以包括至少一对在颗粒引导部件的横向方向上大致相对布置的电磁铁18。

如图1、2、3所示，电磁铁18包括螺线管11和插入螺线管内的铁芯12。

如图1、2所示，根据本发明的一种实施方式，螺线管11在引导部件15外侧沿轴向分布，例如等距分布，径向等角度间隔地对称分布，可以是两组，四组或六组等偶数对排列，只要能消减甚至消除径向吸引力均可。

在螺线管11中通入行波电流，产生行波磁场，磁场作用在颗粒17上，产生作用力。由于螺线管11是对称分布的，颗粒17径向的作用力相互抵消，只剩下向上的作用力，向上的作用力克服重力等阻力的作用，使颗粒17向上运动。

外壳13和端盖14可采用非金属材料，这是为了不产生涡流，减少能耗。每个螺线管11中流入的是周期性脉冲电流，沿诸如输送管的引导部件15轴线方向分布的螺线管11中的周期脉冲电流的周期是一致的，但初始时刻的相角不同，这样从诸如输送管的引导部件15的径向上分析，产生的是随时间变化的脉冲磁场，而从轴线分析，产生的是随时间变化的行波脉冲磁场。

诸如输送管的引导部件15的底部连接颗粒存储器16，顶端可连接一个颗粒导出装置。

下面以电磁颗粒提升机描述根据本发明的电磁颗粒输送机的运行控制方法：将电磁颗粒提升机的底部与颗粒存储器16连接，启动电源，使螺线管11中产生行波磁场，行波磁场吸引诸如磁性颗粒的颗粒17运动。根据每层螺线管11的脉冲电流的周期大小不同存在两种极限情况：1、电流脉冲周期很长，在单一时刻，引导部件15轴线分布的螺线管11只有一层有电流，其他层螺线管11的电流为0，当颗粒17被运送至该层螺线管11时，开启上一层螺线管11，关闭该层螺线管11，依次类推，这样，螺线管11中脉冲电流周期刚好是颗粒17走完全程的时间，这种提升能力最低，即同一时刻只有一层螺线管11处于工作状态。2、电流脉冲周期很短，在单一时刻，每间隔一层螺线管11中流有峰值电流，这样螺线管11中脉冲电流周期刚好是颗粒17运动两层螺线管11的距离，即螺线管11隔一层吸取一次颗粒17，这种工况下工作效率最高。

下面以根据本发明的电磁提升机为例，说明电磁颗粒输送机的工作原理：电磁提升机开始工作时，电磁提升机中最底部的螺线管11流入脉冲电流处于峰值状态，这样峰值状态的电流产生磁场，吸引诸如磁性颗粒的颗粒17，当颗粒17运动到这层螺线管11处时，螺线管11中的电流变成0，而在这层螺线管11的上一层螺线管11中的电流处于峰值状态，这样颗粒17继续受到向上的力，继续往上运输，依次循环，将颗粒17输送到顶部。螺线管11中施加脉冲电流，并且在全局看是行波脉冲电流。施加脉冲电流可以吸引螺线管11下面的颗粒使之往上运动，而当颗粒17运动到螺线管11处时，当前螺线管11中的电流变为0，这样就不会阻碍颗粒17继续往上运动，并且使该螺线管11上方的一层螺线管11中电流处于峰值，继续吸引颗粒17往上运动，通过一层一层螺线管11接力式的吸引颗粒17来达到输送颗粒17的目的。

颗粒17的大小以及运动的速度可通过改变螺线管11中的电流大小和脉冲电流的周期进行控制。

根据本发明的电磁颗粒输送机可以快速地将易磁化合金颗粒从低处输送至高处。与传统的颗粒提升机相比，本发明的优点在于避开了运动机械，不需要机械传送和机械振动，依靠通电产生行波磁场吸引颗粒往上运动。由于不需要机械传送和机械振动，也意味着运输的材料与运输的机械构造之间可以无任何物理接触，不会产生热交换，这使得本发明非常适合于封闭、放射性或高温环境中的材料运输，尤其是在核设施中。该电磁颗粒提升机还具有结构简单、操作控制简便、系统能耗低等优点。

Claims

1.一种电磁颗粒输送机，包括：

颗粒引导部件；以及

在颗粒引导部件的至少一侧、沿颗粒引导部件的纵向布置的多组电磁铁，通过电磁铁的磁力吸引颗粒引导部件处的颗粒运行，每一组电磁铁包括至少一个电磁铁。

2.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

颗粒引导部件包括输送管，每一组电磁铁包括多个电磁铁，并且围绕输送管布置。

3.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

颗粒引导部件包括输送槽，所述电磁铁至少设置在输送槽的底部的外侧。

4.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，还包括：

电源；

切换装置，多组电磁铁通过切换装置与电源连接，使得多组电磁铁按预定的顺序通电；以及

控制器，该控制器控制多组电磁铁按预定的顺序通电以产生行波磁场。

5.根据权利要求4所述的电磁颗粒输送机，其中

所述电源产生脉冲电流，该脉冲电流施加在电磁铁上。

6.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

颗粒引导部件的至少一部分大致竖直设置、倾斜设置或水平设置。

7.根据权利要求2所述的电磁颗粒输送机，其中

输送管大致是圆管、或具有多边形的横截面。

8.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

多组电磁铁沿颗粒引导部件的纵向大致等间距布置。

9.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

颗粒的材料为铁、钴、镍、钆中的至少一种或铁、钴、镍、钆中的至少一种的合金。

10.根据权利要求1所述的电磁颗粒输送机，其中

每一组电磁铁包括至少一对在颗粒引导部件的横向方向上大致相对布置的电磁铁。