CN105499142B - 一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统及方法，所述系统包括外壳、螺旋溜槽、行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置，螺旋溜槽由支架垂直固定，行波磁场发生装置位于螺旋溜槽下方或上方，旋转磁场发生装置焊接在外壳上，均匀环绕螺旋溜槽设置。所述方法为：（1）粗选：将火灾痕迹物和水的混合物通过旋转流槽的给口进入螺旋溜槽，同时开启行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置，收集得到密度和粒径不同的内侧和外侧痕迹物；（2）精选：将粗选得到的内外两部分痕迹物分别放入火灾痕迹物给口使其进入螺旋溜槽进行精选，开启行波磁场和旋转磁场发生装置，收集得到金属熔珠和非金属物质。本发明系统及方法可有效分离金属熔珠和非金属物质。
Description
技术领域
本发明属于火灾事故鉴定领域，具体涉及一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统及方法。
背景技术
近年来，我国电气火灾一直呈上升趋势，由于电气火灾种类繁多，原因复杂，其中最突出的是电线火灾。因此，如何鉴定是不是由电线短路而引起的火灾，已成为火灾调查人员的一大难题。火灾调查人员，常在火场勘查中发现带有熔化痕迹的导线，这就需要将熔珠从火灾痕迹物中筛分出来从而进行下一步的鉴别。
在现实生活中，根据螺旋溜槽的原理对火灾痕迹物进行筛选，对所得到的熔珠进行鉴定，找出火灾现场中形成的线路熔珠的形成原因，对鉴定火灾事故的原因具有重要价值。其中，我国建立了《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法》国家标准，该标准判定依据是：“因火灾热作用而形成的圆珠状熔痕内部无空洞；一次短路熔痕内部有空洞，空洞数量少，多分布在熔珠中部；二次短路内部有空洞，空洞数量多且分布在熔珠的边缘及中部。”通过对从火场中提取的导线熔珠或熔痕迹进行鉴定，为认定导线熔珠形成原因与火灾发生之间的关系提供证据。火灾痕迹物包括金属熔珠（包括磁性和非磁性金属材料）和非金属灰烬，然而，用传统的方法手段很难从火灾痕迹中区分出粒径较小(一般粒径在0.001-1mm)的金属熔珠，对火灾事故的调查造成了一定的难度。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统及方法。本发明的技术方案如下：
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，包括外壳、螺旋溜槽、行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置，所述螺旋溜槽由支架垂直固定，行波磁场发生装置位于螺旋溜槽下方或者上方，旋转磁场发生装置焊接在外壳上，均匀环绕螺旋溜槽设置。
所述螺旋溜槽上端设有火灾痕迹物给口，尾端设有2个分选口，用于分选不同类型的火灾痕迹物。
所述行波磁场装置由定子铁芯和线圈绕组组成，采用集中短距单层绕组方式将线圈缠绕在铁芯上，所有铁芯的水平中心线位于同一条直线上，对线圈通电后，可产生沿溜槽径向方向的电磁力。
所述旋转磁场发生装置由定子铁芯和三相线圈绕组组成，每个三相线圈绕组均由两对嵌在定子铁芯上的线圈组成，三相线圈绕组均匀排列一周，对三相线圈绕组通入三相对称交流电后，在定子铁芯包围的空间产生旋转磁场。
所述行波磁场装置和旋转磁场装置的铁芯为硅钢材料，线圈为铜质材料。
上述系统中，还设有风冷装置，设置在所述分离系统外部，用来降低周围环境温度。
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离方法是采用上述系统，按照以下工艺步骤进行：
（1）粗选：将火灾痕迹物和水通过旋转流槽的给口进入螺旋溜槽，同时开启行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置产生径向磁场和旋转磁场，密度和粒径较大的颗粒在离心力和径向磁场的作用下逐渐移向螺旋溜槽外侧；密度和粒径较小的颗粒而逐渐移向螺旋溜槽内侧，并分别通过2个分选口流出，收集到内侧和外侧两部分的痕迹物；
（2）外侧部分痕迹物的精选：将外侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，开启行波磁场和旋转磁场发生装置产生径向向内的磁场，金属熔珠向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质；
（3）内侧部分痕迹物的精选：将内侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，提高水流速度，开启行波磁场发生装置产生径向向内磁场，金属熔珠中向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质。
所述步骤（1）（2）收集的目标金属熔珠为一些非磁性金属如铜、铝颗粒，为防止所分离的金属熔珠中掺杂少量的磁性金属小颗粒如铁质小颗粒，可以用磁铁将所分离的金属熔珠中的磁性颗粒去除。
本发明的有益效果为：本发明金属熔珠分离系统中的旋转磁场发生装置可以对金属颗粒施加离心力，控制离心力的强弱，使熔痕中的金属熔珠沿不同半径进行圆周运动，而行波磁场发生装置可以对金属颗粒施加径向力，此径向运动是指从溜槽内侧向外侧运动或从溜槽外侧向内侧运动，两种磁场共同作用使金属熔珠和非金属物质在分选过程可以大致地分离开；再对粗选所得的两部分物质进一步精选，可有效分离金属熔珠和非金属物质。此外，本发明装置设计简单，小型便携，分离过程简单易行，且分离鉴定效率较高。
附图说明
图1为本发明的复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统的主视图，其中，1、火灾痕迹物给口，2、螺旋溜槽，3、行波磁场发生装置，4、旋转磁场发生装置，5、螺旋溜槽支架，6、分选口，7、外壳；
图2为本发明实施例1的复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统的俯视图，其中41、旋转磁场线圈绕组，42、旋转磁场定子铁芯；
图3为本发明实施例1的复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统中旋转流槽和行波磁场发生装置的相对位置示意图，其中31、行波磁场铁芯，32、行波磁场感应线圈绕组；
图4为本发明的复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统中分选口的结构示意图，其中61、靠旋转溜槽内侧的分选口，62、靠旋转溜槽外侧的分选口；
图5为本发明的复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明：
实施例1
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，如图1所示，包括外壳7、螺旋溜槽2、行波磁场发生装置3和旋转磁场发生装置4，所述螺旋溜槽2由支架5垂直固定，行波磁场发生装置3位于螺旋溜槽2正下方，旋转磁场发生装置4焊接在外壳内壁上，均匀环绕螺旋溜槽2设置。
所述螺旋溜槽2上端设有火灾痕迹物给口1，尾端设有2个分选口6（如图4所示），螺旋圈数为6圈，用于分选不同类型的火灾痕迹物。
所述行波磁场发生装置3由3个定子铁芯31和3个线圈绕组32组成，采用集中短距单层绕组方式将线圈缠绕在铁芯上，所有铁芯31的水平中心线位于同一条直线上，对线圈通电后，可产生沿水平方向的电磁力，如图3所示。
所述旋转磁场发生装置4由6个定子铁芯42和3对三相线圈绕组41组成，每对三相线圈绕组41均由两对对嵌在定子铁芯42上的线圈组成，三相线圈绕组均匀排列一周，每个线圈之间的角度是60度，三相对称交流电（大小，频率）相同，相位互差120°，对三相线圈绕组通入三相对称交流电后，在定子铁芯包围的空间产生旋转磁场，如图2所示。
所述行波磁场装置和旋转磁场装置的铁芯为硅钢材料，线圈为铜质材料。
上述系统中，还设有风冷装置，设置在所述分离系统外部，用来降低周围环境温度。
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离方法是采用上述系统，按照以下工艺步骤进行，其流程示意图如图5所示：
（1）粗选：将火灾痕迹物和水通过旋转流槽的给口进入螺旋溜槽，同时开启行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置产生径向磁场和旋转磁场，密度和粒径较大的颗粒在离心力和径向磁场的作用下逐渐移向螺旋溜槽外侧；密度和粒径较小的颗粒而逐渐移向螺旋溜槽内侧，并分别通过2个分选口流出，收集到内侧和外侧两部分的痕迹物；
（2）外侧部分痕迹物的精选：将外侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，开启行波磁场和旋转磁场发生装置产生径向向内的磁场，金属熔珠向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质；
（3）内侧部分痕迹物的精选：将内侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，提高水流速度，开启行波磁场发生装置产生径向向内磁场，金属熔珠中向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质。
实施例2
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统同实施例1，区别点在于：所述行波磁场装置3由2个定子铁芯31和2个线圈绕组32组成；所述旋转磁场发生装置4由4个定子铁芯42和2对三相线圈绕组41组成。
一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离方法是采用上述系统，按照实施例1所述的方法进行，最终实现金属熔珠和非金属物质的分离。
Claims (5)
1.一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，其特征在于包括外壳、螺旋溜槽、行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置，所述螺旋溜槽由支架垂直固定，行波磁场发生装置位于螺旋溜槽下方或者上方，旋转磁场发生装置焊接在外壳上，均匀环绕螺旋溜槽设置，所述螺旋溜槽上端设有火灾痕迹物给口，尾端设有2个用于分选不同类型火灾痕迹物的分选口。
2.根据权利要求1所述的一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，其特征在于所述行波磁场装置由定子铁芯和线圈绕组组成，采用集中短距单层绕组方式将线圈缠绕在铁芯上，所有铁芯的水平中心线位于同一条直线上。
3.根据权利要求2所述的一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，其特征在于所述旋转磁场发生装置由定子铁芯和三相线圈绕组组成，每个三相线圈绕组均由两对嵌在定子铁芯上的线圈组成，三相线圈绕组均匀排列一周。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离系统，其特征在于上述系统中还设有用来降低周围环境温度的风冷装置，设置在所述分离系统外部。
5.一种复合磁场螺旋溜槽金属熔珠分离方法，是采用权利要求1所述系统，其特征在于按照以下工艺步骤进行：
(1)粗选：将火灾痕迹物和水通过旋转流槽的给口进入螺旋溜槽，同时开启行波磁场发生装置和旋转磁场发生装置产生径向磁场和旋转磁场，密度和粒径较大的颗粒在离心力和径向磁场的作用下逐渐移向螺旋溜槽外侧；密度和粒径较小的颗粒而逐渐移向螺旋溜槽内侧，并分别通过2个分选口流出，收集到内侧和外侧两部分的痕迹物；
(2)外侧部分痕迹物的精选：将外侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，开启行波磁场和旋转磁场发生装置产生径向向内的磁场，金属熔珠向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质；
(3)内侧部分痕迹物的精选：将内侧部分的痕迹物和水再次放入给口使其进入螺旋溜槽，提高水流速度，开启行波磁场发生装置产生径向向内磁场，金属熔珠中向螺旋溜槽内侧富集，而非金属颗粒则向螺旋溜槽外侧富集，最终分别通过分选口流出，收集得到金属熔珠和非金属物质。
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