CN110152545B - 一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器，包括钢筒，磁钢，定子铁芯，外壳；其特征在于所述外壳为无顶无底桶状结构，钢筒为无顶无底的桶状结构，外壳内同心的内套有钢筒，且在外壳内壁固定有定子铁芯，在定子铁芯上嵌有线圈，组成定子绕组；所述钢筒的外壁围绕钢筒固定有磁钢，构成转子磁极，钢筒的内壁固定有两条以螺旋线排布的磁钢，两条螺旋线排布的磁钢以钢筒中心对称的互成180°角，且每一条磁钢的首块与尾块的夹角为40°，构成内部螺旋磁场；所述定子铁芯两端通过轴承装配在外壳内；该装置体积小、重量轻、传动简单，控制灵活、性能稳定、能耗低，实用性强且易于推广。

Description

一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器

技术领域

本发明涉及冶金连铸设备，具体涉及一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器。

背景技术

从搅拌器的运行原理可以看出，电机的驱动装置、线圈制作、水系统的设计直接决定了搅拌器下游产品的质量、搅拌器自身的工作效率和使用寿命，目前各种类型的搅拌器具有如下弊端1.液压马达及齿轮传动机构设计及制作成本较大，结构复杂；2.轴向力和周向力的控制精度低；3. 针对凝固末端液芯小粘度大的特点需要强磁场驱动；4.铸坯凝固末端由于搅拌器受到铸坯辐射热影响，搅拌器线圈绝缘老化严重，使用寿命降低；5.由于搅拌器必须用大流量纯净水冷却，导致设备使用、维护成本较大；因此，一种排除以上各种弊端的搅拌器的设计制造十分必要。

此外，现在的一些能够产生螺旋式磁场的搅拌器，是通过它驱式结构实现，导致其体积过大，企业制作成本高，搅拌机的整体结构复杂，非常不利于后期的维护维修。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器，以解决上述背景技术中提到的问题，同时本发明体积小、重量轻、传动简单，控制灵活、性能稳定、实用性强且易于推广。

一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器，包括钢筒，磁钢，定子铁芯，外壳；其特征在于所述外壳为无顶无底桶状结构，钢筒为无顶无底的桶状结构，外壳内同心的内套有钢筒，且在外壳内壁固定有定子铁芯，在定子铁芯上嵌有线圈，组成定子绕组；

所述钢筒的外壁围绕钢筒固定有磁钢，构成转子磁极，钢筒的内壁以表贴式的固定有两条以螺旋线排布的磁钢，两条螺旋线排布的磁钢以钢筒中心对称的互成180°角，且每一条磁钢的首块与尾块的夹角为40°，构成内部螺旋磁场；

所述定子铁芯两端通过轴承装配在外壳内，轴承外圈内嵌在外壳内，轴承内圈外嵌在铁芯；

所述外壳外壁对应定子铁芯的位置处盘绕有水冷管，且在外壳与钢筒之间排布有水冷管，双层水冷管用于对定子绕组及外壳进行散热。

优选地，所述钢筒外壁的磁钢固定有一圈。

优选地，所述钢筒的外壁磁钢为25-40块，且均匀分布。

优选地，所述定子铁芯与钢筒外壁的磁钢同心重合。

优选地，所述定子绕组与转子磁极组成一个永磁电机，将定子绕组通电，即可实现转子磁极的转动，在转子钢筒内壁排布的按规则排布的磁钢形成一个螺旋式的磁场。

优选地，所述水冷管内循环流动的注有冷却液、水等任意一种能够降温的液体。

本发明的有益效果在于以下几点：

一、本发明采用电机驱动可以减少传动装置的工件，从而使搅拌器整体所占体积和重量减少，节约材料及维护成本；

二、通过螺旋磁场的使用可以更好地提高控制精度，使铸坯做螺旋运动，加强轴向和周向上的溶质和热交换，增加等轴晶率，减少中心偏析，提高铸坯质量；

三、磁钢的应用可以解决凝固末端液芯小粘度大需要强磁场驱动的问题，使凝固末端粘稠的钢液产生于旋转磁场方向一致的运动，从而达到搅拌目的；同时，磁钢的运用还可以解决电磁搅拌器线圈泡在水里绝缘老化严重的弊端，既节约材料成本又可以提高搅拌器使用寿命；

四、双层水冷结构的设计使冷却水用量大大减少，因此，节水效果显著；

五、永磁螺旋磁场搅拌器的使用能够在搅拌速度和强度方面比目前其他类型的搅拌器更具优势，自身运行电流大幅降低，能够明显减少，相较于其他磁场搅拌器，其使用成本大幅降低，制作成本也有一定的减少；

六、本发明结构简单，传动简单，能耗低（相当于组成的电机在空转便形成螺旋式磁场），性能稳定、寿命长的特点，进而大大提高了本发明的使用可靠性。

附图说明

图1为本发明的钢筒结构示意图。

图2为本发明的钢筒内磁钢排布结构示意图。

图3为本发明的结构剖视图。

图4为本发明的爆炸结构示意图。

图5为本发明的实施例结构示意图。

图中，钢筒1，磁钢2，定子铁芯3，外壳4，轴承5。

具体实施方式

面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图3、图4所示，一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器，包括钢筒1，磁钢2，定子铁芯3，外壳4；外壳4为无顶无底桶状结构，钢筒1为无顶无底的桶状结构，外壳4内部同心的内套有钢筒1，且在外壳4内壁固定有定子铁芯3，在定子铁芯3上嵌有线圈，组成定子绕组；

如图1、图2所示，其中，钢筒1的外壁围绕钢筒1固定有一圈磁钢2，采用30块磁钢2均匀分布在铁芯外表面，且钢筒1外壁的磁钢2与定子铁芯3在同心重合（可通过在钢筒1外壁加工与磁钢2形状一致的凹槽，将磁钢2内嵌在凹槽内进行固定），磁钢2与钢筒1组成一个转子磁极，钢筒1的内壁以表贴式的固定有两条以螺旋线排布的磁钢2，两条螺旋线排布的磁钢2以钢筒1中心对称的互成180°角，且每一条磁钢2的首块与尾块的夹角为40°，构成内部螺旋磁场；定子绕组与转子磁极组成一个永磁电机，将定子绕组通电，即可实现转子磁极的转动，在转子钢筒1内壁排布的按螺旋排布的磁钢2形成一个螺旋式的磁场；

如图4所示，其中，定子铁芯3两端通过轴承5装配在外壳4内，轴承5外圈内嵌在外壳4内，轴承5内圈外嵌在铁芯，轴承5与外壳4、铁芯以过盈配合的方式装配；

其中，外壳4外壁对应定子铁芯3的位置处盘绕有水冷管（图中未示出），且在外壳4与钢筒1之间排布有水冷管（图中未示出），这样便可形成双层水冷管用于对定子绕组及外壳4进行散热。

在本发明中，采用磁钢2表贴式的固定形式以一定角度形成螺旋磁场，使铸坯通过此旋转的钢筒1，钢筒1内形成螺旋磁场，以达到改善铸坯性能的目的，使用时，可以将本装置立放或者平放均可，具体可根据实际铸坯通过方向而定。

实施例

如图5所示，在本发明中，还可以将轴承5换成滚轮，作为钢筒1转动时的支撑位，通过在钢筒1边沿等间距的固定摇把式固定轴，在固定轴上安装轮子，轮子轮面贴在外壳4内壁上，形成对钢筒1的支撑，并且在外壳两端固定有环形挡片，这样的设计由于两端钢筒1与外壳4之间形成一个较为开放式的空间，因此散热性会有所提升。

Claims (5)

1.一种连铸永磁螺旋磁场搅拌器，包括钢筒，磁钢，定子铁芯，外壳；其特征在于：所述外壳为无顶无底桶状结构，钢筒为无顶无底的桶状结构，外壳内同心的内套有钢筒，且在外壳内壁固定有定子铁芯，在定子铁芯上嵌有线圈，组成定子绕组；

所述钢筒的外壁围绕钢筒固定有磁钢，所述钢筒外壁的磁钢固定有一圈，构成转子磁极，钢筒的内壁以表贴式的固定有两条以螺旋线排布的磁钢，两条螺旋线排布的磁钢以钢筒中心对称的互成180°角，且每一条磁钢的首块与尾块的夹角为40°，构成内部螺旋磁场；

所述定子铁芯两端通过轴承装配在外壳内，轴承外圈内嵌在外壳内，轴承内圈外嵌在铁芯；

所述外壳外壁对应定子铁芯的位置处盘绕有水冷管，且在外壳与钢筒之间排布有水冷管，双层水冷管用于对定子绕组及外壳进行散热。

2.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述钢筒的外壁磁钢为25-40块，且均匀分布。

3.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述定子铁芯与钢筒外壁的磁钢同心重合。

4.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述定子绕组与转子磁极组成一个永磁电机，将定子绕组通电，即可实现转子磁极的转动，在转子钢筒内壁排布的按规则排布的磁钢形成一个螺旋式的磁场。

5.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述水冷管内循环流动的注有介质水。

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