CN202133296U

CN202133296U - 一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置

Info

Publication number: CN202133296U
Application number: CN 201120229763
Authority: CN
Inventors: 刘梅; 贾洪利; 刘风亮; 周宇舟; 孙永宝; 陈雷; 刘茂堂
Original assignee: SHANDONG HUATE MAGNET TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG HUATE MAGNET TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2021-07-01

Abstract

本实用新型公开了一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，包括竖向安装在机架上的转动轴，转动轴的底端连接动力装置；转动轴的上端安装有上平面向外倾斜的磁轭，所述上平面上安装有至少两个呈环状间隔均布且与其垂直的格栅式直流线圈，每个格栅式直流线圈内安装有铁芯，相邻的两个铁芯的同向端极性相反，格栅式直流线圈之间安装有与各铁芯上端极性相斥的耐高温永磁体；格栅式直流线圈的外侧设有风冷装置；机架上方安装有无磁外罩。本实用新型的搅拌装置在电磁场和永磁场相互作用所形成的复合磁场下，对铝熔炉内铝熔液的作用范围大；磁力线的高度和强度都得到加强，对铝熔液的穿透深度大，磁场力大，搅拌力大，搅拌高效，适用范围广。

Description

一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及铝熔炼中的非接触式搅拌设备技术领域，具体地说，是安装在铝熔炼炉底部使用的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置。

背景技术

在铝熔炼过程中，为了加快熔化速度以及添加合金后使其合金成分均匀，需要对熔炉内的铝液进行定期搅拌。目前所采用的非接触式搅拌方式有：交流励磁搅拌、永磁搅拌和直流励磁搅拌。交流励磁搅拌是利用多个线圈平行放置，采用周期性电流相位差方式使其形成行波磁场对铝液实施搅拌，这种搅拌方式存在的问题是：耗电量大，一台30吨铝熔炉用交流励磁搅拌器，每小时要耗电250千瓦～315千瓦，且机构复杂，故障率高。永磁搅拌由于采用大量的耐高温磁性材料，虽然耗电量只有交流励磁搅拌的十分之一到十五分之一，但是磁性材料内部含有许多稀有金属，属国家控制开采的稀土材料，价格昂贵，与同吨位的交流励磁搅拌相比，成本约为交流励磁搅拌的两倍以上，在一定程度上限制了其发展。直流励磁搅拌器，采用直流线圈平行排放的形式，中间无相斥磁极，磁力线构成最短回路，耗电量虽然只有交流励磁搅拌器的十分之一左右，但磁场辐射面积、深度和强度都较小，搅拌范围及搅拌铝熔液的量小；而且，由于直流线圈采用实心绕制及自然冷却，线圈散热慢，易过热，磁衰减量大，励磁功率不宜做大，只能适用于小型熔炉和较薄炉底时使用，应用范围窄。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种对铝熔液的作用范围大、穿透能力强、搅拌效果好、高效节能、成本低廉的风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，包括底盘，以及安装在底盘上的机架，所述机架上竖向安装有转动轴，所述转动轴的底端连接驱动其旋转的动力装置，所述动力装置受控于控制系统；所述转动轴的上端安装有磁轭，所述磁轭具有向外倾斜的上平面，所述上平面上安装有至少两个与其垂直的格栅式直流线圈，所述格栅式直流线圈呈环状间隔均布，每个格栅式直流线圈内安装有铁芯，相邻的两个铁芯的同向端极性相反，所述格栅式直流线圈之间安装有与各铁芯上端极性相斥的耐高温永磁体；所述机架上方还安装有无磁外罩，所述的磁轭、格栅式直流线圈、铁芯、和耐高温永磁体均位于所述无磁外罩的内腔中；所述格栅式直流线圈的外侧还设有用于对其散热降温的风冷装置。

作为优选的技术方案，所述磁轭呈中间高外端低的“一”字形、“十”字形或“米”字形。

作为优选的技术方案，所述格栅式直流线圈为两个，四个或八个；所述铁芯的上端伸出所述格栅式直流线圈，向外延伸形成发射极。

作为优选的技术方案，所述格栅式直流线圈为多层环状结构，层与层之间隔有耐高温绝缘垫条，所述耐高温绝缘垫条呈交错间隔排列。

作为优选的技术方案，所述格栅式直流线圈的外侧还设有导磁板，所述导磁板安装在所述磁轭的外端。

作为优选的技术方案，所述风冷装置包括风机，所述风机设置在无磁外罩内腔中；或者设置在无磁外罩外部，并通过外部风管向所述格栅式直流线圈吹风或吸风。

作为优选的技术方案，所述转动轴上安装有至少两个导电滑环；所述转动轴为中空轴，所述转动轴的空腔内穿有导线，所述导线的一端分别与所述格栅式直流线圈及风机电连接，所述导线的另一端分别与所述导电滑环电连接。

作为优选的技术方案，所述无磁外罩上还设有测温装置。

作为优选的技术方案，所述动力装置包括调频电机，以及与所述调频电机的输出端连接的减速机；所述减速机的输出端连接所述转动轴的底端。

作为优选的技术方案，所述搅拌装置还设有行走机构和高度调节装置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型的风冷式复合磁场铝熔液搅拌装置使用时，安装在铝熔炉下部通道内的导轨上并贴近炉底下平面。由于本实用新型的搅拌装置在机架上竖向安装有由动力装置驱动的转动轴，转动轴的上端安装有上平面向外倾斜的磁轭，所述上平面上安装有呈环状间隔均布的至少两个与其垂直的格栅式直流线圈，每个格栅式直流线圈内安装有铁芯，且相邻的两个铁芯的同向端极性相反；呈环状布置的格栅式直流线圈之间安装有与各铁芯上端极性相斥的耐高温永磁体；格栅式直流线圈的外侧设有风冷装置。工作时，向格栅式直流线圈通以直流电向外发射磁场，格栅式直流线圈与其内安装的铁芯之间构成磁回路，由于磁轭的上平面向外倾斜，格栅式直流线圈和铁芯均与磁轭的上平面垂直安装，因此，所构成的磁回路也向外倾斜，因而增大了对铝熔炉内铝熔液的作用范围。由于呈环状布置的格栅式直流线圈之间安装有与各铁芯上端极性相斥的耐高温永磁体，耐高温永磁体所产生的永磁场对格栅式直流线圈与铁芯之间构成的磁回路产生一种排斥力，一方面会使该磁回路受到挤压，进一步向外偏移，从而进一步增大对铝熔炉内铝熔液的作用范围；同时，格栅式直流线圈与铁芯之间形成的电磁场与耐高温永磁体所产生的永磁场之间存在相互的排斥力，该排斥力使磁力线的高度和强度都得到加强，相同高度的磁场力越大，其搅拌力也越大，有利于穿透较厚的铝熔炉底层耐火材料，增大对铝熔液的穿透深度。

由格栅式直流线圈、铁芯和耐高温永磁体组成的磁感应装置在由动力装置驱动的转动轴带动下，相当于一台气隙很大的使用直流磁场的电动机，磁感应装置相当于电动机的定子，铝熔液相当于电动机的转子，由电磁场与永磁场所形成的复合磁场和熔炉中的铝熔液相互作用产生感应电势和感生电流，这种感生电流又和磁场作用产生电磁力，从而推动铝熔液作定向移动，起到搅拌作用。

温度越低，磁场力的衰减越小，由于直流线圈励磁工作时会产生大量的热，影响磁场强度和绝缘程度，采用格栅式直流线圈强制风冷，使线圈内部快速散热，以保证线圈在规定的温度范围内工作。

生产实践证明：与普通直流励磁搅拌器相比，在耗电量相同情况下，本实用新型的风冷式复合磁场铝熔液搅拌装置可提高磁场深度30%以上，而总成本增加不足5%，且工作适应性强，应用范围广，能够适用中型铝熔炉的非接触式搅拌。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型实施例的结构剖视主视示意图；

图2是图1中去掉熔铝炉后俯视的磁极结构剖视示意图；

图3是格栅式直流线圈的结构示意图；

图4是格栅式直流线圈的横向剖视示意图；

图5是设置四个格栅式直流线圈时的俯视示意图；

图1和图5中箭头所示均为磁力线走向；图2和图4中箭头所示均为冷却风走向；

图中：1-滚轮；2-底盘；3-线圈滑环；4-上轴承；5-机架；6-转动轴；7-磁轭；8-导磁板；9-格栅式直流线圈；10-铁芯；11-测温装置；12-控制系统；13-无磁外罩；14-耐高温永磁体；15-固定座；16-风机滑环；17-调频电机；18-减速机；19-下轴承；20-移动减速机；21-传动链；22-熔铝炉；23-风机；24-导风罩；25-耐高温绝缘垫条。

具体实施方式

如图1所示，一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，包括底盘2，以及安装在底盘2上的机架5，转动轴6通过上轴承4和下轴承19竖向安装在机架5上，转动轴6的底端连接驱动其旋转的动力装置，所述动力装置受控于控制系统12；所述转动轴6的上端安装有磁轭7，所述磁轭7具有向外倾斜的上平面，所述上平面上安装有至少两个与其垂直的格栅式直流线圈9，所述格栅式直流线圈9呈环状间隔均布，每个格栅式直流线圈9内安装有铁芯10，相邻的两个铁芯10的同向端极性相反，多个所述格栅式直流线圈9之间安装有与各铁芯10上端极性相斥的永磁体14，所述耐高温永磁体14通过固定座15与磁轭7安装连接，如图2所示，所述耐高温永磁体14由多块小的耐高温永磁体组成；机架5上方还安装有无磁外罩13，所述的磁轭7、格栅式直流线圈9、铁芯10、和耐高温永磁体14均位于所述无磁外罩13的内腔中；所述格栅式直流线圈9的外侧还设有用于对其散热降温的风冷装置。

如图1和图2所示，本实施例中，所述磁轭7呈中间高外端低的“一”字形，相应地，有两个格栅式直流线圈9，呈“一”字形的磁轭7的每个臂上设有一个格栅式直流线圈9。当然，根据实际生产的需要，所述磁轭7还可以是中间高外端低的“十”字形，如图4所示，相应地，有四个格栅式直流线圈，呈“十”字形的磁轭7的每个臂上设有一个格栅式直流线圈9。所述磁轭7还可以是中间高外端低的“米”字形，相应地，有八个格栅式直流线圈。或者根据需要，所述磁轭7可以设置更多个臂。

本实施例中，所述铁芯10的上端伸出所述格栅式直流线圈9，并向外延伸形成发射极，铁芯10伸出一部分，发射磁场效果好。

如图2、图3和图4所示，本实施例中，所述格栅式直流线圈9为多层环状结构，层与层之间隔有耐高温绝缘垫条25，所述耐高温绝缘垫条25呈交错间隔排列。采用该结构形式的格栅式直流线圈9，由于相邻的两层之间被耐高温绝缘垫条25隔出间隙，因此每层线圈都能够通风冷却，使线圈内部快速散热，保证线圈在规定的温度范围内工作；图2和图4中箭头所示均为冷却风的走向，呈交错间隔排列的耐高温绝缘垫条25，有利于导风，避免阻隔冷风的流动，冷风从一侧进入格栅式直流线圈9，迂回流经耐高温绝缘垫条25后，从另一侧流出。

本实施例中，所述格栅式直流线圈9的外侧还设有导磁板8，所述导磁板8安装在所述磁轭7的外端，也与磁轭7的上平面垂直安装，设置导磁板8可以减少漏磁，确保足够的磁场力和搅拌力。

如图2所示，本实施例中，所述风冷装置包括风机23，所述风机23设置在无磁外罩13内腔中，并通过导风罩24向格栅式直流线圈9吹风或吸风，所述风机23和导风罩24一同随转动轴6回转。当然，也可以将风机设置在无磁外罩13的外部，通过外部风管向所述格栅式直流线圈9吹风或吸风。

如图1所示，本实施例中，所述转动轴6为中空轴，所述转动轴6的下部安装有两个导电滑环，其中一个为线圈滑环3，另一个为风机滑环16；所述转动轴6的空腔内穿有导线，所述导线的一端分别与所述格栅式直流线圈9及风机23电连接，所述导线的另一端分别与所述线圈滑环3、风机滑环16电连接。

如图1所示，本实施例中，所述无磁外罩13上还设有测温装置11，所述测温装置11为温度传感器。所述无磁外罩13的顶面为非金属复合材料，本实施例中选用橡胶石棉板，外罩上表面贴有非金属耐热板，内层设有一定强度的骨架，所述骨架采用不导磁的不锈钢材料，无磁外罩13周围还设有用于通风的无磁防护网（图中未具体示出）。

如图1所示，本实施例中，所述动力装置包括调频电机17，以及与所述调频电机17的输出端连接的减速机18；所述减速机18的输出端连接所述转动轴6的底端。所述调频电机17受控于控制系统12，调频电机17带动转动轴6实现正、反方向交替旋转，也可以单向旋转，通过控制系统12的设定，可以使调频电机17及转动轴6的转速可调。

如图1所示，本实施例中，所述搅拌装置还设有行走机构，所述行走机构包括设置在底盘2下部的滚轮1，所述滚轮1由安装在底盘2上的移动减速机20通过传动链21来驱动，使整套搅拌装置在铝熔炉下部通道内的导轨上滚动行走。当然，也可以采用人力推动的方式。设置行走机构，可以保证设备在非工作状态时能够从炉底下方顺利地移出。

本实施例中，机架5与底盘2固接在一起。当然，本实用新型的搅拌装置还可以设有高度调节装置，使机架5可升降，以满足不同作业高度的要求。升降方式可以采用机械升降方式或液压升降方式，现有技术中已有大量成熟的此类升降机构，在此不再详细赘述。

工作时，该搅拌装置安装在熔铝炉22底部的通道内，在格栅式直流线圈9及耐高温永磁体14转动的同时，安装在格栅式直流线圈9外侧的风机23通过导风罩24不断地向格栅式直流线圈9内吹风对其进行强制冷却，并随转动轴6一起回转。无磁外罩13侧部安装有测温装置11，当实际温度超过设定工作温度时，控制系统12可通过测温装置11报警提示，保证该搅拌装置在安全的温度范围内工作。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，包括底盘，以及安装在底盘上的机架，其特征在于：所述机架上竖向安装有转动轴，所述转动轴的底端连接驱动其旋转的动力装置，所述动力装置受控于控制系统；所述转动轴的上端安装有磁轭，所述磁轭具有向外倾斜的上平面，所述上平面上安装有至少两个与其垂直的格栅式直流线圈，所述格栅式直流线圈呈环状间隔均布，每个格栅式直流线圈内安装有铁芯，相邻的两个铁芯的同向端极性相反，所述格栅式直流线圈之间安装有与各铁芯上端极性相斥的耐高温永磁体；所述机架上方还安装有无磁外罩，所述的磁轭、格栅式直流线圈、铁芯、和耐高温永磁体均位于所述无磁外罩的内腔中；所述格栅式直流线圈的外侧还设有用于对其散热降温的风冷装置。

2.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述磁轭呈中间高外端低的“一”字形、“十”字形或“米”字形。

3.如权利要求2所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述格栅式直流线圈为两个，四个或八个；所述铁芯的上端伸出所述格栅式直流线圈，向外延伸形成发射极。

4.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述格栅式直流线圈为多层环状结构，层与层之间隔有耐高温绝缘垫条，所述耐高温绝缘垫条呈交错间隔排列。

5.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述格栅式直流线圈的外侧还设有导磁板，所述导磁板安装在所述磁轭的外端。

6.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述风冷装置包括风机，所述风机设置在无磁外罩内腔中；或者设置在无磁外罩外部，并通过外部风管向所述格栅式直流线圈吹风或吸风。

7.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述转动轴上安装有至少两个导电滑环；所述转动轴为中空轴，所述转动轴的空腔内穿有导线，所述导线的一端分别与所述格栅式直流线圈及风机电连接，所述导线的另一端分别与所述导电滑环电连接。

8.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述无磁外罩上还设有测温装置。

9.如权利要求1所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述动力装置包括调频电机，以及与所述调频电机的输出端连接的减速机；所述减速机的输出端连接所述转动轴的底端。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种风冷式复合磁场的铝熔液搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置还设有行走机构和高度调节装置。