CN202860685U - 高梯度内循环油冷除铁器 - Google Patents

Abstract

一种高梯度内循环油冷除铁器，其包括磁系线圈(4)、内循环油路系统(3)、外部冷却系统(2)和油枕(1)，其特征在于，磁系线圈(4)的磁路为开放磁路结构；磁系线圈(4)包含多组由若干绕组组成的通电线圈(5)，经由圆绝缘棒(6)隔开相邻两绕组间的间隙为散热油道，使用绝缘棒定位板(9固定圆绝缘棒(6)；绝缘块(7)和折弯板(8)固定通电线圈(5)；回油槽(10)为回油通道一部分，通电线圈(5)套在铁芯(11)上。本实用新型采用内循环结构，简化了外部的循环管路，减少了油路循环阻力、避免了油路布置复杂干涉、循环效率低、焊点泄漏等问题的发生，保证了除铁器能够正常工作，提高了除铁效率。

Description

高梯度内循环油冷除铁器

技术领域

本实用新型涉及磁性选矿机械领域，具体属于除铁器技术领域，特别涉及一种高梯度内循环油冷除铁器。

背景技术

在磁性选矿中，除铁器得到广泛应用，除铁器既适用于电厂输煤系统，也适用于选矿场、糖厂、陶瓷厂等需要分离铁磁性物质的单位及场所，例如在中国专利申请第9622344.3号中公开的一种利用永磁体吸力，吸附物料中铁磁性物质的箱式除铁器，它包括工字型道轨，电动行小车和箱体，其主要特征是箱体内设有永磁性磁钢，箱体上部设有主电机和蜗轮、蜗杆传动机构，箱体左右侧壁设有副电机，副电机输出轴上的传动齿轮与丝杆齿轮相啮合，并丝杆上的滑行螺母带动屏蔽门开启闭合。但是由于除铁器工作在恶劣的环境下，并且自身因电磁耗散而积聚了大量热量，进而造成过热容易导致性能下降。

随后，出现了循环风冷除铁器、循环油冷除铁器。循环油冷除铁器因其体积小、重量轻、温升低等特点，现已广泛应用于煤炭、电力及港口等行业。目前常用的循环油冷除铁器均为外循环结构，油路设计弯道多，彼此干涉，布置较为困难。在现有技术中也存在少量油内冷却式的电磁除铁器，例如在中国专利申请第200910300752.9号中公开的一种全新冷却方式的油内冷式电磁除铁器，其由电磁磁系统、动力泵、贮油箱、热交换器和电气控制系统组成，其中电磁磁系统包括设置在由内磁极、外磁极和轭板封闭在内的冷却介质，用于冷却电磁线圈产生的欧姆热；所述的电磁线圈采用空芯管绕制，且空芯管为内冷式电磁除铁器的冷却通道，冷却介质即在空芯管内循环进行冷却；所述的冷却介质由动力泵输送至电磁磁系统内进行循环，冷却电磁线圈；所述的电磁磁系统、动力泵、贮油箱、热交换器和电气控制系统采用松散的连接方式，其中电磁磁系统设有冷却介质进出管，并在电磁磁系统体外的管路上串接动力泵、贮油箱和热变换器。

在油内冷却式的电磁除铁器中，内循环油路布置是否合理直接关系到除铁器的温升的高低与性能的强弱，因此近年来技术人员将研究主攻方向设定为如何合理设置的研究上。

实用新型内容

本实用新型人针对上述情况，经过多次设计和研究，提出了一种高梯度内循环油冷除铁器，在本实用新型中用内部循环油路取代外部循环油路，并且能够提高变压器油在磁系线圈内循环的均匀性，减少管路阻力，提高循环效率。

依据本实用新型的技术方案，提供一种高梯度内循环油冷除铁器，该高梯度内循环油冷除铁器包括磁系线圈4、内循环油路系统3、外部冷却系统2和油枕1，其特征在于，磁系线圈4的磁路为开放磁路结构；磁系线圈4包含多组由若干绕组组成的通电线圈5，经由圆绝缘棒6隔开相邻两绕组间的间隙为散热油道，使用绝缘棒定位板9固定圆绝缘棒6；绝缘块7和折弯板8固定通电线圈5；回油槽10为回油通道一部分，通电线圈5套在铁芯11上。

其中，内循环油路系统3由缠绕有线圈的铁芯11、油道轭板12、大轭板13、导磁筒14、大托板15、托板16组成；铁芯11在内循环油路系统的中间位置，铁芯11上部依次设置有油道轭板12和大轭板13，铁芯11下部依次设置有托板16和大托板15，铁芯11内部设有进油通孔，在铁芯11上、下有径向发散的集油槽；在大轭板13、油道轭板12上设有回油孔及进油孔，大轭板13、油道轭板12的进油孔与铁芯11的进油通孔相连，大轭板13、油道轭板12的回油孔与铁芯11的上方集油槽相连。

进一步地，外部冷却系统2包括油泵21和冷却器19，其中油泵21一侧与出油管17相连接，油泵21另一侧与冷却器19相连接；出油管17与内循环油路系统2中的大轭板13的回油孔相连，冷却器19另一侧与进油管18相连。

优选地，油枕1包括油枕体22、液位盒23、励磁接线盒24、吸湿器25；枕体22通过两个立管与除铁器的油道相连，液位盒23置于油枕1的下方正中心的位置，励磁接线盒24置于油枕1的上方；吸湿器25置于油枕1的下方，吸湿器通过一弯管与枕体22相连，弯管一侧深入枕体22中。

由于本实用新型采用内循环结构，简化了外部的循环管路，减少了油路循环阻力、避免了油路布置复杂干涉、循环效率低、焊点泄漏等问题的发生，保证了除铁器能够正常工作，提高了除铁效率。同时，该种内循环结构使油路循环更加均匀合理，有效地降低了除铁器的温升，保证温升在40℃以下，提高了除铁器的性能，使其性能远远高于行业标准。此外，铁芯11内设有注油通道，进油时可对铁芯进行散热，使除铁器整体的散热效果更好。本实用新型结构简单，设计合理，便于维修，添补了此类除铁器的空白，处于油冷除铁器的领先水平，值得广泛的推广应用。

附图说明

图1为依据本实用新型的高梯度内循环油冷除铁器的总体结构示意图；

图2为依据本实用新型的高梯度内循环油冷除铁器的主视图；

图3为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器的A-A剖视图；

图4为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器中的磁系线圈的俯视图；

图5为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器中的磁系线圈的主视图；

图6为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器中的内循环油路系统的内部剖视图；

图7为图6所示内循环油路系统的A-A剖视图；

图8为图6所示内循环油路系统的B-B剖视图；

图9为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器中的外部冷却系统的结构示意图；

图10为图2中所示高梯度内循环油冷除铁器中的油枕的结构示意图。

图11为依据本实用新型的高梯度内循环油冷除铁器第二实施例的外部结构示意图；

图12为图11中所示高梯度内循环油冷除铁器的俯视图；

图13为依据本实用新型的高梯度内循环油冷除铁器第二实施例的内部结构示意图；

图14为图13中所示高梯度内循环油冷除铁器的A-A剖视图；

图15为图13中所示高梯度内循环油冷除铁器的B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图来详细说明本实用新型的技术方案，下面仅仅作为示例来说明，本领域技术人员清楚地知晓，只要符合本实用新型思想的方法及系统均落入本实用新型之中；另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

在本实用新型中，高梯度内循环油冷除铁器的核心主体为磁系，高梯度内循环油冷除铁器可分为磁系线圈4、内循环油路系统3、外部冷却系统2、油枕1等四大功能模块。其中磁系线圈4用于产生励磁可实现除铁器的吸铁作用，磁系线圈4的磁路为开放磁路结构；内循环油路系统3用于用于变压器油的分配和收集循环；外部冷却系统2，用于对变压器油进行散热，以实现高梯度内循环油冷除铁器内部散热平衡；油枕1，用于设备运行时变压器油膨胀的补充容器。

如图4及图5所示，图4为磁系线圈的俯视图，图5为磁系线圈的主视图。磁系线圈4主要是由通电的线圈5构成，产生励磁可实现除铁器的吸铁作用。线圈5可分为若干绕组；两组间使用圆绝缘棒6隔开做为散热油道，圆绝缘棒6使用绝缘棒定位板9固定。绝缘块7和折弯板8主要作用是固定线圈和油路循环；缘块7和折弯板8组成的油路通道来实现油循环和固定线圈5的作用。回油槽10组成回油通道，线圈套在铁芯11上，产生励磁可实现除铁器的吸铁作用，磁路为开放磁路结构。

如图6-8所示，图6为内循环油路系统3的内部剖视图，图7为图6中所示内循环油路系统3的A-A剖视图，图8为图6所示内循环油路系统3的B-B剖视图。内循环油路系统3用于变压器油的分配和收集循环的功能，内循环油路布置是否合理直接关系到除铁器的温升的高低与性能的强弱。内循环油路系统3由铁芯11(线圈绕在铁芯上)、油道轭板12、大轭板13、导磁筒14、大托板15、托板16组成；其中铁芯11是分配和收集变压器油的最关键部件，铁芯11在内循环油路系统的中间位置，线圈5绕在铁芯11上，铁芯11将线圈5提供的励磁导到除铁器的正下方，为除铁器提供开放磁场。铁芯11上部依次焊接油道轭板12和大轭板13；铁芯11上方的磁力线被导回铁芯11中，增加除铁器的下方的磁场，减少除铁器的漏磁。铁芯11下部依次焊接托板16和大托板15，起到固定磁系的作用。在磁系线圈4中的铁芯上绕线完成后，再焊接导磁筒14与托板16和大托板15、大轭板13和油道轭板12，以组成密闭容器；铁芯11内部设有进油通孔，在铁芯11上、下通过机械加工各形成径向发散的集油槽。在大轭板13、油道轭板12上设有回油孔及进油孔，大轭板13、油道轭板12的进油孔与铁芯11的进油通孔相连，大轭板13、油道轭板12的回油孔与铁芯11的上方集油槽相连。这些零部件的进、出油孔对正后焊接在一起。变压器油通过大轭板13上的进油孔、油道轭板12上的进油孔进入铁芯11的进油通孔，然后变压器油从铁芯11底部的集油槽注入到线圈5中，自下而上运动，实现对线圈5的散热。变压器油再通过铁芯11上方的集油槽注入到轭板13、油道轭板12上的回油孔，再注入到外部冷却系统2中，实现对线圈的散热。变压器油在铁芯11内部的进入和流出称作内循环油路系统2。

图9为外部冷却系统的结构示意图；外部冷却系统2的作用主要是对变压器油进行散热，以实现除铁器内部散热平衡。外部冷却系统2包括油泵21和冷却器19，其中油泵21一侧与出油管17相连接，油泵21另一侧与冷却器19相连接；油泵21用于加速变压器油循环，增强变压器油对线圈5的散热效果。出油管17与内循环油路系统2中的大轭板13的回油孔相连，油泵21将出油管17中的热变压器油注入冷却器19中，冷却器19另一侧与进油管18相连，热变压器油经冷却器19冷却后，通过进油管18被注入到内循环油路系统2中大轭板13的进油孔，继续周而复始的实现对线圈5的散热。

图10为油枕的结构示意图，油枕1包括油枕体22、液位盒23、励磁接线盒24、吸湿器25。油枕1作为设备运行时变压器油膨胀的补偿容器。枕体22通过两个立管与除铁器的油道相连，作为油枕1的储油容器；液位盒23置于油枕1的下方正中心的位置，主要作用是监测油枕1内的液位情况，通过浮球液位开关实现液位报警，以防止除铁器缺油影响散热。励磁接线盒24置于油枕1的上方，与一侧立管在一条垂直线上，将除铁器的励磁线与外部电缆相连，为除铁器提供励磁。励磁接线盒24置于油枕1上方，一方面节省了空间，使整体结构更简洁，另一方面避免了将接线盒24置于变压器油液面下，减少一泄油点。吸湿器25置于油枕1的下方，为避免变压器油进入到吸湿器中，使用一弯管将吸湿器与枕体22相连，弯管一侧深入枕体22中，将变压器油中的水分和潮气吸出来，避免变压器油中掺杂水分，影响除铁器的绝缘，同时也可以避免变压器油变质。

在上述高梯度内循环油冷除铁器中，存在内循环与外冷却等两种循环油冷方法。

其一，内循环过程具体为：

①低温的变压器油来自于进油孔，变压器油自上而下通过内有进油通孔的铁芯11后，在铁芯11底部喷出，均匀供给励磁线圈5准备热交换；

②变压器油均匀进入多层绕组线圈5开始进行自下而上的热交换，

③通过线圈空隙出来后的热油通过铁芯11上的收集油槽汇集在回油孔，至此完成一次热交换内循环油冷过程。

内循环油路冷却系统的设计，在结构上使变压器油的分布的均匀性得到了根本保证，提高热交换的效率，加强了线圈5的冷却效果。

其二，外冷却过程具体为：外冷却系统出油管17出来的热变压器油通过回流到冷却器19，热量被风机散发到空气中；完成一次完整的循环过程。

对本实用新型的第一实施例进行改造，可以得到更为详细的技术方案，这一技术方案可以与前述的高梯度内循环油冷除铁器结合在一起。在该技术方案中，变压器油通过进油管18注入大轭板13、油道轭板12的进油孔，再进入铁芯11，铁芯11内部设有进油通孔，上、下通过机加工各形成径向发散的集油槽，将循环到铁芯底部的变压器油流到线圈底端，变压器油自下而上运动实现对线圈5的散热。在铁芯11上端同样开四个集油槽，将循环后的热油集中，通过铁芯11和大轭板13、油道轭板12组成的出油孔循环到出油管17，再将变压器油注入油泵21，加速变压器油循环，增强变压器油对线圈5的散热效果，内循环到外部冷却系统进行散热，实现除铁器内部散热平衡。热变压器油再由油泵21注入冷却器19中，实现对热变压器油的散热。经冷却器散热后的凉变压器油再通过进油管18注入到线圈内，周而复始的实现为线圈5降温的目的。同时，由于变压器油受热膨胀，使用油枕1作为设备运行时变压器油膨胀的补充容器，油枕不参与整个油路循环。

如图11-15所示，示出了本实用新型的第二实施例，该实施例为本实用新型的又一高梯度内循环油冷除铁器。其中，该高梯度内循环油冷除铁器包括由轭板、托板15及导磁板14构成的密封的壳体26和壳体26内的磁系。磁系由铁芯11及缠绕在铁芯11外侧的线圈5构成。线圈5为多层结构，层与层之间留有油道30。轭板由上部的大轭板13和下部的小轭板12构成。大轭板13上设有进油管18和出油管17及油枕1。进油管18的进口和出油管17的出口处设有阀门5，在设备检修时将此阀门5关闭即可对外置的散热器及循环泵进行维修，缩短了维修时间，保证了除铁器的生产连续性。油枕1上部设有线圈5的接线盒24。油枕1是通过立管28支撑于大轭板13上，并通过立管28与壳体26内腔相通。油枕1可以在线圈5温度升高时缓冲油膨胀。油枕1外侧通过连管27连接有吸湿器25，该种外接方式较传统的将吸湿器25置于油枕1孔内的内接方式，除能有效地避免油枕1开孔处漏油，还简化了结构，便于维修、更换吸湿器25的同时，也便于观察吸湿器25的颜色变化，以便及时更换。小轭板12的中部设有呈放射状分布的4条回油通道31。回油通道31的内端聚合成集油孔34与出油管17相通；外端与其外侧经回油孔32与油道30相通的集油槽33相接。集油槽33能够起到缓冲作用，也能使变压器油循环更加均匀。铁芯11内的中心位置及底部分别设有注油通道35及进油通道36。其中进油通道36为相互成十字的4条，其内端与注油通道35相通，外端与油道30相通。

有益效果

本实用新型的高梯度内循环油冷除铁器在循环油路结构上做出巨大的改进，相比于现有技术中的除铁器取得了的技术效果。主要表现在：

(一)现有循环油冷除铁器循环油路结构

①油流分配不均，影响散热：原有循环油冷除铁器循环油路结构为单进单出外置式，变压器油出口布置在导磁筒上，入口布置在导磁筒侧壁上，此结构油路导致变压器油单进单出，油流不均，因为磁系线圈的外层绕组与导磁筒壁间隙大，油流阻力较小，变压器油流速度较快，散热较好；而靠近铁芯处最热处的磁系线圈绕组由于远离变压器油的出入口，变压器油流缓慢，散热不好，导致散热效果不好，线圈温升高，使性能降低；

②由于原有循环油冷除铁器的变压器油出入口必须在除铁器的两侧布置，不但使散热器到出入口管路较长，而且要求管路必须增设更多的弯头，才能避免与设备上其它零部件的干涉，这样的结构导致管路阻力大，管路焊接部位多且易渗漏。

(二)本专利循环油冷除铁器循环油路结构

(1)本专利采用内循环油路结构。独特的铁芯结构起到变压器油均匀的分配作用：变压器冷油从除铁器铁芯中心底部油槽向四周外部均匀供给，热油在除铁器铁芯上部油槽从四周回收。变压器油出入口均布置在除铁器大轭板上，结构简洁。此结构油路导致变压器油多进多出，油流均匀。变压器油流通畅，散热好，散热效果好，线圈温升低，性能获得提高；

(2)由于本专利循环油冷除铁器的变压器油出入口均布置在大轭板上，不但管路短，而且减免管路了更多的弯头，避免与设备上其它零部件的干涉问题，管路阻力小，管路焊接部位大幅减少，避免焊接渗漏的隐患。

(3)该种内循环结构使油路循环更加均匀合理，有效地降低了除铁器的温升，保证温升在40℃以下，提高了除铁器的性能，使其性能远远高于行业标准。此外，铁芯内设有进油通孔，进油时可对铁芯进行散热，使除铁器整体的散热效果更好。本实用新型结构简单，设计合理，便于维修，添补了此类除铁器的空白，处于油冷除铁器的领先水平，值得广泛的推广应用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (4)

1.一种高梯度内循环油冷除铁器，其包括磁系线圈(4)、内循环油路系统(3)、外部冷却系统(2)和油枕(1)，其特征在于，磁系线圈(4)的磁路为开放磁路结构；磁系线圈(4)包含多组由若干绕组组成的通电线圈(5)，经由圆绝缘棒(6)隔开相邻两绕组间的间隙为散热油道，使用绝缘棒定位板(9固定圆绝缘棒(6)；绝缘块(7)和折弯板(8)固定通电线圈(5)；回油槽(10)为回油通道一部分，通电线圈(5)套在铁芯(11)上。

2.根据权利要求1所述的高梯度内循环油冷除铁器，其特征在于，内循环油路系统(3)由缠绕有线圈的铁芯(11)、油道轭板(12)、大轭板(13)、导磁筒(14)、大托板(15)、托板(16)组成；铁芯(11)在内循环油路系统的中间位置，铁芯(11)上部依次设置有油道轭板(12)和大轭板(13)，铁芯(11)下部依次设置有托板(16)和大托板(15)，铁芯(11)内部设有进油通孔，在铁芯(11)上、下有径向发散的集油槽；在大轭板(13)、油道轭板(12)上设有回油孔及进油孔，大轭板(13)、油道轭板(12)的进油孔与铁芯(11)的进油通孔相连，大轭板(13)、油道轭板(12)的回油孔与铁芯(11)的上方集油槽相连。

3.根据权利要求1或2所述的高梯度内循环油冷除铁器，其特征在于，外部冷却系统(2)包括油泵(21)和冷却器(19)，其中油泵(21)一侧与出油管(17)相连接，油泵(21)另一侧与冷却器(19)相连接；出油管(17)与内循环油路系统(2)中的大轭板(13)的回油孔相连，冷却器(19)另一侧与进油管(18)相连。

4.根据权利要求1或2所述的高梯度内循环油冷除铁器，其特征在于，油枕(1)包括油枕体(22)、液位盒(23)、励磁接线盒(24)、吸湿器(25)；枕体(22)通过两个立管与除铁器的油道相连，液位盒(23)置于油枕(1)的下方正中心的位置，励磁接线盒(24)置于油枕(1)的上方；吸湿器(25)置于油枕(1)的下方，吸湿器通过一弯管与枕体(22)相连，弯管一侧深入枕体(22)中。

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