SU771911A1 - Индукционное устройство дл плавки металла во взвешенном состо нии - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротермии, а именно к устройствам дл  взвешивани  жидкого металла, и может быть использовано дл  получени  чистых металлов в цветной металлургии.

Известно индукционное устройство, содержащее магнитопровод с расположенными на нем обмотками и концентратор, снабженный системой охлаждени  1. Данное устройство не обеспечивает качественной очистки жидкого металла, так как не создает необходимой плотности магнитного потока на полюсах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  плавки металла во взвешенном состо нии , содержащее магнитопровод из по меньщей мере трех соединенных обшей перекладиной вертикальных стержней, образующих пр моугольные пазы, расположенные на равном рассто нии друг от друга, выполненный в виде многогранника, усеченного сферой, и не менее двух индукционных обмоток , четные из которых предназначены дл  присоединени  к генератору одной частоты , а нечетные - к генератору, частота

которого сдвинута фазе относительно час-, тоты генератора четных обмоток 2.

Известное устройство позвол ет получить качественную очистку металлов с небольшим отношением удельного веса к коэффициенту поверхностного нат жени , таких, например, как алюминий, и т. п. путем плавки во взвешенном состо нии, причем жидкий металл, наход щийс  в рабочем объеме, в этом случае взвешен полностью.

Однако известное устройство не обеспечивает полного взвешивани  и, следовательно , качественной очистки металлов с большим отношением удельного веса к коэффициенту поверхностного нат жени , таких, например, как олово, цинк, свинец и др.

Это объ сн етс  недостаточной плотностью магнитного потока в рабочем объеме устройства, то есть на полюсах магнитопровода и над полюсами, котора  ограничена конструктивными особенност ми известного устройства. Причем плотность магнитного потока на полюсах магнитопровода известного устройства меньше плотности магнитного потока в основании магнитопровода из-за существовани  магнитного потока рассе ни  обмотки, имеющей значительное число витков на стержн х магнитопровода, которые необходимо выполн ть достаточной длины.

Получение большей плотности магнитного потока на полюсах известного устройства за счет уменьшени  числа витков не дает желаемого результата, так как при этом уменьшаетс  намагничивающа  сила и, следовательно , плотность магнитного потока на полюсах магнитопровода.

Получение необходимого значени  плотности магнитного потока на полюсах магнитопроводов в известном устройстве возможно за счет -изменени  соотношени  толщин полюсов и основани  магнитопровода, что значительно усложн ет технологию изготовлени  магнитопровода.

Известное устройство недостаточно надежно , так как имеет большое входное сопротивление , что вызывает необходимость подачи высокого напр жени  в обмотки индуктора . При STOivi возникают пробои электрической изол ции, что сопровождаетс  частыми ремонтами устройства.

Цель изобретени  - повышение качества нагрева металлов с большим отношением удельного веса к коэффициенту поверхностного нат жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что индукционные обмотки выполнены в виде полых водоохлаждаемых трубок из токопровод шего материала и размешены в указанных пазах.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство , общий вид; на фиг. 2 показан разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан разрез по В-В на фиг. 1; на фиг. 4 показана схема подключени  обмоток к генераторам .

Устройство содержит магнитопровод 1, выполненный в виде многогранника, например , параллелепипеда, усеченного сферой с параллельными пазами 2, внутри которых расположены обмотки 3, выполненные в виде полых медных трубок, соединенные между собой последовательно через токовые перемычки 4. Кроме того, обмотки 3 через токоизолирующие трубки 5 соединены с коллекторами 6 системы охлаждени . Посредством клемм 7 тоководы подсоединены к генераторам 8, причем четные номера обмоток соединены с генератором, сдвинутым по частоте относительно частоты второго генератора по фазе соединенного с нечетными номерами обмоток. Система охлаждени  состоит из коллекторов 6 и изолирующих трубок 5, посредством которых обмотки соединены с коллекторами 6.

В предлагаемом устройстве тоководы выполн ют две .функции: они  вл ютс  проводниками тока, возбуждающего магнитное поле в магнитопроводе и в обрабатываемом металле, помещенном в рабочий объем, и проводниками охлаждающей жидкости, то есть элементами системы охлаждени .

Токи высокой частоты, поданные в обмотки от двух генераторов 8, частоты которых смещены одна относительно другой по фазе, возбуждают в магнитопроводе магнитное поле, которое в рабочем объеме равно сумме магнитных потоков полюсов магнитопровода . Силовые линии магнитного пол , возбуждаемого токами высокой частоты, равномерно распределены вокруг каждого токовода, и в каждой точке на поверхности обмотки вектор магнитной индукции сохран ет одинаковое значение. При помещении обмоток в пазы магнитопровода равенство векторов магнитной индукции сохран етс . Так как в предлагаемом устройстве магнитный поток рассе ни  отсутствует, то плотность магнитного потока на полюсах магнитоп-ровода и в его основании одинакова.

Дл  образовани  бегущего реверсируемого магнитного потока обмотки устройства каждой, фазы соединены последовательно, причем четные номера обмоток одной фазы соединены посредством клемм с одним генератором , а нечетные номера обмо.тгж другой фазы соединены через клем.мы с другим генератором , сдвинутым по частоте относительно частоты первого генератора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При помещении обрабатываемого металла в рабочий объем устройства в металле возникают вихревые токи, которые разогревают металл до температуры плавлени . Одновременно магнитное поле вихревых токов в обрабатываемом металле, взаимодейству  с магнитным полем тоководов, создает выталкивающую силу, за счет которой происходит взвешивание металла.

Избыточное тепло в обмотках и в магнитопроводе отводитс  путем прокачивани  охлаждающей жидкости через систе.му охлаждени , состо щую из тоководов, изолирующих трубок и коллекторов.

Предлагаемое устройство позвол ет получить больщую плотность магнитного пол  в рабочем, объеме без увеличени  подводимой к устройству мощности, что расщир ет область применени .

Действительно, выполнение обмоток не в виде катущек, как в известном устройстве, а в виде полых трубок, помещенных в пазы магнитопровода, позвол ет выполн ть стержни магнитопровода короткими, что значительно уменьшает магнитный поток рассе ни .

Как известно, при повышении плотности магнитного пол  давление его на металл, наход щийс  в рабочем объе.ме, возрастает пропорционально квадрату магнитной индукции . Поэтому взвещивание жидкого металла значительно возрастает даже при небольщом увеличении плотности пол  в рабочем объеме.

Выполнение предлагаемого устройства с подачей напр жени  непосредственно в обмотки без катушек, позвол ет значительно уменьшить входное сопротивление. В свою очередь, это позвол ет значительно уменьшить входное напр жение, что повышает надежность устройства в работе.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 532179, кл. Н 05 В 5/08, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

2620894/07, кл. Н 05 В 5/08, от 30.05.1970.

8