專利名稱：多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金熔煉電磁攪拌器，特別指一種多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器。
背景技術(shù)：
由于近代高強(qiáng)度合金鋼、高性能合金復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，鋼鐵廠、有色金屬?gòu)S和 科研院校開(kāi)發(fā)輕便、高硬度、多用途合金復(fù)合材料，為了確保合金材料成份均勻，為了提高 合金材料等軸晶，為了減少合金材料中心偏析的要求開(kāi)發(fā)了多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器。目前冶金鋼鐵連鑄、熔煉領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的是結(jié)晶區(qū)、二冷區(qū)、凝固末端旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電 磁攪拌器，對(duì)鑄坯的冶金效果有一定改善。但由于磁場(chǎng)形態(tài)單一，對(duì)一些高要求的材料難達(dá) 到理想的冶金效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題加以改進(jìn)、創(chuàng)新，提供一 種多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是構(gòu)造一種由電磁攪拌器外殼和設(shè)置在電磁攪拌器內(nèi)的 多組線圈組成的攪拌器，其中電磁攪拌器包括一個(gè)非磁性外圓殼體和內(nèi)圓殼體，外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空 腔內(nèi)設(shè)置有鐵芯、線圈、壓圈和連接片，其中線圈包括垂直套在鐵芯上的線圈I，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯芯齒間齒槽內(nèi)的線 圈II。所述的殼體外部一側(cè)設(shè)置有一垂直水槽，水槽外面設(shè)置有與其相通的進(jìn)水管，殼 體下部設(shè)置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體內(nèi)的分水板網(wǎng)孔， 殼體上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體外部水槽相鄰位置設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可以在任何時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單，可以手工操作也可以自動(dòng)運(yùn)行，設(shè) 備的安裝調(diào)試時(shí)間很短。本實(shí)用新型的可靠性很高，接近于100%。設(shè)備沒(méi)有任何移動(dòng)部 件，僅需要電力以維持運(yùn)行。電磁攪拌器的運(yùn)行成本很低，電力消耗僅為0. 8 3kWh/t，設(shè) 備維護(hù)和冷卻水的成本僅為電力成本的25 50%。本實(shí)用新型在液態(tài)金屬外圍設(shè)置電磁攪拌器，多模式磁場(chǎng)電磁攪拌最重要的特點(diǎn) 是對(duì)能夠?qū)Υ艌?chǎng)區(qū)域內(nèi)金屬熔液實(shí)現(xiàn)整體的強(qiáng)烈攪拌和混勻，攪拌功率、攪拌強(qiáng)度可以在 0 100%之間任意調(diào)節(jié)，攪拌方向也可隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整變化，攪拌模式可隨時(shí)調(diào)整，即可單 獨(dú)設(shè)置三種旋轉(zhuǎn)、直線、螺旋攪拌模式并互換調(diào)整。本實(shí)用新型安裝于金屬熔液周圍，攪拌 器本身與金屬熔液無(wú)直接物理接觸。電磁攪拌器產(chǎn)生的低頻多模式磁場(chǎng)穿透進(jìn)入熔液。
圖1為本實(shí)用新型主視圖圖2為圖1俯視圖圖3為圖2A-A剖面圖圖4為圖2除去殼體蓋板圖圖5為在線圈I (1)作用下熔液運(yùn)動(dòng)示意圖圖6為在線圈11(2)作用下熔液運(yùn)動(dòng)示意圖圖7為在線圈I (1)和線圈II (2)作用下熔液運(yùn)動(dòng)示意圖圖8為線圈I (1)三相繞組簡(jiǎn)圖圖9為線圈II (2)三相繞組簡(jiǎn)圖圖10為鐵芯主視圖圖11為圖10俯視圖
具體實(shí)施方式
由圖1至11可知，本實(shí)用新型由電磁攪拌器16和設(shè)置在電磁攪拌器16中心的金 屬熔液15組成，其中電磁攪拌器16包括一個(gè)非磁性外圓殼體9和內(nèi)圓殼體，外圓殼體9和內(nèi)圓殼體之 間的空腔內(nèi)設(shè)置有鐵芯3、線圈、壓圈4和連接片7，其中線圈包括垂直套在鐵芯3上的線圈I 1，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯3芯齒12間齒 槽11內(nèi)的線圈II 2。所述的殼體9外部一側(cè)設(shè)置有一垂直水槽5，水槽5外面設(shè)置有與其相通的進(jìn)水管 10，殼體9下部設(shè)置有與水槽5相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體9內(nèi)的分 水板網(wǎng)孔6，殼體9上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體9外部水槽5相鄰位置設(shè)有與上部 環(huán)形通道相通的出水管8。本實(shí)用新型所述的線圈I 1包括繞組A、B、C、D、E、F，其中繞組A、D串聯(lián)為一相線 圈，繞組B、E串聯(lián)為一相線圈，繞組C、F串聯(lián)為一相線圈，其中三個(gè)同名端連成星點(diǎn)，三相線 圈通三相正交電流，且線圈I 1繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，帶動(dòng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)金屬溶液15旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 所述的線圈II 2包括繞組a、b、c、d、e、f，其中繞組a、d串聯(lián)為一相線圈，繞組b、e串聯(lián) 為一相線圈，繞組c、f串聯(lián)為一相線圈，其中三個(gè)同名端連成星點(diǎn)，三相線圈通三相正交電 流，且線圈II 2繞組形成行波磁場(chǎng)，帶動(dòng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)金屬溶液15定向移動(dòng)。所述的線圈I 1和線圈II 2同時(shí)通電形成復(fù)合螺旋磁場(chǎng)，帶動(dòng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)金屬溶液15攪拌。所述的鐵芯 3均勻的設(shè)置在殼體9內(nèi)坩堝或者金屬溶液15的周圍，鐵芯3下部設(shè)有磁軛，鐵芯3向上均 布有芯齒12，芯齒12之間形成齒槽11，且鐵芯3通過(guò)設(shè)置在頂部和底部的壓圈4及連接片 7壓緊螺栓固定。所述的壓圈4由二個(gè)半圓形組成，二個(gè)半圓壓圈4用連接片7連接固定。 所述的鐵芯3磁路設(shè)置為開(kāi)路。所述的殼體9外部一側(cè)設(shè)有線圈I 1的引出電纜13，另一 側(cè)設(shè)有線圈II 2的引出電纜14。所述的殼體9中心為工作面，殼體9頂部設(shè)有吊環(huán)。本實(shí)用新型的工作原理多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器由攪拌器鐵芯、線圈和非磁性不銹鋼殼體構(gòu)成。多模式磁 場(chǎng)電磁攪拌器就是直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的有機(jī)復(fù)合產(chǎn)物，都是由普通異步電動(dòng)機(jī)的定子演變而來(lái)。它可看作是異步直線電動(dòng)機(jī)和異步旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的復(fù)合體。如圖5所示，在金屬溶液周圍設(shè)置電磁攪拌器，當(dāng)饋給線圈I (1)三相交流電時(shí)，就 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)云，由于該磁場(chǎng)的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流7 (遵 循右手定則)。該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)相互作用在熔液內(nèi)產(chǎn)生電磁推力戶(遵循左手定則)， 在電磁推力戶的作用下金屬熔液做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如圖6所示，在金屬溶液周圍設(shè)置電磁攪拌器，當(dāng)饋給線圈11(2)三相交流電時(shí)， 就產(chǎn)生行波磁場(chǎng)另，由于該磁場(chǎng)的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流/ (遵循右手定則)。該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)相互作用在熔液內(nèi)產(chǎn)生電磁推力f (遵循左手定 則)，在電磁推力F的作用下金屬熔液做對(duì)流運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，在金屬溶液周圍設(shè)置電磁攪拌器，當(dāng)饋給線圈1(1)和線圈11(2)三 相交流電時(shí)，就產(chǎn)生螺旋磁場(chǎng)另，由于該磁場(chǎng)的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生 感應(yīng)電流(遵循右手定則)，在電磁推力戶的作用下金屬熔液做螺旋運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非 對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工 程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求一種多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，由電磁攪拌器(16)和設(shè)置在電磁攪拌器(16)內(nèi)的線圈I(1)線圈II(2)組成，其特征在于電磁攪拌器(16)包括一個(gè)非磁性外圓殼體(9)和內(nèi)圓殼體，外圓殼體(9)和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置有鐵芯(3)、線圈、壓圈(4)和連接片(7)，其中線圈包括垂直套在鐵芯(3)上的線圈I(1)，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯(3)芯齒(12)間齒槽(11)內(nèi)的線圈II(2)；所述的殼體(9)外部一側(cè)設(shè)置有一垂直水槽(5)，水槽(5)外面設(shè)置有與其相通的進(jìn)水管(10)，殼體(9)下部設(shè)置有與水槽(5)相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體(9)內(nèi)的分水板網(wǎng)孔(6)，殼體(9)上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體(9)外部水槽(5)相鄰位置設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈1(1)包括 繞組(A、B、C、D、E、F)，其中繞組(A、D)串聯(lián)為一相線圈，繞組(B、E)串聯(lián)為一相線圈，繞組 (C、F)串聯(lián)為一相線圈，其中三個(gè)同名端連成星點(diǎn)，三相線圈通三相正交電流，且線圈1(1) 繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，帶動(dòng)金屬溶液(15)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈11(2)包 括繞組仏、13、(3、(1、6、0，其中繞組(1(1)串聯(lián)為一相線圈，繞組(b、e)串聯(lián)為一相線圈， 繞組(c、f)串聯(lián)為一相線圈，其中三個(gè)同名端連成星點(diǎn)，三相線圈通三相正交電流，且線圈 IK2)繞組形成行波磁場(chǎng)，帶動(dòng)金屬溶液(15)定向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈 1(1)和線圈11(2)同時(shí)通電形成復(fù)合螺旋磁場(chǎng)，帶動(dòng)金屬溶液(15)攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的鐵芯(3)均勻的 設(shè)置在殼體(9)內(nèi)坩堝或者金屬溶液(15)的周圍，鐵芯(3)下部設(shè)有磁軛，鐵芯(3)向上 均布有芯齒(12)，芯齒(12)之間形成齒槽(11)，且鐵芯(3)通過(guò)設(shè)置在頂部和底部的壓圈 (4)及連接片(7)壓緊螺栓固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的壓圈(4)由 二個(gè)半圓形組成，二個(gè)半圓壓圈(4)用連接片(7)連接固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的鐵芯(3)磁路設(shè) 置為開(kāi)路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的殼體(9)外部一 側(cè)設(shè)有線圈1(1)的引出電纜(13)，另一側(cè)設(shè)有線圈11(2)的引出電纜(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器，其特征在于所述的殼體(9)中心為 工作面，殼體(9)頂部設(shè)有吊環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多模式磁場(chǎng)電磁攪拌器。本實(shí)用新型由電磁攪拌器外殼和設(shè)置在電磁攪拌器內(nèi)的多組線圈組成，其中電磁攪拌器包括一個(gè)非磁性外圓殼體和內(nèi)圓殼體，外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置有鐵芯、線圈、壓圈和連接片，其中線圈包括垂直套在鐵芯上的線圈I，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯芯齒間齒槽內(nèi)的線圈II。所述的殼體外部一側(cè)設(shè)置有一垂直水槽，水槽外面設(shè)置有與其相通的進(jìn)水管，殼體下部設(shè)置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體內(nèi)的分水板網(wǎng)孔，殼體上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體外部水槽相鄰位置設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，可以手工操作也可以自動(dòng)運(yùn)行，安裝調(diào)試時(shí)間短，可靠性高。
文檔編號(hào)F27D27/00GK201558682SQ20092026618
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者侯亞雄, 彭立新, 李恒華, 鄭勇 申請(qǐng)人:湖南科美達(dá)電氣有限公司