專利名稱：一種直流電磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種直流電磁攪拌器。 技術(shù)背景為了提高金屬產(chǎn)品質(zhì)量，在金屬冶煉或熔化過程中必須對液態(tài)金屬進行充分的電磁攪拌。在鋁熔煉過程中，為了加快熔化速度以及添加合金后使其合金成分均勻，需要對熔爐內(nèi)的鋁液進行定期攪拌。目前所采用的非接觸式攪拌型式分為交流勵磁攪拌、永磁攪拌、直流勵磁攪拌。交流勵磁攪拌是利用多個線圈平行放置，采用周期式交替通電方式使其形成行波磁場對鋁液實施攪拌，耗電量大，一臺30噸鋁熔爐用交流勵磁攪拌器，每小時要耗電250千瓦 315千瓦，機構(gòu)復雜，故障率高。永磁攪拌由于采用的磁性材料為耐高溫120 度以上的釹鐵硼，雖耗電量只有交流勵磁攪拌的十分之一到十五分之一，但是釹鐵硼中的釹為稀有金屬，國家控制開采，價格昂貴。與同噸位的交流勵磁攪拌相比，成本約為交流勵磁攪拌的兩倍以上，在一定程度上限制了其發(fā)展。直流勵磁攪拌器，采用兩個直流線圈平行排放，磁場漏磁多，耗電雖然只有交流電磁攪拌器的十分之一左右，但磁場輻射面積、深度、 強度較小，攪拌范及攪拌鋁溶液的量小，攪拌時間長。由于直流線圈采用自然冷卻，線圈散熱慢，易過熱，勵磁功率不宜做大，只能適用于小型熔爐和較薄爐底時使用，應(yīng)用范圍窄。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述不足提供一種結(jié)構(gòu)合理，磁場漏磁少， 散熱效果好，勵磁功率較大，攪拌效果好，且使用方便的直流電磁攪拌器。為解決上述技術(shù)問題，本直流電磁攪拌器，包括支架，支架上安裝有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端固定安裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上安裝有電磁鐵，其結(jié)構(gòu)特點是電磁鐵的鐵芯水平設(shè)置，且鐵芯兩端固設(shè)有向上延伸的導磁塊，電磁鐵的線圈繞制成線圈盤，且相鄰線圈盤之間設(shè)有間隙。本結(jié)構(gòu)的直流電磁攪拌器是通過縱向間隙對流冷卻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)散熱效果好，勵磁功率較大，攪拌效果好，且使用方便的?？v向間隙對流冷卻結(jié)構(gòu)主要包括鐵芯水平設(shè)置的鐵芯，鐵芯兩端固設(shè)有向上延伸的導磁塊。導磁塊的主要作用是將鐵芯內(nèi)的磁力線向上引導，使電磁鐵所產(chǎn)生的磁力線絕大部分都通過導磁塊向上構(gòu)成磁路，磁場漏磁更少，這樣就可以對設(shè)置在電磁鐵上方的熔爐進行電磁攪拌。鐵芯上纏繞的線圈做成線圈盤，也就是做成一個平盤狀。由于電磁鐵的鐵芯水平設(shè)置，所以纏繞在鐵芯上的線圈盤的盤面是豎直設(shè)置的。相鄰線圈盤間隔設(shè)置，因此，相鄰線圈盤之間就存在一個空氣間隙，該間隙也是沿線圈盤的盤面豎直設(shè)置的，這樣就構(gòu)成了一個空氣流通通路。當電磁鐵通電勵磁時，所產(chǎn)生的磁力線會通過導磁塊向上輻射到熔爐內(nèi)的溶液中實現(xiàn)電磁攪拌。當電磁鐵的鐵芯和線圈盤發(fā)熱時，相鄰線圈盤之間的空氣間隙氣壓減小，而空氣間隙下方氣壓較大，這樣，在壓差作用下形成氣流。間隙內(nèi)的熱空氣向上流出，熱空氣到達熔爐底部后向外擴散出去。這樣，就在本直流電磁攪拌器頂部和熔爐底部之間形成風幕，可以有效緩解熔爐對本直流電磁攪拌器的熱輻射。空隙下方的冷空氣會及時補充進間隙內(nèi)并與線圈和鐵芯熱交換，間隙內(nèi)的空氣溫度升高后再向上流出，間隙下方冷空氣再補充進來，依次流動。這樣就起到了自然降低鐵芯和線圈盤溫度的作用，因此，線圈盤可以做得更大，勵磁功率更大，電磁攪拌效果更好。作為改進，支架上安裝有間隙套裝在轉(zhuǎn)軸上的套管，套管下端與支架密封固接，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有與線圈盤對應(yīng)的通氣孔，通氣孔與套管內(nèi)腔連通，支架上還安裝有與套管連接的風機。通過安裝在支架上的風機，可以經(jīng)套管和設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上的通氣孔對線圈盤和鐵芯進行吹風冷卻，風機吹出的風經(jīng)間隙向上吹出，不但提高了對電磁鐵的冷卻效果，而且增強了風幕強度，大大緩解熔爐對本直流電磁攪拌器的熱輻射，使本直流電磁攪拌器的磁場強度更穩(wěn)定。作為進一步改進，支架上還安裝有罩在電磁鐵上方的無磁外罩，無磁外罩頂面中部設(shè)有出風口。無磁外罩不會對磁力線造成影響，而且能起到保護電磁鐵的作用。無磁外罩頂面中部的出風口可以方便熱風從中部向四周吹出，保證了風幕的形成和質(zhì)量。作為進一步改進，所述動力裝置包括安裝在支架上的電動機，電動機通過減速機驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。通過電動機來驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，控制性更好，操作更簡單。通過減速機可以對電機轉(zhuǎn)速進行降低，以滿足實際需要。作為再一步改進，支架上還安裝有控制電動機工作的控制器。通過控制器可以實時控制電動機的啟停及正反轉(zhuǎn)，使用起來更加方便。作為進一步改進，無磁外罩內(nèi)安裝有與控制器電連接的溫度傳感器，風機的電源端與控制器輸出端電連接。溫度傳感器的主要作用是實時檢測無磁外罩內(nèi)的空氣溫度并傳送給控制器，當無磁外罩內(nèi)空氣溫度過高時，控制器將控制風機工作，直至無磁外罩內(nèi)的空氣溫度符合工作要求。作為改進，支架底部設(shè)有承載支架的小車。將支架承載在小車上，可以通過小車移動本直流電磁攪拌器，省時省力，移動起來非常方便。作為進一步改進，支架和小車之間安裝有控制支架升降的升降機構(gòu)。通過操作升降機構(gòu)可以調(diào)節(jié)本直流電磁攪拌器的位置高低，這樣就可以調(diào)節(jié)本直流電磁攪拌器上端面與熔爐底面之間的間隙，既保證電磁攪拌強度，又避免了熱輻射。作為一種實現(xiàn)方式，所述升降機構(gòu)包括至少三個固設(shè)在支架底部的上螺母和固設(shè)在小車車架上的下螺母，下螺母與上螺母上下對應(yīng)設(shè)置，下螺母與對應(yīng)上螺母內(nèi)螺接有上下螺紋旋向反向設(shè)置的螺桿，各螺桿上對應(yīng)安裝有鏈輪，鏈輪之間環(huán)套有與鏈輪傳動配合的鏈條，至少一根螺桿上固設(shè)有手輪。本升降機構(gòu)通過反向螺桿來驅(qū)動對應(yīng)螺母移動，從而起到調(diào)整小車和支架距離的作用，這樣就實現(xiàn)了支架相對小車的升降。操作時，轉(zhuǎn)動手輪，手輪通過鏈輪和鏈條同時驅(qū)動全部螺桿轉(zhuǎn)動，同步操作，升降平穩(wěn)，操作起來非常簡單。[0023]綜上所述，本直流電磁攪拌器，結(jié)構(gòu)合理，磁場漏磁少，散熱效果好，勵磁功率較大，攪拌效果好，且使用方便，有助于提高金屬溶液的攪拌效率。

結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為電磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖。圖中1為支架，2為轉(zhuǎn)軸，3為轉(zhuǎn)盤，4為電磁鐵，5為鐵芯，6為導磁塊，7為線圈盤， 8為間隙，9為套管，10為風機，11為無磁外罩，12為電動機，13為減速機，14為出風口，15 為小車，16為溫度傳感器，17為控制器，18為上螺母，19為下螺母，20為螺桿，21為鏈輪，22 為鏈條，23為手輪，24為隔板，25為通氣孔，26為滑環(huán)，27為擋板。
具體實施方式
如圖1所示，該直流電磁攪拌器主要包括支架1，支架1上通過軸承安裝有轉(zhuǎn)軸2， 轉(zhuǎn)軸2豎直設(shè)置。轉(zhuǎn)軸2上端固定安裝有轉(zhuǎn)盤3，轉(zhuǎn)盤3為圓形平板，水平設(shè)置。轉(zhuǎn)盤3上均布有通氣孔25，通氣孔25貫通轉(zhuǎn)盤3上下端面。如圖1、圖3所示，轉(zhuǎn)盤3上端面上安裝有電磁鐵4，電磁鐵4包括鐵芯5和線圈。其中，鐵芯5水平設(shè)置，鐵芯5兩端固設(shè)有向上延伸的導磁塊6。導磁塊6的主要作用是將鐵芯5內(nèi)的磁力線向上引導，使電磁鐵4所產(chǎn)生的磁力線絕大部分都通過導磁塊6向上彎曲構(gòu)成磁路，這樣就可以對設(shè)置在電磁鐵4上方的熔爐進行電磁攪拌。鐵芯5上纏繞的線圈做成平盤狀，這樣就構(gòu)成了線圈盤7，線圈盤7 的數(shù)量為電連接在一起的多個。由于電磁鐵4的鐵芯5水平設(shè)置，所以纏繞在鐵芯5上的線圈盤7的盤面是豎直設(shè)置的。如圖3所示，相鄰線圈盤7間隔設(shè)置，因此，相鄰線圈盤7 之間就存在一個空氣間隙8，該間隙8也是沿線圈盤7的盤面豎直設(shè)置的，這樣就構(gòu)成了一個空氣流通通路。如圖4所示，相鄰線圈盤7的相鄰盤面上還固定粘貼有隔板24，隔板M 將間隙8分割成多個上下貫通的通道。在本實施例中，鐵芯5上方和下方的隔板M豎直設(shè)置，鐵芯5兩側(cè)的隔板M上端朝向隔板M傾斜，下端朝遠離鐵芯5的方向傾斜，這樣可以形成環(huán)繞鐵芯5的氣流通道。如圖2所示，轉(zhuǎn)盤3上還設(shè)有擋板27，擋板27的數(shù)量為兩個， 分別位于電磁鐵4兩側(cè)，這樣可以起到輔助間隙氣流流動的作用。當電磁鐵4通電勵磁時， 所產(chǎn)生的磁力線會通過導磁塊6向上輻射到熔爐內(nèi)的溶液中實現(xiàn)電磁攪拌。隨著工作時間的延長，電磁鐵4的鐵芯5和線圈盤7發(fā)熱時，相鄰線圈盤7之間的空氣間隙8內(nèi)氣壓減小，而空氣間隙8下方氣壓較大，這樣，在壓差作用下形成氣流。間隙8內(nèi)的熱空氣環(huán)繞鐵芯5向上流出，熱空氣到達熔爐底部后向外擴散出去，將熱量排放到大氣中。這樣，就在本直流電磁攪拌器頂部和熔爐底部之間形成一道風幕，可以將熔爐對該直流電磁攪拌器的熱輻射及時吹散到大氣中，從而有效緩解熔爐對該直流電磁攪拌器的熱輻射，保證了電磁鐵4 的正常工作溫度。間隙8內(nèi)的熱空氣向上流走后，間隙8下方的冷空氣會及時補充進間隙8 內(nèi)，并與線圈盤7和鐵芯5進行熱交換。當間隙8內(nèi)的空氣溫度升高后再向上流出，間隙 8下方的冷空氣會再補充進來，依次流動，形成冷卻氣流。這樣就起到了自然降低鐵芯5和線圈盤7溫度的作用，因此，該直流電磁攪拌器中線圈盤7的線圈數(shù)可以做得更多，勵磁功率更大，電磁攪拌效果也就更好。轉(zhuǎn)軸2下部套裝有滑環(huán)沈，滑環(huán)沈的數(shù)量為兩個，沿轉(zhuǎn)軸2軸向間隔絕緣設(shè)置。 轉(zhuǎn)軸2中部設(shè)有空腔，電磁鐵4的線圈電線穿過空腔后分別與兩個滑環(huán)沈電連接。支架1 上還設(shè)置有與滑環(huán)26滑動配合的碳刷，碳刷通過彈簧彈性壓緊在滑環(huán)沈外周上，這樣，就可以通過碳刷和滑環(huán)沈向電磁鐵4的線圈盤7供電，非常方便。支架1上還安裝有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動的動力裝置，在本實施例中，所述動力裝置包括電動機12，電動機12通過減速機 13降速后驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2低速轉(zhuǎn)動。支架1上還安裝有控制電動機12啟停及正反轉(zhuǎn)等工作參數(shù)的控制器17，這樣可以根據(jù)實際工況實時調(diào)節(jié)該直流電磁攪拌器的工作狀態(tài)，以達到最佳攪拌效果。支架1上還安裝有無磁外罩11，無磁外罩11為口部朝下的圓筒狀，無磁外罩11由非鐵磁性材料制成，在本實施例中，無磁外罩11由無磁不銹鋼材料制成。如圖2所示，無磁外罩11頂面中部設(shè)有出風口 14，以方便無磁外罩11內(nèi)的熱空氣排出，出風口 14為正方形通孔。無磁外罩11內(nèi)還安裝有溫度傳感器16，溫度傳感器16向控制器17實時傳遞溫度信號。當無磁外罩11內(nèi)的溫度超過設(shè)定值時，控制器17就控制風機10通過套管9向電磁鐵4強制吹風制冷，熱交換后的熱空氣通過出風口 14排出，直到無磁外罩11內(nèi)溫度降到設(shè)定溫度范圍內(nèi)，有助于提高該直流電磁攪拌器的運行穩(wěn)定性。無磁外罩11內(nèi)的熱空氣排出后，將進入無磁外罩11上端面和熔爐外底面之間的間隙，這樣，熱空氣從所述間隙中間向外擴散形成一道風幕，可以有效阻擋和轉(zhuǎn)移熔爐向該直流電磁攪拌器傳遞的熱輻射，有助于保障該直流電磁攪拌器的正常工作溫度。支架1下方設(shè)置有小車15，通過小車15可以方便移動該直流電磁攪拌器，省時省力。支架1下部通過升降裝置與小車15固定連接在一起，這樣可以方便調(diào)節(jié)該直流電磁攪拌器的高度，以滿足實際熔爐高度的需要。在本實施例中，升降裝置包括固設(shè)在支架1底部的三個上螺母18，小車車架上固設(shè)有與上螺母18上下對應(yīng)設(shè)置的三個下螺母19，上下對應(yīng)的上螺母18和下螺母19中螺接有螺桿20，螺桿20上半段和下半段的螺紋旋向反向設(shè)置， 這樣螺桿20不但通過上螺母18和下螺母19起到對支架1的支撐作用，而且螺桿20轉(zhuǎn)動時還能通過上螺母18和下螺母19起到調(diào)節(jié)支架1和小車15相對間距的作用，也就是起到了調(diào)節(jié)支架1上升或下降的作用。每根螺桿20中部都固定安裝有一個鏈輪21，三個鏈輪 21上環(huán)套有與鏈輪21傳動配合的鏈條22，其中一根螺桿20上還固定安裝有手輪23。當轉(zhuǎn)動手輪23時，三根螺桿20將在鏈條22和鏈輪21的傳動配合下同時轉(zhuǎn)動，這樣，三對上螺母18和下螺母19就可以實現(xiàn)同步上升和下降，操作起來非常簡單。在本實施例中，控制器17采用常規(guī)電路設(shè)計，其結(jié)構(gòu)屬于公知技術(shù)，在此不再細述。
權(quán)利要求1.一種直流電磁攪拌器，包括支架(1)，支架(1)上安裝有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸(2)， 轉(zhuǎn)軸(2)上端固定安裝有轉(zhuǎn)盤(3)，轉(zhuǎn)盤(3)上安裝有電磁鐵(4)，其特征是電磁鐵(4)的鐵芯(5)水平設(shè)置，且鐵芯(5)兩端固設(shè)有向上延伸的導磁塊(6)，電磁鐵(4)的線圈繞制成線圈盤(7)，且相鄰線圈盤(7)之間設(shè)有間隙(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的直流電磁攪拌器，其特征是支架(1)上安裝有間隙套裝在轉(zhuǎn)軸 (2)上的套管(9)，套管(9)下端與支架(1)密封固接，轉(zhuǎn)盤(3)上設(shè)有與線圈盤(7)對應(yīng)的通氣孔(25)，通氣孔(25)與套管(9)內(nèi)腔連通，支架(1)上還安裝有與套管(9)連接的風機 (10)。
3.如權(quán)利要求2所述的直流電磁攪拌器，其特征是支架(1)上還安裝有罩在電磁鐵 (4)上方的無磁外罩(11)，無磁外罩(11)頂面中部設(shè)有出風口(14)。
4.如權(quán)利要求3所述的直流電磁攪拌器，其特征是所述動力裝置包括安裝在支架(1) 上的電動機(12 )，電動機(12 )通過減速機(13)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(2 )轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求4所述的直流電磁攪拌器，其特征是支架(1)上還安裝有控制電動機 (12)工作的控制器(17)。
6.如權(quán)利要求5所述的直流電磁攪拌器，其特征是無磁外罩(8)內(nèi)安裝有與控制器 (17)電連接的溫度傳感器(16)，風機(10)的電源端與控制器(17)輸出端電連接。
7.如權(quán)利要求6所述的直流電磁攪拌器，其特征是支架(1)底部設(shè)有承載支架(1)的小車(15)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的直流電磁攪拌器，其特征是支架(1)和小車 (15 )之間安裝有控制支架(1)升降的升降機構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的直流電磁攪拌器，其特征是所述升降機構(gòu)包括至少三個固設(shè)在支架(1)底部的上螺母(18)和固設(shè)在小車(15)車架上的下螺母(19)，下螺母(19)與上螺母(18)上下對應(yīng)設(shè)置，下螺母(19)與對應(yīng)上螺母(18)內(nèi)螺接有上下螺紋旋向反向設(shè)置的螺桿(20)，各螺桿(20)上對應(yīng)安裝有鏈輪(21)，鏈輪(21)間環(huán)套有與鏈輪傳動配合的鏈條(22 )，至少一根螺桿(20 )上固設(shè)有手輪(23 )。
專利摘要本實用新型公開了一種直流電磁攪拌器，包括支架，支架上安裝有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端固定安裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上安裝有電磁鐵，電磁鐵的鐵芯水平設(shè)置，且鐵芯兩端固設(shè)有向上延伸的導磁塊，電磁鐵的線圈繞制成線圈盤，且相鄰線圈盤之間設(shè)有間隙。支架上安裝有間隙套裝在轉(zhuǎn)軸上的套管，套管下端與支架密封固接，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有與線圈盤對應(yīng)的通氣孔，通氣孔與套管內(nèi)腔連通，支架上還安裝有與套管連接的風機。支架上還安裝有罩在電磁鐵上方的無磁外罩，無磁外罩頂面中部設(shè)有出風口。本直流電磁攪拌器，結(jié)構(gòu)合理，散熱效果好，勵磁功率較大，攪拌效果好，且使用方便，有助于提高金屬溶液的攪拌效率。
文檔編號F27D11/06GK202182653SQ20112028397
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月6日
發(fā)明者劉巖, 劉梅, 劉風亮, 吳海雙, 孫永寶, 賈洪利, 陳雷 申請人:山東華特磁電科技股份有限公司