專利名稱：坩堝行波磁場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，特別指一種坩堝行波磁場電磁攪拌器。
背景技術(shù)：
由于近代合金復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，科研院校和有色金屬廠、鋼廠共同開發(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，針對(duì)科研院校的要求開發(fā)了坩堝行波磁場電磁攪拌器。
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)和問題加以改進(jìn)、創(chuàng)新，提供一種坩堝行波磁場電磁攪拌器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是構(gòu)造一種由電磁攪拌器和設(shè)置在電磁攪拌器中心的坩堝組成的攪拌器，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，且外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置鐵芯、線圈和壓圈，其中
鐵芯均勻的設(shè)置在殼體內(nèi)坩堝的周圍，鐵芯下部設(shè)有磁軛，鐵芯向上均布有芯齒和芯齒之間形成的齒槽，且鐵芯通過設(shè)置在頂部和底部的壓圈固定。
所述的線圈設(shè)置在坩堝周圍，且相間嵌在鐵芯齒槽內(nèi)。
所述的殼體外部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水管，殼體內(nèi)部一側(cè)設(shè)置有與進(jìn)水管相通的水槽，殼體下部設(shè)置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道上設(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，且殼體外部另一側(cè)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)用新型在坩堝圓周設(shè)置電磁攪拌器，坩堝行波磁場電磁攪拌最重要的特點(diǎn)是對(duì)能夠
對(duì)坩堝內(nèi)熔液實(shí)現(xiàn)整體的強(qiáng)烈攪拌和混勻，攪拌功率可以在0-100%之間任意調(diào)節(jié)，攪拌方向可隨時(shí)變化。本實(shí)用新型安裝于坩堝圓周，攪拌器本身與坩堝無直接物理接觸。電磁攪拌器
3產(chǎn)生的低頻行波磁場穿透坩堝進(jìn)入熔液。

圖l為本實(shí)用新型主視圖圖2為圖1俯視圖圖3為圖1B-B剖面圖圖4為圖2A-A剖面圖
圖5為在電磁攪拌器作用下坩堝內(nèi)熔液運(yùn)動(dòng)示意圖
圖6為三相繞組簡圖
具體實(shí)施方式
由圖1至6可知，本實(shí)用新型由電磁攪拌器10和設(shè)置在電磁攪拌器10中心的坩堝9組成，其中
電磁攪拌器1 O包括一個(gè)非磁性外圓殼體1和內(nèi)圓殼體，且外圓殼體1和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置鐵芯2、線圈3和壓圈4，其中
鐵芯2均勻的設(shè)置在殼體1內(nèi)坩堝9的周圍，鐵芯2下部設(shè)有磁軛11，鐵芯2向上均布有芯齒12和芯齒12之間形成的齒槽13，且鐵芯2通過設(shè)置在頂部和底部的壓圈4固定。
所述的線圈3設(shè)置在坩堝9周圍，且相間嵌在鐵芯2齒槽13內(nèi)；
所述的殼體1外部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水管8，殼體l內(nèi)部一側(cè)設(shè)置有與進(jìn)水管8相通的水槽5，殼體1下部設(shè)置有與水槽5相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道上設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體l內(nèi)的分水板網(wǎng)孔6，殼體l上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體l外部另一側(cè)設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管7。
本實(shí)用新型所述的線圈3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。所述的線圈3采用三相螺旋管繞組。所述的鐵芯2磁路設(shè)置為開路。所述的殼體l中心為工作面，殼體l頂部設(shè)有吊環(huán)。
本實(shí)用新型的工作原理
行波磁場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。行波磁場電磁攪拌器和直線電機(jī)一樣，都是由普通異步電動(dòng)機(jī)的定子演變而來。它可看作是將一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的定子沿徑向剖開，然后將電機(jī)的圓周展成直線，即形成行波磁場電磁攪拌器。這樣原來沿圓周旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場變成向一個(gè)方向行進(jìn)的行波磁場。金屬熔液則替代電動(dòng)機(jī)的次級(jí)，從而構(gòu)成行波磁場電磁攪拌器(簡稱STS)。行波磁場電磁攪拌器與異步電動(dòng)機(jī)的區(qū)別如下
1、行波磁場電磁攪拌器的鐵芯是斷開的，磁路是開路的；異步電動(dòng)機(jī)的鐵芯是閉合的，磁路亦是閉合的。
1) 由于行波磁場電磁攪拌器各相繞組在鐵芯的位置不對(duì)稱，即使在外加電壓對(duì)稱的情況下，三相電流亦不平衡。為此， 一般采用兩相在空間正交的繞組形式，確保兩相阻抗相等，兩相電流基本平衡。三相繞組電磁攪拌器一般要加輔助繞組使電流平衡。
2) 由于磁路開路，除產(chǎn)生正向行波磁場外，還伴隨有反向行波磁場和脈振磁場。
2、由于熔融金屬是連續(xù)導(dǎo)體，其中的感應(yīng)電流可以在其內(nèi)部自行閉合，而電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電流只能沿轉(zhuǎn)子中導(dǎo)條流動(dòng)并在兩端的短路環(huán)內(nèi)閉合。
如圖5所示，在坩堝設(shè)置電磁攪拌器，當(dāng)饋給感應(yīng)器三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生行波磁場
A，由于該磁場的作用，在熔液內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流J (遵循右手定則)。該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔迷谌垡簝?nèi)產(chǎn)生電磁推力^ (遵循左手定則)。
如圖5所示，因?yàn)樵撏屏ρ匦胁ù艌龇较蜃饔?，推?dòng)熔液作對(duì)流運(yùn)動(dòng)，造成熔液上下層的溫度均勻化的效果。
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)方案作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)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種坩堝行波磁場電磁攪拌器，由電磁攪拌器(10)和設(shè)置在電磁攪拌器(10)中心的坩堝(9)組成，其特征在于電磁攪拌器(10)包括一個(gè)非磁性外圓殼體(1)和內(nèi)圓殼體，且外圓殼體(1)和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置鐵芯(2)、線圈(3)和壓圈(4)，其中鐵芯(2)均勻的設(shè)置在殼體(1)內(nèi)坩堝(9)的周圍，鐵芯(2)下部設(shè)有磁軛(11)，鐵芯(2)向上均布有芯齒(12)和芯齒(12)之間形成的齒槽(13)，且鐵芯(2)通過設(shè)置在頂部和底部的壓圈(4)固定；所述的線圈(3)設(shè)置在坩堝(9)周圍，且相間嵌在鐵芯(2)齒槽(13)內(nèi)；所述的殼體(1)外部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水管(8)，殼體(1)內(nèi)部一側(cè)設(shè)置有與進(jìn)水管(8)相通的水槽(5)，殼體(1)下部設(shè)置有與水槽(5)相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道上設(shè)有將冷卻水引進(jìn)殼體(1)內(nèi)的分水板網(wǎng)孔(6)，殼體(1)上部亦設(shè)有冷卻水環(huán)形通道，且殼體(1)外部另一側(cè)設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的坩堝行波磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈(3)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的坩堝行波磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈(3)采用三相螺旋管繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的坩堝行波磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的鐵芯(2)磁路設(shè)置為開路。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的坩堝行波磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的殼體(1)中心為工作面，殼體(1)頂部設(shè)有吊環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種坩堝行波磁場電磁攪拌器。由電磁攪拌器和設(shè)置在電磁攪拌器中心的坩堝組成的攪拌器，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，且外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置鐵芯、線圈和壓圈，其中鐵芯均勻的設(shè)置在殼體內(nèi)坩堝的周圍，鐵芯下部設(shè)有磁軛，鐵芯向上均布有芯齒和芯齒之間形成的齒槽，且鐵芯通過設(shè)置在頂部和底部的壓圈固定。所述的線圈設(shè)置在坩堝周圍，且相間嵌在鐵芯齒槽內(nèi)。所述的殼體外部一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水管，殼體內(nèi)部一側(cè)設(shè)置有與進(jìn)水管相通的水槽，殼體下部設(shè)置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道上設(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，且殼體外部另一側(cè)設(shè)有與上部環(huán)形通道相通的出水管。
文檔編號(hào)F27D27/00GK201413049SQ20092030304
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者侯亞雄, 彭立新, 靖 李, 李恒華 申請(qǐng)人:湖南科美達(dá)電氣有限公司