專利名稱：蒸發(fā)冷卻電磁磁選機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁磁選機，特別涉及蒸發(fā)冷卻電磁磁選機。
背景技術(shù)：
依照采用磁體的性質(zhì)不同，磁選機分為永磁磁選機和電磁磁選機，其中永磁磁選機具有不須能源，無須冷卻的優(yōu)點，但是其產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度比電磁磁選機小，且無法調(diào)節(jié)，此外永磁材料還存在退磁現(xiàn)象。隨著礦選行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是針對選別弱磁性礦物的強磁場磁選機而言，需要產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度和磁場梯度也越來越高，越來越需要發(fā)展大型的電磁磁選機。目前依照冷卻方式不同，電磁磁選機可分為油浸式電磁磁選機、干式電磁磁選機以及風(fēng)冷電磁磁選機等幾個類別。油浸式電磁磁選機的冷卻介質(zhì)為變壓器油(或耐高溫油)，其優(yōu)點是電氣強度高，但當(dāng)溫度超過燃點后遇到明火時，存在燃燒的危險，因此，油浸式電磁磁選機不宜使用在防火要求高的特殊場合。干式電磁磁選機價格昂貴，成本比普通油浸式電磁磁選機高，繞組電流密度低，有效材料利用相當(dāng)不充分，體積龐大。風(fēng)冷電磁磁選機體積大、且在使用現(xiàn)場會有灰塵、煤粉等顆粒粘附其上，即不便清洗，又影響散熱。此外，隨著電磁磁選機容量的不斷增大，這三類電磁磁選機的冷卻能力已經(jīng)越來越不能滿足需要，急需開發(fā)一種新型的安全可靠的且冷卻效果更好的電磁磁選機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)電磁磁選機的冷卻能力差的缺點，提出一種采用浸泡式蒸發(fā)冷卻方式的蒸發(fā)冷卻電磁磁選機。
本發(fā)明將電磁磁選機的線圈浸泡在冷卻介質(zhì)中，冷卻介質(zhì)可以是單一的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，或者是兩種或兩種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的混合，也可以是一種或一種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體介質(zhì)的混合。本發(fā)明充分利用了蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的相變吸熱原理，冷卻效果好、且溫度分布均勻，有效防止了電磁磁選機絕緣材料的老化，保證了絕緣材料的耐電強度，且蒸發(fā)冷卻介質(zhì)本身具有消防性，所以其安全性也很高。
本發(fā)明由鐵心、線圈、引線、蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和冷凝器等組成。
本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)包括以下三個系列1)Vertrel系列，包括XF(HFC 43-10mee)、XM(HFC 43-10/甲醇)、XE(HFC 43-10/乙醇)、XP(HFC 43-10/IPA)、MCA(HFC 43-10/t-DCE)、MCA+(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷)、SMT(HFC 43-10/t-DCE/甲醇)、XMS(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷/甲醇)、XMS+(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷/甲醇)、X-DA(HFC 43-10/表面活性劑/抗靜電劑)、X-B3(HFC43-10/乙二醇丁醚)、Xsi(HFC 43-10/OS-10)、XH、X-P10等。
2)ASAHIKLIN系列，包括AE-3000，AE-3100E，AK225等。
3)全氟叔胺系列，包括全氟三乙胺(簡稱FY-131)、全氟三丙胺、全氟三丁胺(簡稱FY-111)、全氟三戊胺(簡稱FY-121)、全氟環(huán)醚(簡稱FY-04)，以及美國3M公司的以下牌號的注冊產(chǎn)品FC-40、FC-43、FC-70、FC-71、FC-72、FC-722、FC-77、FC-84、FC-87、FC-104、FC-3283、FC-5312、H-27、H-125、H-100、H-400、H-190、HFE-7100、PF-5060、PF-5080、FX-3250等。
4)365等。
以上三個系列的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)均具有無色、無味、無毒(或低毒)、不燃燒等特點。
與蒸發(fā)冷卻介質(zhì)混合的其他液體可以是變壓器油、超高壓變壓器油、電容器油、電纜油、桐油、亞麻仁油、蓖麻油、烷基苯(AB)、烷基萘、異丙基聯(lián)苯(即IPB或Wemcol)、二芳基乙烷(PXE)、偏苯三羧酸三2-乙基己酯(簡稱TOTM)、磷酸酯類絕緣油[(RO)3P＝0]、F液、α液(阿爾法矽液)、β液、聚α烯、Midel7131以及硅油等。
混合介質(zhì)的用量原則是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)用量為全部介質(zhì)體積的0.5～100％，相應(yīng)的，其他液體的用量為全部介質(zhì)體積的100～0.5％。
本發(fā)明根據(jù)二次冷卻介質(zhì)的不同也就是冷凝器的不同，分為采用水冷冷凝器的水冷式蒸發(fā)冷卻電磁磁選機和風(fēng)冷式電磁磁選機。
本發(fā)明適用于感應(yīng)輥式磁選機、盤式磁選機、瓊斯式磁選機、VMS式磁選機無極帶式磁選機、連續(xù)式磁選機、索爾式磁選機等各類電磁磁選機。


圖1是本發(fā)明采用水冷冷凝器和頂部風(fēng)冷冷凝器的電磁磁選機實施方式之一結(jié)構(gòu)圖。圖中10鐵心、20線圈、30容器、40引線、50冷凝器、60冷卻介質(zhì)、70液位計；由于電磁磁選機的形式多種多樣，這里只畫出電磁磁選機的本體部分的示意圖，不包括其進料管道、除鐵腔、附加磁軛、電機、機械結(jié)構(gòu)等部分。以下各圖同樣。
圖2是圖1采用的水冷冷凝器縱向剖視圖；圖中501壓力傳感器、502減壓電磁閥、504電磁屏蔽、505連通孔、511冷凝管束、507進水管、508出水管、509進水盒、510分程隔板、512共壁；圖3為圖1采用的頂部風(fēng)冷冷凝器縱向剖視圖。圖中501壓力傳感器、502減壓電磁閥、503散熱片、504電磁屏蔽、505連通孔、512共壁；圖4為本發(fā)明采用水冷冷凝器和頂部風(fēng)冷冷凝器的電磁磁選機實施方式之二結(jié)構(gòu)圖。圖中10鐵心、20線圈、30容器、40引線、50冷凝器、60冷卻介質(zhì)、70、液位計、80集氣管、90回液管；圖5是圖4采用的水冷冷凝器縱向剖視圖；圖中501壓力傳感器、502減壓電磁閥、504電磁屏蔽、511冷凝管束、507進水管、508出水管、509進水盒、510分程隔板、80集氣管、90回液管；圖6為圖4采用的風(fēng)冷冷凝器縱向剖視圖。圖中501壓力傳感器、502減壓電磁閥、503散熱片、504電磁屏蔽、80集氣管、90回液管；具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述。
本發(fā)明由器身、容器30和冷凝器50組成，器身由鐵心10、線圈20以及引線40組成。線圈20繞制在鐵心10上，線圈引線40從容器30頂部引出，冷凝器50位于容器30頂部，容器30中充入冷卻介質(zhì)60。
具體實施方式
之一如圖1、圖2所示，蒸發(fā)冷卻電磁磁選機采用水冷式冷凝器，冷凝器50頂部安裝壓力傳感器501和減壓電磁閥502，減壓電磁閥502四周設(shè)置電磁屏蔽504。進水管507與出水管508與進水盒509相連，進水盒509上焊接分程隔板510，冷凝器50的內(nèi)部裝有冷凝器管束511。管束511中流通二次冷卻水，分程隔板510可以不設(shè)，也可以為1塊、2塊或多塊，冷凝器50底部與容器30頂部之間直接相連，相連部分為共壁512，共壁512上開設(shè)多個連通孔505，連通孔505可以為圓孔或多邊形孔。容器30底部與液位計70相連。
本發(fā)明的具體實施方式
之二結(jié)構(gòu)如圖1、圖3所示，蒸發(fā)冷卻電磁磁選機采用頂部風(fēng)冷冷凝器，結(jié)構(gòu)與常規(guī)電磁磁選機相同。線圈20浸泡在冷卻介質(zhì)60中，引線40從容器30上部或側(cè)部引出，容器30與引線40連接處密封。冷凝器50底部與容器30頂部之間直接相連，相連部分為共壁512，共壁512上開設(shè)的多個連通孔505。
風(fēng)冷式冷凝器50頂部安裝壓力傳感器501和減壓電磁閥502。減壓電磁閥502四周設(shè)置電磁屏蔽504。冷凝器50中部設(shè)有散熱片503，冷凝器50與容器30頂部之間通過容器30頂部的共壁512所開設(shè)的多個連通孔505連通，連通孔可以為圓孔、方孔或多邊形孔。風(fēng)機506置于風(fēng)冷式冷凝器50的側(cè)面，對散熱片503進行強制冷卻，。散熱片503可為各種形狀，材料根據(jù)容量大小可選擇紫銅、鎳銅或鐵板等金屬或非金屬材料。容器30底部與液位計70相連。
本發(fā)明的具體實施方式
之三結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，線圈20浸泡在冷卻介質(zhì)30中，引線40從容器30上部或側(cè)部引出，容器30與引線40連接處密封。冷凝器側(cè)面與集氣管80上部相連，集氣管80下部與容器30頂部相連，冷凝器50下部與回液管90上部相連，回液管90下部與容器30底部相連。容器30底部與液位計70相連。
冷凝器50頂部安裝壓力傳感器501和減壓電磁閥502，減壓電磁閥502四周設(shè)置電磁屏蔽504。進水管507與出水管508與進水盒509相連，進水盒509上焊接分程隔板510，冷凝器50的內(nèi)部裝有冷凝器管束511。管束511中流通二次冷卻水，分程隔板510可以不設(shè)，也可以為1塊、2塊或多塊。
本發(fā)明的具體實施方式
之四結(jié)構(gòu)如圖4、圖6所示，線圈20浸泡在冷卻介質(zhì)30中，引線40從容器30上部或側(cè)部引出，容器30與引線40連接處密封。冷凝器側(cè)面與集氣管80上部相連，集氣管80下部與容器30頂部相連，冷凝器50下部與回液管90上部相連，回液管90下部與容器30底部相連。容器30底部與液位計70相連。
冷凝器50頂部安裝壓力傳感器501和減壓電磁閥502。減壓電磁閥502四周設(shè)置電磁屏蔽504。冷凝器50中部設(shè)有散熱片503。風(fēng)機506置于風(fēng)冷式冷凝器50的側(cè)面，對散熱片503進行強制冷卻。散熱片503可為各種形狀，材料根據(jù)容量大小可選擇紫銅、鎳銅或鐵板等金屬或非金屬材料。
后兩種實施方式與前兩種實施方式的不同之處在于，增加了集氣管80和回液管90，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)必須通過集氣管70進入氣室，這增加了蒸汽的流阻，蒸汽壓力小，設(shè)計不當(dāng)時集氣管80會影響蒸汽的流動，減小了循環(huán)流量，影響冷卻效果，因此推薦采用前一種實施方式。
由于磁選機的結(jié)構(gòu)多種多樣，所以在實際應(yīng)用中本發(fā)明中風(fēng)冷冷凝器和水冷冷凝器的安裝位置也可不在電磁磁選機的頂部，而在側(cè)面或其他位置。
本發(fā)明中壓力傳感器501和減壓電磁閥502也可放置在冷凝器的側(cè)面位置。
在具體實施中，可根據(jù)具體情況和要求選擇各種各樣的水冷冷凝器和風(fēng)冷冷凝器。
本發(fā)明采用水冷式冷凝器的工作原理和過程如下如圖1、圖2、圖4、圖5所示，在電磁磁選機正常工作時，電磁磁選機的線圈20因能量損耗而產(chǎn)生熱量，使容器30內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60溫度升高，當(dāng)溫度達到內(nèi)部壓力所對應(yīng)的飽和溫度時，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小不斷上升，通過圖1中共壁512上的多個連通孔505后直接與冷凝管束511接觸，或通過圖4中集氣管與冷凝器50內(nèi)部密封的冷凝管束511中流動的二次冷卻水進行熱交換，氣相和液相混合的兩相流體將熱量傳給二次冷卻水后，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60的氣體被冷凝成液體，重新流回到容器30中(圖1中為通過重力作用直接流回容器30中，圖4為通過回液管流回容器中)，形成循環(huán)運行過程。容器30內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60依靠自身重力來進行自循環(huán)，故不需要泵類裝置。冷凝器50上安裝的壓力傳感器501反映冷凝器50冷卻空間壓力，在壓力超過規(guī)定值時可發(fā)出信號控制減壓電磁閥502降低冷凝器50冷卻空間的壓力，確保系統(tǒng)安全運行。容器底部裝有液位計70，監(jiān)測容器內(nèi)冷卻介質(zhì)液位，如發(fā)現(xiàn)液位低于限值則報警。其中，二次冷卻水通過進水管507進入進水盒509中，通過出水管508流出，分程隔板510的作用是增加管程以便增加水的流速，加強冷凝器50的冷卻能力。
本發(fā)明采用風(fēng)冷式冷凝器的工作原理和過程如下如圖1、圖3、圖4、圖6所示，在電磁磁選機正常工作時，容器30的線圈20因能量損耗而產(chǎn)生熱量，使容器30內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60溫度升高，當(dāng)溫度達到內(nèi)部壓力所對應(yīng)的飽和溫度時，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小，不斷上升，如圖1直接通過多個連通孔505后經(jīng)過風(fēng)冷冷凝器冷卻，或如圖4通過集氣管80進入風(fēng)冷冷凝器中被風(fēng)冷冷凝器冷卻。被冷凝成液體直接通過重力作用(如圖1)或通過回液管(如圖4)流回容器30中，形成循環(huán)運行過程。整個容器30內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)60依靠自身重力來進行自循環(huán)，故不需要泵類裝置。冷凝器50上安裝的壓力傳感器501反映冷凝器50冷卻空間壓力，在壓力超過規(guī)定值時可發(fā)出信號控制減壓電磁閥502降低冷凝器50冷卻空間的壓力，確保系統(tǒng)安全運行。容器底部裝有液位計70，監(jiān)測容器內(nèi)冷卻介質(zhì)液位，如發(fā)現(xiàn)液位低于限值則報警。
本發(fā)明充分利用蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的相變吸熱原理，提高了冷卻效果，可進一步提高導(dǎo)線的電流密度，降低導(dǎo)線的重量和器身的體積，且采用的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)具有消防性，因而具有高效性和高可靠性。
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)冷卻電磁磁選機，其特征在于包括鐵心[10]、線圈[20]、容器[30]、引線[40]、冷凝器[50]，容器[30]內(nèi)放置冷卻介質(zhì)[60]，線圈[20]浸泡在冷卻介質(zhì)[60]中，引線[40]從容器[30]上部或側(cè)部引出，容器[30]與引線[40]連接處密封，容器[30]頂部或側(cè)面裝有冷凝器[50]，冷凝器[50]頂部安裝壓力傳感器[501]和減壓電磁閥[502]，減壓電磁閥[502]四周設(shè)置電磁屏蔽[504]，容器[30]底部與液位計[70]相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻電磁磁選機，其特征在于冷凝器[50]空間與容器[30]空間之間有兩種連接方式，一種是冷凝器[50]空間與容器[30]空間直接相連，即冷凝器[50]底部與容器[30]頂部之間直接相連，相連部分為共壁[512]，共壁[512]上開設(shè)多個連通孔[505]，連通孔[505]可以為圓孔或多邊形孔；另一種是冷凝器[50]空間與容器[30]空間之間通過集氣管[80]和回液管[90]相連，即冷凝器[50]側(cè)面與集氣管[80]上部相連，集氣管[80]下部與容器[30]頂部相連，冷凝器[50]下部與回液管[90]上部相連，回液管[90]下部與容器[30]底部相連。
3.按照權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻電磁磁選機，其特征在于冷凝器[50]可以為水冷式冷凝器，進水管[507]與出水管[508]與進水盒[509]相連，進水盒[509]上焊接分程隔板[510]，水冷式冷凝器[50]的內(nèi)部裝有冷凝器管束[511]，管束[511]中流通二次冷卻水；分程隔板[510]可以不設(shè)，也可以為多塊。
4.按照權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻電磁磁選機，其特征在于冷凝器[50]可以為風(fēng)冷式冷凝器，風(fēng)冷式冷凝器[50]中部設(shè)有散熱片[503]，風(fēng)機[506]置于風(fēng)冷式冷凝器[50]的側(cè)面或其他位置。
全文摘要
一種蒸發(fā)冷卻電磁磁選機，包括鐵心[10]、線圈[20]、容器[30]、引線[40]、冷凝器[50]，容器[30]內(nèi)放置冷卻介質(zhì)[60]，其特征在于容器[30]頂部或側(cè)面裝有冷凝器[50]；冷凝器[50]可以為水冷式或風(fēng)冷式。冷凝器[50]空間與容器[30]空間之間直接或通過集氣管[80]和回液管[90]相連，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)[60]受熱蒸發(fā)后形成氣體與冷凝器[50]中的二次冷卻介質(zhì)發(fā)生熱交換，被冷凝成液體回到容器[30]中，這種冷卻方式充分利用了介質(zhì)的相變吸熱原理，可達到良好的冷卻效果。
文檔編號B03C1/00GK1951570SQ20061011470
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者郭卉, 宋福川, 張國強, 顧國彪 申請人:中國科學(xué)院電工研究所