[发明专利]一种直流电磁搅拌器

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种直流电磁搅拌器。

技术背景

为了提高金属产品质量，在金属冶炼或熔化过程中必须对液态金属进行充分的电磁搅拌。在铝熔炼过程中，为了加快熔化速度以及添加合金后使其合金成分均匀，需要对熔炉内的铝液进行定期搅拌。目前所采用的非接触式搅拌型式分为：交流励磁搅拌、永磁搅拌、直流励磁搅拌。交流励磁搅拌是利用多个线圈平行放置，采用周期式交替通电方式使其形成行波磁场对铝液实施搅拌，耗电量大，一台30吨铝熔炉用交流励磁搅拌器，每小时要耗电250千瓦~315千瓦，机构复杂，故障率高。永磁搅拌由于采用的磁性材料为耐高温120度以上的钕铁硼，虽耗电量只有交流励磁搅拌的十分之一到十五分之一，但是钕铁硼中的钕为稀有金属，国家控制开采，价格昂贵。与同吨位的交流励磁搅拌相比，成本约为交流励磁搅拌的两倍以上，在一定程度上限制了其发展。直流励磁搅拌器，采用两个直流线圈平行排放，磁场漏磁多，耗电虽然只有交流电磁搅拌器的十分之一左右，但磁场辐射面积、深度、强度较小，搅拌范及搅拌铝溶液的量小，搅拌时间长。由于直流线圈采用自然冷却，线圈散热慢，易过热，励磁功率不宜做大，只能适用于小型熔炉和较薄炉底时使用，应用范围窄。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，磁场漏磁少，散热效果好，励磁功率较大，搅拌效果好，且使用方便的直流电磁搅拌器。

为解决上述技术问题，本直流电磁搅拌器，包括支架，支架上安装有由动力装置驱动的转轴，转轴上端固定安装有转盘，转盘上安装有电磁铁，其结构特点是：电磁铁的铁芯水平设置，且铁芯两端固设有向上延伸的导磁块，电磁铁的线圈绕制成线圈盘，且相邻线圈盘之间设有间隙。

本结构的直流电磁搅拌器是通过纵向间隙对流冷却结构来实现散热效果好，励磁功率较大，搅拌效果好，且使用方便的。

纵向间隙对流冷却结构主要包括铁芯水平设置的铁芯，铁芯两端固设有向上延伸的导磁块。导磁块的主要作用是将铁芯内的磁力线向上引导，使电磁铁所产生的磁力线绝大部分都通过导磁块向上构成磁路，磁场漏磁更少，这样就可以对设置在电磁铁上方的熔炉进行电磁搅拌。铁芯上缠绕的线圈做成线圈盘，也就是做成一个平盘状。由于电磁铁的铁芯水平设置，所以缠绕在铁芯上的线圈盘的盘面是竖直设置的。相邻线圈盘间隔设置，因此，相邻线圈盘之间就存在一个空气间隙，该间隙也是沿线圈盘的盘面竖直设置的，这样就构成了一个空气流通通路。当电磁铁通电励磁时，所产生的磁力线会通过导磁块向上辐射到熔炉内的溶液中实现电磁搅拌。当电磁铁的铁芯和线圈盘发热时，相邻线圈盘之间的空气间隙气压减小，而空气间隙下方气压较大，这样，在压差作用下形成气流。间隙内的热空气向上流出，热空气到达熔炉底部后向外扩散出去。这样，就在本直流电磁搅拌器顶部和熔炉底部之间形成风幕，可以有效缓解熔炉对本直流电磁搅拌器的热辐射。空隙下方的冷空气会及时补充进间隙内并与线圈和铁芯热交换，间隙内的空气温度升高后再向上流出，间隙下方冷空气再补充进来，依次流动。这样就起到了自然降低铁芯和线圈盘温度的作用，因此，线圈盘可以做得更大，励磁功率更大，电磁搅拌效果更好。

作为改进，支架上安装有间隙套装在转轴上的套管，套管下端与支架密封固接，转盘上设有与线圈盘对应的通气孔，通气孔与套管内腔连通，支架上还安装有与套管连接的风机。

通过安装在支架上的风机，可以经套管和设置在转盘上的通气孔对线圈盘和铁芯进行吹风冷却，风机吹出的风经间隙向上吹出，不但提高了对电磁铁的冷却效果，而且增强了风幕强度，大大缓解熔炉对本直流电磁搅拌器的热辐射，使本直流电磁搅拌器的磁场强度更稳定。

作为进一步改进，支架上还安装有罩在电磁铁上方的无磁外罩，无磁外罩顶面中部设有出风口。

无磁外罩不会对磁力线造成影响，而且能起到保护电磁铁的作用。无磁外罩顶面中部的出风口可以方便热风从中部向四周吹出，保证了风幕的形成和质量。

作为进一步改进，所述动力装置包括安装在支架上的电动机，电动机通过减速机驱动转轴转动。

通过电动机来驱动转轴转动，控制性更好，操作更简单。通过减速机可以对电机转速进行降低，以满足实际需要。

作为再一步改进，支架上还安装有控制电动机工作的控制器。

通过控制器可以实时控制电动机的启停及正反转，使用起来更加方便。

作为进一步改进，无磁外罩内安装有与控制器电连接的温度传感器，风机的电源端与控制器输出端电连接。