[实用新型]一种强迫循环的蒸发冷却电磁搅拌器

说明书

本实用新型涉及一种强迫循环的蒸发冷却电磁搅拌器，包括通过管道依次连接形成闭环的电磁搅拌器本体、冷凝器、循环泵、和单向阀，所述电磁搅拌器本体包括壳体、设置在壳体内的绕组，所述绕组包括铁芯和线圈，壳体顶部或者顶部侧面开设有至少一个蒸汽出口并汇合连接冷凝器，壳体底部或者底部侧面开设有液体入口并连接单向阀，所述单向阀的导流方向为由循环泵流向电磁搅拌器本体，所述闭环内的空腔内填充蒸发冷却介质，所述蒸发冷却介质为液态和气态分层混合，液面高过全部绕组。本实用新型结构简单、成本低廉、运行稳定且运行效果好，具有广阔的前景。

技术领域

本发明涉及电磁搅拌器，特别是一种采用强迫循环蒸发冷却结构。

背景技术

电磁搅拌器是钢铁冶炼过程中的一种重要设备，其实质是借助电磁力的作用来强化铸坯中未凝固钢液的运动，从而改变钢液凝固过程中的流动，传热及迁移过程，达到改善铸坯质量的目的。由于电磁搅拌所需电流非常大（通常为数百安培），高电流密度和钢水的热效应会使绕组线圈温度升高，温升过高时会导致绝缘破坏。而且，电磁搅拌器的安装空间有限，运行环境恶劣。因此，必须对绕组线圈进行冷却，才能保证系统的稳定运行。

电磁搅拌器的导线冷却方式主要有浸水外冷式、空心铜管内冷式和油水两次冷却方式三种。

浸水外冷式将导线直接浸泡在冷却水中，冷却水以较高的压力在循环系统中流动，并通过外冷系统降温。缺点是：由于绕组线圈长期浸泡在水中，绝缘很容易损坏，使用寿命短，一般为1~2年，甚至更短。

空心铜管内冷式的绕组由空心铜管绕制而成，铜管内通纯水进行冷却。缺点是：由于空心铜管在同等导电截面下，比实心电磁线体积要大，因而要占用较大的安装空间。

油水两次冷却方式将导线浸泡于导热硅油中，整体密封，外部用压力循环水冷却。缺点是：依靠热交换带走线圈产生的热量，冷却效率差，造成电磁搅拌器的体积较较大，且重量也大。

通过以上情况可以看出，电磁搅拌器对水冷系统要求严苛，外围水处理设备复杂，设备投资及运行成本均高，对水质要求高，水质难以保证，使用寿命短，冷却系统设备冗余繁杂，任何一个环节故障都将导致电磁设备绕组受损或者无法工作，对企业造成经济损失。

为了提高换热效率，精简设备，申请公布号为CN104972084A的中国发明专利申请提供了一种利用蒸发冷却技术的电磁搅拌器。

蒸发冷却即所谓的相变冷却，它是利用介质的相变来吸收和释放热量，其机理与传统上的靠介质的比热来传递热量完全不同。蒸发冷却技术冷却效率高，冷却效果均匀；冷却介质的凝固点远远低于环境温度，无防冻问题，且具有强绝缘性，不燃不爆，安全性高；整个冷却系统运行压力很低，稳定性好，基本免维护。

然而，该发明中的内部冷却介质利用相变引起的重力变化形成循环，冷凝器必须高于封闭腔体，无法适应工况现场的不同安装要求，使用范围十分有限。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构可靠、安装灵活、适应性强的蒸发冷却电磁搅拌器。

本发明的技术方案是构造一种强迫循环的蒸发冷却电磁搅拌器，包括通过管道依次连接形成闭环的电磁搅拌器本体、冷凝器、循环泵、和单向阀，所述电磁搅拌器本体包括壳体、设置在壳体内的绕组，所述绕组包括铁芯和线圈，壳体顶部或顶部侧面开设有至少一个蒸汽出口并汇合连接冷凝器，壳体底部或底部侧面开设有液体入口并连接单向阀，所述单向阀的导流方向为由循环泵流向电磁搅拌器本体，所述闭环内的空腔内填充蒸发冷却介质，所述蒸发冷却介质为液态和气态分层混合，液面高过全部绕组。

在其中一个实施例中，所述的冷凝器为二次冷却冷凝器，包括蒸发冷却介质通道和水通道，其中蒸发冷却介质通道接入闭环。

在其中一个实施例中，所述的壳体由耐腐蚀、不导磁材料制成。