[实用新型]横向旋转磁场流化床

说明书

本实用新型涉及多相反应及流态化技术领域的流化床，特别是涉及一种横向旋转磁场流化床。

磁场流化床按磁场方向可分横向磁场流化床和轴向磁场流化床；按磁场强度可分均匀稳定磁场流化床和脉动磁场流化床。这些磁场流化床实际上是在流化床外部套入磁场发生器。轴向磁场流化床外产生磁场的磁场发生器是霍耳姆兹线圈，而横向磁场流化床外产生磁场的磁场发生器是螺旋线圈或马鞍形线圈。往线圈中通入直流电则产生均匀稳恒磁场，如果通入脉冲电流，则产生脉动磁场。图1所示为现有轴向和横向磁场流化床的示意图，其中(a)为轴向磁场流化床的结构示意图；(b)为螺旋线圈横向磁场流化床的结构示意图；(c)为马鞍形线圈磁场流化床的结构示意图。

上述的磁场流化床均能形成磁稳定床，并且铁磁性颗粒能够沿着磁力线方向排列而形成链状物。但由于磁场方向不变，形成的链状物不会旋转。如果借助于上述线圈来产生横向旋转磁场，就需要增加辅助设备以不断转动线圈，这样做就会使设计难度增大，对设备要求高，而且不易操作。

本实用新型的目的在于克服上述流化床存在的缺陷，并针对这些缺陷，而提供一种具有横向旋转磁场发生器的横向旋转磁场流化床。该流化床的横向旋转磁场发生器，使得线圈绕组固定，产生的磁场不断旋转，这样，铁磁性颗粒在流化床中沿磁力线能够形成链状物并且该链状物能够自旋，自旋的链状物在流化床中犹如一个个微小的螺旋桨，对流化颗粒能起到搅拌和混合作用，提高流化床内的传质、传热效率，改善流化质量，尤其对于Geldart分类中的C类颗粒，它们由于极强的粘性作用力，流化时易于形成聚团，产生沟流，而自旋的链状物能够有效地破碎聚团，阻止沟流的发生，改善C类颗粒的流化质量。本实用新型的实施方案如下

本实用新型提供的横向旋转磁场流化床，包括流化床和流化床外部套入的磁场发生器及变频器、变压器、转子流量计等辅助设备，其特征在于磁场发生器为横向旋转磁场发生器，该横向旋转磁场发生器为一定高的空心圆柱体，流化床放在其内，横向旋转磁场发生器由铁芯和嵌在铁芯中的线圈绕组组成，铁芯由圆环形矽钢片叠压而成，在圆环形截面上纵向冲有六或六的倍数个槽，并以六个槽为佳，其槽可以是半闭口槽或开口槽或半开口槽，并以半闭口槽为较佳，每对对向的槽中分别放置一组线圈绕组，以开有六个半闭口槽为例，则在圆环形铁芯的六个半闭口槽中共放置三相对称的线圈绕组，线圈与槽壁间有绝缘材料制成的槽绝缘层，槽的开口处放置用以固定线圈绕组的槽楔，槽楔由绝缘材料制成，其线圈绕组采用高强度漆包铜线绕制，布置形式为集中式单层绕组。

本实用新型的横向旋转磁场流化床中产生横向旋转磁场是根据对称的三相绕组中在通有对称的三相交流电时会产生旋转磁场这一原理设计而成，其原理如下(以三相对称绕组为例)：

如图2所示，三相对称绕组每相仅由一个线圈组成，A-X、B-Y、C-Z为三相交流电每相线圈；⊙表示电流流出，用表示电流流入，A-X、B-Y、C-Z三个线圈彼此互隔离120°，分布在铁芯内圆的圆周上构成三相对称绕组，三相对称绕组在空间的位移是B相从A相后移120°，C相从B相后移120°，对称的三相绕组通入对称三相电流，各相电流的瞬间表达式为：    

i_A=I_mcosωt,i_B=I_mcos(ωt-120°),i_C=I_mcos(ωt-240°)

其中i_A,i_B,i_C表示为瞬时三相交流电电流强度；I_m表示为三相交流电电流强度幅值；ω表示角速度；t表示为时间。

电流为正值时，电流从每相线圈的首端(A、B、C)流出，由线圈末端(X、Y、Z)流入：电流为负值时，从每相线圈的末端流出，从首端流入。