專利名稱：多模式磁場電磁攪拌器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金熔煉電磁攪拌器，特別指一種多模式磁場電磁攪拌器。
背景技術：
由于近代高強度合金鋼、高性能合金復合材料的廣泛應用，鋼鐵廠、有色金屬廠和
科研院校開發(fā)輕便、高硬度、多用途合金復合材料，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的要求開發(fā)了多模式磁場電磁攪拌器。 目前冶金鋼鐵連鑄、熔煉領域廣泛應用的是結(jié)晶區(qū)、二冷區(qū)、凝固末端旋轉(zhuǎn)磁場電
磁攪拌器，對鑄坯的冶金效果有一定改善。但由于磁場形態(tài)單一，對一些高要求的材料難達
到理想的冶金效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進、創(chuàng)新，提供一種多 模式磁場電磁攪拌器。 本發(fā)明的技術方案是構造一種由電磁攪拌器外殼和設置在電磁攪拌器內(nèi)的多組 線圈組成的攪拌器，其中 電磁攪拌器包括一個非磁性外圓殼體和內(nèi)圓殼體，外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空 腔內(nèi)設置有鐵芯、線圈、壓圈和連接片，其中 線圈包括垂直套在鐵芯上的線圈I，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯芯齒間齒槽內(nèi)的線 圈II。 所述的殼體外部一側(cè)設置有一垂直水槽，水槽外面設置有與其相通的進水管，殼 體下部設置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設有將冷卻水引進殼體內(nèi)的分水板網(wǎng)孔， 殼體上部亦設有冷卻水環(huán)形通道，且殼體外部水槽相鄰位置設有與上部環(huán)形通道相通的出 水管。 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明可以在任何時間內(nèi)運行，操作簡單，可以手工操作也可以自動運行，設備的 安裝調(diào)試時間很短。本發(fā)明的可靠性很高，接近于100%。設備沒有任何移動部件，僅需要 電力以維持運行。電磁攪拌器的運行成本很低，電力消耗僅為0. 8 3kWh/t，設備維護和冷 卻水的成本僅為電力成本的25 50%。 本發(fā)明在液態(tài)金屬外圍設置電磁攪拌器，多模式磁場電磁攪拌最重要的特點是對 能夠?qū)Υ艌鰠^(qū)域內(nèi)金屬熔液實現(xiàn)整體的強烈攪拌和混勻，攪拌功率、攪拌強度可以在0 100%之間任意調(diào)節(jié)，攪拌方向也可隨時進行調(diào)整變化，攪拌模式可隨時調(diào)整，即可單獨設 置三種旋轉(zhuǎn)、直線、螺旋攪拌模式并互換調(diào)整。本發(fā)明安裝于金屬熔液周圍，攪拌器本身與 金屬熔液無直接物理接觸。電磁攪拌器產(chǎn)生的低頻多模式磁場穿透進入熔液。


圖1為本發(fā)明主視2為圖l俯視3為圖2A-A剖面4為圖2除去殼體蓋板5為在線圈I (1)作用下熔液運動示意6為在線圈II (2)作用下熔液運動示意7為在線圈I (1)和線圈II (2)作用下熔液運動示意8為線圈I(1)三相繞組簡9為線圈II (2)三相繞組簡10為鐵芯主視11為圖IO俯視圖
具體實施例方式
由圖1至11可知，本發(fā)明由電磁攪拌器16和設置在電磁攪拌器16中心的金屬熔 液15組成，其中 電磁攪拌器16包括一個非磁性外圓殼體9和內(nèi)圓殼體，外圓殼體9和內(nèi)圓殼體之 間的空腔內(nèi)設置有鐵芯3、線圈、壓圈4和連接片7，其中 線圈包括垂直套在鐵芯3上的線圈I l，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯3芯齒12間齒 槽ll內(nèi)的線圈II 2。 所述的殼體9外部一側(cè)設置有一垂直水槽5，水槽5外面設置有與其相通的進水管 10，殼體9下部設置有與水槽5相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設有將冷卻水引進殼體9內(nèi)的分 水板網(wǎng)孔6，殼體9上部亦設有冷卻水環(huán)形通道，且殼體9外部水槽5相鄰位置設有與上部 環(huán)形通道相通的出水管8。 本發(fā)明所述的線圈I 1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，其中三個同名端連成星點，三相線圈 通三相正交電流，且線圈I 1繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場，帶動磁場區(qū)域內(nèi)金屬溶液15旋轉(zhuǎn)運動。 所述的線圈II 2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，其中三個同名端連成星點，三相線圈通三相正交電 流，且線圈II 2繞組形成行波磁場，帶動磁場區(qū)域內(nèi)金屬溶液15定向移動。所述的線圈I l和線圈II 2同時通電形成復合螺旋磁場，帶動磁場區(qū)域內(nèi)金屬溶液15攪拌。所述的鐵 芯3均勻的設置在殼體9內(nèi)金屬溶液15的周圍，鐵芯3下部設有磁軛，鐵芯3向上均布有 芯齒12，芯齒12之間形成齒槽11，且鐵芯3通過設置在頂部和底部的壓圈4及連接片7壓 緊螺栓固定。所述的壓圈4由二個半圓形組成，二個半圓壓圈4用連接片7連接固定。所 述的鐵芯3磁路設置為開路。所述的殼體9外部一側(cè)設有線圈I 1的引出電纜13，另一側(cè) 設有線圈II 2的引出電纜14。所述的殼體9中心為工作面，殼體9頂部設有吊環(huán)。
本發(fā)明的工作原理 多模式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成。多模式磁 場電磁攪拌器就是直線電機與旋轉(zhuǎn)電機的有機復合產(chǎn)物，都是由普通異步電動機的定子演
4變而來。它可看作是異步直線電動機和異步旋轉(zhuǎn)電動機的復合體。 如圖5所示，在金屬溶液周圍設置電磁攪拌器，當饋給線圈I (1)三相交流電時，就 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場5，由于該磁場的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應電勢，從而產(chǎn)生感應電流7 (遵 循右手定則)。該感應電流與當?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)， 在電磁推力,的作用下金屬熔液做旋轉(zhuǎn)運動。 如圖6所示，在金屬溶液周圍設置電磁攪拌器，當饋給線圈11(2)三相交流電時， 就產(chǎn)生行波磁場5 ,由于該磁場的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應電勢，從而產(chǎn)生感應電流I (遵循右手定則)。該感應電流與當?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)，在電磁推力f的作用下金屬熔液做對流運動。 如圖7所示，在金屬溶液周圍設置電磁攪拌器，當饋給線圈1(1)和線圈11(2)三
相交流電時，就產(chǎn)生螺旋磁場，，由于該磁場的作用，在金屬熔液內(nèi)產(chǎn)生感應電勢，從而產(chǎn)生
感應電流7 (遵循右手定則)，在電磁推力f的作用下金屬熔液做螺旋運動。 本發(fā)明所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明
構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本發(fā)
明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技
術內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權利要求書中。
權利要求
一種多模式磁場電磁攪拌器，由電磁攪拌器(16)和設置在電磁攪拌器(16)內(nèi)的線圈I(1)線圈II(2)組成，其特征在于電磁攪拌器(16)包括一個非磁性外圓殼體(9)和內(nèi)圓殼體，外圓殼體(9)和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設置有鐵芯(3)、線圈、壓圈(4)和連接片(7)，其中線圈包括垂直套在鐵芯(3)上的線圈I(1)，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯(3)芯齒(12)間齒槽(11)內(nèi)的線圈II(2)；所述的殼體(9)外部一側(cè)設置有一垂直水槽(5)，水槽(5)外面設置有與其相通的進水管(10)，殼體(9)下部設置有與水槽(5)相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設有將冷卻水引進殼體(9)內(nèi)的分水板網(wǎng)孔(6)，殼體(9)上部亦設有冷卻水環(huán)形通道，且殼體(9)外部水槽(5)相鄰位置設有與上部環(huán)形通道相通的出水管(8)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈1(1)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，其中三個同名端連成星點，三相線圈通三相正交電流，且線圈1(1)繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場，帶動金屬溶液(15)旋轉(zhuǎn)運動。
3. 根據(jù)權利要求1所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈11(2)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，其中三個同名端連成星點，三相線圈通三相正交電流，且線圈11(2)繞組形成行波磁場，帶動金屬溶液(15)定向移動。
4. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的線圈1(1)和線圈11(2)同時通電形成復合螺旋磁場，帶動金屬溶液(15)攪拌。
5. 根據(jù)權利要求l所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的鐵芯(3)均勻的設置在殼體(9)內(nèi)坩堝或者連鑄坯(15)的周圍，鐵芯(3)下部設有磁軛，鐵芯(3)向上均布有芯齒(12)，芯齒(12)之間形成齒槽(ll)，且鐵芯(3)通過設置在頂部和底部的壓圈(4)及連接片(7)壓緊螺栓固定。
6. 根據(jù)權利要求1或5所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的壓圈(4)由二個半圓形組成，二個半圓壓圈(4)用連接片(7)連接固定。
7. 根據(jù)權利要求l所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的鐵芯(3)磁路設置為開路。
8. 根據(jù)權利要求l所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的殼體(9)外部一側(cè)設有線圈I(l)的引出電纜(13)，另一側(cè)設有線圈11(2)的引出電纜(14)。
9. 根據(jù)權利要求l所述的多模式磁場電磁攪拌器，其特征在于所述的殼體(9)中心為工作面，殼體(9)頂部設有吊環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多模式磁場電磁攪拌器。本發(fā)明由電磁攪拌器外殼和設置在電磁攪拌器內(nèi)的多組線圈組成，其中電磁攪拌器包括一個非磁性外圓殼體和內(nèi)圓殼體，外圓殼體和內(nèi)圓殼體之間的空腔內(nèi)設置有鐵芯、線圈、壓圈和連接片，其中線圈包括垂直套在鐵芯上的線圈I，和相間水平環(huán)繞嵌在鐵芯芯齒間齒槽內(nèi)的線圈II。所述的殼體外部一側(cè)設置有一垂直水槽，水槽外面設置有與其相通的進水管，殼體下部設置有與水槽相通的環(huán)形通道，環(huán)形通道設有將冷卻水引進殼體內(nèi)的分水板網(wǎng)孔，殼體上部亦設有冷卻水環(huán)形通道，且殼體外部水槽相鄰位置設有與上部環(huán)形通道相通的出水管。本發(fā)明可在任何時間內(nèi)運行，操作簡單，可以手工操作也可以自動運行，安裝調(diào)試時間短，可靠性高。
文檔編號B01F13/08GK101700477SQ200910211558
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月26日 優(yōu)先權日2009年5月12日
發(fā)明者侯亞雄, 彭立新, 李恒華, 鄭勇 申請人:湖南科美達電氣有限公司