專利名稱：熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通過機械旋轉產生旋轉磁場的攪拌器，特別是一種直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器。
背景技術：
在金屬冶煉或熔化過程中，通常需要對液態金屬進行充分攪拌，攪拌有機械方式、吹氣方式、磁攪拌方式。磁攪拌方式因攪拌模式可控，且不與熔體直接接觸等優點而已被越來越廣泛應用。金屬在冶煉過程中，通過攪拌可提高金屬物的熔化效率。解善爐體內熔體之間溫度的不均勻，克服了因溫度的不均勻在熔煉過程中產生的氧化燒損。通過對金屬液體的充分攪拌，能使金屬液中的合金成分均勻，且使熔體內的雜質通過攪拌排出。現通常用爐底磁力攪拌器的磁場有電磁式和永磁式。現有的電磁攪拌器有兩種，一種是電磁攪拌器固定不動，勵磁電流為低頻交變電源提供而獲得旋轉或螺線磁場。這種攪拌器能耗大，配套設備昂貴且復雜，其推廣受到局限，另一種是通過電磁鐵旋轉產生旋轉磁場，結構簡單，但相對耗能高。永磁攪拌器的主體是一組永磁體，通過帶動永磁體的旋轉形成一個交變的旋轉磁場。永磁攪拌器由于要求產生強磁場而對磁鐵的性能提出了高要求，由于價格、溫度的影響，也使其應用范圍受限。
發明內容本實用新型的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進和創新，提供一種吸收了電磁式和永磁式電磁攪拌的優點，能耗小，磁性強，磁鋼磁場損耗小，攪拌效率高，且由直流電源勵磁，磁源由勵磁繞組和磁鋼共同提供的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器。本實用新型的技術方案是構造一種設置在熔煉爐爐底的電永磁攪拌器，包括行走小車，設置在行走小車上的旋轉機構、升降機構，和設置在旋轉機構上方并在旋轉機構驅動下同步旋轉的電永磁鐵，其中電永磁鐵固定在旋轉機構的托盤上，包括豎立或者水平設置在導磁軛鐵上的磁芯，繞制在磁芯上的線圈，及設置在磁芯線圈構成的磁極之間增強磁場的輔助磁鋼，且磁芯、線圈、磁極和輔助磁鋼均設置在電永磁鐵的殼體內，殼體的外壁上均勻的設置有散熱筋；所述的輔助磁鋼的磁極，與磁芯和線圈構成的電磁鐵的磁極為同極對應安裝；所述的磁芯和磁極由全部磁鋼構成，或者由部分軛鐵和部分磁鋼構成，所述線圈產生的磁場方向與磁芯中磁鋼的磁場方向一致。本實用新型的優點及有益效果本實用新型電永磁鐵的磁源由勵磁線圈即磁芯線圈形成的電磁鐵和永磁鐵即磁鋼共同提供，工作磁場更強；電永磁鐵四周散熱筋的設計可以在電永磁鐵旋轉的同時帶走勵磁線圈產生的大量熱量；同時輔助磁鋼的設置有效的阻止了磁芯間、磁極間、磁芯與磁極間的漏磁現象，增加了工作磁場的強度，從而使整個攪拌器效率更好，更節能，使用壽命更長。
圖I是本實用新型整體結構示意圖。圖2是圖I的右視圖。圖3是本實用新型磁芯立式電永磁鐵兩組線圈結構示意圖。圖4是圖3的俯視圖。圖5是本實用新型磁芯立式電永磁鐵一組線圈結構示意圖。圖6是圖5俯視圖。 圖7是本實用新型磁芯水平式電永磁鐵結構示意圖。圖8是圖7俯視圖。
具體實施方式
由圖I至8可知，本實用新型設置在熔煉爐爐底，包括行走小車I，設置在行走小車I上的旋轉機構4、升降機構11，和設置在旋轉機構4上方并在旋轉機構4驅動下同步旋轉的電永磁鐵5，其中電永磁鐵5固定在旋轉機構4的托盤上，包括豎立或者水平設置在導磁軛鐵53上的磁芯51，繞制在磁芯51上的線圈52，及設置在磁芯線圈構成的磁極56之間增強磁場的輔助磁鋼54,且磁芯51、線圈52、磁極56和輔助磁鋼54均設置在電永磁鐵5的殼體58內，殼體58的外壁上均勻的設置有散熱筋55,以保證電永磁鐵5旋轉時散熱；所述的輔助磁鋼54的磁極,與磁芯51和線圈52構成的電磁鐵的磁極為同極對應安裝，輔助磁鋼54的磁場方向是阻止磁芯間、磁極間、磁芯與磁極間的漏磁，以加強工作磁場強度；所述的磁芯51和磁極56由全部磁鋼構成，或者由部分軛鐵和部分磁鋼構成，所述線圈52產生的磁場方向與磁芯51中磁鋼的磁場方向一致。本實用新型所述的行走小車I包括行走輪，通過電動機或者液壓馬達驅動行走輪移動的行走機構14，設置在行走小車I上正對電永磁鐵5的冷卻風機3和接線盒2。所述的旋轉機構4包括固定在行走小車I上的電機，由電機驅動的減速機16，設置于減速機16上方的輸出軸即空心支撐軸7，及與空心支撐軸7連接的旋轉支撐6，電永磁鐵5固定在旋轉支撐6上方設置的托盤上并通過旋轉機構4驅動正、反旋轉，電永磁鐵5的引出電纜通過空心支撐軸7連接至安裝于空心支撐軸7上的集電滑環組件8。所述的升降機構11設置在行走小車I的兩側，包括控制電永磁鐵5升降的電機、升降鎖緊裝置15和限位裝置10。所述的電永磁鐵5外還罩設有一罩體12，罩體12內設置有溫度監控的熱電偶9 ;電永磁鐵5的下方設置有支撐裝置13，支撐裝置13與空心支撐軸7及旋轉支撐6配合支持電永磁鐵5正常高速旋轉。所述的磁芯豎立設置的電永磁鐵5包括豎立設置在圓形或者多邊形導磁軛鐵53上的一個或者至少二個磁芯51，繞制在磁芯51上的一組或者至少二組線圈52，和設置在磁芯51、線圈52形成的N和S磁極之間的輔助磁鋼54,其中設置一個磁芯51和線圈52的電永磁鐵5的外極設置一個或者至少二個凸出的磁極56。所述的磁芯水平設置的電永磁鐵5包括水平設置在非磁性支架57上的磁芯51，繞制在磁芯51上的線圈52，和設置在磁芯51、線圈52形成的N和S磁極之間的輔助磁鋼54，其中磁芯51的兩端設置導磁軛鐵53與其形成一個整體,非磁性支架57支撐在磁芯51和導磁軛鐵53的下方,兩端導磁軛鐵53上放置有磁極56。本實用新型的設計及工作原理本實用新型包括由行走小車、旋轉機構、電永磁鐵構成。行走小車上有升降機構和行走機構，升降機構配有升降鎖緊裝置，保證行走小車停止后將電永磁鐵升到所要求的高度后能穩定立于地面，使電永磁鐵旋轉時整個裝置平穩不亂擺動。支撐裝置固定在行走小車上，通過旋轉支撐來支持著電永磁鐵正常高速旋轉。空心支撐軸通過旋轉機構與支撐裝置、旋轉支撐相配合，電永磁鐵的引出電纜通過空心支撐軸與安裝在空心支撐軸上的集電滑環組件相連。其行走小車被送到熔爐爐底后，升降機構的絲桿牢牢支撐于地面并鎖緊，電永磁鐵被升到里爐底合適的位置，電源通過集電滑環組 件給電永磁鐵供電，旋轉機構帶動電永磁鐵旋轉，電永磁鐵的磁源由其線圈和磁鋼共同提供。本實用新型的電永磁鐵有兩種結構形式，其第一種形式是在圓形或多邊形導磁軛鐵上安裝有一組或多組勵磁線圈，電永磁鐵的磁極和勵磁線圈的磁芯由全部的磁鋼或部分導磁軛鐵加部分磁鋼構成，在磁鋼的N. S極之間可配有用磁鋼制作的增強磁場的輔助磁鋼，輔助磁鋼可按圖示全部或部分制作。在電永磁鐵轉動的四周可焊有散熱筋，并保證其自轉時作風葉散熱用。其第二種形式是電永磁鐵的磁芯水平設置，電永磁的線圈繞制在磁芯的四周在磁芯兩端延伸出導磁軛鐵，導磁軛鐵和磁芯形成一個整體，在其整體下方用不導磁的錳鋼或不銹鋼做一個支架，以支撐電磁鐵。在兩端延伸的導磁軛鐵上放置有電永磁鐵的磁極,其磁極和磁芯全部由磁鋼或部分導磁軛鐵加部分磁鋼構成,在磁鋼的N. S極之間可配有用磁鋼制作的增強磁場的輔助磁鋼，輔助磁鋼可按圖示全部或部分制作。在電永磁鐵轉動的四周可焊有散熱筋，并保證其自轉時作風葉散熱用。電永磁鐵的線圈的通電方向應保證產生磁場的增強，即線圈產生磁場的方向應與磁芯中磁鋼的方向一致；允許磁芯或磁極中出現全部是導磁材料的情況發生。本實用新型的旋轉機構由變頻電機驅動減速機，可正反轉，無極調速，減速機的輸出軸為空心軸。本實用新型的旋轉支撐軸插入旋轉機構的減速機的輸出軸的內孔中，旋轉支撐上有一托盤，把電永磁使用螺釘固定在托盤上，電動機通過減速機帶動旋轉支撐軸和電永磁鐵一起轉動，平穩運轉，旋轉支撐軸也是空心的。電永磁鐵的引出電纜從空心支撐軸的下端引出，并接在安裝在空心支撐軸的集電滑環組件上，最后與整流控制設備聯接，引出電纜的正、負極有方向性。本實用新型的升降機構由旋轉絲桿螺母及減速機組成，由一臺電機驅動，同步運行。升降到傳感器指定的位置后，帶軟墊的絲桿抱閘抱緊絲桿，變絲桿螺母的間隙連接為無間隙的鎖緊連接，使電永磁鐵在旋轉時小車平穩無振動。本實用新型的所有機構都安裝在行走小車上，行車小車由電動機減速機通過鏈輪、鏈條帶動主動車輪轉動，驅動小車前后移動。所有電纜，一端接在小車上，一端接在電纜卷筒上。卷筒隨著小車前進、后退收放電纜。整流控制柜設備上的輸出電纜與卷筒相連。操作者和整流控制設備可以遠離冶煉爐，操作者安全舒適，整流控制設備也可以減少故障，延長壽命。本實用新型攪拌器也適用于靜置保溫爐或合金精煉爐。本實用新型的結構原理[0031]如圖1、2所示，本實用新型由行走小車I、旋轉機構4和電永磁鐵5構成。行走小車I上有升降機構11和行走機構14，升降機構11配有升降鎖緊裝置15，保證行走小車I在指定的位置停止并將電永磁鐵5升到限位裝置10控制的高度后，能穩定立于地面使電永磁鐵5旋轉時整個裝置平穩不亂擺動。支撐裝置13固定在行走小車I上，通過旋轉支撐來支持著電永磁鐵5正常高速旋轉。空心支撐軸7通過旋轉機構4與支撐裝置13、旋轉支撐6相配合，電永磁鐵5的引出電纜通過空心支撐軸7與安裝在空心支撐軸7上的集電滑環組件8相連。此外，為了保證電永磁鐵5能正常工作，在行走小車I上還安裝有冷卻風機3，在罩體12內安有熱電偶9，對罩體12內的溫度進行監控和冷卻。如圖3、4所示，本實用新型電永磁鐵立式兩組線圈的結構，在一圓形或多邊形導磁軛鐵53上安裝有兩組勵磁線圈52,電永磁鐵勵磁線圈52的磁芯51由磁鋼構成,也可由部分導磁軛鐵和部分磁鋼構成，在磁鋼的N. S極之間可配有用磁鋼制作的增強磁場的輔助磁鋼54。輔助磁鋼54可按圖示全部或部分制作。在電永磁鐵轉動的四周可焊有散熱筋55，并保證其自轉時作風葉散熱用。如圖5、6所示，本實用新型電永磁鐵立式一組線圈的結構，在一圓形或多邊形導磁軛鐵53上安裝有一組勵磁線圈52,電永磁鐵勵磁線圈52的磁芯51由磁鋼構成,也可由部分導磁軛鐵53和部分磁鋼構成，其外極可由一個或多個凸出磁極56方式,磁極56由磁鋼構成，也可由部分導磁軛鐵和部分磁鋼構成，在磁鋼的N. S極之間可配有用磁鋼制作的增強磁場的輔助磁鋼54。輔助磁鋼54可按圖示全部或部分制作。在電永磁鐵轉動的四周可焊有散熱筋55，并保證其自轉時作風葉散熱用。如圖7、8所示，本實用新型電永磁鐵水平式一組線圈的結構，電永磁鐵的磁芯水平設置，電永磁的線圈52繞制在磁芯51的四周,在磁芯51兩端延伸出導磁軛鐵53,導磁軛鐵53和磁芯51形成一個整體，在其整體下方用不導磁的錳鋼或不銹鋼做一個支架57，以支撐電磁鐵。在兩端延伸的導磁軛鐵53上放置有電永磁鐵的磁極56,其磁極56和磁芯51全部由磁鋼或部分導磁軛鐵加部分磁鋼構成，在磁鋼的N. S極之間可配有用磁鋼制作的增強磁場的輔助磁鋼54，輔助磁鋼54可按圖示全部或部分制作。在電永磁鐵轉動的四周可焊有散熱筋55，并保證其自轉時作風葉散熱用。以上三種形式中電永磁鐵的線圈的通電方向應保證產生磁場的增強，即線圈產生磁場的方向應與磁芯中磁鋼的方向一致。允許磁芯或磁極中出現全部是導磁材料的情況發生。本實用新型所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行的描述，并非對本實用新型構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求1.一種熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，設置在熔煉爐爐底，其特征在于包括行走小車(1)，設置在行走小車(I)上的旋轉機構(4)、升降機構(11)，和設置在旋轉機構(4)上方并在旋轉機構(4 )驅動下同步旋轉的電永磁鐵(5 )，其中 電永磁鐵(5)固定在旋轉機構(4)的托盤上，包括豎立或者水平設置在導磁軛鐵(53)上的磁芯(51)，繞制在磁芯(51)上的線圈(52)，及設置在磁芯線圈構成的磁極(56)之間增強磁場的輔助磁鋼(54)，且磁芯(51)、線圈(52)、磁極(56)和輔助磁鋼(54)均設置在電永磁鐵(5)的殼體(58)內，殼體(58)的外壁上均勻的設置有散熱筋(55)； 所述的輔助磁鋼(54)的磁極，與磁芯(51)和線圈(52)構成的電磁鐵的磁極為同極對應安裝； 所述的磁芯(51)和磁極(56)由全部磁鋼構成，或者由部分軛鐵和部分磁鋼構成，所述線圈(52)產生的磁場方向與磁芯(51)中磁鋼的磁場方向一致。
2.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的行走小車(I)包括行走輪，通過電動機或者液壓馬達驅動行走輪移動的行走機構(14)，設置在行走小車(I)上正對電永磁鐵(5)的冷卻風機(3)和接線盒(2)。
3.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的旋轉機構(4)包括固定在行走小車(I)上的電機，由電機驅動的減速機(16)，設置于減速機(16)上的輸出軸即空心支撐軸(7 )，及與空心支撐軸(7 )連接的旋轉支撐(6 )，電永磁鐵(5 )固定在旋轉支撐(6)上方設置的托盤上并通過旋轉機構(4)驅動正、反旋轉，電永磁鐵(5)的引出電纜通過空心支撐軸(7)連接至安裝于空心支撐軸(7)上的集電滑環組件(8)。
4.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的升降機構(II)設置在行走小車(I)的兩側，包括控制電永磁鐵(5)升降的電機、升降鎖緊裝置(15)和限位裝置(10)。
5.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的電永磁鐵(5)外還罩設有一罩體(12),罩體(12)內設置有溫度監控的熱電偶(9);電永磁鐵(5)的下方設置有支撐裝置(13)，支撐裝置(13)與空心支撐軸(7 )及旋轉支撐(6 )配合支持電永磁鐵(5)正常高速旋轉。
6.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的磁芯豎立設置的電永磁鐵(5)包括豎立設置在圓形或者多邊形導磁軛鐵(53)上的一個或者至少二個磁芯(51)，繞制在磁芯(51)上的一組或者至少二組線圈(52)，和設置在磁芯(51)、線圈(52)形成的N和S磁極之間的輔助磁鋼(54)，其中設置一個磁芯(51)和線圈(52)的電永磁鐵(5)的外極設置一個或者至少二個凸出的磁極(56)。
7.根據權利要求I所述的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，其特征在于所述的磁芯水平設置的電永磁鐵(5)包括水平設置在非磁性支架(57)上的磁芯(51)，繞制在磁芯(51)上的線圈(52 )，和設置在磁芯(51)、線圈(52 )形成的N和S磁極之間的輔助磁鋼(54 )，其中磁芯(51)的兩端設置導磁軛鐵(53)與其形成一個整體，非磁性支架(57)支撐在磁芯(51)和導磁軛鐵(53)的下方,兩端導磁軛鐵(53)上放置有磁極(56)。
專利摘要本實用新型涉及一種直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電永磁攪拌器，設置在熔煉爐爐底，包括行走小車、旋轉機構、升降機構和電永磁鐵，其中電永磁鐵固定在旋轉機構的托盤上，包括豎立或者水平設置在導磁軛鐵上的磁芯，繞制在磁芯上的線圈，及設置在磁芯線圈構成的磁極之間增強磁場的輔助磁鋼，且磁芯、線圈、磁極和輔助磁鋼均設置在電永磁鐵的殼體內，殼體的外壁上均勻的設置有散熱筋；所述的輔助磁鋼的磁極，與磁芯和線圈構成的電磁鐵的磁極為同極對應安裝；所述的磁芯和磁極由全部磁鋼構成，或者由部分軛鐵和部分磁鋼構成，所述線圈產生的磁場方向與磁芯中磁鋼的磁場方向一致。本實用新型攪拌器效率更好，更節能，使用壽命更長。
文檔編號F27D27/00GK202770247SQ201220468820
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者梁志軍, 胡志成, 郝國新, 黃燁華, 徐滿霞 申請人:岳陽鴻升電磁科技有限公司