Линейный индукционный аппарат для обработки материалов

Линейный индукционный аппарат для обработки материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЛИНЕЙНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ , содержащий верхний и нижний ряд индукторов, создающих встречно направленные бегущие поля относительно рабочей камеры, заполненной ферромагнитными рабочими телами, загрузочный и выгрузочный патрубки и калибровочные сита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, последний снабжен дополнительными загрузочными и выгрузочными патрубками, а индукторы верхнего ряда смещены в продольном направлении относительно соответствующих индукторов нижнего ряда на расстояние ,5 (t, + у, где Г, -активная длина индуктора; fj - расстояние между соседними индукторами в ряду, выбираемое из условия (J,; где t-зубцовое давление индуктора; q. -число пазов на плюс и фазу, причем между индукторами верхнего ряда расположены дополнительные загрузочные патрубки, а между индукторами нижнего ряда - дополнительные выгрузочные патрубки . 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, р § что нижняя стенка рабочей камеры по длине выполнена волнообразной, причем вы (Л пуклости совпадают с вертикальной осью, проходящей через загрузочные патрубки, а вогнутости - с вертикальной осью, проходящей через выгрузочные патрубки. оо 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН за В 02 С 19 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3552569/29-33 (22) 11.02.83. (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) В. Ф. Шинкаренко и И. Л. Славинский (71) Особое конструкторское бюро линейных электродвигателей (53) 621.926.9 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 480447, кл. В 02 С 19/18, 1973.

2. Линейно-индукционные вращатели и устройства, основанные на их использовании, Рекламный проспект. № 542-1500, в/о «Лицензииторг». (54) (57) 1. ЛИНЕЛНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащий верхний и нижний ряд индукторов, создающих встречно направленные бегущие поля относительно рабочей камеры, заполненной ферромагнитными рабочими телами, загрузочный и выгрузочный патрубки и калибровочные сита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, последний снабжен дополнительными загрузочными

ÄÄSUÄÄ 1103897 A и выгрузочными патрубками, а индукторы верхнего ряда смещены в продольном направлении относительно соответствующих индукторов нижнего ряда на расстояние

L= — 05 (11+ g, где f — активная длина индуктора;

f расстояние между соседними индукторами в ряду, выбираемое из условия (, 1< ; где t — зубцовое давление индуктора;

< — число пазов на плюс и фазу, причем между индукторами верхнего ряда расположены дополнительные загрузочные патрубки, а между индукторами нижнего ряда — дополнительные выгрузочные патрубки.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нижняя стенка рабочей камеры по длине выполнена волнообразной, причем выпуклости совпадают с вертикальной осью, проходящей через загрузочные патрубки, а вогнутости — с вертикальной осью, проходящей через выгрузочные патрубки.

1103897

Цель изобретения — повышение производительности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что линейный индукционный аппарат для обработки материалов, содержащий верхний и нижний ряд индукторов, создающих встречно направленные бегущие поля относительно рабочей камеры, заполненной ферромагнитными рабочими телами, загрузочный и выгрузочный патрубки и калибровочные сита, снабжен дополнительными загрузочными и выгрузочными патрубками, а индукторы верхнего ряда смещены в продольном

Изобретение относится к электромагнитным устройствам, использующим энергию встречно направленных бегущих. электромагнитных полей для осуществления непрерывного технологического процесса, и может быть спользовано, например, для тонкого измельчения сыпучих материалов.

Известно электромагнитное устройство для обработки сыпучих материалов, содержащее обмотку, выполненную в виде катушек тороидальной формы, внутри которой расположена рабочая камера, заполненная ферромагнитными рабочими телами (1).

В данном устройстве используется энергия пульсирующего электромагнитного поля для измельчения сыпучих материалов. В процессе работы ферромагнитные рабочие тела теряют свои магнитные свойства и для их восстановления необходим источник постоянного магнитного поля, которое периодически подмагничивает рабочие тела. Однако для этого требуется остановка устройства, что снижает его производительност ь.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является линейный индукционный аппарат для обработки материалов, содержащий верхний и нижний ряд индукторов, содержащих встречно направленные бегущие поля относительно рабочей камеры, заполненной ферромагнитными рабочими телами, загрузочный и выгрузочный патрубки и калибровочные сита (2).

Данный аппарат имеет ограничение по высоте и ширине рабочей камеры из-за уменьшения электромагнитного воздействия на рабочие тела, в связи с чем для увеличения производительности рабочая камера выполнена достаточно длинной, а по ее сторонам установлено несколько групп линейных индукторов. Загрузка исходного продукта осуществляется с одного конца рабочей камеры, а отбор обработанного продукта — с противоположной, что приводит к неравномерному распределению его по всему объему рабочей камеры, в результате чего снижается качество и производительность (скорость) технологического процесса.

Кроме того, наличие сложного устройства отбора обработанного продукта уменьшает надежность аппарата в целом и увеличивает его стоимость.

45 направлении относительно соответствующих индукторов нижнего ряда на расстояние

L = — 0,5 (?, + ?д), где ?, — акти вная дли на инду ктора; (— расстояние между соседними индук2 торами в ряду, выбираемое из условия

f, tg, где t — зубцовое давление индуктора; число пазов на плюс и фазу, причем между индукторами верхнего ряда расположены дополнительные загрузочные патрубки, а между индукторами нижнего ряда — дополнительные выгрузочные патрубки.

Нижняя стенка рабочей камеры по длине выполнена волнообразной, причем выпуклости совпадают с вертикальной осью, проходящей через загрузочные патрубки, а вогнутости — с вертикальной осью, проходящей через выгрузочные патрубки.

На фиг. 1 представлен аппарат, продольный разрез; а также направление бегущих магнитных полей и порядок чередования фаз обмоток индукторов; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — участок зубцово-пазовой структуры индуктора в зоне торца; на фиг. 5 и 6 — схемы, поясняющие выбор расстояния ?>, на фиг. 7 — схема, поясняющая выбор расстояния L

Линейный индукционный аппарат содержит индукторы верхнего ряда и индукторы 2 нижнего ряда, между которыми расположена рабочая камера 3, заполненная ферромагнитными телами 4. Верхние 1 и нижние 2 индукторы установлены с интервалом, равным ? . В образовавшихся промежутках между индукторами 1 верхнего ряда размещены дополнительные загрузочные патрубки 5 для подачи исходного материала в рабочую камеру 3, а в промежутках между индукторами 2 нижнего ряда размещены дополнительные выгрузочные патрубки 6 для удаления продуктов измельчения из рабочей камеры 3. Перед патрубками 6 установлены съемные калибровочные сита 7. Для ускорения процесса распределения исходных материалов по объему рабочей камеры 3 и удаления продуктов измельчения нижняя стенка 8 рабочей камеры 3 выполнена волнообразной, причем выпуклости совпадают с вертикальной осью, проходящей через загрузочные патрубки 5, а вогнутости — с вертикальной осью, проходящей через выгрузочные патрубки 6. Каждый из индукторов

1 и 2 представляет собой магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали, в котором имеются пазы с уложенной в них многофазной (в данном случае трехфазной) обмоткой 9 (фиг. 4), при подключении которой к источнику переменного синусоидального напряжения вдоль активной поверхности индуктора создается бегущее электромагнитное поле. Для обеспече11

3 ния рабочего процесса в рабочей камере 3 индукторы 1 и 2 каждого ряда подключаются к источнику напряжения таким образом, чтобы создаваемые бегущие поля каждого индуктора 2 нижнего ряда были направлены встречно по отношению к бегущим полям, создаваемым каждым индуктором 1 верхнего ряда, причем чередование фаз верхнего 1 и нижнего 2 индукторов выбрано таким, что на каждом полюсном давлении в рабочей камере 3 образуются вращающиеся магнитные поля (как и в обычной асинхронной машине). По длине рабочей камеры 3 имеются вихревые зоны, образуемые вращающимися магнитными полями. При помещении в рабочую камеру 3 ферромагнитных тел 4 (обычно цилиндрической формы), последние интенсивно вращаются, благодаря чему производится рабочий процесс — мелкое измельчение сыпучих материалов, перемешивание, диспергация и др.

Для сохранения требуемых значений магнитной индукции и соответственно вращающего момента рабочих тел 4 в центрах вихревых зон рабочей камеры 3 расстояние 1д между соседними индукторами 11 и 2-2 выбирается из условия 3>

Число пазов на полюс и фазу является общеизвестным расчетным параметром обмоток электрических машин переменного тока, который вычисляется по формуле

9 2Рю где z — число пазов индуктора; — число полюсов;

rn — количество фаз.

q-õàðàêòåðè3óåò число пазов с обмоткой, проводники которой в данный момент времени запитаны током одной фазы в пределах одного полюсного деления. Для обмотки, показанной на фиг. 1, < = 1.

При соблюдении условия 1 (t q силовые линии магнитного потока в пределах полюсного деления (фиг. 5) замыкаются по кратчайшему расстоянию, что соответствует оптимальному режиму работы аппарата.

При этом вихревые зоны будут распределены равномерно по всей длине устройства. Сдвиг верхнего индуктора 1 по отношению к нижнему 2 на расстояние меньше или равно ty не отражается на интенсивности вращения рабочих тел 4. При увеличении расстояния

1 ) Ф (фиг. 6) длина пути (т.е. магнитное сопротивление) для силовых линий увеличивается, в результате чего уменьшается индукция на этом участке рабочей камеры 3, пути замыкания магнитного потока перераспределяются, что приводит к уменьшению интенсивности вращения рабочих тел 4 и снижению производительности аппарата.

К аналогичным последствиям приводит и несоблюдение условия L= — (5< + fz), (фиг.7).

Устройство может работать при условии

L= — О, т.е. при нулевом смещении соответствующих индукторов верхнего 1 и нижнего

03897

2 ряда, но при этом загрузочные патрубки 5 оказываются расположенными напротив выгрузочных 6 и в этой зоне магнитный поток резко ослаблен, даже при условии 1

4tg, что приводит к скоплению обрабатываемого материала в этих зонах и снижению производительности аппарата в целом. Смещение поперечных осей индукторов 1 верхнего ряда по отношению к индукторам 2 нижнего ряда на величину L= — 0,5 (3t -+ g<) является необходимым условием для осуществления эффективного конструктивного решения аппарата, при этом обеспечивается требуемый порядок чередования фаз верхнего 1 и нижнего 2 рядов индукторов, необходимый для работы линейных индукционных аппаратов. Поскольку в рабочем процессе участвует только половина активной длины крайних индукторов нижнего ряда, то в зависимости от конструктивного исполнения индукторов (однотипные модульные, с секционированными обмотками и т.д.), а также преследуемых при эксплуатации целей (уменьшение габаритов, снижение потребляемой энергии, повышение производительности аппарата и т.д.), в отношении режима эксплуатации крайних индукторов нижнего ряда могут быть использованы соответствующие техническйе решения (например, отключение от сети части обмотки индуктора, не участвующей в рабочем процессе), использование (при модульном исполнении) индукторов на краях, активная длина которых равна половине активной длины индукторов, используемых в средней части устройства, и др.

Аппарат работает следующим образом.

При дозированной подаче исходного материала, подлежащего измельчению, одновременно через все загрузочные патрубки исходный материал равномерно распределяется по объему рабочей камеры 3 и сразу же подвергается обработке ферромагнитными телами 4, совершающими вихревое движение. Одновременно продукты измельчения через калибровочные сита 7 попадают в выгрузочные патрубки. Этому способствует волнообразная поверхность нижней стенки 8 рабочей камеры 3, которая при механическом воздействии со стороны ферромагнитных тел 4 играет роль вибратора, ускоряющего подачу продуктов измельчения в зону расположения калиброванных сит 7.

Стрелки на чертеже показывают направление технологического процесса.

В зависимости от свойств и состава обрабатываемого материала, а также характера технологического процесса при тонком измельчении веществ возможно возникновение отходов (к ним можно, например, отнести неподдавшиеся измельчению и породные частицы, размер которых превышает размер частиц обработанного материала. При необходимости процесс извлечения указанных отходов, которые будут скапливаться

11 03897 в рабочей камере, можно решить различными способами. Например, в данном устройстве отходы можно удалять через выгрузочные каналы, для чего калибровочные сита, закрывающие выгрузочные каналы, можно сделать съемными или подвижными. Эту опера цию можно осуществлять периодически (по мере накопления отходов) в автоматическом или ручном режиме (кратковременно открывая выгрузочные окна и подавая на это время под них специальный бункер или устройство для сбора отходов).

Характерной особенностью конструкции аппарата является, то, что в отличие от известных конструкций линейных индукционных аппаратов, в данном случае транспортировка исходного материала в рабочую камеру и вывод из нее продуктов измельчения осуществляется под действием сил тяжестинаиболее простым и дешевым способом.

Равномерность загрузки исходного материала и его распределения по всему объему рабочей камеры, а также одновременный вывод продуктов измельчения из зоны обработки позволяет обеспечить непрерывный технологический процесс и повысить производительность аппарата.

Кроме того в отличие от плоских рабочих камер прямоугольного сечения, используемых в линейных индукционных аппаратах, в предлагаемом устройстве с учетом его конструктивных особенностей, вызванных расположением загрузочных и выгрузочных каналов, а также направлением технологического процесса (сверху вниз, а не вдоль рабочей камеры, как в известных конструкциях линейных индукционных аппаратов ), с целью повышения производительности устройства нижняя стенка рабочей камеры выполнена в продольном направлении не плоской, а волнообразной таким образом, чтобы напротив загрузочных каналов находились выпуклости нижней стенки камеры, а выгрузочные каналы — соответственно в зоне вогнутости. Этим обеспечивается то, что обрабатываемый продукт в процессе измельчения самопроизвольно устремляется к вы10 грузочным каналам, чему способствует и то, что рабочая камера вибрирует под воздействием вращающихся рабочих тел и встречно направленных бегущих магнитных полей.

Конструкция аппарата реализуется из однотипных взаимозаменяемых индукторов, которые могут быть выполнены в модульном исполнении. Работа линейного индукционного аппарата в таком исполнении легко автоматизируется, что позволяет создавать на его основе автоматизированные технологические линии и установки.

Применение предлагаемой конструкции линейного индукционного аппарата особенно эффективно при обеспечении длительных или поточных технологических процессов большой производительности по тонкому измельчению материалов, а также других аналогичных процессов, которые широко применяются в различных отраслях промышленности.

Отсутствие в аппарате сложных уст30 ройств по перераспределению обрабатываемого продукта по длине рабочей камеры, а также по выгрузке обработанного продукта, упрощает конструкцию аппарата и увеличивает его надежность.

1103897

82Т

Фиг.б пу p++u ) Редактор Н. Яцола

Заказ 5016/5

Составитель В. Ревва

Тех ред И. Be ре с Корректор А. Зимокосов

Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4