Погружной электронагреватель легкоплавких материалов

Погружной электронагреватель легкоплавких материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротермическим устройствам для разогрева легкоплавких материалов. Целью изобретения является повышение интенсивности разогрева. Электронагреватель содержит погружную систему нагревателей, установленную на валу электродвигателя. Эта система выполнена из трех двухстенных ферромагнитных труб, между стенками которых размещены индукционные обмотки. Все трубы вращаются на их общем валу, а пристыкованные к ним патрубки входа и выхода выполнены таким образом, что обеспечивают несколько веерных струй горячего материала, производя размыв и разогрев его в емкости. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1483680

А1 (дй 4 Н 05 В 6/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4217981/24 — 07 (22) 31. 03.87 (46) 30.05.89. Бюп. Р 20 (71) Новочеркасский политехнический институт им.Серго Орджоникидзе (72) В.N. Бочаров, Г.М. Водяник и Т.В.Цирюк (53) 621,365.512 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1097527, кл, В 65 D 88/74, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N - 1211893, кл, Н 05 В 6/10, 1984, (54) ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

ЛЕГКОПЛАВКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к электроИзобретение относится к народному хозяйству, связанному с добычей, транспортировкой, переработкой или использованием легкоплавких материалов, которые при атмосферных температурах находятся в твердом или вязком состоянии, а именно к устройствам для разогрева.

Цель изобретения — повышение эффективности разогрева при снижении стоимости устройства.

На фиг. 1 и 2 показана кинематическая схема устройства в двух проекциях; на фиг. 3 — схема включения обмоток; на фиг. 4 — узел верхнего патрубка.

Электронагреватель легкоплавких материалов состоит из основания 1 с подшипниковыми узлами 2, приводным . асинхронным электродвигателем 3, 2 термическим устройствам для разогрева легкоплавких материалов. Целью изобретения является повышение интенсивности разогрева, Электронагреватель содержит погружную систему нагревателей, установленную на валу электродвигателя. Эта система выполнена из трех двухстенных ферромагнитных труб, между стенками которых размещены индукционные обмотки. Все трубы вращаются на их общем валу, а пристыкованные к ним патрубки входа и выхода выполнены таким образом, что обеспечивают несколько веерных Струй горячего материала, производя размыв и разогрев его в емкости, 4 ил. тормозом 4, вала 5 с кронштейнами 6, .индукционных нагревателей 7.1-7,3 с трубками 8 и 9, шайбами 10, обмотками 11, заглушками 12 и 13, патрубками 14 и 15 входа и выхода.

В горловине цистерны установлено основание 1, в подшипник овых узлах которого 2 установлен вал 5, связанный с валом асинхронного приводного электродвигателя 3 с фазным ротором

16, Вал 5 полый. Внутри вала 5 проложены проводники, соединяющие обмотку ротора 16 двигателя 3 с обмотками 11 нагревателей. Нагреватели

7 установлены на кронштейнах 6 вала

5 соосно.

Каждый электронагреватель 7, состоит из проходной внутренней стальной (ферромагнитной) трубы 8 и наружной стальной трубы 9. Длина трубы 8

1483680 больше длины трубы 9 ° С торцом трубы

8 и 9 соединены стальными шайбами

10, толщина которых не меньше толщины стенок труб. Соединение выполняется сваркой или по прессовой посадке с фиксацией. Внутренний диаметр трубы

9 и наружный диаметр трубы 8 отличаются на величину сечения ферромагнитного проводника обмотки 11 с изоля- 10 цией и технологическим припуском, обеспечивающим сборку нагревателя.

Нижние концы обмоток 11 через проходные изоляторы выводятся наружу и соединяются между собой„образуя 15 ноль звезды. Верхние выводы обмоток

11 также через проходные изоляторы выводятся наружу и присоединяются к проводникам, проложенным внутри вала 5 от обмотки ротора 16 .двига-теля 3.

К выходным конц;и труб 8 крепятся нижние заглушки 12 и верхние заглушки 13 с патрубками 14 и 15, Патрубки

14 ориентированы по касательным к 75 траектории вращения, а патрубки 15 по радиусам, Патрубки 14 выполнены конусными, Их диаметр со стороны заглушки равен диаметру трубы 8, а диаметр входного отверстия»ес- 30 колько больше, Патрубки 15 выполнены из труб, аналогичных трубе 8, Нагреватели 7 имеют различную длину и их нижние патрубки 14 установлены на одном уровне. Патрубки 15 уста35 новлены в заглушках 13 на шаровых шарнирах 17 с возможностью изменения угла наклона относительно оси нагре. вателя.

Устройство работает следующим об40 разом, Исходное положение — устройство поднято над горловиной цистерны, тормозом 4 заторможен вал 5. Подается напряжение на двигатель 3, Двига45 тель 3 работает в режиме трансформатора. Электрическая энергия передается в контур обмотки ротора 16, при этом электродвижущая сила в обмотке равна номинальному значению, а час— тота ЭДС ротора равна частоте питающего напряжения. Под действием ЭДС обмотки ротора 16 по контуру обмотка 16 - обмотка 11, протекает ток, величина которого определяется пол— ным сопротивлением нагревателеи 7.

Полное сопротивление нагревателей 7 зависит от конструктивных параметров обмотки 11 и параметров массивного замкнутого сердечника (трубы 8 и 9, шайба 10), внутри которого расположена обмотка 11 . Параметры нагревателей 7 рассчитываются таким образом, чтобы ток„ потребляемый двигателем

3 из сети при заторможенном вале 5, не превышал номиналт.ного значения.

Ферромагнитная обмотка 11, обтекаемая током ротора двигателя 3 с частотой сети, инцуктирует в элементах

8, 9, I0, образующих массивный сердечник, вихревые токи. Эти же токи индуктируются и в самой ферромагнитной обмотке 11. Так как обмотка 11 расположена внутри сердечника 8, 9, l0 с минимальными технологическими зазорами и сам серцечник имеет пренебрежительно малые зазоры или вообще их íе имеет (при сборке со сваркой), то тv:;!! рассеяния и участки пути рабочего потока в воздухе сведены до минимума или вообше отсутст«уют. Это обеспечиьает снижение намагничивающего тока и реактивного сопротивле ия электронагревателей 7.

Таким образом электрическая энергия в сердечнике и обмотке нагревателей 7 превращается в тепловую. Напряжение, снимаемое с обмотки ротора

16, уравновешивается ЭДС обмотки 11 и падением напряжения на активном сопротивлении эточ оомотки. Это позволяет сократить расход обмоточного материала. Так как конструкция на— гревателя 7 позволяет уменьшить его реактивное сопротивление, то это сопротивление не оказывает большого влияния на пусковой момент двигателя 3.

Разогреваемую выемную часть устройства опускают в горловину цистерны и она, выплавляя в разогреваемом материале канал, погружается, После погружения выемной части в цистерну и установки основания 1 в горловину тормоз 4 выключают и под действием момента двигателя 3 вал 5 и нагрева— тели 7 начинают вращаться в направлении ориентировки патрубков 14. Набегающий поток расплавленного материала создает давление на входе патрубков 14, тогда как на выходе патрубков 15 давление равно давлению окружающей среды. Под действием разности давлений жидкий материал поднимается по внутренним трубам 8, дополнительно нагревается и под действием центробежных сил выбрасывается из

1483680 патрубков 15, Так как выходные части нагревателей установлены на разных уровнях, то создается несколько Веер(ньгх струй в верхней части цистерны.

Целесообразно, чтобы по крайней мере один нагреватель давал веерную струю выше уровня загрузки цистерны.

Веерные струи горячего материала производят размыв и разогрев материала 10 в верхней части цистерны и создают завихрения в массиве разогретого материала,зякручиваемого вращающимися нагревателями. Все это способствует более интенсивному разогреву. 15

При этом активными являются как внешние, так и внутренние поверхности нагревате,-гей, По мере разогрева материала увеличги.ае сс л частота вращения вала 5. ЧяcT:,.II i ЗДС обмотки ро — 20 тора и ее величии» уменьшаются. Зто привоггит к уменьшению тока обмоток

16 и 11 и автоматическому снижению интенсивности разогрева нагревателей

7. Но с увеличением частоты вращения ротора двигателя 3 иитеисифицируется гидродинамический разогрев. Важно, что с умеггыпением частоты тока ферромагнитной обмотки 11 ее активное сопротивление уменьшается из-за 30 уменьшения эффекта вытеснения тока

IIo сечению проводника обмотки, что способствует переходу иа более высокую реостатную характеристику двигателя 3 и также повышает эффективность разогрева.

По мере разогрева материала в цистерне начинают его слив через нижний сливной узел. При этом те патрубки 40

15, которые были погружены в материал, обнажаются, Так как патрубки 15 установлены в заглушках 13 шарнирно и имеют степень свободы по вертикали, то под действием центробежных сил они приподнимаются. Поэтому если в начале вращения вала 5 патрубки 15 выбрасывали струи под углом, меньшим

90 к оси вращения, то по мере разгоня вала 5 этот угол увеличивается до

l90 . При этом плавно меняются зс ны действия струй, Так как струи выбрасываются на разных уровнях, то создается некоторая область их воздейст-.1 вия. Наиболыиую досягаемость имеет верхняя струя. Совокупным воздействием горячих струй осуществляется эффективный размыв в удаленных областях цистерны, Формула изобретения

Погружной электронагреватель легкоплавких материалов, содержащий основание, на котором установлен приводной асинхропиьй электродвигагель с фазным ротором, иа вертикальном валу которого B подшипниковом узле установлен по меньшей мере один снабженный узлом перемешивания, вращающийся индукционный нагреватель> обмотка которого заключена в герметичную ферромагнитную трубу и электрически соединена с обмоткой ротора электродвигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности разогрева, он снабжен двумя дополнительными индукционными нагревателями, нагреватели установлены параллельно валу на кронштейнах, что их верхние торцы имеют различные уровни, каждый нагреватель снабжен внутренней трубой из ферромагнитного материала, указанные индукционные обмотки выполнены из ферромагнитного материала и соединены между собой, а узел перемешивания выполнен в виде патрубков входа и выхода нагреваемой среды по числу нагревателей, соединенных с внутренней трубой, причем патрубок выхода закреплен подвижно на ее верхнем торце с возможностью изменения угла его наклона относи" тельно оси вала и ориентирован радиально ему, а патрубок входа соединен с нижним торцом и ориентирован по касательной к направлению вращения.

1483680

15

Составитель О. Щедрина

Техред M.Äèäûê Корректор Н. Король

Редактор N.Àíäðóøåíêo

Заказ 2855/57 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101