Электромагнитное транспортирующее устройство

 

Изобретение предназначено для перемещения сыпучих ферромагнитных материалов. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат. Устройство содержит неферромагнитный трубопровод 2 и индуктор, содержащий соленоиды 3. К соленоидам примыкают магнитопроводы. Магнитопроводы выполнены с внутренним диаметром, равным 1,1-1,2 внутреннего диаметра соленоида. Внешний диаметр магнитопровода равен внешнему диаметру соленоида. Длина соленоида L и его средний радиус R выполнены в соответствии с соотношением 2R≤L*983R, а расстояние λ между смежными соленоидами одной и той же фазы индуктора за вычетом длины соленоида выбрано больше 2,0-2,5R. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 393 А1 (19) (11) (51) 5 В 65 G 54/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3953541/27-11 (22) 19.06.85 (46) 28.02.90. Бюл. №- 8 (72) В.А.Эсауленко, В.Ю.Черников, Н.П.Иванов и А.Р.Таразов (53) 621.867.038(088.8) (56) Патент США ¹ 3219863, кл. 310-14, 23.11.65. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение предназначено для перемещения сыпучих ферромагнитных материалов. Цель изобретения — уменьшение энергозатрат. Устройство со2 держит неферромагннтный трубопровод

2 и индуктор, содержащий соленоиды 3.

К соленоидам примыкают магнитопроводы. Магнитопроводы выполнены с внутренним диаметром, равным 1,1-1,2 внутреннего диаметра соленоида. Внешний диаметр магнитопровода равен внешнему диаметру соленоида. Длина

1 соленоида и его средний радиус R выполнены в соответствии с соотношением 2R+1(3R, а расстояние A между смежными соленоидами одной и той же фазы индуктора-за вычетом длины соленоида выбрано больше 2,0-2,5 R.

6 ил.

15463

1

Изобретение относится к конвейерНому транспорту сыпучих ферромагнитНых материалов и может быть использована н металлургической и машиностроительной промьппленности для очис TKH металлических изделий от окалины, а также для ввода сыпучих ферромагнитных материалов н жидкий металл

При непрерывной разливке стали. 1А

Целью изобретения является пмень— пение энер гоз атрат электромагнитноГо устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое электромагнитное устройство для перемещения сыпучих ферромагнитных материалов, общий вид, на фиг. 2 — трехсоленоидная секция индуктора; "-::a фиг. 3 — графики осевых и радиальных

Магнитных сил . ;. одиночного солено1 да; на фиг. 4 — положение осевой магнитной силы индуктора для двух

Смежных моментов времени, на фиг.5—

Зависимость относительных максимальНых осевых магнитных сил одиночноО го соленоида от его относительной длины; на фиг. 6 — графики отношений максимальных радиальных к максимальНым осевым магнитным силам одиночноГо соленоида различной относительной

pJIHHbl на разпичных радиальных, уровнях.

Электромагнитное устройство содер1кит загрузочный бункер I, неферро магнитный трубопровод 2, охваченный

ic внешней стороны системой соосно

1>асположенных соленоидов 3, и схеМу 4 электропитания соленоидов. Трубопровод и система соленоидов образуЮт индуктор устройства, который может состоять из нескольких секций, каждая из которых содержит 3-6 соленоидов.

Между соленоидами 3 трехсоленоидной секции располагаются кольцеобразные магнитопроводы 5 пакетного типа и прокладки (крестовины) 6 из неферромагнитного непроводящего материала (например, текстолит). Магнитопро-* вод представляет собой пакет из 8-lIO

50 листов трансформаторной стали толщиной 0 5 мм. Внешний диаметр пакета

D равен внешнему диаметру соленоида, а внутренний диаметр пакета D равен

1 1-1 2 внутреннего диаметра солено9 9

55 ида. Для уменьшения вихревых токов листы магнитопровода могут иметь радиальные разрезы. Неферромагнитный трубопровод 2 центрируется с помощью текстолитоных клиньев 7. Система из трех соосно расположенных соленоидов жестко скрепляется с помощью торцовых крьппек 8 и шпилек 9.

При протекании постоянного тока в одиночном соленоиде возникает неоднородное магнитное поле с максимумом напряженности в центре. На ферромаг— нитный сыпучий материал, расположенньп1 внутри соленоида, со стороны поля воздействуют осевая магнитная сила

10 и радиальная магнитная сила

Осевая магнитная сила знакопеременная с нулевым значением в центре и максимальным значением у торца соленоида.

Радиальная магнитная сила равна нулю на оси соленоида (г=О) и достигает максимальных значений у стенок трубопРовода (г=К>т„1) в центРе соленоиДа ,о (Х=О) . Вне соленоида имеется область отрицательных радиальных магнитных, сил, сжимающих ферромагнитный сыпу- чий материал к оси трубопровода.

В предлагаемом устройстве осевая магнитная сила Рх является движущей силой, а радиальная Р,. — тормозящей.

Осевая магнитная сила индуктора

Р зависит от схемы включения солех,ц ноидон. При и фазах индуктора расстояние 71 между центрами смежных со-. леноидов одной и той же фазы равно и с (с, — расстояние между центрами двух рядом расположенных соленоидов).

При трех фазах индуктора и протекании тока н соленоидах первой фазы на сыпучий ферромагнитный материал воздействует осевая магнитная сипа 12 индуктора, а при протекании тока в соленоидах второй фазы — осевая магнитная сила 13, Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сыпучий ферромагнитный материал поступает из бункера 1 в трубопронод

2 и формируется в виде порции, расположенной в окрестностях нулевого значения волны осевой магнитной силы индуктора. При протекании импульса тока 1, в соленоидах первой фазы индуктора порция материала под воздействием магнитной силы 12 располагается н центре первого по ходу движения соленоида. В следующий момент времени согласно коммутапионной программе схемы 4 электропитания исчезает ток и появляется иМпульс тока i< и солЕноидах второй фазы индуктора, Осевая магнитная сила 13 за1546393

20

Рх макс

Р

Х,адан „, Лт. (iv ) 1"о о ставляет переместиться порцию матеI риала из центра первого в центр второго по ходу двюкения соленоида. 3атем исчезает ток и появляется импульс тока i> в соленоидах третьей группы индуктора, в результате чего порция материала перемещается в центр третьего по ходу движения соленоида.

При исчезновении тока i и возникноЭ вении тока i рассматриваемая порция оказывается в центре четвертого соленоида, а в первом соленоиде формируется новая порция ферромагнитного сыпучего материала.

Таким образом, с течением времени волна осевой магнитной системы индуктора F и движется вдоль оси системы соленоидов и увлекает за собой порции сыпучего ферромагнитного материала, отстоящие друг от друга на расстоинии (11 (расстояние между центрами смежных соленоидов одной и той же фазы). За один период Т токов индукто- . ра перемещаемый материал проходит расстояние Я .

Силовые характеристики индуктора при одном и том же токе зависят от магнитных свойств перемещаемого ферромагнитного материала, геометрических размеров соленоидов, параметров магнитопровода и расстояний между смежными соленоццами одной и той же фазы. Рациональные параметры предлагаемого устройства получены с помощью тензометрической установки измерения осевых и радиальных магнитных сил, позволяющей регистрировать объемную

" картину магнитных сил бтдельных соленоидов и индуктора.

Если увеличивать длину 1 соленоида при неизменных среднем радиусе соленоида R и числе витков Я, приходящемся на единицу его длины, то максимальная осевая магнитная сила соленоида F ïðè одном и том же тоХМаХс

xe i также растет, но до определенного предела. Для выбора рациональной длины соленоида целесообразно воспользоваться понятием относительной

1 длины соленоида 1 = — и относительR ной максимальной осевой магнитной силы F которая одинакова

Х. ото, макс для всех соленоидов одной и той же относительной длины . где у — магнитная восприимчивость ферромагнитного материала, U — объем порции материала;

1 =

=4Т 10 Гн/м — магнитная постоянная.

Как следует иэ графика 14, полученного для соленоидов относительной длины 0,3; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0, увеличение относительной максимальной осевой магнитной силы соленоидов наблюю дается только до значений 1 =2,0-3,0.

При дальнейшем росте длины поле. в центральной части соленоида становится однородным и это уже не приводит к росту движущей магнитной силы. Таким образом, с ростом длины 1 пропорционально затрачивается дополнительная энергия на создание поля соленоида, но выигрыш в магнитной. силе для длинных соленоидов отсутствует.

Отношение максимальных радиальных магнитных сил к максимальным осевым

F> /F также зависит от относи"Макс Х Маке ( тельной длины соленоида 1 . На оси соленоида при нулевой относительной

r радиальной координате r = — (r — ра- .

R диальная координата; R — средний радиус соленоида) радиальные силы отсутствуют и отношение Р „ „,/Р„ „, „с равно нулю (кривая 15 на фиг. 6).

При r =0,2; 0,4; 0,6 эти отношения ! отличаются от нуля и представлены соответственно на графиках 16-18, полученных для соленоидов относительной длины 0 3; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0

Из графиков сле;ует, что минимальные отношения радиальных магнитных сил к осевым имеют место при относительной длине соленоида, превышающей 2,0.

Таким образом, исходя из максимума осевой магнитной силы и минимума отношений радиальных магнитных сил к осевым рациональными следует считать соленоиды относительной длины

2,0-3,0. !

Расстояние между центрами смежных соленоидов одной и той же фазы индуктора совпадает с расстоянием между порциями сыпучего ферромагнитного материала и определяет в конечном итоге производительность транспортной установки. Чем меньше, тем выше производительность установки при прочих равных условиях. Однако по уменьшению параметра также имеются ограничения.

1546393

С уменьшением расстояния, между смежными соленоидами фазы магнитное поле индуктора вдоль оси трубопровода становится более однородным, что приводит к уменьшению максимаг.:ьных магнитных сил индуктора из-за уменьшения градиента напряженности результирующего магнитного поля (Р=

=.k H grad Н, где Š— коэффициент пропорциональности; 11 — напряжЕнность магнитного поля), Для соленоидов относительной длины О 3; 1 О; 2 0 и 3 О с помощью тензометрической системы измерения магнитных сил были определены максимальные осевые магнитные силы соленоидов Р м и максимальные о "вые .магнитные силы индуктора Гк„ . при

Х И макс различных расстояниях 7, между центрами смежных соленоидов фазы индуктора. Результаты измерений свицетельствуют о том, что при одном и том же параметре Ъ -1, выраженном в единицах среднего рапиуса R, отношения магнитных сил практически не зависят от относительной длины соленоидов и эффект уменьшения максимальных магнитных сил индуктора ло сравнению с максимальной магнитной силой одиночного соленоида пцоявляется при условии

%-1 ((2-2,5)К. При меньших значениях

9-1 максимальная сила индуктора меньше максимальной силы соленоида, а при больших значениях эти силы стоновятся одинаковыми.

Таким образом, расстояние 9, между центрами смежных соленоидов одной и той же группь. за вычетом длины 1 соленоида должно быть выбрано больше

2, 0-2, 5 среднего радиуса соленоида, иначе произойдет уменьшение движущих сил индуктора и ухудшение энергетических показателей установки.

В табл. 1 приведены отношения максимальных осевых составляющих магнитных сил индуктора к максимальным осевым силам одйночных соленоидов различной относительной длины 1 = — при

Р различных значениях параметра (3-1), выраженного в единицах среднего радиуса R.

Для решения вопроса о рациональных размерах магнитопровода пакетного типа были проведены измерения магнитных сил в рабочем объеме соленоида, имеющего следующие параметры: внутренний диаметр D =:130 мм внеш>,с

9 ний диаметр D,, =230 мм; длина 1.=

=40 мм, число витков N-=150. Пакеты листов трансформаторной стали при одинаковой толщине 4-5 мм имели одинаковый внешний диаметр D =280 мм и

De различньп внутренний диаметр D . Ис1 пользовался также пакет, охватывающий соленоид по боковой поверхности цилиндра внешнего диаметра (цилиндрическая часть магнитопровода).Измерения проводились при токе 30 Л с пробным телом массой 2,5 r. Осевые и радиальные магнитные силы измерялись у стенки трубопровода при г=бО мм. !

Результаты измерен ж, представленные в табл. 2, свидетельствуют о том, что цилиндрическая часть маг— нитопровода незначительно влияет на максимальные осевые и радиальные магнитные силы по сравнению с влиянием плоских пакетов магнитопровода. При

25 уменьшении внутреннего диаметра па— кета D„ максимальная осевая магнитная сила Fz,растет, одйако. при этом увеличивается и максима.пьная радиальная магнитная сила Г, . Отноше-. к,макс ния радиальных сил к осевым малы при больших значениях внутреннего диаметра пакета Р„ и сильно увеличиваются при приближении внутреннего диаметра пакета к внутреннему диаметру соле35

Таким образом, с учетом максимального выигрыша в осевой магнитной силе и минимального отношения радиальных сил к осевым следует использовать магнитопровод пакетного типа без цилиндрической части с внешним диаметром плоского пакета, равным внешнему диаметру соленоида, и с внутренним диаметром пакета, равным 1,1-1,2 внутреннего диаметра соленоида.

В табл. 2 приведены отношения максимальных радиальных магнитных сил

F, „к максимальным осевым F, у

Х.макс стейки трубопровода при различных значениях. внутреннего диаметра D. плос1 ко ro пакет а ма гнитопро вода.

Рассмотренные ограничения геометрических размеров соленоидов, магнитопровода и расстояний между центрами смежных соленоидов одной и той же фазы индуктора создают условия работы предлагаемого устройства при максимальном выигрыше в движущих силах

1546393

Таблица l

Отношение Относительная .длина

0,5R соленоI идов, 1

l,0 1,0

0,98 1,0

0,97 1,0

0,97 1,0

0,9 0,98

0,87 0,97

0,89 0,95

0,91 0,95

0,28 0,72

0,35 0,75

0,41 0,78

0,4 0,8

0,3

1,0

Таблица 2

Соленоид без магВнутренний диаметр пакета, D., мм

11агнитопровод с цилиндрической частью

Параметры 130 140 180 220 260 нитопровода

1 1 1.с

1,69 2,0

1,08 1,38

52 33

1,0

13,5

22 17

15 Х.МакС 70

9,5

15 12 10,5

48 25 ;МаКС 88

Г /Р 1 26

Г МОКС Х,МОКС

0,92 0,76 0,68 0,71 0,7

0,7 и, следовательно, ири минимальных энергозатратах на перемещение сыпучего ферромагнитного материала.

Формула изобретения

Злектромагнитно е транспортирующее устройство, содержащее неферромагнитный трубопровод и индуктор, выпол- 10 ненный в виде последовательно установленных и охватывающих неферромагнитный трубопровод соленоидов с расположенными по их торцам кольцеобразными магнитопроводами, о та и ч а ю щ е е с я тем, что, с пелью уменьшения энергозатрат, между магнитопроводами -межных соленоидов установлены изолирующие прокладки, причем магнитопроводы выполнены с внутренним диаметром, равным 1,1-1,2 внутреннего диаметра соленоида, внешним диаметром, равным внешнему диаметру соленоида, выполненного с длиной и средним радиусом В. в соответствии с состношением 2R cl(3R, при этом смежные соленоиды одной и той же фазы индуктора установлены на расстоянии друг от друга за вычетом длины соленоида большим 2,0-2,5 R.

1546393

1546393

0

Fr

Фяг.б

1546393

Составитель Н.Шалаева

Техред А.Кравчук

Корректор Т.Палий

Редактор T.Ïàðôåíoâà

Заказ 52 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

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

Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство Электромагнитное транспортирующее устройство 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромагнитным конвейерам и может быть использовано для транспортировки ферромагнитных материалов, например стальной или чугунной стружки

Изобретение относится к трубопроводно.му транснорту, а именно к гидромагнитному устройству для неремен1ения ферромаг нитны.х сыпучих материалов

Изобретение относится к транспортированию , а именно к магнитным конвейерам

Изобретение относится к транспортировке и погрузке

Изобретение относится к области конвейерного транспорта и позволяет повысить надежность конвейера (К) в работе

Изобретение относится к конвейерам и может быть использовано для транспортировки сыпучих ферромагнитных материалов

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в качестве транспортного средства при неразрушающем контроле трубопроводов для перемещения дефектоскопического оборудования

Изобретение относится к конвейерам и может быть использовано для транспортировки сыпучих ферромагнитных материалов, в частности, в прокатном производстве, для уборки с поверхности листов и полос отслоившейся окалины при перемещении в линиях прокатных станов и агрегатов продольной резки

Изобретение относится к транспортировке штучных грузов в помещении и может быть использовано в различных отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам транспорта ферромагнитных сыпучих материалов, используемых в регенеративных воздухоподогревателях в качестве промежуточного теплоносителя

Изобретение относится к электромагнитным транспортным устройствам и мохет быть применено для перекатывания труб

Изобретение относится к транспорту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в цехах для транспортировки стружки

Изобретение относится к транспортированию электропроводных материалов по трубопроводам

Электромагнитное транспортирующее устройство

Наверх