АППАРАТ ВИХРЕВОГО СЛОЯ Российский патент 1997 года по МПК B01F13/08 

Изобретение относится к аппаратам, использующим для обработки материалов энергию вращающегося электромагнитного поля, воздействующего на ферромагнитные частицы, которые непосредственно взаимодействуют с обрабатываемым материалом, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен аппарат вихревого слоя, содержащий охлаждаемый маслом корпус, в котором размещена реакционная камера в виде трубы с ферромагнитными частицами, с зазором установленной в осевом канале, охватывающего ее индуктора вращающегося электромагнитного поля [1]
Известный аппарат имеет следующие недостатки:
ярмо индуктора собирают из колец или пластин электротехнической стали и соединяют с сердечниками при помощи сложной системы шпилек, проточек, запрессованных гаек, перемычек и т.п. Однако сложно добиться плотного контакта пластин друг с другом и поэтому имеют место большие потери энергии, а зоны контактов сильно нагреваются, кроме того, затруднены монтаж и центровка катушек индуктора;
затруднен монтаж и центровка индуктора в корпусе;
индуктор омывается маслом неравномерно, в результате чего имеют место локальные перегревы;
подаваемая мощность не регулируется;
установленную производительность менять не рекомендуется, а уменьшение подачи продукта в реакционную камеру ведет к перегреву, что не всегда возможно.

Целью изобретения является снижение энергоемкости и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что аппарат вихревого слоя, содержащий крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, подключенными к внешней системе подачи и охлаждения, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы с ферромагнитными частицами, снабжен системой регулирования подаваемой мощности, а также коллектором, сообщенным с патрубком подвода охлаждающей среды и разделяющим ее поток на два потока. При этом аппарат снабжен кожухом, соединенным с крышками, а индуктор обечайкой, охватывающей его снаружи и установленной с зазором относительно кожуха, причем в стенке коллектора, обращенной к индуктору, выполнены кольцевая выточка и отверстия по обе стороны от нее, а один из торцов обечайки закреплен в этой выточке. Кроме того, обечайка может быть выполнена из немагнитного материала и иметь цилиндрическую форму так же, как и кожух.

При монтаже аппарата штампованные пластины электротехнической стали запрессовывают в обечайку из немагнитного материала по типу статоров асинхронных двигателей, а катушки (обмотки) размещают в пазах пластин. Применение обечайки из железа допустимо, но при этом несколько ухудшаются электрические параметры аппарата. В осевой канал индуктора вводят и центрируют трубу (реакционную камеру), затем индуктор с трубой устанавливают в трубчатом кожухе при помощи торцевых крышек (фланцев) с уплотнениями. При этом формируются два кольцевых цилиндрических канала: между стенкой кожуха и обечайкой и между трубой и стенкой канала индуктора. Устанавливают коллектор и крышки.

На фиг.1 изображен общий вид аппарата в разрезе; на фиг.2 коллектор; на фиг.3 поперечный разрез коллектора.

Аппарат вихревого слоя содержит реакционную камеру в виде трубы 1 из немагнитного материала, в рабочей зоне которой расположена сменная вставка 2 с ферромагнитными частицами (иголками) 3. Труба 1 размещена в осевом канале индуктора 4 с зазором 5. Индуктор 4 снаружи имеет обечайку 6, а труба 1 фиксируется в его осевом канале при помощи установочных винтов 7. Индуктор 4 с трубой 1 заключен в кожух 8, соединенный с крышками 9, 10 через уплотнения 11 и 12. На крышке 10 есть патрубок 13 подвода среды. Крышка 10 снабжена патрубком 14 для подвода охлаждающей среды, сообщенным с коллектором 15. Между обечайкой 6 и кожухом 8 образован кольцевой зазор 16. Стенка коллектора 15, обращенная к индуктору 4, имеет кольцевую проточку 17, в которой плотно установлен торец обечайки 6. По обе стороны проточки 17 выполнены отверстия 18 и 19 для прохода среды, в зазоры 5 и 16. Питание индуктора 4 производят через токоввод 20, энергия к которому поступает от блока управления (не показан). Регулирование мощности производят в блоке управления по принятой системе.

Аппарат вихревого слоя работает следующим образом.

Включают систему охлаждения. При этом охлаждающая среда через патрубок 14 поступает в коллектор 15 и через отверстия 18, 19 в нем в зазоры 6 и 16, равномерно омывая индуктор 4 и трубу 1, и выводится из аппарата через патрубок 13. Затем подают энергию и устанавливают заданную нагрузку, после чего в трубу 1 подают продукт, который после обработки ферромагнитными иголками 3 направляют на дальнейшую переработку или потребителю.

На основании предлагаемого изобретения спроектирована, изготовлена и испытана установка, основные технические данные которой таковы:
Производительность 0,8 1,2 м³/ч
Внутренний диаметр рабочей зоны 66 70 мм
Потребляемая мощность (активная) 1,5 2 кВт
Сила тока на обмотках (не более) 45 A
Напряжение 380 B
Частота 50 Гц
Габариты (с блоком управления) 1,5 x 1,5 x 1,8 м
Масса иголок (при единовременной загрузке) 0,1 0,3 кг
Установка показала высокую надежность, малую энергоемкость и хорошее качество обработки продукта.

Использование: для обработки материалов в различных отраслях промышленности.

Сущность изобретения: повышение надежности и снижение энергоемкости обеспечивается тем, что аппарат снабжен системой регулирования подаваемой мощности, коллектором для охлаждающей среды, кожухом и обечайкой, охватывающей индуктор и закрепленной торцом в выточке коллектора. При работе аппарата обеспечивается равномерное охлаждение и понижается энергоемкость. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Аппарат вихревого слоя, содержащий крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, подключенными к внешней системе подачи и охлаждения, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы с ферромагнитными частицами, отличающийся тем, что он снабжен системой регулирования подаваемой мощности. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен коллектором, сообщенным с патрубком подвода охлаждающей среды и разделяющим ее поток на два потока. 3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что он снабжен кожухом, соединенным с крышками, а индуктор обечайкой, охватывающей его снаружи и установленной с зазором относительно кожуха, при этом в стенке коллектора, обращенной к индуктору, выполнены кольцевая выточка и отверстия по обе стороны от нее, а один из торцов обечайки закреплен в этой выточке. 4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что обечайка индуктора выполнена из немагнитного материала. 5. Аппарат по пп.3 и 4, отличающийся тем, что кожух и обечайка индуктора выполнены цилиндрическими.