Индукционный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01F13/08 

СА О СО СО

Изобретение относится к обработке веществ посредством магнитных полей гомогенного смешения, тонкого измельчения, диспергации, ускорения химических реакций и т.п. Целью изобретения является повышение эффективности процесса обработки веществ путем увеличения вращающего момента и теплового воздействия на обрабатываемую среду. Индукционный аппарат содержит индукторы 1 с многофазными обмотками 2, между которыми расположена камера 3 с дискретными рабочими элементами 4. Рабочие элементы 4 выполнены кольцео.бразными с образованием коротко- замкнутого контура для индуцированных вихревых токов, например, в виде плоских шайб. Кроме того, указанные кольцеобразные элементы могут быть снабжены внутренней ферромагнитной перемычкой, а кольцевая часть может быть выполнена из электропроводного немагнитного материала, например меди. 2 з.п.ф-лы, Q ил.

to./

Изобретение относится к области обработки веществ посредством магнитных полей - гомогенного смешивания, тонкого измельчения, диспергации и т.п.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса обработки в индукционном аппарате путем увеличения вращающего момента дискретных рабочих элементов и теплового воздействия на обрабатываемую среду.г

На фиг.1 схематически показан, предлагаемый индукционный аппарат, поперечный разрез; на фиг.2 - 4 - варианты кольцевых дискретных рабочих элементов; на фиг.5 - рабочий элемент с внутренней перемычкой; на фиг.6 - схема образования вихревых токов в рабочем элементе.

На фиг.1 прямыми стрелками Hi показано направление бегущих магнитных полей индукторной системы, круговыми стрелками Н2 результирующего магнитного поля в активной зоне.

Индукционный аппарат содержит инДукторы 1 с многофазными обмотками 2, между активными поверхностями которых в активной зоне расположена рабочая камера 3 с некоторой совокупностью дискретнь1х рабочих элементов 4 (фиг.1). Дискретные рабочие элементы 4 выполнены кольцеобразными в виде шайб, сечение которых может быть круглым, прямоугольным и т.п. (фиг.2 и 4). Кольцевые рабочие элементы-4 могут быть снабжены внутренней ферромагнитной перемычкой 5 в виде стержня. При этом кольцевая часть 6 элемента 4 может быть выполнена из электропроводного материала, например меди (фиг.5). Возможны и другие конструктивные решения дискретных рабочих элементов 4, являющиеся комбинацией приведенных.

Аппарат рабртает следующим образом.

При подаче электропитания ABC, на обмотки 2 индукторов 1 в камере 3 создаются встречно направленные бегущие магнитные поля HI, образующие результирующее магнитное поле Н2, под действием которого дискретные рабочие элементы 4 приходят в хаотичное движение и производят обработку расположенного в камере 3 вещества смешивание, приготовление эмульсий, суспенз;ий и т.п. в зависимости от конкретного технологического процесса (фиг.1). Рабочие элементы 4 приходят в движение под действием реактивного и гистереэисного моментов. Особен 1остью элементов 4 является наличие короткозамкнутого контура для вихревых токов I, индуцированных полями HI и Н2 (фиг.6). Сцепление указанных вихревых токов I элементов 4 с полями Hi и Н2 приводит к созданию дополнительно вихревого вращающего момента. При наличии внутренней ферромагнитной перемычки 5 в элементе 4 (фиг.5) происходит также некоторое усилие вращающего момента за счет увеличения реактивного момента, что обусловлено разной магнитной проводимостью в плоскости элемента 4. Выполнение кольцевой части 6 рабочих элементов 4 из электропроводящего немагнитного материала,

0 например меди, приводит к увеличению значения вихревого тока 1, а следовательно, и вихревой составляющей вращающего момента дискретного рабочего элемента 4. . Кроме того, при применении указанных кон5 Структивных решений рабочих элементов 4 возрастает их нагрев, так как его источником, помимо потерь на перемагничивание, присущих известным устройствам, в предлагаемом устройстве является разогрев элементов под действием вихревых токов I (фиг.6). Тепло рабочих элементов 4, интенсивно движущихся в обрабатываемом веществе,, передается последнему, непрерывно разогревая его. Это позволяет, помимо теп5 лрвых воздействий, также снизить вязкость обр абатываемого, вещества. Кроме того, наличие вихревых токов способствует возникновению процессов электролиза в

обрабатываемом веществе. Повышению интенсивности обработки способствует также более развитая по сравнению с известным наружная поверхность рабочих элементов 4, непосредственно взаимодействующая с обрабатываемым веществом.

5 Проверку предлагаемого аппарата-проводят на линейном индук ционном аппарате ЛИВ-05 30 (8) путем получения однородных смесей Si + С и SiC + С + В. В результате экспериментальной обработки установлено

0 сокращение времени обработки для получения суспензии по сравнению с игольчатыми рабочими элементами: кольцеобразными плоскими шайбами на 15 - 18%, с шайбами с внутренней перемычкой на 17 - 20%.

5 При этом происходит нагрев суспензии с +20°С до 50 - 55°С, в то время как при обработке игольчатыми элементами повышение температуры составляет порядка 5 10°С.

0 Снижение времени обработки позволяет также снизить загрязнение обрабатываемого продукта за счет снижения намола материала частиц. При этом применение кольцевых рабочих элементов позволяет с

5 этой целью изготавливать их из немагнитных материалов, в частности из обрабатываемого материа,ла. Это позволяет расширить диапазон применяемых для рабочих элементов материалов, которые в известных игольчатых элементах ограничены Fe, Ni и

их сплавами. Так, в приведенном выше примере рабочие элементы могут быть изготовлены из обрабатываемого материала SiC.

Таким образом, предлагаемая конструкция индукционного аппарата позволяет повысить вращающий момент дискретных ферромагнитных элементов за счет создания дополнительного вихревогр момента и увеличить тепловое воздействие на обрабатываемое вещество, что повышает эффективность процесса обработки.

Формула изобретения 1. Индукционный аппарат, содержащий размещенную между индукторами рабочую камеру с дискретными рабочими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения процесса обработки путем увеличения вращающего момента рабочих элементов теплового воздействия на обрабатываемую среду, дискретные рабочие элементы выполнены кольцеобразными.

Фиг. 2

Фие.З

ФизЛ

Фиг.6