Подвесной электромагнитный железоотделитель Советский патент 1992 года по МПК B03C1/16 

Изобретение относится к области разделения материалов по магнитным свойствам и может быть использовано в литейном производстве для удаления ферромагнитных включений из отработанных формовочных смесей.

Известен электромагнитный сепаратор по авторскому свидетельству, содержащий магнитопровод, катушки намагничивания. При этом магнитопровод выполнен в виде концентрических цилиндров, на которых размещены части обмоток катушек намагничивания электромагнитной системы. Это позволяет увеличить отвод тепла от магни- топровода и в целом от электромагнитной системы железоотделителя.

Однако, в случае расположения на маг- нитопроводе последовательно нескольких катушек намагничивания, не эффективно, так как не позволяет осуществлять теплоот- вод от расположенных рядом торцевых чКс- тей электромагнитных катушек.

Известен электромагнитный шкивной сепаратор, содержащий магнитную систему, состоящую из полюсов, ступицы которого выполнены с пазами, намагничивающие катушки и тепловой полюс с лопастями, выполненный из немагнитного теплопроводного материала, расположенный между полюсами магнитной системы. Торцевые поверхности полюсов снабжены диамет-г рально расположенными ребрами, часть которых, прилегающая к полюсу, выполнена из ферромагнитного материала, а другая - из немагнитного материала. Это позволяет повысить эффективность процесса сепарации за счет интенсификации отвода тепла от магнитной системы, а также увеличить зону действия магнитного поля.

Однако, применительно к подвесным электромагнитам с П-образной электромагнитной системой является неприемлемым, так как не позволяет расположить тепловой полюс на магнитопроводе. Неприемлемым является приведенное техническое решение и в случае расположения последовательно на одном магнитопроводе с П-образным сердечником нескольких катушек намагничивания.

(Л

С

xj

ел -ч

XJ

4 О

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа, является техническое решение, содержащее ленточный конвейер с размещенной над ним электромагнитной системой, содержащей магнитопровод с намагничивающими катушками, подсоединенными к источнику постоянного тока а также дополнительными катушками, размещенными на одном мэгнитопроводе и коммутатором, причем дополнительные катушки подсоединены к источнику постоянного тока через коммутатор.

Однако, приведенное выше техническое решение обладает недостатком. Торцевые поверхности основных и дополнительных катушек намагничивания, расположенные рядом не позволяют охлаждать катушки намагничивания и магнитопровод, что снижает эффективность эксплуатации за счет снижения напряженности магнитного поля в рабочей зоне сепарации.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса сепарации за Счет увеличения напряженности магнитного поля в рабочей зоне подвесного электромагнитного железоотделителя.

Указанная цель достигается тем, что подвесной электромагнитный железоотде- литель, содержащий раму, на которой размещено устройство автоматической разгрузки, электромагнитная система, содержащая П-образный магнитопровод, на котором расположены полюсные наконечники а также с зазором между собой основ- ные катушки намагничиваний и дополнительные, соединенные с источником постоянного тока через коммутатор. При этом основные и дополнительные катушки намагничивания расположены с зазором таким образом, что в нем размещена кольцевая вставка из материала с высокой теплопроводностью с толщиной, равной зазору между катушками, а в кольцевой вставке выполнены радиальные отверстия.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного подвесного электромагнитного железоотделителя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Подвесной электромагнитный железо- отделитель содержит раму 1, на которой размещены устройство автоматической разгрузки продуктов сепарации, содержащее привод 2, поддерживающие ролики 3, 4, натяжной 5 и приводной 6 барабаны, электромагнитная система, содержащая магнитопровод 7, основные катушки намагничивания 8, 9 и дополнительные катушки 10, 11, кольцевые вставки 12, 13 с радиальными отверстиями 14. полюсные наконечники 15, 16, лента устройства автоматической разгрузки 17, ленточный конвейер транспортирования сыпучего материала 18, поддерживающие ролики 19, ферромагнитный шунт 20, бункер для сбора скрапа 21.

Устройство работает следующим образом.

Включение электродвигателя 2 приводит в движение приводной барабан 6, на0 тяжной барабан 5, поддерживающие ролики 3, А и вызывает перемещение гибкой ленты 17. Обмотки основных катушек намагничивания 8, 9 электромагнитной системы железоотделителя подключены к источнику

5 постоянного тока. Протекающий по магни- топроводу 7 магнитный поток замыкается через полюсные наконечники 15,16 и создает магнитное поле, под действием которого часть ферромагнитных предметов извлека0 ется из сыпучего материала и посредством гибкой ленты 17 эвакуируется в бункер 21.. Для более полного извлечения ферромагнитных предметов используются дополнительные катушки намагничивания 10, 11,

5 которые подключены к источнику постоянного тока через коммутатор. Генератор формирует импульсы напряжения и создается дополнительная составляющая, под действием которой происходит более полное уда0 ление ферромагнитных предметов из сыпучего материала. Охлаждение основных катушек 8, 9 и дополнительных 10, 11 является воздушным естественным без применения принудительного обдува. Наиболее

5 термически напряженными являются торцевые части катушек намагничивания, расположенные рядом.на магнитопроводё. Зазор между торцевыми поверхностями основных катушек 8, 9 и дополнительных 10, 11 а так0 же кольцевые вставки 12,13, выполненые из материала с высокой теплопроводностью, что позволяет интенсифицировать процесс теплообмена и охлаждения основных и дополнительных катушек намагничивания и

5 магнитопровода 7. Радиальные отверстия 14, выполненные в кольцевых вставках 12, 13 усиливают положительный эффект интенсивного охлаждения торцевых поверхностей катушек намагничивания и

0 магнитопровода.

При расчете нагрева катушек электромагнитов в качестве поверхности охлаждения учитывают внутреннюю и наружную поверхности катушек. В заявляемом изо5 бретении электромагнитная система содержит П-образный магнитопровод и катушки намагничивания с развитыми торцевыми поверхностями (боковая наружная поверхность примерно равна одной торцевой поверхности катушки). Условия охлаждения с

наружной и внутренней поверхностей катушек намагничивания можно записать в виде:

P kT SK(V-VO), ,(1)

где SK - расчетная теплопередающая поверхность катушки,

кт - коэффициент теплопередачи,

V, V0 - температура тела и окружающей среды.

Формула (1) позволяет через соотношение общей охлаждаемой поверхности к термоизолированной (торцовой) определить соотношение количества тепла, отводимого от катушек намагничивания при условии термоизоляции торцевой поверхности и при условии охлаждения всех поверхностей.

Катушка импульсного магнитного поля. Боковая поверхность: Збок наружи. 0,32 м2, Збок внутр. 0,2 М .

Торцовая поверхность: Зторц 0,13 м Полная поверхность одной катушки импульсного магнитного поля:

Зпо/ш Обок.наружи + Збок внутр. 2 Зтор. 0,79 м2.

Охлаждаемая поверхность:

Зохл. Збок наружи + Збок.внутр. Зтор 0,65 м2

Соотношение площадей: Зполн.

К

1,2.

Катушка постоянного магнитного поля.

0,61м2 ,72м2

о

Збок.наружи 0,92 м Збок внутр О, тор. 0,13 м Зполн. 1,85 м , Зохл. 1,

Соотношение площадей1

К

1.85 1,72

1,1.

Расчеты показывают, что интенсификация условий теплоотдачи торцовых поверх- ностей катушек намагничивания позволяет увеличить количество ампер-витков одной катушки: импульсного питания на 20%, постоянного тока на 10%.

Использование предлагаемого устрой- ства позволяет повысить эффективность процесса сепарации за счет увеличения напряженности магнитного поля в рабочей зоне сепарации железоотделителя путем улучшения условий охлаждения магнито- провода и катушек намагничивания. Формула изобретения

1.Подвесной электромагнитный железоотделитель, включающий электромагнит в виде П-образного магнитопровода с полюсными наконечниками, на котором закреплены с зазором между собой основные и дополнительные катушки, первые из которых соединены с источником постоянного тока, а вторые соединены с последним через коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации за счет улучшения охлаждения катушек, железоотделитель снабжен двумя кольцевыми вставками, каждая

из которых размещена в зазоре между ос новной и дополнительной катушками, причем толщина вставка равна ширине зазора.

2.Железоотделитель по п, 1, отличающийся тем, что вставки выполнены из

теплопроводного материала с радиальными отверстиями.

Использование: в литейном производстве для удаления ферромагнитных включений из потока сыпучего материала. Сущность изобретения: на П-образном мэг- нитопроводе закреплены с зазором между собой основные и дополнительные катушки. Между ними размещены кольцевые вставки из теплопроводного материала В теле вставок выполнены радиальные отверстия. Такое выполнение улучшает охлаждение катушек. 1 з.п. ф- лы, 2 ил.

9 U 8 12 W Ю 77 15 7 13 6

Фиг 1

фиг.1

Редактор Е.Егорова

Техред М.Моргентал

Заказ 2956ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

ft

Корректор Т.Вашкович