專利名稱：鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金板坯連鑄工藝設備技術領域的電磁攪拌器，特別指一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器。
背景技術：
目前，有各種各樣的板坯S-EMS結構形式，主要有箱式電磁攪拌裝置、磁極插入式電磁攪拌裝置和輥式電磁攪拌裝置。輥式電磁攪拌裝置具有特殊的結構，它利用裝在空心輥(功能類似于板坯連鑄機支撐導向輥)內、采用特殊設計、結構非常緊湊的電磁感應線圈(行波磁場感應器)對金屬坯殼內的液芯進行電磁攪拌。近年來，輥式電磁攪拌裝置，因其便于安裝方便，越來越多地在板坯S-EMS中被采用。但現(xiàn)有的輥式電磁攪拌裝置，存在如下缺陷和不足1、在線圈繞組外層套裝磁屏蔽環(huán)，因線圈外的磁屏蔽層厚度，在相同的空間 (與無屏蔽層比較)這勢必要大大減小了線圈繞組和鐵芯的截面積，即大大地減少了輥式電磁攪拌裝置的安匝數(shù)和導磁面積，也就減少了電磁攪拌力；2、無屏蔽層的輥式電磁攪拌裝置，磁場沿鐵芯徑向均勻發(fā)散分布，漏磁大，工作磁場小，有用功所占的比例小，同樣耗能低效。3、線圈全繞式圓柱形鐵芯，其線圈相當于磁屏蔽層，在提高繞組空間利用率的同時，屏蔽了一部分有效工作磁場，使其封閉在鐵芯內部而損耗，有功磁場效率低下。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進和創(chuàng)新，提供一種既增加了輥式電磁攪拌線圈繞制空間，又增加了工作區(qū)域的磁通密度，同時減少了輥式電磁攪拌裝置非工作區(qū)域漏磁的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器。本發(fā)明的技術方案是構造一種包括鐵芯和線圈繞組的電磁攪拌感應器，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設置在空心輥內，并通過兩端設置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉運動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯外側及線圈繞組內側的U形屏蔽環(huán)，和設置在鐵芯及線圈繞組兩端的0形屏蔽環(huán)，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設置有磁極。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果
本發(fā)明組合鐵芯改善了磁場的分布，使絕大部分磁場通過主鐵芯流向工作表面，極大地提高了輥式電磁攪拌裝置的有功效率；通過非工作表面的屏蔽環(huán)作用，大大降低了非工作表面方向的磁泄露，大大減少了磁泄露對周邊設備的影響。另外，位于線圈繞組兩端并裝于輥端軸內端的屏蔽0形環(huán)，消耗了本發(fā)明兩端部的磁泄露，更好地保護了兩端的軸承。本發(fā)明因而解決了以往電磁攪拌裝置非工作區(qū)域磁泄露大的問題，提高了輥式電磁攪拌裝置的功效。本發(fā)明去掉了現(xiàn)有技術中的線圈外磁屏蔽環(huán)，因而在同樣的空間中，大大增加了鐵芯的導磁面積，增加了磁場強度，增加了電磁攪拌力。解決了以往輥式電磁攪拌裝置電磁攪拌力不足和低效的問題。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)存技術中有功磁場效率低、電磁攪拌力小、 非工作區(qū)域磁泄露大的問題，是一種板坯連鑄高效輥式電磁攪拌裝置的行波磁場感應器。


圖1是本發(fā)明剖面結構示意圖。圖2是圖IA-A剖面結構示意圖。圖3是圖IB-B剖面結構示意圖。
具體實施例方式由圖1至3可知，本發(fā)明包括鐵芯和線圈繞組，其中
鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組4，組合鐵芯及線圈繞組4有間隙的設置在空心輥1內，并通過兩端設置的鐵芯軸端8固定，組合鐵芯及線圈繞組4與空心輥1相對旋轉運動；
所述的組合鐵芯包括由主鐵芯2和次鐵芯5組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯5外側及線圈繞組4內側的U形屏蔽環(huán)3，和設置在鐵芯及線圈繞組4兩端的0形屏蔽環(huán)7，其中主鐵芯 2上繞制的各組線圈繞組4之間設置有磁極6。本發(fā)明所述的主鐵芯2和次鐵芯5上U形屏蔽環(huán)3非環(huán)包面放磁為電磁攪拌感應器工作面，U形屏蔽環(huán)3環(huán)包面阻磁為電磁攪拌感應器非工作面。所述的主鐵芯2和次鐵芯5相嵌設置，主鐵芯2由高導磁材料構成，次鐵芯5由高強度結構材料構成，且主鐵芯2 與次鐵芯5之間設有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽通冷卻水。所述的U形屏蔽環(huán)3沿鐵芯軸向設置，且處于線圈繞組4環(huán)包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環(huán)3環(huán)包鐵芯軸的角度120° -300°。所述的次鐵芯5與U形屏蔽環(huán)3之間設置有槽 10，槽10為通槽可通冷卻水或者過線。所述的0形屏蔽環(huán)7設置在鐵芯軸端8與主鐵芯2 及次鐵芯5端部之間，且處于線圈繞組4端部外側，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。所述的 U形屏蔽環(huán)3和0形屏蔽環(huán)7均采用非磁性且有優(yōu)質導電特性的材料制成。本發(fā)明的設計原理
本發(fā)明的行波磁場感應器即組合鐵芯+線圈繞組4是一個線性感應發(fā)動機， 電磁攪拌磁場感應器產(chǎn)生磁場B，磁場運動速度是ν (B取決于線圈電流，ν取決于頻率)。磁場在液體金屬里面產(chǎn)生渦流。B和I產(chǎn)生了體積力F (F Λ B，I) F= W體積力產(chǎn)生了金屬液流動，即對金屬液實現(xiàn)攪拌。本發(fā)明的結構原理
本發(fā)明由組合鐵芯、線圈繞組4組成，組合鐵芯由主鐵芯2、次鐵芯5、U形屏蔽環(huán)3、0 形屏蔽環(huán)7及磁極6組成，通過鐵芯軸端8兩端固定，位于空心輥1內，工作時與空心輥1 相對作旋轉運動。U形屏蔽環(huán)3環(huán)包在次鐵芯5柱面外側上，且處于線圈繞組4內側；0形屏蔽環(huán)7處于鐵芯端部和線圈端部外側位置；線圈繞組4分段間隙地繞制在組合鐵芯外表。 U形屏蔽環(huán)3沿鐵芯軸向布置，且處于線圈繞組4所環(huán)包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組4之間，且U形屏蔽環(huán)3環(huán)包鐵芯軸的角度120° -300°。0形屏蔽環(huán)7緊貼主鐵芯2 和次鐵芯5端部且處于線圈繞組4端部外側。線圈繞組4與空心輥1間存在間隙，線圈繞組4外層無磁屏蔽環(huán)。U形屏蔽環(huán)3和0形屏蔽環(huán)7均采用非磁性且有優(yōu)質導電特性的材料組成。主鐵芯2和次鐵芯5具有不同的導磁特性，主鐵芯2由高導磁材料構成和次鐵芯 5由高強度結構材料構成，主鐵芯2與次鐵芯5之間有冷卻水槽9，冷卻水槽9為通槽。次鐵芯5與U形屏蔽環(huán)3之間有槽10，槽10為通槽；且具通水冷卻和過線的功能。本發(fā)明試制的結果，相對于線圈外屏蔽產(chǎn)品漏磁場降低10%，中心磁場增加5%，從而有效地降低了漏磁場同時增加了攪拌力。本發(fā)明所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內容，已經(jīng)全部記載在權利要求書中。
權利要求
1.一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，包括鐵芯和線圈繞組，其特征在于鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組(4)，組合鐵芯及線圈繞組(4) 有間隙的設置在空心輥(1)內，并通過兩端設置的鐵芯軸端(8)固定，組合鐵芯及線圈繞組 (4)與空心輥(1)相對旋轉運動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯(2)和次鐵芯(5)組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯(5)外側及線圈繞組(4)內側的U形屏蔽環(huán)(3)，和設置在鐵芯及線圈繞組(4)兩端的0形屏蔽環(huán)(7)， 其中主鐵芯(2)上繞制的各組線圈繞組(4)之間設置有磁極(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)上U形屏蔽環(huán)(3)非環(huán)包面放磁為電磁攪拌感應器工作面，U形屏蔽環(huán)(3) 環(huán)包面阻磁為電磁攪拌感應器非工作面。
3.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的主鐵芯 (2)和次鐵芯(5)相嵌設置，主鐵芯(2)由高導磁材料構成，次鐵芯(5)由高強度結構材料構成，且主鐵芯(2)與次鐵芯(5)之間設有冷卻水槽(9)，冷卻水槽(9)為通槽可通冷卻水。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的U形屏蔽環(huán)(3)沿鐵芯軸向設置，且處于線圈繞組(4)環(huán)包的空間內側，即套裝在鐵芯和線圈繞組(4)之間，且U形屏蔽環(huán)(3)環(huán)包鐵芯軸的角度120°-300°。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的次鐵芯(5)與U形屏蔽環(huán)(3)之間設置有槽(10)，槽(10)為通槽可通冷卻水或者過線。
6.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的0形屏蔽環(huán)(7)設置在鐵芯軸端(8)與主鐵芯(2)及次鐵芯(5)端部之間，且處于線圈繞組(4)端部外側，用于阻止組合鐵芯兩端磁泄露。
7.根據(jù)權利要求1所述的鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，其特征在于所述的U形屏蔽環(huán)(3)和0形屏蔽環(huán)(7)均采用非磁性且有優(yōu)質導電特性的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵芯屏蔽輥式電磁攪拌感應器，包括鐵芯和線圈繞組，其中鐵芯為組合鐵芯，組合鐵芯外表分段間隙繞制線圈繞組，組合鐵芯及線圈繞組有間隙的設置在空心輥內，并通過兩端設置的鐵芯軸端固定，組合鐵芯及線圈繞組與空心輥相對旋轉運動；所述的組合鐵芯包括由主鐵芯和次鐵芯組成的鐵芯，環(huán)包在次鐵芯外側及線圈繞組內側的U形屏蔽環(huán)，和設置在鐵芯及線圈繞組兩端的O形屏蔽環(huán)，其中主鐵芯上繞制的各組線圈繞組之間設置有磁極。本發(fā)明提高了輥式電磁攪拌裝置的功效，增加了鐵芯的導磁面積，增加了磁場強度，增加了電磁攪拌力；解決了拌力不足和低效的問題，解決了效率低、電磁攪拌力小、非工作區(qū)域磁泄露大的問題。
文檔編號B22D11/115GK102389956SQ20111036272
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者喬志洪, 侯亞雄, 彭立新, 趙訓迪, 鄭勇 申請人:湖南科美達電氣股份有限公司