低功率自循環油冷除鐵器的製造方法
2023-09-14 16:31:55
低功率自循環油冷除鐵器的製造方法
【專利摘要】一種低功率自循環油冷除鐵器，包括磁系組件(1)、油箱組件(2)和油枕(3)，其中磁系組件(1)是除鐵器的核心部件，用於產生可實現除鐵器的吸鐵作用的激勵磁場，磁系組件(1)的磁路為開放磁路結構磁路為開放磁路結構；油箱組件(2)，用於變壓器油的循環和散熱；以實現低功率自循環油冷除鐵器內部散熱平衡；油枕(3)，用於設備運行時變壓器油膨脹的補充容器；本發明採用自然油冷循環結構，取消了外部的循環管路，減少了油路循環阻力、避免了油路布置複雜幹涉、循環效率低、焊點洩漏等問題的發生，保證了除鐵器能夠正常工作，提高了除鐵效率。
【專利說明】低功率自循環油冷除鐵器
【技術領域】
[0001]本發明屬於磁性選礦機械領域，具體涉及除鐵器【技術領域】，特別涉及低功率自循環油冷除鐵器。
【背景技術】
[0002]隨著磁選工藝越來越多的應用於選礦領域，除鐵器在近年來得到廣泛的應用。除鐵器適用於電廠輸煤皮帶，煤礦、鐵礦、有色金屬礦等需要分離鐵件的場所，同時也適用於陶瓷、糧食、水泥等多種場合。例如在中國專利申請第97233990.6號中公開的一種利用稀土釹鐵硼磁塊提供磁場吸附鐵磁性物質的懸掛式永磁除鐵器，它包括框架、磁碟、電機及傳動系統和固定在皮帶上的刮條。其特點是磁碟採用永久磁芯，固定在框架上，電機及傳動系統和永磁滾筒、從動滾筒驅動皮帶磁碟繞運，從而構成永久吸鐵、自動卸鐵結構的永磁除鐵器。該除鐵器結構簡單尺寸小，勵磁不通電，節約能源，且磁場梯度大，吸力強，可靠性高，無故障運行，工作效率高，適用範圍廣。
[0003]近年來出現了各種各樣的除鐵器，例如自冷電磁除鐵器、風冷電磁除鐵器、循環油冷電磁除鐵器、水冷電磁除鐵器等。其中，循環油冷電磁除鐵器因其散熱好、溫升低、體積小、重量輕等特點，現已廣泛應用於煤炭、電力及港口等行業。目前，常用循環油冷除鐵器包括自循環和強迫油循環兩種方式，強迫油循環除鐵器因其需要額外增加油泵、散熱器等裝置，結構複雜且故障點較多。並且，現存自循環油冷除鐵器均為外循環結構，油路設計彎道多，彼此幹涉，布置較為困難。
[0004]在油冷電磁除鐵器中，油路布置是否合理直接關係到除鐵器的溫升的高低與性能的強弱，因此近年來技術人員將研究主攻方向設定為如何合理設置油路的研究上。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，本發明人針對上述情況，經過多次設計和研究，提出了一種低功率自循環油冷除鐵器，在本發明中用自然油冷內循環油路取代外部循環油路，並且能夠提高變壓器油在磁系線圈內循環的均勻性，減少管路阻力，提高循環效率。
[0006]依據本發明的技術方案，提供一種低功率自循環油冷除鐵器，該低功率自循環油冷除鐵器包括磁系組件1、油箱組件2和油枕3，其中磁系組件I是除鐵器的核心部件，用於產生可實現除鐵器的吸鐵作用的激勵磁場，磁系組件I的磁路為開放磁路結構；油箱組件2，用於變壓器油的循環和散熱；以實現低功率自循環油冷除鐵器內部散熱平衡；油枕3，用於設備運行時變壓器油膨脹的補充容器；
[0007]其中，磁系組件I主要包含導磁介質鐵芯7，由若干繞組組成的通電線圈12，由鐵芯軛板5、中軛板6、小軛板8組成的軛板，小託板11。其中，通電線圈12的作用是通過通電產生磁場，為除鐵器提供背景磁場；通電線圈12套在鐵芯7上，鐵芯7為導磁介質，將通電線圈12產生的磁場導到除鐵器的正下方，並起到加強磁場的作用，鐵芯7外部套一層絕緣板4，起到絕緣作用；由鐵芯軛板5、中軛板6、小軛板8組成的軛板主要作用是避免漏磁,將發散的磁力線搜集到鐵芯7上，並加強磁場；小託板11的主要作用是固定線圈和整個磁系。
[0008]進一步地，通電線圈12為多層繞組結構，兩繞組間使用圓絕緣棒15隔開固定線圈並做為散熱油道，圓絕緣棒15使用絕緣棒定位板13和絕緣墊塊9固定，由絕緣墊塊9、絕緣棒定位板13和圓絕緣棒15組成的結構用於固定線圈並形成油路循環通路。在線圈外部，使用磁系拉筋14將鐵芯軛板5和小託板11連接起來，固定磁系，避免磁系變形導致通電線圈12鬆散。同時，為了避免除鐵器溫度過高，影響使用壽命，增加溫度傳感器10對除鐵器的內部溫度實時監測。
[0009]另外地，油箱組件2主要由筒體20、大軛板18、油道箱板17、、大託板21、託板側鋼板22、左側板24、右側板23組成。油箱組件2和磁系組件I組成一密封容器，使變壓器油在內部循環。筒體20包裹在磁系組件I中的通電線圈12外側，將磁系組件I密封，組成油路通道；大軛板18與磁系組件I中的鐵芯軛板5焊接在一起，與油道箱板17通過中間的軛板墊板19隔開組成油路循環通路；同樣，油道箱板17與左側板24、右側板23通過中間的筋板25隔開組成油路通道；大託板21與託板側鋼板22通過中間的託板墊板26隔開組成油道通路；為了滿足強度要求，在各個連接點處增加加強筋16。
[0010]優選地，油枕3由枕體28、液位開關裝置29、勵磁接線盒27、吸溼器30、油枕注油接管31組成。油枕3作為設備運行時變壓器油膨脹的補償容器。枕體28通過兩個立管與除鐵器的油道相連，作為油枕3的儲油容器；液位開關裝置29置於油枕3的下方正中心的位置，通過浮球液位開關實現液位報警；勵磁接線盒27置於油枕3的上方；吸溼器30置於油枕3的下方，使用一彎管將吸溼器30與枕體28相連，彎管一側深入枕體28中；油枕注油接管31至於油枕3上方一側，與其中一個立管同心。
[0011]進一步地，在油路循環過程中，低溫的變壓器油由油枕注油接管31注入到循環油路中，直到注滿整個循環油路，在油枕3中有一部分變壓器油。磁系組件I中，通電線圈12通電後發熱，變壓器油受熱後通過油路循環通路自下而上運動，將通電線圈12中的熱量全部帶走，實現對通電線圈12的散熱。熱的變壓器油循環到磁系組件I上方後，流入油箱組件2的油道通路中，通過油箱組件2的外壁實現對變壓器油的散熱。散熱後的變壓器油再次流入到磁系組件I中的油路中，至此完成一次熱交換內循環過程。
[0012]由於本發明採用多層線圈結構，大幅度的增加了散熱面積，提高了散熱效果。同時，採取自然油路循環結構，變壓器油依靠溫度變化運動，通過油箱組件2的外壁進行散熱，不需要使用其它散熱裝置，避免了散熱裝置故障影響散熱效果，同時減少了除鐵器的故障點。另外，本結構不需要其它的外置管路，簡化了油路結構，減少了油路循環阻力、避免了油路布置複雜幹涉、循環效率低、焊點洩漏等問題的發生，保證了除鐵器能夠正常工作，提高了除鐵效率。本發明結構簡單，設計合理，維護量小，便於維修，添補了此類除鐵器的空白，處於自循環油冷除鐵器的領先水平，值得廣泛的推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為依據本發明的低功率自循環油冷除鐵器的總體結構示意圖；
[0014]圖2為圖2中所示低功率自循環油冷除鐵器的主視剖視圖；
[0015]圖3為圖1中所示低功率自循環油冷除鐵器磁系組件主視剖視圖；
[0016]圖4為圖3所示的磁系組件的B-B剖視圖；[0017]圖5為圖1所示的低功率自循環油冷除鐵器中的油箱組件的結構示意圖；
[0018]圖6為圖5所示的油箱組件的主視剖視圖；
[0019]圖7為圖5所示的油箱組件的左視圖；
[0020]圖8為5所示的油箱組件的俯視圖；
[0021]圖9為圖1所示的低功率自循環油冷除鐵器中的油枕的主視圖；
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。另外地，不應當將本發明的保護範圍僅僅限制至下述具體結構或部件或具體參數。
[0023]在本發明中，低功率自循環油冷除鐵器的核心主體為磁系組件1，低功率自循環油冷除鐵器可分為磁系組件1、油箱組件2和油枕3等三大功能模塊。其中磁系組件I是除鐵器的核心部件，用於產生可實現除鐵器的吸鐵作用的激勵磁場，磁系組件I的磁路為開放磁路結構；油箱組件2，用於變壓器油的循環和散熱；以實現低功率自循環油冷除鐵器內部散熱平衡；油枕3，用於設備運行時變壓器油膨脹的補充容器；
[0024]如圖1所示，低功率自循環油冷除鐵器可分為磁系組件1、油箱組件2和油枕3等三大功能模塊。其中磁系組件I是除鐵器的核心部件，用於產生可實現除鐵器的吸鐵作用的激勵磁場，磁系組件I的磁路為開放磁路結構；油箱組件2，用於變壓器油的循環和散熱；以實現低功率自循環油冷除鐵器內部散熱平衡；油枕3，用於設備運行時變壓器油膨脹的補充容器；
[0025]如圖2所示，圖2為低功率自循環油冷除鐵器的主視剖視圖。低功率自循環油冷除鐵器可分為磁系組件1、油箱組件2和油枕3等三大功能模塊。磁系組件I與油箱組件2焊接在一起，組成一密閉容器，形成油路通道，實現變壓器油的循環散熱。
[0026]如圖3?4所示，圖3為磁系組件主視剖視圖，圖4為圖3的A-A剖視圖。磁系組件I主要包含導磁介質鐵芯7，由若干繞組組成的通電線圈12，由鐵芯軛板5、中軛板6、小軛板8組成的軛板和小託板11。其中，通電線圈12的作用是通過通電產生磁場，為除鐵器提供背景磁場，實現吸鐵作用；通電線圈12套在鐵芯7上，鐵芯7為導磁介質，將通電線圈12產生的磁場導到除鐵器的正下方，並起到加強磁場的作用，鐵芯7外部套一層絕緣板4，起到絕緣作用；由鐵芯軛板5、中軛板6、小軛板8組成的軛板主要作用是避免漏磁，將發散的磁力線搜集到鐵芯7上，並加強磁場；小託板11的主要作用是固定線圈和整個磁系。通電線圈12為多層繞組結構，兩繞組間使用圓絕緣棒15隔開固定線圈並做為散熱油道，圓絕緣棒15使用絕緣棒定位板13和絕緣墊塊9固定，由絕緣墊塊9、絕緣棒定位板13和圓絕緣棒15組成的結構用於固定線圈並形成油路循環通路。將變壓器油注入到磁系組件I中，通電線圈12通電後發熱，變壓器油受熱後通過油路循環通路的油道自下而上運動，將通電線圈12中的熱量全部帶走，實現對通電線圈12的散熱。在線圈外部，使用磁系拉筋14將鐵芯軛板5和小託板11連接起來，固定磁系，避免磁系變形導致通電線圈12鬆散。同時，為了避免除鐵器溫度過高，影響使用壽命，增加溫度傳感器10對除鐵器的內部溫度實時監測。
[0027]如圖5?8所示，圖5為油箱組件2的結構示意圖，圖6為油箱組件2的主視圖，圖7為油箱組件2的左視圖，圖8為油箱組件2的俯視圖；油箱組件2主要由筒體20、大軛板18、油道箱板17、、大託板21、託板側鋼板22、左側板24、右側板23組成。油箱組件2和磁系組件I組成一密封容器，使變壓器油在內部循環。筒體20包裹在磁系組件I中的通電線圈12外側，將磁系組件I密封，組成油路通道；大軛板18與磁系組件I中的鐵芯軛板5焊接在一起，與油道箱板17通過中間的軛板墊板19隔開組成油路循環通路；同樣，油道箱板17與左側板24、右側板23通過中間的筋板25隔開組成油路通道；大託板21與託板側鋼板22通過中間的託板墊板26隔開組成油道通路。熱的變壓器油循環到磁系組件I上方後，流入油箱組件2的油道通路中，通過油箱組件2的外壁實現對變壓器油的散熱。散熱後的變壓器油再次流入到磁系組件I中的油路中，至此完成一次熱交換內循環過程。另外為了滿足強度要求，在各個連接點處增加加強筋16。
[0028]圖9為油枕3的結構示意圖，油枕3包括枕體28、液位開關裝置29、勵磁接線盒27、吸溼器30、油枕注油接管31組成。油枕3作為設備運行時變壓器油膨脹的補償容器。枕體28通過兩個立管與除鐵器的油道相連，作為油枕3的儲油容器；液位開關裝置29置於油枕3的下方正中心的位置，主要作用是監測油枕3內的液位情況，通過浮球液位開關實現液位報警；以防止除鐵器缺油影響散熱。勵磁接線盒27置於油枕3的上方，與一側立管在一條垂直線上，將除鐵器的勵磁線與外部電纜相連，為除鐵器提供勵磁，一方面節省了空間，使整體結構更簡潔，另一方面避免了將勵磁接線盒27置於變壓器油液面下，減少一洩油點。吸溼器30置於油枕3的下方，使用一彎管將吸溼器30與枕體28相連，彎管一側深入枕體28中，將變壓器油中的水分和潮氣吸出來，避免變壓器油中摻雜水分，影響除鐵器的絕緣，同時也可以避免變壓器油變質。油枕注油接管31至於油枕3上方一側，與其中一個立管同心，將變壓器油注入到除鐵器內。
[0029]有益效果
[0030]本發明的低功率自循環油冷除鐵器在油路循環結構上做出巨大的改進，相比於現有技術中的除鐵器取得了的技術效果。主要表現在:
[0031](一 )現有低功率自循環油冷除鐵器循環油路結構
[0032]①循環油流分配不均，影響散熱:原有低功率自循環油冷除鐵器循環油路結構為外部布置管道，通過油在管道中流動進行散熱。此種結構會導致變壓器油走近路，靠近管道部分油流速較快，熱交換能力強，遠離管道部分流速較慢，甚至有些靠近線圈部分油不流動，形成滯留層，導致油流不均，散熱效果不好。線圈溫升高。
[0033]②由於原有循環油冷除鐵器管路較多，布置較複雜容易導致焊接洩露、管路阻力大等各種問題。
[0034]( 二 )本專利低功率自循環油冷除鐵器循環油路結構
[0035](I)本專利採用自然循環油路結構。獨特的油路結構起到變壓器油均勻的分配作用:變壓器冷油從磁系組件中自下而上流入到油箱組件，實現對變壓器的散熱。不需要外在的管路。變壓器油均勻的在除鐵器內部循環散熱效果好，線圈溫升低，能大幅度降低功率，性能獲得提聞;
[0036](2)由於本專利低功率自循環油冷除鐵器的變壓器油無需外部管路，避免了與設備上其它零部件的幹涉問題，避免焊接滲漏的隱患。
[0037](3)該種自然循環結構使油路循環更加均勻合理，有效地降低了除鐵器的溫升，保證溫升在60°C以下，提高了除鐵器的性能，使其性能遠遠高於行業標準。本發明結構簡單，設計合理，便於維修，添補了此類除鐵器的空白，處於油冷除鐵器的領先水平，值得廣泛的推廣應用。
[0038]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。本領域普通的技術人員可以理解，在不背離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節中做出各種各樣的修改。
【權利要求】
1.一種低功率自循環油冷除鐵器，包括磁系組件(I)、油箱組件(2)和油枕(3)，其中: 磁系組件(I)是除鐵器的核心部件，用於產生可實現除鐵器的吸鐵作用的激勵磁場，磁系組件(I)的磁路為開放磁路結構； 油箱組件(2)，用於變壓器油的循環和散熱；以實現低功率自循環油冷除鐵器內部散熱平衡； 油枕(3)，用於設備運行時變壓器油膨脹的補充容器。
2.根據權利要求1所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，磁系組件(I)由導磁介質鐵芯(7)、通電線圈(12)、軛板及小託板(11)組成；通電線圈(12)由若干繞組組成，軛板由鐵芯軛板(5)、中軛板(6)和小軛板⑶組成。 其中，通電線圈(12)的作用是通過通電產生磁場，為除鐵器提供背景磁場，實現吸鐵作用；通電線圈(12)套在鐵芯(7)上，鐵芯(7)為導磁介質，將通電線圈(12)產生的磁場導到除鐵器的正下方，並起到加強磁場的作用；由鐵芯軛板(5)、中軛板(6)、小軛板(8)組成的軛板用於是避免漏磁，將發散的磁力線搜集到鐵芯(7)上，並加強磁場；小託板(11)的主要作用是固定通電線圈12和整個磁系。
3.根據權利要求2所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，通電線圈(12)為多層繞組結構，兩繞組間使用圓絕緣棒(15)隔開固定通電線圈(12)並做為散熱油道，圓絕緣棒(15)使用絕緣棒定位板(13)和絕緣墊塊(9)固定，由絕緣墊塊(9)、絕緣棒定位板(13)和絕緣棒(15)組成的結構用於固定通電線圈(12)並形成油路循環通路。在通電線圈(12)外部，使用磁系拉筋(14)將鐵芯軛板(5)和小託板(11)連接起來，固定磁系，避免磁系變形導致通電線圈(12)鬆散。同時，為了避免除鐵器溫度過高，影響使用壽命，增加溫度傳感器(10)對除鐵器的內部溫度實時監測。
4.根據權利要求2所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，鐵芯(7)外部套一層絕緣板(4)，起到絕緣作用。
5.根據權利要求3所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，將變壓器油注入到磁系組件(I)中，通電線圈(12)通電後發熱，變壓器油受熱後通過油路循環通路的油道自下而上運動，將通電線圈(12)中的熱量全部帶走，實現對通電線圈(12)的散熱。
6.根據權利要求4或5所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，油箱組件(2)主要由筒體(20)、大軛板(18)、油道箱板(17)、大託板(21)、託板側鋼板(22)、左側板(24)、右側板(23)組成。油箱組件(2)和磁系組件(I)組成一密封容器，使變壓器油在內部循環。筒體(20)包裹在磁系組件(I)中的通電線圈(12)外側，將磁系組件(I)密封，組成油路通道；大軛板(18)與磁系組件(I)中的鐵芯軛板(5)焊接在一起，與油道箱板(17)通過中間的託板墊板(19)隔開組成油路循環通路。
7.根據權利要求3所述的低功率自循環油冷除鐵器，其特徵在於，油道箱板(17)與左側板(24)、右側板(23)通過中間的筋板(25)隔開組成油路通道；大託板(21)與託板側鋼板(22)通過中間的託板墊板(19)隔開組成油道通路。熱的變壓器油循環到磁系組件(I)上方後，流入油箱組件(2)的油道通路中，通過油箱組件(2)的外壁實現對變壓器油的散熱。散熱後的變壓器油再次流入到磁系組件(I)中的油路中，至此完成一次熱交換內循環過程。另外為了滿足強度要求，在各個連接點處增加加強筋(16)。
【文檔編號】B03C1/00GK103433129SQ201310379381
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】張承臣, 李紅旭, 趙迎, 李文忠, 姚淑彬 申請人:瀋陽隆基電磁科技股份有限公司