熱管式電磁除鐵器的製作方法

2023-05-28 07:04:56

專利名稱：熱管式電磁除鐵器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廣泛用於礦山、電力、煤炭等行業的電磁除鐵器，特別是一種熱管式電 磁除鐵器。
背景技術：
電磁除鐵器是通過電磁線圈使電能轉換成磁力作為分選驅動力的設備。在電磁轉換過程 中會有部分電能轉換成熱量，而隨著電磁除鐵器大型化的發展，產生的熱量會越來越多，如 不及時將這部分熱量移出，將會使電磁線圈溫度升高，電阻增大，進而使電磁除鐵器性能下 降，甚至會造成電磁除鐵器的無法正常工作。目前國內外解決這一難題的方法主要有兩類， 一是從源頭減少熱量的產生，即採用超導 材料作電磁的導體，這樣即節能又可靠，可惜該方法製造成本太高，難以推廣使用。二是強 化散熱的方法，採用這類方法的有很多。如申請號為02258232. 0的實用新型專利提出的帶 熱管冷卻的電磁除鐵器，是將熱管熱端布置於電磁線圈內，利用熱管的熱超導性將熱量引出 設備之外，再將熱量散發掉。這一方法的最大熱阻存在於發熱體(即線圈)與接受體之間的 接觸熱阻，有可能造成導熱不均，使局部過熱，從而限制了該方法在電磁除鐵器上的應用。 再如申請號為200410036257. 9的發明專利提出的蒸發冷卻式電磁除鐵器，是將發熱體(線 圈)直接放置於盛有冷卻介質的容器內，冷卻介質吸收線圈產生的熱量後迅速氣化，通過特 設的冷凝器將氣態的冷卻介質冷卻為液態，再返回到容器內使用。這種方法解決了從電磁線 圈接受熱量的環節，並且由於相變換熱可在恆溫下吸收大量熱量，可使電磁線圈保持在一個 穩定的溫度下工作，提高了電磁除鐵器工作的穩定性。但是這一方法的缺陷在於冷卻介質的 冷卻採用一常規的冷凝器，這使得散熱效果差，在電磁除鐵器的上方設置一冷凝器使得整體 結構複雜。因此，由於電磁除鐵器結構和使用條件的限制，使得現有的方法不適合電磁除鐵 器的大型化發展。發明內容本發明的目的是克服現有電磁除鐵器冷卻裝置的缺陷,提出一種結構簡單、散熱效率高、 適合電磁除鐵器大型化發展的熱管式電磁除鐵器。本發明包括放置電磁線圈的圓環形空腔、線圈即熱管蒸發段、磁鐵芯、熱管冷凝段、工 作介質、中間隔板，其特徵將電磁除鐵器做成一個整體式熱管結構，以中間隔板將其分成上 下兩部分，下部為電磁除鐵器的發熱部分，即纏繞在磁鐵芯外的線圈作為熱管的蒸發段上 部為電磁除鐵器的散熱部分，作為熱管冷凝段；線圈外即放置電磁線圈的圓環形空腔內充滿 工作介質。線圈的冷卻方式完全按熱管的方式進行，通過工作介質的相態變化將線圈產生的熱量傳 輸出去。由於相變時可在飽和溫度下吸收或放出大量熱量，因此可以保證線圈在恆溫下工作， 同時也為熱管冷凝段的冷卻提供了有利條件。將線圈浸泡在工質之內的冷卻效果好，而且蒸 發冷卻工質用量較少，經濟性較好。熱管冷凝段的布置和結構取決於冷卻方式的選擇，冷卻方式有自然冷卻和強制冷卻，一 般來說強制冷卻要優於自然冷卻，強制冷卻按照採用的介質不同又有風冷和水冷之分。本發 明的電磁除鐵器即可採用強制風冷冷卻方式，又可採用強制水冷冷卻方式。若採用強制風冷 冷卻方式，風源可放置在磁鐵芯的上方，熱管冷凝段設有橫向肋片來強化傳熱，流道沿徑向 布置，風源產生的風橫掠熱管冷凝段，傳熱係數比較大，傳熱效果比較好。若採用強制水冷 冷卻方式，只需在熱管冷凝段適當位置布置折流板。無論採用何種冷卻方式，本發明的優點是工質的冷卻採用熱管的冷凝段與採用傳統的冷凝器相比不僅傳熱效果 較好，而且流程短，流動阻力較小，減少了動力設備的應用，使得該類型的電磁除鐵器運行 成本較低。該電磁除鐵器結構簡單，冷卻強度高，性能優越，安全可靠。


圖1是本發明的正面剖視結構圖 圖2是圖1的俯視結構示意圖1.圓環形空腔2.磁鐵芯3.熱管冷凝段4.中間隔板5.風機6.熱管罩具體實施方式
如圖所示，1為放置電磁線圈的圓環形空腔，有普通碳鋼板製成。圓形空腔的環內放有 磁鐵芯2。將電磁線圈放入空腔後，蓋上中間隔板4，並按散熱方式和散熱功率來確定鋁製 熱管冷凝段3的數量和布置。熱管冷凝段3選鋁製材料首先是因為鋁的散熱係數大，能夠及 時的將熱量散發出去，其次是因為鋁製材料密度比較小，能夠有效的減輕電磁除鐵器的重量。 將熱管冷卻介質加入圓環形空腔內，冷卻介質需要有符合要求的熱工性能和良好的絕緣性 能。目前可選用R-113或HFC-作為熱管的冷卻介質。這樣圓形空腔1和熱管冷凝段3形成 了一個整體式熱管迴路。電磁線圈浸泡在冷卻介質液內，當電磁線圈通電後，產生的熱量使 冷卻介質氣化，冷卻介質氣化的溫度在5(TC 6(TC之間。產生的飽和蒸汽上升到熱管冷凝 段，冷凝段將熱量散發出去以後，飽和蒸汽由氣態轉變成液態，並從熱管冷凝段流回到空腔 之內，通過工質相態的變化將電磁線圏產生的熱量散發出去，可以保證線圈在一個穩定的溫 度下工作。熱管冷凝段採用強制風冷時提供風源動力的是風機5，風機功率的大小根據線圈 產生的熱量來選擇，風機產生的風橫掠熱管冷凝段，使傳熱係數較大，散熱效果較好。風機 產生的風橫掠熱管冷凝段時可根據需要將熱管冷凝段按不同的方式排列來進一步增大傳熱 係數。熱管罩6能夠在電磁除鐵器工作時有效的保護熱管冷凝段避免受到意外的損壞。
權利要求
1.熱管式電磁除鐵器，其包括放置電磁線圈的圓環形空腔(1)、線圈即熱管蒸發段、磁鐵芯、熱管冷凝段、工作介質、中間隔板，其特徵將電磁除鐵器做成一個整體式熱管結構，以中間隔板(4)將其分成上下兩部分，下部為電磁除鐵器的發熱部分，即纏繞在磁鐵芯(2)外的線圈作為熱管的蒸發段；上部為電磁除鐵器的散熱部分，作為熱管冷凝段(3)；線圈外即放置電磁線圈的圓環形空腔(1)內充滿工作介質。
2. 根據權利要求1所述的熱管式電磁除鐵器，其特徵是熱管冷凝段的布置採取自然冷卻和強制冷卻兩種不同方式。
3. 根據權利要求l所述的熱管式電磁除鐵器，其特徵是強制冷卻為強制風冷和強制水冷，採用強制風冷，風源放置在磁鐵芯的上方，熱管冷凝段設有用於強化傳熱的橫向肋片，流道沿徑向布置；採用強制水冷，在熱管冷凝段布置折流板。
全文摘要
本發明涉及一種廣泛用於礦山、電力、煤炭等行業的電磁除鐵器，特別是一種熱管式電磁除鐵器，包括放置電磁線圈的圓環形空腔、線圈即熱管蒸發段、磁鐵芯、熱管冷凝段、工作介質、中間隔板，其特徵將電磁除鐵器做成一個整體式熱管結構，以中間隔板將其分成上下兩部分，下部為電磁除鐵器的發熱部分，即纏繞在磁鐵芯外的線圈作為熱管的蒸發段；上部為電磁除鐵器的散熱部分，作為熱管冷凝段；線圈外即放置電磁線圈的圓環形空腔內充滿工作介質。本發明的優點是工質的冷卻採用熱管的冷凝段代替傳統的冷凝器，傳熱效果較好，而且流程短，流動阻力較小，減少了動力設備的應用，使得該類型的電磁除鐵器運行成本較低。
文檔編號B03C1/02GK101147890SQ20071013455
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者王同章, 王立群 申請人:江蘇大學