Заглибний електротепломеханічний перетворювач

1. Заглибний електротепломеханічний перетворювач, що містить плиту, лопатевий перемішувальний вузол, встановлений в підшипниках і виконаний у вигляді масивного порожнистого циліндра з лопатями на зовнішній боковій поверхні та додаткового порожнистого циліндра, розташованого всередині масивного порожнистого циліндра, нижні торці циліндрів з'єднані та заглушені за допомогою масивного кільця, і нагрівальний пристрій, жорстко закріплений на плиті, встановлений в кільцевій порожнині між циліндрами і виконаний у вигляді порожнистого циліндричного магнітопроводу з пазами, в які укладені обмотки, з'єднані з U 2 (19) 1 3 37505 новому виконанню циліндричного магнітопроводу та обмоток у вигляді суміщених кільцевої та барабанної обмотки, виконанню плити феромагнітною, а масивного кільця з лопатями досягається зниження втрат теплової енергії, підвищенню електромагнітного моменту, інтенсифікації процесу плавління матеріалу та підвищення коефіцієнта корисної дії. Поставлена задача досягається тим, що в заглибному електротепломеханічному перетворювачі, що містить плиту, лопатевий перемішувальний вузол, встановлений в підшипниках і виконаний у вигляді масивного порожнистого циліндра з лопатями на зовнішній боковій поверхні та додаткового порожнистого циліндра, розташованого всередині масивного порожнистого циліндра, нижні торці циліндрів з'єднані та заглушені за допомогою масивного кільця, і нагрівальний пристрій, жорстко закріпленій на плиті, встановлений в кільцевій порожнині між циліндрами і виконаний у вигляді порожнистого циліндричного магнітопроводу з пазами, в які укладені обмотки, з'єднані з джерелом змінного струму, який відрізняється тим, що перетворювач забезпечено вагонесучими стрижнями, плита виконана феромагнітною і жорстко з'єднана з вагонесучими стрижнями, масивне кільце виконано з лопатями, нагрівальний пристрій забезпечений додатковими торцевими магнітопроводами з пазами, порожнистий циліндричний магнітопровід виконаний у вигляді двох коаксіальних магнітопроводів, усередині яких розташований несучий порожнистий циліндр з пазами в торцевих частинах, жорстко з'єднаний з коаксіальними і торцевими магнітопроводами, а також з плитою, обмотки виконані у вигляді суміщених кільцевої обмотки, яка укладена в пазах на зовнішній та внутрішній поверхнях циліндричного магнітопроводу та пазах торцевих магнітопроводів, і барабанної обмотки, яка укладена в пазах на зовнішній поверхні циліндричного магнітопроводу, також кільцева та барабанна обмотки виконані з різною кількістю пар полюсів і барабанна обмотка з'єднана з джерелом постійного струму. На кресленні схематично зображені: повздовжній розріз заглибного електротепломеханічного перетворювача - Фіг.1; аксонометрична проекція його активної частини - Фіг.2. Заглибний електротепломечанічний перетворювач складається з феромагнітної плити 1, нагрівального пристрою 2 з двома коаксіальними магнітопроводами 3, 4, які мають відповідно пази 5 на внутрішній і пази 6 на зовнішній поверхнях, двома торцевими магнітопроводами 7, 8 з пазами 9, кільцевою обмоткою 10, барабанною обмоткою 11, несучим порожнистим циліндром 12 з пазами 13, лопатевого перемішувального вузла 14 у вигляді масивного порожнистого циліндра 15 з лопатями 16 та додаткового порожнистого циліндра 17 з лопатями 18, віссю 19 та масивного кільця 20 з лопатями 21, напірного патрубку 22 і вагонесучих стрижнів 23. Перемішувальний вузол 14 встановлений у підшипниках 24, 25, 26 і спирається на упорний підшипник 27. 4 Заглибний електротепломеханічний перетворювач працює таким чином. Перетворювач, який закріплено на завантажувальному пристрої (не показаний) за допомогою вагонесучих стрижнів 23 встановлюється на поверхні застиглого матеріалу, що заповнює резервуар і підключається до джерела змінного струму таким чином, що обмотки 10 і 11 нагрівального пристрою 2 створюють різнонаправлені обертові магнітні поля. Створювані у масивних стінках вихрові струми розігрівають стінки циліндрів 15, 17, масивного кільця 20 і плиту 1. Одночасно при взаємодії обертових магнітних полів та вихрових струмів створюються електромагнітні моменти. Від дії кільцевої обмотки 10 створюються узгоджені за напрямком електромагнітні моменти, що діють на циліндри 15, 17 і масивне кільце 20. Оскільки плита 1 є нерухомою, то вся електромагнітна енергія, яка створена лобовими частинами кільцевої обмотки 10 в повітряному проміжку між торцевим магнітопроводом 8 і плитою 1, перетворюється в теплову енергію, що виділяється в плиті 1. Барабанна обмотка 11 створює гальмовий електромагнітний момент, при цьому частота вихрових струмів, які збуджує ця обмотка в масиві циліндра 15 дорівнює f2 f1 2 - s Д , де s Д - ковзання у напрямку обер= ( ) тання перемішу вального вузла; f1 - частота струму в мережі живлення. При цьому лобові частини барабанної обмотки 11 також створюють електромагнітні моменти і формують тепловиділення в торцевих частинах циліндра 15 завдяки торцевим магнітопроводам 7, 8. Коли температура зовнішньої поверхні перемішувального вузла 14 досягає значень, більших ніж температура плавлення матеріалу, починають занурювання електротепломеханічного перетворювача, який в цей період може працювати у перемежованому режимі з різними частотами обертання і відповідними їм навантаженнями. Після того, як навколо порожнистих циліндрів 15, 17, масивного кільця 20 та лопатів 16, 18, 21 утворилась рідка фаза матеріалу, що нагрівається, гальмовий момент знижується і перемішувальний вузол 14 починає підвищувати свою частоту обертання, перемішуючи матеріал лопатями і створює умови інтенсивного теплообміну між перемішуючим вузлом і різними шарами матеріалу. Завдяки цієї барабанної обмотки 11 тепловиділення в циліндрі 15 не знижуються. Лопаті 16, 18, 21 перемішувального вузла 14 створюють нагнітальний ефект і подають рідкий матеріал уздовж центральної порожнини циліндра 17 у патрубок 22 і далі по трубопроводу в місткість для дозованого відбору матеріалу (не показані). При цьому температура і , відповідно в'язкість матеріалу, який переміщується, не знижується завдяки постійному тепловому потоку зі стінок циліндра 17. У разі постійного знаходження заглибного електротепломеханічного перетворювача в резервуарі з матеріалом за допомогою завантажувального пристрою і вагонесучих стрижнів 23 може відбуватися переміщування перетворювача з зон рідкої фази до зон з твердою фазою матеріалу. 5 37505 Інтенсивність теплового потоку, величина тепловиділень в циліндрі 15, а також величина результуючого електромагнітного моменту перетворювача може змінюватись при виконанні барабанної і кільцевої обмоток з різною кількістю пар полюсів, або підключенням барабанної обмотки до джерела постійного струму. Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 6 Таким чином, запропонована корисна модель дозволяє підвищити коефіцієнт використання активних матеріалів (міді) та загальний коефіцієнт корисної дії заглибного електротепломеханічного перетворювача, сприяє зниженню втрат теплової енергії. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601