Електромеханічний дезінтегратор

1. Електромеханічний дезінтегратор, що містить індукторну систему, яка включає в себе співісно розташовані верхній і нижній магнітопроводи з трифазними розподіленими обмотками і робочу камеру з дискретними 2 97572 1 3 Недоліком відомого пристрою є додаткові втрати потужності від поздовжніх електромагнітних кінцевих ефектів, що зумовлені кінцевими розмірами активних поверхонь плоских індукторів за напрямом розповсюдження біжучого магнітного поля. Наявність кінцевих електромагнітних ефектів зумовлює нерівномірний розподіл електромагнітного поля в міжіндукторному проміжку і викликає асиметрію фазних струмів, що призводить до збільшення втрат потужності і зниження ефективності обробки матеріалів в кінцевих зонах робочої камери. Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу, що пропонується, за технічною реалізацією і функціональним призначенням є електромеханічний дезінтегратор [А. св. № 1224918 СССР, МКИ Н 02 K 41/025. Опубл. 15.04.86, Бюлл. № 14], що містить індукторну систему, яка включає в себе співвісно розташовані магнітопроводи тороїдної плоскої форми і трифазні розподілені обмотки, секції яких створюють на замкнених активних поверхнях індукторів обертові електромагнітні поля з протилежним порядком чергування фаз, і робочу камеру з дискретними феромагнітними робочими тілами, що розміщена в міжіндукторному проміжку. Цей пристрій обрано за найближчий аналог. Недоліком пристрою є підвищені електричні втрати потужності в лобових частинах двох розподілених обмоток, які розташовані як на внутрішньому, так і на зовнішньому діаметрах тороїдного індуктора, а також відповідні додаткові витрати активних матеріалів в таких обмотках. В основу винаходу поставлена задача зменшення електричних втрат і тим самим забезпечення підвищення енергетичних показників, а також досягнення економії провідникових матеріалів на виготовлення обмоток дезінтегратора, шляхом оптимізації просторової форми і структури розподіленої обмотки, за рахунок зменшення довжини неробочих ділянок обмотки та активного опору в них. Поставлена задача вирішується тим, що в електромеханічному дезінтеграторі, який містить індукторну систему, що включає в себе два співвісно розташовані магнітопроводи з трифазними розподіленими обмотками, секції яких створюють на замкнених активних поверхнях індукторів обертові електромагнітні поля з протилежним порядком чергування фаз, і робочу камеру з дискретними феромагнітними робочими тілами, що розміщена в міжіндукторному проміжку, трифазна розподілена обмотка виконана спільною для обох магнітопроводів, її секції виконано  подібної просторової форми з розташуванням лобових частин на зовнішньому діаметрі магнітопроводів, в той час як на їх внутрішньому діаметрі в зоні неробочих ділянок -подібних секцій в межах кожного полюсного поділу  секції двох крайніх фаз укладено з перехрещенням, при цьому робоча камера виконана роз'ємною. Багатофазна розподілена обмотка може бути виконана з активною довжиною, яку вибирають із співвідношення 2km , де m - число фаз;  - довжина полюсного поділу; k=2, 4, 6…, а порядок чергування фаз обмотки в межах кожного наступного подвійного полюсного поділу за напрямом 97572 4 розповсюдження хвилі електромагнітного поля визначають послідовним зсувом попередньої фаз ної групи обмотки на   , а саме: 3 A  z  B  x  C  y  z  B  x  C  y  A  B  x  C  y  A  z  ... Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 показано загальний вигляд основних вузлів електромеханічного дезінтегратора; на фіг. 2 показано розгортку схеми з'єднань в зоні неробочих ділянок і порядок чергування фаз обмотки. На фіг. 3, 4 та 5 представлено можливі варіанти виконання просторових форм індукторної системи електромеханічного дезінтегратора з використанням запропонованого технічного рішення. Електромеханічний дезінтегратор для обробки матеріалів містить розбірний герметизований корпус 1, який консольно закріплений на вертикальній опорі 2 (фіг. 1). Всередині корпусу 1, заповненого холодоагентом З, поміщена індукторна система, яка містить співвісно закріплені магнітопроводи 4 і 4' тороїдної плоскої форми і спільну для обох магнітопроводів 4 і 4" трифазну розподілену обмотку, секції 5 якої мають -подібну просторову форму. Завдяки такій просторовій геометрії їх лобові частини 6 та 6' знаходяться лише на зовнішньому діаметрі магнітопроводів 4 і 4'. Неробочі ділянки 7 секцій 5, що розміщуються на внутрішньому діаметрі магнітопроводів 4 і 4" в межах кожного полюсного поділу , укладено з перехрещенням крайніх фаз (фіг. 2). З метою вирівнювання активних і індуктивних опорів в фазах, активну довжину обмотки L вибирають із співвідношення: L = 2km , де k=2, 4, 6, …; m - кількість фаз;  - довжина полюсного поділу, а порядок чергування фаз обмотки в межах кожного сусіднього подвійного полюсного поділу за напрямом розповсюдження хвилі електромагнітного поля V визначають шляхом послідовного зсуву  попередньої фазної групи обмотки на кут   , а 3 саме: A  z  B  x  C  y  z  B  x  C  y  A  B  x  C  y  A  z  ... . (фіг. 2). В міжіндукторному проміжку S розміщено порожнисту робочу камеру 8 з дискретними феромагнітними робочими тілами 9, яка для зручності обслуговування в процесі експлуатації виконана роз'ємною, наприклад, у вигляді двох симетричних частин. Робоча камера 8 виготовлена з діамагнітного матеріалу і оснащена завантажувальними і ' розвантажувальними люками 10 і 10 . Електромеханічний дезінтегратор, в залежності від його призначення і конкретних умов реалізації технологічного процесу, може бути виготовлений також з циліндричною (фіг. 3), конічною (фіг. 4), або сферичною (фіг.5) просторовими формами індукторної системи. Для циліндричної і сферичної просторових форм лобові частини 6 і 6' та неробочі ділянки 7 сі-подібних секцій 5 розміщуються з протилежних торцевих сторін замкнених магнітопроводів 4 і 4' (фіг. 3, 5). Пристрій працює наступним чином. При живленні обмотки 5 трифазним струмом на протилежних активних поверхнях індукторної системи, що 5 утворена робочими сторонами секцій 5 -подібної просторової форми, за умови наявності перехрещення двох крайніх фаз обмотки в межах полюсного поділу , створюються інверсні (зустрічні) обертові електромагнітні поля. Під дією інверсних полів в робочій камері 8 в межах кожного полюсного поділу  відбувається інтенсивний вихровий рух робочих тіл 9, які можуть здійснювати технологічну обробку речовин, що знаходяться або транспортуються через робочу камеру 8. Запропонований приклад технічної реалізації електромеханічного дезінтегратора дозволяє: зменшити витрати активних матеріалів на виготовлення розподіленої обмотки; зменшити основні електричні втрати в обмотці. Очікуваний ефект підтверджується також порівняльним розрахунковим аналізом витрат провідникових матеріалів в зоні неробочих ділянок обмоток. За умови забезпечення оптимального співвідношення величини міжіндукторного проміжку і полюсного поділу , яке для пристроїв даного типу становить /=0,67 (див. Шинкаренко В.Ф., Безсонов С.А. Еволюційний синтез нових видів 97572 6 електромеханічних перетворювачів енергії технологічного призначення з використанням моделей макроеволюції //Вісник Національного технічного університету "ХШ". Тематичний випуск № 16.-2001. - С. 171-173), довжина неробочих частин обмотки (на пару полюсів) найближчого аналога становить LK=4 mLл  432,2   26,4 , де LЛ  2,2 - довжина однієї лобової частини секції. В обмотці запропонованого типу (з -подібними секціями) LK=2 mNЛ + 2(LA+LB+LC)  12 +2(1,4+0,8+1,8)   19,6 , де LA  1,4 ; Lc  1,8  - довжини неробочих ділянок крайніх фаз, за умови трирівневого перетину сторін секцій в зоні перехрещення; LB  0,8  довжина неробочої ділянки середньої фази. Як видно з порівняльного аналізу, економія активних матеріалів при використанні запропонованої обмотки становить 25,7 %. Пропорційно зменшуються і електричні втрати в обмотці. Слід зазначити, що із збільшенням величини т, що характерно для дезінтеграторів великої продуктивності, відносні витрати активних матеріалів в запропонованому варіанті електромеханічного дезінтегратора будуть зменшуватися. 7 97572 8 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601