Однообмотковий електромеханічний дезінтегратор

Реферат: Однообмотковий електромеханічний дезінтегратор, магнітна система якого містить магнітопровід з трифазною розподіленою кільцевою обмоткою, секції якої укладені таким чином, що на протилежних активних поверхнях активної зони утворюють зустрічні магнітні поля, а також розташовану в активній зоні робочу камеру. Магнітна система виконана просторово магнітозамкненою, роз'ємною у вигляді двох симетричних частин. Кільцева обмотка виконана неперервною з концентричних секцій, які на внутрішній частині замкненого магнітопроводу утворюють об'ємну активну зону з еквідистантними активними поверхнями. Секції кільцевої обмотки розміщені в паралельних площинах, перпендикулярних до осі симетрії магнітної системи, а однойменні фази, що розміщені на протилежних активних поверхнях, з'єднані між собою послідовно. UA 93237 U (12) UA 93237 U UA 93237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електромеханічного обладнання технологічного призначення підвищеної продуктивності, функціонування якого здійснюється на принципі перетворення енергії інверсних електромагнітних полів в механічну енергію руху дискретних магнітопровідних робочих тіл. Обладнання такого типу може бути використано для здійснення різноманітних технологічних процесів: тонкого та надтонкого подрібнення матеріалів, виробництва нанодисперсних порошків, виробництва багатокомпонентних паливних сумішей та гомогенних суспензій, реалізації процесів інтенсивного перемішування, диспергації, збагачення та ін. Відомий електромеханічний пристрій з аналогічним принципом дії [1], що містить циліндричний індуктор і робочу камеру, яка розташована в міжіндукторному проміжку. Багатофазна обмотка індуктора створює в проміжку обертове електромагнітне поле, під дією якого в робочій камері здійснюється вихровий рух дискретних робочих тіл. Недоліком відомого пристрою є недостатня інтенсивність руху робочих тіл в середній частині робочої камери і низька продуктивність дезінтегратора. Це зумовлено неповним використанням активного об'єму пристрою, суттєвим ослабленням індукції в центральній частині міжіндукторного проміжку і обмеженим корисним об'ємом робочої камери, який при заданій активній довжині визначається діаметром активної поверхні статора. Перевищення критичного діаметра (для частоти обертання поля 3000 об/хв.. він становить близько 160 мм) призводить до того, що під дією відцентрових сил і сил електромагнітного тяжіння робочі тіла притискаються до поверхні робочої камери і припиняють свій рух. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі за технічною реалізацією і функціональним призначенням є електромеханічний пристрій [2], що містить магнітну систему у вигляді плоского магнітопроводу з розподіленою багатофазною кільцевою обмоткою, активні сторони якої укладено в суміжні магнітопроводи, а робочі камери встановлено всередині активних зон обмоток. В процесі експлуатації відомого електромеханічного пристрою його активний об'єм використовується неповністю. Це зумовлено тим, що в бокових зонах кільцевої обмотки, де виконано перехрест фаз, інверсні магнітні поля будуть відсутні. Окрім цього розімкнутість магнітної системи індуктора є причиною виникнення поздовжніх кінцевих електромагнітних ефектів, які, як відомо, знижують ефективність електромеханічного перетворення енергії. Наявність зазначених недоліків призводить до зниження ефективності обробки матеріалів та зменшення продуктивності пристрою. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності обробки матеріалів і збільшення продуктивності електромеханічного пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в однообмотковому електромеханічному дезінтеграторі, магнітна система якого містить магнітопровід з трифазною розподіленою кільцевою обмоткою, секції якої укладені таким чином, що на протилежних активних поверхнях активної зони утворюють зустрічні магнітні поля, а також розташовану в активній зоні робочу камеру, згідно з корисною моделлю, магнітна система виконана просторово магнітозамкненою, роз'ємною у вигляді двох симетричних частин, кільцева обмотка виконана неперервною з концентричних секцій, які на внутрішній частині замкненого магнітопроводу утворюють об'ємну активну зону з еквідистантними активними поверхнями, причому секції кільцевої обмотки розміщені в паралельних площинах, перпендикулярних до осі симетрії магнітної системи, а однойменні фази, що розміщені на протилежних активних поверхнях, з'єднані між собою послідовно, окрім того магнітопровід виконано секціонованим, у вигляді замкнених елементарних магнітопроводів, механічно закріплених між собою за допомогою кільцевих немагнітних ободів. У порівнянні з найближчим аналогом запропонована корисна модель відрізняється наявністю наступних істотних ознак: - магнітна система дезінтегратора виконана просторово магнітозамкненою, роз'ємною у вигляді двох симетричних частин; - трифазна розподілена кільцева обмотка виконана неперервною; - секції кільцевої обмотки виконано концентричними; - активні сторони секцій утворюють внутрішню об'ємну активну зону з еквідистантними активними поверхнями; - наявність об'ємної активної зони забезпечує максимальну (100 %) взаємодію дискретних феромагнітних робочих тіл з полем збудження кільцевої обмотки; - секції кільцевої обмотки розміщені в паралельних площинах, перпендикулярних до осі симетрії магнітної системи; - однойменні фази обмотки електрично з'єднані між собою послідовно; - магнітопровід виконаний секціонованим, у вигляді замкнених елементарних магнітопроводів; 1 UA 93237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 - елементарні магнітопроводи механічно закріплені між собою за допомогою кільцевих немагнітних ободів. Кожна з зазначених ознак є суттєвою, а їх взаємопов'язана сукупність забезпечує досягнення поставленої задачі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1 показана магнітна система однообмоткового дезінтегратора з об'ємною активною зоною; на фіг. 2, 3, 4 - варіанти компонувальних схем дезінтеграторів з циліндричною (фіг. 2), тороїдною плоскою (фіг. 3), плоскою (фіг. 4) об'ємними активними зонами. Магнітна система однообмоткового електромеханічного дезінтегратора (фіг. 1) конструктивно складається з замкненого магнітопроводу 1, трифазної розподіленої кільцевої обмотки 2 і робочої камери 3 з дискретними феромагнітними робочими тілами 4. Зовнішні 5 і внутрішні 6 секції кільцевої обмотки 2 виконані концентричними і розміщені послідовно в паралельних площинах відносно площини симетрії ZOY, перпендикулярної до осі симетрії ОХ магнітної системи дезінтегратора з утворенням внутрішньої активної зони об'ємного типу. В межах кожного полюсного поділу τ порядок чергування фаз між зовнішніми 5 і внутрішніми 6 секціями обмотки 2 задовольняє послідовності A-z-B-x-C-y (для обмотки з кутом фазної зони 60° ел.). Однойменні фази обмотки 2 електрично з'єднані між собою послідовно, що забезпечує вирівнювання фазних струмів за умови наявності різних електричних опорів в зовнішніх 5 і внутрішніх 6 секцій обмотки 2. Для доступу та обслуговування робочої камери 3, замкнений магнітопровід 1 виконано роз'ємним у вигляді двох дзеркально симетричних відносно площини ZOY частин 1’ та 1". Електричні з'єднання між секціями обмотки правої 1’ та лівої 1" частин виконуються, наприклад, з використанням штекерних роз'ємів, або клемних коробок (не показані). Для забезпечення технологічності і уніфікації конструкції магнітопроводу 1 та з можливістю безпосереднього охолодження обмотки 2, магнітопровід 1, за радіальним напрямом ΟΖ, виконано секціонованим, у вигляді елементарних шихтованих плоских магнітопроводів 7 (фіг. 2), які механічно закріплені між собою за допомогою немагнітних ободів 8 і 9. Заявлена корисна модель може бути технічно реалізована з тороїдною плоскою (фіг. 3), плоскою (фіг. 4), а також з тороїдною циліндричною, конічною та сферичною об'ємними активними зонами. За необхідністю, права 1’ та ліва 1" частини магнітопроводу 1, а також робоча камера 3 можуть бути виконані герметичними. Пристрій працює наступним чином. За умови живлення обмотки 2 трифазним струмом, під дією зустрічних біжучих полів обмотки 2, в об'ємній активній зоні дезінтегратора виникають результуючі обертові електромагнітні поля, під дією яких, в межах кожного полюсного поділу , відбувається інтенсивний вихровий рух дискретних робочих тіл 4, під дією якого здійснюється технологічна обробка речовин, що знаходяться або транспортуються через робочу камеру 3. Відсутність поздовжніх і поперечних кінцевих електромагнітних ефектів і максимальне використання активного об'єму забезпечує високу ефективність технологічної обробки матеріалів та підвищення продуктивності дезінтегратора. Запропонована корисна модель, у порівнянні з найближчим аналогом, дозволяє: - ліквідувати негативний вплив поздовжніх і поперечних кінцевих електромагнітних ефектів (за рахунок виконання магнітної системи просторово магнітозамкненою, а обмотки неперервною); - забезпечити максимальне (100 %) використання об'єму активної зони дезінтегратора (за рахунок виконання кільцевої неперервної обмотки з поперечною орієнтацією концентричних секцій обмотки); - забезпечити технологічність, уніфікацію та підвищити ефективність охолодження магнітної системи дезінтегратора. Бібліографічні дані використаних джерел інформації 1. Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. - К.: Техника, 1976. - С. 66-68. 2. Патент України на корисну модель № 43940, МПК (2009) Н02К41/025, В01F13/00. Електромеханічний пристрій для обробки матеріалів / Шинкаренко В.Φ., Шиманська А.А., Лисак В.В., Вахновецька М.О. - U200903199; заявл. 03.04.2009; опубл. 10.09.2009, Бюл. № 17. 55 2 UA 93237 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Однообмотковий електромеханічний дезінтегратор, магнітна система якого містить магнітопровід з трифазною розподіленою кільцевою обмоткою, секції якої укладені таким чином, що на протилежних активних поверхнях активної зони утворюють зустрічні магнітні поля, а також розташовану в активній зоні робочу камеру, який відрізняється тим, що магнітна система виконана просторово магнітозамкненою, роз'ємною у вигляді двох симетричних частин, кільцева обмотка виконана неперервною з концентричних секцій, які на внутрішній частині замкненого магнітопроводу утворюють об'ємну активну зону з еквідистантними активними поверхнями, причому секції кільцевої обмотки розміщені в паралельних площинах, перпендикулярних до осі симетрії магнітної системи, а однойменні фази, що розміщені на протилежних активних поверхнях, з'єднані між собою послідовно. 2. Однообмотковий електромеханічний дезінтегратор за п. 1, який відрізняється тим, що магнітопровід виконано секціонованим, у вигляді замкнених елементарних магнітопроводів, механічно закріплених між собою за допомогою кільцевих немагнітних ободів. 3 UA 93237 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4