Електромеханічний пристрій для обробки матеріалів

Реферат: Винахід належить до високопродуктивних електромеханічних пристроїв багатофакторної дії і може бути використаний для здійснення різноманітних технологічних процесів тонкого і надтонкого подрібнення матеріалів, приготування порошків, багатокомпонентних паливних сумішей, суспензій, здійснення інтенсивного перемішування, диспергації, збагачення та ін. В електромеханічному пристрої для обробки матеріалів, що містить індукторну систему у вигляді двох магнітопроводів з трифазними розподіленими на активних поверхнях обмотками, що створюють у повітряному проміжку між індукторами зустрічні електромагнітні поля, і робочу камеру з дискретними робочими тілами, розміщену в міжіндукторному проміжку, згідно з винаходом, індукторна система виконана осесиметричною з спільною віссю симетрії і секціонованими за напрямком, перпендикулярним розташуванню активних сторін обмотки, магнітопроводами, в кожному з яких кількість елементарних магнітопроводів кратна kmN, а трифазна обмотка кожного індуктора виконана кільцевою, причому її однойменні фази укладено на суміжних елементарних магнітопроводах зі зміщенням на одну зубцеву поділку, а активні сторони однойменних фаз, що знаходяться на краях суміжних магнітопроводів, укладено зі зміщенням, що відповідає відстані між крайніми зубцевими поділками, при цьому просторові переходи активних сторін фаз обмотки та необхідні електричні з'єднання виконано в зонах між суміжними елементарними магнітопроводами. Використання винаходу дозволяє зменшити витрати активних матеріалів та підвищити продуктивність електромеханічного пристрою. UA 98195 C2 (12) UA 98195 C2 UA 98195 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до високопродуктивних електромеханічних пристроїв багатофакторної дії, які можуть бути використані для здійснення різноманітних технологічних процесів тонкого і надтонкого подрібнення матеріалів, приготування порошків, багатокомпонентних паливних сумішей, суспензій, здійснення інтенсивного перемішування, диспергації, збагачення та ін. Відомий електромеханічний пристрій з аналогічним принципом дії [1], який містить два плоскі індуктори з багатофазними розподіленими обмотками, що утворюють біжучі магнітні поля з протилежним порядком чергуванням фаз, і робочу камеру з дискретними феромагнітними робочими тілами, що розташована в міжіндукторному проміжку. Зустрічні біжучі поля утворюють в межах кожного полюсного поділу індуктора локальні зони з вихровим обертовим рухом дискретних робочих тіл. Недоліком відомого пристрою є підвищені втрати потужності, які обумовлені негативним впливом поздовжніх кінцевих електромагнітних ефектів, що призводить до зменшення продуктивності пристрою і погіршення його енергетичних показників. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого винаходу за технічною реалізацією і функціональним призначенням є електромеханічний пристрій [2], що містить індукторну систему, яка включає в себе два замкнені магнітопроводи тороїдної форми і трифазні розподілені обмотки, які створюють зустрічні електромагнітні поля, і робочу камеру з дискретними феромагнітними робочими тілами, що розміщена в міжіндукторному проміжку. Недоліком зазначеного пристрою є наявність лобових частин в обмотках, що обумовлює підвищені витрати активних матеріалів і зниження енергетичних показників пристрою. В основу винаходу поставлена задача зменшення витрат активних матеріалів і підвищення продуктивності електромеханічного пристрою, шляхом виконання індукторної системи осесиметричною з спільною віссю симетрії і секціонованими магнітопроводами та заміни типу обмотки на кільцеву, за рахунок відсутності лобових частин в багатофазних розподілених обмотках та наявності ефекту відносного зміщення вихрових зон обробки в межах суміжних елементарних магнітопроводів. Поставлена задача вирішується тим, що в електромеханічному пристрої для обробки матеріалів, що містить індукторну систему у вигляді двох магнітопроводів з трифазними розподіленими на активних поверхнях обмотками, що створюють у повітряному проміжку між індукторами зустрічні електромагнітні поля, і робочу камеру з дискретними робочими тілами, розміщену в міжіндукторному проміжку, новим є те, що індукторна система виконана осесиметричною з спільною віссю симетрії і секціонованими за напрямком, перпендикулярним розташуванню активних сторін обмотки, магнітопроводами, в кожному з яких кількість елементарних магнітопроводів кратна kmN, а трифазна обмотка кожного індуктора виконана кільцевою, причому її однойменні фази укладено на суміжних елементарних магнітопроводах зі зміщенням на одну зубцеву поділку, а активні сторони однойменних фаз, що знаходяться на краях суміжних магнітопроводів, укладено зі зміщенням, що відповідає відстані між крайніми зубцевими поділками, при цьому просторові переходи активних сторін фаз обмотки та необхідні електричні з'єднання виконано в зонах між суміжними елементарними магнітопроводами. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де показано основні конструктивні вузли електромеханічного пристрою. На фіг. 1, на прикладі індукторів тороїдної просторової форми, показано загальний вигляд основних вузлів електромеханічного пристрою; на фіг. 2 подано поперечний переріз індукторної системи з секціонованими елементарними магнітопроводами; на фіг. 3 зображено розгортку електричної схеми з'єднань і вказано порядок чергування фаз кільцевої обмотки в межах елементарних магнітопроводів. На фіг. 4, 5, 6 та 7 представлено можливі варіанти виконання просторової форми індукторної системи електромеханічного дезінтегратора з використанням запропонованого технічного рішення. Електромеханічний пристрій для обробки матеріалів містить верхній 1 і нижній 2 індуктори, які являють собою магнітопроводи, в пазах яких укладено трифазні кільцеві обмотки 3 і 4, що створюють на активних поверхнях індукторів 1 та 2 зустрічні біжучі поля V, орієнтовані за радіальним напрямом (фіг. 1). В міжіндукторному проміжку розташована робоча камера 5, яка виготовляється з немагнітного зносостійкого матеріалу. В об'ємі робочої камери 5 знаходяться робочі тіла 6, функцію яких можуть виконувати дискретні феромагнітні частинки нерівновісної форми. Робоча камера 5 може мати один або декілька технологічних люків 7, призначених для завантажування технологічної сировини та вилучення готової продукції. З метою отримання рівномірного розподілу індукції на активних поверхнях індукторів кожний з індукторів 1 та 2 може бути виконаний секціонованим (фіг. 2). Кількість елементарних магнітопроводів 8 визначають за 1 UA 98195 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 співвідношенням kmN, де m - кількість фаз обмотки; N - кількість полюсних поділів; k = 1, 2, ... Так, наприклад, для випадку m - 3, Ν = 2, якому відповідає індуктор, що візуалізований на фіг. 2, мінімальна кількість (k = 1) елементарних магнітопроводів 8 дорівнює 6. В секціонованому індукторі однойменні фази кільцевої обмотки 4 укладено на суміжних елементарних магнітопроводах 8 зі зміщенням на одну зубцеву поділку t1, а активні сторони однойменних фаз, що знаходяться на краях суміжних магнітопроводів 8, укладено зі зміщенням, що відповідає відстані між крайніми зубцевими поділками (фіг. 2, 3). Зазначені заходи забезпечують рівність активних та індуктивних опорів фаз кільцевої обмотки та симетризацію фазних струмів. Просторові переходи активних сторін фаз обмотки та необхідні електричні з'єднання виконано в зонах 9 між суміжними елементарними магнітопроводами 8. Електромеханічний пристрій, в залежності від його призначення і конкретних умов реалізації технологічного процесу, може бути виготовлений також з конічною (фіг. 4), циліндричною (фіг. 5), сферичною (фіг. 6) або багатогранною (фіг. 7) просторовими формами активних поверхонь індукторів. Розглянемо роботу електромеханічного пристрою на прикладі варіанта його виконання з тороїдною просторовою формою індукторної системи (фіг. 1). При живленні кільцевих обмоток 3 і 4 трифазним струмом на протилежних активних поверхнях індукторів виникають зустрічні біжучі електромагнітні поля V. Під дією зустрічних полів, за умови, що чергування фаз верхньої 3 і нижньої 4 обмоток в межах полюсного поділу  задовольняє послідовності A-z-B-x-C-y, в робочій камері 5 в межах кожного полюсного поділу τ виникає результуюче обертове поле (на фіг. 1 напрям результуючого обертового поля показано круговою стрілкою), під дією якого відбувається інтенсивний вихровий рух робочих тіл 6, які здійснюють технологічну обробку речовин, що знаходяться або транспортуються через робочу камеру 5. Радіальне зміщення (фіг. 1) однойменних фаз кільцевої обмотки 4 в межах суміжних елементарних магнітопроводів 8 зумовлює відповідне зміщення результуючих обертових полів за радіальним напрямком, що сприяє інтенсифікації руху дискретних робочих тіл, що, в свою чергу, підвищує продуктивність пристрою. Технічний результат полягає в: - зменшенні витрат активних матеріалів при виготовленні обмоток (за рахунок відсутності лобових частин в багатофазних розподілених обмотках); - підвищенні продуктивності електромеханічного пристрою (за рахунок наявності ефекту відносного зміщення вихрових зон обробки в межах суміжних елементарних магнітопроводів). Бібліографічні дані використаних джерел інформації 1. А. св. № 1023573 СССР, МКИ Η 02 K 41/025. Линейный индукционный аппарат /В.Ф. Шинкаренко, В.С. Попков, И.Л. Славинский. - Опубл. 15.06.83, Бюлл. № 22. 2. А. св. № 1224918 СССР, МКИ Η 02 K 41/025. Индукционный аппарат / В.Ф. Шинкаренко, В.С. Попков, И.Л. Славинский, Г.А. Денисов, С.Г. Перкович, В.А. Гаврилов. - Опубл. 15.04.86, Бюлл. № 14. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Електромеханічний пристрій для обробки матеріалів, що містить індукторну систему у вигляді двох магнітопроводів з трифазними розподіленими на активних поверхнях обмотками, що створюють у повітряному проміжку між індукторами зустрічні електромагнітні поля, і робочу камеру з дискретними робочими тілами, розміщену в міжіндукторному проміжку, який відрізняється тим, що індукторна система виконана осесиметричною з спільною віссю симетрії і секціонованими за напрямком, перпендикулярним розташуванню активних сторін обмотки, магнітопроводами, кожен з яких містить елементарні магнітопроводи, кількість яких кратна kmN, де: k - кількість ділянок обмотки (1, 2, 3…); m - кількість фаз обмотки; N - кількість полюсних поділів, а трифазна обмотка кожного індуктора виконана кільцевою, причому її однойменні фази укладено на суміжних елементарних магнітопроводах зі зміщенням на одну зубцеву поділку, а активні сторони однойменних фаз, що знаходяться на краях суміжних магнітопроводів, укладено зі зміщенням, що відповідає відстані між крайніми зубцевими поділками. 2. Електромеханічний пристрій для обробки матеріалів за п. 1, який відрізняється тим, що просторові переходи активних сторін фаз обмотки та необхідні електричні з'єднання виконано в зонах між суміжними елементарними магнітопроводами. 2 UA 98195 C2 3 UA 98195 C2 4 UA 98195 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 5