CN102710089B - 一种用于清灰清堵的电磁换能器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换能器，实现电磁能量转换为机械能，用于料仓、管道等部位的清灰清堵。一种用于清灰清堵的电磁换能器，包括工作线圈、固定框、支撑架，所述固定框焊接在工作壁上，支撑架安装在固定框内；所述工作线圈包括一加速线圈以及一短路线圈，加速线圈由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料，形状呈圆盘状；短路线圈由金属制成，形状呈圆盘状；短路线圈与加速线圈同轴固定，短路线圈相对加速线圈具有前后的活动距离；工作线圈与支撑架相固定；所述短路线圈的平面与工作壁平行且紧密贴合接触。相对于现有技术中的清灰清堵器械，工作效率高，节能环保。

Description

一种用于清灰清堵的电磁换能器

技术领域

本发明属于能量转换领域，特别是涉及一种换能器，实现电磁能量转换为机械能，用于料仓、管道等部位的清灰清堵等工作。 

背景技术

当前电能转换为磁能最常用的方法是通过加电为钢铁类材质赋予磁能，通过磁力吸合再转化为机械能。磁力吸合设备是通过输入交流电流，通过改变线圈磁场及级性达到振动和吸合的目的。能量大小取决于线圈密度及电流大小。能量越大，电流就越大。如果想要达到输出高能量的目的。设备体积就要相应放大。但是使用这种方法装置的两个部分之间要绝缘，而且磁力吸合的力量较小，只能应用于非常少得工况。最近几年已经逐渐淘汰。 

根据电磁转换的原理，当在线圈中通入交变电流时，线圈中会产生交变磁场，如果再设置另一线圈，则上述交变磁场可以在该另一线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与线圈电流的磁场互相作用，则会产生安培力，从而会使得该线圈加速运动并发射出去。且产生的安培力随着感应电流方向及大小相应的变化，实际是跟随交变电流的频率作往复的运动。电磁脉冲振动即是通过上述原理实现。 

在上述原理的基础上，申请人寻求一种新的能实现电能转换为磁能再转换为机械能的装置，相对于现有技术中简单的磁力吸合装置，具有更优越的技术效果。在申请人同日申请的专利“一种用于清灰清堵的电磁换能工作线圈”中，已经详细的披露了一种能实现电磁能到机械能转换的工作线圈，利用该工作线圈，设计一种能实现电磁能到机械能转换的换能器，实现电磁能到机械能的转换。 

我国工业生产中固体物料下料难是个普遍的问题，特别到冬季，问题更加严重，已经影响到了正常的工业生产。如：钢铁企业的烧结厂和焦化厂，或独立的焦化企业，还有热电企业、煤炭企业、有色矿开采企业等，在原料输送过程中的料仓下料工艺环节，经常出现下料困难工况，特别是冬季物料冻结，使下料不畅问题更趋严酷，成为制约工厂生产流程正常进行的瓶颈，严重影响了企业的正常生产并造成巨大经济损失。 

因此，设计一种换能器，其利用电磁能转换成机械能，以及共振的原理，直 接与工作壁上作用，可直接应用于上述工业场合料仓、管道等易发生堵塞部位的清灰清堵。 

发明内容

本发明的目的，是提供一种能实现电磁能量转换为机械能的电磁换能器，以解决现有技术中简单的磁力吸合装置存在的不足。 

本发明的技术方案如下： 

一种用于清灰清堵的电磁换能器，包括工作线圈、固定框、支撑架，其特征在于：

所述固定框焊接在工作壁上，支撑架安装在固定框内； 

所述工作线圈包括一加速线圈以及一短路线圈，加速线圈由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料，形状呈圆盘状；短路线圈由金属制成，形状呈圆盘状；短路线圈与加速线圈同轴固定，短路线圈相对加速线圈具有前后的活动距离；工作线圈与支撑架相固定； 

所述短路线圈的平面与工作壁平行且紧密贴合接触。 

进一步的，所述支撑架与固定框活动连接，支撑架与固定框之间安装有弹簧。 

进一步的，还包括一金属平板，所述金属平板焊接在工作壁上，短路线圈的平面与金属平板平行且紧密贴合接触。 

进一步的，所述固定框焊接在金属平板上。 

进一步的，还包括一固定架，所述固定架包括一平板面，所述固定架焊接在工作壁上，固定框与固定架平板面固定且不与工作壁接触。 

进一步的，所述固定架焊接在金属平板上。 

进一步的，所述短路线圈由铝材制成。 

进一步的，所述短路线圈由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料，所述绝缘材料为玻璃钢丝或陶瓷或树脂等。 

进一步的，所述短路线圈相对加速线圈的活动距离为5-10mm。 

本发明的有益效果在于： 

1、利用电磁能转换的工作线圈感应产生的安培力使短路线圈发射，特别是这种能量转换可以在毫秒级的时间内将能量激发，瞬时能量极为巨大。而且线圈体积不受能量输出影响，体积可以非常小。 

2、利用输入电磁脉冲发生器输入的交变电流使得短路线圈做出高速高频的 发射运动，短路线圈与工作壁紧密贴合使工作壁发生共振实现清灰清堵，相对于其他清灰清堵原理和装置，技术效果优越。 

3、本发明的换能器可以根据工作壁不同的具体形状而使用，适用于料仓、管道及车厢等各类场合，且安装、维修及更换都很方便，节能环保。 

附图说明

图1是本发明加速线圈的截面示意图。 

图2是本发明具体实施例1的结构示意图。 

图3是本发明具体实施例2的结构示意图。 

图4是本发明具体实施例3的结构示意图。 

图中，图中，1-加速线圈；2-短路线圈；3-绝缘材料；4-安装法兰盘；5-固定框；6-支撑架；7-接线头；8-工作壁；9-弹簧；10-金属平板；11-固定架。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体技术方案作进一步的阐述。 

如图1所示，是本发明加速线圈的截面示意图。加速线圈1由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料3，形状呈圆盘状。绝缘材料3为玻璃钢丝或陶瓷或树脂等，但需要等级3万伏以上且材质能具有耐大力冲击的绝缘材料均可。 

本发明的工作线圈包括一加速线圈1以及一短路线圈2，短路线圈2由金属制成，形状呈圆盘状，短路线圈2与加速线圈1同轴固定。短路线圈2相对加速线圈1具有前后的活动距离。根据上述的原理，短路线圈2与加速线圈1之间的感应产生的安培力随着交流电的大小及方向作相应的变化，因此，实际工作过程中，短路线圈2跟随交变电流的频率作前后往复的发射运动。该往复运动的机械能不断的作用于工作壁8上，使工作壁8产生共振实现清灰清堵。在短路线圈2发射出去后，还必须使其迅速回位，并且不能与加速线圈1发生撞击致使两者功能的破坏。因此，在加速线圈和短路线圈之间安装有弹簧，实现上述目的。具体的安装方式可以有多种。如使加速线圈和短路线圈的轴心开孔，再通过一连接轴进行同轴心的固定；或者在加速线圈和短路线圈的周边等角度的通过螺栓固定；或者通过其他连接轴的方式。只要使加速线圈与短路线圈之间具有一弹性部件即可。短路线圈截面面积小于加速线圈截面面积。当然，也可以大于加速线圈 截面面积，如果超过加速线圈太大，会影响瞬时的能量，如果太小则能量转换损失也大。短路线圈2相对加速线圈1的活动距离为5-10mm为最优。 

本发明中，短路线圈2也可以由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料形成圆盘状。或者由铝材制成圆盘状，省去了绝缘材料灌封的过程。经测试，铝材制作成的短路线圈具有最好的效果。 

具体实施例1：如图2所示，本发明一种用于清灰清堵的电磁换能器，包括一固定框5、支撑架6、工作线圈以及一金属平板10。固定框5整体焊接在工作壁8上，以容置或安装支撑架6、工作线圈等，其形状可以有多种，能密封并能与工作壁8整体焊接，也可以是不密封的开放式。支撑架6安装在固定框5内部，其作用是使工作线圈具有牢固的支撑点并且可以进行一定前后距离的运动，以支持短路线圈2在受到电磁能激发时的发射。支撑架6可以为一金属板，因此，工作线圈可以通过一法兰盘4与支撑架6牢固固定且紧密贴合。金属平板10固定焊接在工作壁8上，短路线圈2平面与金属平板12的平面紧密平行贴合接触。必须平行且紧密贴合，否则会使换能的效率降低且不能保证安全。工作线圈上具有接线头7，通过接线头7工作线圈与电磁脉冲发生器相连接。本实施例中，固定框5与支撑架6之间可以安装一弹簧9实现微调，支撑架6与固定框5活动连接。因为在实际安装使用过程中，短路线圈2必须与料仓壁或金属平板平10行接触，才能取得最好的技术效果。因此，上述弹簧可以使得短路线圈2能紧密平行的与料仓壁贴合，也保证了安全。当短路线圈2激射出去后，弹簧的弹力可以使其迅速回位，进行下一次工作，从而实现工作线圈高速、高频的运动引起工作壁的共振实现清灰清堵。 

固定框5可以采用多种方式来实现，只要能固定在料仓壁从而电磁换能器提供工作支撑的结构都可以视为本专利所称的固定框5。图2示出的是固定框5的一种实施方式。固定框5的整体的焊接在料仓壁上，从而将工作线圈、支撑架6等都密封在其中。该种形式具有的优点是：结构最为牢固，安全，但是缺点是：当其内部的部件发生故障或需要磨损时，无法及时进行维修或更换。 

具体实施例2：如图3所示，是本发明的另一种具体实施方式。与实施方式1不同的是，本实施方式中，还包括固定架13。固定架焊接在工作壁上但并不密封，且具有一平板面，固定框5、支撑架6、工作线圈等均安装在该开放的空间中。固定框5只需与固定架11的平板面通过螺栓相固定即可，而无需整体的焊接在料仓壁上密封，从而使得整个换能器都处于开放中。这种方式下，如果换能 器发生磨损需要更换、或发生故障需要维修时，只需将固定框5、支撑架6、工作线圈等整个换能器头换下即可进行，维修和更换都方便很多。 

具体实施例3：图4是本发明的又一种具体实施方式。固定框5或固定架13并非都只能焊接在工作壁8上，还可以焊接在金属平板10上，只要金属平板10的面积足够大即可，同样可以实现固定的作用。当然，也必须保证短路线圈2与金属平板10平行紧密贴合接触。 

本发明中的短路线圈2优选由铝材制成。也可以由扁铜盘绕而成，线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料3。绝缘材料3为玻璃钢丝或陶瓷或树脂等。加速线圈1及短路线圈2相互之间间隔4-6厘米，短路线圈2相对加速线圈1的活动距离为5-10mm。短路线圈2与加速线圈1同轴固定，因为短路线圈2实际工作时产生的瞬时动能会非常大，所以必须保证二者牢固固定。短路线圈2相对加速线圈1具有前后的活动距离。 

本发明的换能器并不局限于料仓、管道及车厢等清堵清堵的作用，只要能实现电磁能到机械能转换的换能器，均属于本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种用于清灰清堵的电磁换能器，包括工作线圈、固定框、支撑架，其特征在于：

所述固定框焊接在工作壁上，支撑架安装在固定框内；

所述工作线圈包括一加速线圈以及一短路线圈，加速线圈由扁铜盘绕而成，加速线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料，形状呈圆盘状；短路线圈由金属制成，形状呈圆盘状；短路线圈与加速线圈同轴固定，短路线圈相对加速线圈具有前后的活动距离；工作线圈与支撑架相固定；

所述短路线圈的平面与工作壁平行且紧密贴合接触。

2.根据权利要求1所述的电磁换能器，其特征在于：所述支撑架与固定框活动连接，支撑架与固定框之间安装有弹簧。

3.根据权利要求1所述的电磁换能器，其特征在于：还包括一金属平板，所述金属平板焊接在工作壁上，短路线圈的平面与金属平板平行且紧密贴合接触。

4.根据权利要求3所述的电磁换能器，其特征在于：所述固定框焊接在金属平板上。

5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的电磁换能器，其特征在于：还包括一固定架，所述固定架包括一平板面，所述固定架焊接在工作壁上，固定框与固定架平板面固定且不与工作壁接触。

6.根据权利要求5所述的电磁换能器，其特征在于：所述固定架焊接在金属平板上。

7.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电磁换能器，其特征在于：所述短路线圈由铝材制成。

8.根据权利要求7所述的电磁换能器，其特征在于：所述短路线圈由扁铜盘绕而成，短路线圈外封灌绝缘等级3万伏以上的绝缘材料，所述绝缘材料为玻璃钢丝或陶瓷或树脂。

9.根据权利要求7所述的电磁换能器，其特征在于：所述短路线圈相对加速线圈的活动距离为5-10mm。

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