RU2693852C2 - Устройство для левитации некоторого количества материала - Google Patents
Устройство для левитации некоторого количества материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693852C2 RU2693852C2 RU2017138500A RU2017138500A RU2693852C2 RU 2693852 C2 RU2693852 C2 RU 2693852C2 RU 2017138500 A RU2017138500 A RU 2017138500A RU 2017138500 A RU2017138500 A RU 2017138500A RU 2693852 C2 RU2693852 C2 RU 2693852C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- pipe
- coil
- levitation
- magnetic fluid
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005339 levitation Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 9
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/22—Furnaces without an endless core
- H05B6/32—Arrangements for simultaneous levitation and heating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении поддержания нормированных условий тепломассообмена процесса левитации. Устройство содержит катушки для удерживания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушках. Устройство содержит первую и вторую катушки, которые во время использования создают переменное электромагнитное поле. Труба из непроводящего материала расположена внутри катушек так, что она присутствует между катушками и некоторым количеством материала, используемого и удерживаемого в левитации между первой и второй катушками по мере перемещения вдоль центральной оси катушек внутри трубы. Первая катушка расположена над второй катушкой, имеет меньшее число обмоток и соединены через один источник тока или каждая имеет отдельный источник тока. Труба расположена вертикально с открытым верхним отверстием и закрытым нижним отверстием и заполнена магнитной жидкостью. Первая катушка с меньшим числом обмоток расположена у входного отверстия, а левитирующий материал, удерживаемый между электромагнитными полями первой и второй катушек, смещается от открытого входного отверстия к закрытому выходному отверстию трубы под воздействием сил давления магнитной жидкости. Внутренняя поверхность трубы из непроводящего материала выполнена с покрытием стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом. 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройству для левитации некоторого количества проводящего материала, содержащему катушку для удерживания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушке.
Известно устройство для левитации некоторого количества проводящего материала (см. патент РФ №2370921 МПК H05B 6/32 опуб. 20.10.2009 бюл. №29), содержащее катушку для удержания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушке. При этом устройство содержит две катушки, первую и вторую катушку, которые во время использования создают переменное электромагнитное поле, при этом труба из непроводящего материала расположена внутри катушек так, что труба присутствует между катушками и некоторым количеством материала, используемого и удерживаемого в левитации между первой и второй катушкой по мере перемещения вдоль центральной оси катушек внутри трубы из непроводящего материала, причем первая катушка расположена под второй катушкой, имеет меньшее число обмоток и соединены через один источник тока или каждая имеет отдельный источник тока. Недостатком является узкая область использования, обусловленная обязательным наличием электропроводящего материала, подвергаемого левитации. При этом необходима сложная система поддержания температурного режима плавления и испарения проводящего материала при регулировании силы тока, обеспечивающего лишь его нагрев, а в условиях внезапного перегрева, наблюдаемого в практических условиях, отсутствует возможность охлаждения проводящего материала, то есть не осуществляется поддержание устойчивости тепломассообменного процесса.
Известно устройство для левитации некоторого количества материала (см. патент РФ № 2522666 МПК Н 05В 6/32, B60L13/04 , опубл. 20.07.2014, бюл. №20), содержащее катушки для удержания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушках, при этом устройство содержит две катушки, первую и вторую катушку, которые во время использования создают переменное электромагнитное поле, при этом труба из непроводящего материала расположена внутри катушек так, что труба присутствует между катушками и некоторым количеством материала, используемого и удерживаемого в левитации между первой и второй катушкой по мере перемещения вдоль центральной оси катушек внутри трубы из непроводящего материала, причем первая катушка расположена над второй катушкой, имеет меньшее число обмоток и соединены через один источник тока или каждая имеет отдельный источник тока, труба расположена вертикально с открытым верхним отверстием и закрытым нижним отверстием и заполнена магнитной жидкостью
Недостатком являются дополнительные ограничения по использованию трубы из непроводящего материала, что обусловлено наличием налипания на внутреннюю поверхность, подвергающегося левитации материала. Это приводит не только к ухудшению качества готового продукта, но и к дисбалансу тепломассообменного процесса из-за потери тепловой энергии теплопроводностью от налипающих частиц, подвергающегося левитации материала, через трубу к окружающей среде.
Технической задачей является поддержание нормированных условий тепломассообмена процесса левитации некоторого количества материала путем устранения тепловых потерь по высоте трубы за счет покрытия её внутренней поверхности стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом.
Технический результат достигается тем, что устройство для левитации некоторого количества материала, содержащее катушки для удерживания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушках, при этом устройство содержит две катушки, первую и вторую катушку, которые во время использования создают переменное электромагнитное поле, при этом труба из непроводящего материала расположена внутри катушек так, что труба присутствует между катушками и некоторым количеством материала, используемого и удерживаемого в левитации между первой и второй катушкой по мере перемещения вдоль центральной оси катушек внутри трубы из непроводящего материала, причем первая катушка расположена над второй катушкой, имеет меньшее число обмоток и соединены через один источник тока или каждая имеет отдельный источник тока, кроме того труба расположена вертикально с открытым верхним отверстием и закрытым нижним отверстием и заполнена магнитной жидкостью, при том первая катушка с меньшим числом обмоток расположена у входного отверстия, а левитирующий материал, удерживаемый между электромагнитными полями первой и второй катушек, смещается от открытого входного отверстия к закрытому выходному отверстию трубы под воздействием сил давления магнитной жидкости, при этом, внутренняя поверхность трубы из непроводящего материала выполнена с покрытием стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом.
На фиг. 1 изображено устройство для левитации некоторого количества материала, на фиг. 2 - разрез трубы из непроводящего материала с внутренней поверхностью, которая покрыта стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом.
Устройство для левитации некоторого количества материала содержит вертикально установленную трубу 1 из непроводящего материала, верхнее 2 открытое отверстие и нижнее 3 закрытое отверстие. При этом труба 1 заполнена магнитной жидкостью 4. Первая катушка 5 имеет меньшее число обмоток, чем вторая катушка 6, и находится у верхнего 2 открытого отверстия, а вторая катушка 6 расположена перед нижним отверстием 3. Материал 7, подвергающийся левитации по мере перемещения по центральной оси 8 катушек 5 и 6, занимает последующие положения а), б), и в) от верхнего 2 открытого отверстия до нижнего 3 закрытого отверстия трубы 1. Внутренняя поверхность 9 трубы 1 из непроводящего материала выполнена с покрытием нанобразной стеклоподобной пленкой 10 из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом.
Устройство для левитации некоторого количества материала работает следующим образом. Мелкодисперсные частицы магнитной жидкости 4 по мере заполнения трубы 1 из непроводящего материала налипают на внутреннюю поверхность 9. В результате образуются локальные очаги дополнительной передачи теплоты теплопроводностью от магнитной жидкости 4 по толщине трубы 1 в окружающую среду (см., например, Цой В.П. Методы расчета отдельных задач тепломассопереноса / М.: Энергия, 1971.-384 с., ил.) Возрастание тепловых потерь нарушает температурный режим левитации и, как следствие, качество готового продукта. При этом, последующая подача электрического тока на обмотки катушки 5 способствует прижатию магнитной жидкости 4 к внутренней поверхности 9 трубы 1 посредством пондеромоторной силы, и тепловые потери через локальные очаги резко возрастают, что приводит к возникновению дисбаланса тепломассообменного процесса.
Покрытие внутренней поверхности 9 трубы 1 из непроводящего материала стеклоподобной пленкой 10 из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом, устраняет как налипание мелкодисперсных частиц, так и последующее образование локальных очагов тепловых потерь (см., например, Литвинова В.А., Саврук Е.Н. Наноразмерные пленки оксида тантала, полученные ионно-плазменным методом // Сборник трудов региональной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике».-Томск: ТСХИ НГАУ.-Вып.12.-2010.-с.294-301). В результате поддерживается нормированный тепломассобменый процесс осуществления левитации некоторого количества материала с получением заданного качества готового продукта. Материал (проводящий или непроводящий) помещается на поверхность магнитной жидкости 4 у верхнего 2 открытого отверстия вертикально установленной трубы 1 с первой 5 и второй 6 катушками. Вначале работы свободная поверхность магнитной жидкости 4 имеет плоскую горизонтальную форму. При подаче электрического тока на обмотки катушки 5 в ней генерируется электромагнитное поле, поверхность магнитной жидкости 4 сначала принимает вогнутую форму, а затем по мере увеличения тока на катушке 5 пондеромоторные силы, прижимая магнитную жидкость 4 к стенке трубы 1 одновременно втягивают ее в область максимального поля, в результате чего образуется магнитожидкостное кольцо в плоскости симметрии магнитного поля. При дальнейшем увеличении тока на обмотках катушки 5 пондеромоторные (магнитные) силы значительно превосходят силу тяжести, благодаря чему магнитожидкостное кольцо над материалом 7 утолщается. Под слоем магнитной жидкости 4 образуется изолированная газовая полость, перекрывающая сечение трубы 1. Далее толщина слоя магнитной жидкости 4 растет за счет перетекания магнитной жидкости 4 снизу, а воздушная полость с материалом 7 под действием сил левитации проталкивается вниз. При этом магнитная жидкость 4 действует как охлаждающий элемент материала 7. При подаче и увеличении электрического тока на обмотки катушки 6 плоскость симметрии магнитного поля смещается вниз, проталкивая воздушную полость с материалом 7 к нижнему отверстию 3.
Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что обеспечивается получение заданного качества готового продукта при длительной эксплуатации устройства для левитации некоторого количества материала путем поддержания нормированного тепломассообменного процесса вследствие устранения дополнительных тепловых потерь в окружающую среду, за счет ликвидации локальных очагов теплопередачи по высоте трубы путем покрытия ее внутренней поверхности нанобразной стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом. Кроме того, покрытие внутренней поверхности трубы из непроводящего материала позволяет расширить диапазон применения труб для левитации некоторого количества материала.
Claims (1)
- Устройство для левитации некоторого количества материала, содержащее катушки для удержания материала в левитации с использованием изменяющегося электрического тока в катушках, при этом устройство содержит две катушки, первую и вторую катушки, которые во время использования создают переменное электромагнитное поле, при этом труба из непроводящего материала расположена внутри катушек так, что труба присутствует между катушками и некоторым количеством материала, используемого и удерживаемого в левитации между первой и второй катушками по мере перемещения вдоль центральной оси катушек внутри трубы из непроводящего материала, причем первая катушка расположена над второй катушкой, имеет меньшее число обмоток и соединены через один источник тока или каждая имеет отдельный источник тока, кроме того, труба расположена вертикально с открытым верхним отверстием и закрытым нижним отверстием и заполнена магнитной жидкостью, притом первая катушка с меньшим числом обмоток расположена у входного отверстия, а левитирующий материал, удерживаемый между электромагнитными полями первой и второй катушек, смещается от открытого входного отверстия к закрытому выходному отверстию трубы под воздействием сил давления магнитной жидкости, отличающееся тем, что внутренняя поверхность трубы из непроводящего материала выполнена с покрытием стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138500A RU2693852C2 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Устройство для левитации некоторого количества материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138500A RU2693852C2 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Устройство для левитации некоторого количества материала |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017138500A RU2017138500A (ru) | 2019-05-08 |
RU2017138500A3 RU2017138500A3 (ru) | 2019-05-08 |
RU2693852C2 true RU2693852C2 (ru) | 2019-07-05 |
Family
ID=66430267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017138500A RU2693852C2 (ru) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Устройство для левитации некоторого количества материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693852C2 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2957064A (en) * | 1958-09-30 | 1960-10-18 | Westinghouse Electric Corp | Stabilizing of levitation melting |
US4993049A (en) * | 1988-09-28 | 1991-02-12 | Cupps Halbert D | Electronic management system employing radar type infrared emitter and sensor combined with counter |
SU1700774A1 (ru) * | 1988-07-12 | 1991-12-23 | Институт кибернетики им.В.М.Глушкова | Способ бесконтактного удержани жидких проводников |
RU2198241C2 (ru) * | 1999-08-31 | 2003-02-10 | Нитусов Юрий Евгеньевич | Левитирующее транспортное устройство для перемещения изделий внутри вакуумного объема |
WO2003071000A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Corus Technology Bv | Method and device for coating a substrate |
RU2370921C2 (ru) * | 2004-08-23 | 2009-10-20 | Корус Текнолоджи Бв | Устройство и способ для левитации некоторого количества проводящего материала |
RU2522666C2 (ru) * | 2012-06-27 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство для левитации некоторого количества материала |
-
2017
- 2017-11-07 RU RU2017138500A patent/RU2693852C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2957064A (en) * | 1958-09-30 | 1960-10-18 | Westinghouse Electric Corp | Stabilizing of levitation melting |
SU1700774A1 (ru) * | 1988-07-12 | 1991-12-23 | Институт кибернетики им.В.М.Глушкова | Способ бесконтактного удержани жидких проводников |
US4993049A (en) * | 1988-09-28 | 1991-02-12 | Cupps Halbert D | Electronic management system employing radar type infrared emitter and sensor combined with counter |
RU2198241C2 (ru) * | 1999-08-31 | 2003-02-10 | Нитусов Юрий Евгеньевич | Левитирующее транспортное устройство для перемещения изделий внутри вакуумного объема |
WO2003071000A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Corus Technology Bv | Method and device for coating a substrate |
RU2370921C2 (ru) * | 2004-08-23 | 2009-10-20 | Корус Текнолоджи Бв | Устройство и способ для левитации некоторого количества проводящего материала |
RU2522666C2 (ru) * | 2012-06-27 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство для левитации некоторого количества материала |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017138500A (ru) | 2019-05-08 |
RU2017138500A3 (ru) | 2019-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104911544B (zh) | 控温盘 | |
CN104988472B (zh) | 半导体镀膜设备控温*** | |
CN103974518A (zh) | 等离子体处理腔室部件的温度受控窗 | |
JP2010535469A5 (ru) | ||
RU2693852C2 (ru) | Устройство для левитации некоторого количества материала | |
CN103540914B (zh) | 一种使用射频加热的桶式cvd设备反应室 | |
RU2522666C2 (ru) | Устройство для левитации некоторого количества материала | |
Wang et al. | Research on manufacturing technology and heat transfer characteristics of sintered porous surface tubes | |
CN215912240U (zh) | 一种快速控温的加热面板 | |
CN104513971B (zh) | 反应腔室及等离子体加工设备 | |
CN116590506A (zh) | 一种钛合金材料薄壁构件电磁间接快速加热装置及方法 | |
CN105887184A (zh) | 半导体晶棒熔炼拉晶装置和熔炼拉晶的方法 | |
CN103775059B (zh) | 二次换热无感热风循环烘箱 | |
US20120006809A1 (en) | Sublimation crucible with embedded heater element | |
CN103240825A (zh) | 轮胎电磁感应硫化装置 | |
CN103440979A (zh) | 变压器线圈浸漆装置 | |
CN202615939U (zh) | 一种电缆挤出机外模预热的控制装置 | |
CN106404538A (zh) | 热双拉实验加热装置以及热双拉实验加热方法 | |
CN110512183A (zh) | 一种真空镀膜设备及对导电导磁托盘进行快速加热的方法 | |
CN204563630U (zh) | 电磁感应式真空浓缩罐内芯装置 | |
CN109763082A (zh) | 一种适用于量子芯片的小型快速升降温退火装置 | |
CN104419910B (zh) | 反应腔室及等离子体加工设备 | |
CN205229080U (zh) | 一种用于传热实验***的恒温油槽装置 | |
CN106544650A (zh) | 基座分体式控温盘 | |
CN204166404U (zh) | 半导体恒温电控箱 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191108 |