热管式电磁除铁器

摘要

本发明涉及一种广泛用于矿山、电力、煤炭等行业的电磁除铁器，特别是一种热管式电磁除铁器包括放置电磁线圈的圆环形空腔、线圈即热管蒸发段、磁铁芯、热管冷凝段、工作介质、中间隔板，其特征将电磁除铁器做成一个整体式热管结构，以中间隔板将其分成上下两部分，下部为电磁除铁器的发热部分，即缠绕在磁铁芯外的线圈作为热管的蒸发段；上部为电磁除铁器的散热部分，作为热管冷凝段；线圈外即放置电磁线圈的圆环形空腔内充满工作介质。本发明的优点是工质的冷却采用热管的冷凝段代替传统的冷凝器，传热效果较好，而且流程短，流动阻力较小，减少了动力设备的应用，使得该类型的电磁除铁器运行成本较低。

权利要求

1.热管式电磁除铁器，其包括放置电磁线圈的圆环形空腔(1)、线圈即热管蒸发段、磁铁芯、热管冷凝段、工作介质、中间隔板，其特征是将电磁除铁器做成一个整体式热管结构，以中间隔板(4)将其分成上下两部分，下部为电磁除铁器的发热部分，即缠绕在磁铁芯(2)外的线圈作为热管的蒸发段；上部为电磁除铁器的散热部分，作为热管冷凝段(3)；线圈外即放置电磁线圈的圆环形空腔(1)内充满工作介质。

2.根据权利要求1所述的热管式电磁除铁器，其特征是热管冷凝段的布置采取自然冷却和强制冷却两种不同方式。

3.根据权利要求2所述的热管式电磁除铁器，其特征是强制冷却为强制风冷和强制水冷，采用强制风冷，风源放置在磁铁芯的上方，热管冷凝段设有用于强化传热的横向肋片，流道沿径向布置；采用强制水冷，在热管冷凝段布置折流板。

说明书

热管式电磁除铁器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种广泛用于矿山、电力、煤炭等行业的电磁除铁器，特别是一种热管式电磁除铁器。

背景技术

[0002] 电磁除铁器是通过电磁线圈使电能转换成磁力作为分选驱动力的设备。在电磁转换过程中会有部分电能转换成热量，而随着电磁除铁器大型化的发展，产生的热量会越来越多，如不及时将这部分热量移出，将会使电磁线圈温度升高，电阻增大，进而使电磁除铁器性能下降，甚至会造成电磁除铁器的无法正常工作。

[0003] 目前国内外解决这一难题的方法主要有两类，一是从源头减少热量的产生，即采用超导材料作电磁的导体，这样即节能又可靠，可惜该方法制造成本太高，难以推广使用。二是强化散热的方法，采用这类方法的有很多。如申请号为02258232.0的实用新型专利提出的带热管冷却的电磁除铁器，是将热管热端布置于电磁线圈内，利用热管的热超导性将热量引出设备之外，再将热量散发掉。这一方法的最大热阻存在于发热体(即线圈)与接受体之间的接触热阻，有可能造成导热不均，使局部过热，从而限制了该方法在电磁除铁器上的应用。再如申请号为200410036257.9的发明专利提出的蒸发冷却式电磁除铁器，是将发热体(线圈)直接放置于盛有冷却介质的容器内，冷却介质吸收线圈产生的热量后迅速气化，通过特设的冷凝器将气态的冷却介质冷却为液态，再返回到容器内使用。这种方法解决了从电磁线圈接受热量的环节，并且由于相变换热可在恒温下吸收大量热量，可使电磁线圈保持在一个稳定的温度下工作，提高了电磁除铁器工作的稳定性。但是这一方法的缺陷在于冷却介质的冷却采用一常规的冷凝器，这使得散热效果差，在电磁除铁器的上方设置一冷凝器使得整体结构复杂。因此，由于电磁除铁器结构和使用条件的限制，使得现有的方法不适合电磁除铁器的大型化发展。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服现有电磁除铁器冷却装置的缺陷，提出一种结构简单、散热效率高、适合电磁除铁器大型化发展的热管式电磁除铁器。

[0005] 本发明包括放置电磁线圈的圆环形空腔、线圈即热管蒸发段、磁铁芯、热管冷凝段、工作介质、中间隔板，其特征将电磁除铁器做成一个整体式热管结构，以中间隔板将其分成上下两部分，下部为电磁除铁器的发热部分，即缠绕在磁铁芯外的线圈作为热管的蒸发段；上部为电磁除铁器的散热部分，作为热管冷凝段；线圈外即放置电磁线圈的圆环形空腔内充满工作介质。

[0006] 线圈的冷却方式完全按热管的方式进行，通过工作介质的相态变化将线圈产生的热量传输出去。由于相变时可在饱和温度下吸收或放出大量热量，因此可以保证线圈在恒温下工作，同时也为热管冷凝段的冷却提供了有利条件。将线圈浸泡在工质之内的冷却效果好，而且蒸发冷却工质用量较少，经济性较好。

[0007] 热管冷凝段的布置和结构取决于冷却方式的选择，冷却方式有自然冷却和强制冷却，一般来说强制冷却要优于自然冷却，强制冷却按照采用的介质不同又有风冷和水冷之分。本发明的电磁除铁器即可采用强制风冷冷却方式，又可采用强制水冷冷却方式。若采用强制风冷冷却方式，风源可放置在磁铁芯的上方，热管冷凝段设有横向肋片来强化传热，流道沿径向布置，风源产生的风横掠热管冷凝段，传热系数比较大，传热效果比较好。若采用强制水冷冷却方式，只需在热管冷凝段适当位置布置折流板。无论采用何种冷却方式，[0008] 本发明的优点是工质的冷却采用热管的冷凝段与采用传统的冷凝器相比不仅传热效果较好，而且流程短，流动阻力较小，减少了动力设备的应用，使得该类型的电磁除铁器运行成本较低。该电磁除铁器结构简单，冷却强度高，性能优越，安全可靠。

附图说明

[0009] 图1是本发明的正面剖视结构图

[0010] 图2是图1的俯视结构示意图

[0011] 1.圆环形空腔 2.磁铁芯 3.热管冷凝段 4.中间隔板 5.风机 6.热管罩具体实施方式

[0012] 如图所示，1为放置电磁线圈的圆环形空腔，有普通碳钢板制成。圆形空腔的环内放有磁铁芯2。将电磁线圈放入空腔后，盖上中间隔板4，并按散热方式和散热功率来确定铝制热管冷凝段3的数量和布置。热管冷凝段3选铝制材料首先是因为铝的散热系数大，能够及时的将热量散发出去，其次是因为铝制材料密度比较小，能够有效的减轻电磁除铁器的重量。将热管冷却介质加入圆环形空腔内，冷却介质需要有符合要求的热工性能和良好的绝缘性能。目前可选用R-113或HFC-作为热管的冷却介质。这样圆形空腔1和热管冷凝段3形成了一个整体式热管回路。电磁线圈浸泡在冷却介质液内，当电磁线圈通电后，产生的热量使冷却介质气化，冷却介质气化的温度在50℃～60℃之间。产生的饱和蒸汽上升到热管冷凝段，冷凝段将热量散发出去以后，饱和蒸汽由气态转变成液态，并从热管冷凝段流回到空腔之内，通过工质相态的变化将电磁线圈产生的热量散发出去，可以保证线圈在一个稳定的温度下工作。热管冷凝段采用强制风冷时提供风源动力的是风机5，风机功率的大小根据线圈产生的热量来选择，风机产生的风横掠热管冷凝段，使传热系数较大，散热效果较好。风机产生的风横掠热管冷凝段时可根据需要将热管冷凝段按不同的方式排列来进一步增大传热系数。热管罩6能够在电磁除铁器工作时有效的保护热管冷凝段避免受到意外的损坏。