一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路及电磁振荡卸铁方法

摘要

本申请公开了一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路及电磁振荡卸铁方法，电磁振荡卸铁电路包括主电路、执行电路、整流振荡电路和控制电路。主电路与电源连接。执行电路与主电路连接，执行电路上具有电磁除铁器的的执行元件，执行电路负责为执行元件供电。整流振荡电路与主电路连接，整流振荡电路具有用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈，整流振荡电路为励磁线圈供电，以及给励磁线圈提供直流电流和振荡电流。控制电路与主电路连接，控制电路使得整个电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的。本申请的电路为励磁线圈提供直流电源和振荡交变电源，从而解决了剩余磁场造成的卸铁不干净的问题，实现了除铁器卸铁阶段磁性杂质无残留顺利排出。

权利要求

1.一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁方法，其特征在于，包括以下步骤：向用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈提供振荡电流，令所述励磁线圈产生交变磁场，使得吸附在所述磁性物质吸附磁场中的导磁介质上的磁性物质的磁性消除，并从所述导磁介质上脱离；交变磁场的场强在100‑10000GS之间，交变磁场的振荡周期个数不小于2个，振荡频率不大于50Hz；

其中，在向所述励磁线圈提供振荡电流之前和之后，向所述励磁线圈提供直流电流，令所述励磁线圈产生磁性物质吸附磁场，使得磁性物质吸附在所述磁性物质吸附磁场中的导磁介质上；吸附磁场的场强在3000‑20000GS之间；

电磁除铁器的电磁振荡卸铁方法应用在电磁精细除铁器应用的场合，此类场合对成品物料中磁性杂质含量处于0.01‑1000ppm(ppm表示百万分之一)之间；

电磁振荡卸铁方法采用的电磁振荡卸铁电路包括：

主电路，与电源连接；

执行电路，与所述主电路连接，所述执行电路上具有所述电磁除铁器的执行元件，所述执行电路负责为所述执行元件供电；

整流振荡电路，与所述主电路连接，所述整流振荡电路具有用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈，所述整流振荡电路为励磁线圈供电，以及给所述励磁线圈提供直流电流和振荡电流；和控制电路，与所述主电路连接，所述控制电路使得整个所述电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的；

所述主电路上具有端子排和总断路器，所述端子排与所述电源连接，以及所述总断路器起短路保护的作用；

所述执行电路上还具有执行电路接触器和热过载继电器，使得所述执行电路接触器起通电和断电的作用，以及所述热过载继电器起过载保护作用；

所述整流振荡电路上还具有整流振荡电路接触器、整流振荡电路熔断器、智能模块、移相控制器和辅助电路，使得整流振荡电路接触器起通电和断电的作用，所述整流振荡电路熔断器起短路保护的作用，所述智能模块起给所述励磁线圈提供直流电流和振荡电流的作用，所述移相控制器根据所述控制电路的控制指令调节所述智能模块的输出电压、电流，以及所述辅助电路起保护所述智能模块和辅助所述智能模块实现电流、电压切换的作用；

所述控制电路上具有控制电路熔断器、控制变压器和控制器，使得所述控制电路熔断器起短路保护的作用，所述控制变压器起变压、隔离保护的作用，以及所述控制器起逻辑处理的作用。

2.如权利要求1所述的电磁振荡卸铁方法，其特征在于，

在向所述励磁线圈提供振荡电流的过程中，对所述导磁介质进行机械振动，和/或对所述导磁介质进行水流冲刷，和/或对所述导磁介质进行气流冲刷。

3.如权利要求1所述的电磁振荡卸铁方法，其特征在于，

所述导磁介质位于所述励磁线圈的中空部，所述励磁线圈经磁轭包裹。

4.如权利要求1所述的电磁振荡卸铁方法，其特征在于，

所述执行电路经执行电路断路器与所述主电路连接；

所述整流振荡电路经整流振荡电路断路器与所述主电路连接；

所述控制电路经控制电路断路器与所述主电路连接。

说明书

一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路及电磁振荡卸铁方法

技术领域

[0001] 本申请涉及电磁除铁器卸铁技术领域，尤其涉及一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路及电磁振荡卸铁方法。

背景技术

[0002] 随着半导体、光伏、锂电池等行业的飞速发展，社会对半导体材料、光伏材料、锂电池材料等新材料的需求量越来越大，各项指标要求也越来越高，其中新材料中的杂质含量是衡量材料好坏的重要指标，磁性杂质作为各种原料中普遍存在的一种杂质，其含量的高低是判别材料质量的关键指标。

[0003] 周期式电磁精细除铁器由于结构可靠、磁场稳定和功耗低，尤其适用于高纯除杂场合，其作为新材料去除磁性杂质的重要设备，在降低材料中磁性异物的作用上发挥着关键的作用，可将材料中磁性杂质的含量降低到ppm级别，甚至ppb级别，除铁器的卸铁状况的好坏直接影响材料中磁性杂质去除效果的好坏。

发明内容

[0004] 本申请提供一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路及电磁振荡卸铁方法，能够实现除铁器卸铁阶段磁性杂质无残留顺利排出。

[0005] 本申请的实施例提供了一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路，包括主电路、执行电路、整流振荡电路和控制电路。主电路与电源连接。执行电路与主电路连接，执行电路上具有电磁除铁器的的执行元件，执行电路负责为执行元件供电。整流振荡电路与主电路连接，整流振荡电路具有用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈，整流振荡电路为励磁线圈供电，以及给励磁线圈提供直流电流和振荡电流。控制电路与主电路连接，控制电路使得整个电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的。

[0006] 在其中一些实施例中，主电路上具有端子排和总断路器，端子排与电源连接，以及总断路器起短路保护的作用。

[0007] 在其中一些实施例中，执行电路上还具有执行电路接触器和热过载继电器，使得执行电路接触器起通电和断电的作用，以及热过载继电器起过载保护作用。

[0008] 在其中一些实施例中，整流振荡电路上还具有整流振荡电路接触器、整流振荡电路熔断器、智能模块、移相控制器和辅助电路，使得整流振荡电路接触器起通电和断电的作用，整流振荡电路熔断器起短路保护的作用，智能模块起给励磁线圈提供直流电流和振荡电流的作用，移相控制器根据控制电路的控制指令调节智能模块的输出电压、电流，以及辅助电路起保护智能模块和辅助智能模块实现电流、电压切换的作用。

[0009] 在其中一些实施例中，控制电路上具有控制电路熔断器、控制变压器和控制器，使得控制电路熔断器起短路保护的作用，控制变压器起变压、隔离保护的作用，以及控制器起逻辑处理的作用。

[0010] 在其中一些实施例中，执行电路经执行电路断路器与主电路连接。整流振荡电路经整流振荡电路断路器与主电路连接。控制电路经控制电路断路器与主电路连接。

[0011] 本申请的实施例还提供了一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁方法，包括以下步骤：向用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈提供振荡电流，令励磁线圈产生交变磁场，使得吸附在磁性物质吸附磁场中的导磁介质上的磁性物质的磁性消除，并从导磁介质上脱离。

[0012] 在其中一些实施例中，在向励磁线圈提供振荡电流之前和之后，向励磁线圈提供直流电流，令励磁线圈产生磁性物质吸附磁场，使得磁性物质吸附在磁性物质吸附磁场中的导磁介质上。

[0013] 在其中一些实施例中，在向励磁线圈提供振荡电流的过程中，对导磁介质进行机械振动，和/或对导磁介质进行水流冲刷，和/或对导磁介质进行气流冲刷。

[0014] 在其中一些实施例中，导磁介质位于励磁线圈的中空部，励磁线圈经磁轭包裹。

[0015] 根据本申请的实施例提供的一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路，包括主电路、执行电路、整流振荡电路和控制电路。主电路与电源连接。执行电路与主电路连接，执行电路上具有电磁除铁器的的执行元件，执行电路负责为执行元件供电。整流振荡电路与主电路连接，整流振荡电路具有用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈，整流振荡电路为励磁线圈供电，以及给励磁线圈提供直流电流和振荡电流。控制电路与主电路连接，控制电路使得整个电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的。本申请的电路主要为励磁线圈提供直流电源和振荡交变电源，并具有控制、保护、逻辑处理等作用，基于被磁化后的物质，在交变振荡磁场的作用下，会有效消除剩余磁性，实现退磁这一原理，本申请的电路解决了剩余磁场造成的卸铁不干净的问题，实现了除铁器卸铁阶段磁性杂质无残留顺利排出。

附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0017] 图1为本申请实施例中电磁振荡卸铁电路的电器气原理图；

[0018] 图2为本申请实施例中励磁线圈、磁轭和导磁介质的结构示意图。

具体实施方式

[0019] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具部实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0020] 相关技术中，周期式电磁精细除铁器可分为湿式和干式两大类，湿式针对湿式浆料类物料的除杂，干式针对干粉类物料的除杂，不管是那种形式，都采用除铁器线圈通电启动励磁后，物料通过除铁器的磁场区域，除铁器磁场区域内放有导磁介质，导磁介质在磁场作用下产生高梯度、强吸力的磁力，将经过的物料中的磁性杂质吸附柱，实现磁性杂质和物料的分离；当导磁介质吸附满磁性杂质后，停止给物料，关闭线圈磁场，导磁介质失去吸附力，在重力、振动、气流，或者水流等的作用下，吸附在导磁介质表面的磁性杂质脱离导磁介质，并排出设备之外，然后进入下一个工作循环。理论上要求，线圈提供的磁场消失后，被吸附的磁性杂质不再被导磁介质吸附，但由于材料本身的固有特性，导磁介质和磁性杂质在磁场中被磁化后，在外界磁场消失时，导磁介质和磁性杂质会保留部分剩余磁性，并依然相互吸附在一起。在外界力量的干预下，大多数磁性杂质会与导磁介质分开并排到设备之外，但由于导磁介质以多层网状、多层格栅状、甚至钢毛填充等等的形式存在，外界的干预力量并不能有效传递到所有吸附点，因此由于剩余磁力吸附的作用，磁性杂质会残留在除铁器内，并占用有效磁力吸附位置，使除铁器效率下降，增加设备的维护量，对于精细除铁场合而言，会严重影响最终产品指标。

[0021] 为解决剩余磁场造成的卸铁不干净的问题，本申请的实施例提供了一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁电路，包括主电路、执行电路、整流振荡电路和控制电路。

[0022] 主电路与电源连接。主电路上具有端子排X1和总断路器QF1。端子排X1与电源连接。总断路器QF1起短路保护的作用。

[0023] 执行电路与主电路连接。执行电路上具有电磁除铁器的的执行元件。执行电路负责为执行元件供电，具体地，对本机中电机M、电动阀门、泵等执行元件供电，并起到控制和保护作用。

[0024] 执行电路上还具有执行电路接触器K2和热过载继电器FR1。执行电路接触器K2起通电和断电的作用。热过载继电器FR1起过载保护作用。另外，执行电路经执行电路断路器QF4与主电路连接。

[0025] 整流振荡电路与主电路连接。整流振荡电路具有用于产生磁性物质吸附磁场的励磁线圈1YA。励磁线圈1YA为激发磁场的部件，其根据通入的电压、电流大小和方向产生相应强度大小的磁场和相应极性方向的磁场。整流振荡电路为励磁线圈1YA供电，并起到控制和保护的作用，以及给励磁线圈1YA提供直流电流和振荡电流，从而实现整流励磁和振荡消磁两个过程。

[0026] 整流振荡电路上还具有整流振荡电路接触器K1、整流振荡电路熔断器FU1、智能模块MOD1、移相控制器PG1和辅助电路SG1。

[0027] 整流振荡电路接触器K1起通电和断电的作用。

[0028] 整流振荡电路熔断器FU1起短路保护的作用。

[0029] 智能模块MOD1起给励磁线圈1YA提供直流电流和振荡电流的作用。智能模块MOD1可以是单个模块，也可以是多个模块与器件组合的组合体。智能模块MOD1实现的振荡输出可以是强制振荡，指的是，外部电网给智能模块MOD1供电，智能模块MOD1改变输出电压、电流的大小和方向，实现磁场交替振荡。智能模块MOD1实现的振荡输出也可以是自由振荡，指的是，外部电网给智能模块MOD1供电，智能模块MOD1内部包含电容并给电容充电，除铁器进入卸铁阶段时，外部电网不再供电，智能模块MOD1内的电容与励磁线圈1YA之间构成LCR暂态阻尼振荡，实现线圈内磁场交替振荡。智能模块MOD1由可控硅、二极管、电容、电阻等组成。

[0030] 移相控制器PG1为智能模块MOD1提供控制信号，具体地，根据控制电路的控制指令调节智能模块MOD1的输出电压、电流，从而灵活实现智能模块MOD1输出电压、电流的方向和大小的变化。

[0031] 辅助电路SG1起保护智能模块MOD1和辅助智能模块MOD1实现电流、电压切换的作用。

[0032] 另外，整流振荡电路经整流振荡电路断路器QF2与主电路连接。

[0033] 控制电路与主电路连接。控制电路使得整个电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的，具体地，控制电路负责整个电磁振荡卸铁电路的逻辑处理，对执行电路和整流振荡电路发出控制指令，并接收、处理其电路中各种反馈信号，使整个电磁振荡卸铁电路实现控制、分析和监测的目的。

[0034] 控制电路上具有控制电路熔断器FU2、控制变压器TC1和控制器MCU1。控制电路熔断器FU2起短路保护的作用。控制变压器TC1起变压、隔离保护的作用。控制器MCU1起逻辑处理的作用。控制器MCU1为电路的中枢大脑，其可以是PLC与外围电路的组合、单片机系统与外围电路组合、或者开关器件组合而成的逻辑电路。另外，控制电路经控制电路断路器QF3与主电路连接。

[0035] 本申请中，现场380VAC，50HZ电源电源，经过端子排X1、总断路器QF1后分成三路，然后经过断路器QF3、QF4、QF2分别给控制电路、执行电路和整流振荡电路供电，且380VAC，50HZ电源经过控制电路以及整流振荡电路后，可得到直流和振荡交变电流，施加到励磁线圈1YA上，励磁线圈1YA在工作区域产生相应的磁场方向不变的工作磁场A和磁场交替振荡变化的消磁磁场B。其中，磁场A的场强一般在3000‑20000GS之间，磁场B的场强一般在100‑
10000GS之间，磁场B的振荡周期个数不小于2个，振荡频率不大于50Hz。

[0036] 本申请的电路主要为励磁线圈1提供直流电源和振荡交变电源，并具有控制、保护、逻辑处理等作用，基于被磁化后的物质，在交变振荡磁场的作用下，会有效消除剩余磁性，实现退磁这一原理，本申请的电路解决了剩余磁场造成的卸铁不干净的问题，实现了除铁器卸铁阶段磁性杂质无残留顺利排出。

[0037] 本申请的实施例还提供了一种电磁除铁器的电磁振荡卸铁方法，其采用上述实施例中的电磁振荡卸铁电路，电磁振荡卸铁方法包括以下步骤：

[0038] 卸铁步骤：向用于产生磁性物质吸附磁场(即磁场A)的励磁线圈1YA提供振荡电流，令励磁线圈1YA产生交变磁场(即磁场B)，使得吸附在磁性物质吸附磁场中的导磁介质3上的磁性物质的磁性消除，并从导磁介质3上脱离。也就是说，当电磁精细除铁器工作于卸铁状态时，电路断励磁并产生往复振荡电流，进而激发振荡磁场，实现消磁卸铁。

[0039] 上述步骤中，在向励磁线圈1YA提供振荡电流的过程中，对导磁介质3进行机械振动，和/或对导磁介质3进行水流冲刷，和/或对导磁介质3进行气流冲刷。也就是说，电磁除铁器在卸铁阶段，施加振荡磁场的同时，还需要辅助机械振动、水流冲刷、或者气流冲刷等形式的外力。

[0040] 本申请的励磁线圈1YA具有励磁和消磁两个作用。励磁线圈1YA的励磁和消磁两个作用可以通过同一个绕组实现，也可以通过多个绕组组合实现。具体地，励磁线圈1YA用电磁线多层密绕而成。电磁线可以铜线、铝线等等电阻率低的材料。励磁线圈1YA可绕城成圆形、方形或者矩形等等。励磁线圈1YA可以是一组构成，也可以是多组串、并联构成。励磁线圈1YA可以只引出一对接线，也可以引出多对接线。另外，励磁线圈1YA的设置可以不止一个。

[0041] 励磁线圈1YA的磁轭2由软磁材料拼装而成，软磁材料可以是纯铁、硅钢等等导磁率大、剩磁小的材料。磁轭2可以包裹励磁线圈1YA，也可在励磁线圈1YA周围根据需要设置。

[0042] 导磁介质3可以由条状、板网状、波纹片状、或者钢毛等形式的软磁材料填充而成，软磁材料可以是纯铁、硅钢、不锈钢等等导磁率大、剩磁小的材料。励磁线圈1YA的工作磁场区域设置在励磁线圈1YA的中空部时，导磁介质3填充在励磁线圈1YA的中空部。也可以通过磁路设计将励磁线圈1YA的工作磁场区域设置在励磁线圈1YA外部，此时，导磁介质3对应设置在励磁线圈1YA外部。

[0043] 通过上述设置，励磁线圈1YA通直流电，则导磁介质3处产生极性不变的稳定磁场。励磁线圈1YA通交变电流，则导磁介质3处产生极性变化的振荡磁场。磁轭2起增强导磁介质
3处工作区域磁场的作用，同时可以屏蔽励磁线圈1YA周围磁场、保护工作人员安全的作用。
导磁介质3起表面感应出高梯度磁场、吸附物料中磁性杂质的作用。

[0044] 在向励磁线圈1YA提供振荡电流之前和之后，进行以下步骤：

[0045] 除铁步骤：向励磁线圈1YA提供直流电流，令励磁线圈1YA产生磁性物质吸附磁场，使得磁性物质吸附在磁性物质吸附磁场中的导磁介质3上。也就是说，电磁精细除铁器工作于除铁状态时，将直流电压施加到励磁线圈1YA两端，线圈通直流电产生磁场。上述设置实现了周期性的除铁卸铁。

[0046] 本申请的方法利用交变磁场具有有效消除磁化后的软磁材料剩磁的特性可以有效解决剩余磁场造成的卸铁不干净的问题，配合常规的机械振动、水流冲刷、气流冲刷等机械外力的作用，实现了除铁器卸铁阶段磁性杂质无残留顺利排出，提高了除铁器的卸铁效率，并避免了残余铁磁性杂质对原料提纯指标的影响。

[0047] 此外，本申请的电路及方法主要应用在电磁精细除铁器应用的场合，此类场合对成品物料中磁性杂质含量要求较高，一般处于0.01‑1000ppm(ppm表示百万分之一)之间，成品物料受磁性污染源污染后，会导致物料品质下降，甚至造成物料直接变成废料。

[0048] 本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具部情况理解上述术语的具部含义。

[0049] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。