CS258536B1

CS258536B1 - A method of transporting and mixing electrically conductive fluids and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS258536B1
Application number: CS565186A
Authority: CS
Inventors: Antonin Heger; Alfred Delong; Lubomir Smrha
Original assignee: Antonin Heger; Alfred Delong; Lubomir Smrha
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-08-16

Abstract

Okolem řešeni je vyvinout způsob přepravy a míchání elektricky vodivých tekutin a zařízení k provádění tohoto způsobu. Přeprava a mícháni elektricky vodivých tekutin se provádí magnetickou složkou elektromagnetického impulsu, kterou se působí na povrch elektricky vodivé tekutiny ve směru šikmém až kolmém. Zařízení je tvořeno spínačem, napojeným na zdroj elektrického proudu a na spínač je napojena nejméně jedna akční cívka a generátor. Alternativně je spínač napojen na zdroj elektrického proudu skrze usměrňovač a akční cívka,na spínač skrze tvarovací obvod.The solution is to develop a method for transporting and mixing electrically conductive fluids and a device for carrying out this method. The transportation and mixing of electrically conductive fluids is carried out by a magnetic component of an electromagnetic pulse, which is applied to the surface of the electrically conductive fluid in an oblique to perpendicular direction. The device consists of a switch connected to an electric current source and at least one action coil and a generator are connected to the switch. Alternatively, the switch is connected to the electric current source through a rectifier and the action coil to the switch through a shaping circuit.

Description

Vynález se týká způsobu přepravy a míchání elektricky vodivých tekutin á zařízeni k jeho provádění.The invention relates to a method for the transport and mixing of electrically conductive fluids and to apparatus for carrying out the same.

K míchání nebo přepravě elektricky vodivých tekutin se dosud Využívá vzájemných dynamických účinků magnetického pole a elektrického proudu. Význam těchto metod je zvldšň důležitý, pokud se jedná o roztavené kovy, jejichž teplota je značně vysoká.To date, the dynamic effects of the magnetic field and the electric current have been utilized to mix or transport electrically conductive fluids. The importance of these methods is particularly important when it comes to molten metals whose temperature is considerably high.

Nejčastěji bývá využito účinků postupného magnetického pole, vytvářeného například soustavou elektromagnetů statoru lineárního motoru na proudy indukované v tekutině.Most often, the effects of a progressive magnetic field generated by a set of linear motor stator electromagnets on fluid-induced currents are used.

Je rovněž znám způsob, kdy elektrioký proud v tekutině je vyvolán elektrodami a magnetické pole permanentními magnety. Vzájemným působením elektrického proudu a magnetického pole dochází k nucenému pohybu tekutiny.It is also known that the electrical current in a fluid is induced by electrodes and the magnetic field by permanent magnets. The interaction of the electric current and the magnetic field leads to the forced movement of the fluid.

Zařízení k mícháni elektricky vodivých tekutin využívající postupného magnetického pole je konstruováno bud jako uzavřený magnetický obvod, obepínající nádobu s tekutinou, podobný statoru indukčního elektromotoru nebo jako stator lineárního elektromotoru. Ve všech těchto případech je cívková soustava složena nejméně ze tří cívek. Napájecí soustava vyžaduje dvě nebo tři fáze, což při proměnném kmitočtu představuje komplikace. Podstatným zvýšením nákladů při aplikaci tohoto zařízení se jeví nutnost použití kompenzačních kondenzátorů, zvyšujících účinek magnetů.An electrically conductive fluid mixing apparatus utilizing a progressive magnetic field is constructed either as a closed magnetic circuit, encircling a fluid vessel similar to a stator of an induction electric motor or as a stator of a linear electric motor. In all these cases, the coil assembly is comprised of at least three coils. The power system requires two or three phases, which is a complication at a variable frequency. A significant increase in the cost of application of this device appears to be the need to use compensating capacitors increasing the effect of magnets.

Zařízení pro míchání elektricky vodivých tekutin může být rovněž vytvořeno pohyblivými permanentními magnety s lineárním nebo rotačním pohybem. Toto provedení vyžaduje mechanických pohyblivých soustav, které jsou zdrojem poruch.The apparatus for mixing electrically conductive fluids may also be formed by movable permanent magnets with linear or rotary motion. This embodiment requires mechanical moving systems that are a source of disturbances.

Uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky se odstraní způsobem přepravy a mícháním elektricky vodivých tekutin a zařízením k provádění tohoto způsobu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mícháni a přeprava se provádí magnetickou složkou elektromagnetického impulsu, působící na povrch elektricky vodivé tekutiny ve směru šikmém až kolmém.These disadvantages of the prior art are overcome by a method of transporting and mixing electrically conductive fluids and an apparatus for carrying out the method according to the invention, wherein the mixing and transporting is performed by a magnetic component of an electromagnetic pulse acting on the surface of the electrically conductive fluid in oblique to perpendicular.

Podstatou zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je to, že sestává ze spínače, na který je napojena nejméně jedna akční cívka a generátor, kde spínač je napojen na zdroj elektrického proudu přimo anebo skrze usměrňovač a akční cívka na spínač rovněž přímo nebo skrze tvarovací obvod.The principle of the device for carrying out the method according to the invention is that it consists of a switch to which at least one action coil and a generator are connected, wherein the switch is connected to the power supply directly or through the rectifier and the action coil to the switch also directly or through the forming circuit.

Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že je vyznačen impulsním provozem, který:obsahuje ve spektru vysoký podíl vyšších kmitočtů. Síla, působící na tekutinu, má průběh o krátkém trváni v čase s vysokou maximální hodnotou. Tato skutečnost umožňuje dosáhnout mimořádného účinku při tvorbě krystalů vtavenině.An advantage of the method according to the invention is that it is characterized by pulsed operation which contains a high proportion of higher frequencies in the spectrum. The force acting on the fluid has a short duration over time with a high maximum value. This makes it possible to obtain an extraordinary effect on the formation of crystals in the melt.

Zařízení k provádění způsobu se vyznačuje mimořádně jednoduchou konstrukcí, jak cívkové soustavy, tak generátoru proudu. Parametry pro mícháni lze jednoduše měnit změnou četností impulsů a jejich maximální hodnotou, eventuálně tvarem impulsů.The apparatus for carrying out the method is characterized by an extremely simple design of both the coil assembly and the current generator. The mixing parameters can be easily changed by changing the pulse frequency and maximum value, or by the pulse shape.

Zařízení lze s výhodou použít k ovlivnění krystalizace kovu při plynulém odlévání oceli, kde je zvlášt důležité ovlivnit tvorbu krystalů. Očinek je zajištěn pokud povrchová teplota slitku neklesne pod Curieovu hodnotu. U feromagnetických materiálů klesne takto podstatně hloubka vniku a účinek je omezen.The device can advantageously be used to influence the crystallization of the metal in the continuous casting of steel, where it is particularly important to influence the crystal formation. Effect is ensured if the surface temperature of the bar does not fall below the Curie value. In the case of ferromagnetic materials, the penetration depth thus decreases substantially and the effect is limited.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je jako příklad znázorněno na obr. 1 a 2 přiložených výkresů a na obr. 3, 4 jsou znázorněny příkladné orientace akčních cívek vůči tekutině.The apparatus for carrying out the method according to the invention is illustrated by way of example in FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings, and FIGS. 3, 4 show exemplary orientations of the action coils relative to the fluid.

Zařízení podle vynálezu sestává, jak znázorněno na obr. 2 přiloženého výkresu, ze spínače 2, na který je napojena nejméně jedna akční cívka Q a generátor 2· Spínač Q je napojen na *The device according to the invention consists, as shown in FIG. 2 of the enclosed drawing, of a switch 2 to which at least one actuation coil Q is connected and a generator 2.

zdroj elektrického proudu. Podle alternativního provedení, znázorněného na obr. 1, je spínač Ϊ napojen na zdroj elektrického proudu skrze usměrňovač i a akční cívka 4 na spínač 2 skrze tvarovací obvod 2· ^Na obr. 3 jsou k nádobě s tekutinou, např. kokile s taveninou, uspořádány dvě akční cívky 4, které jsou nasměrovány magnetickou složkou elektromangetického impulsu kolmo k povrchu taveniny a svým účinkem způsobují proudění převážně v rovině rovnoběžné s hladinou taveniny. Proudění nastává v menší míře i v dalších rovinách. Při umístění jediné akční cívky 4< úle obr. 4, je tavenina uváděna do pohybu ve směru její osy. Pohyb přitom probíhá ve všech rovinách, takže dojde k důkladnému promíchání.source of electric current. According to the alternative embodiment shown in FIG. 1, a switch Ϊ connected to a power source through a rectifier ia action coil 4 of the switch 2 through the shaping circuit 2 · ^Fig. 3 are filled with liquid, e.g. mold with the melt, are arranged two The action coils 4, which are directed by the magnetic component of the electromangetic pulse perpendicular to the surface of the melt and, by their action, cause the flow mainly in a plane parallel to the level of the melt. Flow occurs to a lesser extent in other planes. When a single action coil 4 is located in FIG. 4, the melt is moved in the direction of its axis. The movement takes place in all planes, so that thorough mixing occurs.

Způsob působení na elektricky vodivou tekutinu a zařízení k jeho provádění podle vynálezu podstatně zjednoduší celé zařízeni a zvýší účinnost působení. Napájecí obvody obsahují pouze jedinou soustavu oproti dvěma nebo třem fázím tradičního provedení. Akční cívky 4 jsou provedeny bez magnetického obvodu, což podstatně zjednodušuje konstrukci. Velmi jednoduché provedeni akčních cívek 4 umožní současně miniaturizaci jejich rozměrů. Impulsní provoz dovoluje dosáhnout extrémně vysokých proudů a tím i magnetické indukce. Výše uvedené vlastnosti umožňují velmi účinné lokální působení na tekutinu. Působení na tekutinu se neomezuje na pouhé vytvoření pohybu, ale ovlivňuje tekutinu i impulsním charakterem průběhu síly.The method of acting on the electrically conductive fluid and the device according to the invention substantially simplifies the whole device and increases the efficiency of the effect. The power circuits contain only a single system as opposed to two or three phases of the traditional embodiment. The action coils 4 are designed without a magnetic circuit, which greatly simplifies the construction. The very simple design of the actuation coils 4 also allows for the miniaturization of their dimensions. Impulse operation allows extremely high currents and thus magnetic induction. The above properties allow a very effective local action on the fluid. The action on the fluid is not limited to the mere creation of movement, but also affects the fluid by the impulse character of the force.

Claims

A method of transporting and mixing electrically conductive fluids, characterized in that it is performed by a magnetic component of an electromagnetic pulse acting on the surface of the electrically conductive fluid in an oblique to perpendicular direction.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a switch (2) to which at least one action coil (4) is connected and a generator (5) and a switch (2) connected to a power source.

Device for carrying out the method according to claim 2, characterized in that the switch (2) is connected to the power supply via a rectifier (1) and the action coil (4) to the switch (2) through the forming circuit (3).