устройство для нагрева и транспортирования жидкой среды

Формула изобретения

Устройство для нагрева и транспортирования жидкой среды, содержащее первичную обмотку, магнитопровод, дополнительный теплоизолирующий элемент из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющий функции радиального и/или упорного подшипника скольжения, и вращающуюся короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, отличающееся тем, что на наружной поверхности полого цилиндра с чередующейся полярностью равномерно размещены 2n (n=1, 2 - целое положительное число) постоянных магнитов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.

Известен электронагреватель, содержащий каркас и охлаждаемый вентилятором нагревательный элемент, причем каркас образован магнитопроводом с расположенной на нем первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока через встроенный регулятор частоты питающего первичную обмотку электронагревателя напряжения, а нагревательный элемент выполнен в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре (свидетельство на полезную модель № 7266 РФ, МКИ Н05В 3/06).

Существует теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий магнитопровод, сетевую обмотку, нагревательный элемент, выполненный в виде вращающейся вторичной обмотки, выполненной из электропроводящего материала, вращающейся в подшипниковых узлах и неподвижный теплогенерирующий элемент из электропроводящего материала, расположенный между сетевой и вторичной обмотками (патент на полезную модель № 46139 РФ, МКИ Н05В 6/10, F25B 29/00).

Наиболее близким по технической сущности является электромеханический преобразователь, содержащий первичную обмотку, магнитопровод и вращающуюся короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде полого цилиндра, отличающийся тем, что вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиального и/или упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, а на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти (патент на полезную модель № 65335 РФ, МКИ Н05В 6/10, F25B 29/00).

Общим недостатком рассмотренных устройств являются низкие эксплуатационные характеристики, связанные с невысокой производительностью преобразователей.

Задачей заявляемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет увеличения производительности устройства.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении скорости углового перемещения вращающейся обмотки.

Такой технический результат является следствием использования постоянных магнитов, установленных на вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотке.

Сущность предлагаемого изобретения поясняет фигура 1.

Устройство для нагрева и транспортирования жидкой среды состоит из магнитопровода 1 с размещенной на нем двух- или трехфазной сетевой обмоткой 2 и вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки, выполненной в виде полого цилиндра 6, на внутренней поверхности которого сформированы и жестко связаны с ним «m» (m=2, 3 - целое положительное число) напорных лопастей 7. На наружной поверхности полого цилиндра 6 равномерно размещены «2n» (n=1, 2 - целое положительное число) постоянных магнитов 5 с чередующейся полярностью. Вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены зазором 4 и дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала 3, выполняющего функцию радиального и/или упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой.

Устройство для нагрева и транспортирования жидкой среды работает следующим образом.

На сетевую обмотку 2 подается напряжение от сети переменного тока. Проходящий при этом по обмотке 2 ток создает намагничивающую силу и переменное вращающееся магнитное поле, которое на основании закона электромагнитной индукции наводит электродвижущую силу в полом цилиндре 6, обуславливающую ток, протекающий по цилиндру 6, что приводит к возникновению вращающего момента. В первый момент времени вследствие инерционности неподвижного цилиндра 6 постоянные магниты 5 не влияют на создание пускового вращающегося момента. Так как расположенный между внутренней поверхностью магнитопровода и внешней поверхностью полого цилиндра 6 дополнительный теплоизолирующий элемент выполнен из антифрикционного материала и представляет собой радиальный и/или упорный подшипник скольжения, цилиндр 6 приходит во вращение со скоростью, определяемой параметрами устройства и источника питания. Проходящий по цилиндру 6 ток является источником тепловой мощности, передаваемой жидкой среде. Количество теплоты, выделяемое вращающейся обмоткой, образованной цилиндром 6, зависит от скорости вращения и величины вторичного тока, определяемого наведенной электродвижущей силой и электрическим сопротивлением цилиндра 6. При этом частота вращения цилиндра ограничивается величиной скольжения, представляющего собой относительную разность скоростей вращения магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой 2, и цилиндра 6. Величина скольжения зависит от параметров вращающейся обмотки 2. В режимах, близких к синхронным, то есть при сближении скоростей вращения магнитного поля и вращающейся обмотки, величина наведенной в цилиндре 6 электродвижущей силы стремится к нулю, но при этом начинает проявляться взаимодействие между полем постоянных магнитов 5 и магнитным полем первичной обмотки 2. В результате этого скорость вращения цилиндра 6 увеличивается и достигает значения, соответствующего скорости вращения магнитного поля первичной обмотки 2. При вращении обмотки, образованной полым цилиндром 6, на внутренней поверхности которого расположены напорные лопасти 7, нагреваемая жидкая среда транспортируется с производительностью, пропорциональной скорости вращения цилиндра 6. Величина производительности - количества транспортируемой жидкости в единицу времени, зависит от скорости вращения цилиндра 6, количества напорных лопастей 7 и площади поперечного сечения, определяющего гидравлическое сопротивление устройства.

Использование постоянных магнитов для создания магнитного поля, обеспечивающего транспортирование жидкой среды, позволяет увеличить скорость углового перемещения вращающейся обмотки, что приводит к повышению производительности и улучшению эксплуатационных характеристик устройства.