專利名稱：一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，屬于簡(jiǎn)易、節(jié)能型高梯度磁力純化裝置，適用于對(duì)液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)進(jìn)行捕獲與研究。
背景技術(shù)：
利用各種礦物的磁性差異，在非均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行礦物分選的方法即磁選。目前磁選的應(yīng)用廣泛，如有色和稀有金屬、非金屬礦石的選別和去雜，固體物料中磁性成分的去除，生產(chǎn)及生活污水的去雜等磁選過(guò)程實(shí)質(zhì)上是磁力和流體阻力、重力等機(jī)械力相互競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，當(dāng)處于非均勻磁場(chǎng)中的物料等受到的機(jī)械力小于磁力時(shí)，物料將被磁場(chǎng)捕獲。在一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域放入軟磁性介質(zhì)，其端面曲率半徑遠(yuǎn)小于常規(guī)磁選機(jī)的尖削極面，因而能產(chǎn)生極大的磁場(chǎng)梯度的設(shè)備即高梯度磁選機(jī)，其磁場(chǎng)梯度可達(dá)到105T/m，磁場(chǎng)力·比常規(guī)磁選機(jī)或除鐵器大4-6個(gè)數(shù)量級(jí)，故能選出進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的微細(xì)粒的弱磁性物質(zhì)。在工業(yè)上的應(yīng)用有如選礦領(lǐng)域的弱磁性金屬礦的分選氧化鐵、鋇、鈦等，環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的細(xì)菌和病毒，乳化油污的分離，生物領(lǐng)域的血紅素的分離等。根據(jù)磁選或高梯度磁分離原理，發(fā)展一種能對(duì)進(jìn)入其中的磁性粒子有效捕獲，而非磁性物質(zhì)則能順利通過(guò)而不受影響的裝置，是純化非磁性介質(zhì)中磁性雜質(zhì)的有效方式之一。美國(guó)專利US20060041182A1發(fā)展了一種藥物治療的磁遞送系統(tǒng)，研究了不同磁性材料的捕捉能力。美國(guó)專利US4594215是一種采用通電線圈為磁源、分選空間中布置鐵磁金屬絲網(wǎng)以產(chǎn)生高梯度磁場(chǎng)的高梯度磁過(guò)濾器，可用于純化核反應(yīng)堆冷卻劑。德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院設(shè)計(jì)研究了類似裝置——磁阱用于高溫液態(tài)金屬回路，所應(yīng)用的磁阱分選空間內(nèi)是空的流道，在該單位的一個(gè)液態(tài)金屬回路中的磁阱捕捉到了磁性雜質(zhì)，而在另一回路中的磁阱拆開(kāi)幾次均未發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)，可能原因之一是該回路氧測(cè)控技術(shù)的成功應(yīng)用使得腐蝕產(chǎn)生的包括磁性雜質(zhì)在內(nèi)的雜質(zhì)可忽略，另一個(gè)可能原因是該回路磁阱設(shè)計(jì)上存在一些待改進(jìn)之處；日本東京工業(yè)大學(xué)的一個(gè)液態(tài)金屬回路中也有磁阱裝置，但是目前為止該磁阱的服役性能結(jié)果未公開(kāi)發(fā)表。綜上，雖然這些磁選裝置在藥物傳遞、高溫液態(tài)金屬回路純化的方面得到了應(yīng)用，但是相關(guān)的研究偏少，公布的文獻(xiàn)、專利成果較少，并且存在一些問(wèn)題需要通過(guò)進(jìn)一步的研究來(lái)解釋，因此發(fā)展可以模擬高溫液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)(如液態(tài)金屬流動(dòng)、雜質(zhì)聚集與分散行為等)及捕獲液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置具有理論及工程價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，能夠模擬高溫液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)及捕獲液態(tài)金屬中的磁性雜質(zhì)。本發(fā)明的技術(shù)方案一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，包括磁場(chǎng)系統(tǒng)I、絲網(wǎng)2、坩堝3、熔融罐4、密封系統(tǒng)5、緊固連桿6、支撐臺(tái)架7、電機(jī)8、皮帶9、氣體出入口 10、導(dǎo)軌12、限位滑塊13和磁軛14 ;密封系統(tǒng)5由旋轉(zhuǎn)軸15、密封法蘭16、銅套17和密封油槽18組成，銅套17穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15并置于密封油槽18中，旋轉(zhuǎn)軸15依次穿過(guò)密封油槽18及其下方的密封法蘭16 ;磁場(chǎng)系統(tǒng)I中包括同規(guī)格的兩塊永磁體11,兩塊永磁體11置于在導(dǎo)軌12上的限位滑塊13中，通過(guò)調(diào)整限位滑塊13在導(dǎo)軌12上的位置而調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，并且限位滑塊13前有磁軛14，通過(guò)磁軛14為處于兩塊永磁體11極面相對(duì)的氣隙提供磁場(chǎng)；坩堝3作為液態(tài)金屬容器置于熔融罐4中，熔融罐4外圍依次是加熱絲20、保溫材料21和冷卻水銅管22，絲網(wǎng)2通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15垂直置于坩堝3中的液態(tài)金屬中，且旋轉(zhuǎn)軸15下端密封，熱電偶19置于旋轉(zhuǎn)軸15中；電機(jī)8通過(guò)皮帶9與旋轉(zhuǎn)軸15上端連接，通過(guò)皮帶9驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸15 ;緊固連桿6垂直安裝在支撐臺(tái)架7上，手動(dòng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸15的提升高度而改變絲網(wǎng)2在坩堝3中的液態(tài)金屬中的位置，之后，旋轉(zhuǎn)軸15通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿6而固定；氣體出入口 10置于密封油槽18的上端，用于液態(tài)金屬保護(hù)氣的進(jìn)出；支撐臺(tái)架7安裝在導(dǎo)軌12所在的臺(tái)面上。
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所述磁場(chǎng)系統(tǒng)I中的兩塊同規(guī)格的永磁體11為釹鐵硼(NdFeB)材料，與電磁裝置相比，無(wú)需電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，本發(fā)明屬于節(jié)能降耗裝置。所述磁場(chǎng)系統(tǒng)I中的永磁體11通過(guò)磁軛14為處于兩磁體極面相對(duì)的氣隙提供磁場(chǎng)，磁軛14形狀為有一凹面的長(zhǎng)方體,用于會(huì)聚磁力線而增大氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度,永磁體固定在限位滑塊13中，防止兩塊永磁體11相互吸住，同時(shí)通過(guò)調(diào)整限位滑塊13在導(dǎo)軌12上的位置而可達(dá)到調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度的目的。所述坩堝3為不導(dǎo)磁不銹鋼，目的是對(duì)磁路無(wú)影響，坩堝3上端開(kāi)一個(gè)孔的作用是便于使用工具從熔融罐4中將坩堝3取出。所述熔融罐4外所纏加熱絲20為鉻鎳合金，保溫材料21為一種低導(dǎo)熱系數(shù)材料，冷卻水銅管22用于冷卻熔融罐4外圍，即降低永磁體11的工作溫度，防止永磁體11的退磁，加熱絲20、保溫材料21和冷卻水銅管22依次置于熔融罐4外圍，并且，包括熔融罐4在內(nèi)均為對(duì)磁路無(wú)影響的不導(dǎo)磁材料。所述絲網(wǎng)2為導(dǎo)磁不銹鋼材料，可獲得高梯度磁選機(jī)中聚磁介質(zhì)類似的功能，增大對(duì)處于磁場(chǎng)中磁性雜質(zhì)的捕捉力。所述密封系統(tǒng)5包括旋轉(zhuǎn)軸15、密封法蘭16、銅套17和密封油槽18，通過(guò)耐高溫油脂潤(rùn)滑與密封。所述絲網(wǎng)2與旋轉(zhuǎn)軸15通過(guò)螺紋23連接，便于絲網(wǎng)2的拆卸與更換，除更換相同目數(shù)的絲網(wǎng)2外，還可進(jìn)行不同目數(shù)絲網(wǎng)2的實(shí)驗(yàn)，可用于驗(yàn)證單絲捕集理論及其獲得液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)大小等數(shù)據(jù)。電機(jī)8通過(guò)皮帶9驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸15，處于旋轉(zhuǎn)軸15下端的絲網(wǎng)2也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，絲網(wǎng)2的轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌坩堝3中的液態(tài)金屬，可模擬液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)及捕獲液態(tài)金屬中的磁性雜質(zhì)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸15靜止時(shí)，該裝置可進(jìn)行靜態(tài)條件下液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲。所述旋轉(zhuǎn)軸15為空心軸，軸下端密封，熱電偶19從軸上端插入軸下端，用于測(cè)定液態(tài)金屬的溫度。所述旋轉(zhuǎn)軸15可與永磁體11同步提升，絲網(wǎng)2也是同步提升，并且絲網(wǎng)2提升到一定高度后旋轉(zhuǎn)軸15可通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿6而固定，通過(guò)這種方式，所捕集的雜質(zhì)不會(huì)在從液態(tài)金屬中提出過(guò)程中由于磁力的作用而從絲網(wǎng)2上脫落，可獲得液態(tài)金屬中絲網(wǎng)2所捕捉磁性雜質(zhì)的完整信息并為研究分析提供了便利。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于( I)本發(fā)明的絲網(wǎng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而絲網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)可攪拌坩堝中的液態(tài)金屬。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，可模擬液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)，如液態(tài)金屬流動(dòng)、雜質(zhì)聚集與分散行為等，同時(shí)，攪拌可更多地捕獲液態(tài)金屬中的磁性雜質(zhì)。通過(guò)本發(fā)明，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸靜止時(shí)，該裝置可進(jìn)行靜態(tài)條件下液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲。(2)本發(fā)明的絲網(wǎng)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與永磁體的同步提升過(guò)程中而與永磁體同步提升，所捕集的雜質(zhì)在這種提升方式中不會(huì)在與液態(tài)金屬分離過(guò)程中由于磁力的作用而從絲網(wǎng)上脫落，可獲得液態(tài)金屬中絲網(wǎng)所捕捉磁性雜質(zhì)的完整信息并為研究分析提供了便利。(3)本發(fā)明的氣隙磁場(chǎng)磁力線通過(guò)位于永磁體兩相對(duì)極面的有一凹面的長(zhǎng)方體形·磁軛會(huì)聚，增大了氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)調(diào)整限位滑塊在導(dǎo)軌上的位置可調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有效利用了永磁體，同時(shí)，氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)，便于開(kāi)展不同場(chǎng)強(qiáng)條件下的磁性雜質(zhì)行為研究，液態(tài)金屬回路中磁阱設(shè)備不易達(dá)到該條件。(4)本發(fā)明的絲網(wǎng)為導(dǎo)磁不銹鋼材料，由于磁化而產(chǎn)生高梯度磁場(chǎng)，不僅對(duì)強(qiáng)磁性雜質(zhì)有捕集作用，對(duì)弱磁性雜質(zhì)也有捕集作用，同時(shí)，絲網(wǎng)可起到過(guò)濾捕集的作用，進(jìn)一步增大了本裝置的純化能力。(5)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)軸為空心軸，軸下端密封，熱電偶從軸上端插入軸下端，用于測(cè)定液態(tài)金屬的溫度。該設(shè)計(jì)減少了密封法蘭蓋的開(kāi)孔數(shù)目，降低了系統(tǒng)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。(6)本發(fā)明的坩堝、熔融罐和加熱絲均為不導(dǎo)磁材料，其磁導(dǎo)率ii等于真空磁導(dǎo)率Po，具有磁力線透過(guò)性，故該空間可密閉，因而適用于高溫液態(tài)金屬的研究。( 7 )此外，本發(fā)明采用永磁體提供磁場(chǎng)，與電磁裝置相比，無(wú)需電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，是一種節(jié)能降耗裝置。


圖I是本發(fā)明裝置的正面視圖；圖2是本發(fā)明裝置的中部剖面視圖；圖3是本發(fā)明裝置的俯視圖；圖4是本發(fā)明裝置的絲網(wǎng)及其連接螺紋圖。其中磁場(chǎng)系統(tǒng)I ;絲網(wǎng)2 ;樹(shù)禍3 ;溶融_ 4 封系統(tǒng)5 ;緊固連桿6 ;支撐臺(tái)架7 ；電機(jī)8 ;皮帶9 ;氣體出入口 10 ;永磁體11 ;導(dǎo)軌12 ;限位滑塊13 ;磁軛14 ;旋轉(zhuǎn)軸15 ;密封法蘭16 ;銅套17 ;密封油槽18 ;熱電偶19 ;加熱絲20 ;保溫材料21 ;冷卻水銅管22 ;螺紋23。
具體實(shí)施例方式由圖1-4可以看出，本發(fā)明實(shí)施例包括磁場(chǎng)系統(tǒng)I、絲網(wǎng)2、坩堝3、熔融罐4、密封系統(tǒng)5、緊固連桿6、支撐臺(tái)架7、電機(jī)8、皮帶9和氣體出入口 10。由圖1-3可以看出，磁場(chǎng)系統(tǒng)I有同規(guī)格的兩塊永磁體11，永磁體11置于導(dǎo)軌12上的限位滑塊13中，通過(guò)磁軛14提供磁場(chǎng)。由圖2可以看出，坩堝3置于熔融罐4中，絲網(wǎng)2通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15垂直置于坩堝3中的液態(tài)金屬中，熔融罐4外依次是加熱絲20、保溫材料21和冷卻水銅管22 ;密封系統(tǒng)5由旋轉(zhuǎn)軸15、密封法蘭16、銅套17和密封油槽18組成，銅套17穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15并置于密封油槽18中，旋轉(zhuǎn)軸15依次穿過(guò)密封油槽18及其下方的密封法蘭16 ;緊固連桿6垂直安裝在支撐臺(tái)架7上，緊固連桿6用于固定旋轉(zhuǎn)軸15，支撐臺(tái)架7安裝在導(dǎo)軌12所在的臺(tái)面上；電機(jī)8通過(guò)皮帶9驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸15。由圖I和2可以看出，氣體出入口 10置于密封油槽18的上端。由圖I和3可以看出，永磁體11固定在限位滑塊13中，限位滑塊13置于導(dǎo)軌12中，并且限位滑塊13前有磁軛14，通過(guò)這種設(shè)計(jì)，永磁體11所提供的磁力線由有一面為凹形的長(zhǎng)方體——磁軛14會(huì)聚，增大了氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，永磁體11固定在限位滑塊13中，阻止了兩塊永磁體11相吸在一起，同時(shí)可通過(guò)調(diào)整限位滑塊13在導(dǎo)軌12上的位置，改變了兩永磁體11相對(duì)面間的距離，進(jìn)而可調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度。由圖2可以看出，坩堝3、熔融罐4和熔融罐4外所纏的鉻鎳合金加熱絲20、保溫·材料21及冷卻水銅管22均為不導(dǎo)磁材料，目的是具有磁通透性而對(duì)磁路無(wú)影響。由圖2可以看出，絲網(wǎng)2為導(dǎo)磁不銹鋼材料，在磁場(chǎng)系統(tǒng)I中磁力線穿過(guò)絲網(wǎng)2而使之磁化產(chǎn)生高磁場(chǎng)梯度，達(dá)到了高梯度磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，可有效捕獲液態(tài)金屬中的磁性雜質(zhì)，同時(shí)，絲網(wǎng)2也起到了機(jī)械捕集的作用，進(jìn)一步增大本發(fā)明對(duì)雜質(zhì)的捕獲能力。由圖2和4可以看出，絲網(wǎng)2通過(guò)螺紋23連接到旋轉(zhuǎn)軸15上，使得旋轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)絲網(wǎng)2轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣絲網(wǎng)2可攪拌液態(tài)金屬，因此本發(fā)明裝置可模擬液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)，如液態(tài)金屬流速、雜質(zhì)聚集與分散行為等；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸15不旋轉(zhuǎn)時(shí)，本發(fā)明屬于靜止體系，可進(jìn)行靜態(tài)條件下液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲。由圖2和4可以看出，通過(guò)螺紋23，可更換新的同規(guī)格絲網(wǎng)2或不同目數(shù)的絲網(wǎng)2。由圖I和2可以看出，旋轉(zhuǎn)軸15位于密封系統(tǒng)5中心位置，密封法蘭16用于液態(tài)金屬的密封，銅套17套在旋轉(zhuǎn)軸15四周并置于密封油槽18中，這種設(shè)計(jì)可起到動(dòng)態(tài)密封的作用。由圖1、2和4可以看出，置于限位滑塊13中的永磁體11可從導(dǎo)軌12中提升，而絲網(wǎng)2通過(guò)螺紋23連接到旋轉(zhuǎn)軸15上，通過(guò)提升旋轉(zhuǎn)軸15而可達(dá)到絲網(wǎng)2從液態(tài)金屬中提升，并且可通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿6而固定，而永磁體11提升可與絲網(wǎng)2的提升同步進(jìn)行，這樣所捕集的雜質(zhì)在這種提升方式中不會(huì)在與液態(tài)金屬分離過(guò)程中由于磁力的作用而從絲網(wǎng)2上脫落，可獲得液態(tài)金屬中絲網(wǎng)2所捕捉磁性雜質(zhì)的完整信息并為研究分析提供了便利。由圖2可以看出，旋轉(zhuǎn)軸15為空心軸，軸下端密封，熱電偶19從軸上端插入軸下端，用于測(cè)定液態(tài)金屬的溫度。該設(shè)計(jì)減少了密封法蘭16蓋的開(kāi)孔數(shù)目，降低了系統(tǒng)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明采用永磁體11提供磁場(chǎng)，熔融罐4外圍的保溫材料21與冷卻水銅管22減少了熱量向環(huán)境釋放，保證了永磁體11工作溫度的要求。本發(fā)明的工作過(guò)程如下將實(shí)驗(yàn)金屬加入到坩堝3中，密封本體系，通過(guò)氣體出入口 10抽真空、通氬氣，循環(huán)三次，啟動(dòng)加熱絲20電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)始加熱熔融罐4以熔化金屬，同時(shí)冷卻水銅管22中通水冷卻，插入旋轉(zhuǎn)軸15中的熱電偶19探測(cè)熔融罐4溫度，液態(tài)金屬熔化后，下調(diào)旋轉(zhuǎn)軸15使得絲網(wǎng)2沒(méi)入到液態(tài)金屬中一定深度并通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿6而固定，根據(jù)動(dòng)態(tài)/靜態(tài)實(shí)驗(yàn)要求開(kāi)/關(guān)電機(jī)8而達(dá)到液態(tài)金屬攪拌/靜止的狀態(tài)，模擬液態(tài)金屬回路中磁阱的部分工作參數(shù)，實(shí)驗(yàn)到預(yù)定時(shí)間后，停止加熱系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15與永磁體11同步提升而達(dá)到絲網(wǎng)2與永磁體11同步提升的目的，絲網(wǎng)2達(dá)到預(yù)定高度后固定緊固連桿6而將旋轉(zhuǎn)軸15固定，此時(shí)可增大兩塊永磁體11間的距離減少氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度直至不影響絲網(wǎng)2上所捕獲的雜質(zhì)后移開(kāi)磁場(chǎng)系統(tǒng)1，系統(tǒng)冷卻后取出絲網(wǎng)2并對(duì)所捕獲的雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析進(jìn)而可對(duì)液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)行為進(jìn)行研究。本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于包括磁場(chǎng)系統(tǒng)(I)、絲網(wǎng)(2)、坩堝(3)、熔融罐(4)、密封系統(tǒng)(5)、緊固連桿(6)、支撐臺(tái)架(7)、電機(jī)(8)、皮帶(9)、氣體出入口(10)、導(dǎo)軌(12)、限位滑塊(13)和磁軛(14);密封系統(tǒng)(5)由旋轉(zhuǎn)軸(15)、密封法蘭(16)、銅套(17)和密封油槽(18)組成，銅套(17)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸(15)并置于密封油槽(18)中，旋轉(zhuǎn)軸(15)依次穿過(guò)密封油槽(18)及其下方的密封法蘭(16);磁場(chǎng)系統(tǒng)(I)中包括同規(guī)格的兩塊永磁體(11)，均置于在導(dǎo)軌(12)上的限位滑塊(13)中，通過(guò)調(diào)整限位滑塊(13)在導(dǎo)軌(12)上的位置而調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，并且限位滑塊(13)前有磁軛(14)，通過(guò)磁軛(14)為處于兩塊永磁體(11)極面相對(duì)的氣隙提供磁場(chǎng)；坩堝(3)作為液態(tài)金屬容器置于熔融罐(4)中，熔融罐(4)外圍依次是加熱絲(20)、保溫材料(21)和冷卻水銅管(22)，絲網(wǎng)(2)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸(15)垂直置于坩堝(3)中的液態(tài)金屬中，且旋轉(zhuǎn)軸(15)下端密封，熱電偶(19)置于旋轉(zhuǎn)軸(15 )中；電機(jī)(8 )通過(guò)皮帶(9 )與旋轉(zhuǎn)軸(15 )上端連接，通過(guò)皮帶(9 )驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸(15);緊固連桿(6)垂直安裝在支撐臺(tái)架(7)上，手動(dòng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸(15)的提升高度而改變絲網(wǎng)(2)在坩堝(3)中的液態(tài)金屬中的位置，之后，旋轉(zhuǎn)軸(15)通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿(6)而固定；氣體出入口(10)置于密封油槽(18)的上端，用于液態(tài)金屬保護(hù)氣的進(jìn)出；支撐臺(tái)架(7)安裝在導(dǎo)軌(12)所在的臺(tái)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)系統(tǒng)(I)中同規(guī)格的兩塊永磁體(11)為釹鐵硼(NdFeB)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所磁軛(14)形狀為有一凹面的長(zhǎng)方體，用于會(huì)聚磁力線而增大氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述坩堝(3)為不導(dǎo)磁不銹鋼，坩堝(3)上端開(kāi)一個(gè)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述熔融罐(4)外依次是加熱絲(20)、保溫材料(21)及冷卻水銅管(22)，包括熔融罐(4)在內(nèi)均為不導(dǎo)磁材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述絲網(wǎng)(2)為導(dǎo)磁不銹鋼材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述絲網(wǎng)(2)與旋轉(zhuǎn)軸(15)的軸下端通過(guò)螺紋(23)密封連接，絲網(wǎng)(2)及其絲網(wǎng)(2)目數(shù)可更換。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或7、8所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸(15)為空心軸，軸下端密封，熱電偶(19)從軸上端插入至軸下端。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸(15)與永磁體(11)同步提升，同時(shí)絲網(wǎng)(2)也是同步提升，并且提升到一定高度后可通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿(6 )而將旋轉(zhuǎn)軸(15 )固定。
全文摘要
一種液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)的捕獲裝置，包括磁場(chǎng)系統(tǒng)、絲網(wǎng)、坩堝、熔融罐、密封系統(tǒng)、緊固連桿、支撐臺(tái)架、電機(jī)、皮帶和氣體出入口；磁場(chǎng)系統(tǒng)中永磁體置于導(dǎo)軌上的限位滑塊中，通過(guò)磁軛提供磁場(chǎng)；坩堝作為液態(tài)金屬容器置于熔融罐中，絲網(wǎng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸垂直置于液態(tài)金屬中；密封系統(tǒng)由密封法蘭、旋轉(zhuǎn)軸、銅套和密封油槽組成；調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的提升高度可以改變絲網(wǎng)在液態(tài)金屬中的位置，之后，通過(guò)緊固螺絲固定緊固連桿而將旋轉(zhuǎn)軸固定；電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸；氣體出入口置于密封油槽的上端，用于液態(tài)金屬保護(hù)氣的進(jìn)出。本發(fā)明可用于模擬液態(tài)金屬中磁阱的部分工作參數(shù)，捕獲磁性雜質(zhì)，是研究液態(tài)金屬中磁性雜質(zhì)行為簡(jiǎn)易有效的裝置。
文檔編號(hào)B03C1/031GK102784716SQ20121026412
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者劉少軍, 徐敬堯, 李強(qiáng), 王艷青, 黃群英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院