CN103551069B - 一种搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌装置，包括容器及容器底座，容器内放置有由磁性材料制成的搅拌棒；容器放置于容器底座上，容器底座内设有电磁驱动装置，电磁驱动装置与一控制电路连接,控制电路通过对电磁驱动装置施加不断变化的电流,使得电磁驱动装置产生不断变化的磁场,驱动搅拌棒在容器内转动。其有益效果在于，采用电磁线圈驱动的方式，无需直接连接即可驱动搅拌棒旋转搅拌，且无需用到电机，消除了安全隐患，而且使用方便。

Description

一种搅拌装置

技术领域

本发明涉及一种液体搅拌装置，尤其是一种非接触式的搅拌装置。

背景技术

许多领域都会有对液体进行搅拌的需求。现有的各种机械式搅拌装置，都有其缺点。较为常见的一种是在容器内设搅拌棒，搅拌棒下面连接电机带动起旋转搅拌，这种结构的问题在于，电机轴无法做到完全和液体隔离，时间久了易漏，同时也容易出现液体渗入电机内的问题，而且容器与下面的电机是一体的，不能分开使用，难清洁，容易是液体变脏，易感染，尤其是入口液体等。之后，又出现了一种非接触式的搅拌装置，容器里只有带磁性的搅拌棒，电机在容器外驱动另一磁铁旋转，进而带动磁性的搅拌棒旋转；但这样的结构也存在不足，例如电机容易产生噪音，驱动装置容易损坏；搅拌棒只能在一定高度进行水平方向的旋转搅拌，无法控制其上升或下降，使得搅拌不够均匀；当磁场变化过于剧烈时，搅拌棒会相应产生剧烈的振动，可能蹦出容器外。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种新型的搅拌装置，克服上述缺陷。

为实现该技术目的，本发明的方案是：

一种搅拌装置，包括容器及容器底座，容器内放置有由磁性材料制成的搅拌棒；容器放置于容器底座上，容器底座内设有电磁驱动装置，电磁驱动装置与一控制电路连接,控制电路通过对电磁驱动装置施加不断变化的电流,使得电磁驱动装置产生不断变化的磁场,驱动搅拌棒在容器内转动。

优选的，所述电磁驱动装置为一横向摆放的空心螺旋通电线圈，空心螺旋通电线圈在竖直方向上缠绕；空心螺旋通电线圈与控制电路连接，控制电路对空心螺旋通电线圈施加一定频率的交变电流，使得空心螺旋通电线圈产生一个“N”、“S”极不断调换的水平磁场，驱动搅拌棒在搅拌容器内随机转动。

优选的，控制电路施加的交变电流在开始的1-3秒内，频率从0逐渐升高，驱动搅拌棒上下摆动；频率到达设定值后，保持不变，驱动搅拌棒在水平方向上饶中心做顺时针或逆时针的转动。

优选的，容器底部中央设有一竖直的固定轴，搅拌棒中心开有孔，搅拌棒套设在固定轴上，中心孔的直径大于固定轴的直径；固定轴顶端设有限位部。

优选的，所述搅拌棒采用永磁体制成，其外包覆有注塑体。

优选的，搅拌棒为长条形，底面为平面。

优选的，所述容器为平底容器。

优选的，在容器底座内，还设有称重装置。

优选的，所述电磁驱动装置为若干竖直设置的铁芯柱，每根铁芯柱上均缠绕有螺旋通电线圈，螺旋通电线圈与控制电路连接；控制电路通过对不同的螺旋通电线圈交替的施加正向电流、反向电流或零电流，使铁芯柱顶端极性随时间不断变化，进而在铁芯柱之间产生一个不断旋转的磁场，驱动搅拌棒在容器内旋转。

本发明的有益效果在于，采用电磁线圈驱动的方式，无需直接连接即可驱动搅拌棒旋转搅拌，且无需用到电机，消除了安全隐患，而且结构简单，使用方便；能够控制搅拌棒上下摆动和水平旋转，使得搅拌更加均匀。

附图说明

图1为本发明实施例一搅拌装置的结构示意图。

图2为本发明实施例二搅拌装置的结构示意图。

图3为本发明实施例三搅拌装置的结构示意图。

图4为本发明实施例一电磁线圈组的摆放示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，搅拌装置，包括平底容器1及容器底座3，容器内放置有由永磁体材料制成的搅拌棒2；容器放置于容器底座上，容器底座内设有电磁驱动装置，所述电磁驱动装置为一横向摆放的空心螺旋通电线圈10，空心螺旋通电线圈在竖直方向上缠绕；空心螺旋通电线圈与控制电路5连接，控制电路通过电源线4外接电源。控制电路对空心螺旋通电线圈施加一定频率的交变电流，使得空心螺旋通电线圈产生一个“N”、“S”极不断调换的水平磁场，容器内的搅拌棒由于自身带有磁性，在此磁场的作用下，就会旋转到和磁场相对应的角度。

在本实施例中，为了能够使得搅拌棒转动起来，需要对空心螺旋通电线圈施加一定频率的启动电流，启动之后，在初始1-3秒之内，电流频率是从0逐渐升高到某一设定值的。这样，在前1-3秒内，由于频率的快速变化，搅拌棒的转动跟不上频率的变化，就会发生上下的摆动，在摆动的过程中，搅拌棒也会从容器底部上升。待频率到达设定值后，保持不变，搅拌棒可达到稳定的转动，此时，搅拌棒的运动方式为绕其中心在水平方向上进行顺时针或逆时针的旋转；同时，由于重力作用和底部磁场强的缘故，搅拌棒也会由高处逐渐下降，从而确保将容器的液体全部搅拌到，以使搅拌均匀。此时，再对空心螺旋通电线圈施加更高频率的电流，可使搅拌棒的转速进一步加快。驱动搅拌棒搅拌的频率，取决于搅拌棒本身的材质，以及其大小、重量等因素。

实施例二如图2所示，在实施例一的基础上，为了防止搅拌棒因振动幅度过大而蹦出容器，在容器底部中央增设一竖直的固定轴11，搅拌棒中心开有孔，搅拌棒通过中心孔套设在固定轴上，中心孔的直径大于固定轴的直径，这样就不会影响搅拌帮绕其中心进行上下摆动；固定轴顶端设有限位部12。在此实施例中，搅拌棒被限定在固定轴周围转动，当搅拌棒因剧烈的上下摆动而上升时，会被固定轴顶端的限位部阻挡，无法蹦出容器。

此外，还可以在容器底座内加入电子称重装置，使得本设备兼具称重和搅拌的功能，满足使用者多样化的需求。

本设备中的搅拌棒所述搅拌棒采用永磁体制成，其外包覆有注塑体，确保卫生、安全。搅拌棒为长条形，截面的形状可以设计成多种形式，只要保证底面为平面即可。

实施例三

如图3所示，搅拌装置，包括平底容器1及容器底座3，容器内放置有由永磁体材料制成的搅拌棒2；容器放置于容器底座上，容器底座内设有电磁驱动装置6，所述电磁驱动装置即是电磁铁，为四根竖直设置的铁芯柱9，铁芯柱为中心对称分布，位于一个正方形的四个顶点上，铁芯柱外围设有一圈固定支承架7；每根铁芯柱上均缠绕有螺旋通电线圈8，螺旋通电线圈与一控制电路5连接；控制电路通过电源线4外接电源。

控制电路对螺旋通电线圈施加不同方向的电流，即会使铁芯柱顶端产生不同的极性。如图4所示，电流按图示方向输入时，铁芯柱顶端即为N极，反方向输入时，铁芯柱顶端即为S极，无电流输入时，铁芯柱顶端无极性。此处的电磁原理和实施例一、二中的空心螺旋通电线圈是一样的。在任意一个时间点上，控制电路对四个螺旋通电线圈施加的电流方向和大小是不尽相同的，使得四个铁芯柱顶端的极性也不一样，至少有两根对角的铁芯柱顶端的极性是相反的，在它们之间就构成了一个方向确定的磁场。铁芯柱顶端为S极的一端，构成了磁场的S极，铁芯柱顶端为N极的一端，构成了磁场的N极。容器内的搅拌棒由于自身带有磁性，在此磁场的作用下，就会旋转到和磁场相对应的角度。

控制电路中设有微处理器，设定了每个螺旋通电线圈在不同时间的电流方向，这个电流方向是正向电流、反向电流或零电流间按规律交替变化的，使铁芯柱顶端极性也在随时间不断变化，进而使得在铁芯柱之间的磁场方向呈顺时针或逆时针的方向旋转变化，驱动搅拌棒在容器内旋转，达到搅拌的效果。

控制电路对螺旋通电线圈施加电流使得四组铁芯柱顶端的极性分布按照“N、0、S、0”、“N、N、S、S”、“0、N、0、S”、“S、N、N、S”、“S、0、N、0”、“S、S、N、N”、“0、S、0、N”、“N、S、S、N”、“N、0、S、0”的顺序变化。或者，使得四组铁芯柱顶端的极性分布按照“N、N、S、S”、“S、N、N、S”、“S、S、N、N”、“N、S、S、N”、“N、N、S、S”的顺序变化。这两种方式下，均使得磁场方向按顺时针方向旋转变化。

为了使搅拌装置的搅拌棒平稳转动，需要考虑的问题是为搅拌装置配置多少组电磁铁，电磁铁越多越稳定，但结构复杂度及控制复杂度也相应提高。通常可以考虑配置的电磁铁方案为：4个、6个或8个，即电磁铁间的角度分别为90°、60°和45°。此处选择电磁铁为4个的情况进行说明。在6个或8个的情况下，不同铁芯柱极性的设置方式也大致相同，每个时刻都要保持相同极性的铁芯柱在同一端即可。通过实际试验，发现最合适的方案是6个电磁铁。

实施例三与实施例一、二中的的电磁驱动装置，各有特点。实施例三中的电磁铁组，可以控制搅拌棒按预定的速度和方向进行旋转，控制更加精确，其缺点在于结构较为复杂，成本偏高。实施例一、二中的空心螺旋通电线圈，结构较之实施例一中的电磁铁组大为简化，其产生的不再是一个旋转的磁场，而是一个只在直线方向上不断调换极性的磁场，同样也可以起到驱动搅拌棒转动的效果，不过此时搅拌棒的转动，其转动的方向是随机，可能是顺时针也可能是逆时针，也可能同时伴随着上下的振动，有助于搅拌。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种搅拌装置，其特征在于，包括容器及容器底座，容器内放置有由磁性材料制成的搅拌棒；容器放置于容器底座上，容器底座内设有电磁驱动装置，电磁驱动装置与一控制电路连接,控制电路通过对电磁驱动装置施加不断变化的电流,使得电磁驱动装置产生不断变化的磁场,驱动搅拌棒在容器内转动；所述电磁驱动装置为一横向摆放的空心螺旋通电线圈，空心螺旋通电线圈在竖直方向上缠绕；空心螺旋通电线圈与控制电路连接，控制电路对空心螺旋通电线圈施加一定频率的交变电流，使得空心螺旋通电线圈产生一个“N”、“S”极不断调换的水平磁场，驱动搅拌棒在搅拌容器内随机转动；控制电路施加的交变电流在开始的1-3秒内，频率从0逐渐升高，驱动搅拌棒上下摆动；频率到达设定值后，保持不变，驱动搅拌棒在水平方向上绕中心做顺时针或逆时针的转动；容器底部中央设有一竖直的固定轴，搅拌棒中心开有孔，搅拌棒套设在固定轴上，中心孔的直径大于固定轴的直径；固定轴顶端设有限位部。

2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌棒采用永磁体制成，其外包覆有注塑体。

3.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，搅拌棒为长条形，底面为平面。

4.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述容器为平底容器。

5.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，在容器底座内，还设有称重装置。

6.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述电磁驱动装置为若干竖直设置的铁芯柱，每根铁芯柱上均缠绕有螺旋通电线圈，螺旋通电线圈与控制电路连接；控制电路通过对不同的螺旋通电线圈交替的施加正向电流、反向电流或零电流，使铁芯柱顶端极性随时间不断变化，进而在铁芯柱之间产生一个不断旋转的磁场，驱动搅拌棒在容器内旋转。