DE2341818A1 - Mixing and pumping ferromagnetic -contg. materials - by generating magnetic fields causing movement of ferromagnetic particles - Google Patents
Mixing and pumping ferromagnetic -contg. materials - by generating magnetic fields causing movement of ferromagnetic particlesInfo
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Abstract
Description
Erfinder :.Jörn J.JESSENInventor: .Jörn J.JESSEN
Es gibt heute eine große Reihe von Industrien die Mischungen von den verschiedensten Substanzen benötigen .There are a large number of industries today that require mixtures of various substances.
Für die Lösung dieser Mischungsprobleme exes tieren verschiedene Mischgeräte die meistens auf einem routierenden Mischwerkzeug basieren , dessen Form sich Je nach konziotenz des zu mischenden Materials und der Form des Mischgefäßes verschiedene Ausformungen haben,so daß durch die Rotation eine Umwälzaktion in der Mischung erzielt wird .Various animals exist to solve these mixing problems Mixing devices that are mostly based on a rotating mixing tool, the shape of which varies depending on the concen tration of the mixing tool Material and the shape of the mixing vessel have different shapes, so that a circulation action in the mixture due to the rotation is achieved.
Es exestieren auch einige Geräte die magnetische Kräfte zur Er= zielung einer Bewegung in den Flüssigkeiten verwendendes geschieht meistens dadurch,daß ein kunststoffüberzogener metallischer Gegen= stand in diesen Flüssigkeiten infolge eines magnetischen-Kraftfeld= es bewegt wird.Das bedeutet,die Mischung erfolgt durch die mechan= ische Umwälzaktion von einem ^erromagnetischen Fremdkörper,der nech Beendigung der Mischungsaktion entfernt wird und keine Rolle beim Endprodukt spielt .There are also some devices that use magnetic forces to move the fluids mostly by the fact that a plastic-coated metallic counter = stood in these fluids as a result of a magnetic force field = it is moved. That means, the mixing is done by the mechan = ical overturning action of an electromagnetic foreign body, the nech Completion of the mixing action is removed and plays no role in the final product.
Es exestieren eine Reihe von Produkten welche zum Teil selbst aus ferromagnetischen-Muterialien bestehen,wie z.B. Farben auf der Basis von verschiedenen ferromagnetisch ansprechbaren Pigmenten, welche infolge dessen durch magnetische Kräfte beeinflußbar sind, lunstharzbasierte VTerkzeugharze mit einem hohen Füllanteil von ferromagnetische^ Materialien wie Eisen-oder Stahlpulver oder andere Formen von solchen Armier-oder Füllmaterialien, z.3. Stäbchen,Fasern o.a. , usw.There are a number of products, some of which are themselves made of ferromagnetic materials, such as colors on the Base of various ferromagnetically responsive pigments, which as a result can be influenced by magnetic forces, Resin-based V tool resins with a high filling content of ferromagnetic ^ materials such as iron or steel powder or other forms of such reinforcing or filling materials, e.g. Rods, fibers, etc.
In dem angeführten Beispiel von Kunststoff-Kompositen mit einem hohen Füllungsprozentsatz von Ferrometallen ist zu bemerken,daß diese Füll-oder Armierungsmaterialien nach dem Aushärten des Harzkonponenten einen festen Bestandteil des Endproduktes bilden.In the example given of plastic composites with a high percentage of filling of ferrous metals, it should be noted that these filling or reinforcing materials after the hardening of the Resin components form an integral part of the end product.
Die vorliegende Erfindung will im besonderen dazu beitragen die mischungstechnische u.a. Problematik in den Fällen wo ein oder mehrere Bestandteile eines Produktes sus ferromagnetisch ansprech= baren Materialien bestehen . Hierbei wird ein oder mehrere Bestand= teile des Endproduktes dazu benutzt um durch magnetischen "Einfluß eine programmierbare Umwälzaktion der zu mischenden Medie zu erzielen .The present invention is intended in particular to contribute to the mixing and other problems in the cases where a or several components of a product sus ferromagnetically responsive = available materials. Here, one or more components of the end product are used to "magnetic" influence to achieve a programmable agitation of the media to be mixed.
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Bei der Lösung dieses Zieles werden die magnetischen Kräfte nicht nur dazu verwendet,eine einfache Umwälzung zu erreichen,sondern es werden durch verschiedene magnetische Kraftfelder,welche auch in verschiedenen Positionen angebracht sind,kontinuierliche und sehr effektvolle Mischungsoperationen erzielt .In solving this goal, the magnetic forces are not only used to achieve a simple circulation, but there are different magnetic force fields, which ones too are attached in different positions, continuous and very effective mixing operations are achieved.
In eine der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann z.B. ein solcher Mischungsvorgang erzielt werden mit einem z.B. duroplast= ischen Kunststoff/Härter und einem oder mehrerer magnetisch an= sprechbaren Füll-oder Armierungsmaterialien,dadurch daß das eigent= liehe Mischgefäß radial umgeben wird von einer Anzahl verschiedenei Spulen,wie z.B. 3 Spulen verteilt auf die Höhe des Gefäßes . Weiterhin befinden sich Spulen die das Gefäß in diagonale Rieht= ungen durch magnetische Kraftfelder beeinflussen,diese diagonal, schräg durch das Gefäß wirkenden magnetischen Kraftfelder können um das Gefäß in einer großen Anzahl angebracht werden,welche prak= tisch nur durch Platzmangel begrenzt ist.In one embodiment of the present invention, for example, a Such a mixing process can be achieved with a e.g. duroplast = ical plastic / hardener and one or more magnetically an = Talkable filling or reinforcing materials, in that the actual = Liehe mixing vessel is surrounded radially by a number of differenti Coils, e.g. 3 coils distributed over the height of the vessel. Furthermore, there are coils that the vessel in a diagonal direction = influence through magnetic force fields, these diagonally, Magnetic force fields acting obliquely through the vessel can be placed around the vessel in large numbers, which prak = table is only limited by a lack of space.
Diese elektromagnetischen Kraftfelder werden dadurch erzielt,daß man z.B. zwei Spulen in einundderselben Achse wirken lassen kann, d.h. in 180° zueinander.Hierbei können die Spulen im Verhältnis zueinander fix-montiert werden,d.h.wenn sie in einer halbmondförm= igen mech.-Befestigung angebracht sind,wird die gesamte Magnetachse durch verstellen dieser Vorrichtung verändert .These electromagnetic force fields are achieved in that For example, you can let two coils act in one and the same axis, i.e. at 180 ° to each other fixed to each other, i.e. if they are in a crescent shape = igen mechanical fastening are attached, the entire magnet axis changed by adjusting this device.
Diese halbmond oder ähnlich geformte mechanische Stellvorrichtung kann auch aus Magnetblech hergestellt werden,so daß sie einen magnetischen-Leiter darstellt,der magnetische Kreis ist dann durch das Mischgefäß zum Teil offen,je nach Quantität und Qualität der ferromagnetischen-Komponenten .This crescent or similar shaped mechanical adjusting device can also be made of magnetic sheet metal, so that they have a Magnetic conductor represents, the magnetic circuit is then through the mixing vessel is partly open, depending on the quantity and quality of the ferromagnetic components.
Im anderen Falle kann auch die Stellvorrichtung magnetisch passiv sein und an jedem Ende mit einem Elektromagneten bestückt werden dessen Magnetfluss sich von einer Seite durch das Mischgefäß schließt.Obwohl die auf diese Art angebrachten Magneten durch die Stellvorrichtung auf ein und derselben Achse sitzen sind sie elektrisch und magnetisch geseien zwei verschiedene Einheiten. Die Stellvorrichtung,die vorzugsweise jeweils zuständig ist für eine Achse,kann so ausgeformt sein,daß sich die Magnetachsen gegen= einander verstellen lassen,z.B. das 3 Magnetachsen verteilet sind um das Mischgefäß und eingerichtet auf 65° Schräge,während weitere 3 Magnetachsen auf 4-5° Schräge eingestellt sind .In the other case, the adjusting device can also be magnetically passive and equipped with an electromagnet at each end whose magnetic flux closes on one side through the mixing vessel, although the magnets attached in this way through the Positioning device sitting on the same axis, they are electrically and magnetically two different units. The adjusting device, which is preferably responsible for one axis, can be shaped in such a way that the magnetic axes are opposite to = adjust each other, e.g. that 3 magnet axes are distributed around the mixing vessel and set up at 65 ° incline, while further 3 magnet axes are set to an incline of 4-5 °.
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Selbstverständlich sollen diese Anordnungen so angebracht werden, daß sie für eine möglichst große Anzahl von verschiedenen Gefäß= 'Dimensionen verwendbar sind .Of course, these arrangements should be attached so that they = for the largest possible number of different vessels 'Dimensions are usable.
In einem Gefäß,umgeben von einer derartigen Anordnung läßt sich ohne mechanischen Hührwerko.ä. eine sehr gründliche Umwälz-u. Mischungsoperation erzielen,da die magnetischen Kräfte nicht nur in der jeweiligen Achse wirkbar sind oder wirkbar werden können. Bei einem bestimmten Arregecient , z.B. drei Spulen rundherum um das Mischgefäß und etwa 3 diagonal wirkende Kraftfelder mit jeweils einer oder mehrerer Spulen auf jeder Seite des Gefäßes,so daß das gesamte Systen von 9 Magnetachsen,in 'Wirklichkeit aber von 19 Magnetspulen betrieben wird,welche auch individuell gesteuert werden können.Hierbei kann eine große Variation von Effekten da= durch erzielt werfen,daß man verhältnismäßig leicht Variationen von z.B. Feldstärke,Perioden von Anschaltdauer respektive Aus= schaltruhezeit,polseitig wechseln.kanu , uaw.In a vessel surrounded by such an arrangement, without mechanical agitators or the like. a very thorough circulation u. Achieve mixing operation, since the magnetic forces are not or can be effective not only in the respective axis. With a certain Arregecient, e.g. three coils around the mixing vessel and about 3 diagonally acting force fields with one or more coils on each side of the vessel, so that the entire system is operated by 9 magnetic axes, but in reality by 19 magnetic coils, which be controlled individually können.Hierbei can be a great variation of effects achieved by da = throw in that relatively easily variations of field strength, for example, switching periods rest period of Anschaltdauer respectively from = pole side switch .kanu, ADRs.
Dieser Faktor kann programmiert werden in einen elektrisch arbei= tenden Schalter und somit angepaßt werden zu den verschiedensten Verwendungszwecken.This factor can be programmed into an electrically working switch and thus adapted to the most varied Uses.
Die elektromcgnetischen Kraftfelder brauchen aber nicht starr arbeiten durch absolute An-u.Abschaltungen,sondern können mittels elektronischen Prograonwerk so geregelt werden,daß diese Vorgänge in einer graduellen Form die sich anpassen kann an die zu bewegende Kasse .However, the electromagnetic force fields do not need to be rigid work through absolute switching on and off, but can by means of electronic Prograonwerk are regulated so that these processes in a gradual form that can adapt to the person to be moved Cash .
Die Flüssigkeit,Masse o.a.kann sich also zu einem Punkt bewegen, wo sie von einem anderen Magnetfeld übernommen wird,bei dessen Einschaltang ein neuer Zielpunkt der Massebewegung entsteht, welcher sich bei einer kurzen Zeitpause wieder ändert,so daß sich auf diese Weise immer wieder neue Bewegungspunkte erzielen lassen. Diese Art von Umwälzrichtungen können selbstverständlich auch in mehreren Teilen des Mischiefäßes simultan erfolgen.The liquid, mass, etc. can move to a point where it is taken over by another magnetic field which, when switched on, creates a new target point for the mass movement, which changes again with a short pause, so that new points of movement can be achieved again and again in this way. This type of directions of circulation can of course also take place simultaneously in several parts of the mixing vessel.
Besonders wesentlich ist,daß das beschriebene Arregement eine Unzahl von Möglichkeiten bietet,es können z.B. Magnetfelder die aus zwei Spulen bestehen nicht parallel geschaltet werden,sondern sie können separat getrieben werden , d.h. daß an Stelle von einer Parallelschaltung ies Material aur in einer Achse beeinflußt .wird und das im Falle einer Einzelschaltung eine größere Menge von Magnetpunkten exestieren wür^e.It is particularly important that the described arrangement offers a myriad of possibilities, for example magnetic fields consisting of two coils cannot be switched in parallel, but they can be driven separately, that is, instead of being connected in parallel, this material influences only one axis. and that in the case of a single circuit a larger number of magnetic points would exist.
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Es ist zu bemerken,daß man nicht nur mit der Parallel-oder Serienschaltung von verschiedenen Spulen operieren kann, sondern auch mit der umgekehrten Polarität und mit der Intensität des Kraftfeldes.So ist es z.B. in gar keiner Weise undenkbar, das Mischgerät mit Gleichstrom oder Wechselstrom und oder beiAe gleichzeitig bedienen zulassen.It should be noted that you cannot just use the parallel or Series connection of different coils can operate, but also with the opposite polarity and with the intensity For example, it is in no way inconceivable to use the mixer with direct current or alternating current and or with Ae allow operation at the same time.
Es lassen sich z.B. mit den um das Gefäß liegenden Spulen , eine von oben nach unten und eine von unten nach oben , durch Wellen langsame Umwälzungen erzielen,wobei die diagonal wirkenden Kräfte auch rotieren können,d.h. daß sich die Spulen entsprechend der An-u.Abschaltung eine rotierende Bewegung er«= zeugen.Außerdem kann diese Bewegung gestoppt werden und in umgekehrter Richtung neu angefangen werden und oder können durch Polwechsel die Massen ganz neue Bewegungsrichtungen bekommen, so daß hierdurch eine optimale Mischung erzielt wird.For example, with the coils around the vessel, one from top to bottom and one from bottom to top, achieve slow revolutions by means of waves, whereby the diagonally acting forces can also rotate, i.e. that the coils according to the on and off a rotating movement er «= In addition, this movement can be stopped and in the opposite direction can be started again and or the masses can get completely new directions of movement by changing the polarity, so that an optimal mixture is achieved in this way.
Wesentlich ist hervorzuheben daß man bei der in vorliegender Erfindung gedachten und beschriebenen Mischmaschine eine perfekte Mischung erzielt,ohne mechanisch bewegbare Elemente zu benutzen,so daß man diese Elemente auch keiner Heinigungsprozedur unterziehen muß . Weiterhin sind alle durch elektromagnetische Kraftfelder erzeugten Effekte sehr leicht steuerbar,so daß man für die jeweiligen Materialien den entsprechenden Zyklus bestimmen kann .It is essential to emphasize that the mixing machine conceived and described in the present invention is a perfect one Mixing is achieved without using mechanically movable elements, so that these elements are also not subjected to a cleaning procedure must undergo. Furthermore, all effects generated by electromagnetic force fields are very easy to control, so that one can determine the appropriate cycle for the respective materials.
Eine evtl. Magnetisation der ferromagnetischen Bestandteile des Endproduktes kann nach Beendigung der Mischungsoperation dadurch ausgeschaltet werden,indem man die radial um das Gefäß liegenden Spulen für einen kurzen Moment mit Wechselstrom betreibt und somit eine Entmagnetisierung erzielt .A possible magnetization of the ferromagnetic components of the end product can be caused by this after the end of the mixing operation can be switched off by operating the coils located radially around the vessel for a short moment with alternating current and thus achieved demagnetization.
Der Mischungseffekt läßt sich nicht nur durch das Ab-u.Ansehalten von verschiedenen Spulensystemen in verschiedenen Zeitabständen erreichen,sondern auch dadurch,daß man Polwechselungen in entsprechenden Zeitabständen erfolgen laßt. Wie erwähnt können alle diese Umwechselungen und Schaltungen aus ein und derselben Stromquelle kommen,wie z.B. aus einem Gleichricht er und von diesem wird der Strom durch ein rotierendes,programmierbares Schaltsystem in herkömmlicher Art gesteuert. Weitere Programmierungen,wie z.B. die der Feldintensität in den verschiedenen Spulensystemen,können durch elektronische Steuerungen erfolgen . :The mixing effect can not only be achieved by turning it off and on of different coil systems in different time intervals, but also by changing the polarity in appropriate Let time intervals take place. As mentioned, all of these switchovers and circuits can be made one and the same power source, e.g. from a rectifier he and from this the current becomes through a rotating, programmable Switching system controlled in a conventional manner. Further programming, such as the field intensity in the different coil systems, can through electronic controls take place . :
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In anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann auch die ferromagnetische-steuerbare !Traft dazu verwendet werden die fertig gemischte Masse weiter zu bewegen,transportieren.In other embodiments of the present invention, the ferromagnetic controllable force can also be used for this purpose to move the ready-mixed mass further, to transport.
Diese Art. von Beförderung ist selbstverständlich auf gar keinen Fall nur auf die Beförderung von Kunstharzen oder flüssigen Gemischen begrenzt,sondern sie kann auch für eine sehr beschleun= igte Art der Beförderung kleiner ferroinagnetischer Körper,wie Pulver,Nadeln und sonstige kleine Teile verwendet werden,z.B. kommt hier in Betracht der Abtransport von winzigen Teilen welche aus einer Herstellung abfallen,wie bei Stanzoperationen,Schneide= vorgängen usw. usw.die durch ihre Kleinheit ,Form o.a. nic,ht auf herkömmliche Art vorteilhaft transportiert werden können. Eine solche Art von Beförderung,beispielsweise Bespritzungssystem, kann durch eine mit Wechselstrom arbeitende Endspule versehen werden,so daß das bespritzte Material oder beförderte Material auch entsprechend entmagnetisiert am Endziel rauskommt.This type of transport is of course by no means limited to the transport of synthetic resins or liquids Mixtures are limited, but they can also be used for a very accelerated type of transport of small ferroinagnetic bodies, such as Powders, needles and other small parts can be used, e.g. Here comes the removal of tiny parts which fall from a production into consideration, as in punching operations, cutting edge = processes, etc., etc. which, due to their small size, shape, etc., do not open conventional type can be advantageously transported. Such a type of transport, for example spraying system, can be provided by an alternating current end coil so that the sprayed material or conveyed material also comes out correspondingly demagnetized at the final destination.
Die Problematik kunststoffbasierte und in nicht ausgehärtetem Stadium befindliche Massen zu bewegen,eventuell sie so schnell bewegen zu können,das sie auch als eine Art von Bespritzung bezeichnet werden können,ist von großer Bedeutung z.B. für die werkzeugherstellende Industrie,wo man für die verschiedensten Werkzeuge auch kunststoffbasierte Oberflächen und andere Schichten verwendet die aus einem duroplastischen Kunststoff mit Füllmitteln bestehen.The problem of moving plastic-based and not hardened masses, possibly so quickly being able to move, which they can also be called a kind of spraying, is of great importance e.g. for the tool manufacturing industry, where one for the most diverse Tools also used plastic-based surfaces and other layers made from a thermosetting plastic with fillers exist.
Der Weitertransport von Mischgefäßen bis zum Arbeitsplatz kann dadurch erfolgen,daß man starres oder vorzüglich weiches Rohr oder Schlauch aus Kunststoff mit einer Anzahl von verhältnismässig kurzen Magnetspulen umgibt.Alles soll so angeordnet sein,das man ein flexibles System bekommt,welches selbstverständlich auch leicht von Hand bewegbar ist,so daß sich hierdurch eine bestmögliche praktische Auftragung des Endmaterials auf die Arbeitsflächen vollziehen läßt.The further transport of mixing vessels to the workplace can be done by using rigid or extremely soft pipe or hose made of plastic with a number of relatively short magnetic coils. Everything should be arranged in such a way that one gets a flexible system, which of course is also light can be moved by hand, so that the best possible practical application of the end material to the work surfaces can be carried out.
Wie bekannt zieht eine magnetische Spule einen ferromagnetischen Körper zu sich bis in die Mitte der Spule,wo er zu einem Ruhestand kommt.Vorliegende Erfindung verwendet diese. Tatsache so, daß sich um das flexible Transportrohr befindliche Spulen stufenweise ein-u.ausschalten,in einer Art von schnell aufeinander folgenden Wellen,welche in etwa vergleichbar sein können mit einem durch optische Signale gesteuerten Verkehr,welchen man herkömmlicherweise als "grüne Welle" bezeichnet.As is known, a magnetic coil attracts a ferromagnetic one Body towards itself up to the center of the coil where it becomes a retirement The present invention makes use of these. The fact that there are coils around the flexible transport tube in stages on and off, in a kind of quick succession following waves, which can be roughly comparable with traffic controlled by optical signals, which one commonly referred to as the "green wave".
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Die An-u.Abschaltung der elektromagnetischen Spulen,die das Rohr,oder den Schlauch umgeben,erfolgt nicht nur im Einzelnen, sondern in Gruppen,so daß die fortschreitende Magnetisierung nicht blockiert wird von einer Spule die einen retenierenden Effekt aufweist.Eine Gruppe könnte z.B. aus 1 bis 5 verschiedenen Spu= len bestehen,wobei sich diese Spulen in einer mehr oder weniger stufenlosen Weise ab-u.anschalten,womit die optimale Fortbewegung der Masse gefördert wird.The switching on and off of the electromagnetic coils that the Pipe, or surrounding the hose, is not only done in detail, but in groups so that the advancing magnetization does not is blocked by a coil that has a retentive effect. A group could e.g. consist of 1 to 5 different Spu = len exist, with these coils in a more or less Steplessly switch off and on, with which the optimal locomotion the mass is promoted.
Die Bewegung der Masse in so e.inem flexiblen Tubus läßt sich selbstverständlich durch die entsprechende Stärke der Magnet= felder und vor allem durch die beschleunigte vorwärtsbewegende Umschaltung der verschiedenen Spulen erreichen .The movement of the mass in such a flexible tube can of course be controlled by the corresponding strength of the magnet fields and above all through the accelerated, forward-moving switching of the various coils.
Obwohl die Misch-u.Bewegungsvorgänge hauptsächlich auf die alleinige Verwendung von magnetischen Kräften,die auf einen magnetisch ansprechbaren Teil des Materials beruhen wirken , können sehr wohl bei vorliegender Erfindung auch nichtmagnetische Flüssigkeiten o.a. dadurch bearbeitet werden,daß man magnetisch ansprechbare Fremdkörper dazu benutzt einen Umwälzvorgang zu erzielen .Although the mixing and moving processes are mainly based on the sole use of magnetic forces acting on one magnetically responsive part of the material are based, can very well in the present invention also non-magnetic Liquids etc. are processed by magnetically addressable foreign bodies are used to achieve a circulation process.
Selbstverständlich ist der Anwendungsbereich aller möglichen Substanzen Inbegriffen,wie z.B. auch Schmelzen,welche zum Teil aus nicht oder wenig magnetischen Komponenten bestehen, während die anderen Komponentteile eine gute ferromagnetische Qualität aufweisen,wie zum Beispiel leichtschmelzende Legierungen vermischt mit hochwertigen dünnen Stahlstäbchen o.a. -Of course, the scope of all possible substances is included, such as melts, which are used for Part of not or little magnetic components consist, while the other component parts are good ferromagnetic Have quality, such as low-melting alloys mixed with high quality thin steel rods or similar -
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1973
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