RU2006282C1 - Electromagnetic mixer - Google Patents
Electromagnetic mixer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006282C1 RU2006282C1 SU4939878A RU2006282C1 RU 2006282 C1 RU2006282 C1 RU 2006282C1 SU 4939878 A SU4939878 A SU 4939878A RU 2006282 C1 RU2006282 C1 RU 2006282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- elements
- housing
- ferromagnetic
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химическому и медицинскому машиностроению и может быть использовано для перемешивания жидких химических сред, а также жидких сред с твердыми сыпучими средами. The invention relates to chemical and medical engineering and can be used for mixing liquid chemical media, as well as liquid media with solid granular media.
Известные электромагнитные устройства для перемешивания жидких химических сред содержат корпус, выполненный из немагнитного материала, который охвачен статором асинхронного двигателя, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода готовой смеси и частицы из ферромагнитного материала, размещенные в корпусе, вращающиеся под действием магнитного поля статора и взаимодействующие со смешиваемыми компонентами (1). Known electromagnetic devices for mixing liquid chemical media contain a housing made of non-magnetic material that is covered by a stator of an induction motor, a piping system for feeding the mixed components and removing the finished mixture, and particles of ferromagnetic material placed in the housing, rotating under the influence of the stator magnetic field and interacting with miscible components (1).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитное перемешивающее устройство, содержащее корпус, охваченный статором асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными частицами, выполненными в виде шариков, решетки, закрепленные с торцовых частей корпуса и предохраняющие частицы от выпадaния из корпуса, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода из корпуса готовой смеси и коллектор для сбора готовой смеси (2). The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is an electromagnetic mixing device comprising a housing enclosed by a stator of an induction motor and filled with ferromagnetic particles made in the form of balls, gratings fixed from the end parts of the housing and protecting particles from falling out of the housing, piping system for supplying the mixed components and removal from the housing of the finished mixture and a collector for collecting the finished mixture (2).
Общим недостатком известных устройств является ограниченная интенсивность перемешивания компонентов, обусловленная односторонним вращением под действием магнитного поля статора ферромагнитных частиц и взаимодействующих с ними перемешиваемых сред. A common disadvantage of the known devices is the limited intensity of mixing of the components, due to the unilateral rotation of the ferromagnetic particles and the media interacting with them under the influence of the stator magnetic field.
Средства же, обеспечивающие создание противоположного движения контактирующих фаз, как, например, в (1), усложняют и удорожают конструкцию перемешивающего устройства. Means, providing the creation of the opposite movement of the contacting phases, as, for example, in (1), complicate and increase the cost of the design of the mixing device.
Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания, повышение качества перемешиваемого продукта без усложнения и удорожания конструкции. The aim of the invention is the intensification of the mixing process, improving the quality of the mixed product without complicating and increasing the cost of the design.
Указанная цель достигается тем, что в электромагнитном перемешивающем устройстве, содержащем цилиндрический корпус, охваченный статором асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными элементами, решетки, закрепленные с торцовых частей корпуса и предохраняющие элементы от выпадания из корпуса, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода из корпуса готовой смеси, часть ферромагнитных элементов выполнена из сильномагнитного анизотропного материала с габаритами не более 0,01 от полюсного деления статора асинхронного двигателя, другая часть ферромагнитных элементов выполнена плоскими и с габаритными размерами, превышающими величину полюсного деления статора, а корпус и решетки выполнены из немагнитного материала. This goal is achieved by the fact that in an electromagnetic mixing device containing a cylindrical housing covered by a stator of an induction motor and filled with ferromagnetic elements, gratings fixed from the end parts of the housing and protecting the elements from falling out of the housing, a piping system for supplying the mixed components and removal from the finished housing mixtures, part of the ferromagnetic elements is made of a highly magnetic anisotropic material with dimensions of not more than 0.01 of the pole division of the AC stator Chron engine, another part of the ferromagnetic element is made flat and with dimensions exceeding the size of the pole division of the stator and the housing, and grating are made of nonmagnetic material.
Часть плоских ферромагнитных элементов с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполнена в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса. Some flat ferromagnetic elements with dimensions exceeding the pole division of the stator are made in the form of propeller impellers mounted for rotation on at least one axis located along the cylindrical body.
В корпусе размещены с возможностью свободного вращения плоские элементы с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненные из немагнитного электропроводящего материала, например алюминия или нержавеющей стали. Flat elements with dimensions exceeding the pole division of the stator, made of non-magnetic electrically conductive material, for example aluminum or stainless steel, are freely rotatable in the housing.
Часть немагнитных электропроводящих элементов выполнена в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса. Part of the non-magnetic electrically conductive elements is made in the form of propeller impellers, mounted for rotation on at least one axis, placed along the cylindrical body.
Корпус и решетки выполнены из электропроводящего материала. The housing and grilles are made of electrically conductive material.
Ферромагнитные элементы должны быть выполнены из сильномагнитного (более 2 Гс˙см3/г) анизотропного материала, например, окисла железа, магнетита Fe3O4 и т. п. Ограничение размеров ферромагнитных элементов вызвано тем, что в зависимости от габаритов частицы могут перемещаться в магнитном поле статора либо в направлении его вращения, либо встречно. Механизм поведения мелких ферромагнитных частиц и крупных плоских ферромагнитных или электропроводящих элементов во вращающемся или бегущем магнитном поле заключается в том, что мелкие частицы в отличие от крупных плоских ферромагнитных или электропроводящих элементов перемещаются не в направлении распространения магнитного поля, а в обратном. Этот феномен описывается в статьях профессора E. R. Laithwaite. The evolution of a three-dimensional еlectric motor, Electrical Keview, 26 October 1973, p. 566-568 и авторов В. Г. Дейча и В. П. Тeрехова. Поведение малых ферромагнитных частиц в бегущем магнитном поле. -Электромеханика, 1984, N 10, Известия ВУЗов, с. 23-26. Целесообразность выбора габаритов мелких ферромагнитных частиц, не превышающих величину 0,01 от полюсного деления статора асинхронного электродвигателя, вытекает из материала упомянутой выше статьи В. Г. Дейча и В. П. Терехова, где указано условие (см. выражение (18)), согласно которому для обеспечения упомянутого выше эффекта a ферромагнитной частицы должны быть много меньше длины волны λ магнитного поля, т. е. К˙а << 1, где К - коэффициент, связанный с различием в нормировке бегущего или вращающегоcя поля, или иначе а < 0,01 τ, где τ - полюсное отделение статора электродвигателя. Указанное последним соотношение подтверждается также экспериментально полученными результатами.Ferromagnetic elements must be made of a strongly magnetic (2 Gs˙sm 3 / g) of the anisotropic material, for example iron oxide, magnetite Fe 3 O 4, and m. P. Restriction ferromagnetic elements sizes due to the fact that, depending on the particle size can be moved in the magnetic field of the stator, either in the direction of its rotation, or counterclockwise. The mechanism of behavior of small ferromagnetic particles and large flat ferromagnetic or electrically conductive elements in a rotating or traveling magnetic field is that small particles, in contrast to large flat ferromagnetic or electrically conductive elements, move not in the direction of propagation of the magnetic field, but in the opposite. This phenomenon is described in articles by Professor ER Laithwaite. The evolution of a three-dimensional electric motor, Electrical Keview, 26 October 1973, p. 566-568 and authors V.G.Deich and V.P. Terekhov. The behavior of small ferromagnetic particles in a traveling magnetic field. -Electromechanics, 1984,
Из этих результатов также следует, что при изготовлении ферромагнитных частиц с габаритами от 0,01 до 0,2 от величины полюсного деления скорость перемещения частиц в направлении, встречном направлению вращения поля, уменьшается, а с габаритами от 0,2 до 1,0 от величины полюсного деления перемещения частиц практически не наблюдается. Это связано с тем, что при габаритах частиц а = 0,01 τ. . . 1,0 τ квазиоднородность магнитного поля, при которой имеет место эффект Магнуса, резко уменьшается. From these results it also follows that in the manufacture of ferromagnetic particles with dimensions from 0.01 to 0.2 of the magnitude of the pole division, the speed of movement of particles in the direction opposite to the direction of rotation of the field decreases, and with dimensions from 0.2 to 1.0 from the magnitude of the pole division of particle displacement is practically not observed. This is due to the fact that with particle sizes a = 0.01 τ. . . 1,0 τ the quasihomogeneity of the magnetic field, at which the Magnus effect takes place, decreases sharply.
При а > 1,0 τ ферромагнитные частицы перемещаются в направлении распространения уже неоднородного (по отношению к частице) магнитного поля. For a> 1.0 τ, the ferromagnetic particles move in the direction of propagation of the already inhomogeneous (with respect to the particle) magnetic field.
Пpедложенное техническое решение позволяет сократить принципиально новую конструкцию электромагнитного перемешивающего устройства. The proposed technical solution allows to reduce a fundamentally new design of the electromagnetic mixing device.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в вариантах, когда его корпус заполнен либо ферромагнитными элементами, либо ферромагнитными элементами и элементами, выполненными из немагнитного электропроводящего материала; на фиг. 2 - то же, вид в поперечном сечении; на фиг. 3 - то же, вариант, когда в его корпусе размещены с возможностью вращения элементы в виде крыльчаток гребного винта, выполненные либо из ферромагнитного материала, либо из немагнитного электропроводящего материала. In FIG. 1 shows the proposed device in versions when its body is filled with either ferromagnetic elements or ferromagnetic elements and elements made of non-magnetic electrically conductive material; in FIG. 2 is the same, cross-sectional view; in FIG. 3 is the same, an option, when in its housing elements are arranged for rotation in the form of propeller impellers, made of either ferromagnetic material or non-magnetic electrically conductive material.
Предлагаемое устройство содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из немагнитного материала с системой трубопроводов 2 и 3 для подачи исходных компонентов и отвода готовой смеси соответственно и коллектором 4 для сбора готовой смеси. Корпус 1 охвачен статором 5 асинхронного двигателя, включающим магнитопровод 6 с пазами 7, заполненными обмоткой 8. Внутри корпуса 1 свободно размещены ферромагнитные элементы 9, выполненные из сильномагнитного анизотропного материала, например, окисла железа, магнетита Fe3O4, электромагнитной стали и т. п. Часть из указанных элементов - элементы 9 имеют форму либо шариков, либо параллелепипедов, либо цилиндров, либо конусов, либо кубов, либо и тех и других вперемешку, при этом максимальный габаритный размер элементов равен не более 0,01 от величины полюсного деления статора 5 асинхронного двигателя. Другая часть элементов - элементы 10 выполнена также из ферромагнитного материала, а в других вариантах исполнения предлагаемого устройства - либо из немагнитного электропроводящего материала, либо некоторые из элементов 10 выполнены из ферромагнитного материала, а остальные - из немагнитного электропроводящего.The proposed device comprises a
Все элементы 10 имеют форму плоских параллелепипедов и выполнены с максимальным габаритным размером, превышающим величину полюсного деления. В некоторых вариантах исполнения предлагаемое устройство снабжено ферромагнитными элементами с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненными в виде крыльчаток 11 гребного винта, жестко закрепленных на осях 12, ориентированных вдоль цилиндрического корпуса 1. При этом оси 12 устанавливаются в опорах вращения (на чертежах не показаны), закрепленных в корпусе 1. В других вариантах крыльчатки 11 выполнены из немагнитного электропроводящего материала и имеют такие же габариты. All
У торцовых частей корпуса 1 жестко закреплены выполненные из немагнитного материала решетки 13, предохраняющие элементы 9 и 10 от выпадения из корпуса 1. Опоры вращения осей 12 могут быть также закреплены в решетках 13. At the end parts of the
В некоторых вариантах исполнения предлагаемого устройства корпус 1 и решетки 13 выполнены из электропроводящего немагнитного материала. In some embodiments of the proposed device, the
Электромагнитное перемешивающее устройство работает следующим образом. An electromagnetic mixing device operates as follows.
По трубопроводам 2 в корпус 1 заданной пропорции поступают исходные компоненты в виде жидких сред, либо в виде жидкой среды и мелкой твердой сыпучей среды. При подаче переменного напряжения на обмотку 8 статора 5 асинхронного двигателя в статоре 5 возникает вращающееся магнитное поле. Под действием магнитного поля статора 5 ферромагнитные элементы 9 и 10 и крыльчатки 11 из ферромагнитного материала, а также немагнитные электропроводящие элементы 10 и крыльчатки 11 совершают вращательное движение. При этом элементы 10, выполненные из ферромагнитного и (или) электропроводящего немагнитного материала, с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, перемещаются в направлении бегущего магнитного поля, а крыльчатки 11 вращаются в этом же направлении, создавая своими лопастями потоки перемешиваемой массы, направленные вдоль осей 12 вращения и перпендикулярно потокам, создаваемыми элементами 10. Ферромагнитные элементы 9 с габаритами, не превышающими 0,01 от полюсного деления статора, в отличие от элементов 10 вращаются за счет эффекта Магнуса в сторону, противоположную вращающемуся полю и, следовательно, перемещению элементов 10. Помимо вихревого перемещения элементы 9 и 10 из ферромагнитного материала совершают колебательные движения за счет магнитострикционного эффекта. Характер же перемещения электропроводящих немагнитных элементов 10 по сравнению с перемещением ферромагнитных элементов 10 за счет другого значения магнитного момента, а также отсутствия явления гистерезиса будет другим. Through pipelines 2 into the
Таким образом, под действием элементов 9, 10, крыльчаток 11, совершающих различные в одном вращающемся поле статора 5 перемещения и колебательные движения за счет усиления турбулизации потоков контактирующих фаз, повышается интенсификация процесса перемешивания исходных компонентов, а также качество готовой смеси. Thus, under the action of the
Повышению интенсификации перемешивания и качества готового продукта, в отдельных случаях, в зависимости от химического состава перемешиваемых сред, будет также способствовать выполнение корпуса 1, решеток 13, а также элементов 10 и 11 из электропроводящего материала, поскольку указанные элементы за счет наведения в них вихревых токов будут выделять в смешиваемые продукты со всех сторон значительное количество тепла. The increase in the intensification of mixing and the quality of the finished product, in some cases, depending on the chemical composition of the mixed media, will also be facilitated by the implementation of the
В предлагаемом устройстве рационально, без усложнения и удорожания конструкции использовано явление противоточного движения во вращающемся магнитном поле мелких ферромагнитных элементов и крупных плоских проводящих тел для достижения указанных выше целей. In the proposed device rationally, without complicating and increasing the cost of the construction, the phenomenon of countercurrent motion in a rotating magnetic field of small ferromagnetic elements and large flat conductive bodies is used to achieve the above goals.
(56) Авторское свидетельство СССР N 413952, кл. B 01 D 3/20, 1974. (56) Copyright certificate of the USSR N 413952, cl. B 01 D 3/20, 1974.
Авторское свидетельство СССР N 192755, кл. B 01 F 13/08, 1967. USSR copyright certificate N 192755, cl. B 01 F 13/08, 1967.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4939878 RU2006282C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Electromagnetic mixer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4939878 RU2006282C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Electromagnetic mixer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006282C1 true RU2006282C1 (en) | 1994-01-30 |
Family
ID=21576437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4939878 RU2006282C1 (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Electromagnetic mixer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006282C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502552C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-12-27 | Владимир Васильевич Зарапин | Apparatus for physical and chemical processes |
RU2665468C1 (en) * | 2018-04-25 | 2018-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of continuous solution polymerization of rubbers and device therefor |
US11944946B2 (en) | 2013-06-28 | 2024-04-02 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Mixing assemblies including magnetic impellers |
-
1991
- 1991-05-28 RU SU4939878 patent/RU2006282C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502552C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-12-27 | Владимир Васильевич Зарапин | Apparatus for physical and chemical processes |
US11944946B2 (en) | 2013-06-28 | 2024-04-02 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Mixing assemblies including magnetic impellers |
RU2665468C1 (en) * | 2018-04-25 | 2018-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of continuous solution polymerization of rubbers and device therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4134557A (en) | Device for propelling grinding bodies in a grinding mill | |
Wilczek | Remarks on dyons | |
US6330946B1 (en) | Apparatus and method for separating particles | |
WO1992000809A1 (en) | Magnetic media mill | |
RU2006282C1 (en) | Electromagnetic mixer | |
BRPI0621821A2 (en) | electromagnetic separator and method for separating ferromagnetic parts | |
US4601431A (en) | Traveling magnetic field type crusher | |
US5860532A (en) | Material separator | |
Taylor | The rare-earth metals | |
JPS5876150A (en) | Electromagnetic type apparatus for crushing, mixing and stirring treatments | |
JPS61204047A (en) | Electromagnetic type crushing and stirring apparatus | |
JPS5952539A (en) | Electromagnetic type crushing and mixing apparatus | |
US3106850A (en) | Magnetic fluid transmission means | |
JPS5946119A (en) | Working piece of electromagnetic stirring and mixing treatment apparatus | |
Maiboroda et al. | Features of the powder movement in magnetoabrasive polishing of small parts of complex configuration | |
Ando et al. | Visual system experiment of MHD pump using rotating twisted magnetic field applicable to high-temperature molten metals | |
JPS59145054A (en) | Operation piece of electromagnetic type crushing and mixing apparatus | |
CH400326A (en) | Small DC motor in which the magnetic field is generated by a permanent magnet located inside the armature | |
JPS6084162A (en) | Electromagnetic type crushing mixing apparatus | |
RU2007822C1 (en) | Electric motor | |
Ren-Rong et al. | Influence of Traxiality on the Signature Inversion in Odd–Odd Nuclei | |
JPS58214359A (en) | Electromagnetic type crushing and mixing processing device | |
DAILEY | Magnetic field annihilation of impulsive current sheets(Impulsive plasma acceleration in inductive device)[Interim Scientific Progress Report] | |
Crooks | B or H? A chemist's guide to modern teachings on magnetism | |
JPS59145053A (en) | Electromagnetic crushing and mixing apparatus |