RU2639906C1 - Dosing mixer with magnetic liquid control elements - Google Patents
Dosing mixer with magnetic liquid control elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639906C1 RU2639906C1 RU2017116080A RU2017116080A RU2639906C1 RU 2639906 C1 RU2639906 C1 RU 2639906C1 RU 2017116080 A RU2017116080 A RU 2017116080A RU 2017116080 A RU2017116080 A RU 2017116080A RU 2639906 C1 RU2639906 C1 RU 2639906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- working chamber
- mixture
- magnetic liquid
- magneto
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению.The invention relates to mechanical engineering.
Уровень техники.The level of technology.
Известны конструкции смесителей, выполненных в виде струйных насосов, патенты RU 2442686 С1 и RU 2507370 С1.Known designs of mixers made in the form of jet pumps, patents RU 2442686 C1 and RU 2507370 C1.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Наиболее близкими являются конструкции, указанные в патентах RU 2442686 С1 и RU 2507370 С1. Представленные в патентах RU 2442686 С1 и RU 2507370 С1 смесители осуществляют перемешивание компонентов и транспортировку смеси за счет активного потока жидкой или газовой среды, создавая зону разряжения в рабочей камере и производя подсос пассивной среды в рабочую камеру. Также в описанных патентах смешение компонентов происходит под действием явлений турбулентного характера. В отличие от данных патентов предлагаемая конструкция создает зону пониженного давления посредством воздействия внешнего магнитного поля на кольцевую полость, заполненную магнитной жидкостью, примыкающую к рабочей камере смесителя и отделенную от рабочей камеры упругой мембраной. Забор компонентов, их смешение и транспортировка смеси в разработанном смесителе-дозаторе с магнитожидкостными управляющими элементами производится при помощи высокочастотной пульсации давления в рабочей камере при импульсной подаче сигнала на кольцевой электромагнит, в управляющем поле которого находится кольцевая полость, заполненная магнитной жидкостью. Внешнее магнитное поле, образующееся при подаче импульсной нагрузки на управляющий электромагнит, приводит к высокочастотному колебанию значений электромагнитной составляющей давления в магнитной жидкости. Также в отличие от существующих конструкций созданная конструкция смесителя-дозатора реализует процесс дозирования компонентов смеси и готовой смеси регулировкой степени перекрытия соответствующих каналов магнитожидкостными клапанами.The closest are the structures indicated in patents RU 2442686 C1 and RU 2507370 C1. The mixers described in the patents RU 2442686 C1 and RU 2507370 C1 mix the components and transport the mixture due to the active flow of a liquid or gas medium, creating a rarefaction zone in the working chamber and suctioning the passive medium into the working chamber. Also in the described patents, the mixing of the components occurs under the influence of turbulent phenomena. In contrast to these patents, the proposed design creates a zone of reduced pressure through the action of an external magnetic field on an annular cavity filled with magnetic fluid adjacent to the working chamber of the mixer and separated from the working chamber by an elastic membrane. The components are taken, mixed, and the mixture is transported in the developed mixer-dispenser with magneto-liquid control elements using high-frequency pressure pulsation in the working chamber when the signal is pulsed to a ring electromagnet, in the control field of which there is a ring cavity filled with magnetic fluid. An external magnetic field generated when a pulsed load is applied to the control electromagnet leads to a high-frequency fluctuation of the values of the electromagnetic component of pressure in the magnetic fluid. Also, unlike existing designs, the created design of the mixer-dispenser implements the process of dispensing the components of the mixture and the finished mixture by adjusting the degree of overlap of the corresponding channels with magneto-liquid valves.
Технический результатTechnical result
В традиционных струйных смесителях для осуществления смешения компонентов применяется комбинация пассивной среды и активной среды, посредством подачи которой и образуется зона разряжения. При этом в качестве источников давления используются насосные или компрессорные установки, имеющие подвижные механические элементы и достаточно сложные конструкции. Смеситель - дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами позволяет производить смешивание компонентов и их дозированную подачу без применения подвижных механических элементов. Также простота его конструкции, в целом, значительно повышают его надежность и срок эксплуатации. Достаточно распространено применение в химической промышленности струйных смесителей в комбинации с лопастными насосами, в качестве источников давления. Но для этого требуется выбор стойких к агрессивным средам материалов и покрытий элементов лопастных машин, что значительно усложняет их производство, повышает стоимость смесителей и влечет механический износ защитных покрытий в процессе эксплуатации, значительно снижая ресурс системы смешения. Поэтому применение предложенного смесителя-дозатора с элементами конструкции, выполненными из химически инертных материалов, позволяет снизить технологические требования и затраты на производство, а также повысить ресурс смесителей, эксплуатируемых в химической промышленности. Необходимо отметить и то, что использование клапанов с магнитожидкостными запорными элементами позволяет повысить точность дозировки компонентов и готовой смеси, так как магнитожидкостные клапаны отличаются высокой точностью степени перекрытия рабочего сечения и при их закрытии значительной скоростью отработки сигнала управления.In traditional jet mixers, a combination of a passive medium and an active medium is used to carry out the mixing of the components, through which a discharge zone is formed. At the same time, pump or compressor units having movable mechanical elements and rather complex structures are used as pressure sources. The mixer - dispenser with magneto-liquid control elements allows the mixing of components and their metered supply without the use of moving mechanical elements. Also, the simplicity of its design, in General, significantly increase its reliability and durability. It is quite common to use jet mixers in the chemical industry in combination with vane pumps as pressure sources. But this requires the selection of materials and coatings of bladed machine elements that are resistant to aggressive environments, which significantly complicates their production, increases the cost of mixers and entails mechanical wear of protective coatings during operation, significantly reducing the life of the mixing system. Therefore, the use of the proposed mixer-dispenser with structural elements made of chemically inert materials can reduce technological requirements and production costs, as well as increase the resource of mixers operated in the chemical industry. It should also be noted that the use of valves with magneto-liquid shut-off elements makes it possible to increase the dosage accuracy of components and the finished mixture, since magneto-liquid valves are highly accurate in the degree of overlap of the working section and when they are closed, they have a significant control signal processing speed.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Смеситель-дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 состоит из корпуса 1, в котором выполнены подводящие каналы 2 и напорный канал 13 с размещенными в них магнитожидкостными управляющими элементами: магнитожидкостными клапанами - упругими сферическими капсулами, заполненными магнитной жидкостью 6, 7, 8, позиционированными в каналах и кольцевой полостью, заполненной магнитной жидкостью 4. Кольцевая полость, заполненная магнитной жидкостью, отделена от рабочей камеры мембраной. Для реализации управления магнитожидкостными элементами в корпус интегрированы герметизированные кольцевые электромагниты 9, 10, 11, 12. В местах позиционирования электромагнитов в корпусе выполнены посадочные полости. Направление действия магнитного поля электромагнита, управляющего кольцевой полостью, заполненной магнитной жидкостью перпендикулярно направлению тока смеси в рабочей камере, а направление действия магнитного поля электромагнитов, управляющих магнитожидкостными клапанами параллельно направлению тока компонентов и смеси в каналах. В управляющем магнитном поле происходит изменение электромагнитной составляющей давления в магнитной жидкости, находящейся в кольцевой полости. Передача импульсных скачков давления от кольцевой полости, заполненной магнитной жидкостью, к рабочей камере 5, при возникновении управляющего магнитного поля или его снятии, осуществляется через мембрану из упругого материала 3. Получаемая при этом разность давлений в рабочей камере и каналах, заполненных компонентами смеси 2, приводит к движению компонентов смеси к рабочей камере в момент падения в ней давления. Во избежание обратного тока смеси в подводящих каналах 2 установлены магнитожидкостные клапаны 6, 7, а во избежание неконтролируемого оттока смеси в напорном канале 13 установлен магнитожидкостный клапан 8. Дозирование количества компонентов смеси и готовой смеси производится регулировкой перекрытия соответственно подводящих каналов и напорного канала магнитожидкостными клапанами. Смешивание компонентов происходит под действием высокочастотной пульсации давления в рабочей камере смесителя-дозатора.Mixer-dispenser with magneto-liquid control elements FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 consists of a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Смеситель - дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами работает по принципу создания зоны пониженного давления в рабочей камере 5 посредством изменения электромагнитной составляющей давления в магнитной жидкости, находящейся в полости 4, отделенной от рабочей камеры упругой мембраной 3. При импульсной подаче напряжения на кольцевой электромагнит 10, управляющий полостью, заполненной магнитной жидкостью, в магнитной жидкости происходит высокочастотная пульсация электромагнитного давления, являющегося составной частью полного давления, оказываемого на мембрану со стороны магнитной жидкости. Это приводит к передаче пульсации давления через мембрану в рабочую камеру смесителя-дозатора. Значение перепада давления в рабочей камере регулируется посредством управления нагрузкой, подаваемой на кольцевой электромагнит 10, управляющий полостью, заполненной магнитной жидкостью. В момент отключения кольцевого электромагнита 10, управляющего полостью, заполненной магнитной жидкостью, происходит падение давления в рабочей камере. За счет создания перепада давления, а именно зоны пониженного давления в рабочей камере, жидкие компоненты смеси, находящиеся в подводящих каналах 2, начинают течь в рабочую камеру при условии открытия магнитожидкостных клапанов 6, 7, расположенных в подводящих каналах и закрытия магнитожидкостного клапана 8, расположенного в напорном канале 13, заполненном смесью. Для реализации открытия магнитожидкостных клапанов 6, 7 необходимо подать напряжение на кольцевые электромагниты 11, 12, а для закрытия магнитожидкостного клапана 8 необходимо отключить питание кольцевого электромагнита 9. Для подачи готовой смеси в момент включения кольцевого электромагнита 10, управляющего полостью, заполненной магнитной жидкостью, и роста давления в рабочей камере необходимо открыть магнитожидкостный клапан 8, находящийся в напорном канале, заполненном смесью, и закрыть магнитожидкостные клапаны 6, 7, находящиеся в подводящих каналах. Для реализации закрытия магнитожидкостных клапанов 6, 7 необходимо снять напряжение на кольцевых электромагнитах 11, 12, а для открытия магнитожидкостного клапана 8 необходимо подать питание на кольцевой электромагнит 9. Степень открытия магнитожидкостных клапанов 6, 7, 8 управляется при помощи изменения мощности кольцевых электромагнитов 9, 11, 12 в зонах, действия которых размещены в соответствующие магнитожидкостные клапаны. Как известно, сферические объемы магнитной жидкости имеют свойство в направленном магнитном поле принимать эллипсоидальную форму. Поэтому упругие капсулы, заполненные магнитной жидкостью, находящиеся во внешнем магнитном поле, вытягиваются в направлении действия приложенного внешнего магнитного поля и сжимаются в направлении перпендикулярном магнитному полю. Приобретая эллипсоидальную форму, магнитожидкостные клапаны изменяют пропускную способность каналов, в которых они размещены. Количество поступающих компонентов в рабочую камеру регулируется посредством магнитожидкостных клапанов 6, 7, установленных в подводящих каналах, заполненных компонентами смеси, а количество подаваемой готовой смеси регулируется за счет магнитожидкостного клапана 8, установленного в напорном канале, заполненном смесью. Высокочастотная пульсация давления в рабочей камере приводит к перемешиванию компонентов. Подача управляющего электрического сигнала на электромагниты 9, 10, 11, 12, с учетом описанного алгоритма регулирования магнитожидкостных управляющих элементов, осуществляется при помощи микроконтроллера. Рабочие параметры смесителя-дозатора задаются магнитожидкостными управляющими элементами и регулируются за счет изменения вольт-амперных и частотных характеристик электрического сигнала управления, подаваемого на электромагниты. Смешивание компонентов происходит под действием высокочастотной пульсации давления в рабочей камере смесителя-дозатора, передаваемой смеси магнитной жидкостью, находящейся в кольцевой полости, через упругую мембрануThe mixer - dispenser with magneto-liquid control elements operates on the principle of creating a zone of reduced pressure in the working chamber 5 by changing the electromagnetic component of the pressure in the magnetic fluid located in the
Перечень последовательностей:Sequence listing:
Ссылочные обозначения Фиг. 1Reference Designations FIG. one
1 - корпус,1 - housing
2 - подводящий канал, заполненный компонентом смеси,2 - inlet channel filled with a mixture component,
3 - мембрана,3 - membrane
4 - кольцевая полость, заполненная магнитной жидкостью,4 - an annular cavity filled with magnetic fluid,
5 - рабочая камера,5 - working chamber,
6, 7, 8 - магнитожидкостный клапан, упругая сферическая капсула, заполненная магнитной жидкостью,6, 7, 8 - magneto-liquid valve, an elastic spherical capsule filled with magnetic fluid,
9, 10, 11, 12 - кольцевой электромагнит,9, 10, 11, 12 - ring electromagnet,
13 - напорный канал, заполненный смесью.13 - pressure channel filled with a mixture.
Ссылочные обозначения Фиг. 2Reference Designations FIG. 2
1 - корпус,1 - housing
3 - мембрана,3 - membrane
4 - кольцевая полость, заполненная магнитной жидкостью.4 - an annular cavity filled with magnetic fluid.
Ссылочные обозначения Фиг. 3Reference Designations FIG. 3
Н - магнитное поле.H is the magnetic field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116080A RU2639906C1 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Dosing mixer with magnetic liquid control elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116080A RU2639906C1 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Dosing mixer with magnetic liquid control elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2639906C1 true RU2639906C1 (en) | 2017-12-25 |
Family
ID=63857372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017116080A RU2639906C1 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Dosing mixer with magnetic liquid control elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2639906C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112174071A (en) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 克朗斯公司 | Method and device for filling containers to be filled with a carbonized filling product |
CN112266823A (en) * | 2020-09-11 | 2021-01-26 | 厦门馨米兰香精香料有限公司 | Essence for soap |
RU2767588C1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for mixing and dispensing liquid components in a given ratio |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU507347A1 (en) * | 1973-06-25 | 1976-03-25 | Ордена Ленина Институт Химической Физики | Reactor |
SU1526800A1 (en) * | 1988-03-29 | 1989-12-07 | Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС | Apparatus for distributing and mixing liquids |
US5462580A (en) * | 1993-07-13 | 1995-10-31 | Eckert; C. Edward | Method for molten metal treatment |
RU2442686C1 (en) * | 2010-06-11 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Jet blender |
US9399214B2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Cartridge, centrifuge and method |
-
2017
- 2017-05-05 RU RU2017116080A patent/RU2639906C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU507347A1 (en) * | 1973-06-25 | 1976-03-25 | Ордена Ленина Институт Химической Физики | Reactor |
SU1526800A1 (en) * | 1988-03-29 | 1989-12-07 | Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС | Apparatus for distributing and mixing liquids |
US5462580A (en) * | 1993-07-13 | 1995-10-31 | Eckert; C. Edward | Method for molten metal treatment |
RU2442686C1 (en) * | 2010-06-11 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Jet blender |
US9399214B2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Cartridge, centrifuge and method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112174071A (en) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 克朗斯公司 | Method and device for filling containers to be filled with a carbonized filling product |
CN112174071B (en) * | 2019-07-04 | 2022-08-30 | 克朗斯公司 | Method and device for filling containers to be filled with a carbonized filling product |
CN112266823A (en) * | 2020-09-11 | 2021-01-26 | 厦门馨米兰香精香料有限公司 | Essence for soap |
RU2767588C1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for mixing and dispensing liquid components in a given ratio |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2639906C1 (en) | Dosing mixer with magnetic liquid control elements | |
US3670768A (en) | Fluid flow control device | |
US9242260B2 (en) | Directed multiport eductor and method of use | |
RU2474726C1 (en) | Pump unit with two pumps, system, application, and method | |
TW200706201A (en) | Material dispenser with a control valve | |
US20160319812A1 (en) | Pneumatic timing valve | |
KR100274925B1 (en) | Liquid dispensing apparatus and method | |
US11724272B2 (en) | Systems and methods for a material sensor for a material pump | |
MY192610A (en) | Discharge device and discharge method for liquid material containing solid particles, and coating device | |
CN107850239B (en) | Needle valve | |
GB1014706A (en) | Improvements in or relating to devices for controlling the dosing of a plurality of different pourable substances for the production of mixtures | |
EP4275727A3 (en) | Devices for delivering powdered agents | |
MX2022005657A (en) | Pressure-driven flow rate control valves. | |
JP2008023423A (en) | Mixed liquid feeding device and its control method | |
RU2014121047A (en) | Cement grout delivery | |
JP2017526430A (en) | Double latching micro valve | |
RU2628984C1 (en) | Universal dosage system of liquids on basis of membrane pump | |
US20100224807A1 (en) | Multiple flow-rate dispensing valve and method | |
JP4944039B2 (en) | Dynamic mixer | |
US2881958A (en) | System with plural-way valve for metering fluid | |
ATE300009T1 (en) | MAGNETIC VALVE | |
RU2636948C1 (en) | Device for feeding, measuring, control quantity and flow rate of liquid | |
JP2007044631A (en) | Method of supplying aqueous two-liquid urethane coating material | |
KR101235032B1 (en) | Discharge valve for mixing and filling explosives | |
SU972225A1 (en) | Membrane batcher |