SU1389831A1 - Магнитный смеситель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнитным смес м и позвол ет снизить энергозатраты и обеспечить возможность точных тепловых измерений за счет уменьшени  рассеивани  вращающегос  магнитного пол  в окружающее пространство и теплопотерь. Магнитный смеситель содержит сосуд, внутри которого установлена с возможностью свободного вращени  мещалка из магнитного материала , а снаружи - пары электромагнитных катущек. Катущки имеют средства управлени  и сердечники, замкнутые магнитным  рмом и соединенные с радиаль- но расположенными полюсными наконечниками . Сосуд снабжен оболочкой, образующей с его наружной поверхностью полость , в которой установлены полюсные наконечники. Продольные оси наконечников размещены в плоскости вращени  мещал- ки. 5 ил.

Description

со

00

со

00

00

Изобретение относитс  к перемешиванию текучих сред (газов, жидкостей, суспензий и т.д), либо твердых сред в жидкости, и может быть использовано в научных исследовани х , в частности при проведении прецизионных тепловых измерений, например , в калориметрии, а также в различных технических устройствах.

Цель изобретени  - снижение энергозатрат и обеспечение возможности точных

провода, а именно сердчники 6 электромагнитных катушек 5, продолжаюш,иес  полюсными наконечниками 8 и замыкаемые магнитным  рмом 7, выполнены из магнито- м гкого материала и вместе с мешалкой 2 образуют магнитозамкнутую цепь.

Дл  осуществлени  равномерного вращени  мещалки 2 выбрано три пары передающих вращающеес  магнитное поле в герметичный сосуд 1 противоположных полюстепловых измерений за счет уменьшени  Ю ных наконечников 8, причем лежащие все

провода, а именно сердчники 6 электромагнитных катушек 5, продолжаюш,иес  полюсными наконечниками 8 и замыкаемые магнитным  рмом 7, выполнены из магнито- м гкого материала и вместе с мешалкой 2 образуют магнитозамкнутую цепь.

Дл  осуществлени  равномерного вращени  мещалки 2 выбрано три пары передающих вращающеес  магнитное поле в герметичный сосуд 1 противоположных полюсных наконечников 8, причем лежащие все

рассеивани  вращающегос  магнитного пол  в окружающее пространство и теплопотерь. На фиг. I схематически изображен смеситель , продольный разрез; на фиг. 2 - разв единой плоскости продольные оси пар противоположных полюсных наконечиков 8 повернуты друг относительно друга на 60°. Геркон 14,  вл ющийс  чувствительным

рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - смеситель, |г элементо.м устройства контрол  вращени  продольный разрез в плоскости расположе- мещалки 2, расположенный между двум  НИН геркона; на фиг. 4 - блок-схема элек- соседними полюсными наконечниками 8 и тронного устройства, возбуждающего враща- экранированный от возможного вли ни  маг- ющеес  магнитное поле в сосуде; на фиг. 5 - нитного пол  полюсных наконечников 8 и временна  диаграмма тактовых и управл ю- катушек 5 магнитным экраном 15, ориенти- щих импульсов этого электронного устрой- 20 рован в пространстве таким образом, что

его магнитопровод 16, лежащий в плоскости вращени  мешалки 2, радиально направлен к центру и подходит практически вплотную к наружной поверхности сосуда 1.

При совмещении продольной оси мещалки 2 при ее вращении внутри герметичного сосуда 1 с продольной осью радиально расположенного к центру магнитопроства .

Магнитный смеситель содержит герметичный сосуд 1 из немагнитного материала, внутри которого установлена с возможностью свободного вращени  мешалки 2 из магнитного материала. Сосуд 1 снабжен оболочкой 3, образующей с его наружной поверхностью полость 4. Снаружи сосуда 1 с оболочкой 3 установлены пары элек25

вода 16 геркона 14 магнитное поле мещалки 2 замыкает контакты геркона и устройтромагнитных катушек 5 с сердечниками 6, ство контрол  вращени  мешалки фиксизамкнутыми магнитным  рмом 7 и соединенными с радиально расположенными в полости 4 полюсными наконечниками 8. Продольные оси наконечников размещены в плоскости вращени  мешалки.

рует прохождение полого цилиндра 10 с помещенным во внутрь его посто нным магнитом 12 мещалки 2 мимо магнитопро- вода 16 геркона 14. Вращающеес  магнитное поле, необходимое дл  вращени  меМешалка 2, установленна  на подшип- ,5 шалки 2 внутри сосуда 1, возбуждаетс  нике 9 скольжени , жестко зафиксированном средством управлени  специальным элек- в нижней части сосуда 1 с перемешиваемой тронным устройством, питающим пары про- жидкостью, состоит из двух продолжаю- тивоположных электромагнитных катушек 5 щихс  практически вплоть до внутренней соответствующими импульсами тока. Блок- поверхности боковой стенки замкнутого со- схема этого электронного устройства приве- суда полых цилиндров 10, соединенных 40 дена на фиг. 4.

между собой плоской перемычкой 11. В по-Задающий управл емый генератор (мультивибратор ) 17 с плавно регулируемой частотой следовани  тактовых импульсов соединен с распределителем, представл ющим ниты 12, продольные оси которых совпада- собой кольцевой сдвигающий регистр 18 и ют с продольной осью мешалки 2.дешифратор 19. Кольцевой сдвигающий регистр 18, выполненный на основе трех RS-триггеров К155ТМ2, формирует сдвинутые по фазе импульсы Mi, М2 и Мз, поступающие на дешифратор 19, выполненный на шипником 9 скольжени , жестко зафикси- Q элементах И-ПЕ К155ЛАЗ. рованным в сосуде I. Радиально выт ну-На трех выходах , 2, 3, каждый из

тые к центру пары противоположных по- которых состоит из двух каналов а/ и Ь,, люсных наконечников 8, продольные оси дешифратора 19 вырабатываютс  импульсы, которых совпадают, продолжающие радиаль- управл ющие работой трех ключевых схем но же расположенные пары сердечников 6 20, кажда  из которых содержит две пары пар электромагнитных катушек 5 подход т 55 комплиментарных транзисторов, напри- практически вплотную к наружной поверх- мер, КТ 814А-815А в средние точки кото- ности герметичного сосуда 1. Все внешние рых включены обмотки противоположных по отношению к мешалке 2 детали магнито- пар электромагнитных катушек 5, соедилости цилиндров 10 вставлены заполн ющие всю глубину полостей продольно намагниченные одинаковые посто нные магДл  интенсификации процесса перемешивани  содержимого сосуда 1 к мешалке 2 прикреплены лопасти 13. Плоскость вращени  продольной оси мешалки 2 задаетс  подПри совмещении продольной оси мещалки 2 при ее вращении внутри герметичного сосуда 1 с продольной осью радиально расположенного к центру магнитопровода 16 геркона 14 магнитное поле мещалки 2 замыкает контакты геркона и устройство контрол  вращени  мешалки фиксиство контрол  вращени  мешалки фиксирует прохождение полого цилиндра 10 с помещенным во внутрь его посто нным магнитом 12 мещалки 2 мимо магнитопро- вода 16 геркона 14. Вращающеес  магнитное поле, необходимое дл  вращени  мешалки 2 внутри сосуда 1, возбуждаетс  средством управлени  специальным элек- тронным устройством, питающим пары про- тивоположных электромагнитных катушек 5 соответствующими импульсами тока. Блок- схема этого электронного устройства приве- дена на фиг. 4.

ненных последЬвательно. Кажда  из ключевых схем 20 соединена с дешифратором 19 по двум управл ющим каналам а,- и Ь,-, где i 1, 2, 3 - номер соответствующей ключевой схемы. В отсутствие управл ющих импульсов на выходах дещифрато- ра 19 ток через электромагнитные катушки 5 равен нулю. При подаче управл ющего импульса с выхода дешифратора 19 по каналу а, в соответствующей ключевой схеме через пару противоположных катушек 5 протекает заданный варьируемый ток, формирующий магнитное поле пол рности NS, действующее на прот жении длительности управл ющего импульса.

ток 1п 1од/1,5- 1.21о. Здесь N1 - ампер- витки магнитных катушек, ср - угол поворота мещалки, число витков N предполагаетс  одинаковым. Таким образом, даже не 5 учитыва  больщее рассеивание магнитного пол  в окружающее пространство в известном смесителе в предлагаемом достигаетс  экономи  электроэнергии при проведении перемешивани  не менее чем на 20%.

В св зи с пространственной разнесенностью в известном смесителе параллельных плоскостей вращени  продольной оси мещалки и продольных осей полюсных наконечников происходит значительное рассеивание вращающегос  магнитного пол  в окПри подаче управл ющего импульса с 15 ружающее пространство, при этом в слабо- выхода дешифратора 19 по каналу bi по- точных электрических цеп х, например при

электрических измерени х температуры, по вл ютс  наводки, резко снижающие точность тепловых измерений, избавитьс  от которых крайне затруднительно. В предлагал рность магнитного пол , также действующего на прот жении длительности управл ющего импульса, .мен етс  на противоположную SN. Величина тока, протекающего через пары противоположных катушек 20 емом магнитном смесителе наводки в сла0 , устанавливаетс  минимальной, при которой еще происходит устойчивое вращение мешалки 2.

Последовательность управл ющих импульсов по каналам а, и Ь,- (i 1, 2, 3) дл  каждой из трех ключевых схем 20 приведена на временной диаграмме фиг. 5, причем временной сдвиг между управл ющими импульсами в каждом из каналов а/ и bi, формируемый дешифратором 19, соответствует повороту мешалки 2 внутри сосуда на 360° относительно i-й пары катушек . Вре.менной интервал между управл ющими импульсами в каждой паре каналов ai-bi, а2-Ьг и аз-Ьз выходов i , 2, 3 дещифратора 19 соответствует повороту меботочных электрических цеп х, например при из.мерени х температуры образцовыми термо.метрами сопротивлени , практически отсутствуют, тем самым точность подобных

05 измерений возрастает.

Поскольку параллельные плоскости вращени  продольной оси мешалки и продольных осей полюсных наконечников в известном смесителе разнесены, то мешалка, стрем сь быть вт нутой в область более силь30 ного магнитного пол , оказывает дополнительное давление на дно сосуда с перешиваемой жидкостью, вызыва  тем са.мым дополнительное тепловыделение за счет трени , что снижает точность прецезионных тепловых измерений. В предлагаемом смесишалки 2 внутри сосуда 1 на 180°, а времен- 35 подобное дополнительное тепловыденои интервал между управл ющими импульсами , поступающими на ключевые схемы 20 i 1, 2, 3 по одноименным .каналам ai, а2, аз, ai... и bi, bz, Ьз, bi ... соответствует повороту мешалки 2 внутри сосуда I на 60°.

ление отсутствует.

Посто нно контролиру  врашение мешалки специальным устройством, чувствительным элементОлМ которого  вл етс , например, геркон, можно минимизировать по сравнеТаким образом осуществл етс  дискрет- 40 нию с известным смесителем величину напое вращение направлени  магнитного пол  в плоскости продольных осей полюсных наконечников 8 сердечников 6 электромагнитных катушек 5, чему соответствует плавное , в силу инерционности, вращение мещалки 2, причем частота вращени  направлени  возбуждаемого магнитного пол  должна быть заведомо меньше частоты срыва вращени  мешалки 2 внутри сосуда 1.

Графически вычисленное магнитное сопротивление SRgi минимально возможных .зазоров б/ магнитопровода в известном смесителе превышает аналогичную величину у предлагаемого не менее чем в 1,5 раза (на 50%), поэтому дл  создани  крут щего момента М (Nl)d (-5 )/d(p, равного крут щему моменту в предлагаемом смесителе.

Мо (NIo) d(n ) в известном требуетс 

Кб

ток 1п 1од/1,5- 1.21о. Здесь N1 - ампер- витки магнитных катушек, ср - угол поворота мещалки, число витков N предполагаетс  одинаковым. Таким образом, даже не учитыва  больщее рассеивание магнитного пол  в окружающее пространство в известном смесителе в предлагаемом достигаетс  экономи  электроэнергии при проведении перемешивани  не менее чем на 20%.

В св зи с пространственной разнесенностью в известном смесителе параллельных плоскостей вращени  продольной оси мещалки и продольных осей полюсных наконечников происходит значительное рассеиботочных электрических цеп х, например при из.мерени х температуры образцовыми термо.метрами сопротивлени , практически отсутствуют, тем самым точность подобных

5 измерений возрастает.

Поскольку параллельные плоскости вращени  продольной оси мешалки и продольных осей полюсных наконечников в известном смесителе разнесены, то мешалка, стрем сь быть вт нутой в область более силь0 ного магнитного пол , оказывает дополнительное давление на дно сосуда с перешиваемой жидкостью, вызыва  тем са.мым дополнительное тепловыделение за счет трени , что снижает точность прецезионных тепловых измерений. В предлагаемом смесиление отсутствует.

Посто нно контролиру  врашение мешалки специальным устройством, чувствительным элементОлМ которого  вл етс , например, геркон, можно минимизировать по сравнению с известным смесителем величину на45

пр женности вращающегос  магнитного пол , необходимого дл  осуществлени  устойчивого вращени  мешалки, тем самым в предлагаемом смесителе минимизировать расход электроэнергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Магнитный смеситель, содержащий со- суд, внутри которого установлена с возможностью свободного вращени  мешалка 50 из магнитного материала, а снаружи - пары электромагнитных катущек со средством управлени  и сердечниками, замкнутыми магнитным  рмом, и соединенными с радиально расположенными полюсными наконечниками , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат и обеспечени  возможности точных тепловых измерений за счет уменьшени  рассеивани  врашающего- с  магнитного пол  в окружающее прост55

   ранство и теплопотерь, сосуд снабжен оболочкой, образующей с его наружной поверхностью полость, в которой установлены

   полюсные наконечники, продольные оси которых размещены в плоскости вращени  ме- щалки.

   77

   )8

   Фиг. 3

   Jbr

   Oj

   - Ьг

   Ь,

   .

   М;

   3

   2

   02

   Фиг.5