Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к магнитному приводу для передачи вращательного движения от источника движущей силы в замкнутое пространство без прямой механической связи. Более конкретно оно относится к смесителям, миксерам и аналогичным приспособлениям и, в частности, к устройствам, имеющим мешалку, крыльчатку, нож или иной инструмент, смонтированный в съемной чашке или в контейнере и вращаемый с помощью электродвигателя, расположенного внутри неподвижного основания машинки.
Уровень техники
Обычные бытовые смесители и миксеры содержат крыльчатку с механическим приводом, смонтированную с обеспечением возможности вращения внутри съемной чашки смесителя. Основание чашки содержит, как правило, круглую соединительную пластину с выступами и (или) выемками, выполненными в определенном порядке на нижней ее поверхности и обеспечивающими возможность разъемного соединения при перемещении в вертикальном направлении с соответствующими элементами ответной пластины, закрепленной на валу электродвигателя, находящегося в основании машинки. Это механическое соединение между чашкой смесителя и электродвигателем смесителя требует наличия уплотнения вращательного соединения в основании чашки, расположенного между крыльчаткой и соединительной пластиной. Это уплотнение подвержено существенному износу и истиранию с течением времени, поскольку является механическим соединением. Из-за возможности утечек жидкости из чашки при выходе уплотнения из строя приходится для обеспечения надежного уплотнения увеличивать трение в уплотнении. Повышенное трение приводит к ускоренному износу, нагреванию и потерям мощности. Кроме того, обычные смесители производят много нежелательного шума, а механическое взаимоблокирующее соединение между пластинами может причинять неудобства в пользовании или вызывать трудности при выполнении операций снятия чашки с основания и установки ее обратно на место.
Многие миксеры для приготовления напитков имеют приводной электродвигатель, смонтированный в основании непосредственно под чашкой. Однако, стремясь уменьшить габаритную высоту, электродвигатель могут располагать со смещением в сторону и соединять с приводным валом при помощи ременной или шестеренчатой передачи.
В известных бытовых и общепитовских смесителях применяются обыкновенные электродвигатели переменного тока. Хотя электродвигатели переменного тока и могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивалась возможность регулирования скорости их вращения, тем не менее электродвигатель такого типа обычно получается слишком громоздким, тяжелым и недостаточно приспособленным к регулированию скорости его вращения с помощью электронных устройств, не говоря уже о торможении его с помощью таких устройств.
Хотя известными сами по себе являются также бесщеточные электродвигатели постоянного тока, однако они тем не менее не нашли применения в конструкции смесителей и смесителей-строгателей. В конструкции электродвигателей этого типа применяется сравнительно тяжелый ротор, образованный постоянными магнитами, расположенными секторами. Для смешивания массы строганного или приготовленного кубиками льда и жидкости, в особенности, в самом начале или же при «подмораживании» замороженных напитков требуется сравнительно высокий крутящий момент. Бесщеточные электродвигатели постоянного тока характеризуются низким крутящим моментом на валу по сравнению с обычными электродвигателями переменного тока. Поэтому они нашли применение в качестве источника движущей силы главным образом в таких устройствах, как вентиляторы, для которых вполне приемлем низкий крутящий момент на валу.
Коммерчески жизнеспособный смеситель-строгатель для приготовления студеных напитков должен отвечать самым разнообразным, особым и важным конструктивным критериям. Он должен быть компактным как по занимаемой им площади, так и по габаритной высоте с тем, чтобы эффективно использовалось ограниченное место в баре. В идеале, он имеет сравнительно малый вес. Прямой подход, заключающийся в размещении обычного электродвигателя непосредственно под чашкой смесителя, приводит к увеличению габаритной высоты машинки и поэтому, как правило, не применяется. Должна быть также предусмотрена регулировка скорости, обеспечиваемая в типичных случаях с помощью зубчатой передачи и электроники, что важно для удовлетворения разных требований по мощности и скорости на разных стадиях работы. Важно также обеспечить быстрое контролируемое торможение, чтобы ограничить общее время, требующееся для смешивания, избежать расплескивания приготовленной смеси и в целях безопасности. Ограничение вибрации, предотвращение перегрева или уменьшение износа до минимума, легкость технического обслуживания и долговечность тоже важны.
Известно также, чтобы крыльчатка внутри чашки смесителя может приводиться в движение магнитным или электромагнитным, а не механическим способом. Один из типов магнитного привода обеспечивает связь вращающегося постоянного магнита, находящегося снаружи чашки смесителя или иного аналогичного элемента, с другим постоянным магнитом, смонтированным с возможностью его вращения внутри чашки смесителя. Примеры такого подхода можно найти в патенте США №2459224 (Hendricks), в патенте США №2655011 (Ihle et al.) и в патенте США №5478149 (Quigg). В патенте Хендрикса (Hendricks) раскрывается мешалка, приводимая в действие магнитным способом и предназначенная для смешивания жидкостей, при этом мешалка имеет магнит, смонтированный на нижнем ее конце и внутри контейнера для жидкости. В патенте Квигга (Quigg) раскрывается электродвигатель, который приводит в движение комплект магнитов посредством шестеренчатого редуктора и вала, при этом за счет магнитной связи вращение передается другому комплекту магнитов, смонтированному на смесителе.
В патенте США №3140079 (Baermann) предусматривается применение большой вращающейся пластины, которая несет на себе ряд магнитов, расположенных по окружности с промежутком относительно друг друга, и проходит под одним из участков гораздо меньшего электропроводного диска, способного вращаться.
В патенте США №1242493 (Stringham) и в патенте США №1420773 (Stainbrook) раскрываются электрические миксеры для приготовления напитков, в которых статор электродвигателя переменного тока охватывает собой ротор, находящийся в чашке смесителя или в ее основании, взаимодействуя с ним. В патенте Стрингхема (Stringham) ротор в виде беличьего колеса лежит в плоскости обмоток статора. В патенте Стейнбрука (Stainbrook) ротор электродвигателя переменного тока смонтирован в основании чашки смесителя, а катушки статора расположены под чашкой. Для таких раздельных конструкций электродвигателя переменного тока существуют все те же проблемы в отношении крутящего момента, регулирования скорости вращения, потерь на вихревые токи и интерференцию, обусловленную электродвижущей силой, которая вообще характерна для электродвигателей переменного тока, проявляясь в данном случае с еще большей силой из-за физического разделения обмоток статора относительно ротора. Такие электродвигатели не обеспечивают возможности достаточно хорошего регулирования скорости их вращения. В них не используется связь, обеспечиваемая магнитным полем, возникающим при прохождении постоянного тока. Расположение ротора электродвигателя внутри контейнера или чашки приводит к нежелательному увеличению веса узла чашки в сборе, затрудняя пользование чашкой из-за гироскопических эффектов, если взять чашку в руки, пока ротор все еще продолжает вращаться.
Если расположить ротор бесщеточного электродвигателя постоянного тока в основании чашки смесителя, то тогда чашка станет не только тяжелой, проявляя при этом сильнейший гироскопический эффект, но также начнет «липнуть» к металлическим раковинам и прилавкам и притягивать к себе отдельные металлические предметы, к примеру, такие как столовые приборы, принадлежности оборудования бара или монеты.
Таким образом, основной целью настоящего изобретения является создание приводной системы, которая обеспечивает надежную передачу мощности, сообщая вращательное движение с регулируемой скоростью соответствующему ведомому элементу, выполненному с возможностью вращения и герметично разобщенному относительно источника движущей силы.
Другая цель настоящего изобретения заключается в создании такого привода, который автоматически срабатывает, отсоединяясь, когда нагрузка превышает заданную величину, или же когда ведомый элемент перемещают из своего рабочего положения.
Следующая цель изобретения состоит в создании магнитного привода, обеспечивающего указанные преимущества, ведомый элемент которого располагается в съемной чашке смесителя, при этом чашка смесителя легко вставляется внутрь смесителя и удаляется из смесителя, причем чашкой легко пользоваться, когда она вынута из смесителя, т.е. она, например, не проявляет сколько-нибудь существенного гироскопического эффекта или магнитного притяжения.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание малоизнашиваемого, не требующего серьезного технического обслуживания и немеханического соединения между электродвигателем и приводным элементом и, в частности, такого соединения, которое не требует больших расходов на обслуживание, связанных с содержанием современных ременных приводов, механических муфт и тормозов в исправном состоянии.
Еще одна цель настоящего изобретения связана с созданием магнитного привода для смесителя или иного аналогичного устройства, обладающего вышеуказанными преимуществами, который компактен, имеет малый вес, прост в обращении и легко поддается чистке.
Другая цель данного изобретения заключается в создании привода, рабочие характеристики которого могут быть запрограммированы и торможение которого может быть произведено быстро и надежно.
Раскрытие изобретения
В предпочтительном своем применении в качестве привода для смесителя или иного устройства для обработки пищевых продуктов настоящее изобретение предусматривает использование электродвигателя для вращения кольцевого магнита, предпочтительно узла, состоящего из двух кольцевых магнитов с осевыми полюсами, который расположен с небольшим промежутком относительно дискообразной приводной пластины, выполненной из проводящего намагничиваемого материала. Магнитный узел и приводная пластина имеют взаимно согласованные друг с другом, расположенные по окружности полюса. Магнитный узел предпочтительно имеет комплект, состоящий из четного числа полюсов постоянных магнитов, выполненных обычно в виде дисковых секций или сегментов с чередующейся полярностью. Приводная пластина предпочтительно представляет собой тонкий лист железистого материала, к примеру, такого как холоднокатаная сталь, с радиальными прорезями, которые разграничивают собой полюса и контролируют вихревые токи. Магнитный узел создает достаточно сильное поле (силовые линии), которое, несмотря на имеющийся промежуток, в типичном случае включающий в себя соответствующие воздушные зазоры, имеющие высокое магнитное сопротивление, тем не менее индуцирует намагниченность противоположной полярности на полюсах диска. Под воздействием этой индуцированной намагниченности происходит сцепление магнитного узла с приводной пластиной, которая приводится при этом в движение. Находящаяся в смесителе приводная пластина смонтирована с возможностью вращения в основании чашки смесителя и служит опорой для вала, на котором, в свою очередь, смонтирована крыльчатка. Магнитный узел и электродвигатель размещены отдельно от приводной пластины.
Применяемый электродвигатель предпочтительно представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока, обмотки статора которого создают вращающееся электромагнитное поле, взаимодействующее с ротором и создающее на нем крутящий момент, причем на роторе имеется магнитный узел, аналогичный такому же узлу, который за счет магнитных сил сцепляется с диском. Магнитное кольцо ротора предпочтительно крепится к магнитному кольцу привода посредством соединения этих магнитных колец с противоположными поверхностями круглого диска, выполненного из холоднокатаной стали. Ротор, магнитное кольцо привода и приводная пластина располагаются соосно друг другу, когда пластина и соответствующее устройство, для которого она предназначена, к примеру, такое как смесительная чашка, находятся в рабочем положении. Корпус электродвигателя и привода предпочтительно имеет плоскую верхнюю стенку, которая перекрывает собой зазор между магнитом и пластиной, аналогично плоской нижней стенке чашки смесителя. Для магнитного узла с напряженностью поля на его поверхности, равной 1400 гс, указанный промежуток применительно к смесителю предпочтительно составляет приблизительно 6 мм (0,25 дюйма). Применение сравнительно плоского бесщеточного электродвигателя постоянного тока, смонтированного под ведомым элементом, придает той части привода, где находится электродвигатель, компактную конфигурацию предпочтительно с отношением высоты к ширине всего лишь приблизительно 1:3.
Рассматривая настоящее изобретение в широком смысле как способ, следует отметить, что в нем предусматривается наличие стадий вращения магнита ротора, имеющего множество полюсов, расположенных по окружности с промежутками относительно друг друга, которое обеспечивается за счет взаимодействия полюсов с вращающимся магнитным полем. Ротор, в свою очередь, соединен со вторым магнитом привода, имеющим точно такое же число полюсов, расположенных по окружности, и механически связанным с ним, чтобы вращаться совместно с ротором. Кроме того, предложенный способ дополнительно предусматривает наличие стадий: обеспечения направленного действия магнитного поля, создаваемого магнитом привода, в осевом направлении от ротора с тем, чтобы индуцировать магнитные полюса противоположной полярности в проводящей приводной пластине, которая смонтирована с возможностью вращения; и размещения магнита привода с малым интервалом на близком расстоянии таким образом, чтобы полюса, индуцированные в пластине, соответственно следовали за движением полюсов, имеющихся во вращающемся магнитном узле, несмотря на наличие промежутка, а также на нагрузку, которая оказывает сопротивление вращению. Обеспечение направленного действия магнитного поля предусматривает соединение магнитов с тонким стальным листом на противоположных его поверхностях с образованием при этом трехслойной конструкции и последующей поляризацией кольцевых магнитов в осевом направлении.
В соответствии с еще одной отличительной особенностью настоящего изобретения привод, выполненный согласно данному изобретению, может также включать в себя соответствующую зубчатую передачу, имеющую одну или более пар шестерен, предназначенных для передачи крутящего момента от приводной пластины на ведомый элемент, например, такой как выходной вал. Указанная зубчатая передача может включать в себя одну или несколько пар шестерен, размерные соотношения и взаимное расположение которых обеспечивают уменьшение или же увеличение крутящего момента, передаваемого от приводной пластины на ведомый элемент. В предпочтительном применении узел привода и зубчатая передача используются для привода во вращение ножа приспособления для строгания льда. Указанное приспособление может быть выполнено в виде обособленного устройства, либо такое приспособление может быть конструктивно объединено в одно целое со смесителем, к примеру, таким смесителем, который является предметом настоящего изобретения, в результате чего получается автоматическая машинка, объединяющая в себе смеситель и приспособление для строгания льда и предназначенная для приготовления замороженных напитков.
Краткое описание чертежей
Указанные и другие признаки и цели настоящего изобретения станут очевидными из следующего ниже подробного его описания, с которым следует ознакомиться, одновременно рассматривая при этом прилагаемые чертежи. Одинаковые детали обозначены на прилагаемых чертежах одними и теми же номерами позиций во всех представленных на чертежах видах. Хотя прилагаемые чертежи и призваны проиллюстрировать принципы раскрываемого здесь изобретения, эти чертежи выполнены не в масштабе, и на них показаны только лишь относительные размеры.
Фиг.1 - представленный в перспективе вид комбинированной машинки, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и спроектированной согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 - вертикальный разрез комбинированной машинки, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и представленной на фиг.1.
Фиг.3 - перспективное изображение чашки в разобранном виде, применяемой в смесителе, представленном на фиг.1 и 2.
Фиг.4 - деталировка вертикального разреза магнитного привода, выполненного согласно настоящему изобретению, как показано на фиг.2, и предназначенного для вращения крыльчатки, смонтированной в основании чашки смесителя.
Фиг.5 - перспективное изображение основания в разобранном виде, применяемого в комбинированной машинке, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и представленной на фиг.1 и 2, с показом опоры узла электродвигателя для магнитного привода, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.6 - представленное в перспективе изображение сдвоенного магнитного узла, показанного на фиг.4.
Фиг.7 - вертикальный разрез альтернативного варианта исполнения чашки смесителя, выполненной согласно настоящему изобретению.
Фиг.8 - вертикальный разрез узла магнитного привода и зубчатой передачи для той части смесителя-строгателя, выполненного согласно настоящему изобретению, в которой расположено приспособление для строгания льда.
Фиг.9 - вертикальное сечение по линии F-F на фиг.8 для узла магнитного привода и зубчатой передачи, показанного на фиг.8.
Фиг.10 - вертикальный разрез альтернативного варианта исполнения электродвигателя согласно настоящему изобретению, показанного в разобранном виде.
Фиг.11 - вертикальный разрез варианта исполнения электродвигателя, показанного на фиг.10 и изображенного здесь в собранном виде.
Фиг.12 - вертикальный разрез электродвигателя, представленного на фиг.10 в разобранном виде, с показом основания электродвигателя.
Фиг.13А - вид сверху для альтернативного варианта исполнения втулки, показанной на фиг.10-12.
Фиг.13В - вертикальное сечение по линии А-А' на фиг.13А для втулки, показанной на фиг.13А.
Фиг.14 - схема варианта исполнения системы, предназначенной для регулирования скорости вращения электродвигателя согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Ниже будут приведены конкретные примеры осуществления настоящего изобретения, обеспечивающие полное понимание принципов, лежащих в основе создания раскрываемых здесь устройств, предназначенных для обработки пищевых продуктов, и магнитных приводов к этим устройствам. Один или несколько примеров для этих вариантов осуществления данного изобретения проиллюстрированы прилагаемыми чертежами. Специалистам обычной квалификации в данной области техники будет при этом понятно, что возможны различные изменения и дополнения, которые могут быть предложены в отношении устройств, предназначенных для обработки пищевых продуктов, и магнитных приводов к этим устройствам, которые рассматриваются в нижеследующем подробном описании изобретения, причем в результате таких изменений и дополнений могут быть созданы соответствующие принадлежности, а также способы, пригодные к использованию их в других применениях, и все эти изменения и дополнения могут быть сделаны, не выходя при этом за пределы объема изобретения, раскрываемого в данном описании. Например, признаки, проиллюстрированные и описанные ниже как характерные для одного варианта осуществления изобретения либо представленные на одном из приложенных чертежей, могут быть также использованы и в других вариантах осуществления настоящего изобретения либо на другом из приложенных чертежей, в результате чего получается еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Для таких изменений и дополнений предполагается, что они должны оставаться в пределах объема данного изобретения.
На фиг.1 и 2 показан пример для основного применения настоящего изобретения, а именно в смесительно-строгальной машинке 10, предназначенной для автоматического приготовления студеных напитков в барах и ресторанах. Запас льда из бункера 12 постепенно подается при помощи вращающегося комплекта лопастей 14 к ножу 16. Строганый лед спускается по желобу 18, имеющему крышку 20, вниз, попадая в чашку 22 смесителя, в которую добавляются жидкие ингредиенты, к примеру, такие как концентрат ароматизирующего вещества и (или) спиртной напиток. При вращении крыльчатки (или комплекта лопастей) 24, находящейся на дне чашки, в течение заданного периода времени приготавливается высококачественный замороженный напиток, такой, который ложится горкой при разливе и имеет однородную, не крапчатую и не водянистую консистенцию. Хотя ниже данное изобретение описывается в основном применительно к использованию его в конструкции смесительно-строгальной машинки, следует понимать, что настоящее изобретение может использоваться в широком разнообразии практических применений в тех случаях, где требуется обеспечить передачу мощности с вращающегося выходного вала источника движущей силы (например, электродвигателя) на ведомый элемент, находящийся под нагрузкой, в частности вращающийся ведомый элемент, находящийся внутри контейнера, который герметизирован относительно источника движущей силы и выполнен съемным относительно него. Настоящее изобретение может быть использовано, например, в конструкции разнообразного оборудования для обработки пищевых продуктов, к примеру, таких как бытовые смесители, миксеры для пищевых продуктов, устройства для обработки пищевых продуктов и соковыжималки.
Магнитный привод 26 крыльчатки 24 является главным объектом настоящего изобретения. Как показано на фиг.3-5, привод 26 включает в себя, в общем, круглую приводную пластину 34, смонтированную с возможностью вращения внутри основания 22а чашки 22 смесителя, и бесщеточный электродвигатель 28 постоянного тока, включающий в себя катушки 30 статора и ротор 32. Ротор, в свою очередь, включает в себя сдвоенный магнитный узел 35, предпочтительно образуемый кольцевым магнитом 36 ротора, кольцевым магнитом 38 привода и диском 40, выполненным из намагничивающегося материала, предпочтительно из холоднокатаной стали, и вставленным между магнитами 36 и 38.
Каждый из кольцевых магнитов 36 и 38 имеет множество расположенных по окружности и ориентированных в осевом направлении полюсов 42, показанных на фиг.6 в количестве восьми штук. Примыкающие друг к другу по бокам соответствующие сегменты имеют противоположную полярность. Хотя предпочтительным и является количество в восемь полюсов, может быть применено любое четное их количество. Предпочтительно каждый полюс 42 образуется в соответствующей постоянной магнитной зоне 44, имеющей, в общем, форму дисковой секции, причем из таких секций составляется сплошное кольцо, материал которого обладает сильными магнитными свойствами, к примеру, это могут быть керамические магниты, продаваемые фирмой «Хитачи Корпорэйшн». Магнитные зоны 44 каждого магнита 36 и 38 могут быть выполнены также в виде отдельных деталей, сцепленных или же каким-либо иным механическим способом соединенных друг с другом с образованием при этом соответствующего кольцевого узла с плоскими торцевыми поверхностями и, в общем, с цилиндрической наружной стенкой. Пластмассовая втулка 43 с радиально направленными опорными стенками 43а заполняет собой центр магнитов 36, 38, облегчая монтаж указанных узлов на центральном валу. Северный полюс магнитной зоны 44 примыкает к южному полюсу магнитной зоны 44. Узлы 36 и 38 затем крепятся к диску 40 предпочтительно таким образом, чтобы каждая постоянная магнитная зона 44 одного такого узла соответствовала такой же магнитной зоне другого такого узла, но имеющей противоположную полярность, во избежание возникновения отталкивающей магнитной силы между магнитами 36 и 38. Пластмассовый слой 48 покрытия способствует закреплению трехслойной структуры каждого такого узла. Благодаря такой конфигурации магнитного узла с ориентированными в осевом направлении зонами 44 магнитных полюсов и наличию соответствующего пути возврата, обладающего низким магнитным сопротивлением и представляющего собой стальной диск 40, для всех магнитных зон 44 обеспечиваются как направленность магнитного поля (силовых линий магнитного потока), создаваемого магнитом 36 ротора, вдоль его осевой линии (как показано на чертеже - в нижнем направлении) к катушкам 30 статора, так и направленность магнитного поля, создаваемого магнитом 38 привода, тоже вдоль осевой линии (как показано на чертеже - в верхнем направлении) к пластине 34, находящейся в основании 22а чашки. Под воздействием напряженности магнитного поля, создаваемого магнитом 38 привода и направленного по осевой линии, происходит индуцирование магнитных полей противоположной полярности в соответствующих полюсах 24а, образующихся в приводной пластине 34, несмотря на наличие промежутка 46, хотя это и весьма малый промежуток, имеющийся между, в общем, плоской верхней поверхностью 38а магнитного узла и, в общем, плоской нижней поверхностью 34b пластины 34.
В предпочтительном своем исполнении, проиллюстрированном прилагаемыми чертежами, где показан смеситель-строгатель (используемый для смешивания ингредиентов при приготовлении 80 жидких унций замороженного напитка), постоянный магнит 36 обеспечивает напряженность магнитного поля, составляющую на его поверхности приблизительно 1400 гс, при этом промежуток 46, замеряемый в осевом направлении, составляет приблизительно 6 мм (0,25 дюйма). Этот промежуток складывается, как показано на фиг.4, не только из четырех слоев 48, 50а, 52, 22b, которые в типичном случае выполняются из пластмассы, но и включает в себя также воздушные зазоры 54 и 56. Слои 48 и 52 представляют собой тонкие плоские пластмассовые покрытия, наносимые посредством формовки соответственно поверх магнитного узла 35 и приводной пластины 34. Слой 50а представляет собой соответствующую часть плоской верхней стенки основания 50 смесителя-строгателя 10. Слой 22b представляет собой плоскую нижнюю стенку основания 22а чашки.
Воздушный зазор 54 представляет собой небольшой просвет между формованным верхним покрытием 48 ротора и стенкой 50а. Зазор 56 представляет собой небольшой просвет между стенкой 22b и формованным верхним покрытием 52 приводной пластины. Специалистам в данной области техники будет легко понять, что этот промежуток является существенным источником магнитного сопротивления, возникающего в магнитной цепи между кольцевым магнитом 38 привода и пластиной 34. Выполненные в виде постоянных магнитов соответствующие роторы, применяемые в конструкции известных бесщеточных электродвигателей постоянного тока, например, в электродвигателях с диском диметром 5 дюймов, которые продаются компанией с ограниченной ответственностью «Интегрэйтед Моушн Контроулз», г. Торрингтон, штат Коннектикут, США под номером модели 50 и имеют примерно сопоставимые размеры, конструкцию и напряженность создаваемого магнитного поля по сравнению с соответствующими параметрами магнита 38, не способны обеспечить достаточно сильную связь с пластиной 34 через промежуток 46 для того, чтобы обеспечить вращение диска, приводящего в действие смеситель-строгатель.
Как показано, в частности, на фиг.4 и 5, электродвигатель 28 монтируется внутри основания 50 на винтах 60, которые пропущены сквозь стальную крышку 62 электродвигателя и заднюю опору 64 статора и ввернуты в резьбовые гнезда 66, выполненные в опорной стенке 50b основания, предназначенной для крепления к ней электродвигателя. Задняя опора статора 64 имеет центральное отверстие, куда вставляется подшипниковый узел 68, в котором вращается вал 70 электродвигателя. При помощи соответствующих винтов (не показаны), пропущенных сквозь отверстия 54а в задней опоре статора и вворачиваемых в переднюю опору 72 статора, обеспечивается крепление этой опоры таким образом, чтобы она зажимала собой кольцо 74, выполненное из соответствующего сорта стали, заложенное при сборке впритык к катушкам 30. Передняя опора 72 статора имеет такую периферийную поверхность 72а, которая выполнена наклонной и имеет соответствующие прорези под обмотки 30 статора, как это предусмотрено в конструкции вышеупомянутого электродвигателя модели 50. (Те части обмоток, которые располагаются в этих пазах, для ясности на чертежах не показаны.) Эти обмотки являются трехфазными, и при питании их от обычной цепи, предназначенной для подачи тока в бесщеточные электродвигатели постоянного тока, обеспечивают получение вращающегося электромагнитного поля. Опоры основания и статора предпочтительно выполняются из высокопрочной пластмассы, поддающейся формовке, причем толщина стенок этих опор выбирается таким образом, чтобы обеспечивать возможность жесткого крепления электродвигателя 28.
Сдвоенный магнитный узел 35 с валом 70, закрепленным в его центре, вставляется со скольжением в подшипник 68 (фиг.4). Узел 35 вращается в подшипнике 68 с обеспечением при этом соответствующего зазора со всех сторон узла 35. Как уже было отмечено здесь выше, многополюсное магнитное поле постоянного тока, создаваемое в основном нижним (как показано на чертеже) магнитом 36 ротора, направлено главным образом вниз и взаимодействует с вращающимся электромагнитным полем, создаваемым катушками 30 статора, когда они находятся под напряжением. Вращение этого электромагнитного поля приводит в результате соответствующего взаимодействия его с магнитным узлом ротора к возникновению крутящего момента, под воздействием которого происходит вращение ротора с соответствующей скоростью вращения. Диск 40, находящийся между магнитами 36 и 38, передает этот крутящий момент на магнит 38 привода, установленный на пластине. В качестве меры предосторожности, предотвращающей возгорание в случае перегрева катушек 30, предусматривается применение кольцеобразного защитного кожуха 76, нижний фланец 76а которого входит в воздушный зазор между наружной кромкой узла 35 и, в общем, цилиндрической внутренней боковой стенкой задней опоры 64 статора, перекрывая при этом, по существу, полностью этот зазор (оставляя свободным только лишь очень маленький просвет во избежание образования фрикционного контакта с магнитным узлом 35). Защитный кожух заполняет собой указанный зазор в достаточной мере для того, чтобы воспрепятствовать притоку туда воздуха, который в противном случае являлся бы источником кислорода, подпитывающим огонь.
Магнитный узел 35 диаметром пять дюймов весит приблизительно три фунта (предпочтительно 1,5 ка). При типичных рабочих скоростях, варьирующихся в пределах от 4000 до 10000 об/мин, этот узел может развивать значительные усилия, воздействующие на крепежные конструкции; в частности, при быстром изменении величины этих сил могут возникать вибрации. Крепежные конструкции выполняются достаточно жесткими благодаря соответствующему подбору материалов, применяемых при их изготовлении, правильному определению нужных размеров этих конструкций, а также соответствующей проработке всей крепежной конструкции в целом, например, может предусматриваться применение соответствующих средств, укрепляющих стенки, таких как наружные ребра жесткости, что позволяет обеспечить достаточно высокое сопротивление этих конструкций воздействию различных сил и крутящих моментов, возникающих в процессе нормальной эксплуатации, и тем самым не допустить появления вибраций, которые в противном случае приводили бы к расшатыванию креплений, повышенному износу и, в конечном итоге, к разрушению электродвигателя.
Действительное положение ротора отслеживается с помощью трех обычных датчиков эффекта Холла, смонтированных известным способом на корпусе электродвигателя либо на основании 50. Сигналы от этих датчиков, указывающие положение ротора, подаются на вход известного электронного контрольно-управляющего контура, обеспечивающего подачу питания в обмотки 30 трехфазного статора, благодаря чему осуществляется: (а) получение пускового крутящего момента; (б) постепенное повышение скорости вращения ротора до момента выхода на избранную рабочую скорость; (в) поддерживание вращательного движения на этой избранной скорости под нагрузкой; а затем (г) быстрое и надежное торможение. Таким образом, весь рабочий процесс электродвигателя находится под контролем соответствующего электронного устройства и может быть соответственно запрограммирован. Торможение электродвигателя осуществляется также с помощью соответствующих электронных средств регулирования, при этом токи, наводимые в обмотках 30 во время торможения, рассеиваются с помощью крупноразмерных резисторов или полевых транзисторов, смонтированных на радиаторах.
Как показано на фиг.2-4, и в особенности на фиг.3 и 4, проводящая приводная пластина 34 крепится без обеспечения возможности ее вращения на нижнем конце вала 78, который вращается вместе с ней в игольчатых подшипниках двух парных подшипниковых узлов 80, образующих комплект. Предусматривается применение соответствующей охватывающей латунной втулки 82, которая устанавливается на прессовой посадке в центральном отверстии 22с с цилиндрической стенкой, выполненном в пластмассовом основании 22а, и предназначена для удерживания подшипниковых узлов 80 на месте. На дне чашки имеется втулка 82, в которой рассверлено отверстие увеличенного диаметра, куда вставляется и где закрепляется вращающееся уплотнение 84, выполненное из соответствующего эластомерного материала, например из износостойкой резины. На этом уплотнении имеется три обращенных внутрь козырька 84а, расположенных с промежутком относительно друг друга, внутренние кромки каждого из которых вводятся в контакт с валом 78, образуя с ним низкофрикционное подвижное или скользящее уплотнение. Уплотнение 84 обеспечивает удерживание жидкости в чашке 22, несмотря на наличие вращающегося вала, проникающего внутрь чашки сквозь ее нижнюю стенку. Самый нижний козырек 84а вводится в контакт с валом 78 таким образом, что он входит при этом внутрь кольцевой канавки вала, которая фиксирует этот козырек в определенном положении и придает ему устойчивость. Глубокая кольцевая канавка 84b, выполненная на нижней торцевой поверхности уплотнения, позволяет козырькам уплотнения упруго изгибаться, хотя и в сравнительно небольших пределах, плотно прижимаясь при этом к валу. Сверху уплотнения предусматривается наворачивать колпачковую гайку 86 на верхний конец вала 78, закрепляя тем самым лопасти 24, зажимаемые между тремя шайбами 88а, 88b и 88с.
Приводная пластина 34 представляет собой основную часть узла приводной пластины, который включает в себя также множество вертикальных, радиально расположенных ребер жесткости 90, отцентрированных по углу своего расположения относительно каждого полюса 34а (фиг.3). Эти ребра 90 и центральная втулка 91, которая окружает собой вал 78, предпочтительно формуются всплошную с нижним слоем 52. Пластина 34 предпочтительно формируется из тонкого листа железистого материала, к примеру, такого, каковым является холоднокатаная сталь, причем толщина этого листа может составлять, например, 0,058 дюйма, и в нем выполняется множество открытых радиальных прорезей 92, которые разграничивают полюса 34а между собой. Кроме того, прорези 92 также препятствуют возникновению вихревых токов, наводимых в пластине под воздействием вращающегося магнитного поля, создаваемого узлом магнита 38 привода. Поскольку пластина 34 является довольно тонкой и имеет прорези, она может соответственно подвергаться деформации, когда на нее оказывает свое воздействие весьма существенная притягивающая магнитная сила, создаваемая узлом 38 магнита привода пластины, причем величина этой силы в типичном случае составляет, например, приблизительно пять фунтов, и в результате такой деформации пластина может прийти во фрикционный контакт с основанием 22b чашки.
Как показано, притягивающая магнитная сила, воздействующая на приводную пластину 34 предпочтительно воспринимается в одной-единственной центральной точке вращения, определяемой полусферической шаровой опорой, выступающей относительно нижней поверхности приводного узла, и пластиной 96, выполненной из нержавеющей стали и смонтированной заподлицо с верхней поверхностью стенки 22b основания чашки. При такой компоновке обеспечивается соответствующее сопротивление воздействию магнитных сил, стремящихся сдвинуть пластину 34 по направлению вниз, и одновременно облегчается вращение вала 78 благодаря соответствующему уменьшению трения, в результате чего становится меньше износ.
Как показано на фиг.7, в альтернативном варианте исполнения чашки 122 смесителя предусматривается установка вала 178 с возможностью его вращения таким образом, чтобы он опирался на два игольчатых подшипника 200а и 200b, расположенных с промежутком относительно друг друга в осевом направлении. Имеется также соответствующая цилиндрическая распорная деталь 202, которая вставляется между игольчатыми подшипниками 200а и 200b и окружает собой вал 178. Приводная пластина 134 крепится к валу 178 при помощи винта 206, который с помощью имеющейся на нем наружной резьбы вворачивается в ответную внутреннюю резьбу, выполненную в центральном отверстии вала 178. Кроме того, может также предусматриваться наличие соответствующего фланца 204, устанавливаемого на конце вала 178, при этом приводная пластина 134 зажимается между фланцем 204 и шайбой 208, устанавливаемой под головку винта 206. При таком конкретном расположении обеспечивается возможность вращения вала 178, опирающегося на игольчатые подшипники 200а и 200b и закрепленного винтом 206, благодаря чему практически отпадает необходимость в применении полусферической шаровой опоры, выступающей относительно нижней поверхности приводного узла, и пластины 96, выполненной из нержавеющей стали и смонтированной на стенке основания чашки. Следует понимать, что составные части, используемые в варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг.7, аналогичны соответствующим деталям, рассмотренным ранее в приведенном здесь выше описании применительно к предыдущему варианту осуществления настоящего изобретения, и поэтому одними и теми же номерами позиций соответственно обозначаются одинаковые детали этих двух вариантов, но с прибавлением числа 100 к каждому соответствующему номеру позиции во втором варианте, чтобы как-то различать описываемые здесь варианты осуществления настоящего изобретения между собой.
Было установлено, что сцепление, или «тяговое усилие», возникающее между магнитом 38 и приводной пластиной 34, возрастает не только в функции от напряженности магнитного поля, оказывающего соответствующее воздействие на полюса 34а, и от величины, обратной размеру промежутка между магнитом и диском, но также и в функции от величины, обратной толщине пластины 34, и от ширины прорезей 92. В общем, чем тоньше пластина и шире прорези, тем больше величина тягового усилия, получаемого благодаря применению данного магнита при наличии соответствующего промежутка. В настоящее время предпочтительной для пластины диаметром 4,425 дюйма (112 мм) является ширина прорези, составляющая приблизительно 0,245 дюйма (6 мм).
Требуемый уровень тягового усилия зависит от конкретных особенностей, характерных для каждого отдельного случая применения настоящего изобретения. Этот уровень выбирают таким образом, чтобы обеспечить надежное сцепление приводной пластины с магнитом привода в тех случаях, когда: (а) крыльчатки 24 начинают работать под нагрузкой, создаваемой наструганным льдом и жидкими ингредиентами замороженного налитка, находящимися в чашке смесителя; (б) рабочая скорость вращения повышается до избранного значения этой рабочей скорости, которое в типичных случаях достигает нескольких тысяч оборотов в минуту; а затем (в) прекращается движение крыльчатки и талой массы, находящейся внутри чашки и взаимодействующей с крыльчаткой. Однако величину тягового усилия также подбирают таким образом, чтобы обеспечить разъединение и тем самым автоматическое расцепление привода 26 в том случае, когда чашку 22 снимают со стенки 50а основания, где эта чашка находится в рабочем своем положении под желобом 18 для спуска льда, либо в том случае, когда нагрузка превышает заданное для нее максимальное значение. Последняя из указанных ситуаций может возникнуть, например, в том случае, когда замороженный напиток, находясь в чашке, «замерзает натвердо», то есть частично или же полностью превращается в сплошную замерзшую массу, либо в том случае, когда в смеситель во время его работы кто-то случайно уронит ложку, ювелирное украшение или же пробку от бутылки. Расцепляясь, магнитный привод 26 автоматически и немедленно прекращает снабжение крыльчаток двигательной энергией, позволяя тем самым избежать или же свести к минимуму вероятность причинения травм человеку (людям), находящемуся(-имся) вблизи собственно от смесителя или недалеко от самой машинки. Кроме того, этот признак позволяет также избежать соответствующих затрат, которые приходится нести при применении механической муфты в связи с необходимостью периодического проведения ее технического обслуживания.
Несмотря на то что бесщеточные электродвигатели постоянного тока известны как обеспечивающие получение лишь сравнительно невысоких значений крутящего момента на своем выходном валу, настоящее изобретение позволило преодолеть этот их недостаток. Однако для того, чтобы обеспечить получение оптимальных эксплуатационных характеристик электродвигателя 28, намотку катушек 30 его статора предпочтительно было бы осуществить таким образом, чтобы обеспечить получение оптимального значения крутящего момента на выходном валу электродвигателя при выбранном значении его рабочей скорости, например приблизительно 8000 об/мин.
Важно отметить, что узел приводной пластины, представляющий собой в основном тонкий металлический диск с тонким пластмассовым покрытием, отформованным на его поверхности, имеет малый вес и не обладает магнитными свойствами. Кроме того, наблюдается лишь весьма незначительный гироскопический эффект, когда чашку вынимают из смесителя-строгателя, после того как напиток уже приготовлен. При этом возникает всего лишь небольшой вращательный момент, создаваемый вращающимися крыльчатками и узлом приводной пластины. Поскольку чашка имеет малый вес и не обладает магнитными свойствами, ей легко пользоваться.
Кроме того, совершенно очевидна важность того обстоятельства, что магнитный привод 26, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность установки чашки 22 на свое место в рабочем положении на смесителе-строгателе 10, выполняя всего лишь совсем простое скользящее движение в поперечном направлении, при осуществлении которого гладкое плоское основание 22b чашки свободно проскальзывает по гладкой поверхности плоской части 50а основания машинки. При этом отпадает необходимость в вертикальном опускании чашки с усилием вниз при насаживании ее на соответствующий соединительный узел, что приходится делать при применении механического взаимосцепляемого привода, а затем поднимать чашку вертикально вверх, прикладывая при этом достаточно большое усилие, чтобы снять чашку с соединительного механического узла. При обеспечении возможности установки чашки на место и удаления ее простым скользящим движением, выполняемым в поперечном направлении, не только улучшается удобство пользования чашкой, но и возникает также возможность соответственно уменьшить размер просвета, который требуется обеспечить над чашкой в вертикальном направлении. При такой компоновке, рассчитанной только на вдвигание чашки внутрь скользящим движением, облегчается также проведение операции очистки основания смесителя - для этого нужно всего лишь протереть гладкую ровную поверхность. Пролитая жидкость вместе с талой массой может стекать самостоятельно либо проталкиваться принудительно по этой поверхности в направлении стока 94, выполненного в основании машинки у задней его стенки 50а. В случае возникновения какой-либо угрозы для безопасности, при перегрузке смесителя или же при неожиданном возникновении любой непредвиденной ситуации, требующей быстрого удаления чашки из смесителя, ее можно легко и просто выдвинуть из машинки простым скользящим движением. Кроме того, что весьма важно, в том случае, если работник проявит нетерпение и слишком быстро вынет чашку из смесителя, не дождавшись, пока электродвигатель полностью остановится, что довольно часто происходит в практике повседневной работы бара, то тогда в ходе самого этого процесса в момент вынимания чашки автоматически произойдет отсоединение привода крыльчатки от электродвигателя 28 (в результате смещения и (или) приподнимания чашки со своего места произойдет выход полюсов 34а из такого положения, в котором они находятся в соответствующей взаимосвязи с магнитными силовыми линиями, создаваемыми магнитным узлом 38.) В обычных смесителях-строгателях, имеющих ременный привод с механической соединительной муфтой, такое поспешное вынимание оттуда чашки приводит к возникновению нежелательных механических напряжений, а также к ускоренному износу передаточного механизма и соединительной муфты.
Дополнительное важное преимущество такого привода заключается в том, что при его применении обеспечивается возможность размещения электродвигателя непосредственно под самим смесителем, что позволяет избежать необходимости установки соответствующих приводных ремней или цепей вместе со шкивами или звездочками, но при этом сохраняется должная компактность всего устройства в целом как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, с учетом как высоты самого электродвигателя, так и вертикального размера связи между электродвигателем и чашкой по высоте, а также соответствующего вертикального размера просвета, требующегося для проведения соответствующих манипуляций с чашкой при установке ее на место с обеспечением указанной связи между ней и электродвигателем и при вынимании чашки.
Хотя данное изобретение и рассмотрено в приведенном здесь выше его описании применительно к предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, следует тем не менее понимать, что возможны также различные изменения и дополнения, которые могут быть предложены специалистами в данной области техники. Например, несмотря на то, что данное изобретение рассматривается в приведенном здесь выше его описании как реализованное в виде бесщеточного электродвигателя постоянного тока, возможно также получение отдельных преимуществ, обеспечиваемых настоящим изобретением, и при реализации его также в виде электродвигателя переменного тока, для выходного вала которого в этом случае предусматривается наличие соответствующей связи с магнитом привода пластины. Хотя вращающийся магнитный узел и рассматривается в приведенном здесь выше описании как соответствующий элемент, обеспечивающий наличие соответствующей связи между пластиной и основанием чашки, возможно тем не менее также и создание соответствующего электромагнитного или магнитного поля с помощью узла, состоящего из электромагнитов, либо с помощью иных устройств, предусматривающих наличие постоянных магнитов, к примеру, таких устройств, которые выполняются в виде одного обособленного однополюсного постоянного магнита соответствующей конфигурации в отношении обеспечиваемых им магнитных свойств или же действующего совместно в сочетании с соответствующими ферромагнитными материалами таким образом, чтобы получить при этом требующееся расположение магнитных полюсов. Несмотря на то что настоящее изобретение рассмотрено в приведенном здесь выше его описании применительно к пластине, установленной с возможностью вращения в основании чашки смесителя, ведомый элемент может принимать также и иные самые разнообразные формы, причем это совсем не обязательно должен быть сосуд, содержащий в себе жидкость. Хотя в приведенном здесь выше описании и указывается, что магниты и пластина имеют одинаковое количество полюсов, как это хорошо известно, тем не менее такое техническое решение не является по своей сути необходимым для того, чтобы конструкция, выполненная согласно настоящему изобретению, была работоспособной. Допустимо также применение широкого разнообразия самых различных монтажных приспособлений и опорных устройств, обеспечивающих возможность вращения как для сдвоенного магнитного узла 35, так и для приводной проводящей пластины 34. Кроме того, несмотря на то, что в приведенном здесь выше описании указывается на применение пластины 34 с радиальными прорезями в качестве средства для образования полюсов 34а и сдерживания процесса возникновения вихревых токов на этой пластине, специалист в данной области техники сможет достаточно легко сообразить, что возможно применение также и других самых разнообразных известных устройств, обеспечивающих образование полюсов и сдерживающих процесс возникновения вихревых токов. Кроме того, хотя в данном описании и указано, что магниты подсоединяются к соответствующему металлическому диску, какой-либо необходимости в непременном применении такого диска тем не менее нет.
На фиг.2, 8 и 9 иллюстрируется еще один вариант практического осуществления настоящего изобретения, а именно в виде приспособления для строгания льда, предназначенного для подачи настроганного льда в смеситель смесительно-строгальной машинки 10. Приспособление для строгания льда включает в себя узел 300 магнитного привода с зубчатой передачей в сборе, который приводит во вращение ножи 14 с тем, чтобы обеспечить подачу настроганного льда в чашку 22 смесителя по желобу 16. Узел 300 магнитного привода с зубчатой передачей в сборе связан с выходным валом 302, на верхнем конце которого смонтирован комплект вращающихся ножей 14. Кроме того, узел 300 магнитного привода с зубчатой передачей в сборе включает в себя также и соответствующий магнитный привод 304, который по своей конструкции и принципу своего действия аналогичен магнитному приводу 26 смесителя. Отдаваемая мощность магнитного привода передается при помощи зубчатой передачи 306 на выходной вал 302 приспособления для строгания льда. В состав этой зубчатой передачи входят три шестерни, а именно шестерня 328 электродвигателя, блок паразитных шестерен 332 и ведомая шестерня 334.
Магнитный привод 304 для строгателя включает в себя, в общем, круглую приводную пластину 308, смонтированную с возможностью вращения в корпусе 309 приспособления для строгания льда, предназначенном для размещения в нем электродвигателя, а также соответствующий бесщеточный электродвигатель 310 постоянного тока, имеющий катушки 312 статора и ротор 314. При этом ротор 314, в свою очередь, снабжен сдвоенным магнитным узлом, предпочтительно образованным из кольцевого магнита 316 ротора, кольцевого магнита 318 привода и диска 320, выполненного из намагничивающегося материала, предпочтительно из холоднокатаной стали, и вставленного между магнитами 316 и 318, с которыми он соответственно связан.
Каждый из кольцевых магнитов 316 и 318 имеет множество расположенных по окружности и ориентированных в осевом направлении полюсов, как и в случае для кольцевых магнитов 36 и 38 магнитного привода смесителя, рассмотренного в приведенном здесь выше описании. Следовательно, кольцевые магниты 316 и 318 по конструкции и расположению своих полюсов аналогичны кольцевым магнитам 36 и 38 магнитного привода смесителя. Предусматривается наличие пластмассовой втулки 321, которая заполняет собой центр кольцевых магнитов 316 и 318, благодаря чему облегчается монтаж магнитов на центральном валу 322. Кольцевые магниты крепятся к диску 320 предпочтительно таким образом, чтобы каждый полюс одного кольцевого магнита соответствовал полюсу другого кольцевого магнита, имеющему противоположную полярность, во избежание возникновения отталкивающей магнитной силы между магнитами 316 и 318. Пластмассовый слой покрытия, наносимого на магниты 316 и 318, а также на диск 320, способствует скреплению магнитного узла.
Бесщеточный электродвигатель 310 постоянного тока установлен внутри корпуса 309, предназначенного для этого двигателя, под ротором 314. Электродвигатель 310 по своей конструкции и принципу действия аналогичен электродвигателю 28 магнитного привода 26 смесителя, рассмотренного в приведенном здесь выше описании. Катушки 312 статора являются трехфазными, и при питании их от обычной цепи, предназначенной для подачи тока в бесщеточные электродвигатели постоянного тока, обеспечивают получение вращающегося электромагнитного поля. Ротор 314 вместе с валом 322, закрепленным в его центре, вставляется соответствующим скользящим движением в подшипник 324. Ротор 314 вращается в подшипнике 324 с обеспечением при этом соответствующего зазора со всех сторон ротора 314. Многополюсное магнитное поле постоянного тока, создаваемое в основном нижним кольцевым магнитом 316 ротора, направлено главным образом вниз и взаимодействует с вращающимся электромагнитным полем, создаваемым катушками 30 статора, когда катушки находятся под напряжением. Вращение этого электромагнитного поля приводит в результате соответствующего взаимодействия его с магнитным узлом 314 ротора к возникновению крутящего момента, под воздействием которого происходит вращение ротора с соответствующей скоростью вращения. Диск 320, находящийся между магнитами 316 и 318, передает этот крутящий момент на кольцевой магнит 318 привода.
Как и в случае, рассмотренном в приведенном здесь выше описании применительно к ротору 32 магнитного привода 26 смесителя, действительное положение электродвигателя 314 может отслеживаться с помощью трех обычных датчиков эффекта Холла, смонтированных на корпусе 309 электродвигателя. Сигналы от этих датчиков, указывающие положение электродвигателя, подаются на вход соответствующего электронного контрольно-управляющего контура, обеспечивающего подачу питания в обмотки 312 трехфазного статора, благодаря чему осуществляется получение пускового крутящего момента, постепенное повышение скорости вращения ротора до момента выхода на избранную рабочую скорость, поддерживание вращательного движения на этой избранной скорости под нагрузкой, а также быстрое и надежное торможение. Таким образом, как и в случае, рассмотренном в приведенном здесь выше описании применительно к электродвигателю 28, весь рабочий процесс электродвигателя 310 может находиться под контролем соответствующего электронного устройства и может быть соответственно запрограммирован. Торможение электродвигателя осуществляется также с помощью соответствующих электронных средств регулирования, при этом токи, наводимые в обмотках 312 во время торможения, рассеиваются с помощью крупноразмерных резисторов или полевых транзисторов, смонтированных на радиаторах.
Приводная пластина 308 может быть спроектирована таким образом, чтобы конструкция ее была аналогична конструкции приводной пластины 34 магнитного привода 26 смесителя, рассмотренного в приведенном здесь выше описании. Приводная пластина 308 крепится без обеспечения возможности ее вращения на нижнем конце приводного вала 326. Шестерня 328 электродвигателя установлена без обеспечения возможности ее вращения на шестеренчатом валу 329 электродвигателя, причем этот вал, в свою очередь, крепится к верхнему концу приводного вала 326. Шестерня 328 электродвигателя предпочтительно представляет собой шестерню с косыми зубьями, имеющую множество косых зубьев 350 шестерни. Приводной вал 326 вставляется в соответствующее осевое отверстие шестеренчатого вала 329 и крепится в нем без обеспечения возможности вращения его относительно шестеренчатого вала 329 и шестерни 328, что позволяет приводному валу 326 совершать вращательное движение совместно с шестерней 328. Таким образом, крутящий момент, под воздействием которого совершается вращательное движение, может передаваться от приводной пластины 308 на шестерню 328 через приводной вал 326. При этом приводной вал 326 и шестеренчатый вал 329 шестерни 328 электродвигателя установлены с возможностью вращения в двух парных опорных подшипниках 330а и 330а.
Блок паразитных шестерен 332 имеет механическую связь с шестерней 328 электродвигателя и ведомой шестерней 334, обеспечивая передачу крутящего момента, под воздействием которого совершается вращательное движение, от шестерни 328 электродвигателя на ведомую шестерню 334. Блок паразитных шестерен 332 включает в себя удлиненную верхнюю шестеренчатую часть 332а цилиндрической формы, имеющую множество косых зубьев 352 шестерни и, в общем, дискообразную нижнюю шестеренчатую часть 332b. При этом нижняя шестеренчатая часть 332b снабжена множеством косых зубьев 354 шестерни, соответствующих по своим размерам и форме зубьям 350 шестерни 328 электродвигателя. Зубья 350 шестерни 328 электродвигателя находятся в зацеплении с зубьями 354 нижней шестеренчатой части 332b, обеспечивая при этом передачу вращательного движения и соответствующего крутящего момента, под воздействием которого совершается вращательное движение, от шестерни 328 электродвигателя на блок паразитных шестерен 332. При этом блок паразитных шестерен 332 крепится без возможности относительного вращения к шестеренчатому валу 356, который установлен с возможностью вращения в двух опорных подшипниках 333а и 333b.
Ведомая шестерня 334 имеет, в общем, цилиндрическую форму и крепится без возможности ее относительного вращения к выходному валу 302, благодаря чему она вращается только вместе с выходным валом 302. В частности, ведомая шестерня 334 надевается в осевом направлении на выходной вал 302 таким образом, чтобы выходной вал располагался в центральном отверстии ведомой шестерни 334. При этом ведомая шестерня 334 снабжена множеством косых зубьев 334а шестерни, соответствующих по своим размерам и форме зубьям 352 верхней шестеренчатой части 332а блока паразитных шестерен 332. Зубья 352 верхней шестеренчатой части 332а находятся в зацеплении с зубьями 334а ведомой шестерни 334, обеспечивая при этом передачу вращательного движения и соответствующего крутящего момента, под воздействием которого совершается вращательное движение, от блока паразитных шестерен 332 на ведомую шестерню 334. Выходной вал 302 и ведомая шестерня 334 установлены с возможностью их вращения в двух парных опорных подшипниках 336а и 336b.
Шестерня 328 ротора, блок паразитных шестерен 332 и ведомая шестерня 334 предпочтительно представляют собой косозубые шестерни, зубья которых ориентированы по винтовой линии, причем изготавливаются эти шестерни из легкой высокопрочной пластмассы, к примеру из ацетилопласта или из найлоновой пластмассы. Однако специалист в данной области техники вынужден будет признать, что в конструкции зубчатой передачи 306, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, могут использоваться также и различные другие шестерни, к примеру цилиндрические прямозубые шестерни, червячные шестерни, либо различные сочетания всех этих видов шестерен, а также применяться для их изготовления иные материалы, к примеру различные металлы или же композиционные материалы.
Передаточное число зубчатой передачи 306, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, может быть отрегулировано таким образом, чтобы соответственно обеспечивать увеличение или же уменьшение скорости вращательного движения или величины крутящего момента, под воздействием которого совершается вращательное движение и который передается от приводного вала 326 магнитного привода 304 на выходной вал 302 приспособления для строгания льда. Например, передаточное число зубчатой передачи 306 можно отрегулировать таким образом, чтобы обеспечить соответствующее уменьшение скорости вращательного движения и тем самым увеличить крутящий момент, под воздействием которого совершается вращательное движение и который передается от приводного вала 326 на выходной вал 302. И, наоборот, скорость вращательного движения, передаваемого зубчатой передачей 306, может быть увеличена, а крутящий момент, под воздействием которого совершается вращательное движение, соответственно уменьшен, если должным образом отрегулировать передаточное число зубчатой передачи 306 в обратную сторону. Такую регулировку передаточного числа можно осуществить посредством соответствующего изменения числа зубьев на каждой из шестерен, количества самих шестерен и(или) размеров шестерен, входящих в состав данной зубчатой передачи, что само по себе известно в данной области техники.
В предпочтительном варианте исполнения приспособления для строгания льда в соответствии с настоящим изобретением требуется обеспечить скорость вращения приводного вала 326 в приспособлении для строгания льда, равную приблизительно 540 об/мин, чтобы добиться тем самым эффективной работы указанного приспособления для строгания льда. Магнитный привод 300, выполненный в предпочтительном варианте согласно настоящему изобретению на основе использования бесщеточного электродвигателя постоянного тока, в типичных случаях обеспечивает рабочую скорость вращения порядка 6000 об/мин. Соответственно, передаточное число зубчатой передачи 306 составляет в данном случае приблизительно 11,1:1.
Специалисту в данной области техники легко будет осознать, что узел магнитного привода с зубчатой передачей в сборе согласно настоящему изобретению может найти самое широкое практическое применение, а не только лишь в рассмотренном здесь выше приспособлении для строгания льда, во всех тех случаях, когда требуется обеспечить передачу двигательной энергии от вращающегося вала электродвигателя на какой-либо ведомый элемент, находящийся под нагрузкой, включая также различное оборудование для обработки пищевых продуктов, к примеру, такое как миксеры, смесители пищевых продуктов, разные устройства для обработки пищевых продуктов и соковыжималки.
Дополнительно, несмотря на то, что приспособление для строгания льда согласно настоящему изобретению рассматривается в приведенном здесь выше описании всего лишь только как составная часть комбинированной машинки, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда, специалисту в данной области техники легко будет осознать, что приспособление для строгания льда может быть выполнено также и в виде совершенно обособленного устройства, т.е. это приспособление можно изготовить как отдельное устройство, не предназначенное для встраивания в смеситель.
Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть также понятно, что такие показатели, как тип и число шестерен, размер шестерен, число зубьев шестерен, применяемых в зубчатой передаче, рассматриваемой в приведенном здесь выше описании изобретения в связи с использованием этой передачи в конструкции приспособления для строгания льда, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, приводятся здесь исключительно только лишь для примера. Эти признаки, равно как и другие признаки зубчатой передачи, могут варьироваться с тем, чтобы добиться получения точно таких же аналогичных или же совершенно других передаточных чисел, в зависимости от соответствующих конкретных требований для каждого отдельного случая применения зубчатой передачи, но не выходя при этом за пределы существа и объема настоящего изобретения. Например, конструктивными соображениями, связанными с ограничениями по размерно-весовым показателям, могут диктоваться число, тип и размер шестерен, а также число зубьев шестерен, обеспечивающих требуемое передаточное число.
Указанные и другие изменения и дополнения, которые могут быть предложены специалистами в данной области техники, ознакомившимися с приведенным здесь выше описанием настоящего изобретения в свете прилагаемых чертежей, считаются входящими в пределы объема изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
На фиг.10 представлен вертикальный разрез альтернативного варианта исполнения электродвигателя согласно настоящему изобретению, показанного в разобранном виде. Как показано на фиг.10, электродвигатель 400 может включать в себя вал 410 электродвигателя; ротор 420, смонтированный на валу 410 электродвигателя, и статор 430, расположенный вокруг вала 410 электродвигателя. Ротор 420 может включать в себя магнит 440 привода, втулку 450 и магнит 460 ротора. Статор 430 может включать в себя, по меньшей мере, одну катушку 470 статора и корпус 480 статора.
В одном из вариантов своего исполнения статор 430 может быть оснащен, по меньшей мере, одним датчиком эффекта Холла, отслеживающим положение ротора 420 в соответствии со схемами, приведенными ранее в рассмотренном здесь выше описании.
Как показано на фиг.10, магнит 440 привода и магнит 460 ротора могут включать в себя соответственно первый кольцевой магнит и второй кольцевой магнит. В альтернативном варианте исполнения магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут включать в себя множество отдельных магнитов, расположенных вокруг вала 410 электродвигателя. Это множество отдельных магнитов может включать в себя магниты дугообразной формы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения два или более магнитов могут соединяться друг с другом при помощи клеящего вещества. В качестве такого клеящего вещества может использоваться соответствующий клей, обычный герметизирующий состав, либо клейкое вещество какого-нибудь иного типа. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут представлять собой магнит, выполненный, по меньшей мере, частично из редкоземельного материала. Например, магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут представлять собой магнит, выполненный, по меньшей мере, частично из неодимия. Потенциальные преимущества, получаемые при применении магнитов, выполненных из редкоземельных материалов, могут заключаться в соответствующем снижении веса электродвигателя 400, благодаря чему можно добиться меньшего нагревания, снижения шума и(или) уменьшения вибраций, возникающих во время работы электродвигателя 400. Магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут быть, по существу, отцентрированы и(или) расположены, по существу, симметрично относительно вала 410 электродвигателя.
В общем, втулка 450 может иметь верхнюю поверхность 452 втулки, обращенную в противоположную сторону относительно статора 430, и нижнюю поверхность 454 втулки, обращенную в направлении статора 430. Втулка 450 может быть, по существу, отцентрирована и(или) расположена, по существу, симметрично относительно вала 410 электродвигателя. Магнит 440 привода может быть сцеплен с верхней поверхностью 452 втулки, а магнит 460 ротора может быть сцеплен с нижней поверхностью 454 втулки. На верхней поверхности 452 втулки может быть выполнена выемка 456, в которую вставляется магнит 440 привода. Выемка 456 может быть выполнена таким образом, чтобы верхняя поверхность 452 втулки, по существу, полностью охватывала собой магнит 440 привода. В альтернативном варианте исполнения выемка 456 может быть выполнена таким образом, чтобы некоторая часть магнита 440 привода выступала вверх относительно верхней поверхности 452 втулки. Нижняя поверхность 454 втулки может иметь боковую стенку 458, выступающую вниз относительно нижней поверхности 454 втулки, а магнит 460 ротора может быть сцеплен с боковой стенкой 458. Боковая стенка 458 может иметь внутреннюю поверхность 459, обращенную к валу 410 электродвигателя, а магнит 460 ротора может быть сцеплен с внутренней поверхностью 459.
Возможны самые разнообразные конфигурации исполнения ротора 420. Например, верхняя поверхность 452 втулки и(или) нижняя поверхность 454 втулки могут быть, по существу, плоскими. Кроме того, верхняя поверхность 452 втулки может также иметь боковую стенку, выступающую вверх относительно верхней поверхности втулки, а магнит 440 привода может быть сцеплен с указанной боковой стенкой аналогично тому, как это указано ранее в приведенном здесь выше описании в отношении магнита 460 ротора. Дополнительно, на нижней поверхности 454 втулки может быть выполнена соответствующая выемка, в которую вставляется магнит 460 ротора аналогично тому, как это указано ранее в приведенном здесь выше описании в отношении магнита 440 привода.
Втулка 450 может быть выполнена из металла или же из соответствующего намагничивающегося материала. В альтернативном варианте своего исполнения втулка 450 может быть выполнена из пластмассы.
Магнит 440 привода и магнит 460 ротора могут иметь множество полюсов, расположенных по окружности. Магнит 440 привода и магнит 460 ротора могут быть расположены таким образом, чтобы их полюса были соответственно отцентрированы относительно друг друга согласно процедурам, рассмотренным здесь ранее со ссылками на фиг.6 и в приведенном выше описании.
Магнит 440 привода и магнит 460 ротора могут быть сцеплены с втулкой 450 таким образом, чтобы магнит 440 привода, магнит 460 ротора и втулка 450 вращались все вместе вокруг вала 410 электродвигателя. Магнит 440 привода и магнит 460 ротора могут быть сцеплены с втулкой 450 с использованием самых разнообразных, но вполне обычных схем. Например, магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут - с обеспечением при этом возможности снятия их и замены - крепиться к втулке 450 при помощи соответствующих крепежных деталей, которые можно снимать и заменять, к примеру, таких как пружинные зажимы, штифты, гвозди, болты с гайками, винты, костыли, заклепки, кнопки и(или) иные обычные механические крепежные детали. В альтернативном варианте своего исполнения магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут крепиться к втулке 450 на прессовой посадке. Кроме того, в альтернативном варианте исполнения магнит 440 привода и(или) магнит 460 ротора могут крепиться к втулке 450 и с использованием клеящего вещества посредством пайки и (или) сварки.
На фиг.11 представлен вертикальный разрез варианта исполнения электродвигателя, показанного на фиг.10 и изображенного на этом чертеже в собранном виде. Магнит 440 привода может быть закреплен своей нижней поверхностью 442 на верхней поверхности 452 втулки. Кроме того, по желанию, как показано на фиг.11, магнит 440 привода может быть также закреплен своей верхней поверхностью 444 на верхней поверхности 452 втулки. Как уже было указано в приведенном здесь выше описании, на верхней поверхности 452 втулки может быть выполнена выемка 456, которая может, по существу, содержать магнит 440 привода внутри себя. Выемка 456 может быть выполнена таким образом, чтобы образовался соответствующий первый зазор 446 между верхней границей расположения верхней поверхности 452 втулки и верхней границей расположения магнита 440 привода, закрепленного на этой втулке. Указанный первый зазор 446 может быть заполнен каким-нибудь клеящим веществом, обеспечивающим дополнительное крепление магнита 440 привода к втулке 450 и позволяющим получить, по существу, плоскую верхнюю поверхность 422 ротора. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный первый зазор 446 может быть заполнен обычным герметизирующим составом. После заполнения зазора этот герметизирующий состав может быть подвергнут отверждению. По завершении отверждения лишний герметизирующий состав может быть удален с тем, чтобы получить в результате этого, по существу, плоскую верхнюю поверхность 422 ротора. Этот же герметизирующий состав может быть использован также и для заполнения второго зазора 448, имеющегося между поперечной границей расположения магнита 440 привода, закрепленного на втулке, и поперечной границей расположения выемки 456. Аналогичная процедура может быть также осуществлена и при воссоздании, по существу, плоской верхней поверхности 422 ротора в таких вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых некая часть магнита 440 привода, закрепленного на соответствующей втулке, выступает вверх относительно верхней поверхности 452 этой втулки. Например, в этом случае герметизирующий состав может быть нанесен на верхнюю поверхность 452 втулки, расположенную вокруг той части магнита 440 привода, которая выступает вверх относительно верхней поверхности 452 втулки.
Как показано на фиг.10, статор 430 может представлять собой обычный статор 430, имеющий, по меньшей мере, одну катушку 470 статора. Указанная катушка 470 статора может быть расположена на корпусе 480 статора, причем в корпусе 480 статора может быть выполнено соответствующее отверстие 482, в которое вставляется вал 410 электродвигателя. Статор 430, в частности указанная, по меньшей мере, одна катушка 470 статора может быть, по существу, отцентрирована относительно вала 410 электродвигателя. В общем, сборка статора 430 может осуществляться с использованием процедур, аналогичных тем процедурам, которые были уже рассмотрены здесь ранее со ссылками на фиг.3, 4 и 7-9 и в приведенном выше описании.
Как показано на фиг.11, вал 410 электродвигателя может быть закреплен с возможностью его вращения в отверстии 482, выполненном в корпусе 480 статора, а ротор 420 может быть установлен с возможностью вращения его на валу 410 электродвигателя с использованием процедур, аналогичных тем процедурам, которые были уже рассмотрены здесь ранее в приведенном выше описании. Указанная, по меньшей мере, одна катушка 470 статора может включать в себя наружную поверхность 472 статора, обращенную в противоположную сторону относительно вала 410 электродвигателя, а магнит 460 ротора может включать в себя внутреннюю поверхность 462 магнита ротора, обращенную по направлению к валу 410 электродвигателя. В общем, электродвигатель 400 может быть собран таким образом, чтобы внутренняя поверхность 462 магнита ротора была, по меньшей мере, частично обращена в сторону наружной поверхности 472 статора. Такая конфигурация электродвигателя 400 представляет собой альтернативный вариант по отношению к конфигурациям электродвигателей 28 и 310, показанным соответственно на фиг.4 и 8.
Как указано здесь ранее, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, магнит 460 ротора может включать в себя множество магнитов ротора, расположенных вокруг вала 410 электродвигателя. В таком варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один из этого множества магнитов 460 ротора может включать в себя внутреннюю поверхность 462 ротора, которая, по меньшей мере, частично обращена к наружной поверхности 472 статора.
Возможны самые разнообразные конфигурации электродвигателя 400. Например, магнит 460 ротора может быть расположен внутри указанной, по меньшей мере, одной катушки 470 статора. В таком варианте осуществления настоящего изобретения магнит 460 ротора может включать в себя наружную поверхность магнита ротора, обращенную в противоположную сторону относительно вала 410 электродвигателя, а указанная, по меньшей мере, одна катушка 470 статора может включать в себя внутреннюю поверхность статора, обращенную по направлению к валу 410 электродвигателя. Тогда сборку электродвигателя 400 можно осуществить таким образом, чтобы внутренняя поверхность статора была, по меньшей мере, частично обращена по направлению к наружной поверхности магнита ротора.
На фиг.12 изображен вертикальный разрез электродвигателя, представленного на фиг.10 в разобранном виде, с показом основания электродвигателя. Электродвигатель 400 может быть соединен с основанием 500 электродвигателя при помощи обычных механических крепежных деталей, например винтов 510, 520. В общем, электродвигатель 400 может быть таким способом подсоединен ко всем устройствам для обработки пищевых продуктов и магнитным приводам, которые были уже рассмотрены здесь ранее со ссылками на фиг.1-9 и в приведенном выше описании. Например, электродвигатель 400 может развивать соответствующий крутящий момент, передаваемый на приводную пластину соответствующего устройства для обработки пищевых продуктов. В таком варианте осуществления настоящего изобретения магнит 440 привода может иметь магнитную связь с приводной пластиной, а на статор 430 может подаваться питание, чтобы обеспечить возбуждение электромагнитного поля, которое, взаимодействуя с магнитом 460 ротора, приводит во вращение магнит 460 ротора. При этом магнит 440 привода может совершать вращательное движение совместно с магнитом 460 ротора и может возбуждать магнитное поле, направленное в сторону приводной пластины, обеспечивая тем самым передачу крутящего момента от электродвигателя 400 на приводную пластину.
На фиг.13А и 13В изображены соответствующие виды сверху для альтернативного варианта исполнения втулки электродвигателя 400, показанной на фиг.10-12. Как показано на фиг.13А и 13В, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, втулка 650 может включать в себя множество каналов 605, проходящих вниз от верхней поверхности 652 втулки по направлению к нижней поверхности 654 втулки. Каналы 605 могут быть выполнены на верхней поверхности 652 втулки обычными способами. Например, каналы 605 могут быть высверлены на верхней поверхности 652 втулки. Указанные каналы 605 могут иметь самые разнообразные формы и могут располагаться в самых разных местах на верхней поверхности 652 втулки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения магнит 440 привода может включать в себя множество отдельных магнитов, размеры и форма которых обеспечивают возможность размещения их внутри каналов 605. При этом указанное множество магнитов может располагаться в этих каналах согласно соответствующим схемам, рассмотренным здесь ранее в приведенном выше описании. Как уже указывалось ранее, указанное множество магнитов может, по меньшей мере, частично изготавливаться из редкоземельного материала. С получением при этом соответствующих потенциальных преимуществ такой вариант осуществления настоящего изобретения может обеспечивать соответствующее снижение веса электродвигателя 400, благодаря чему можно добиться меньшего нагревания, снижения шума и(или) уменьшения вибраций, возникающих во время работы электродвигателя 400.
На фиг.14 представлена схема варианта исполнения системы, предназначенной для регулирования скорости вращения электродвигателя согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.14, система 700 может включать в себя блок управления 710, исполнительный механизм 730, электродвигатель 740, датчик 750 и устройство ввода-вывода 760. В общем, блок управления 710 может регулировать ток и(или) напряжение, подводимое к электродвигателю 740, исходя при этом из соответствующего входного сигнала 762, получаемого от устройства ввода-вывода 760, и(или) соответствующего сигнала, поступающего от датчика 750.
Как показано на фиг.14, электродвигатель 740 может быть подключен к датчику 750, который способен осуществлять замер противоэлектродвижущей силы (противо-ЭДС), создаваемой электродвигателем 740. Датчик 750 и(или) блок управления 710 способны определять скорость вращения и(или) положение ротора электродвигателя 740, исходя при этом из результатов измерения противо-ЭДС. Специалистам обычной квалификации в данной области техники должно быть понятно, что скорость вращения ротора можно определить на основании величины противо-ЭДС, а положение ротора может определяться, исходя из местоположения нулевой(-ых) точки(-ек) пересечения противо-ЭДС. Датчик 750 может подавать сигнал 752, соответствующий полученному результату измерения противо-ЭДС и(или) другим показателям, к примеру, таким как положение и (или) скорость вращения ротора, в блок управления 710.
Как показано на фиг.14, блок управления 710 может принимать сигнал 762, поступающий от устройства ввода-вывода 760. Указанное устройство ввода-вывода 760 может включать в себя соответствующий интерфейс, обеспечивающий интерактивную связь с пользователем. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения устройство ввода-вывода 760 может обеспечивать передачу информации о каком-либо рабочем параметре (параметрах) электродвигателя 740 между блоком управления 710 и пользователем. Например, устройство ввода-вывода 760 может обеспечивать передачу информации о затребованной пользователем рабочей скорости вращения электродвигателя 740 в блок управления 710. Кроме того, устройство ввода-вывода 760 может также передавать данные о действительной скорости вращения электродвигателя 740 пользователю.
Как показано на фиг.14, блок управления 710 может обеспечивать подачу соответствующего управляющего сигнала 712 в исполнительный механизм 730. Указанный исполнительный механизм 730 может подавать соответствующий управляющий или пусковой сигнал 732 на электродвигатель 740, исходя при этом из соответствующего управляющего сигнала 712, полученного от блока управления 710. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения исполнительный механизм 730 может включать в себя соответствующий усилитель. Например, исполнительный механизм 730 может включать в себя инвертирующий операционный усилитель.
Как показано на фиг.14, исполнительный механизм 730 может подавать соответствующий сигнал обратной связи 734 на блок управления 710. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения такой сигнал обратной связи 734 может подаваться, исходя из величины тока, поступающего в электродвигатель 740, а блок управления 710 может при этом непрерывно отслеживать сигнал обратной связи 734. Блок управления 710 может регулировать ток, подаваемый на электродвигатель 740, исходя из полученного им сигнала обратной связи 734, т.е. на основании величины тока, поступающего в электродвигатель 740. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения блок управления 710 может быть выполнен таким образом, чтобы регулировать ток, подаваемый на электродвигатель 740, основываясь на том, что сигнал обратной связи 734 превышает заданное его значение. Например, блок управления 710 может быть выполнен таким образом, чтобы уменьшать ток, подаваемый на электродвигатель 740, основываясь на том, что сигнал обратной связи 734 превышает заданное его значение, выбранное из условия обеспечения безопасной работы электродвигателя 740.
Блок управления 710 может включать в себя, по меньшей мере, один специализированный процессор (СП), известный специалистам обычной квалификации в данной области техники. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения блок управления 710 может включать в себя процессор цифровых сигналов (ПЦС), а указанный ПЦС может при этом включать в себя, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и(или) иной(-ые) компонент(-ы), известные специалистам обычной квалификации в данной области техники.
Принцип действия системы управления 700 можно будет понять при рассмотрении приведенного здесь ниже примера. Основываясь на информации 762, поступающей от устройства ввода-вывода 760, блок управления 710 может определять текущее значение какого-либо рабочего параметра электродвигателя 740. Например, блок управления 710 может определять рабочую скорость вращения ротора электродвигателя 740. При этом блок управления 710 может обеспечивать подачу соответствующего управляющего сигнала 712 на исполнительный механизм 730, и, исходя из полученного им управляющего сигнала 712, исполнительный механизм 730 может подавать соответствующий управляющий сигнал 732 на электродвигатель 740, достаточно мощный для того, чтобы вывести электродвигатель 740 на требуемый рабочий параметр. Блок управления 710 может непрерывно отслеживать текущее значение соответствующего рабочего параметра, замеряемого датчиком 750, и способен при этом соответственно регулировать управляющий сигнал 712, подаваемый на исполнительный механизм 730, исходя из разности между требуемым значением данного рабочего параметра и полученным результатом измерения этого параметра. Кроме того, блок управления 710 может также отслеживать и сигнал обратной связи 734, получаемый им от исполнительного механизма 730.
В общем, система управления 700 может регулировать ток, подаваемый на электродвигатель 740 и(или) на какое-либо устройство, в котором имеется указанный электродвигатель 740, к примеру, в такое из рассмотренных здесь ранее в приведенном выше описании устройств, как смеситель, устройство для обработки пищевых продуктов и приспособление для строгания льда. Например, система управления 700 может регулировать ток, подаваемый на смеситель и(или) на приспособление для строгания льда, встроенное в этот смеситель. Система управления 700 может регулировать скорость вращения электродвигателя 740 и(или) скорость вращения какого-либо приспособления, имеющего соответствующую связь с электродвигателем 400. Система управления 700 может быть выполнена таким образом, чтобы обеспечивать регулирование режимов работы электродвигателей, аналогичных рассмотренным ранее в данном описании, в том числе бесщеточных электродвигателей и 3-фазных бесщеточных электродвигателей.
Невзирая на то, что устройства для обработки пищевых продуктов и магнитные приводы, раскрываемые в приведенном здесь выше описании настоящего изобретения, представлены достаточно конкретно и рассмотрены со ссылками на отдельные варианты осуществления изобретения, приведенные в качестве примеров, специалистам обычной квалификации в данной области техники должно быть понятно, что в них могут быть внесены различные изменения, касающиеся формы исполнения и отдельных деталей и не выходящие за пределы существа, а также объема раскрываемого изобретения. Этими специалистами обычной квалификации в данной области техники может быть выявлено в процессе рядовой экспериментальной работы и предложено множество эквивалентов для тех вариантов осуществления настоящего изобретения, которые конкретно рассмотрены здесь только лишь для примера. Все эти эквиваленты считаются включенными в объем настоящего изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения.
Изобретение относится к устройству для обработки пищевых продуктов и используемому в нем магнитному приводу. Устройство для обработки пищевых продуктов содержит приводной вал, резервуар для приема пищевых продуктов, приводную пластину и электродвигатель. Резервуар включает в себя элемент, выполненный с возможностью вращения и имеющий связь с приводным валом. Приводная пластина выполнена из намагничивающегося материала и имеет связь с приводным валом, обеспечивающую возможность совместного их вращения. Электродвигатель содержит ротор, статор и приводной магнит. Ротор имеет магнит ротора, включающий в себя внутреннюю поверхность, обращенную в сторону вала электродвигателя. Статор создает электромагнитное поле, которое взаимодействует с магнитом ротора. Статор включает в себя наружную поверхность, обращенную в противоположную сторону относительно вала электродвигателя. Внутренняя поверхность магнита ротора, по меньшей мере, частично обращена к наружной поверхности статора. Приводной магнит связан с магнитом ротора для обеспечения возможности совместного их вращения. Устройство содержит втулку, выполненную из пластмассы и смонтированную с возможностью вращения на валу электродвигателя. Приводной магнит и магнит ротора связаны со втулкой и расположены с противоположных ее сторон. Технический результат заключается в обеспечении надежной передачи мощности. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 14 ил.
| WO 00/41607 A1, 20.07.2000 | |||
| Способ охлаждения горячекатанного металла сматываемого в бунт | 1974 |
|
SU491424A1 |
| DE 1131372 В, 14.06.1962 | |||
| Устройство для перемешивания пищевых продуктов | 1987 |
|
SU1472064A1 |
