Магнитный смеситель Советский патент 1989 года по МПК B01F13/08 

1

Изобретение относится к смесительной технике и предназначено для интенсификации процесса перемешивания сыпучих и жидковязких сред преимущественно малых объемов, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой и других областях промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса Перемешивания.

На фиг.1 представлен общий вид магнитного смесителя, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - магнитный элемент, на фиг.5 - вид В на фиг.4.

Магнитный смеситель содержит смесительную емкость 1 с помещенным в нем магнитным элементом 2. В корпусе привода 3 установлена в опорах втулка 4 с собачками 5, соединенная с гидроцилиндром 6 поворота. Собачки 5 входят в зацепление с храповым колесом 7, являющимся одновременно корпусом гидроцилиндра 8 подъема. На храповом колесе 7 жестко закреплено водило 9, на котором установлены две шестерни 10 и 11. Последние входят в зацепление с неподвижным колесом 12, расположенным на корпусе 13. На шестернях 10 и 11 жестко закреплены втулки: основная 14 и вспомогательна 15, закрытые крышками 16 и 17. На втулках размещены магниты 18} магнитный смеситель помещен в кожух 19.

Магнит-мешалка (фиг.4, 5) являетс сборным и выполнен из трех магнитов: центрального 20 и двух боковых маленького размера 21 и 22. Такая конструкция обеспечивает максимальное воздействие в системе магнит 18 - магнитный элемент 2 особенно в смесительных емкостях с малым диаметром. Магниты заключены в оболочку, состоящую из двух симметричных цилиндрических сегментов 23 и 24, соединенных прямоугольными плоскостями. Магнит- мешалка имеет размеры R h RC,, где R, h - радиус и ширина цилиндрических сегментов, R см- радиус смесительной емкости. Такие размеры магнитного элемента обеспечивают в процессе работы его подход в любую точку смесительной емкости, что необходимо для эффективного перемешивания. На каждой втулке 14 и 15 четное количество 2п радиально расположенных магнитов 18 с чередующимися полюсами, причем магниты в момент подхода к смесительной емкости обращены к ней одноименными полюсами и расположены по касательной к поверхности смесительной емкости. Количество магнитов необходимо выбирать в зависимости от числа зубьев Z,, Z и Z 3 соответственно храпового колеса 7, шестерен 10 и 11 и неподвижного колеса 12 Ji z,z, zT

2n

V,

j 36° л --- - угол поворота храпоZ 1

вого колеса 7 за о один ход цилиндра 6,

К4 угол поворота шестерп ни 10 и 11 вокруг колеса 12 при полном

повороте вокруг соб- т ственной оси, п т - передаточное число

передачи: колесо 12- шестерня 10, 11.

Оси втулок пересекают окружность, концентричную емкости, с центральным углом между осями, равным углу поворота храпового колеса.

Выполнение этого условия обеспечивает за один ход гидроцилиндра 6 поворота поворот втулок 14 и 15 с магнитами 18, обращенными к корпусу одноименными полюсами, например S,- на угол о/, относительно смесительной емкости, в результате чего очередные магниты с полюсом N устанавливаются по касательной к ней. Такое расположение магнитов 18 на втулках 14 и 15 относительно корпуса обеспечивает максимальное взаимодействие в систе- ме магниты 18 - магнитный элемент.

Необходимо пояснить предназначение храповой передачи. Для надежной работы смесителя, с целью ликвидации возможности отрыва магнитного элемента 2 от магнитов 18, и для обеспечения подхода магнитного элемента к стенке смесительной емкости для вытеснения- массы и ликвидации застойных зон при смешении вязких материалов, необходим кратковременный выстой магнитов 18 у стенки смесительной емкости, это и происходит при обратном ходе гидроцилиндра 6 поворота Втулка 14 с магнитами 18 является ведущей, т.е. магнитный элемент повторяет ее движение, а втулка 15 с магнитами 18 является вспомогательной и служит для отрыва (отталкивания) магнита-мешалки 2 от стенки смесительной емкости 1 с целью более быстрого его притяжения к магнитам втулки 14. Зазоры /, и «Л, между смесительной емкостью и магнитами 18 втулок 14 и 15 связаны зависимостью: еСг с/1, 4, где А 1-2 мм - дополнительный зазор, полученный по результатам эксперимента. В случае равенства зазоров магнит-мешалка может притянуться не к основной 14, а к дополнительной 15 втулке с магнитами, что снизит эффективность перемешивания.

i

Четное количество магнитов на втулках 14 и 15 обеспечивает чередование их полюсов.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Гидроцилиндр 8 подъема служит для обеспечения процесса перемешивания магнитного элемента по высоте смесительной емкости. Высоты храпового колеса 7 и шестерен 10 и 11С одинаковы и складываются из хода гидроцилиндра подъема h и величины, обеспечивающей зацепление собачки с храповым колесом и колеса с шестерней в крайних положениях магнитного элемента I и II.

Магнитный смеситель работает следующим образом.

При движении гидроцилиндра 6 поворота осуществляется поворот на угол с храпового колеса и соответственно водила 9 и шестерен 10 и 11. Кроме того, шестерни 10 и 11 поворачиваются вокруг своей оси. При этом, к магнитному элементу 2, расположенному у стенки смесительной емкости 1, вслед магнитам 18 основной втулки 14 подходят магниты втулки 15, которые отталкивают его от стенки. После этого магнитный элемент разворачивается вокруг своей оси на 180° и притягивается к магнитам основной магнитной втулки 14, повернувшейся на угол Л.

С помощью гидроцилиндра 8 подъема меняется высота расположения магнита- мешалки в смесительной емкости, тем самым задается закон его движения по винтовой линии с необходимым углом наклона.

Приводы для подъема магнитного элемента и для его поворота можно использовать совместно или раздельно.

Таким образом, магнитный элемент 2 может совершать сложные пространственные движения, поворачиваясь вокруг своей оси и относительно центральной оси смесителя (планетарное движение), и двигаясь поступательно к центру и к стенке смесительной емкости, кроме того, может перемещаться в вертикальном направлении по винтовой линии с выбранным углом наклона.

Использование данного магнитного смесителя предусматривает в процессе перемешивания обеспечение сложных потоков перемешиваемой среды, деформацию малых объемов этой среды практически в любой точке смесительной емкости. В результате этого значительно увеличивается эффективность перемешивания, особенно в случае вязких сред при малых объемах.

Гг

JU

5-5

Фиг. 3

20

В

23

Фиг. 4

Изобретение относится к смесительной технике в химической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности и позволяет интенсифицировать процесс перемешивания сыпучих и жидковязких сред. Цель изобретения достигается путем свободно перемещающегося в смесительной емкости магнитного элемента в оболочке. Магнитный элемент состоит из трех магнитов, соединенных между собой противоположными полюсами в виде крестообразного магнита, помещенного в оболочку, выполненную из двух симметричных цилиндрических сегментов, соединенных прямоугольными плоскостями. Соотношение размеров сегментов R=H=R см, где R, H - радиус и ширина сегментов, а R см - радиус смесительной емкости. Сложное пространственное движение магнита-мешалки обеспечивается приводом, состоящим из основной 14 и вспомогательной 15 втулок, планетарного и храпового механизмов, а также механизмов поворота и подъема. На каждой из втулок установлено четное количество магнитов с чередующимися полюсами. Количество магнитов на втулке 2W и число зубьев зубчатых колес Z₁, Z₃, Z₂ храпового неподвижного колеса и шестерни на втулке связаны соотношением 2W=Z₁^.Z₂/Z₃. Оси втулок находятся на окружности, концентрической корпусу смесительной емкости, центральный угол между ними равен углу поворота храпового колеса 7α₁=360°/Z₁, а зазоры δ₁ и δ₂ между смесительной емкостью и магнитами основной и вспомогательной втулок, установленных одноименными полюсами по касательной к смесительной емкости, связаны соотношением δ₂=δ₁+Δ. 5 ил.

Вид В