Магнитный смеситель

 

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 Z<SB POS="POST">1</SB>, Z<SB POS="POST">3</SB>, Z<SB POS="POST">2</SB> храпового неподвижного колеса и шестерни на втулке связаны соотношением 2W=Z<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>Z<SB POS="POST">2</SB>/Z<SB POS="POST">3</SB>. Оси втулок находятся на окружности, концентрической корпусу смесительной емкости, центральный угол между ними равен углу поворота храпового колеса 7α<SB POS="POST">1</SB>=360°/Z<SB POS="POST">1</SB>, а зазоры δ<SB POS="POST">1</SB> и δ<SB POS="POST">2</SB> между смесительной емкостью и магнитами основной и вспомогательной втулок, установленных одноименными полюсами по касательной к смесительной емкости, связаны соотношением δ<SB POS="POST">2</SB>=δ<SB POS="POST">1</SB>+Δ. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 01 F 13/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH OMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4267761/31-26 (22) 25.06.87 (46) 30.04.89. Бюл. В 16 (72) В.В.Шаршков, С.В.Евстигнеев, А.С.Жилин, Б.И.Рославцева, В.А.Соловьев, В.Ф.Соловьева и Ю.А.Герасимов (53) .66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1197721, кл. В 01 F 13/08, 1984.

Патент Великобритании 9.2082930, кл. В 01 F 13/08, 1980. (54) МАГНИТНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к смесительной технике в химической, фарма„„SU„, 1475703 А1 цевтической 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 = К,„, 1475703

360 и где R h — - радиус и ширина сегментов, а R — 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 2п и число зубьев зубчатых колес Z Zz Е храпового пеподвижИзобретение относится к смесительной технике и предназначено для интенсификации процесса перемешивания сыпучих и жидковяэких 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.3 — 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 вспомогательная

15, закрытые крышками 16 и 17. На втулках размещены магниты 18, магнитный смеситель помещен в кожух 19.

Магнит-мешалка (фиг.4, 5) является сборным и выполнен из трех магнитов: центрального 20 и двух боковых маленького размера 21 и 22 ° Такая конного колеса и шестерни на втулке связаны соотношением 2п = Z, Z /Z . Оси втулок находятся на окружности, концентрической корпусу смесительной емкости, -центральный угол между ними равен углу поворота храпового колеса 7 d,= 360 /Е „а зазоры д,и d между смесительной емкостью и магнитами основной и вспомогательной втулок, установленных одноименными полюсами по касательной к смесительной емкости, связаны соотношением Р =

«,+ > 5 струкция 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 цилиндричес" ких сегментов 23 и 24, соединенных прямоугольными плоскостями. Магнитмешалка имеет размеры R = h = R s где R h — радиус и ширина цилиндрических сегментов, R — 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 э соответственно храпового колеса 7, шестерен 10 и 11 и неподвижного колеса 12, 1 Е Ей

Ез

360 где c(= " угол поворота xpanoZ вого колеса 7 за один ход цилиндра 6, - угол поворота шестерни 10 и 11 вокруг колеса 12 при полном

1475703 повороте вокруг собственной оси, n = — — передаточное число

2 передачи: колесо 125 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 al„ 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 2р относительно корпуса обеспечивает максимальное взаимодействие в системе магниты 18 - магнитный элемент.

Необходимо пояснить предназначение храповой передачи. Для надежной 25 работы смесителя, с целью ликвидации возможности отрыва магнитного элемента 2 от магнитов 18, и для обеспечения подхода магнитного элемента к стенке смесительной емкости для вы- щ теснения 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 вспомогатель- 4р ной 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 с между сме- 45 сительной емкостью и магнитами 18 втулок 14 и 15 связаны зависимостью: с = сР,+ й, где Л = 1-2 мм — дополнительный зазор, полученный по результатам эксперимента. В случае ра 50 венства зазоров магнит-мешалка может притянуться не к основной 14, а к дополнительной 15 втулке с магнитами, что снизит эффективность перемешивания.

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

Гидроцилиндр 8 подъема служит для обеспечения процесса перемешивания магнитного элемента по высоте смесительной емкости. Высоты храпового колеса 7 и шестерен 10 и 11„ 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 ТТ.

Магнитный смеситель работает следующим образом, При движении гидроцилиндра 6 поворота осуществляется поворот на угол

Ы 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

С помощью гидроцилиндра 8 подъема меняется высота расположения магнитамешалки 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.

5 1475

Формула изобретения

Магнитный смеситель, содержащий немагнитную смесительную емкость со свободно размещенными в ней магнит5 ными элементами B оболочке, выполненной из немагнитного материала, и маг1нито-механический привод, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью 10 интенсификации процесса перемешивания, магнитный элемент состоит из одного центрального и двух симметрично расположенных боковых магнитов, соединенных между собой противополож- 15 ными полюсами, образующих в сечении крестообразную форму, оболочка состоит из двух соединенных прямоугольными плоскостями симметричных цилиндрических сегментов с соотношением 20 размеров R = h = R,, где R, h — радиус и шиРина сегментов, R — радиус смесительной емкости, а магнитномеханический привод выполнен в виде основной и вспомогательной втулок, на каждой из которых установлено четное количество магнитов с чередую703 6 щимися полюсами и сориентированными по касательной с зазором к емкости, одноименными полюсами, при этом втулки закреплены на шестернях, кинематически связанных с неподвижным зубчатым колесом и установленных в опорах на водиле, неподвижно соединенном с храповым колесом, являющимся корпусом гидроцилиндра подъема, и связанном через собачку с гидроцилиндром поворота, количество магнитов и на каждой втулке определяется из соотношения

2п =

Ф

Е где z,, z, z — число зубьев храпового колеса, неподвижного колеса и шестерен соответственно, оси втулок пересекают окружность, концентричную емкости с центральным углом между осями, равными углу поворота храпового колеса, а зазор между емкостью и магнитами основной втулки меньше зазора между емкостью и магнитами вспомогательной втулки.

I г 4

1

I1 г

11

II

I1

11

11

1

I1

11

II

II

iI ъ

II

II

II

11

lI

11

1t

1(..

1475703

Дф фиг. 4

Вид 8

Составитель А.Никитин

Техред М.Ходанич. Корректор Э.Лончакова

Редактор И.Сегляник

Заказ 2104/11 Тираж 548 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

-113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101