Устройство для виброперемешивания жидкостей

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов масообмена, протекающих в системе жидкость-твердое тело, и может быть использовано в технологии очистки воды, а более конкретно при виброперемешивании жидкостей. Целью изобретения является расширение функциИзобретение относится к аппаратурному оформлению процессов массообмена, протекающих в системе жидкость-твердое тело, и может быть использовано в технологии очистки воды, а более конкретно при виброперемешивании жидкостей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения вибрации переменных частот, упрощения конструкции, повышения надежности работы. На фиг. 1 изображена установка для виброперемешивания при горизонтальном ональных возможностей за счет получения вибрации переменной частоты, упрощения конструкции, повышение надежности работы . В установке, включающей реактор 1, вибромешалку 2, закрепленную на штоке 3, который жестко соединен с якорем 4 электромагнита , установленного с рабочим зазором и подпружиненного отУ|6сите л ьно подвижной части электромагнита, несущей обмотку, подключенную к источнику электрической энергии, неподвижная часть электромагнита выполн ейа в вйЖе двух Г-образных сердечников 6, 7, горизонтальные участки которых обращены друг к другу и имеют на торцовых поверхностях полюсные наконечники 8, 9 из ферромагнитного материала, между кбтоТыМй образовано воздушное пространство, в котором установлен ферромагнитный шунт-прерыватель 10 в форме усеченного цилиндра, отделенный от плюсных наконечников 8, 9 воздушными зазорами 11, 12 и соединенный с регулируемым по числу оборотов двигателем 13, а в качестве источника электрической энергии использован источник 15 постоянного тока 15. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. положении ферромагнитного шунта-прерывателя; на фиг. 2 - то же, при вертикальном положении ферромагнитного шунта-прерывателя . Установка содержит заполненный жидкостью реактор 1, внутри которого установлена вибрационная мешалка 2, подпружиненная относительно реактора 1 подвижной частью электромагнита постоянного тока-якоря 4.Неподвижная часть электромагнита постоянного тока отделена от якоря 4 рабочим зазором 5 и состоит из двух Г-образных сер И з Ю 00

5U 1754198 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 В 01 Г 11100.,/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

" ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

44.

Ы (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов масообмена, протекающих в системе жидкость -твердое тело, и может быть использовано в технологии очистки воды, а более конкретно при виброперемешивании жидкостей. Целью изобретения является расширение функциИзобретение относится к аппаратурно- положении ферромагнитного шунта-прерыму оформлейию процессов массообмена, вателя; на фиг. 2 — то же, при вертикальном протекающих в системе жидкость-твердое положении ферромагнитного шунта-прерытело, и может. быть использовано в техноло- вателя. гии очистки воды, а более конкретно при Установка содержит заполненйый жидвиброперемешивании жидкостей. костью реактор 1, внутри. которого установЦель изобретения — расширение функ- лена вибрационная мешалка 2, циональных возможностей за счет получе - подпружиненная относительно реактора 1 ния вибрации переменных частот, подвижнойчастьюэлектромагнитапостоянупрощения конструкции, повышения на-- ноготака-якоря 4.; дежности работы. Неподвижная часть электромагнита поНа фиг. 1 изображена установка для - стоянноготока отделена от якоря4рабочим виброперемешивания при гориаонтал4Ьйсм" Заэбром 5 и состоит из двух Г-образных сер1

1 (21) 4874740I26 (22) 14.08.90 (46) 15.08,92. Бюл. N 30 (71) Пермский политехнический институт (72) П. Н, Цылев, Т, Ю. Попова, В. Ю. Иванкин и Л. П. Окулова (53) 66.065.7(088.8) (56) Лавендель Э. Э. Вибрационные процессы и машины, М.: Машиностроение, 1981; с.

257-269; .

Родионов Е, Н. СМ. Карпачева Интейсификация процессов химической технологии с помощью вибрационной аппаратуры.- Сб. статей. Разработка и применение пульсацйонной аппаратуры.- М.: Атомиздат, 1974, с.

244-252....2 ональных возможностей за счет получения . вибрации переменной частоты, упрощения конструкции, повышение надежности работы, В установке, включающей реактор 1, вибромешалку 2, закрепленную на штоке 3, который жестко соедийен с якорем 4 электромагнита, установленйбго с рабочим зазором и подпружиненйогб относительно подвижной части электромагнита, несущей обмотку, подключенную к источнику электрической энергии, неподвижйая часть элек-тромагнитаа в ы пол н"ей"а " в - вй де "".двух

Г-образных сердечников 6, 7. горизонтальные участки которых обращены друг к другу и имеют на торцовых поверхностях полюсные наконечники 8,:9 из ферромагнитного материала, между хоторЫм4й образовано воздушное пространство,. в котором устайовлен ферромагнитный шунт-прерыватель

10 в форме усеченного цилиндра, отделенный от плюсных наконечников 8, 9 воздушными зазорами 11, 12 и соединенный с регулируемым па числу оборотов двигателем l3, а в качестве источника электрической энергии использован источник- 15 постоянного тока 15. 2 з. и. ф-лы, 2 ил.

1754198 дечников 6, 7, выполненных из ферромагнитных материалов, например стали, Гори зонтальные участки сердечников 6, 7, обращены друг к другу и несут на торцах полюсные наконечники 8 и 9 из ферромагнитного материала, например стали, Между полюсными наконечниками 8, 9 установлен ферромагнитный шунт — прерыватель 10, имеющий форму усеченного цилиндра, Шунт — прерыватель 10 отделен от полюсных-наконечников 8; 9 воздушным зазором

11, 12 и соединен посредствам жесткой связи с регулируемым по числу оборотов двигателем 13, На сердечнике 6 размещена обмотка 14 постоянного тока, Обмотка 14 может располагаться на сердечнике 7 или быть выполнена из двух катушек, размещенных на сердечниках 6 и 7, соединенных между собой последовательно и согласно.

Зажимы обмоток 14 подключены к источнику 15 постоянного тока.

Сердечники 6, 7, йолюсные наконечники 8, 9, шунт-прерыватель 10 и якорь 4 могут выполняться массивными. Однако наиболее целесообразна их шихтовка при наборе Сердечников 6, 7, полюсных наконечников 8, 9, шунта — прерывателя 10 и якоря 4 из тонких" пластин электротехнической стали толщиной О;3-К5 мм, изолированных друг от друга, йапример, слоем лака. Шихтовка элементов магнитной цепи приводит к увеличейию"скорости нарастания или уменьшения магнитного потока в зависимости от пбложения шунта — прерывателя 10, что спо собствует повышению надежности притяжения или отжатия якоря 4. Одновременно уменьшаются потери энергии и нагрев элемейтоЬ магнитной цепи. Установка работает следующйм образом, В исходном положении ферромагнитный шунт-прерыватель 10 зайимает положение {см. фиг. 1) при котором воздушные зазоры 11, 12 между полюсными наконечниками 8, 9 и шунтом-прерывателем 10 является минимальным. Подключение обмотки

14 к источнику 15 постоянного тока обуславливает возникновение магнитного потока, который проходит по пути: сердечник 6, полюсный наконечник 8, воздушный-зазор 12, сердечник 7, рабочий зазор 5, якорь 4, рабочий зазор 5, сердечник 6. Возникающие при прохождении магнитного потока силы магнитного притяжения действуют на якорь 4 и, преодолевая противодействие пружины, обуславливают притяжение якоря 4 к торцовым поверхностям вертикальных участков

Г-образных сердечников 6, 7. Вместе с якорем 4 перемещаются вверх шток 3 и соединенная с ним вибромешалка 2, которая

30 величине. Это необходимо для того, чтобы воздушные зазоры 11, 12 не оказывали

40

50

20 осуществляет работу по перемещению жидкости в реакторе 1, С помощью двигателя 13 шунт-прерыватель 10 приводится во вращательное движение и в некоторый момент времени занимает положение, показанное на фиг, 2, В этом положении шунта-прерывателя 10 магнитный поток вследствие большой величины воздушных зазоров 11, 12 уменьшается до минимальной величины, Силы магнитного притяжения, действующие на якорь 4, становятся недостаточными для удержания его в верхнем положении и якорь

4 под действием энергии, запасенной в растянутых пружинах, опускается, совершая с помощью штока 3 и вибромешалки 2 работу по перемешиванию жидкости в реакторе 1.

При дальнейшем вращении шунт-прерыватель 10 вновь занимает положение, изображенное на фиг. 1. Якорь 4 при этом притянется к сердечникам 6 и 7, т,е. окажется в верхнем положении. Цикл окончен.

Дальнейшая работа осуществляется аналогично.

Длина хода якоря 4 определяется производительностью установки и находится в пределах 5 — 40 мм. Воздушные зазоры 11, 12 в горизонтальном положении шунта-прерывателя должны быть как можно меньше по сколько-нибудь заметного влияния на магнитный поток системы, который в нижнем положении якоря 4 определяется в основном магнитодвижущей силой обмотки 14 и суммарной величиной рабочего зазора 5 и должен иметь величину, обуславливающую создание сил магнитного притяжения, достаточных для преобладания противодействующих сил пружин и перемещения якоря 4 из нижнего положения в верхнее, Так как рабочий зазор 5 равен удвоенной величине длины хода якоря 4, т.е, составляет 10-80 мм, то зазоры 11, 12 практически не будут влиять на магнитный поток системы, если их суммарная длина хода якоря 4 к минимальной величине суммарного воздушного зазора 11, 12 составляет 5-20, В вертикальном положении шунта-прерывателя 10 (см, фиг. 2) и верхнем положении якоря 4 магнитный поток системы определяется магнитодвижущей силой обмотки 14 и суммарной длиной воздушных зазоров 11. 12. Для надежного возврата якоря 4 из верхнего положения в нижнее необходимо, чтобы магнитный поток в системе стал меньше той ее величины, которая обусловила перемещение якоря 4 из нижнего положения в верхнее.

1754198

Для выполнения данного условия необходимо, чтобы суммарная длина воздушных зазоров 11, 12 в вертикальном положении шунта-прерывателя 10 была больше суммарной длины рабочего зазора 5, соответствующего нижнему положению якоря 4, т.е, больше удвоенной длины хода якоря 4, При этом отношение длины хода якоря к максимальной величине суммарного воздушного зазора 11 (12) должно составлять 0,15-0,4, Осуществляя плавное регулирование числа оборотов двигателя 13, например, при использовании электрического двигателя ri0стоянного тока изменяя напряжение на его роторе, добиваются плавного регулирования числа оборотов шунта-прерывателя 10 и частоты перемещения вибрационной ме= шалки 2, что позволяет при ведении"техно -. логических процессов поддерживать: оптимальную частоту колебаний. За счет» этого расширяются функциональные возможности установки для виброперемешивания жидкостей.

Уменьшение количества электромэгнитов в 2 раза, устранение малонадежной коммутационной аппаратуры для переключения обмоток электромагнитов обуславливает существенное упрощение конструкции установки, повышает надежность ее работы и ведет к снижению стоимости, Технико-экономические преимущества предлагаемдй установки для виброперемешивания заключаются в расширении функциональных возможностей за счет получения вибрации переменной частоты, упрощения конструкции повышения надежности и снижения стоимости.

Формула изобретения

1, Устройстводля виброперемешивания жидкостей, содержащее реактор с размещенной в нем вибрационной мешалкой, за5 крепленной на штоке, жестко соединенном с якорем электромагнйта, подпружиненного относительно его неподвижной части с размещенной на нем обмоткой, подключенной к источнику тока, о т м и ч а ю щ е е с я

10 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения вибра ции переменной частоты, упрощения конструкции, повышения надежности, оно снабжено регулируемйм по числу оборотов

15 двигателем, а неподвижная часть электромагнита выполнена в виде двух Г-образных сердечников- с полюсными наконечниками, обращенными друг к другу и размещенным между ними ферромагнитным шунтом-пре20 рывателем, выполненным в виде усеченного цилиндра, соединенного с рег лирубмым по числу оборотов двигателем. . 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышеййя надежно25 сти, отношение длины хода якоря К максимальной величине суммарного воздушного зазора между полюсными наконечниками и . ферромагнитным шуйтом-прерывателем

0,15 — 0,4, а отношение длийы хода якоря к

30 минимальной величине суммарного воздушного зазора-- йоду полюсными наконечниками и;" :, ферромагнитным шунтом-прерывателем 5 — 20.

3. Устройство пои. 1, отл ич а ю щее35 е с я тем, что, с целью повышения надежности, Г-образный сердечник, полюсные нако. нечники, шунт-прерыватель и якорь выполнены шихтованными.

1754198

Составитель Т. Попова, Редактор Н. Федорова . Техред М.Моргентал - Корректор А. Ворович

Заказ;2641. Тираж . Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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