Способ перемешивания гомогенных и гетерогенных сред

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 F 13/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 7 »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - . "","";, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4840233/26 (22) 02.04.90 . (46) 28,02.93.Бюл. % 8 (71) Полтавский инженерно-строительный институт (72) А.Г.Дрючко, Г.М.Лысенко и Д.А.Стороженко (56) Чантурия А. Электромагнитный миксер. — Радио, 1985, N 66, с.28-29.

Изобретение является лабораторным способом, с помощью которого могут быть, реализованы средства приведения гетерогенных и гомогенных систем в состояние устойчивого термодинамического равновесия, которые используются в процессах создания и совершенствования химических технологий, для работы в вакууме и других аналогичных целей.

Целью изобретения является разработка способа, с помощью которого могут быть созданы компактные малогабаритные высокоэффективные устройства перемешивания, принципиально отличные от промышленных и известных ранее, позволяющие в процессе перемешивания вести также высокочувствительные измерения. Перемешивание в таких устройствах предполагается осуществлять вращающимся постоянным магнитом-тороидом, приводимым во вращательное движение электромагнитным полем переменной частоты.

Рассмотрим работу устройства, построенного по указанному принципу. При подаче на устройство питающего напряжения переменной частоты постоянный магнит, „„Я2,, 1797983 А1 (54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГОМОГЕННЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД (57) Сущность изобретения: вращающийся магнитный смесительный элемент выполнен тороидальным, а частоту электромагнитного поля выбирают близкой к значению собственной частоты колебаний перемешиваемой среды, 1 ил, находящийся в перемешиваемой среде, испытывает со стороны электромагнитного поля ориентирующее действие, которое стремится повернуть тороид так, чтобы его собственный магнитный момент располо- жился вдоль линий магнитной индукции поля. Возникающий результирующий момент сил магнитного поля и сопротивления среды приводит тороид во вращательное движение. Оказываемое на него воздействие зависит от магнитных свойств материала постоянного магнита, его размеров и формы. амплитуды внешнего электромагнитного поля, а также взаимной ориентации полей постоянного магнита и электромагнита. Если частота питающего электромагнита напряжения совпадает с собственной частотой колебаний перемешиваемой системы, то тороид-магнит успевает следовать за изменяющимся электромагнитным полем и, проходя по инерции положения равновесия, приобретает устойчивое вращательное движение вокруг вертикальной оси симметрии. При частотах, отличных от собственной, тороид-магнит не вращается, а колеблется около положения равновесия с частотой возбуждающего электромагнитного поля, 1797983

Главное преимущество предлагаемой мешалки заключается в том, что перемешивание происходит на частоте, близкой к собственной частоте колебаний перемешиваемой массы. Это значительно снижает энергетические затраты, а также упрощает конструкции электронной схемы управления и системы электромагнитов, что важно при большом числе исследуемых объектов.

Разработанное устройство состоит из 10 кассеты катушек электромагнитов и электронного блока управления. Кассеты помещаются в суховоздушный термастат или монтируются под немагнитным днищем жидкостного термостата; 15

На чертеже приведена схема одного элемента устройства, Сосуд растворимости 1 из диама гнитного материала с исследуемой системой и постоянным тороидальным или цилиндрическим 20 магнитом 2, покрытым индифферентной оболочкой (тефлоном), закрепляется симметрично над электромагнитом, конструктивно выполненным из П-образного магнитопровода 3 и последовательно включенных кату- 25 шек 4 и 4, Электронный блок управления, состоящий из задающего генератора 5 и усилителя мощности 6, осуществляет параллельное питание катушек 4 и 4 электромагнитов, В качестве задающего генератора 30 использован симметричный мультивибратор, частота которого плавно изменяется в диапазоне 4-35 Гц. Усилитель мощности выполнен по двухтактной бестрансформаторной схеме, Необходимая амплитуда 35 питающего напряжения подбирается делителем напряжения 7 на входе усилителя мощности. Устройство перемешивания может работать непрерывно и периодически.

Длительность времени перемешивания и паузы задается электронным реле времени и независимо изменяется от 1 до 80 мин.

Оптимальный режим перемешивания подбирается экспериментально частотой и амплитудой питающего напряжения в зависимости от свойств перемешиваемых систем, типа постоянного магнита, конструкции электромагнитов.

В работе применялись тороидальные и цилиндрические магниты из сплавов и редкоземельных элементов. Более качественно устройство работает со вторыми, обладающими высокой коэрцитивной силой и удельной энергией. Магниты из РЗЭ имеют высокую температуру точки Кюри (около

1000 К) и, следовательно, температурный рабочий интервал такого. рода мешалок определяется температурой размягчения защитной оболочки.

Формула изобретения

Способ перемешивания гомогенных и гетерогенных сред магнитным смесительным элементом, приводимым ео вращательное движение электромагнитным полем переменной частоты, отличающийся тем, что, с целью быстрого высококачественного перемешивания и достижения устойчивого термодинамического равновесия при возможности проведения в процессе перемешивания высокочувствительных измерений, магнитный смесительный элемент выполнен тороидальным, а частоту электромагнитного поля выбирают близкой к значению собственной частоты колебаний перемешиваемой среды, 1797983

Составитель А. Дрючко

Техред М.Моргентал

Корректор М. Самборская

Редактор Т. Горячева

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

Заказ 733 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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