ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2006282 (13) C1

(51) 5 B01F13/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.05.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4939878/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.28 
(45) Опубликовано: 1994.01.30 
(71) Заявитель(и): Мизиано Ф.Г.; Герасимов А.Н. 
(72) Автор(ы): Мизиано Ф.Г.; Герасимов А.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Мизиано Франческо Гуальтиерович 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 

Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус 1, охваченный статором 5 асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными элементами 9,10. С торцовых частей корпуса закреплены решетки 13, предохраняющие от выпадания ферромагнитных элементов из корпуса. Корпус снабжен системой трубопроводов 2 для подачи смешиваемых компонентов и отвода готовой смеси. Ферромагнитные элементы 9 из сильномагнитного анизотропного материала с наибольшими габаритными размерами меньше величины 0,01 от полюсного деления статора асинхронного, а элементы 10 - плоскими и с наибольшими габаритными размерами, превышающими величину полюсного деления статора. Корпус и решетки выполнены из немагнитного материала. При включенной обмотке статора асинхронного двигателя под действием его магнитного поля ферромагнитные элементы с габаритами, меньшими величины 0,01 от полюсного деления статора, вращаются в сторону, противоположную вращению магнитного поля, а остальные - в сторону вращения магнитного поля. За счет этого болееэ интенсивно и качественно происходит процесс перемешивания находящихся в корпусе компонентов. 4 з. п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к химическому и медицинскому машиностроению и может быть использовано для перемешивания жидких химических сред, а также жидких сред с твердыми сыпучими средами.

Известные электромагнитные устройства для перемешивания жидких химических сред содержат корпус, выполненный из немагнитного материала, который охвачен статором асинхронного двигателя, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода готовой смеси и частицы из ферромагнитного материала, размещенные в корпусе, вращающиеся под действием магнитного поля статора и взаимодействующие со смешиваемыми компонентами (1).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитное перемешивающее устройство, содержащее корпус, охваченный статором асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными частицами, выполненными в виде шариков, решетки, закрепленные с торцовых частей корпуса и предохраняющие частицы от выпадaния из корпуса, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода из корпуса готовой смеси и коллектор для сбора готовой смеси (2).

Общим недостатком известных устройств является ограниченная интенсивность перемешивания компонентов, обусловленная односторонним вращением под действием магнитного поля статора ферромагнитных частиц и взаимодействующих с ними перемешиваемых сред.

Средства же, обеспечивающие создание противоположного движения контактирующих фаз, как, например, в (1), усложняют и удорожают конструкцию перемешивающего устройства.

Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания, повышение качества перемешиваемого продукта без усложнения и удорожания конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в электромагнитном перемешивающем устройстве, содержащем цилиндрический корпус, охваченный статором асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными элементами, решетки, закрепленные с торцовых частей корпуса и предохраняющие элементы от выпадания из корпуса, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода из корпуса готовой смеси, часть ферромагнитных элементов выполнена из сильномагнитного анизотропного материала с габаритами не более 0,01 от полюсного деления статора асинхронного двигателя, другая часть ферромагнитных элементов выполнена плоскими и с габаритными размерами, превышающими величину полюсного деления статора, а корпус и решетки выполнены из немагнитного материала.

Часть плоских ферромагнитных элементов с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполнена в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса.

В корпусе размещены с возможностью свободного вращения плоские элементы с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненные из немагнитного электропроводящего материала, например алюминия или нержавеющей стали.

Часть немагнитных электропроводящих элементов выполнена в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса.

Корпус и решетки выполнены из электропроводящего материала.

Ферромагнитные элементы должны быть выполнены из сильномагнитного (более 2 Гссм3/г) анизотропного материала, например, окисла железа, магнетита Fe3O4 и т. п. Ограничение размеров ферромагнитных элементов вызвано тем, что в зависимости от габаритов частицы могут перемещаться в магнитном поле статора либо в направлении его вращения, либо встречно. Механизм поведения мелких ферромагнитных частиц и крупных плоских ферромагнитных или электропроводящих элементов во вращающемся или бегущем магнитном поле заключается в том, что мелкие частицы в отличие от крупных плоских ферромагнитных или электропроводящих элементов перемещаются не в направлении распространения магнитного поля, а в обратном. Этот феномен описывается в статьях профессора E. R. Laithwaite. The evolution of a three-dimensional еlectric motor, Electrical Keview, 26 October 1973, p. 566-568 и авторов В. Г. Дейча и В. П. Тeрехова. Поведение малых ферромагнитных частиц в бегущем магнитном поле. -Электромеханика, 1984, N 10, Известия ВУЗов, с. 23-26. Целесообразность выбора габаритов мелких ферромагнитных частиц, не превышающих величину 0,01 от полюсного деления статора асинхронного электродвигателя, вытекает из материала упомянутой выше статьи В. Г. Дейча и В. П. Терехова, где указано условие (см. выражение (18)), согласно которому для обеспечения упомянутого выше эффекта a ферромагнитной частицы должны быть много меньше длины волны магнитного поля, т. е. Ка << 1, где К - коэффициент, связанный с различием в нормировке бегущего или вращающегоcя поля, или иначе а < 0,01 , где - полюсное отделение статора электродвигателя. Указанное последним соотношение подтверждается также экспериментально полученными результатами.

Из этих результатов также следует, что при изготовлении ферромагнитных частиц с габаритами от 0,01 до 0,2 от величины полюсного деления скорость перемещения частиц в направлении, встречном направлению вращения поля, уменьшается, а с габаритами от 0,2 до 1,0 от величины полюсного деления перемещения частиц практически не наблюдается. Это связано с тем, что при габаритах частиц а = 0,01 . . . 1,0 квазиоднородность магнитного поля, при которой имеет место эффект Магнуса, резко уменьшается.

При а > 1,0 ферромагнитные частицы перемещаются в направлении распространения уже неоднородного (по отношению к частице) магнитного поля.

Пpедложенное техническое решение позволяет сократить принципиально новую конструкцию электромагнитного перемешивающего устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в вариантах, когда его корпус заполнен либо ферромагнитными элементами, либо ферромагнитными элементами и элементами, выполненными из немагнитного электропроводящего материала; на фиг. 2 - то же, вид в поперечном сечении; на фиг. 3 - то же, вариант, когда в его корпусе размещены с возможностью вращения элементы в виде крыльчаток гребного винта, выполненные либо из ферромагнитного материала, либо из немагнитного электропроводящего материала.

Предлагаемое устройство содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из немагнитного материала с системой трубопроводов 2 и 3 для подачи исходных компонентов и отвода готовой смеси соответственно и коллектором 4 для сбора готовой смеси. Корпус 1 охвачен статором 5 асинхронного двигателя, включающим магнитопровод 6 с пазами 7, заполненными обмоткой 8. Внутри корпуса 1 свободно размещены ферромагнитные элементы 9, выполненные из сильномагнитного анизотропного материала, например, окисла железа, магнетита Fe3O4, электромагнитной стали и т. п. Часть из указанных элементов - элементы 9 имеют форму либо шариков, либо параллелепипедов, либо цилиндров, либо конусов, либо кубов, либо и тех и других вперемешку, при этом максимальный габаритный размер элементов равен не более 0,01 от величины полюсного деления статора 5 асинхронного двигателя. Другая часть элементов - элементы 10 выполнена также из ферромагнитного материала, а в других вариантах исполнения предлагаемого устройства - либо из немагнитного электропроводящего материала, либо некоторые из элементов 10 выполнены из ферромагнитного материала, а остальные - из немагнитного электропроводящего.

Все элементы 10 имеют форму плоских параллелепипедов и выполнены с максимальным габаритным размером, превышающим величину полюсного деления. В некоторых вариантах исполнения предлагаемое устройство снабжено ферромагнитными элементами с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненными в виде крыльчаток 11 гребного винта, жестко закрепленных на осях 12, ориентированных вдоль цилиндрического корпуса 1. При этом оси 12 устанавливаются в опорах вращения (на чертежах не показаны), закрепленных в корпусе 1. В других вариантах крыльчатки 11 выполнены из немагнитного электропроводящего материала и имеют такие же габариты.

У торцовых частей корпуса 1 жестко закреплены выполненные из немагнитного материала решетки 13, предохраняющие элементы 9 и 10 от выпадения из корпуса 1. Опоры вращения осей 12 могут быть также закреплены в решетках 13.

В некоторых вариантах исполнения предлагаемого устройства корпус 1 и решетки 13 выполнены из электропроводящего немагнитного материала.

Электромагнитное перемешивающее устройство работает следующим образом.

По трубопроводам 2 в корпус 1 заданной пропорции поступают исходные компоненты в виде жидких сред, либо в виде жидкой среды и мелкой твердой сыпучей среды. При подаче переменного напряжения на обмотку 8 статора 5 асинхронного двигателя в статоре 5 возникает вращающееся магнитное поле. Под действием магнитного поля статора 5 ферромагнитные элементы 9 и 10 и крыльчатки 11 из ферромагнитного материала, а также немагнитные электропроводящие элементы 10 и крыльчатки 11 совершают вращательное движение. При этом элементы 10, выполненные из ферромагнитного и (или) электропроводящего немагнитного материала, с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, перемещаются в направлении бегущего магнитного поля, а крыльчатки 11 вращаются в этом же направлении, создавая своими лопастями потоки перемешиваемой массы, направленные вдоль осей 12 вращения и перпендикулярно потокам, создаваемыми элементами 10. Ферромагнитные элементы 9 с габаритами, не превышающими 0,01 от полюсного деления статора, в отличие от элементов 10 вращаются за счет эффекта Магнуса в сторону, противоположную вращающемуся полю и, следовательно, перемещению элементов 10. Помимо вихревого перемещения элементы 9 и 10 из ферромагнитного материала совершают колебательные движения за счет магнитострикционного эффекта. Характер же перемещения электропроводящих немагнитных элементов 10 по сравнению с перемещением ферромагнитных элементов 10 за счет другого значения магнитного момента, а также отсутствия явления гистерезиса будет другим.

Таким образом, под действием элементов 9, 10, крыльчаток 11, совершающих различные в одном вращающемся поле статора 5 перемещения и колебательные движения за счет усиления турбулизации потоков контактирующих фаз, повышается интенсификация процесса перемешивания исходных компонентов, а также качество готовой смеси.

Повышению интенсификации перемешивания и качества готового продукта, в отдельных случаях, в зависимости от химического состава перемешиваемых сред, будет также способствовать выполнение корпуса 1, решеток 13, а также элементов 10 и 11 из электропроводящего материала, поскольку указанные элементы за счет наведения в них вихревых токов будут выделять в смешиваемые продукты со всех сторон значительное количество тепла.

В предлагаемом устройстве рационально, без усложнения и удорожания конструкции использовано явление противоточного движения во вращающемся магнитном поле мелких ферромагнитных элементов и крупных плоских проводящих тел для достижения указанных выше целей.

(56) Авторское свидетельство СССР N 413952, кл. B 01 D 3/20, 1974.

Авторское свидетельство СССР N 192755, кл. B 01 F 13/08, 1967. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее цилиндрический корпус, охваченный статором асинхронного двигателя и заполненный ферромагнитными элементами, решетки, закрепленные с торцевых частей корпуса и предохраняющие элементы от выпадания из корпуса, систему трубопроводов для подачи смешиваемых компонентов и отвода из корпуса готовой смеси, и коллектор для сбора готовой смеси, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, повышения качества готовой смеси без усложнения и удорожания конструкции, одна часть ферромагнитных элементов выполнена из сильномагнитного анизотропного материала с наибольшим габаритным размером, меньшим величины 0,01 от полюсного деления статора асинхронного двигателя, другая часть ферромагнитных элементов выполнена плоскими и с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, а корпус и решетки выполнены из немагнитного материала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено ферромагнитными элементами с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненными в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено размещенными в корпусе с возможностью свободного вращения плоскими элементами с габаритами, превышающими величину полюсного деления статора, выполненными из немагнитного электропроводящего материала, например алюминия или нержавеющей стали.

4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что часть немагнитных электропроводящих элементов выполнена в виде крыльчаток гребного винта, закрепленных с возможностью вращения по крайней мере на одной оси, размещенной вдоль цилиндрического корпуса.

5. Устройство по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что корпус и решетки выполнены из электропроводящего материала.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru