基本信息
- 項目名稱：
- 無電機式磁力攪拌器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 無電機式磁力攪拌器采用國內(nèi)首創(chuàng)的磁力機械技術，通過非接觸的磁力耦合扭矩結構直接驅(qū)動攪拌子轉動；僅需兩組磁力線圈就取代了傳統(tǒng)攪拌器復雜的電動機部分，節(jié)約成本30%左右；采用磁力驅(qū)動機構取代機械傳動機構，降低了能量經(jīng)多級傳動造成的損耗，節(jié)約電能50%以上；特定的機械結構，解決了無軸轉子轉軸定位、轉動漂移、跳子的難題。本作品對傳統(tǒng)攪拌器傳動機構、動力源進行了較大的變革，開創(chuàng)新型電磁傳動之先河。
- 詳細介紹：
- 1.概述 隨著科技的進步，國民經(jīng)濟的發(fā)展，攪拌器在生物、醫(yī)學、化工等領域的作用日益突出，尤其是一些易燃、易爆、劇毒的化工工藝又對攪拌提出了更高的要求，傳統(tǒng)的攪拌器采用以電動機為主體的機械傳動方式，其轉動部件易磨損，噪音大，結構復雜、成本高，受自身結構的限制，不適合密閉型反應容器內(nèi)的攪拌；傳統(tǒng)磁力攪拌器雖然可以實現(xiàn)隔離攪拌，但設計方式并未能脫離傳統(tǒng)電動機為主體的限制，而且是以犧牲強磁力磁礦石和高耗能為代價才得以實現(xiàn)，成本較高。 針對傳統(tǒng)的攪拌器存在的缺陷，本設計采用先進的磁力機械技術設計了一種新型的無電機式磁力攪拌器，該攪拌器內(nèi)部無轉動器件，轉速大范圍線性可調(diào)，可高效率的實現(xiàn)隔離式攪拌。 由于采用最先進的磁力機械技術，通過非接觸的磁力耦合扭矩結構即可驅(qū)動攪拌子轉動，摒棄了傳統(tǒng)攪拌器復雜的電動機結構，內(nèi)部均是固定的器件，不會出現(xiàn)任何磨損現(xiàn)象，而且結構更加簡單，大幅度降低了生產(chǎn)、使用與維護成本。 采用磁場直接驅(qū)動攪拌子的結構，解決了傳統(tǒng)電動機機械式傳動過程中能量經(jīng)多級傳動造成損耗的問題，節(jié)約了電能，并采用電磁場代替永久磁石，減少了對礦石的浪費，該設計高效、環(huán)保、節(jié)能。 本設計為了滿足生產(chǎn)過程中對攪拌器轉速的要求，增設了觸摸式操作界面，可實現(xiàn)定時攪拌、轉速顯示、正反轉控制。本設計可實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的線性調(diào)速，由于系統(tǒng)采用穩(wěn)壓直流供電，避免了因電網(wǎng)電壓波動對攪拌子轉速的影響。 本設計以一種節(jié)約、高效、綠色的設計理念解決了傳統(tǒng)攪拌器的諸多問題，這種設計的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)攪拌器傳動機構的一次變革和創(chuàng)新，有著廣闊的市場前景和應用前景。 2. 工作原理 無電機式磁力攪拌器采用最新的磁力機械技術，通過磁場的作用直接驅(qū)動攪拌子轉動，內(nèi)部無運動部件，降低了能量傳遞的級數(shù)，減少了能量的損耗，該系統(tǒng)主要由電源模塊、微處理器、磁力線圈組和攪拌子組成，電源模塊為系統(tǒng)各部分提供穩(wěn)定的直流電源，在微處理器的控制下，線圈驅(qū)動芯片周期性的將電流流過磁力線圈組，磁力線圈組根據(jù)電流流過的方向產(chǎn)生周期性的旋轉磁場，在旋轉磁場的作用下，無接觸、無摩擦的把功率傳遞到攪拌子上，構成一個非接觸的磁力耦合扭矩結構，從而實現(xiàn)隔離攪拌，觸摸式操作界面可實現(xiàn)定時攪拌、轉速顯示、正反轉控制、轉速設置功能，以適應各種實際的要求。 3. 設備技術條件 3.1 供電方式：該系統(tǒng)采用220V交流供電； 3.2 環(huán)境溫度：5～70℃； 3.3環(huán)境濕度：≤90%（25℃）或無凝露； 3.4攪拌子最大長度：40mm； 3.5 輸入電流：≤2.5A（DC）； 3.6 速度范圍：60～1500 r/min； 3.7 反應器容量：≤2L 3.8 攪拌功率：25W 4.適用范圍 本產(chǎn)品適用于各種液體攪拌、一定黏度的固—液混合攪拌，設備運轉平穩(wěn)，無震動，無噪聲，隔離式攪拌，對試樣無污染，特別適用于易爆、易燃以及其它滲透力強的化工工藝過程。 5.使用說明 將攪拌器放在水平桌面上，將攪拌子放入待攪拌的溶液反應器內(nèi)（本產(chǎn)品標配各種規(guī)格的PTFE攪拌子），打開攪拌器電源，通過觸摸式按鍵設置攪拌時間、轉速、正反轉，也可以通過加速按鍵、減速按鍵改變轉速轉速，具體轉速根據(jù)試驗要求調(diào)到合適值，攪拌完畢關閉電源。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的和基本思路： 為了解決傳統(tǒng)攪拌器電機轉子與定子之間易磨損、維修困難、設備成本較高、轉動噪音等問題，我們采用最新磁力機械技術設計了一種新型的無電機式磁力攪拌器，內(nèi)部無運動器件。本設計主要由智能控制系統(tǒng)、磁力線圈組和攪拌子組成，通過非接觸的磁力耦合扭矩結構驅(qū)動攪拌子轉動，微處理器控制流過線圈的電流方向，磁力線圈組實現(xiàn)電—磁轉換，并在處理器的控制下產(chǎn)生速度、方向可控的旋轉磁場，攪拌子在旋轉磁場的作用下轉動，達到攪拌目的，本設計配有觸摸式操作界面，可以實現(xiàn)轉速設置、轉速顯示、定時、正反轉控制等功能。 創(chuàng)新點： 1.采用先進的磁力機械技術，內(nèi)部無運動器件，實現(xiàn)無磨損驅(qū)動，更好的解決了密閉容器內(nèi)隔離攪拌問題，實現(xiàn)零泄漏，減少了能量傳遞的級數(shù)，提高了能量的利用率； 2.觸摸式可視化智能操作平臺。 技術關鍵： 1.磁力機械技術； 2.磁力耦合扭矩結構的建立與控制； 3.轉速的調(diào)節(jié)與控制； 4.無軸轉子轉軸自動定位。
科學性、先進性
- 本設計采用先進的磁力機械技術，通過磁體的耦合力，不需要任何機械傳動構件，就能無接觸、無摩擦的把功率從磁力線圈傳遞到各式各樣容器內(nèi)的攪拌子上，構成一個非接觸傳遞扭矩機構。相對傳統(tǒng)的攪拌器具有以下優(yōu)點： 1. 采用磁場驅(qū)動代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電動機驅(qū)動，成功的解決了電動機轉動部件磨損引起的質(zhì)量問題和電網(wǎng)電壓波動導致的速度不穩(wěn)問題； 2. 采用磁力線圈組代替電動機，大大降低了生產(chǎn)成本以及后期的維修難度，能量通過磁場直接傳遞，降低了傳統(tǒng)攪拌器能量多級傳遞過程中的損耗，提高了能量的利用效率； 3. 采用磁力線圈組本身產(chǎn)生的旋轉磁場代替永久性磁石，最大化的提高了電能的利用率，避免了對礦石資源的依賴與浪費； 4.觸摸式可視化操作平臺，解決了傳統(tǒng)旋鈕式控制旋鈕易磨損的問題，并配有觸摸式操作平臺，耐磨、易操作。 本設計以一種更加精簡、更加節(jié)約的設計理念解決了傳統(tǒng)攪拌器的諸多問題，這種設計的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)攪拌器攪拌傳動機構的一次變革和創(chuàng)新。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 1.實物、產(chǎn)品 2.現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 將攪拌器放在水平桌面上，將攪拌子放入待攪拌的溶液反應器內(nèi)（本產(chǎn)品標配各種規(guī)格的PTFE攪拌子），打開攪拌器電源，通過觸摸式按鍵設置攪拌時間、轉速、正反轉，也可以通過加速按鍵、減速按鍵改變轉速，具體轉速根據(jù)試驗要求調(diào)到合適值，攪拌完畢關閉電源。 適用范圍： 本產(chǎn)品適用于各種液體的攪拌、一定黏度的固—液混合攪拌，設備運轉平穩(wěn)，無震動，無噪聲，可隔離攪拌，特別適用于易爆、易燃以及其它滲透力強的化學與化工工藝過程。 推廣前景： 采用磁力驅(qū)動取代電機驅(qū)動，極大的提高了設備的使用壽命，縮小了設備的體積，降低了成本，能更好的實現(xiàn)高效、節(jié)能地隔離攪拌的目的，具有良好的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 攪拌器廣泛應用于生物、醫(yī)學、化工等領域，是實驗、科研、生產(chǎn)中必不可少的儀器。目前市場上的攪拌器主要分為兩大類：電動機攪拌器和磁力攪拌器，電動攪拌器采用電動機驅(qū)動攪拌棒進行攪拌，因自身結構限制，不能實現(xiàn)隔離攪拌，無法滿足化學化工密閉攪拌的需求；磁力攪拌器采用電動機帶動永久性磁石驅(qū)動攪拌子進行攪拌，雖然能實現(xiàn)隔離攪拌，卻需要具有很強磁力的磁石，造成對礦石的浪費。傳統(tǒng)的攪拌器采用以電動機為主體的機械傳動驅(qū)動方式，電動機本身易磨損、轉速受電網(wǎng)電壓影響較大，結構復雜、后期維修困難、成本偏高的影響，傳統(tǒng)攪拌器無論在質(zhì)量還是成本上都很難再有開發(fā)空間。 而攪拌器在眾多領域中又是不可或缺的儀器，這就需要以一種新的設計理念來打破傳統(tǒng)攪拌器設計的局限，經(jīng)過對電動機原理的深入了解，我們提出了一種新的設計理念，采用磁力機械技術，直接驅(qū)動攪拌子進行攪拌，減少了能量轉換與傳遞的級數(shù)，大大提高了能量的利用率。我們的設計僅由微處理器、磁力線圈組和攪拌子組成，結構簡單，通過微處理器控制流過線圈的電流大小與方向，經(jīng)過磁力線圈組的有序排列形成旋轉磁場，并且該旋轉磁場的轉速和方向可以通過外部按鍵來調(diào)節(jié)，進而直接驅(qū)動攪拌子轉動，達到攪拌的目的。本設計沒有使用機械傳動部件進行能量傳遞，而是直接通過磁場耦合進行驅(qū)動，解決了電動機轉子的磨損問題，減少了能量轉換與傳遞的級數(shù)，大大提高了能量的利用率。 為了便于操作，本設計配有觸摸式可視化操作界面，采用最新觸摸感應式按鍵，解決了傳統(tǒng)攪拌器按鍵或旋鈕操作易磨損的問題，并配有定時功能、轉速顯示功能，正反轉控制功能，觸摸式操作，簡單耐用。
