[發明專利]一種電磁激勵共振混合裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201710058169.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN107051296B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 張哲;陳松;馬寧;蘇楊;商硯冰;孫曉朋
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: B01F11/00
• 分類號: B01F11/00;B01F13/08;B01F15/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 蔣忠亮

本申請公開了一種電磁激勵共振混合裝置及其控制方法。增大振動加速度可以提高物料混合的效率與均勻性，特別有利于粘度較高的液?固(液體和粉體)物料混合以及超細材料的分散。本發明利用共振原理提高被混物料的加速度，從而降低了驅動功率；利用電磁加載的方式在對稱結構中加載了對稱力，抵消了設備傳遞給地基的力，從而使設備運行平穩。對振動過程進行反饋控制，有效識別了由于物料狀態變化導致系統共振頻率的變化，使系統保持工作在共振頻率下，進一步降低了驅動功耗。

技術領域

本發明屬于原材料混合技術領域，涉及用于混合原材料的一種電磁激勵共振混合裝置及其控制方法。

背景技術

振動混合器一般用于固-固(粉體和粉體)、液-液(液體和液體)的混合。目前市場上的振動混合機一般能達到的加速度有限，例如某款振動混合機的振幅為10mm,頻率為20Hz，計算其加速度只有16g(g為重力加速度)，對于具有一定粘度的液-固(液體和粉體)，由于無法克服粘性阻力從而不能發生質量交換，產生混合作用，使振動混合器的應用受到局限。

振動混合器的加速度在設計時是受到兩方面限制的，一是加速度過大則驅動所需要的功率會隨之增大，二是加速度過大后機體傳遞給地基的力也會過大，導致設備不能平穩運行，因此目前振動混合器的加速度一般小于20g。

由此，常規振動混合器由于振動加速度較小而導致無法進行具有一定粘度的液-固混合的問題顯得較為顯著。

發明內容

為了解決上述問題，本發明利用共振原理提高被混物料的加速度，設計了具有對稱結構的振動系統，為了在對稱結構中施加對稱的作用力，采用了電磁激勵的驅動方式，以使系統的振動具有對稱性，從而抵消設備傳遞給地基的力使設備平穩運行，并且得到大加速加載能力；采用具有反饋控制的共振頻率識別控制算法，識別由于物料狀態變化導致系統共振頻率的變化，使系統保持工作在共振頻率下，從而進一步降低功耗。具體內容為：

一種電磁激勵共振混合裝置，其特征在于，包含混合單元1，反作用單元2，激勵單元3-1，激勵單元3-2，機架4，彈性懸掛5-1，彈性懸掛5-2，彈性懸掛5-3，混合容器6；激勵單元3-1由勵磁線圈組件3-1-1、永磁鐵組件3-1-2組成；激勵單元3-2由勵磁線圈組件3-2-1、永磁鐵組件3-2-2組成；

一種連接方式為：混合單元1通過彈性懸掛5-1連接在機架4上，在與混合單元1相同振動方向上分布的反作用單元2通過彈性懸掛5-2連接在機架4上；永磁鐵組件3-1-2固定在混合單元1上，勵磁線圈組件3-1-1固定在機架4上，且與永磁鐵組件3-1-2形成相互作用對，相互作用對保持有容納相互運動的間隙，保證振動時勵磁線圈組件3-1-1與永磁鐵組件3-1-2不會發生干涉；永磁鐵組件3-2-2固定在反作用單元2上，勵磁線圈組件3-2-1固定在機架4上，且與永磁鐵組件3-2-2形成相互作用對，相互作用對保持有容納相互運動的間隙，保證振動時勵磁線圈組件3-2-1與永磁鐵組件3-2-2不會發生干涉；混合容器6固定在混合單元1或者反作用單元2上；為了能抵消傳遞給地基的力，混合單元1、反作用單元2構成的兩個單自由度振動系統的共振頻率應相同；

一種連接方式為：混合單元1通過彈性懸掛5-1連接在機架4上，在與混合單元1相同振動方向上分布的反作用單元2通過彈性懸掛5-2連接在機架4上；永磁鐵組件3-1-2固定在混合單元1上，勵磁線圈組件3-1-1固定在機架4上，且與永磁鐵組件3-1-2形成相互作用對，相互作用對保持有容納相互運動的間隙，保證振動時勵磁線圈組件3-1-1與永磁鐵組件3-1-2不會發生干涉；永磁鐵組件3-2-2固定在反作用單元2上，勵磁線圈組件3-2-1固定在機架4上，且與永磁鐵組件3-2-2形成相互作用對，相互作用對保持有容納相互運動的間隙，保證振動時勵磁線圈組件3-2-1與永磁鐵組件3-2-2不會發生干涉；彈性懸掛5-3連接在混合單元1與反作用單元2之間；混合容器6固定在混合單元1或者反作用單元2上；混合單元1、反作用單元2構成一個兩自由度振動系統，為了能抵消傳遞給地基的力，模態振型混合單元1、反作用單元2相位相差180°；