CN102711975B

CN102711975B - 用于搅拌的装置

Info

Publication number: CN102711975B
Application number: CN200980163117.9A
Authority: CN
Inventors: S.约翰逊
Original assignee: Metenova AB
Current assignee: Metenova AB
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: JP2013507958A; US8783942B2; US9833757B2; JP5480392B2; US9669368B2; EP2490796C0; CN102711975A; US20170232410A1; US20120243366A1; WO2011049492A1; US20150124557A1; EP2490796B1; EP2490796A4; EP2490796A1

Abstract

用于搅拌液体或颗粒材料的装置（2）包括搅拌器（4）、用于旋转搅拌器（4）的旋转驱动轴（12）、沿大致竖直方向延伸的固定杆轴（20）和用于将驱动轴（12）的旋转以非接触的方式传送到搅拌器（4）的传送装置（16），搅拌器（4）适于绕大致竖直方向旋转。该装置（2）具有中心轴线（19）和用于产生磁力的机构（24），搅拌器（4）和驱动轴（12）适于绕中心轴线旋转，磁力在搅拌器（4）上施加向上导向的力分量。用于产生磁力的机构（24）包括设置在搅拌器（4）中的第一元件（26）和与固定杆轴（20）相关联的第二元件（28）。第一元件（26）和第二元件（28）中的至少一个包括永磁体。第一元件（26）和第二元件（28）中的至少一个设置成使得中心轴线（19）延伸穿过第一元件（26）和/或第二元件（28）。

Description

用于搅拌的装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于搅拌液体或颗粒材料的装置。

背景技术

用于搅拌的装置可以用于容器中，以混合例如在处理工业中的液体和/或颗粒材料。用于搅拌的装置还可以在该内容物被加热或冷却时或在容器中发生化学或生物处理时用于搅拌容器的内容物。通常，搅拌器设置在该容器内部，而用于旋转该搅拌器的驱动装置设置在该容器外部。

借助从该容器外部的延伸通过该容器的壁进入到该容器和搅拌器中的驱动轴，旋转可以从驱动装置传送到搅拌器。驱动轴必须借助在固定容器与旋转驱动轴之间的密封件来被密封。存在这种密封件用密封材料污染该容器内部的液体或其他材料的风险，并且存在穿过该密封件泄漏的风险。在搅拌和腾空该容器之后，还存在从这种密封件上清除已经在该容器中被搅拌的液体或材料的问题。特别地，这种密封件可能包括空腔，液体或材料可能聚集在该空腔中，并且该空腔难以被清洁。

因此，在卫生要求高的工业（例如，医学、食品或生物技术工业）中，将该容器之外的驱动装置的旋转以非接触的方式传送到该容器内部的搅拌器可能是优选的。将旋转以非接触的方式传送到搅拌器具有如下优势：不需要旋转杆轴延伸穿过该容器的壁并且可以借助设置在该容器之外的驱动轴中的第一组磁体和设置在该容器内部的搅拌器中的第二组磁体来实现。这种搅拌器由该容器内部的一个或多个轴承支承。特别地，经受轴向力的轴承（即，当搅拌器设置成绕竖直轴线旋转时）趋于磨损并且因此可能污染在该容器内的液体或材料。

US2004/0057232 A1公开了一种使用旋转的混合元件的系统，其中永磁体被用于提供浮起辅助功能，以防止混合元件接触相邻的容器。该永磁体是与旋转轴线相隔一距离设置的环形磁体。

US 7396153公开了一种磁性联接的液体混合器。旋转的驱动毂中的第一磁体阵列影响从动部中的第二磁体阵列，使得在从动部和用于将该从动部支承在容器中的驱动安装件之间存在间隙S。第一和第二磁体阵列与旋转轴线相隔一距离设置成环。在一些公开的实施方式中，从动部上的推力使得第一和第二推力轴承在操作期间彼此接触，在这种情况下，第一和第二推力轴承可能经受如上所述的磨损。

US 5393142公开了一种用于搅拌消毒液体的推进器。该推进器借助轴承被安装，从而提供与该容器中的安置表面的可旋转固定。使用经受轴向力的轴承将机械地影响被搅拌的液体，这对于一些液体来说可能不是期望的。轴承上的轴向力还可能招致由于机械磨损而来自轴承的灰尘停止在该容器中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于搅拌的装置中的搅拌器的改进悬置，其中，以非接触的方式将旋转传送给搅拌器。

根据本发明的一个方面，该目的是通过一种用于搅拌液体或颗粒材料的装置来实现的，该装置包括搅拌器、用于旋转所述搅拌器的旋转驱动轴、沿大致竖直方向延伸的固定杆轴以及用于将所述驱动轴的旋转以非接触的方式传送到所述搅拌器的传送装置，所述搅拌器适于绕所述大致竖直方向旋转。所述装置具有中心轴线以及用于产生磁力的机构，所述搅拌器和所述驱动轴适于绕所述中心轴线旋转，所述磁力在所述搅拌器上施加向上导向的力分量。用于产生磁力的所述机构包括设置在所述搅拌器中的第一元件以及与所述固定杆轴相关联的第二元件。所述第一元件和所述第二元件中的至少一个包括永磁体。所述第一元件和所述第二元件中的至少一个设置成使得所述中心轴线延伸穿过所述第一元件和/或所述第二元件或者在所述第一元件和/或所述第二元件附近。

由于所述第一元件和所述第二元件中的至少一个设置在中心轴线上，因此确保磁力沿与该中心轴线重合或与该中心轴线交叉的向量被导向。实现了用于支承该搅拌器的磁力的有利方向。

结果，实现了上述目的。

要理解的是，向上导向的力是沿与重力方向相反的方向导向的力。在搅拌器上施加向上导向的力分量的力包括这样的力分量，该力分量与施加到搅拌器上的重力相反地被导向。

根据示例性实施方式，第一元件和第二元件可以被设置成使得中心轴线延伸穿过所述第一元件和所述第二元件。由此，磁力可以沿与中心轴线重合的向量被导向。

根据示例性实施方式，所述第一元件和所述第二元件可以关于所述中心轴线对称设置。同样，由此可以确保磁力与中心轴线重合，并且进一步该磁力以对称的方式影响搅拌转子。搅拌器和固定杆轴之间的径向力因此可以保持在最小值。

根据示例性实施方式，所述第二元件可以设置在所述固定杆轴中或在所述固定杆轴上。

根据示例性实施方式，所述第一元件可以被设置在所述搅拌器的在所述固定杆轴上方的中心部中。

根据示例性实施方式，所述第二元件设置在所述固定杆轴的顶部中。

根据示例性实施方式，所述第一元件和所述第二元件二者都可以包括永磁体。

根据示例性实施方式，所述第一元件和所述第二元件中的一个包括能够磁性吸引的非永磁性材料。

根据示例性实施方式，所述磁力可以是斥力。

根据示例性实施方式，所述磁力可以是吸力。

根据示例性实施方式，所述装置可以包括用于将所述搅拌器径向支承在所述固定杆轴上的径向轴承，并且所述传送装置可以设置在所述径向轴承下方。将径向轴承与利用磁力产生向上导向的力的机构相结合可以避免由轴承支承的轴向力。由于搅拌器的轴向力可能比径向力显著更大，因此当搅拌一些液体或颗粒材料时这可能是有利的方面。同样，由此传送装置的主要功能不必要是轴承功能。相反，该传送装置可以被优化用于将旋转从驱动轴以非接触的方式传送到搅拌器。要理解的是，径向轴承可能仅支承径向力，即无轴向力。

根据示例性实施方式，该装置还可以包括用于驱动驱动轴的电动马达。

根据示例性实施方式，所述固定杆轴可以与容器相关联，所述容器适于接收要被搅拌的液体或颗粒混合物。

在研究所附权利要求书和下述说明时，本发明的进一步优势以及优势将显而易见。本领域技术人员将认识到，本发明的不同特征可以组合以形成除了在下文描述的实施方式以外的实施方式，而不偏离由所附权利要求书限定的本发明的范围。

附图说明

本发明的各个方面（包括其具体特征和优势）从下述详细说明和附图将容易被理解，在附图中：

图1示出了根据示例性实施方式的用于搅拌液体或颗粒材料的装置；以及

图2-5示出了根据示例性实施方式的用于搅拌液体或颗粒材料的装置的剖面。

具体实施方式

现将参考附图更完整地描述本发明，在附图中示出了示例性实施方式。但是，本发明应被认为不局限于本文所阐述的实施方式。示例性实施方式的公开特征可以组合，如本发明所属领域的普通技术人员容易理解的。贯穿附图，相同的附图标记指代相同的元件。

如本文所使用的，术语“包括”或“包含”是开放式的，并且包括一个或多个所述特征、元件、步骤、部件或功能，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件、功能或其组。

如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列举条目中的一个或多个的任何组合以及全部组合。

如本文所使用的，常用缩写“e.g.（例如）”（源自拉丁文“exempli gratia”）可以被用于介绍或指明先前提及条目中的一个通用示例或多个通用示例，并且并不旨在限制这种条目。如果在本文使用，常用缩写“i.e.（即）”（源自拉丁文“id est”）可以被用于指明来自更一般叙述中的具体条目。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的并且不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非以其他方式在文中清楚地指出。

除非以其他方式限定，本文所使用的全部术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域普通技术人员所通常理解的相同涵义。还将理解的是，术语（例如在常用词典中限定的术语）应当被解释为具有的涵义与其在相关领域的文中的涵义相一致并且不应当被解释为理想化或过于正式的形式，除非在本文明确地如此限定。

要理解的是，当元件被称为“联接”或“连接”到另一元件时，该元件能够直接联接或连接到该另一元件，或者还可以存在居间元件。相反，当一个元件被称为“直接联接”或“直接连接”到另一元件时，那么不存在居间元件。

为了简明和/或清楚起见，已知的功能或结构可能未被详细描述。

图1示出了根据示例性实施方式的用于搅拌液体或颗粒材料的装置2。该装置2包括搅拌器4，该搅拌器配置有四个叶片6。该搅拌器4借助未示出的竖直驱动轴旋转，使得叶片6将搅拌液体或颗粒材料。未示出的驱动轴由电动马达8驱动。未示出的传送装置将驱动轴的旋转传送到搅拌器4。

图2示出了贯穿根据示例性实施方式的用于搅拌液体或颗粒材料的装置2的剖面。在装置2的固定壳体10内设置竖直驱动轴12。驱动轴12由电动马达8的未示出的外露杆轴驱动。在驱动轴12的上端，设置传送装置16的用于将驱动轴12的旋转以非接触的方式传送到搅拌器4的第一部分14。该搅拌器4在其底部包括传送装置16的第二部分18。非接触式传送装置16例如可以包括在第一部分14中的一个或多个磁体以及在第二部分18中的一个或多个磁体。当驱动轴12旋转时，磁体的相互吸引和/或排斥将该驱动轴12的旋转传送到搅拌器4。该搅拌器4和驱动轴12绕中心轴线19旋转。

固定杆轴20从壳体10延伸。驱动轴12从该壳体10延伸到固定杆轴20中，使得传送装置16被设置在固定杆轴20的下端处。固定杆轴20包括设置在传送装置16上方的径向轴承22。径向轴承22包括在固定杆轴20上的固定部以及在搅拌器4上的旋转部。在装置2的上端，存在用于产生磁力的机构24，从而在搅拌器4上施加向上导向的力。由此，搅拌器4的重力由该磁力支承。然而搅拌器4的一些重力可以由在固定杆轴的上端处的轴向轴承支承，该重力的主要部分应当由该磁力支承。根据一些实施方式，搅拌器4的全部重力由磁力支承，并且因此不需要承受轴向力的任何轴向轴承。

用于产生磁力的机构24包括第一元件26和第二元件28，该第一元件包括设置在搅拌器4的中心部中的磁体，该第二元件包括设置在固定杆轴20的顶部中的磁体。这些磁体的磁极设置成使得它们互斥，并且由此产生向上导向的磁力。合适地，这些磁体是永磁体。

未示出的容器适于盛装待被搅拌的液体或颗粒材料，该容器可以被连接到装置2的壳体10，使得该壳体10和该容器形成一个整体单元，例如固定单元，其中电动马达8设置在该容器下方。在该整体单元内部，搅拌器4被放置在固定杆轴20上，用于搅拌液体或颗粒材料。在搅拌之后，搅拌器4可以被移除，使得在下一批次被搅拌之前，带固定杆轴20和搅拌器4的该容器内部可以被分开地清洁。

示例性实施方式可以如本领域技术人员所理解的那样组合。即使本发明参考示例性实施方式被描述，许多不同的变换、修改等对于本领域技术人员将显而易见。

图3-5以与图2类似的方式示出了贯穿根据示例性实施方式的用于搅拌液体或颗粒材料的装置2的剖面，所述装置具有中心轴线19。在装置2的固定壳体10内部设置有竖直驱动轴12。驱动轴12由电动马达8的未示出的外露杆轴驱动。在驱动轴12的上端处，设置有传送装置16的用于将驱动轴12的旋转以非接触的方式传送到搅拌器4的第一部分14。搅拌器4在其底部包括传送装置16的第二部分18。

图3示出了具有用于产生磁力的机构的装置2，该磁力在搅拌器4上施加向上导向的力分量，第一元件26和第二元件28包括设置在固定杆轴的顶部中的永磁体26（或可选地，铁）以及设置在搅拌器中位于比设置在固定杆轴的顶部中的永磁体26更低的高度处的环形磁体28或设置成环的数个独立磁体形式的永磁体。这些磁体设置成它们的磁极使得这些磁体相互吸引，因此在搅拌器4上施加向上导向的力分量。

图4示出了这样的装置2，其中磁性材料28块（例如，铁）被设置在正好驱动轴上方的固定杆轴中或在接近驱动轴的位置处，并且永磁体或数个独立磁体设置在搅拌器4中位于磁性材料28下方的高度处。图4的实施方式能够在传送装置16的第二部分18处具有分离的磁性部件，或者在搅拌器4的传送装置16的第二部分18中可选地使用现有的磁性部件。如所述的，因此一个或多个永磁体可以形成用于旋转的非接触式传送的传送装置的一部分。一个或多个永磁体吸引该磁性材料，因而在搅拌器上施加向上导向的力分量，在图4中用两个箭头示出。

图5示出了设置在搅拌器4中的呈环形磁体26或设置成环的数个独立磁体形式的永磁体以及设置在固定杆轴中处于搅拌器中的永磁体或磁体下方的高度处的永磁体28。这些磁体设置成它们的磁极使得这些磁体互斥，因此在搅拌器上施加向上导向的力分量。如所注意的，第一元件26和第二元件28被设置成使得中心轴线19延伸穿过第一元件26和/或第二元件28、或者在所述第一元件26和/或第二元件28附近。在图5中，环形磁体28位于中心轴线19附近。

因此，要理解的是，前述说明描述了不同示例性实施方式并且不局限于所公开的具体实施方式，并且对于所公开实施方式的修改、所公开实施方式的特征的组合以及其他实施方式旨在被包括在所附权利要求书的范围内。

Claims

1.一种用于搅拌液体或颗粒材料的装置（2），所述装置包括适于布置在所述液体或颗粒材料中的搅拌器（4）、位于固定壳体内的用于旋转所述搅拌器（4）的旋转驱动轴（12）、从所述固定壳体沿竖直方向延伸到所述搅拌器中使得所述搅拌器绕其旋转的固定杆轴（20），以及用于将所述驱动轴（12）的旋转以非接触的方式传送到所述搅拌器（4）的传送装置（16），其中，所述旋转驱动轴从所述固定壳体向上延伸到所述固定杆轴使得所述传送装置位于所述固定杆轴的下端，其中，所述装置（2）具有中心轴线（19）以及用于产生磁力的磁性组件（24），所述搅拌器（4）和所述驱动轴（12）适于绕所述中心轴线旋转，所述磁力在所述搅拌器（4）上施加向上导向的力分量，其中

用于产生磁力的所述磁性组件（24）包括设置在所述搅拌器（4）中的第一元件（26）以及与所述固定杆轴（20）相关联的第二元件（28），并且所述第一元件（26）和所述第二元件（28）中的至少一个包括永磁体，且其中，所述第一元件（26）和所述第二元件（28）中的至少一个设置成使得所述中心轴线（19）延伸穿过所述第一元件（26）和所述第二元件（28）中的至少一个或者在所述第一元件（26）和所述第二元件（28）中的至少一个附近，其中，所述装置（2）包括位于所述固定杆轴和搅拌器之间的用于将所述搅拌器（4）径向支承在所述固定杆轴（20）上的径向轴承（22），所述径向轴承包括所述固定杆轴上的固定部分和搅拌器上的旋转部分，且其中，所述传送装置（16）设置在所述径向轴承（22）下方，且其中，所述第二元件设置在所述固定杆轴的顶部。

2.根据权利要求1所述的装置（2），其中，所述第一元件（26）和所述第二元件（28）被设置成使得所述中心轴线（19）延伸穿过所述第一元件（26）和所述第二元件（28）。

3.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第一元件（26）和所述第二元件（28）中的至少一个关于所述中心轴线（19）对称设置。

4.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第二元件（28）设置在所述固定杆轴（20）中或在所述固定杆轴（20）上。

5.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第一元件（26）被设置在所述搅拌器（4）的在所述固定杆轴（20）上方的中心部中。

6.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第二元件（28）设置在所述固定杆轴（20）的顶部中。

7.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第一元件（26）和所述第二元件（28）二者都包括永磁体。

8.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述第一元件和所述第二元件中的一个包括能够磁性吸引的非永磁性材料。

9.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述磁力是斥力。

10.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述磁力是吸力。

11.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述装置（2）还包括用于驱动所述驱动轴（12）的电动马达（8）。

12.根据权利要求1或2所述的装置（2），其中，所述固定杆轴（20）与容器相关联，所述容器适于接收要被搅拌的液体或颗粒混合物。