электровибромиксер

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОВИБРОМИКСЕР, содержащий емкость для обрабатываемого продукта и электромагнитный вибропривод со смесительным элементом, установленным на валу вибропривода, совершающего маятниковые колебания, отличающийся тем, что, с целью интенсификации вихревого процесса перемешивания, смесительный элемент выполнен в виде упругой лопасти S-образного сечения, образованной сходящимися под острым углом крыльями противоположной кривизны, вал электромагнитного вибропривода выполнен в виде торсионного рычага, снабженного неподвижной осью, возвратной пружиной и разделительной мембраной, через которую длинное плечо рычага проходит в емкость для обрабатываемого продукта, на конце которого закреплены крылья, а на коротком плече установлен ферромагнитный якорь электромагнитного привода, размещенный между полюсами катушек переменного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бытовой технике и химии и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, эмульсирования и т.п. гетерогенных и гомогенных пищевых продуктов.

Наиболее близким к заявляемому устройству является вибрационный смеситель со свободно вращающимся пропеллером, установленным на упругой оси, совершающей маятниковые колебания [1].

Недостатком известной конструкции вибросмесителя является наличие узла вращения между пропеллером и упругой осью, поверхности трения которых находятся в обрабатываемой среде, что может привести к ее нежелательным превращениям и износу самой оси с пропеллером.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции вибросмесителя при одновременном повышении интенсификации вихревого процесса перемешивания жидких сред до уровня роторных смесителей, снабженных электродвигателями.

Цель достигается тем, что смесительный элемент электровибромиксера выполнен в виде упругой лопасти с S-образным поперечным сечением, образованным сходящимся под острым углом крыльями противоположной кривизны, которые закреплены на длинном конце торсионного рычага, споcобного совершать крутильные колебания вместе с S-образной лопастью. Рычаг снабжен неподвижной осью, возвратной пружиной и разделительной мембраной, через которую длинное плечо рычага проходит в емкость для обрабатываемого продукта, а на коротком плече установлен ферромагнитный якорь электромагнитного привода, размещенный между полюсами катушек переменного тока.

На фиг.1 представлен электровибромиксер, продольный разрез; на фиг.2 - S-образная лопасть и торсионный рычаг, поперечные сечения; на фиг.3 - диаграмма возникновения вращающего момента при поступательных колебаниях упругой лопасти; на фиг.4 - фотография действующего образца электровибромиксера.

Электровибромиксер содержит прозрачную емкость 1, на которой установлен корпус 2 электромагнитного вибропривода 3, выполненного, например, в традиционной форме русской матрешки. Ферромагнитный якорь 4 вибропривода установлен на коротком плече торсионного рычага 5 между полюсами катушек переменного тока (на чертежах не показан), снабженного неподвижной осью 6 и возвратной пружиной 7. Длинное плечо торсионного рычага 5 через разделительную резиновую мембрану 8 погружено в обрабатываемую среду 9 и снабжено упругой лопастью 10, изготовленной, например, из нержавеющей стали. Торсионный рычаг 5 также изготовлен из упругих пластин (А-А, фиг.2) так, что его жесткость на кручение значительно меньше жесткости на изгиб. Лопасть 10 имеет S-образное поперечное сечение (В-В, фиг.2), которое образовано двумя пересекающимися под острым углом крыльями противоположной кривизны (Г-Г, фиг.2), выполненными как единое целое из листового материала.

Электровибромиксер работает следующим образом.

При подключении электрического разъема магнитного вибропривода 3 к сети переменного тока промышленной частоты его якорь 4 начинает совершать вокруг оси 6 угловые колебания с удвоенной частотой, на которую настроена частота механического резонанса возвратной пружины 7. При помощи торсионного рычага 5 эти колебания преобразуются в поступательные колебания S-образной лопасти 10 относительно обрабатываемой среды 9. Поскольку эта лопасть состоит из двух крыльев противоположной кривизны, то на каждое из них начинает действовать подъемная сила противоположного направления Р₁ и Р₂. Точки приложения равнодействующих этих сил разнесены на расстояние, равное полуширине S-образной лопасти 10, поэтому на лопасть 10 начинает действовать вращающий момент М, величина которого пропорциональна квадрату скорости, а направление вращения остается постоянным как при движении лопасти влево, так и вправо. В соответствии с законом сохранения импульса аналогичный по величине, но противоположный по направлению вращающий момент - М оказывается приложенным к обрабатываемой среде 9, которая приводится к интенсивное круговое движение. Этот процесс значительно усиливается угловыми колебаниями торсионного рычага 5, которые вызывают синхронное увеличение угла атаки лопасти 10 и некоторое увеличение вращающего момента М в точке максимального отклонения Х_m за счет обратной передачи энергии упругих деформаций торсиона, лопасти 10 и обрабатываемой среды 9. В результате по оси емкости 1 возникает насосный эффект, приводящий к образованию глубокой воронки и в обрабатываемой среде 9 и подсосу к ней пузырьков воздуха, который необходим для насыщения взбиваемой жидкости воздухом и последующего пенообразования при интенсивном турбулентном движении жидкости вокруг оси емкости 1 и вдоль ее стенок.

Экспериментальная проверка опытного образца заявленного электровибромиксера показала, что по сравнению с прототипом при одинаковой мощности вибропривода он не только обеспечивает качественное приготовление различных коктейлев, омлетов и кремов, но и обеспечивает эффективное перемешивание блинного теста и других вязких сред без замены смесительного элемента.

Таким образом использование изобретения в бытовых миксерах и диспергаторах позволяет добиться высокого качества приготовления пищевых продуктов при помощи простой и надежной конструкции без вращающихся частей, которая не нуждается в довольно сложных и дефицитных электродвигателях и комплектующих изделиях, сдерживающих широкое распространение этой бытовой техники.