[发明专利]一种电磁激励共振混合装置及其控制方法

说明书

本申请公开了一种电磁激励共振混合装置及其控制方法。增大振动加速度可以提高物料混合的效率与均匀性，特别有利于粘度较高的液‑固(液体和粉体)物料混合以及超细材料的分散。本发明利用共振原理提高被混物料的加速度，从而降低了驱动功率；利用电磁加载的方式在对称结构中加载了对称力，抵消了设备传递给地基的力，从而使设备运行平稳。对振动过程进行反馈控制，有效识别了由于物料状态变化导致系统共振频率的变化，使系统保持工作在共振频率下，进一步降低了驱动功耗。

技术领域

本发明属于原材料混合技术领域，涉及用于混合原材料的一种电磁激励共振混合装置及其控制方法。

背景技术

振动混合器一般用于固-固(粉体和粉体)、液-液(液体和液体)的混合。目前市场上的振动混合机一般能达到的加速度有限，例如某款振动混合机的振幅为10mm,频率为20Hz，计算其加速度只有16g(g为重力加速度)，对于具有一定粘度的液-固(液体和粉体)，由于无法克服粘性阻力从而不能发生质量交换，产生混合作用，使振动混合器的应用受到局限。

振动混合器的加速度在设计时是受到两方面限制的，一是加速度过大则驱动所需要的功率会随之增大，二是加速度过大后机体传递给地基的力也会过大，导致设备不能平稳运行，因此目前振动混合器的加速度一般小于20g。

由此，常规振动混合器由于振动加速度较小而导致无法进行具有一定粘度的液-固混合的问题显得较为显著。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用共振原理提高被混物料的加速度，设计了具有对称结构的振动系统，为了在对称结构中施加对称的作用力，采用了电磁激励的驱动方式，以使系统的振动具有对称性，从而抵消设备传递给地基的力使设备平稳运行，并且得到大加速加载能力；采用具有反馈控制的共振频率识别控制算法，识别由于物料状态变化导致系统共振频率的变化，使系统保持工作在共振频率下，从而进一步降低功耗。具体内容为：

一种电磁激励共振混合装置，其特征在于，包含混合单元1，反作用单元2，激励单元3-1，激励单元3-2，机架4，弹性悬挂5-1，弹性悬挂5-2，弹性悬挂5-3，混合容器6；激励单元3-1由励磁线圈组件3-1-1、永磁铁组件3-1-2组成；激励单元3-2由励磁线圈组件3-2-1、永磁铁组件3-2-2组成；

一种连接方式为：混合单元1通过弹性悬挂5-1连接在机架4上，在与混合单元1相同振动方向上分布的反作用单元2通过弹性悬挂5-2连接在机架4上；永磁铁组件3-1-2固定在混合单元1上，励磁线圈组件3-1-1固定在机架4上，且与永磁铁组件3-1-2形成相互作用对，相互作用对保持有容纳相互运动的间隙，保证振动时励磁线圈组件3-1-1与永磁铁组件3-1-2不会发生干涉；永磁铁组件3-2-2固定在反作用单元2上，励磁线圈组件3-2-1固定在机架4上，且与永磁铁组件3-2-2形成相互作用对，相互作用对保持有容纳相互运动的间隙，保证振动时励磁线圈组件3-2-1与永磁铁组件3-2-2不会发生干涉；混合容器6固定在混合单元1或者反作用单元2上；为了能抵消传递给地基的力，混合单元1、反作用单元2构成的两个单自由度振动系统的共振频率应相同；

一种连接方式为：混合单元1通过弹性悬挂5-1连接在机架4上，在与混合单元1相同振动方向上分布的反作用单元2通过弹性悬挂5-2连接在机架4上；永磁铁组件3-1-2固定在混合单元1上，励磁线圈组件3-1-1固定在机架4上，且与永磁铁组件3-1-2形成相互作用对，相互作用对保持有容纳相互运动的间隙，保证振动时励磁线圈组件3-1-1与永磁铁组件3-1-2不会发生干涉；永磁铁组件3-2-2固定在反作用单元2上，励磁线圈组件3-2-1固定在机架4上，且与永磁铁组件3-2-2形成相互作用对，相互作用对保持有容纳相互运动的间隙，保证振动时励磁线圈组件3-2-1与永磁铁组件3-2-2不会发生干涉；弹性悬挂5-3连接在混合单元1与反作用单元2之间；混合容器6固定在混合单元1或者反作用单元2上；混合单元1、反作用单元2构成一个两自由度振动系统，为了能抵消传递给地基的力，模态振型混合单元1、反作用单元2相位相差180°；