一种非接触式零重力磁力驱动搅拌器的制作方法

本实用新型涉及搅拌装置领域，尤其涉及一种非接触式零重力磁力驱动搅拌器。

背景技术：

随着医药、食品、有机合成、石油化工以及核工业等行业的发展，工业中对一些易燃、易爆、有毒、强腐蚀性和贵重介质的搅拌或搅拌反应过程的要求越来越严格，对反应设备清洗和灭菌的要求也十分苛刻；因此，在上述工况中使用的搅拌釜或搅拌反应釜，其密封要求是应做到零泄漏；在此背景下，磁力密封技术已成为必然的选择，磁力搅拌器应运而生，由于内磁钢体及搅拌轴装在密封罩体内部，而密封筒体与釜体之间的平面可用石墨垫靠螺栓压紧，因而从根本上实现了搅拌轴与釜体间的动密封改变为静密封，该结构无接触传递力矩，能彻底解决机械密封于填料密封的泄漏问题，并且搅拌部件处于绝对的密封状态，从而实现了高温、高压下的无泄漏，是生物制药、石油化工、有机合成、食品加工、氢化、硫化及发酵等反应的最理想选择。

早在20世纪30年代，人们对磁力驱动技术在搅拌反应釜中的应用问题进行了探讨和展望，40年代美国出现了简易磁力驱动搅拌器，这种简易的搅拌器是外部永磁元件带动小的磁力搅拌子转动，局限于实验室使用，永磁传动技术用于化工搅拌的密封始于20世纪60年代，此后工作由于磁铁性能的限制而一直停滞不前，直到80年代，由于日本科学家在磁铁领域的特殊贡献，磁性材料得以快速发展，此后瑞典科学家率先生产出卫生级下磁力搅拌器，其结构简单，开放、搅拌桨叶与从动转子连为一体，磁扭矩大，能进行工业规模的大规模搅拌，目前，已应用于制药、食品、酿酒、化工和核工业等工业领域。

磁力搅拌器虽然在近些年得到了快速发展，应用领域也不断扩大，目前市场上的磁力搅拌器，磁力搅拌器的出现彻底解决了动密封处的泄漏问题；但从一定意义上讲，又把矛盾转化到密封在釜内的轴承上，轴承是磁力搅拌器的关键部件，在底入式磁力搅拌器运行过程中，轴承与搅拌头接触处，搅拌头在重力的作用下，与轴承直接摩擦，影响了轴承的使用寿命，一旦搅拌物进入轴承处，导致轴承磨损，甚至会损坏轴承，剧烈的摩擦，会使周围温度急剧升高，造成磁体磁性下降，转子卡死，同时轴承间磨损的碎屑，还会污染搅拌介质；此外，在一些特殊应用领域，如生物反应器中罐内细胞培养，细胞培养液中的细胞会被碾碎而被破坏，无法正常进行细胞培养。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种非接触式零重力磁力驱动搅拌器。本实用新型的搅拌器能够实现搅拌头在搅拌过程中在竖直方向上零重力，从而实现横向（内、外磁钢转子不接触）纵向零摩擦，即可以实现干式和湿式条件下的搅拌，避免了由于轴承间的摩擦产生粉末而导致产品的污染，增强了搅拌效果，更提高了搅拌效率，增强了产品的使用寿命。

本实用新型的具体技术方案为：一种非接触式零重力磁力驱动搅拌器，包括搅拌头、搅拌桨叶、轴承部件、隔离套、连接法兰、内转子部件和驱动电机；所述搅拌桨叶固定于所述搅拌头的圆周面上，所述轴承部件安装于所述隔离套顶部，所述连接法兰连接隔离套与所述驱动电机，所述内转子部件设于隔离套与连接法兰内且与驱动电机轴联接。

所述搅拌头内设有开口向下的空腔，所述空腔顶部固定有上分离磁极，所述轴承部件与搅拌头的底部轴接，轴承部件的顶部固定有下分离磁极，所述上分离磁极与下分离磁极之间不接触且两者相向面的磁极相反；所述搅拌桨叶上设有外磁钢转子，所述内转子部件包括有内磁钢转子，所述外磁钢转子隔着隔离套位于所述内磁钢转子的圆周面外侧。

本实用新型的工作原理为：驱动电机输出动力，将动力传递至内转子部件，带动内磁钢转子转动，在磁力作用下，外磁钢转子被带动，进而带动搅拌桨叶、搅拌头旋转。在搅拌头旋转时，由于上、下分离磁极的排斥力（使外磁钢转子、搅拌桨叶、搅拌头等同步旋转部件的重力之和与上、下分离磁极的排斥力相等或略大于排斥力）的作用，实现搅拌头与轴承部件在竖直方向上无相对摩擦。

本实用新型通过采用上述技术方案，实现搅拌头在搅拌的过程中竖直方向零重力，从而实现横向（内、外磁钢转子不接触）纵向零摩擦，即可以实现干式和湿式条件下的搅拌，避免了由于轴承间的摩擦而产生粉末，导致产品的污染，增强了搅拌效果，更提高了搅拌效率，增强了产品的使用寿命。

作为优选，所述轴承部件包括固定轴、内轴承和下分离磁极；所述搅拌头的空腔底部内壁上固定有外轴承；所述固定轴固定于隔离套顶部，所述内轴承固定套设于固定轴表面，所述下分离磁极固定于固定轴的顶部，所述外轴承套轴接设于内轴承表面。

作为优选，所述搅拌头空腔内壁上还固定有密封隔套，所述密封隔套位于上分离磁极与下分离磁极之间。

作为优选，所述轴承部件还包括密封垫，所述密封垫套设于所述固定轴上且位于内轴承与隔离套之间。

作为优选，所述内转子部件包括电机连接轴、内转动轴和内磁钢转子；所述电机连接轴与驱动电机轴联接，所述内转动轴固定于电机连接轴的顶部，所述内磁钢转子固定于内转动轴的圆周面上。

作为优选，所述搅拌头、轴承部件、内转子部件同轴。

作为优选，所述搅拌桨叶呈C字型，所述搅拌桨叶上设有扰流孔。

上述形状的搅拌桨叶，再配合扰流孔的设计，搅拌桨叶在旋转时，扰流程度高，能够使物料上下翻腾，具有更好的搅拌效果，从而使物料充分融合。

作为优选，所述搅拌桨叶的数量为4-8叶。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的搅拌器能够实现搅拌头在搅拌过程中在竖直方向上零重力，从而实现横向（内、外磁钢转子不接触）纵向零摩擦，即可以实现干式和湿式条件下的搅拌，避免了由于轴承间的摩擦产生粉末而导致产品的污染，增强了搅拌效果，更提高了搅拌效率，增强了产品的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种立体结构示意图；

图2为本实用新型的一种正视图；

图3为图2的左视图；

图4为图3中A-A截面的剖视图；

图5为图4中B-B截面的剖视图。

附图标记为：搅拌头1、搅拌桨叶2、隔离套3、连接法兰4、驱动电机5、上分离磁极6、下分离磁极7、外磁钢转子8、内磁钢转子9、固定轴10、内轴承11、外轴承12、密封隔套13、密封垫14、电机连接轴15、内转动轴16、扰流孔17。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。

实施例1

如图1-4所示：一种非接触式零重力磁力驱动搅拌器，包括搅拌头1、搅拌桨叶2、轴承部件、隔离套3、连接法兰4、内转子部件和驱动电机5。

如图4所示，所述搅拌桨叶固定于所述搅拌头的圆周面上，所述轴承部件安装于所述隔离套顶部，所述连接法兰连接隔离套与所述驱动电机，所述内转子部件设于隔离套与连接法兰内且与驱动电机轴联接。

所述搅拌头内设有开口向下的空腔，所述空腔顶部固定有上分离磁极6，空腔底部内壁上固定有外轴承12，所述轴承部件包括固定轴10、内轴承11、下分离磁极7和密封垫14，所述固定轴固定于隔离套顶部，所述内轴承固定套设于固定轴表面，所述下分离磁极固定于固定轴的顶部，所述外轴承套轴接设于内轴承表面，所述密封垫套设于所述固定轴上且位于内轴承与隔离套之间。所述上分离磁极与下分离磁极之间不接触且两者相向面的磁极相反。所述搅拌头空腔内壁上还固定有密封隔套13，所述密封隔套位于上分离磁极与下分离磁极之间。

如图4-5所示，所述搅拌桨叶上设有外磁钢转子8。所述内转子部件包括电机连接轴15、内转动轴16和内磁钢转子9。所述电机连接轴与驱动电机轴联接，所述内转动轴固定于电机连接轴的顶部，所述内磁钢转子固定于内转动轴的圆周面上。所述外磁钢转子隔着隔离套位于所述内磁钢转子的圆周面外侧。

此外，所述搅拌头、轴承部件、内转子部件同轴。所述搅拌桨叶呈C字型，所述搅拌桨叶上设有扰流孔17。搅拌桨叶的数量为6叶。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，本实施例的搅拌桨叶的数量为4叶。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于，本实施例的搅拌桨叶的数量为8叶。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。