磁耦合传动磁力搅拌反应釜计

磁力驱动是八十年代开发的一种新型传动密封技术。磁力驱动反应釜的关键部件磁力耦合传动器是一种利用永磁材料进行耦合传动的传动装置。磁力耦合器利用磁钢透过奥氏体不锈钢仍能相互吸引的原理，制作一不锈钢密封罩体与釜体固定连接，形成静密封腔，实现对搅拌轴开孔处的密封。密封罩体内外各设一用永磁材料制作的转子，由于磁铁具有异性相吸，同性相斥的特性，内外转子通过磁力作用在轴向上和旋轴方向相互定位。当电机带动外转子旋转时，内转子则跟随同步旋转。内转子再通过联轴器带动釜内搅拌轴旋转，达到搅拌目的。磁力驱动改变了传统机械密封和填料密封的那种通过轴套或填料密封搅拌轴的动密封结构为静密封结构，釜内介质完全处于由釜体与密封罩体构成的密封腔内，彻底解决了填料密封和机械密封因动密封而造成的无法克服的泄露问题，使反应介质绝无任何泄露和污染。

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，在上述工况中所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，磁力釜(或磁力搅拌器)应运而生 。磁力釜以静密封结构取代动密封，该结构无接触传递力矩，能彻底解决机械密封与填料密封的泄漏问题，并且搅拌部件处于绝对密封状态，是石油化工、有机合成、食品加工、生物制药过程中进行硫化、氢化、氧化及发酵等反应的选择趋势。原理及结构磁力搅拌器是磁力联轴器与搅拌装置的结合，是磁力传动技术的成功应用之一。所谓磁力传动是指以现代磁学为基础，利用永磁材料之间磁力耦合作用实现无接触传递力矩的一种实用技术。磁力传动由磁力联轴器来完成。磁力搅拌器的结构主要包括马达、搅拌装置、主动磁转子、从动磁转子以及隔离套等零部件。其中马达通过传动轴将动力传递给主动磁转子，在磁力耦合的作用下从动磁转子开始转动，从而带动与从动磁转子联接在一起的搅拌装置转动，以达到搅拌的目的。 圆筒式磁力搅拌器圆筒式磁力耦合传动搅拌器是以外磁环套内磁环，并在内外磁环之间设置隔离套，三者同心安装，工作面均为圆柱面，磁体呈瓦形。该传动形式传递力矩较大，对高黏度的物料也有足够的力矩进行充分搅拌，适用于高转速场合。因此，生产用设备主要采用该形式的磁力传动搅拌器。 圆盘式磁力搅拌器圆盘式磁力耦合传动搅拌器中两磁环相向安装，工作面为互相平行的平面，磁体呈扇形。在耦合传动的两磁环之间，通常需设隔离密封罩。该传动形式可简化磁钢的几何尺寸和磁力传动装置的轴向尺寸，但传递的力矩较小，故通常只适用于实验室进行气、液相混合反应的小型反应釜等低转速场合 。实验室用磁力搅拌器目前实验室中使用的搅拌器主要有电动搅拌器和磁力搅拌器两种。实验室用磁力搅拌器主要用于加热或加热搅拌同时进行，适用于黏稠度不是很大的液体或固液混合物。使用时，先将液体放入容器中，再将搅拌子放入液体中，当底座产生磁场后，利用磁力耦合和漩涡的原理，带动搅拌子做圆周循环运动，从而达到搅拌液体的目的。虽然磁力驱动搅拌技术现已取得了很大的成果，但还有很多需要攻克的问题，如:磁场的存在会干扰周围环境 目前常规的下磁力搅拌系统在定位轴的轴瓦处开有导流槽，使罐体内液体进入轴瓦对其进行润滑及在线清洗，但是在生物反应器中罐内细胞培养液进入轴瓦后，细胞培养液中细胞会被碾碎破坏掉，无法正常完成培养 磁力搅拌器的设计目前还没有一套系统和完善的设计方法，磁路的设计、转矩的计算均建立在实验或半实验的基础上，精度有待进一步提高 磁力传动机构的进一步小型化和大型化、高温环境下设计的进一步完善、结构材料和构件的开发选择等都是需要努力的方向。因此，有必要对磁力搅拌技术做更深入的研究和探索，使其不断发展、完善并为科研和生产服务。

1.磁力搅拌器的结构：由一个包裹着耐热陶瓷的电热线铺在一层耐火绵上，中心为空心，空洞中有一个或一组装置在马达上的磁石。这个磁石的作用就是再带动投入容器中的铁氟龙磁石搅拌子在容器中旋转。这些结构会被一块铝板、铁板、陶瓷板所覆盖著。有一只旋钮用于调节磁石转速、有一只旋钮用于调节加热板温度。结构因不同厂商设计而有所异同。但主结构不变。http://blogfile.ifeng.com/uploadfiles/blog_attachment/1406/48/13425548_14030533065014.jpghttp://blogfile.ifeng.com/uploadfiles/blog_attachment/1406/48/13425548_14030533073133.jpg2. 磁力搅拌器的工作原理——库仑定律：利用磁性物质同性相斥的特性，通过不断变换基座的两端的极性来推动磁性搅拌子转动，通过磁性搅拌子的转动带动样本旋转，使样本均匀混合；通过底部温度控制板对样本加热，配合磁性搅拌子的旋转使样本均匀受热，达到指定的温度；通过加热功率调节，使升温速度可控，以适用更广阔的样本处理过程。磁力搅拌器的工作原理遵循磁的库仑定律，即两个相隔一定距离的磁体，由于磁磁场的感应效应，它们不需要任何传统机械构件，通过磁体的耦合力，就能把功率从一个磁体传递到另外一个磁体，构成一个非接触传递扭矩机构。工作时通过机电（或机电减速机）带动外部永久磁体进行转动，同时耦合驱动封闭在隔离套内的另一组永久磁体及转子作同步旋转，从而无接触、无摩擦地将外部动力传到内部转子，并通过联轴器与下轴及搅拌桨联成一体，实现搅拌的目的。釜内的压力是由耐压可靠且静止的隔离套来承受，隔离套与釜内构成一个密封腔，使釜内介质处于封闭状态，因而可实现静密封、耐高压、无泄漏的目的。资料来源：豆丁网、研必德实验室用品平台