БАГАТОПОЗИЦІЙНИЙ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ КОМПЛЕКС ПРИВЕДЕННЯ СИСТЕМ У ТЕРМОДИНАМІЧНО РІВНОВАЖНИЙ СТАН

автор **Admin** Пн Бер 23, 2015 10:40 am

Дрючко О.Г., к.х.н, доц.; Стороженко Д.О., к.х.н, доц.;
Бунякіна Н.В., к.х.н., доц.; Іваницька І.О., к.х.н., доц.
Полтавський національний технічний університет
імені Юрія Кондратюка

Приведена розробка належить до багатоцільових лабораторних пристроїв приведення гомогенних і гетерогенних систем у стан стійкої термодинамічної рівноваги з можливістю індивідуального позиційного налаштування і контролю режиму перемішування окремого зразка.
Комплекс може бути використаний для фундаментальних наукових досліджень; у виробничих лабораторіях для проведення експрес-аналізу фазового складу вхідної сировини і готової продукції, її випробуваннях, тестуванні, оцінюванні надійності й визначенні ресурсу напрацювання; сертифікації; при встановленні функціональних зв’язків досліджуваних об’єктів тощо. Він може бути реалізований і експлуатуватися як самостійно, так і в складі функціональних комплексів та дозволяє у процесі перемішування одночасно вести високочутливі вимірювання. Перемішування в пристрої здійснюється постійними магнітами-змішувачами, що приводяться в обертальний рух електромагнітним полем змінної частоти.
Пристрій перемішування складається з касети котушок електромагнітів і багатоканального каскадного електронного блоку керування роботою позиційних систем електромагнітів окремих об’єктів. Касети вміщуються в сухо-повітряний термостат чи монтуються під немагнітним днищем рідинного термостату. Спосіб функціонування, положений в основу роботи засобу, захищений авторським свідоцтвом [1], особливості конструкції – патентами на винахід [2, 3].
Оптимальний режим перемішування підбирається індивідуально емпірично частотою й амплітудою напруги живлення електромагнітів конкретного позиційного приводу залежно від властивостей об’єкта перемішування, форми й матеріалу використаного постійного магніту-змішувача, особливостей конструкції позиційної системи електромагнітів. Пристрій може працювати безперервно й періодично, у по-каскадному, секційному способах комутації приводів та у відповідності з заданим алгоритмом керування. Якісне перемішування забезпечується надійністю й стабільністю в роботі використаних електронних засобів керування. Застосування пристрою дає можливість вирішувати широке коло завдань; його досконалість і сервісні можливості визначають вдале поєднання застосованих схемних, технічних і конструкторських рішень; різноманітність конструкцій – функціональне призначення, специфіка об’єктів дослідження.
У роботі використовуються тороїдальні й циліндричні елементи-змішувачі з магнітно-твердих інтерметалідів на основі рідкісноземельних елементів [4 – 7], що характеризуються стабільністю характеристик, високими значеннями коерцитивної сили, питомої магнітної енергії, температури Кюрі. Температурний робочий інтервал такого роду змішувачів визначається температурою розм’якчення матеріалу захисної оболонки.
При розробці подібних систем слід враховувати, що сучасний етап розвитку магнітотвердих РЗЕ-вмісних матеріалів відкриває можливості подальшого суттєвого збільшення питомої енергії магнітів. Це приводить до необхідності повного відходу від традиційних конструкцій магнітних систем (оскільки оптимальна полярна довжина такого магніту значно менша поперечних розмірів, а енергія у робочому зазорі досягає максимуму при сумірних значеннях з довжиною магніту), їх мініатюризації та відкриває шляхи застосування у новому поколінні механічних змішувачів.
Головною перевагою пристрою є те, що в ньому електронними засобами в робочому просторі позиціонування зразка, в режимі резонансу, створюється електромагнітне поле з частотою, близькою до власних значень коливань об’єкту перемішування. Це значно знижує енергетичні затрати процесу перемішування, спрощує конструкцію багатоканальної електронної схеми керування та багатопозиційної системи електромагнітів, що важливо при обслуговуванні великого числа досліджуваних об’єктів в умовах жорстких конструкційних обмежень по об’єму, габаритам; способу кріплення й монтажу; можливості доступу й спостереження за зразком; зручності в експлуатації; проведення заходів по обслуговуванню та проведення регламентних видів робіт; можливості ремонту тощо.
Запропонований лабораторний спосіб перемішування може лягти в основу створення компактних технічних засобів приведення гомогенних і гетерогенних систем у стан стійкої термодинамічної рівноваги при науковому обгрунтуванні підготовчих стадій виробництва сучасних спеціальних та функціональних матеріалів, емпіричному дослідженні впливу технологічних факторів, умов синтезу на відтворення структурочутливих характеристик цільового продукту із заданими однорідністю, властивостями.

Список використаних джерел: 1. А. с. 1797983 СССР, МКИ B 01 F 13/08. Способ перемешивания гомогенных и гетерогенных сред / А.Г. Дрючко, Д.А. Стороженко, Г.М. Лысенко. (СССР). – № 4840233/26; заявл. 02.04.90 ; опубл. 28.02.93, Бюл. № 8. 2. Пат. 75100 Україна. МПК (2012.01) G05D 7/00 Пристрій багатопозиційного електромагнітного перемішування / О.Г. Дрючко, Д.О. Стороженко, Н.В. Бунякіна, І.О. Іваницька – u 2012 04134; Заявлено 03.04.2012; Опубл. 26.11.2012, Бюл. № 22. – 4 с. 3. Пат. на винахід 107432 Україна. МПК (2015.01) G05B 1/04, G05F 7/00, G05D 11/00. Пристрій електромагнітного багатопозиційного перемішування з індивідуальним регулюванням і контролем режиму роботи / О.Г. Дрючко, Д.О. Стороженко, Н.В. Бунякіна, І.О. Іваницька – a 2013 14788; Заявлено 17.12.2013; Опубл. 25.12.2014, Бюл. № 24. – 4 с. 4. Стороженко Д.О., Дрючко О.Г., Іваницька І.О. та ін. Особливості хімічного змішування компонентів на підготовчих стадіях при синтезі оксидних РЗЕ-вмісних матеріалів. // Вестник НТУ «ХПИ». – 2010. – № 65. – С. 94 – 100. 5. Приспособление к суховоздушному термостату для непрерывного перемешивания солей в реакционных сосудах с помощью магнитных мешалок / В.Н. Коцарь, В.Г. Шевчук, Д.А. Стороженко, [та ін.] // Заводская лаборатория. – 1980. – Т. 46, № 6. – С. 568. 6. Белов К.П. Редкоземельные магнетики и их применение / Белов К.П. – М.: Наука, 1980. – 240 с. 7. Таиров Ю.М. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов / Таиров Ю.М., Цветков В.Ф.- М.: Высшая школа, 1990. – 423 с.