Устройство для обработки пищевых продуктов с магнитным приводом

Устройство для обработки пищевых продуктов с магнитным приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к магнитному приводу для передачи вращательного движения от источника движущей силы в замкнутое пространство без прямой механической связи. Более конкретно оно относится к смесителям, миксерам и аналогичным приспособлениям и, в частности, к устройствам, имеющим мешалку, крыльчатку, нож или иной инструмент, смонтированный в съемной чашке или в контейнере и вращаемый с помощью электродвигателя, расположенного внутри неподвижного основания машинки.

Уровень техники

Обычные бытовые смесители и миксеры содержат крыльчатку с механическим приводом, смонтированную с обеспечением возможности вращения внутри съемной чашки смесителя. Основание чашки содержит, как правило, круглую соединительную пластину с выступами и (или) выемками, выполненными в определенном порядке на нижней ее поверхности и обеспечивающими возможность разъемного соединения при перемещении в вертикальном направлении с соответствующими элементами ответной пластины, закрепленной на валу электродвигателя, находящегося в основании машинки. Это механическое соединение между чашкой смесителя и электродвигателем смесителя требует наличия уплотнения вращательного соединения в основании чашки, расположенного между крыльчаткой и соединительной пластиной. Это уплотнение подвержено существенному износу и истиранию с течением времени, поскольку является механическим соединением. Из-за возможности утечек жидкости из чашки при выходе уплотнения из строя приходится для обеспечения надежного уплотнения увеличивать трение в уплотнении. Повышенное трение приводит к ускоренному износу, нагреванию и потерям мощности. Кроме того, обычные смесители производят много нежелательного шума, а механическое взаимоблокирующее соединение между пластинами может причинять неудобства в пользовании или вызывать трудности при выполнении операций снятия чашки с основания и установки ее обратно на место.

Многие миксеры для приготовления напитков имеют приводной электродвигатель, смонтированный в основании непосредственно под чашкой. Однако, стремясь уменьшить габаритную высоту, электродвигатель могут располагать со смещением в сторону и соединять с приводным валом при помощи ременной или шестеренчатой передачи.

В известных бытовых и общепитовских смесителях применяются обыкновенные электродвигатели переменного тока. Хотя электродвигатели переменного тока и могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивалась возможность регулирования скорости их вращения, тем не менее электродвигатель такого типа обычно получается слишком громоздким, тяжелым и недостаточно приспособленным к регулированию скорости его вращения с помощью электронных устройств, не говоря уже о торможении его с помощью таких устройств.

Хотя известными сами по себе являются также бесщеточные электродвигатели постоянного тока, однако они тем не менее не нашли применения в конструкции смесителей и смесителей-строгателей. В конструкции электродвигателей этого типа применяется сравнительно тяжелый ротор, образованный постоянными магнитами, расположенными секторами. Для смешивания массы строганного или приготовленного кубиками льда и жидкости, в особенности, в самом начале или же при «подмораживании» замороженных напитков требуется сравнительно высокий крутящий момент. Бесщеточные электродвигатели постоянного тока характеризуются низким крутящим моментом на валу по сравнению с обычными электродвигателями переменного тока. Поэтому они нашли применение в качестве источника движущей силы главным образом в таких устройствах, как вентиляторы, для которых вполне приемлем низкий крутящий момент на валу.

Коммерчески жизнеспособный смеситель-строгатель для приготовления студеных напитков должен отвечать самым разнообразным, особым и важным конструктивным критериям. Он должен быть компактным как по занимаемой им площади, так и по габаритной высоте с тем, чтобы эффективно использовалось ограниченное место в баре. В идеале, он имеет сравнительно малый вес. Прямой подход, заключающийся в размещении обычного электродвигателя непосредственно под чашкой смесителя, приводит к увеличению габаритной высоты машинки и поэтому, как правило, не применяется. Должна быть также предусмотрена регулировка скорости, обеспечиваемая в типичных случаях с помощью зубчатой передачи и электроники, что важно для удовлетворения разных требований по мощности и скорости на разных стадиях работы. Важно также обеспечить быстрое контролируемое торможение, чтобы ограничить общее время, требующееся для смешивания, избежать расплескивания приготовленной смеси и в целях безопасности. Ограничение вибрации, предотвращение перегрева или уменьшение износа до минимума, легкость технического обслуживания и долговечность тоже важны.

Известно также, чтобы крыльчатка внутри чашки смесителя может приводиться в движение магнитным или электромагнитным, а не механическим способом. Один из типов магнитного привода обеспечивает связь вращающегося постоянного магнита, находящегося снаружи чашки смесителя или иного аналогичного элемента, с другим постоянным магнитом, смонтированным с возможностью его вращения внутри чашки смесителя. Примеры такого подхода можно найти в патенте США №2459224 (Hendricks), в патенте США №2655011 (Ihle et al.) и в патенте США №5478149 (Quigg). В патенте Хендрикса (Hendricks) раскрывается мешалка, приводимая в действие магнитным способом и предназначенная для смешивания жидкостей, при этом мешалка имеет магнит, смонтированный на нижнем ее конце и внутри контейнера для жидкости. В патенте Квигга (Quigg) раскрывается электродвигатель, который приводит в движение комплект магнитов посредством шестеренчатого редуктора и вала, при этом за счет магнитной связи вращение передается другому комплекту магнитов, смонтированному на смесителе.

В патенте США №3140079 (Baermann) предусматривается применение большой вращающейся пластины, которая несет на себе ряд магнитов, расположенных по окружности с промежутком относительно друг друга, и проходит под одним из участков гораздо меньшего электропроводного диска, способного вращаться.

В патенте США №1242493 (Stringham) и в патенте США №1420773 (Stainbrook) раскрываются электрические миксеры для приготовления напитков, в которых статор электродвигателя переменного тока охватывает собой ротор, находящийся в чашке смесителя или в ее основании, взаимодействуя с ним. В патенте Стрингхема (Stringham) ротор в виде беличьего колеса лежит в плоскости обмоток статора. В патенте Стейнбрука (Stainbrook) ротор электродвигателя переменного тока смонтирован в основании чашки смесителя, а катушки статора расположены под чашкой. Для таких раздельных конструкций электродвигателя переменного тока существуют все те же проблемы в отношении крутящего момента, регулирования скорости вращения, потерь на вихревые токи и интерференцию, обусловленную электродвижущей силой, которая вообще характерна для электродвигателей переменного тока, проявляясь в данном случае с еще большей силой из-за физического разделения обмоток статора относительно ротора. Такие электродвигатели не обеспечивают возможности достаточно хорошего регулирования скорости их вращения. В них не используется связь, обеспечиваемая магнитным полем, возникающим при прохождении постоянного тока. Расположение ротора электродвигателя внутри контейнера или чашки приводит к нежелательному увеличению веса узла чашки в сборе, затрудняя пользование чашкой из-за гироскопических эффектов, если взять чашку в руки, пока ротор все еще продолжает вращаться.

Если расположить ротор бесщеточного электродвигателя постоянного тока в основании чашки смесителя, то тогда чашка станет не только тяжелой, проявляя при этом сильнейший гироскопический эффект, но также начнет «липнуть» к металлическим раковинам и прилавкам и притягивать к себе отдельные металлические предметы, к примеру, такие как столовые приборы, принадлежности оборудования бара или монеты.

Таким образом, основной целью настоящего изобретения является создание приводной системы, которая обеспечивает надежную передачу мощности, сообщая вращательное движение с регулируемой скоростью соответствующему ведомому элементу, выполненному с возможностью вращения и герметично разобщенному относительно источника движущей силы.

Другая цель настоящего изобретения заключается в создании такого привода, который автоматически срабатывает, отсоединяясь, когда нагрузка превышает заданную величину, или же когда ведомый элемент перемещают из своего рабочего положения.

Следующая цель изобретения состоит в создании магнитного привода, обеспечивающего указанные преимущества, ведомый элемент которого располагается в съемной чашке смесителя, при этом чашка смесителя легко вставляется внутрь смесителя и удаляется из смесителя, причем чашкой легко пользоваться, когда она вынута из смесителя, т.е. она, например, не проявляет сколько-нибудь существенного гироскопического эффекта или магнитного притяжения.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание малоизнашиваемого, не требующего серьезного технического обслуживания и немеханического соединения между электродвигателем и приводным элементом и, в частности, такого соединения, которое не требует больших расходов на обслуживание, связанных с содержанием современных ременных приводов, механических муфт и тормозов в исправном состоянии.

Еще одна цель настоящего изобретения связана с созданием магнитного привода для смесителя или иного аналогичного устройства, обладающего вышеуказанными преимуществами, который компактен, имеет малый вес, прост в обращении и легко поддается чистке.

Другая цель данного изобретения заключается в создании привода, рабочие характеристики которого могут быть запрограммированы и торможение которого может быть произведено быстро и надежно.

Раскрытие изобретения

В предпочтительном своем применении в качестве привода для смесителя или иного устройства для обработки пищевых продуктов настоящее изобретение предусматривает использование электродвигателя для вращения кольцевого магнита, предпочтительно узла, состоящего из двух кольцевых магнитов с осевыми полюсами, который расположен с небольшим промежутком относительно дискообразной приводной пластины, выполненной из проводящего намагничиваемого материала. Магнитный узел и приводная пластина имеют взаимно согласованные друг с другом, расположенные по окружности полюса. Магнитный узел предпочтительно имеет комплект, состоящий из четного числа полюсов постоянных магнитов, выполненных обычно в виде дисковых секций или сегментов с чередующейся полярностью. Приводная пластина предпочтительно представляет собой тонкий лист железистого материала, к примеру, такого как холоднокатаная сталь, с радиальными прорезями, которые разграничивают собой полюса и контролируют вихревые токи. Магнитный узел создает достаточно сильное поле (силовые линии), которое, несмотря на имеющийся промежуток, в типичном случае включающий в себя соответствующие воздушные зазоры, имеющие высокое магнитное сопротивление, тем не менее индуцирует намагниченность противоположной полярности на полюсах диска. Под воздействием этой индуцированной намагниченности происходит сцепление магнитного узла с приводной пластиной, которая приводится при этом в движение. Находящаяся в смесителе приводная пластина смонтирована с возможностью вращения в основании чашки смесителя и служит опорой для вала, на котором, в свою очередь, смонтирована крыльчатка. Магнитный узел и электродвигатель размещены отдельно от приводной пластины.

Применяемый электродвигатель предпочтительно представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока, обмотки статора которого создают вращающееся электромагнитное поле, взаимодействующее с ротором и создающее на нем крутящий момент, причем на роторе имеется магнитный узел, аналогичный такому же узлу, который за счет магнитных сил сцепляется с диском. Магнитное кольцо ротора предпочтительно крепится к магнитному кольцу привода посредством соединения этих магнитных колец с противоположными поверхностями круглого диска, выполненного из холоднокатаной стали. Ротор, магнитное кольцо привода и приводная пластина располагаются соосно друг другу, когда пластина и соответствующее устройство, для которого она предназначена, к примеру, такое как смесительная чашка, находятся в рабочем положении. Корпус электродвигателя и привода предпочтительно имеет плоскую верхнюю стенку, которая перекрывает собой зазор между магнитом и пластиной, аналогично плоской нижней стенке чашки смесителя. Для магнитного узла с напряженностью поля на его поверхности, равной 1400 гс, указанный промежуток применительно к смесителю предпочтительно составляет приблизительно 6 мм (0,25 дюйма). Применение сравнительно плоского бесщеточного электродвигателя постоянного тока, смонтированного под ведомым элементом, придает той части привода, где находится электродвигатель, компактную конфигурацию предпочтительно с отношением высоты к ширине всего лишь приблизительно 1:3.

Рассматривая настоящее изобретение в широком смысле как способ, следует отметить, что в нем предусматривается наличие стадий вращения магнита ротора, имеющего множество полюсов, расположенных по окружности с промежутками относительно друг друга, которое обеспечивается за счет взаимодействия полюсов с вращающимся магнитным полем. Ротор, в свою очередь, соединен со вторым магнитом привода, имеющим точно такое же число полюсов, расположенных по окружности, и механически связанным с ним, чтобы вращаться совместно с ротором. Кроме того, предложенный способ дополнительно предусматривает наличие стадий: обеспечения направленного действия магнитного поля, создаваемого магнитом привода, в осевом направлении от ротора с тем, чтобы индуцировать магнитные полюса противоположной полярности в проводящей приводной пластине, которая смонтирована с возможностью вращения; и размещения магнита привода с малым интервалом на близком расстоянии таким образом, чтобы полюса, индуцированные в пластине, соответственно следовали за движением полюсов, имеющихся во вращающемся магнитном узле, несмотря на наличие промежутка, а также на нагрузку, которая оказывает сопротивление вращению. Обеспечение направленного действия магнитного поля предусматривает соединение магнитов с тонким стальным листом на противоположных его поверхностях с образованием при этом трехслойной конструкции и последующей поляризацией кольцевых магнитов в осевом направлении.

В соответствии с еще одной отличительной особенностью настоящего изобретения привод, выполненный согласно данному изобретению, может также включать в себя соответствующую зубчатую передачу, имеющую одну или более пар шестерен, предназначенных для передачи крутящего момента от приводной пластины на ведомый элемент, например, такой как выходной вал. Указанная зубчатая передача может включать в себя одну или несколько пар шестерен, размерные соотношения и взаимное расположение которых обеспечивают уменьшение или же увеличение крутящего момента, передаваемого от приводной пластины на ведомый элемент. В предпочтительном применении узел привода и зубчатая передача используются для привода во вращение ножа приспособления для строгания льда. Указанное приспособление может быть выполнено в виде обособленного устройства, либо такое приспособление может быть конструктивно объединено в одно целое со смесителем, к примеру, таким смесителем, который является предметом настоящего изобретения, в результате чего получается автоматическая машинка, объединяющая в себе смеситель и приспособление для строгания льда и предназначенная для приготовления замороженных напитков.

Краткое описание чертежей

Указанные и другие признаки и цели настоящего изобретения станут очевидными из следующего ниже подробного его описания, с которым следует ознакомиться, одновременно рассматривая при этом прилагаемые чертежи. Одинаковые детали обозначены на прилагаемых чертежах одними и теми же номерами позиций во всех представленных на чертежах видах. Хотя прилагаемые чертежи и призваны проиллюстрировать принципы раскрываемого здесь изобретения, эти чертежи выполнены не в масштабе, и на них показаны только лишь относительные размеры.

Фиг.1 - представленный в перспективе вид комбинированной машинки, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и спроектированной согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - вертикальный разрез комбинированной машинки, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и представленной на фиг.1.

Фиг.3 - перспективное изображение чашки в разобранном виде, применяемой в смесителе, представленном на фиг.1 и 2.

Фиг.4 - деталировка вертикального разреза магнитного привода, выполненного согласно настоящему изобретению, как показано на фиг.2, и предназначенного для вращения крыльчатки, смонтированной в основании чашки смесителя.

Фиг.5 - перспективное изображение основания в разобранном виде, применяемого в комбинированной машинке, объединяющей в себе смеситель и приспособление для строгания льда и представленной на фиг.1 и 2, с показом опоры узла электродвигателя для магнитного привода, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.6 - представленное в перспективе изображение сдвоенного магнитного узла, показанного на фиг.4.

Фиг.7 - вертикальный разрез альтернативного варианта исполнения чашки смесителя, выполненной согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 - вертикальный разрез узла магнитного привода и зубчатой передачи для той части смесителя-строгателя, выполненного согласно настоящему изобретению, в которой расположено приспособление для строгания льда.

Фиг.9 - вертикальное сечение по линии F-F на фиг.8 для узла магнитного привода и зубчатой передачи, показанного на фиг.8.

Фиг.10 - вертикальный разрез альтернативного варианта исполнения электродвигателя согласно настоящему изобретению, показанного в разобранном виде.

Фиг.11 - вертикальный разрез варианта исполнения электродвигателя, показанного на фиг.10 и изображенного здесь в собранном виде.

Фиг.12 - вертикальный разрез электродвигателя, представленного на фиг.10 в разобранном виде, с показом основания электродвигателя.

Фиг.13А - вид сверху для альтернативного варианта исполнения втулки, показанной на фиг.10-12.

Фиг.13В - вертикальное сечение по линии А-А' на фиг.13А для втулки, показанной на фиг.13А.

Фиг.14 - схема варианта исполнения системы, предназначенной для регулирования скорости вращения электродвигателя согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Ниже будут приведены конкретные примеры осуществления настоящего изобретения, обеспечивающие полное понимание принципов, лежащих в основе создания раскрываемых здесь устройств, предназначенных для обработки пищевых продуктов, и магнитных приводов к этим устройствам. Один или несколько примеров для этих вариантов осуществления данного изобретения проиллюстрированы прилагаемыми чертежами. Специалистам обычной квалификации в данной области техники будет при этом понятно, что возможны различные изменения и дополнения, которые могут быть предложены в отношении устройств, предназначенных для обработки пищевых продуктов, и магнитных приводов к этим устройствам, которые рассматриваются в нижеследующем подробном описании изобретения, причем в результате таких изменений и дополнений могут быть созданы соответствующие принадлежности, а также способы, пригодные к использованию их в других применениях, и все эти изменения и дополнения могут быть сделаны, не выходя при этом за пределы объема изобретения, раскрываемого в данном описании. Например, признаки, проиллюстрированные и описанные ниже как характерные для одного варианта осуществления изобретения либо представленные на одном из приложенных чертежей, могут быть также использованы и в других вариантах осуществления настоящего изобретения либо на другом из приложенных чертежей, в результате чего получается еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Для таких изменений и дополнений предполагается, что они должны оставаться в пределах объема данного изобретения.

На фиг.1 и 2 показан пример для основного применения настоящего изобретения, а именно в смесительно-строгальной машинке 10, предназначенной для автоматического приготовления студеных напитков в барах и ресторанах. Запас льда из бункера 12 постепенно подается при помощи вращающегося комплекта лопастей 14 к ножу 16. Строганый лед спускается по желобу 18, имеющему крышку 20, вниз, попадая в чашку 22 смесителя, в которую добавляются жидкие ингредиенты, к примеру, такие как концентрат ароматизирующего вещества и (или) спиртной напиток. При вращении крыльчатки (или комплекта лопастей) 24, находящейся на дне чашки, в течение заданного периода времени приготавливается высококачественный замороженный напиток, такой, который ложится горкой при разливе и имеет однородную, не крапчатую и не водянистую консистенцию. Хотя ниже данное изобретение описывается в основном применительно к использованию его в конструкции смесительно-строгальной машинки, следует понимать, что настоящее изобретение может использоваться в широком разнообразии практических применений в тех случаях, где требуется обеспечить передачу мощности с вращающегося выходного вала источника движущей силы (например, электродвигателя) на ведомый элемент, находящийся под нагрузкой, в частности вращающийся ведомый элемент, находящийся внутри контейнера, который герметизирован относительно источника движущей силы и выполнен съемным относительно него. Настоящее изобретение может быть использовано, например, в конструкции разнообразного оборудования для обработки пищевых продуктов, к примеру, таких как бытовые смесители, миксеры для пищевых продуктов, устройства для обработки пищевых продуктов и соковыжималки.

Магнитный привод 26 крыльчатки 24 является главным объектом настоящего изобретения. Как показано на фиг.3-5, привод 26 включает в себя, в общем, круглую приводную пластину 34, смонтированную с возможностью вращения внутри основания 22а чашки 22 смесителя, и бесщеточный электродвигатель 28 постоянного тока, включающий в себя катушки 30 статора и ротор 32. Ротор, в свою очередь, включает в себя сдвоенный магнитный узел 35, предпочтительно образуемый кольцевым магнитом 36 ротора, кольцевым магнитом 38 привода и диском 40, выполненным из намагничивающегося материала, предпочтительно из холоднокатаной стали, и вставленным между магнитами 36 и 38.

Каждый из кольцевых магнитов 36 и 38 имеет множество расположенных по окружности и ориентированных в осевом направлении полюсов 42, показанных на фиг.6 в количестве восьми штук. Примыкающие друг к другу по бокам соответствующие сегменты имеют противоположную полярность. Хотя предпочтительным и является количество в восемь полюсов, может быть применено любое четное их количество. Предпочтительно каждый полюс 42 образуется в соответствующей постоянной магнитной зоне 44, имеющей, в общем, форму дисковой секции, причем из таких секций составляется сплошное кольцо, материал которого обладает сильными магнитными свойствами, к примеру, это могут быть керамические магниты, продаваемые фирмой «Хитачи Корпорэйшн». Магнитные зоны 44 каждого магнита 36 и 38 могут быть выполнены также в виде отдельных деталей, сцепленных или же каким-либо иным механическим способом соединенных друг с другом с образованием при этом соответствующего кольцевого узла с плоскими торцевыми поверхностями и, в общем, с цилиндрической наружной стенкой. Пластмассовая втулка 43 с радиально направленными опорными стенками 43а заполняет собой центр магнитов 36, 38, облегчая монтаж указанных узлов на центральном валу. Северный полюс магнитной зоны 44 примыкает к южному полюсу магнитной зоны 44. Узлы 36 и 38 затем крепятся к диску 40 предпочтительно таким образом, чтобы каждая постоянная магнитная зона 44 одного такого узла соответствовала такой же магнитной зоне другого такого узла, но имеющей противоположную полярность, во избежание возникновения отталкивающей магнитной силы между магнитами 36 и 38. Пластмассовый слой 48 покрытия способствует закреплению трехслойной структуры каждого такого узла. Благодаря такой конфигурации магнитного узла с ориентированными в осевом направлении зонами 44 магнитных полюсов и наличию соответствующего пути возврата, обладающего низким магнитным сопротивлением и представляющего собой стальной диск 40, для всех магнитных зон 44 обеспечиваются как направленность магнитного поля (силовых линий магнитного потока), создаваемого магнитом 36 ротора, вдоль его осевой линии (как показано на чертеже - в нижнем направлении) к катушкам 30 статора, так и направленность магнитного поля, создаваемого магнитом 38 привода, тоже вдоль осевой линии (как показано на чертеже - в верхнем направлении) к пластине 34, находящейся в основании 22а чашки. Под воздействием напряженности магнитного поля, создаваемого магнитом 38 привода и направленного по осевой линии, происходит индуцирование магнитных полей противоположной полярности в соответствующих полюсах 24а, образующихся в приводной пластине 34, несмотря на наличие промежутка 46, хотя это и весьма малый промежуток, имеющийся между, в общем, плоской верхней поверхностью 38а магнитного узла и, в общем, плоской нижней поверхностью 34b пластины 34.

В предпочтительном своем исполнении, проиллюстрированном прилагаемыми чертежами, где показан смеситель-строгатель (используемый для смешивания ингредиентов при приготовлении 80 жидких унций замороженного напитка), постоянный магнит 36 обеспечивает напряженность магнитного поля, составляющую на его поверхности приблизительно 1400 гс, при этом промежуток 46, замеряемый в осевом направлении, составляет приблизительно 6 мм (0,25 дюйма). Этот промежуток складывается, как показано на фиг.4, не только из четырех слоев 48, 50а, 52, 22b, которые в типичном случае выполняются из пластмассы, но и включает в себя также воздушные зазоры 54 и 56. Слои 48 и 52 представляют собой тонкие плоские пластмассовые покрытия, наносимые посредством формовки соответственно поверх магнитного узла 35 и приводной пластины 34. Слой 50а представляет собой соответствующую часть плоской верхней стенки основания 50 смесителя-строгателя 10. Слой 22b представляет собой плоскую нижнюю стенку основания 22а чашки.

Воздушный зазор 54 представляет собой небольшой просвет между формованным верхним покрытием 48 ротора и стенкой 50а. Зазор 56 представляет собой небольшой просвет между стенкой 22b и формованным верхним покрытием 52 приводной пластины. Специалистам в данной области техники будет легко понять, что этот промежуток является существенным источником магнитного сопротивления, возникающего в магнитной цепи между кольцевым магнитом 38 привода и пластиной 34. Выполненные в виде постоянных магнитов соответствующие роторы, применяемые в конструкции известных бесщеточных электродвигателей постоянного тока, например, в электродвигателях с диском диметром 5 дюймов, которые продаются компанией с ограниченной ответственностью «Интегрэйтед Моушн Контроулз», г. Торрингтон, штат Коннектикут, США под номером модели 50 и имеют примерно сопоставимые размеры, конструкцию и напряженность создаваемого магнитного поля по сравнению с соответствующими параметрами магнита 38, не способны обеспечить достаточно сильную связь с пластиной 34 через промежуток 46 для того, чтобы обеспечить вращение диска, приводящего в действие смеситель-строгатель.

Как показано, в частности, на фиг.4 и 5, электродвигатель 28 монтируется внутри основания 50 на винтах 60, которые пропущены сквозь стальную крышку 62 электродвигателя и заднюю опору 64 статора и ввернуты в резьбовые гнезда 66, выполненные в опорной стенке 50b основания, предназначенной для крепления к ней электродвигателя. Задняя опора статора 64 имеет центральное отверстие, куда вставляется подшипниковый узел 68, в котором вращается вал 70 электродвигателя. При помощи соответствующих винтов (не показаны), пропущенных сквозь отверстия 54а в задней опоре статора и вворачиваемых в переднюю опору 72 статора, обеспечивается крепление этой опоры таким образом, чтобы она зажимала собой кольцо 74, выполненное из соответствующего сорта стали, заложенное при сборке впритык к катушкам 30. Передняя опора 72 статора имеет такую периферийную поверхность 72а, которая выполнена наклонной и имеет соответствующие прорези под обмотки 30 статора, как это предусмотрено в конструкции вышеупомянутого электродвигателя модели 50. (Те части обмоток, которые располагаются в этих пазах, для ясности на чертежах не показаны.) Эти обмотки являются трехфазными, и при питании их от обычной цепи, предназначенной для подачи тока в бесщеточные электродвигатели постоянного тока, обеспечивают получение вращающегося электромагнитного поля. Опоры основания и статора предпочтительно выполняются из высокопрочной пластмассы, поддающейся формовке, причем толщина стенок этих опор выбирается таким образом, чтобы обеспечивать возможность жесткого крепления электродвигателя 28.

Сдвоенный магнитный узел 35 с валом 70, закрепленным в его центре, вставляется со скольжением в подшипник 68 (фиг.4). Узел 35 вращается в подшипнике 68 с обеспечением при этом соответствующего зазора со всех сторон узла 35. Как уже было отмечено здесь выше, многополюсное магнитное поле постоянного тока, создаваемое в основном нижним (как показано на чертеже) магнитом 36 ротора, направлено главным образом вниз и взаимодействует с вращающимся электромагнитным полем, создаваемым катушками 30 статора, когда они находятся под напряжением. Вращение этого электромагнитного поля приводит в результате соответствующего взаимодействия его с магнитным узлом ротора к возникновению крутящего момента, под воздействием которого происходит вращение ротора с соответствующей скоростью вращения. Диск 40, находящийся между магнитами 36 и 38, передает этот крутящий момент на магнит 38 привода, установленный на пластине. В качестве меры предосторожности, предотвращающей возгорание в случае перегрева катушек 30, предусматривается применение кольцеобразного защитного кожуха 76, нижний фланец 76а которого входит в воздушный зазор между наружной кромкой узла 35 и, в общем, цилиндрической внутренней боковой стенкой задней опоры 64 статора, перекрывая при этом, по существу, полностью этот зазор (оставляя свободным только лишь очень маленький просвет во избежание образования фрикционного контакта с магнитным узлом 35). Защитный кожух заполняет собой указанный зазор в достаточной мере для того, чтобы воспрепятствовать притоку туда воздуха, который в противном случае являлся бы источником кислорода, подпитывающим огонь.

Магнитный узел 35 диаметром пять дюймов весит приблизительно три фунта (предпочтительно 1,5 ка). При типичных рабочих скоростях, варьирующихся в пределах от 4000 до 10000 об/мин, этот узел может развивать значительные усилия, воздействующие на крепежные конструкции; в частности, при быстром изменении величины этих сил могут возникать вибрации. Крепежные конструкции выполняются достаточно жесткими благодаря соответствующему подбору материалов, применяемых при их изготовлении, правильному определению нужных размеров этих конструкций, а также соответствующей проработке всей крепежной конструкции в целом, например, может предусматриваться применение соответствующих средств, укрепляющих стенки, таких как наружные ребра жесткости, что позволяет обеспечить достаточно высокое сопротивление этих конструкций воздействию различных сил и крутящих моментов, возникающих в процессе нормальной эксплуатации, и тем самым не допустить появления вибраций, которые в противном случае приводили бы к расшатыванию креплений, повышенному износу и, в конечном итоге, к разрушению электродвигателя.

Действительное положение ротора отслеживается с помощью трех обычных датчиков эффекта Холла, смонтированных известным способом на корпусе электродвигателя либо на основании 50. Сигналы от этих датчиков, указывающие положение ротора, подаются на вход известного электронного контрольно-управляющего контура, обеспечивающего подачу питания в обмотки 30 трехфазного статора, благодаря чему осуществляется: (а) получение пускового крутящего момента; (б) постепенное повышение скорости вращения ротора до момента выхода на избранную рабочую скорость; (в) поддерживание вращательного движения на этой избранной скорости под нагрузкой; а затем (г) быстрое и надежное торможение. Таким образом, весь рабочий процесс электродвигателя находится под контролем соответствующего электронного устройства и может быть соответственно запрограммирован. Торможение электродвигателя осуществляется также с помощью соответствующих электронных средств регулирования, при этом токи, наводимые в обмотках 30 во время торможения, рассеиваются с помощью крупноразмерных резисторов или полевых транзисторов, смонтированных на радиаторах.

Как показано на фиг.2-4, и в особенности на фиг.3 и 4, проводящая приводная пластина 34 крепится без обеспечения возможности ее вращения на нижнем конце вала 78, который вращается вместе с ней в игольчатых подшипниках двух парных подшипниковых узлов 80, образующих комплект. Предусматривается применение соответствующей охватывающей латунной втулки 82, которая устанавливается на прессовой посадке в центральном отверстии 22с с цилиндрической стенкой, выполненном в пластмассовом основании 22а, и предназначена для удерживания подшипниковых узлов 80 на месте. На дне чашки имеется втулка 82, в которой рассверлено отверстие увеличенного диаметра, куда вставляется и где закрепляется вращающееся уплотнение 84, выполненное из соответствующего эластомерного материала, например из износостойкой резины. На этом уплотнении имеется три обращенных внутрь козырька 84а, расположенных с промежутком относительно друг друга, внутренние кромки каждого из которых вводятся в контакт с валом 78, образуя с ним низкофрикционное подвижное или скользящее уплотнение. Уплотнение 84 обеспечивает удерживание жидкости в чашке 22, несмотря на наличие вращающегося вала, проникающего внутрь чашки сквозь ее нижнюю стенку. Самый нижний козырек 84а вводится в контакт с валом 78 таким образом, что он входит при этом внутрь кольцевой канавки вала, которая фиксирует этот козырек в определенном положении и придает ему устойчивость. Глубокая кольцевая канавка 84b, выполненная на нижней торцевой поверхности уплотнения, позволяет козырькам уплотнения упруго изгибаться, хотя и в сравнительно небольших пределах, плотно прижимаясь при этом к валу. Сверху уплотнения предусматривается наворачивать колпачковую гайку 86 на верхний конец вала 78, закрепляя тем самым лопасти 24, зажимаемые между тремя шайбами 88а, 88b и 88с.

Приводная пластина 34 представляет собой основную часть узла приводной пластины, который включает в себя также множество вертикальных, радиально расположенных ребер жесткости 90, отцентрированных по углу своего расположения относительно каждого полюса 34а (фиг.3). Эти ребра 90 и центральная втулка 91, которая окружает собой вал 78, предпочтительно формуются всплошную с нижним слоем 52. Пластина 34 предпочтительно формируется из тонкого листа железистого материала, к примеру, такого, каковым является холоднокатаная сталь, причем толщина этого листа может составлять, например, 0,058 дюйма, и в нем выполняется множество открытых радиальных прорезей 92, которые разграничивают полюса 34а между собой. Кроме того, прорези 92 также препятствуют возникновению вихревых токов, наводимых в пластине под воздействием вращающегося магнитного поля, создаваемого узлом магнита 38 привода. Поскольку пластина 34 является довольно тонкой и имеет прорези, она может соответственно подвергаться деформации, когда на нее оказывает свое воздействие весьма существенная притягивающая магнитная сила, создаваемая узлом 38 магнита привода пластины, причем