Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Б Х 7 ЫЫЛЧ Ф 2 яу гг Х 2 га Ф 2, УХ 7 У 2 Р 72 22 ФУО 72 Фиг 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт горного дела АН Казахской ССР(54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с жидкостным охлаждением, содержащий корпус, ярмо, полюса и катуш,801081746 ки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорным и сливным коллекторами, .отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, каждая катушка разбита на ряд концентрических секций с кольцевыми зазорами между секциями, секции размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов, причем зазоры заполнены диэлектрическим теплоносителем, например трансформаторным маслом,1Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электромагнитным машинам возвратно-поступательногодвижения, например молоткам.Известен электромагнитный двигательвозвратно-поступательного движения, содержащий ярмо и корпус, между поверхностями которых имеется кольцевая полость - подводящий коллектор, секции катушек прямого и обратного хода с выполненными в них кольцевыми каналами дляпрохождения теплоносителя, полюса с отверстиями, камеры, заполненные теплоносителем, направляющую трубу, обратные клапаны 11,Однако обмотки катушек размещены вкамерах без зазора по отношению к поверхностям камер, поэтому при работе двигателя теплоноситель циркулирует только черезкольцевые каналы, выполненные в обмотках,отверстия в полюсах и полости с торцевыхсторон двигателя. При этом теплообменчасти обмоток катушек в камерах, соприкасающихся с поверхностями ярма и полюсов, происходит за счет теплопроводности, а теплообмен витков катушек, омываемых теплоносителем, циркулирующим черезкольцевые каналы в обмотках - за счеттеплоотдачи. В этом случае наблюдаетсянеравномерный нагрев различных участков обмоток электродвигателя.Наиболее близким к изобретению является электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения с жидкост.ным охлаждением, содержащий корпус,ярмо, полюса и катушки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорными сливным коллекторами, Охлаждение обмоток секций катушек производится жидкостью, циркулирующей через кольцевыеполости 21.Однако такое охлаждение обмоток секций катушек также недостаточно эффективно, что приводит к ненадежной работе электродвигателя.Целью изобретения является улучшениеохлаждения электродвигателя.Указанная цель достигается тем, что вэлектромагнитном двигателе возвратнопоступательного движения с жидкостнымохлаждением, содержащем корпус, ярмо,полюса и катушки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованиеммежду соседними каркасами кольцевыхполостей для циркуляции охлаждающейжидкости, сообщающихся с напорным исливным коллекторами, каждая катушкаразбита на ряд концентрических секций скольцевыми зазорами между секциями,секции размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и ярма, причем зазоры заполнены диэлектрическим теплоносителем, например трансформаторным маслом.Предлагаемое решение обеспечивает 5 взаимное перемещение в кольцевых каркасах нагретых в центральной части масс теплоносителя (трансформаторное масло) с холодными массами, соприкасающимися с поверхностями ярма и кольцевых карка сов. Перемешивание происходит из-за разницы в плотностях нагретых и холодных масс теплоносителя.На фиг. 1 показан электромагнитныйдвигатель с возвратно-поступательным движением, продольный разрез; на фиг. 2 - 15 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезБ-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.Электромагнитный двигатель содержиткорпус 1 с выполненными в его теле каналами 2 и 3 и подводящим патрубком 4, ярмо 5, установленное в полости корпуса 1 с радиальными каналами 6-9, продольными каналами 10 и 11 и отверстиями 12 - 14.В ярме 5 последовательно вдоль осиразмещены кольцевые каркасы 15 - 18 с 25 фланцами, в которых выпОлнены отверстия19 - 26, Между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ярма 5 образована кольцевая полость - подводящий коллектор 27. Кольцевые каркасы 15 - 18 плотно контактиру- ЗО ют с внутренней цилиндрической поверхностью ярма 5 и образуют кольцевые камеры 28-31, в которых размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и ярма обмотки секции катушек 32 и 33 прямогохода и обмотки секции катушек 34 и 35 обратного хода. Обмотки катушек 32 - 35 разбиты на концентрические секции с зазорами 36-39 между секциями.Камеры 28 - 31 радиальными каналами 6 - 9 в ярме 5 и каналами 2 и 3 в теле кор О пуса 1 сообщены с атмосферой через обратные клапаны 40 и 41, которые установлены на корпусе 1.Зазоры 36 - 39 между концентрическимисекциями обмоток обеспечиваются прокладками из изоляционных материалов, напри мер дерева, а зазоры обмоток относительноповерхностей кольцевых каркасов 15 - 18 - посредством прокладки из диамагнитного материала, например нержавеющей стали.фланцы кольцевых каркасов 15 - 18образуют кольцевые полости 42 - 45,Двигатель также содержит полюсы 46 -49, направляющую трубу 50, на наружной поверхности которой имеются продольные выступы 51 с кольцевыми проточками 52.Наружная поверхность трубы 50 с внутренней цилиндрической поверхностью кольцевых каркасов 15 - 18 образуют полость - отводящий коллектор 53, который сообщается с каналом 54 в полюсе 46.3фланцы полюса 48, в которых выполнены отверстия 55 и 56 с полюсом 47 образуют кольцевую полость 57. Кольцевые полости 42 - 45, а также полость 57 с одной стороны сообщены с подводящим коллектором 27, с другой стороны - с отводящим коллектором 53.Кольцевые каркасы 15-18 и направляющая труба 50 выполнены из диамагнитного материала.При работе двигателя охлаждающая жидкость постоянно поступает через патрубок 4 в подводящий коллектор 27 и далее через продольные каналы 10 и 11 в ярме 5, отверстия 19 и 25 на фланцах кольцевых каркасов 15 и 18 в кольцевые полости 42 и 45. Одновременно охлаждающая жидкость из коллектора 27 через отверстия 12 - 14 в ярме 5, отверстия 21 и 23 на фланцах кольцевых каркасов 16 и 17 и отверстия 55 в полюсе 48 поступает в кольцевые полости 43, 44 и 57, Из полостей 42, 43, 57, 44 и 45 охлаждающая жидкость через отверстия 20,22,56,24 и 26 выходит в отводящий коллектор 53 и далее через канал 54 в полюсе 46 попадает в дренаж.Сечение канала 54 в полюсе 46 и сечение подводящего патрубка 4 подобраны так, чтобы расход охлаждающей жидкости через канал 54 был меньше, чем через патрубок 4, вследствие чего охлаждающая жидкость, постоянно циркулирующая, полностью омывает поверхность ярма 5 и кольцевых каркасов 15 - 18 со стороны подводящего коллектора 27, кольцевых полостей 42,43,57,44, 45 и отводящего коллектора 53. Питание катушек двигателя при его работе осуществляется импульсами тока, которые поочередно подаются в обмотки электромагнитов. При этом наибольшее количество потребляемой из сети энергии расходуется на тепловые потери в элементах электромагнитов и особенно на тепловые потери в обмотках катушек.Пусть импульс тока подается в обмотки секции катушек 34 и 35 обратного хода, При нагреве обмоток секции катушек 34 .и 35, в которых. выполнены зазоры 38 и 39, размещенных в камерах 30 и 31 с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов 17 и 18 и поверхности ярма 5, теплоноситель - трансформаторное масло, которым заполнено свободное пространство 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4камер 30 и 31, перемешивается из-за разных плотностей нагретых масс в централь. ной части обмоток и холодных масс, соприкасающихся с поверхностями ярма 5 и кольцевых каркасов 17 и 18. При этом поверхности ярма 5 и кольцевых каркасов 17 и 18 со стороны подводящего коллектора 27, кольцевых полостей 57, 44 и 45 и отв 0 дящего коллектора 53 омываются постоянно циркулирующей жидкостью. Следовательно, интенсивное перемешивание нагретой в центральной части обмоток катушки массы масла с уже холодными массами около поверхностей ярма и кольцевых каркасов улучшает передачу тепла от нагретых обмоток через стенку охлаждающей жидкости (воде), Теплообмен происходит путем теплопередачи.Коэффициент теплоотдачи при конвекционном (перемешивающемся) теплообмене минерального (трансформаторного) масла в 15-20 раз больше, чем у воздуха. Поэтому масло, которым заполнено свободное пространство камер 30 и 31, облегчает условия охлаждения обмоток секции катушек 34 и 35 благодаря выполненным в них зазорам 38 и 39 и размещению их с зазором по отношению к поверхностям ярма и кольцевых каркасов, Кроме того, масло повышает электрическую прочность изоляционных материалов обмоток катушек.Для предохранения масла от окисления при его соприкосновении с воздухом, а также при возможном объемном расширении масла в камерах 30 и 31 (28 и.29) при изменениях нагрузки предусмотрен обратный клапан 41 (40), сообщающий камеры 30 и 31 (28 и 29) через канал 3(2) и радиальные каналы 8 и 9 (6 и 7) с атмосферой,.Так же происходит охлаждение обмоток секций катушек 32 и 33 прямого хода при подаче на них импульса тока,Таким образом, заполнение свободного пространства кольцевых каркасов теплоносителем, размещение обмоток секций катушек в них с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и поверхности ярма и разбиение обмоток катушек на ряд концентрических секций с зазорами между секциями улучшает условия охлаждения увеличивает электрическую прочность изоляционных материалов, увеличивает мощность электродвигателя.1081746 А - А Фиг ьАес оино Редактор О.Заказ 156/4 липеик вецк НИ 1130 лиал Составител я Техред И. Вер Тираж 667 ПИ Государственного о делам изобретениИ Москва, Ж - 35, Рауш ПП Патент, г. Ужгорорректор Л.однисноеСССРйд. 4/5роектная, 4 комитетаоткрыт ская наб д,ул. П