Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

союз совгтскиСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 2 К 9/19, 33/1 Т БР К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ роительно-доя к, электромаши у и горному делу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ . КНТ СССР ОПИСАНИЕ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1081746, кл. Н 02 К 33/12, 1980.Авторское свидетельство СССРМ 1169084, кл. Н 02 К 9/19, 1984,(57) Изобретение относитсностроению. строительств Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электромагнитным машинам возвратно-поступательного движения, и может быть использовано в строительстве, горном деле в качестве машин ударного действия, насосов и т.п.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем улучшения охлаждения;На фиг,1 изображен электромагнитный двигатель. продольный разрез; на фиг,2 - вид по стрелке А на фиг.1.Двигатель содержит ярмо 1, полюса 2, 3, 4, катушки 5, б, разбитые на ряд концентрических секций, секции, разбитые в продольном направлении с зазорами между ними, и якорь 7, в котором выполнен продольный канал 8, Якорь 7 жестко соединен со штоком поршня 9. Поршень 9 делит полость цилиндра 10 на камеры 11 и 12. Якорь в частности к устройствам ударного действия, насосам и т,п. Цель изобретения повышение эксплуатационной надежности путем улучшения охлаждения, Двигатель снабжен теплоотводящими элементами 20 и тепловой трубой 15, Якорь 7 размещен в направляющей втулке 13 и жестко связан со штоком поршня 9. В якоре выполнен канал 8. При возвратно-поступательном движении якоря 7 воздух из задней камеры 12 поступает через канал 21 в коллектор 19 и канал 8. Теплоотводящие элементы 20 размещены в зазорах между секциями катушек 6, 5 и соединень 1 с тепловой трубой, 2 з.п. флы,2 ил,7 размещен в направляющей втулке 13. В. штоке поршня 9 выполнены отверстия 14, сообщенные с каналом 8 якоря 7. Катушки 5, б. ярмо 1, полюса 2, 3, 4 охватываются тепловой трубой 15, выполненной в виде кожуха, который имеет двойную стенку со своей боковой поверхности. Между стенками образована герметичная;. кольцевая полость 16, в которой соз 4 ан вакуум и которая е 1 частично заполнена жидким теплоносите- СЬ лем, например дистиллированной водой. На наружной боковой поверхности тепловой трубы 15 сделаны теплоотводящие ребра17, в каждом из которых выполнен продольный канал 18, соединенный с кольцевой полостью-коллектором 19.В осевых зазорах между секциями катушек 5, 6. разбитых в продольном направлении, размещены теплоотводящие элементы 20, выполненные в виде дисков, которые понаружной боковой поверхности жесткосвя- ней части полости 16. Поскольку скрытая заны(например, пайкой) с внутренней боко- теплота парообразования жидкого теплоновой стенкой тепловой трубы 15. Свободное сителя дистиллированной воды) в полости пространство внутри кожуха тепловой тру достаточно велика, то даже при очень бы 15, кольцевые зазоры между секциями 5 малой разности температур между стенка- катушек 5, 6, между внутренней поверхно- ми кольцевой полости 16 тепловой трубы 15 стью кожуха и поверхностями катушек 5,. 6 эта тепловая труба передает значительное и ярма 1, а также зазоры между элементами количество теплоты, Жидким теплоноситемагнитопровода ярмо, полюса) и катушка- лем является вода, и теплопроводность труми, заполненыдиэлектрическиетеплоноси бы в 100 раз больше теплопроводности телем, например кварцевым песком, меди. При этом не накладывается никаких Коллектор 19 и камера 11 цилиндра 10 сооб- ограничений на положение продольнойоси щены с камерой 12 цилиндра 10 посредст- электромагнитного двигателя. что позволявом канала 21. Продольный канал 8 якоря 7 ет тепловой трубе осуществить теплоотвод сообщен с атмосферой посредством отвер при любой ориентации двигателя, Поэтому стия 22, которое выполнено в корпусе 23 тепловая труба 15, выполненная в виде коинструмента 24, жуха, охватывающего снаружи катушки иПитание катушек 5, 6 при работе дви- магнитопровод двигателя и имеющего с богателя осуществляется импульсами тока, ковойповерхностьюдвойнуюстенку,достакоторые поочередно подаются в обмотки 20 точно эффективно отводит тепловой поток электромагнитного двигателя. При этом от катушки 6 и магнитопровода,наибольшая часть потребляемой из сети При движении влево по фиг,1, т.е. на энергии расходуется на тепловые потери в обратный ход якоря 7, жестко связанный с элементах магнитопровода: в ярме 1, по- ним поршень 9 также перемещается влево, люсах 2, 3, 4, якоре 7 и обмотках катушек 25 При этом воздух из камеры 12 поступает по 5, 6, каналу 21 в коллектор 19 и камеру 11 цилинПусть свободное пространство полости дра 10, Из коллектора 19 воздух проходит кожуха тепловой трубы 15 заполнено диэ- через продольные каналы 18 ребер 17 и лектрическим теплоносителем (кварцевым выходит в атмосферу, Такое охлаждение репеском), кольцевая полость 16 частично эа бер 17 прокачиванием воздуха через прополнена жидким теплоносителем (дистил- дальные каналы 18 позволяет эффективно лированной водой) и якорь 7 находится в рассеивать с этих ребер, а значит рассеиположении, показанном на фиг.1, Пусть им- вать отводить) тепло с внешней стенки теппульс тока подается в обмотки секции ка- ловой трубы 15. Интенсивный отвод тепла с тушки 6 обратного хода и якорь 7 под 35 внешней стенки полости 16 трубы 15, как действием электромагнитной силы совер- было указано выше, обеспечивает эффекшает движение на обратный ход. При нагре- тивную конденсацию паров на внутренней ве обмоток секции катушки 6 тепловые. поверхности этой стенки, а значит эффекпотери в этих секциях посредством тепло- тивный теплоотвод трубой 15 теплового попроводности через слой изоляции отводят тока, выделяемого с катушек и ся на теплоотводящие элементы 20, магнитопровода. Кроме того, воздух из какоторые передают тепловой поток внутрен- меры 11 проходит через отверстия 14 в штоней стенке тепловой трубы 15, При нагреве ке поршня 9, канал 8 якоря 7, а также через внутренней стенки трубы 15 происходит ис- зазоры между якорем 7 и направляющей парение жидкого теплоносителя в герметич втулкой 13, размещенной в катушках 5, 6, и ной кольцевой полости 16, Образующийся отверстие 22 корпуса 23 в атмосферу, Такое при этом пар испаряющегося жидкого теп- движение воздуха через канал 8 и зазоры лоносителя соприкасается со свободной по- путем конвекционного теплообмена позвоверхностью внешней стенки трубы 15. С ляет интенсивно отводить тепло с якоря 7, наружной поверхности:этой стенки выпол Это повышает надежность работы двигатенены теплоотводящие ребра 17, повышающие ля, Так происходит в течение движения якоэффективность теплоотдачи в окружаюцую ря 1 на обратный ход, В момент достижения среду, поэтому температура стенки трубы своего крайнего левого положения, т.е. по сравнительно ниже, чем температура ложения магнитного равновесия якоря 7 по- внутренней стенки, Вследствие этого на 55 дается импульс тока на обмотку катушки 5, свободной поверхности внешней стенки Якорь 7 и поршень 9 перемещаются на прятрубы 15 пар, образовавшийся от испаре- мой ход, т.е. вправо, При этом происходит ния жидкого теплоносителя в полости 16, выделение тепла в секциях катушки 5 и магконденсируется, Конденсат под действием нитопроводе. Эти тепловые потери путем гравитационных сил возвращается к ниж- теплопроводности через слой изоляции от1713026 О /б 1 1,У /877 1 б / / / / / / / водятся на теплоотводящие элементы 20, которые передают тепловой поток внутренней стенке тепловой трубы 15. которая, как описано выше, эффективно отводит тепло в окружающую среду. 5При движении якоря 7 и поршня 9 вправо по фиг.1 в камере 12 цилиндра 10 создается разряжение, поэтому воздух из окружающей среды через каналы 18 ребер 17, коллектор 19, а также отверстие 22 кор пуса 23, канал 8 якоря 7 и зазоры между якорем 7 и направляющей втулкой, размещенной в катушках 5. 6, отверстия 14 в штоке поршня 9 и далее через канал 21 поступает в камеру 12 цилиндра 10. Такое 15 движение воздуха через ребра 17 и якорь 7 путем конвекционного теплообмена интенсивно отводит тепло с них.Таким образом, внешняя стенка полости 16 посредством ребер 17, а также якорь 20 7 как при обратном ходе, так и при прямом ходе последнего охлаждаются воздухом, Охлаждение ребер 17 позволяет эффективно функционировать тепловой трубе 15, а значит эффективно отводить тепло с кату шек 5, 6, ярма 1 и полюсов 2, 3, 4. Постоянное охлаждение якоря 7 снижает его теплонапряженность. Все это повышает надежность двигателя и улучшает охлаждение якоря, 30 Формула изобретения1, Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, имею 35 щий катушки прямого и обратного хода, разделенные на ряд концентрических секций с зазорами между ними, якорь жестко связанный со штоком поршня, разделяющий полость цилиндра на камеры, каналы охлаждения на периферии и коллектор с хладагентом, сообщающийся с камерой цилиндра за поршнем и с указанными каналами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем улучшения охлаждения, он снабжен тепловой трубой; выполненной в виде кожуха с двойной стенкой, охватывающего катушки, в которых секции с зазорами расположены в продольном направлении, на наружной боковой стенке тепловой трубы продольно оси расположены теплоотводящие ребра с продольными каналами в каждом, сообщающимися с коллектором, а в зазорах между секциями размещены теплоотводящие диски, жестко связанные с внутренней боковой стенкой тепловой трубы, и якорь имеет продольный канал, сообщающийся с одной стороны с атмосферой, а с другой с отверстиями, выполненными в штоке поршня.2. Двигатель по п,1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что свободное пространство полости кожуха тепловой трубы заполнено диэлектрическим теплоносителем.3. Двигатель по и. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что тепловая труба, теплоотводящие элементы и шток поршня выполнены из диамагнитного материала.1713026 Заказ 540 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 Составитель Л,КарцеваРедактор В,Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец