Индуктор магнитного держателя

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК В 2303/15 АВТО РС ВИДЕТЕЛ ЬСТ(56) Авторское свидМ 4468024/08, кл. М 2 литех о, А.НХлебце ческий институт Абраменко, А,С. ч, В.А, Варавин во СССР/15, 1988.ОГО ДЕРЖАТ тельс 230 4) ИНДУКТОР МАГНИТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: машиностроение, для закрепления деталей. Сущность изобретения; индуктор содержит корпус с установленным на его основании 2 основным электромагнитом и криогенную камеру 6 с расположенной в ней сверхпроводящей высокотемпературной короткозамкнутой одновитковой обмоткой 9. Основной электромагнит состоит из сердечника 4 и катушки 5, А криогенная камера установлена коаксиально сердечнику и заполнена ох.Ы 178773 ладителем. Корпус индуктора установлен внутри вакуумной камеры 16, а между ними расположена тепловая изоляция, Вокруг сердечника основного электромагнита установлены дополнительные электромагниты 12 таким образом, что их продольные оси параллельны продольной оси основного электромагнита, Днище криогенной камеры выполнено в виде якорей дополнительных электромагнитов, а ее боковые стенки выполнены из упругого гофрированного материала: Для перевода обмотки 9 в сверхпроводящее состояние отключают дополнительные электромагниты 12, При этом стенки криогенной камеры за счет своей упругости сжимаются и обмотки погружаются в охладитель. В криогенной камеренад Я обмоткой 9 установлены нагревательные элементы 11, Для ускорения процесса перехода обмотки 9 из сверхпроводящего в нормальное состояние на нагревательные элементы подают тепловой импульс. 1 з,йф- Г лы,2 ил,Изобретечие относится к электротехнике, а именно к электромагнитным устройст- вам.Известен магнитный держатель, включающий корпус силового блока, сердечник, катушку, полюсные наконечники, немагнитные проставки, В процессе работы плиты с одним силовым блоком отключаются шунтированием рабочего магнитного потока в основании, илив адаптереесли он уходит в плиту,НедостатоК магйитйогб держателя в том, что при его эксплуатации для отрыва изделия необходимо затрачивать определенные усилия, так как тэм не предусмотрена возможность уменьшения остаточного магнетизма.Известен электромагнитный держатель, содержащий корпус силового блока, основание и закрепленные на нем рядами сердечника с катушками со смешенными стыками.Недостаток магнитного держателя заключается в необходимости системы постоянного токоподводэ, что приводит к значительным эксплуатационным энерго-затратам и возможности возникновения опасности при аварийном отключении электроэнергии в процессе эксплуатации. Прототипом является конструкция магнитного держателя, содержащего корпус,на основании которого закреплен основнойэлектромагнит, имеющий .сердечнйки с катушками, коаксиэльно которым установлены криогенные камеры, заполненныеохладителем, в которых расположены короткозамкнутые одновитковые обмотки,выполненные из сверхпроводящего материала,Недостатком индуктора является то, чтодля перевода обмоток из сверхпроводящегоматериала нужно удалить из криогенных ка.мер охладитель, В качестве охладителя(хладагента) применен жидкий азот, у которогоочень низкая величина скрытой теплоты па-.рообразователя, а приудалении он выпаривается, нагретый теплым атмосферным.воздухом и деталями индуктора. При вторичной заливке азата его значительное ко" личество уходит на охлаждение криогенныхкамер и обмоток, Это вызывает большойрасход хладоагента, необходимость держать возле индуктора танк-резервуар сжидким азотом, В итоге, эксплуатация индуктора требует значительных денежньГхзатрат,Целью изобретейия является снижениеэксплуатационных расходов при работе индуктора магнитного держателя., 5 состоящий из сердечника и катушки, криогенную камеру с расположенной в ней 10 дечнику и заполнена охладителем, согласно установлен внутри вакуумной камеры, а теп 15 ловая изоляция расположена между корпу 20 25 40 тельные элементы 13 50 55 верхности индуктора магнитный поток, замь 1 кается через изделие, корпус 1, сердечник 3 и основание 2. В результате 30 35 Поставленная цель достигается тем, что в индукторе магнитного держателя, содержащем корпус, на основании которого закреплен основной электромагнит,сверхпроводящей высокотемпературной одновитковой обмоткой, при этом криогенная камера установлена коаксиально серизобретению индуктор снабжен дополнительнь 1 ми электромагнитами, вакуумной камерой и тепловой изоляцией, причем корпус сом и вакуумной камерой, при этом дополнительные электромагниты установлены вокруг сердечника основного электромагнита, а их продольные оси параллельны продольной оси основного электромагнита,приэтом днище криогенной камеры выполнено в виде якорей дополнительных электромагнитов, а боковые стенки криогенной камеры выполнены из упругого гофрированного материала. Цель достигается также и тем, что в криогенной камеренад сверхпроводящей обмоткой установлены нагревательные элементы.На фиг,1 показан вид сбоку индуктора при включенном сверхпроводнике; на фиг.2 - то же, при вьгключенном,Индуктор магнитного держателя содержит корпус 1 с основным электромагнитом, состоящим из основания 2 и сердечника 3, катушки 4, криогенную камеру 5 со сверхпроводящей высокотемпературной одновитковой обмоткой 6, охладитель 7, дополнительные электромагниты 8, вакуумные камеры 9, тейлоизоляцию 10, днище каждой криогенной камеры 5 выполнено в виде якоря дополнительных электромагнитов 11, а боковь 1 е стенки - из упругого гофрированного материала 12, Над сверх- проводящей обмоткой находятся нагрева. Управление магнитным держателем происходит следующим образом. Закрепляемое изделие располагают на рабочей поверхности стола. В криогенную камеру 5 подают жидкий азот 7, Дополнительнь 1 е эл,магниты 8 выключены, Нагреватели 13 такжевыключены, Катушку 4 включают на постоянное напряжение. При протекании эл. тока по основной катушке 4 на рабочей почего происходит крепление изделий на поверхности корпуса 1, В это время коротко- замкнутые обмотки 6 охлаждаются докритической температуры и переходят в сверхпроводящее состояние. После чего с основной катушки 4 снимают постоянное напряжение, что сопровождается прекращением протекания эл, тока по обмоткам и снижением магнитного потока, создаваемого катушкой 4, до нуля, Магнитный поток в цепи, образованной основанием 2, корпусом 1 и заготовкой не изменяются согласно теореме о сохранении магнитного потока.Поэтому в короткозамкнутьх сверхпроводимых обмотках б при снятии напряжения с катушки 4 возбуждается эл, ток, создающий магнитный поток равный магнитному потоку, создаваемому основной катушкой 4 при протекании по ней эл, тока, В результате, при отсутствии эл. тока в основной катушке 4 происходит дальнейшее удержание заготовки.По окончании обработки изделия включают индуктор и создают на поверхности магнитного стола корпуса 1 магнитное поле с индукцией, равной индукции поля удерживающего изделие. Магнитный поток в сверхпроводящем контуре уменьшается на величину, равную магнитному потоку, возбукдаемому индуктором, т,е. до нуля.Затем включают дополнительные эл.магниты 8 и днище криогенных камер, на которых установлены якоря 11 втягиваются в дополнительные эл, магниты 8, растягивая упругие гофрированные стенки 12, Сверх- проводимые обмотки 6 оказываются в сухой зоне, в парах охладителя, Они поглощают тепло, выделяемое при переходе обмоток б из сверхпроводящего в нормальное состояние. Если этот процесс происходитдлительно во времени, дополнительные эл, нагревательные элементы 13 подают тепловой импульс, инициируя процесс перехода в нормальное состояние, Для уменьшения теплопритоков к криогенным камерам 5 из . полости индуктора выкачан воздух и предусмотрена теплоизоляция 10.В случае закрепления новой заготовки дополнительные эл. магниты 8 отключаются, силами упругости гофрированные стенки 12 сжимают криогенную камеру 5, короткозамкнутые обмотки б оказываются в жидком охладителе 7, Обмотки б охлаждаются до критической температуры и переходят в сверхпроводящее состояние.Криогенные камеры 5 в индукторе быливыполнены наподобие сильфонов - с гофрированными стенками. Материал гофров - дисперсионно-твердеющая латунь ЛАНКМц, Днище якоря 11 изготавливалось из ферромагнитного материала и припаивалось к гофрам, В качестве нагревателя использовались пампы накаливания на 36 В.15 20 35 40 50 основного электромагнита, а их продольныеоси параллельны продольной оси основного 55 5 10 25 30 При двухсменной работе индуктора эконогмия электроэнергии составляла порядка 5,5 кВт.ч. Однако, за этот же период времени потреблялось около 100 кг жидкого азота, стоимость которого составляла 4,5 руб. Новая конструкция индуктора требовала около 10 кг жидкого азота. Кроме этого, при работе с индуктором-прототипом требовалось располагать танк-резервуар жидкого азота, емкостью 1000 л, в то время как для обслуживания нового индуктора хватало обычного технического сосуда Дьюара емкостью 40 л. Таким образом, не только снижаются расходы на эксплуатацию, но улучшаются условия обслуживания станка,Применяемая конструкция индукторэ магнитного держателя позволяет таКже: вопервых, для отключения сверхпроводимой обмотки поднимать ее температуру не на 216 К (от 77,3 К до 293 К), а всего на 10.15 К (от 77,3 К до 8792 К); во-вторых, не производить слив и новый залив жирного азота при выключении и включении сверхпроводящей обмотки; в-третьих, уменьшать время, необходимое для включения сверхпроводимой обмотки; в-четвертых, значительно уменьшить испарения азота из криогенной камеры во время работы сверхпроводникэ за счет вакуумной теплоизоляции,формула изобретения 1.Индуктор магнитного держателя, содержащий корпус, на основании которого закреплен основной электромагнит, состоящий из сердечника и катушки, криогенную камеру с расположенной в ней сверхпроводящей высокотемпературной короткозамкнутой одновитковой обмоткой, при этом криогенная камера установлена коаксиально сердечнику и заполнена охладителем, отличающийся тем,что,сцелью снижения эксплуатационных расходов, индуктор снабжен дополнительными электромагнитами, вакуумной камерой и тепловой изоляцией, причем корпус установлен внутри вакуумной камеры, а тепловая изоляция расположена мекду корпусом и вакуумной камерой, при этом дополнительные электромагниты установлены вокруг сердечника электромагнита, при этом днище криогенной камеры выполнено в виде якорейдополнительных электромагнитов, а боковые стенки. криогенной камеры выполнены из упругого гофрированного материала, 2.Индуктор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в криогенной камере над сверхпроводящей обмоткой установлены нагревательные элементы,1787738 едактор В.Фельдм О,Густ Заказ 35ВНИИ Составитель Г.МаксимоваТехред М,Моргентал Корр Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 101