Электромагнит соленоидного типа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 662980 г.,9 "ой :ь: 61) Допо 22) Заявл нительное к авт. свид-ву -ено 20.04.77 (21) 2477656/24-0 1) М. Кл. 1 Г 7 с присоединением заявки Госуд стеенный ноеетСССРам изобретенийоткрытий. М, Ермако Заявителье ский политехнический институт ТИП(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ СОЛЕНОИ Изобретение относится к электромагнитам и может быть использовано в системах автоматического регулирования для силового воздействия на управляющие прецизионные элементы газовых и гидравлических регуляторов, в которых требуется задание управляющей силы в широком диапазоне (до сотен ньютонов) с высокой степенью точности (до десятых долей процента).Известны электромагнитные устройства, содержащие поступательно перемещающийся якорь, обмотку управления, магнитопровод, в которых, в целях повышения точности и чувствительности путем устранения сил сухого трения в подвижных частях, обусловленных наличием радиальной составляющей электромагнитной силы, применен пружинный подвес якоря 1 .Однако, в электромагнитах с пружинным подвесом к якорю приложены позиционнные нагрузки, обуславливающие появление статических ошибок устройства, что особенно заметно при больших перемещениях якоря.Известны также электромагнитные устройства, в которых для повышения точности путем уменьшения сил сухого трения якорь выполнен с опорами в виде ратиков 12,15,05.79. Бюллетень18 Применение роликовых опор увеличиваетгабариты и вес. устройства и неполностью устраняет-сухое трение- в подвижных"частях электромагнита. Кроме того, недостатком указанного устройства является его температурная нестабильность вследствие нагрева элементов электромагнита под действием протекающего в его обмотке тока. Сильный разогрев магнита уменьшает максимальное значение управляющего тока, сужая тем самым диапазон задаваемых усилий.тО Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электромагнита.Поставленная цель достигается тем, чтов электромагнит введена цилиндрическая втулка, на внешней поверхности которой выполнены каналы в направлении ее образующей и, пересекающиеся с ними, опоясывающие каналы, причем дно каналов соединено сквозными отверстиямис противоположной поверхностью втулки, втулка установлена между якорем и каркасом так, что отверстия 20 на внутренней поверхности втулки соединены с каналами системы охлаждения, а устройство для подвода охлаждающего газа соединено с каналами на внешней поверхности втулки. Каркас катушки выполнен в виде3 4цилиндрической трубы со щечками на тор- охлаждающий газ через отверстия 18 отво",Гх а кайалы"для пропускания газа распо- дится в атмосферу.ложены на наружной поверхности трубы По каналам 9 и 13 газовая смазка от вдоль ее образующей так, что сообщаются "==йсточника-питания подводится к опоясываюс каналами на внутренней поверхности ще- щим каналам 10, затем через сквозные от==чу Йаправленными радиально. верстия 11 вводйтся -в зазор 12 между якоВ процессе работы электромагнита с рем электромагнита 2 и втулкой 8 и заполвтяжным якорем, имеющим конический то- няет его. Часть отработанной смазки отворец, последний может занймать=йоложения, дится непосредственно в атмосферу черезпри которых коническая часть будет находить. зазоры во фланцах. Другая часть из цилинся внутри втулки. Вследствие этого длина. дрической проточки 14 через отверстия 15 газовой опоры со стороны конической части 1 ф направляется в каналы охладительной сисякоря будет являться переменной, что мо- темы 7, которь 1 еохватывают катушку элек "жет вызвать потерю устойчивости устройст- " трбмагнита сб всех сторон, и, минуя полостьва. Для обеспечения устойчивости работы 17,через дренажные отверстия 18 выходит устройства в диапазоне рабочих перемеще- в атмосферу. Помимо обычноговоздушного ний якоря,торец которого выйолнен кони- , охлаждения происходит также выравниваческим, внутренний диаметр втулки со сто- йие температуры нагрева катушки от внут-роны конической Исти якоря"увеличен дб ренних слоев к внешним, так как газ снадиаметра отверстия фланца и на глубину,чала соприкасается с нижними, наиболее равную максимальной глубийе погЯйения"пагретьгми"слоями катушки, а затем устремво втулку линий сопряжения цилиндрической ляется к верхним, более холодным, обходя и конической частей якоря 2 о обмотку катушки по торцам. При этом вПеремещаясь под действием радиальныхустановившемся режиме температура обмот==сйлв-поперечном направлении, якорь прик- ки практически будет оставаться неизменрывает часть отверстий, подводящих отра- ной, а следовательно, не будут меняться и ботанную смазку в каналы охладительной " йараметры электромагнита, зависящие от системы. Следствием этого может быть не- температуры. Кроме того, конфигураций иИ" " равномерйое охлаждение электромагнита, В расположение каналов охладительной сиссвязи с этим на внутреннейповерхностивтул-темы таковы, что протекающий по ним газ кй предусмотрена кольцевая йроточка, йа " препятствует распространению тепла от каглубину максимального погружения во втул- тушки 1 к магнитопроводящим фланцам 4 ку Линии сопряжения конической и цилин- и 5 и кожуху 3, предохраняя их от нагредрической частей якоря, сообщало%ай меж- -зе вания и изменения своих линейных размеду собой всевыпускные отверсгияи вырав- ров и магнитных свойств. Охлаждение и заниваюшая расходы газа через них. щита якоря 2 от нагревания со стороны каНа фиг. 1 приведена конструкция элек- тушки 1 осуществляется за счетгазовойсмаз= тромагнитпого натружающего устройства; ки, омывающей его поверхность.на фиг. 2 представлен разрез устройства по Радйальная натрузка наякорь вызывает А-А; нафи. 3 - разрез по В-В; на фиг.4 - з его смещепие в поперечном направлении.обший вйд каркаса Катушкиэлектромагнита. При этом зазор между втулкой и якорем вОсновными элементами устройства явля- - направлении действия силы уменьшается,ются: катушка 1, втяжной якорь 2, кожух давление смазки в зазоре увеличивается. В 3, магнитопроводящие фланцы 4 и 5, Ка- " - Ызультате возникает восстанавливающая си" =тушка магнита намотана на каркас 6, имеюла, которая компенсирует действие радиальщий -систему- охладительных каналов 7. В ной нагрузки и не допустит соприкоснове "каркас катушки впрессована втулка 8, нания якоря со втулкой и возникновения силвнешней поверхности которой имеются про-сухого трениямежду ними.дольный канал 9 и два опоясывающих ка- Примейение в электромагнитном нагрунала 10 для подвода газовой смазки через жающем устройстве газовой смазки позвосквозные отверстия 11, равномерно располо- ляет избавиться от сил сухого трения в под 45женные по периметру опоясывающих кана- зижныхчастях и тем самым существенно полов, в зазор 12 между якорем и втулкой,"вйсить чувствительность и точностьустройстДля подвода газовой смазки в одном из ва. Использование отработанной газовой фланцев выполнен канал 13. На вйутренней смазки для"охлаждения элементов нагружаю поверхности втулки имеется цилиндрическая ю щего устройства повышает его термостабильпроточка 14 с отверстиями 15, вйходяшимиЖдатьи рИШйряет-диапазонвоспроизводив каналы охладительной системы катушки мых им усилий (диапазон управляющих томагнита. Цилиндрическая проточка 16, глу- ков) практически при сохранении прежних бина которой равна, длине конической части габаритов устройства.якоря магнита, а диаметр - диаметру отвер- Экспериментальная проверка электромагстия во фланце, служит для обеспечениянитного нагружаюшего устройства на маке- устойчивой работы устройства. Междуверх-те показала, что при радиальных нагрузках ними слоями обмоткии кожухом электромаг- якоря в 50-100 Н применение газовой опоры нита предусмотрена полость 17, из которой уменьшает силу трения в 30-40 раз, а ис662980 17 5пользование отработанной газовой смазкидля охлаждения электромагнита позволяетувеличить плотность тока в его обмотке на20-25%. формула изобретения51. Электромагнит соленоидного типа, содержащий катушку управления, состоящую из обмотки, каркаса, с системой охлаждения, образованной каналами для пропускания газа, и устройства для подвода газа, цилиндрический якорь, установленный в,каркасе, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в электромагнит введена цицлиндрическая втулка, на внешней поверхности которой выполнены каналы в направлении ее образующей и, 1 ю пересекающиеся с ними, опоясывающие каналы, причем дно каналов соединено сквозными отверстиями с противоположной поверхностью втулки, втулка установлена между якорем и каркасом так, что отверстия на внутренней поверхности втулки соединены с каналами системы охлаждения, а устройство 6для подвода охлаждающего газа соединено с каналами на внешней поверхности втулки.2. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что каркас катушки выполнен в виде цилиндрической трубы со щечками на торцах, а каналы для пропускания газа расположены на наружной поверхности трубы вдоль ее образующей так, что сообщаются с каналами на внутренней поверхности щечек, направленными радиально.3. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что торец якоря выполнен коническим, а на втулке, со стороны конического торца якоря выполнена кольцевая проточка на глубину максимального погружения во втулку линии сопряжения конической и цилиндрической частей якоря. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Хохлов В, А. Электрогидравлическийследящий привод М., Наука, 1966, с. 183,рис. 7. УШ.2. Авторское свидетельство СССР490193, кл, Н 01 Г 7/13, 1973.Мак о о шская род, у Составитель Юв Техред О. ЛуговТираж 922ЦН И И П И Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж - 35; Раулиал ППП Патентз, г. Ужг Редактор Д, ЗубоЗаказ 2709/53 цчевКорректор С Подписное ета СССР крытий наб., д. 4/5 л, Проектная Патруше