Электромагнитное приводное устройство (варианты)
Изобретение относится к электротехническому машиностроению и может быть использовано в качестве вибраторов или виброприводов в различных отраслях промышленности. Устройство (по первому варианту) содержит электромагниты, установленные симметрично по разные стороны опорной плиты, якоря которых жестко связаны с рабочими органами и упругими элементами. В качестве электромагнитов использованы кольцевые многополюсные электромагниты, в центре каждого из которых установлен упругий элемент. Один конец указанного упругого элемента жестко закреплен на статоре электромагнита, а другой - на его якоре. Якорь каждого электромагнита выполнен в виде единой плиты, при этом рабочий орган в виде штока от верхнего якоря пропущен через центр упругих элементов, через отверстия в статорах, опорной плите и нижнем якоре, а рабочий орган от нижнего якоря выполнен в виде трех валов, симметрично расположенных по окружности. Устройство (по второму варианту) содержит электромагнит, якорь которого жестко связан с рабочим органом в виде штока, и упругий элемент. В качестве электромагнита использован кольцевой многополюсный электромагнит, в центре которого установлен упругий элемент. Один конец указанного упругого элемента жестко закреплен на статоре, а другой - на якоре, который выполнен в виде единой плиты. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электротехническому машиностроению и может быть использовано в качестве вибраторов или виброприводов в различных отраслях промышленности.
Известно электромагнитное приводное устройство, содержащее электромагниты, установленные симметрично по разные стороны центральной опорной плиты, якоря которых жестко связаны с рабочими органами и верхней и нижней установочными плитами, и снабженное дополнительными опорными плитами, одна из которых размещена над верхней установочной плитой, а другая - под нижней установочной плитой, при этом упругие элементы размещены между дополнительными опорными и установочными плитами напротив якорей [1].
Недостатком указанного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в том, что на опорной плите установлено несколько электромагнитов, якоря которых закреплены на установочных плитах через упругие элементы, которые закреплены на дополнительной опорной плите. Такое конструктивное решение является недостаточно надежным из-за большого количества крепежных элементов, вывода рабочих органов за пределы установочных плит и увеличения веса подвижных элементов. Кроме того, указанное устройство может работать в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности, а магнитная система и упругие элементы не защищены от влаги, окислов азота, паров различных кислот, пыли и других вредных веществ и легко могут быть подвергнуты коррозионному воздействию.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности, уменьшение габаритов и уменьшение подвижной массы привода.
Согласно первому варианту технический результат достигается тем, что электромагнитное приводное устройство, содержащее электромагниты, установленные симметрично по разные стороны опорной плиты, якоря которых жестко связаны с рабочими органами и упругими элементами, что электромагниты устройства выполнены в виде кольцевых многополюсных электромагнитов и в центре каждого из них установлен упругий элемент, один конец которого жестко закреплен на его статоре, а другой на якоре, который выполнен единой плитой, при этом рабочий орган в виде вала, жестко закрепленный на верхнем якоре электромагнита, пропущен через центр упругих элементов и отверстий в статорах, опорной плите и нижнем якоре, а рабочий орган от нижнего якоря выполнен в виде трех валов, симметрично расположенных по окружности.
На Фиг.1 изображено электромагнитное приводное устройство. Устройство состоит из опорной плиты 1, на которой, симметрично по разные стороны плиты, установлены статоры кольцевых многополюсных электромагнитов 2. Упругие элементы 3 жестко закреплены одним концом на статорах, а другим на якорях 4 через регулировочные прокладки 5. На якорях закреплены регулировочные грузы 6. Устройство защищено от внешней среды кожухами 7. Верхний якорь устройства соединен с центральным рабочим органом в виде вала 8, который проходит через центр упругих элементов и отверстий в статорах, опорной плите и нижнем якоре, а на нижнем кожухе вал уплотнен эластичным элементом 9. Нижний якорь имеет выходной рабочий орган, выполненный в виде трех валов 10, которые уплотнены эластичными элементами 11. На опорной плите 1 установлены штуцера 12 для ввода и вывода газа. Рабочий зазор h между статором и якорем регулируется прокладками 5.
Электромагнитное приводное устройство работает следующим образом. На катушки кольцевых многополюсных электромагнитов 2 подается напряжение от пульта управления. При этом проходящий через витки катушки ток намагничивает полюса статоров электромагнитов, которые через упругие элементы 3 притягивают к себе якоря 4, на которых жестко закреплены рабочие органы 8 и 10. Упругие элементы под воздействием тягового усилия электромагнитов сжимаются. В следующий полупериод ток на катушки не поступает, и электромагнитные силы не возникают, а упругие элементы возвращают якоря в обратном направлении. Далее цикл повторяется. Тяговое усилие, действующее на верхний и нижний якоря, передается на опорную плиту 1 через статоры 2. Благодаря взаимному уравновешиванию электромагнитных сил, действующих в противоположных направлениях, опорная плита разгружена от воздействия вибрационных колебаний. Колебательные движения в противоположных направлениях будут совершать только якоря с закрепленными на них рабочими органами. Одновременно во внутреннее пространство устройства через штуцера 12 подается газ, который служит для охлаждения электромагнитов и упругих элементов, и защищает их от коррозии. Во взрывобезопасных производствах этим газом может быть сухой воздух, а во взрывоопасных - азот.
Известен вибропривод В-653, содержащий электромагнит, который установлен в центре опоры, на которой закреплены пружины, установленные вокруг его. Другой конец каждой из пружин закреплен на плите, в центре которой установлен якорь электромагнита и рабочий шток. Регулировочные грузы закреплены на опоре и на штоке, а корпус закреплен на опоре и установлен на амортизирующие пружины. Вибропривод может быть подвешен к внешней опоре через амортизатор, для лучшей виброизоляции. Вибропривод защищен от воздействия окружающей среды [2].
К недостаткам указанного вибропривода можно отнести большие габаритные размеры, большой вес и большую массу подвижной части.
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров, уменьшение общего веса и уменьшение массы подвижной части.
Согласно второму варианту технический результат достигается тем, что электромагнитное приводное устройство содержит электромагнит, корпус, упругий элементы и якорь, который жестко связан с рабочим органом, электромагнит устройства выполнен в виде кольцевого многополюсного электромагнита, в центре которого установлен упругий элемент, один конец которого жестко закреплен на статоре, а другой на его якоре, который выполнен единой плитой. Такое конструктивное решение позволяет уменьшить габаритные размеры устройства, уменьшить наличие скрепляемых между собой элементов, отказаться от опорной плиты, что позволяет уменьшить вес всего устройства, а выполнение якоря единой плитой позволяет уменьшить вес его подвижной части, что позволит увеличить массу полезной нагрузки.
На Фиг.2 изображен второй вариант электромагнитного приводного устройства. Устройство состоит из статора 1 кольцевого многополюсного электромагнита, в центре которого установлен упругий элемент 2, который жестко закреплен одним концом на этом статоре, а другим на якоре 3 этого электромагнита. Корпус 4 установлен на статоре, который одновременно является опорой устройства. Регулировочные грузы 5 укреплены на якоре, а регулировочные грузы 6 установлены на статоре. Якорь устройства соединен с рабочим органом в виде вала 7 с буртиком. На выходе из корпуса вал уплотнен эластичным элементом 8, который закреплен на корпусе кольцом 9, а на валу кольцом 10 и гайкой 11. Рабочий зазор h регулируется шайбой 12. К внешней опоре устройство может быть подвешено на штоке 13, закрепленном на статоре через амортизатор 14.
Электромагнитное приводное устройство работает следующим образом. На катушки кольцевого многополюсного электромагнита 1 подается напряжение от пульта управления. При этом проходящий через витки катушки ток намагничивает полюса статора электромагнита, который через упругий элемент 2 притягивают к себе якорь 3, на котором жестко закреплен рабочий орган 7. Упругий элемент под воздействием тягового усилия электромагнита сжимается. В следующий полупериод ток на катушки не поступает, и электромагнитные силы не возникают, а упругие элементы возвращают якорь в обратном направлении. Далее цикл повторяется. Для того чтобы устройство работало в резонансе, подбирают вес регулировочных грузов 5 и 6 таким образом, чтобы масса неподвижной части устройства относилась к его подвижной части в отношении 3:1
Источники информации
1. СССР АС №1592025, М.кл. В 01 F 11/00.
2. Применение вибрации для интенсификации процессов перемешивания жидких сред. ЦНИ Институт информации и технико-экономических исследований цветной металлургии, г. Москва. 1977 г. с.22-27.
1. Электромагнитное приводное устройство, содержащее электромагниты, установленные симметрично по разные стороны опорной плиты, якоря которых жестко связаны с рабочими органами и упругими элементами, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде кольцевых многополюсных электромагнитов и в центре каждого из них установлен упругий элемент, один конец которого жестко закреплен на статоре электромагнита, а другой - на его якоре, который выполнен единой плитой, при этом рабочий орган в виде вала от верхнего якоря пропущен через центр упругих элементов и отверстий в статорах, опорной плите и нижнем якоре, а рабочий орган от нижнего якоря выполнен в виде трех валов, симметрично расположенных по окружности.
2. Электромагнитное приводное устройство, содержащее электромагнит, якорь, который жестко связан с рабочим органом в виде штока, и упругий элемент, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде кольцевого многополюсного электромагнита, в центре которого установлен упругий элемент, который жестко закреплен одним концом на его статоре, а другим - на якоре, который выполнен единой плитой.
