Електромагніт

1 Електромагніт, що складається з герметичної трубки, сердечника, обмотки і магнітопроводу, який відрізняється тим, що трубка в своїй циліндричній частині, в якій розташований сердечник, виконана з магнітопровідного матеріалу, тонкостінною, з нанесеною на зовнішню поверхню ізолюючою плівкою, а дріт обмотки намотаний з заданим натягом, який створює додаткове зміцнення трубки 2 Електромагніт за п 1, який відрізняється тим, що магнітопровід з'єднаний з трубкою з допомогою бурта, виконаного на одному з торців магнітопроводу, і нарізного з'єднання - на другому 3 Електромагніт за п 2, який відрізняється тим, що трубка виконана тонкостінною тільки в області робочих зазорів 4 Електромагніт за пп 1, 2, 3, який відрізняється тим, що простір між обмоткою і магнітопроводом заповнений зміцнювальним матеріалом О Винахід відноситься до трубопровідної арматури Електромагніти є складовою частиною електромагнітних клапанів, які широко використовуються в сучасній трубопровідній арматурі Найбільше поширення отримали електромагнітні клапани з "зволоженим" сердечником, тобто такі, що серцевина електромагніту знаходиться в робочому середовищі, котре протікає через корпус арматури, а обмотка збудження магнітного поля знаходиться ззовні герметичної трубки В зв'язку з тим, що трубка повинна виконувати підведення магнітного потоку до робочого зазору електромагніту і герметично утримувати робоче середовище під тиском, виготовлення герметизуючих трубок є непростою задачею Ця задача ще більше ускладнюється, якщо тиск робочого середовища перевищує 15МПа Відомий електромагніт фірми Joucomatic [1], який взятий за аналог В ВІДОМІЙ конструкції аналога електромагніт складається з обмотки, яка надіта на герметичну трубку і охоплена ззовні магнітопроводом, сердечника, розташованого всередині герметичної трубки, та стопу, ввареного(при пая ного) зверху в трубці Трубка виготовле на з немагнітного металу і має товщину стінки, розраховану на заданий тиск Електромагніту притаманні наступні недоліки З'єднання трубки та стопу з допомогою зварювання або припаювання створює в області шва внутрішнє напруження, яке може бути причиною руйнування в області шва під дією тиску і ударів сердечника об стоп Немагнітна трубка в нижній частині створює великий немагнітний зазор між ЗОВНІШНІМ магнітопроводом і боковою поверхнею сердечника, що призводить до надлишкових витрат електричної енергії під час спрацювання В якості прототипу взято електромагніт, герметизуюча трубка якого виконана, як показано на мал 20, г, з привареним нижнім фланцем [2] На Фіг 1 зображене креслення прототипу Згідно прототипу електромагніт складається з обмотки 1, намотаної на котушку 2, одягнену на герметичну трубку 3 і охоплену ззовні магнітопроводом 4 сердечника 5, розташованого всередині герметичної трубки 3 і стопу 6, привареного зверху в трубці Знизу до трубки приварений фланець 7, Трубка 3 виконана з немагнітної сталі, а стоп,,6 і фланець 7 - з магнітопровідної сталі Магнітопро і 00 о 49087 від закріплений на трубці з допомогою гвинта 8 Зворотна пружина 9 встановлена в гніздах між сердечником 5 і стопом 6 Таким чином, в електромагніті вдало організований шлях для проходження магнітного потоку по магнітопроводу, як показано на малюнку стрілками Як видно, магнітний потік проходить з фланця 7 в бокову поверхню сердечника 5 через мінімімальний зазор, далі через робочий зазір між сердечником 5 і стопом 6 і знову через мінімальний зазор між стопом 6 і магнітопроводом 4 Трубка цього електромагніту має наступні недоліки Зварені шви створюють внутрішнє механічне напруження, котре може призвести до утворення тріщин і розгерметизації трубки Вварений стоп сприймає весь час, як тиск робочого середовища, так і удари сердечника, що також може призвести до руйнування шва Щілина, яка залишається між стопом і трубкою біля шва може ініціювати щілинну корозію, котра збільшить під час експлуатації внутрішні механічні напруження і призведе до руйнування шва Крім того, виконання герметичних зварних швів придає значні технологічні труднощі В основу винаходу поставлена задача розробки конструкції електромагніту для клапанів на високий тиск шляхом виготовлення трубки з цільної магнітопровідної заготовки тонкостінної та зміцненої обмоточним дротом Поставлена задача і технічний результат досягаються тим, що в електромагніті, котрий складається з герметичної трубки, сердечника, обмотки і магнітопроводу, згідно винаходу, трубка в своїй циліндричній частині, в якій розташований сердечник, виготовлена з магнітопровідного матеріалу, тонкостінною, з нанесеною на зовнішню поверхню ізолюючою плівкою, а провід обмотки намотаний з заданим натягом, який створює додаткове зміцнення трубки Крім того, магнітопровід з'єднаний з трубкою з допомогою бурта, виконаного на одному з торців магнітопроводу і різьбового з'єднання на другому Крім того, трубка виконана тонкостінною тільки в області робочих зазорів Крім того, простір між обмоткою і магнітопроводом заповнений зміцнюючим матеріалом СПІЛЬНІ З прототипом суттєві ознаки сердечник, зворотна пружина, обмотка, магнітопровід, герметизуюча розділильна трубка Суттєві ВІДМІННІ ознаки електромагніту, що заявляється, сумісно з відомими ознаками, що забезпечують отримання технічного результату, наступні - Трубка в своїй циліндричній частині, в якій розташований сердечник, виконана з магнітопровідного матеріалу тонкостінною, - з нанесеною на зовнішню поверхню ізолюючою плівкою, а дріт обмотки намотаний з заданим натягом, який створює зміцнення трубки, - Магнітопровід з'єднаний з трубкою з допомогою бурта, виконаного на одному торці магнітопроводу і різьбового з'єднання - на іншому, - Простір між обмоткою і магнітопроводом заповнений зміцнюючим матеріалом Вказані суттєві ВІДМІННІ ознаки забезпечують наступний результат Виготовлена з цільної заготовки розділильна трубка має високу герметичність, технологічна під час виготовлення й не має зон металу з внутрішніми механічними напруженнями, забезпечує високу провідність магнітного потоку Крім того, тонкостінна трубка дозволяє виготовляти електромагніти менших діаметрів, тобто, зменшувати масу та габаритні розміри Утворена на ЗОВНІШНІЙ поверхні плівка, наприклад, з ізолюючого лаку або фарби, дозволяє передавати зусилля від натягу обмоточного провідника на стінку трубки, попередньо зміцнюючи її в радіальному напрямку Для зміцнення трубки в аксіальному напрямку магнітопровід виконаний з буртом на одному КІНЦІ І різьбою - на другому Магнітопровід накручують зверху на електромагніт по різьбі на нижньому фланці до упору в верхній фланець буртом Для зміцнення обмотки і попередження ковзання і розмотування останніх витків обмотки, простір між обмоткою і магнітопроводом заповнюють зміцнюючим матеріалом, наприклад, епоксидною смолою або компаундом Особливо це є важливим, якщо обмотка має мало (невелику КІЛЬКІСТЬ) рядків обмоточного дроту На Фіг 2 показаний електромагніт, що заявляється, котрий складається з магнітопровідної цільної трубки 1, сердечника 2, обмотки 3, магнітопроводу 4, і пружини 5 На трубку нанесена ізолююча плівка 6 Верхня частина трубки є стопом, який утворює з сердечником 2 робочий зазор 7 Зміцнюючий матеріал 10 заливається через спеціальні отвори і твердне( до включення в роботу) На намотану на трубку обмотку надітий і накручений по різьбі 8 магнітопровід 4 до упору бурта 9 в верхній фланець трубки 1 Зміцнююючий матеріал 10 заповнює простір між обмоткою 3 і магнітопроводом 4 Робота електромагніту Діє електромагніт наступним чином Коли подається струм в обмотку, то навколо неї з'являється напруженість магнітного поля, котра збуджує магнітний потік, який циркулює по шляху, магнітопровід 4, нижній фланець, сердечник 2, робочий зазор 7, стоп, верхній фланець і магнітопровід Частина магнітного потоку проходить не через робочий зазор, а через участок трубки, який знаходиться біля робочого зазору Щоб зменшити цей потік, стінку роблять тонкою Магнітний потік, який проходить через робочий зазор, створює силу притягання сердечника до стопа і сердечник піднімається вгору Після відключення струму, з обмотки зникає магнітна сила притягнення і пружина 5 опускає сердечник вниз Таким чином, магнітний потік ніде не зустрічає немагнітних участив на своєму шляху і тому не витрачається магніторушійна сила обмотки (ампервитки) на промагнічування немагнітних участків Тиск робочого середовища, що діє в трубці, тисне на стінки трубки, трубка в межах своєї пружності збільшується в діаметрі, але збільшенню її діаметра протидіють витки дроту, що намотані з попереднім натягом, сприймають силу тиску на себе Тиск діє також на стоп, розтягуючи трубку вподовж осі Щоб не творились розтягування і руйнування трубки, на неї надітий магнітопровід, 49087 котрий своїм буртом утримує переміщення верхнього фланця трубки вгору На Фіг 3 І 4 показані електромагніти, в котрих тонка стінка трубки виконана тільки біля робочого зазору Електромагніту притаманні висока технологічність, висока герметичність трубки і надійність трубки електромагніту в цілому Використовується в гідро- і пневмо- системах високого тиску, до бОМПа Використані матеріали 1 Каталог фірми Asco Joucomatic "Solenoid and pressure operated valves for fluid control", series 121, 1996 -аналог 2 Щучинский С X "Электромагнитные приводы исполнительных механизмов" - М Энергоиздат,1984г -прототип Фіг 1 2 Фіг З Фіг 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71