Вантажопідіймальний прямокутний електромагніт

1 Вантажопідіймальний прямокутний електромагніт, який містить магнітопровід з двома квадратними осердями із феромагнітного матеріалу з закріпленими на них котушками, які опираються через теплоізолюючі плити на немагнітну плиту, прикріплену до основи магнітопроводу, з вільним простором, заповненим кварцовим піском та уводами напруги, розміщеними у увідній коробці, який відрізняється тим, що осердя магнітопроводу з насадженими на них котушками виконано у вигляді стержня, який являє собою у перерізі нерівнобічні трапеції, ЗОВНІШНІ бокові сторони яких паралельні сторонам основи магнітопроводу, а внутрішні їх сторони повернуті до поперечної осьової лінії магнітопроводу скісно, причому котушки, розташовані на осердях, виконані ВІДПОВІДНО ПО формі нерівнобічних трапецій 2 Вантажопідіймальний прямокутний електромагніт за п 1, який відрізняється тим, що менші кути нахилу внутрішніх сторін осердя магнітопроводу до поперечної його осі складають до 45° та перерізають поперечну вісь о Пропонуєме технічне рішення відноситься до вантажопідіймальних електромагнітів, які застосовані у металургійній промисловості, у морських портах, призначені для захвату і транспортування гарячого та холодного металу з властивістю магнітопроводності Відомий вантажопідіймальний електромагніт прямокутної форми має остов та одне довге прямокутне осердя, на якому насаджена прямокутна обмотка, яка опирається на немагнітну плиту і має в неї кишені заповнені азбестовою набивкою Вільний простір між магнітопроводом та обмоткою залито електроізолюючою масою У увідній коробці розміщені уводи напруги [1] Недоліком відомої конструкції електромагніту є значна висота обмотки, так як напруженість магнітного поля обмотки рівняється намагнічиваючий силі, яка приходиться на одиницю висоти обмотки, чім вона менша, тим більша вантажопідіймальність електромагніту Вказаний недолік усувається у електромагніті [2] завдяки розділенню обмотки на дві рівні частини, висота обмотки зменшується десь у два рази порівнюючи з прототипом На два квадратних осердя насаджені котушки, які спираються через теплоїзолюючи плити на немагнітну плиту, прикріпле ну до основи магнітопроводу Вільний простір навколо активної частині електромагніту заповнено кварцовим піском Проте, між двома квадратними осердями при захоплені довгомірних виробів рельсів, швелерів, квадратів, кругів та тощо, електромагнітом поперек цих заготовок у центральній зоні між осердями, здійснюється їх відрив Зв'язано це з тим, що простір між двома осердями заповнено частиною двох паралельних котушок і в цьому МІСЦІ магнітний ланцюг не змикається у довгомірних вузьких виробах розташованих поперек прямокутного магнітопроводу, щоб магнітний ланцюг переходив з одного осердя у друге необхідно цю відстань з'єднати заготівкою, яка б стикалась водночас з двома осердями Довгомірні вироби, в яких ширина заготовок значно менше відстані між двома осердями, не зєднує їх, то у цьому МІСЦІ, між довгомірними виробами утворюються повітряні зазори, які сприяють розриву магнітного ланцюга При цьому, підіймаємий вантаж у центральній зоні між осердям магнітопроводу, із-за великої маси довгомірів та наявності повітряних проміжків між ними, відривається і це призводить до порушення техніки безпеки 0 0 ю 57182 Задача винаходу - створити у вантажопідіймальному електромагніті робочу магнітну зону між осердями магнітопровода та разом підвищити його надійність Поставлена задача досягнута тим, що вантажопідіймальний прямокутний електромагніт, який містить у собі магнітопровід з двома квадратними осердями з феромагнітного матеріалу з закріпленими на них котушками, які опираються через теплоїзолюючі плити на немагнітну плиту, прикріплену до основи магнітопроводу, з вільним простором заповненим кварцовим піском, уводами напруги розташованими у увідній коробці, осердями магнітопровоа з насадженими на них котушками, виконано у вигляді стержнів, які показують у перерізі нерівнобічні трапеції, ЗОВНІШНІ бокові сторони яких паралельні сторонам основи магнітопроводу, а внутрішні їх сторони повернуті до поперечної осьової лінії магнітопроводу скісно, причому котушки розташовані на осердях виконані ВІДПОВІДНО по формі нерівнобічної трапеції Між сукупністю існуючих ознак пропонуємого винаходу та досягненим технічним наслідком зміною форми осердь є причинно-наслідковий зв'язок, який складається у тому, що при такому конструктивному виконанні вантажопідіймального прямокутного електромагніту збільшується його надійність за рахунок збільшення робочої площі зіткнення електромагніту з вантажем Пропонуємий винахід відповідає вимогам винахідницького рівня, тому що існуюча ознака, виконання магнітопровода з двома осердями, які показують у перерізі нерівнобічні трапеції, відрізняючи заявляєме технічне рішення від прототипу, у відомих пристроях не знайдено На фіг 1 зображено загальний вид вантажопідіймального прямокутного електромагніту у аксонометрії, на фіг 2 - теж, але з рельсами, на фіг 3 теж, вид знизу, на фіг 4 - неравнобока трапецеїдальна котушка у аксонометрії, на фіг 5 - розріз А-А фіг 2, де показані магнітні ланцюги Вантажопідіймальний прямокутний електромагніт має магнітопровід 1, який виконано з двома осердями 2, які показують у перерізі нерівнобічні трапеції, ЗОВНІШНІ бокові сторони 3, 4, 5 яких паралельні сторонам основи магнітопроводу, а внутрішні їх сторони 6 повернуті до поперечної осі 7 магнітопроводу скісно під кутом до 45° Менші кути 8 осердя магнітопроводу перерізають його ось 7 Котушки 9 розміщені на осердях, виповнені ВІДПОВІДНО по формі нерівнобічних трапецій ти розклинені рейками 10 Обмотка підключена до уводів 11, забезпечуючих подачу напруги, які знаходяться у увідній коробці 12 Вільний простір між магнітопроводом та обмоткою заповнено кварцовим піском 13 В електромагніті утворюються магнітні ланцюги 14, 15, які замикаються у піднімаємому вантажі 16 - рельсах Котушки лежать на теплоізолюючих плитах 17, внутрішня активна частина фіксується немагнітною плитою 18 до основи магнітопровода При роботі електромагніт опускають до зіткнення з вантажем, підводять до обмотки струм Утворений магнітний потік проходе по корпусу електромагніту та замикається через вантаж При цьому вантаж притягається до електромагніту та удержується до тих пір, доки обмотку не буде від ключеною від напруги Два осердя у магнітопроводі, які показують у перерізі нерівнобічні трапеції, гострі кути осердь перерізають центральну поперечну ось 7 електромагніта, таке розміщення осердь виключає неробочу зону у центральної частині магнітопроводу Тепер усі вузькі довгомірні вироби, розміщенні поперек у центрі магнітопроводу будуть притягнуті до електромагніту, тому що магнітний потік буде проходити через них На фіг 5 показано основний магнітний потік 14, який виходить з одного осердя, проходить через рельсу 16 та входить у друге осердя Тут напруженість магнітного поля, магнітна індукція, та разом намагнічуюча сила у внутрішніх частинах котушок та у осердях має більшу величину магнітного поля, ніж на ЗОВНІШНІХ поверхнях котушок та остову - магнітний потік 15 Щоб збільшить підіймальну силу електромагніту необхідно збільшити струм або КІЛЬКІСТЬ ВИТКІВ у обмотці, при цьому збільшується його намагнічуюча сила В завданих габаритах магнітопровода це реально тільки тоді, коли замість одного осердя розташовано два трапецеїдальних, квадратних або круглих осердя і отже розділиться обмотка на дві рівні частини, та разом зменшиться середній периметр витків у котушках, знизиться омічний опір обмотки при однаковій КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ, ЯК у прототипі, внаслідок цього виросте робочий струм та під'ємна сила електромагніта Виготовлення котушки трапецеїдальної форми усуває недоліки, які присутні у прямокутної котушці, це нерівномірна ЩІЛЬНІСТЬ намотки, тому що бокові сторони прямокутної котушки більш ніж у три рази довше торцевих сторін [1], що сприяє переміщенню витків у котушці в процесі роботи електромагніту, при цьому руйнується виткова та головна електроізоляція обмотки Трапецеїдальна котушка має сторони, які мало відрізняються по довжині послідовно одна від одної, що сприяє укладанню проводу при намотуванні щільно та з натягом Чотири округлення по кутам котушки сприяють фіксації витків проводу, виключаючи їх вільне переміщення, що має місце у круглих та довгих прямокутних котушках Трапецеїдальна котушка стійка до електродинамічних та механічних сил, завдяки невеликим внутрішнім і ЗОВНІШНІМ периметрам порівняно з прототипом [1] При включенні та відключенні електромагніту в процесі роботи на його обмотці виникає короткочасна перенапруга Величина цих перенапруг в існуючих електромагнітах з одним осердям досягає до 18-ти кратного перевищення від номінальної напруги, яка подається на електромагніт [1] Це явище зв'язано з тим, що при включенні та відключенні напруги з'являється різке збільшення або зменшення магнітного потоку При цьому у обмотці електромагніту наводиться електродвижуча сила самоіндукції та взаємоіндукції, котра залежить від обмотки В цьому разі власна та взаємна індуктивність котушок має виразок у вигляді добутку магнітної проніцаємості на величину, яка залежить від форми, розмірів та взаємного розміщення котушок В пропонуємому електромагніті, де обмотка розділена на дві рівні частини, усі перераховані параметри зменшені, отже зменшиться електро 57182 движуча сила самоіндукції і взаємоіндукції у електромагніті та процес перенапруги, виросте строк служби головної та виткової електороізоляцм обмотки Пропонуєма конструкція електромагніту з двома трапецеїдальними осереддями у магнітопроводі - надійна, тому що при транспортуванні вузьких довгомірних вантажів поперек електромагніту уся площа зіткнення, а особливо у центральній частині магнітопровода з вантажем працездатна, напруженість магнітного поля між двома осердями знач Комп'ютерна верстка Е Гапоненко но більша, ніж у електромагніті з одним осердям Завдяки такій конструкції, в існуючих габаритах електромагнітів, знижається електрична потужність та збільшується вантажопідіймальна сила електромагніта ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Калинкин В С , Фейлер Г О, Грузоподъемные электромагниты, стр 7, 10, Госэнергоиздат,1960 2 Патент України №32623 кл 7 В/66/С1/00, 1/06, 15 02 2001 Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна