Магнітна муфта
Формула / Реферат
1. Магнітна муфта, що має внутрішню й зовнішню циліндричні півмуфти, кожна з яких має магнітопровід з радіально намагніченими постійними магнітами полярності, що чергується, розділені тонкостінним герметичним екраном з немагнітного матеріалу, яка відрізняється тим, що на кожній з півмуфт між магнітними полюсами встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених у тангенціальному напрямку, на торцевих частинах кожної півмуфти встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених в осьовому напрямку.
2. Магнітна муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що вона оснащена додатковими джерелами магнітного поля у вигляді парної кількості постійних магнітів полярності, що чергується, які намагнічені в осьовому напрямку та встановлені на дисковій частині зовнішньої півмуфти з утворенням магнітного зв'язку з постійними магнітами, розташованими в торцевій частині внутрішньої півмуфти.
3. Магнітна муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що постійні магніти й магнітопровід внутрішньої півмуфти поміщені в тонку герметичну оболонку з немагнітного матеріалу, яка захищає їх від агресивного середовища усередині герметичної камери.
4. Магнітна муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що на дисковій частині зовнішньої півмуфти розташовані вентиляційні канали та вентиляційні лопатки, що створюють охолоджуючий потік повітря на екран герметичної камери у зазорі між півмуфтами.
Текст
1. Магнітна муфта, що має внутрішню й зовнішню циліндричні півмуфти, кожна з яких має магнітопровід з радіально намагніченими постійними магнітами полярності, що чергується, розділені тонкостінним герметичним екраном з немагнітного матеріалу, яка відрізняється тим, що на кожній з півмуфт між магнітними полюсами встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених у тангенціальному C2 2 (19) 1 3 цього є великі осьові сили взаємного магнітного тяжіння роторів, які викликають підвищене зношування підшипників і зміну робочого зазору муфти, що може призвести до порушення нормальної її роботи в цілому. Багато з відзначених недоліків дозволяє усунути конструкція магнітної муфти циліндричного типу, що описана в довіднику [1, с. 9]. Ця муфта найбільш близька за сукупністю істотних ознак до пропонованої муфти й тому вибрана як прототип. Ця магнітна муфта містить внутрішню півмуфту циліндричного типу, яка має розташовані по окружності постійні магніти, що утворюють багатополюсну магнітну систему з полярністю полюсів, що чергується, та зовнішню півмуфту, яка теж має розташовані по окружності постійні магніти, що також утворюють багатополюсну магнітну систему з полярністю, що чергується, і з тим же числом пар полюсів. У магнітній муфті-прототипі осьові сили, у випадку симетричного розташування магнітних систем обох півмуфт, будуть відсутні, що дозволяє збільшити швидкість обертання, зменшити зношування підшипників і в цілому підвищити надійність роботи муфти. Недолік прототипу полягає в тому, що при необхідності використання таких муфт у герметичних пристроях, у зазорі між півмуфтами розташований екран з немагнітного матеріалу. Це призводить до збільшення зазору між півмуфтами і як наслідок, до зниження магнітної індукції в зазорі й зменшення величини магнітного моменту та механічної потужності, що передається від однієї півмуфти до іншої. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення муфти та покращення її характеристик за рахунок застосування спеціальної багатополюсної магнітної системи, що дозволить підвищити магнітну індукція в зазорі, збільшити величину магнітного моменту та механічної потужності муфти та в кінцевому результаті підвищити ефективність магнітної муфти. Поставлена задача вирішується тим, що в магнітній муфті, що має внутрішню й зовнішню циліндричні півмуфти, кожна з яких має магнітопровід з радіально намагніченими постійними магнітами полярності, що чергується, розділені тонкостінним герметичним екраном з немагнітного матеріалу, на кожній з півмуфт між магнітними полюсами встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених у тангенціальному напрямку, на торцевих частинах кожної півмуфти встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених в осьовому напрямку. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що магнітна муфта оснащена додатковими джерелами магнітного поля у вигляді парної кількості постійних магнітів полярності, що чергується, які намагнічені в осьовому напрямку та встановлені на дисковій частині зовнішньої півмуфти з утворенням магнітного зв'язку з постійними магнітами, розташованими в торцевій частині внутрішньої півмуфти. 97202 4 Друга додаткова відмінність полягає в тому, що постійні магніти й магнітопровід внутрішньої півмуфти поміщені в тонку герметичну оболонку з немагнітного матеріалу, яка захищає їх від агресивного середовища усередині герметичної камери. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що на дисковій частині зовнішньої півмуфти розташовані вентиляційні канали та вентиляційні лопатки, що створюють охолоджуючий потік повітря на екран герметичної камери у зазорі між півмуфтами. В порівнянні з прототипом, запропонована магнітна муфта відрізняється наявністю таких ознак: - на кожній з півмуфт між магнітними полюсами встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених у тангенціальному напрямку; - на торцевих частинах кожної півмуфти встановлена парна кількість постійних магнітів полярності, що чергується, та намагнічених в осьовому напрямку. Всі вищенаведені ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої задачі. Далі суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 схематично показана в осьовому перерізі конструкція пропонованої магнітної муфти, на фіг. 2 показано радіальний переріз пропонованої муфти, на фіг. 3 показана в осьовому перерізі муфти розміщення додаткових постійних магнітів на дисковій частині зовнішньої півмуфти, на фіг. 4 показана в осьовому перерізі муфти конструкція системи охолодження пропонованої муфти. Найкращі варіанти реалізації винахідницького задуму. В основу винаходу покладено принцип Хальбаха, відповідно до якого магнітне поле в системі буде досягати максимального значення, якщо на всьому шляху силових магнітних ліній (або на частині шляху) встановити постійні магніти, напрямок намагніченості яких збігається з напрямком силових ліній магнітного поля. У пропонованій муфті відповідно до цього принципу на обох півмуфтах додатково встановлені постійні магніти, розташовані саме вздовж ліній магнітного поля. Це призводить до збільшення магнітного поля в повітряному зазорі муфти і, як наслідок, до збільшення магнітного моменту та механічної потужності, що здатна передати пропонована муфта. Пропонована магнітна муфта має внутрішню та зовнішню півмуфти. Внутрішня півмуфта закріплена на ведучому валу 1 (див. фіг. 1) і складається з магнітопроводу 2 з постійними магнітами 3 і 4, намагніченими радіально (напрямок намагніченості показаний на всіх малюнках стрілками), і додаткових, згідно з принципом Хальбаха, постійних магнітів 5 та 6 з осьовим намагнічуванням. Кількість магнітів повинна бути парною і співпадати з кількістю основних магнітів 4 та 9, а полярність повинна чергуватися для ефективного замикання магнітного поля. Зовнішня півмуфта закріплена на веденому валу 7 і складається з магнітопроводу 8 з постійними магнітами 9 і 10, які намагнічені радіально. Як і на внутрішній півмуфті, на зовнішній півмуфті також встановлені додатково постійні 5 магніти 11 та 12 з осьовим намагнічуванням. Кількість магнітів також повинна бути парною, а полярність повинна чергуватися. Зовнішня й внутрішня півмуфти розділені тонкостінним герметичним екраном 13, виконаним з немагнітного матеріалу (весь екран або тільки його частина, що перебуває в магнітному полі в зазорі між півмуфтами). Екран дозволяє здійснити герметизацію внутрішнього простору пристрою, що необхідно, наприклад, при наявності в ньому агресивного середовища. Додаткові магніти на фіг. 1 встановлені в торцевій зоні муфти. Для ще більшого посилення магнітного поля необхідно також додатково встановити постійні магніти між основними полюсами кожної півмуфти, як це показано на фіг. 2. Тут показані додаткові магніти 14, що розміщені на внутрішній півмуфті, та додаткові магніти 15 на зовнішній півмуфті. Ці магніти намагнічені у тангенціальному напрямку (показано стрілками на фіг. 2), їх полярність чергується та разом з основними магнітами вони створюють багатополюсну магнітну систему з посиленим магнітним полем у повітряному зазорі муфти. Магнітне зчеплення між двома півмуфтами буде ще більш посилене, якщо на дисковій частині зовнішньої півмуфти (див. фіг 3, поз. 16) встановити додаткову парну кількість постійних магнітів 17 з полярністю, що чергується, та намагнічені в осьовому напрямку. Ці магніти будуть притягуватися до торцевих магнітів на внутрішній півмуфті 6 і 11 та створювати додаткову магнітну силу, що призведе до збільшення механічної потужності магнітної муфти. При наявності агресивного середовища в зоні внутрішньої півмуфти використовують екран із немагнітного матеріалу 13 на фіг. 4, який ізолює цю зону від зовнішнього середовища. В той же час необхідно також захистити постійні магніти, що знаходяться на внутрішній півмуфті, від шкідливого впливу цього агресивного середовища. Для цього постійні магніти, що розміщені на внутрішній півмуфті, разом з магнітопроводом необхідно роз 97202 6 містити в герметичній захисній оболонці 18, виконаній із тонкого немагнітного матеріалу, наприклад, нержавіючої сталі. Екран із немагнітного матеріалу 13 (див. фіг. 5) нагрівається як за рахунок теплових процесів, що відбуваються у внутрішньому просторі пристрою, так і за рахунок вихрових струмів, що наводяться в екрані в зоні повітряного зазору під впливом змінного магнітного поля. Тому при передаванні значної механічної потужності нагрів матеріалу екрана в зоні повітряного зазору може перевищити допустимий рівень. Для покращення охолодження цієї зони на дисковій частині зовнішньої півмуфти 16 на фіг. 5 доцільно зробити повітряні отвори 19 та встановити вентиляційні лопатки 20. Тоді при обертанні зовнішньої півмуфти буде утворюватися повітряний потік, напрям якого показаний стрілками 21. Цей потік буде проходити у зазорі муфти вздовж герметичного екрана 13. Це призведе до його охолодження та дозволить забезпечити надійну роботу магнітної муфти. Запропонована магнітна муфта працює наступним чином. Коли ведучий вал муфти 1, приєднаний, наприклад, до вала двигуна внутрішнього згорання, обертається, то обертається і внутрішня півмуфта. Ця півмуфта за допомогою пропонованої багатополюсної магнітної системи має посилений магнітний зв'язок із зовнішньою півмуфтою, що здійснюється саме за допомогою додаткових постійних магнітів, встановлених на обох півмуфтах. Це обумовить передачу збільшеного магнітного моменту та механічної потужності на ведений вал 7. Максимальна механічна потужність, що може бути передана такою муфтою, залежить саме від рівня магнітного поля в її зазорі. А за рахунок додаткових магнітів це поле буде значно посилене. Дане технічне рішення проходить випробування на дослідному зразку магнітної муфти у лабораторних умовах. Джерела інформації: 1. Ганзбург Л. Б. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. - Л., 1980, 230 с. 7 97202 8 9 97202 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 97202 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMagnetic clutch
Автори англійськоюPalyvoda Kostiantyn Vitaliiovych
Назва патенту російськоюМагнитная муфта
Автори російськоюПаливода Константин Витальевич
МПК / Мітки
МПК: F16D 27/00
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-97202-magnitna-mufta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Магнітна муфта</a>
Попередній патент: Центральний кондиціонер
Наступний патент: Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини
Випадковий патент: Індукційний електронагрівник