СТАТОРНАЯ МАГНИТНАЯ МУФТА УЗЯКОВА
UZYAKOV'S STATOR MAGNETIC COUPLING

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике, оно может быть использовано для передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов.
Известно большое разнообразие магнитных муфт для передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов (см., например, Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. Справочник. Л.: Машиностроение. 1980).
Общим недостатком известных устройств является то, что экран, разделяющий полости ведущего и ведомого валов, не может иметь значительную толщину, так как при этом уменьшается магнитное сцепление и эффективность муфт.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является электромагнитная муфта-редуктор, имеющая неподвижный экран в виде корпуса из электроизоляционного материала со встроенными ферромагнитными элементами, содержащая ведущее звено в виде электромагнита с одной или большим числом пар полюсов расположенное в цилиндрической полости неподвижного экрана, и ведомое звено - ферромагнитный якорь, имеющий два зубца, расположенный во внутренней полости экрана (см. описание изобретения к патенту RU №2451382 от 20.05.2012).
Недостатком устройства является энергозависимость, сложность конструкции и незначительная прочность электроизоляционных материалов.
Задачей изобретения является, обеспечение возможности передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов при значительной (более 20 мм) толщине разделяющего экрана, обеспечивающей высокую разность давлений и радиационную безопасность.
Поставленная задача решается тем, что статорная магнитная муфта Узякова содержит две одинаковые полумуфты 1 и 2 с установленными на них постоянными магнитами 3 и 4, имеющие число пар полюсов р (где р=1, 2, …n) и неподвижный статор, состоящий из отдельных магнитопроводов 7, расположенных по окружности, число которых z=2(р+kp/2) (где k=1, 2, …n). Магнитопроводы, которые могут быть выполнены из шихтованной электротехнической стали, объединены корпусом статора 8, выполненным из немагнитного металла (аустенитная нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и т.п.). Статор проходит через экран 9, разделяющий полости ведущего и ведомого валов, с обеих сторон экрана 9 выступают рабочие части статора, с которыми взаимодействуют полумуфты. Между полумуфтами и статором имеется основной воздушный зазор минимально возможной величины. Зазор между элементами статора как минимум в десять раз больше, чем основной воздушный зазор. Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами полумуфт, замыкается через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод статора.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема статорной магнитной муфты Узякова, исполнение - 1, на фиг. 2 - эта же муфта, исполнение - 2.
Представленная на фиг. 1 и фиг. 2 схема изобретения состоит из следующих основных элементов: полумуфты 1 и 2, валы полумуфт 5 и 6, постоянные магниты 3 и 4, магнитопроводы статора 7, корпус статора 8, экран 9, разделяющий полости ведущего и ведомого валов.
Статорная магнитная муфта Узякова работает следующим образом. Вращение любой из полумуфт приводит к появлению вращающегося магнитного поля в статоре. Вторая полумуфта при этом синхронно поворачивается таким образом, чтобы угол рассогласования ее магнитных полюсов и магнитного поля статора был минимальным. При наличии момента сопротивления возникает рассогласование осей магнитных полюсов полумуфт и магнитного поля статора, изменение магнитной проводимости воздушных зазоров и перераспределение магнитных потоков в них, в результате чего возникают касательные силы, стремящиеся уменьшить угол рассогласования. Результирующий момент касательных сил в воздушных зазорах полумуфт предлагаемого изобретения аналогичен моменту магнитной, цилиндрической, активной, переменно-полюсной муфты с магнитами из РЗМ (редкоземельных металлов).