ВТЯЖНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ
PLUNGER ELECTROMAGNET

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к прямоходовым электромагнитам, используемым, в частности, в качестве привода электромагнитных реле и контакторов.
Известные конструкции втяжных электромагнитов содержат якорь, катушку и магнитопровод с проходным фланцем и воротничком, внутренняя цилиндрическая поверхность которого образует зазор с якорем [1, стр. 111]. Использование воротничка ведет к снижению магнитного сопротивления зазора, что способствует уменьшению затрат энергии на питание электромагнита. Обычно воротничок выполняется за одно с фланцем и размещается с его наружной стороны. Это ведет к увеличению габаритов электромагнита.
Известен втяжной электромагнит, содержащий якорь, катушку и магнитопровод с проходным фланцем и внутренним воротничком, внутренняя цилиндрическая поверхность которого образует зазор с якорем [2]. В данной конструкции воротничок размещен с внутренней стороны фланца (прототип). Это позволяет обеспечить компактность электромагнита. Однако применение внутреннего воротничка, выполненного за одно с фланцем, технологически невозможно реализовать для магнитопровода, выполненного в форме изогнутой С-образной пластины (в виде ярма). Такой магнитопровод имеет простую конструкцию и низкую себестоимость.
Настоящее изобретение направлено на упрощение известной конструкции втяжного электромагнита.
Новый втяжной электромагнит, так же как прототип, содержит якорь, катушку и магнитопровод с проходным фланцем и внутренним воротничком. Внутренняя цилиндрическая поверхность воротничка образует зазор с якорем.
Воротничок выполнен в виде отдельной кольцевой втулки, содержащей коническую, плоскую и две цилиндрические наружные сопряженные соосные поверхности. Коническая и первая цилиндрическая поверхности воротничка размещены в соответствующих по форме и размерам отверстиях каркаса катушки. Вторая цилиндрическая поверхность размещена в отверстии фланца. Плоская поверхность воротничка присоединена к плоской поверхности фланца с его внутренней стороны, обращенной к каркасу катушки.
Упрощение конструкции достигается путем обеспечения возможности использования изогнутой С-образной пластины (ярма) в качестве магнитопровода.
На фиг. 1 представлен новый электромагнит в разрезе, на фиг. 2 - конструкция воротничка в увеличенном масштабе (вид А с фиг. 1).
Втяжной электромагнит содержит якорь 1, катушку 2 с каркасом 3 и магнитопровод (фиг. 1). Центральное отверстие в каркасе 3 служит в качестве направляющей поверхности для якоря 1. Магнитопровод содержит ярмо 4 с проходным 41 и опорным 42 фланцами. К проходному фланцу 41 присоединен воротничок 5. На опорном фланце 42 с помощью заклепки 6 закреплен стоп 7, внутренняя коническая поверхность которого образует рабочий магнитный зазор с коническим концом якоря 1. Плоская пружина 8 воздействует на каркас 3, прижимая воротничок 5 к проходному фланцу 41. Пружина 9 служит для возвращения якоря 1 в исходное положение при отключении электромагнита.
Воротничок 5 выполнен в виде отдельной кольцевой втулки, содержащей коническую 51, плоскую 52 и две цилиндрические наружные сопряженные соосные поверхности 53 и 54 (фиг. 2). Внутренняя цилиндрическая поверхность воротничка 5 образует зазор с якорем 1.
Коническая 51 и цилиндрическая 54 поверхности воротничка 5 размещены в соответствующих по форме и размерам отверстиях каркаса 3. Цилиндрическая поверхность 53 размещена в отверстии фланца 41. Плоская поверхность 52 присоединена к плоской поверхности фланца 41 с его внутренней стороны, обращенной к каркасу 3 катушки.
Электромагнит собирается следующим образом. Сначала воротничок 5 помещается в отверстие каркаса 3. Затем каркас 3 вместе с воротничком 5, стопом 6 и сжатой пружиной 7 помещается между фланцами 41 и 42 ярма 4 до совмещения осей отверстий каркаса и фланцев 41 и 42. Затем пружина 8 отпускается и цилиндрический поясок 53 воротничка 5 «защелкивается» и фиксируется в отверстии фланца 41.
При включении электромагнита создается магнитный поток, который проходит через магнитопровод, кольцевой зазор между воротничком 5 и якорем 1 и рабочий зазор между конусами якоря 1 и стопа 7. В результате якорь 1 притягивается к стопу 7, выполняя приводную функцию.
Наличие воротничка 5 способствует уменьшению магнитного сопротивления. Это ведет к увеличению силы притяжения якоря и повышению энергетической эффективности (КПД) электромагнита.
Новое техническое решение позволяет упростить конструкцию и снизить себестоимость втяжного электромагнита.
Источники информации
1. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты. Учебное пособие для студентов вузов. М.: Энергия, 1972. - 248 с. ил.
2. Патент РФ №2111573 (RU). Электромагнит. Опубликовано 20.05.1998 г. МПК: H01F 7/13, H01F 7/16.