Электромагнитный компрессор
ELECTROMAGNETIC COMPRESSOR

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструирования электромагнитных компрессоров. Известны электромагнитные компрессоры [1]; [2]; [3] принцип действия которых основан на наведении вихревых токов в токопроводящих немагнитных рабочих органах. Катушки возбуждения выше названных устройств питаются переменным напряжением.
Недостатки аналогов.
1. Сложность конструкции системы подключения катушек возбуждения к источникам напряжения: необходимость конденсатора 6, переключателя 5 [1]; необходимость выпрямительного моста по Фиг. 2 с контактным реле 6 [2]; необходимость попеременного подключения левых и правых катушек возбуждения [3], - все это, в целом, ограничивает частоту колебаний рабочих органов (она получается для [2] и [3] меньше чем частота питающего катушки возбуждения напряжения).
К сложности конструкции [2] и [3] следует отнести также необходимость двух катушек возбуждения прямого и обратного хода.
2. Низкие эксплуатационные качества [1], [2], [3]:
значительный нагрев рабочего органа, магнитопровода, катушек возбуждения от вихревых токов (нагрев увеличивается с ростом частоты питающего напряжения), а это приводит к дополнительному
нагреву нагнетаемого газа и снижению коэффициента подачи компрессора;
динамическая неуравновешенность [2], [3] приводящая к вибрации компрессора.
Прототипом заявляемому устройству является [1]. [1]. Электромагнитный компрессор, содержащий катушку возбуждения по обе стороны от которой установлены рабочие органы в виде электропроводных немагнитных мембран и торцевые накладки (ограничительные диски).
Недостатки прототипа [1].
1. Сложность конструкции, - системы подключения катушки возбуждения к источнику напряжения.
2. Низкие эксплуатационные качества.
3. Ограниченная производительность, вызванная применением в качестве рабочих органов металлических мембран.
Цель изобретения.
Упрощение конструкции и повышение эксплуатационных качеств.
Цель достигается следующим: электромагнитный компрессор содержит два концентрично расположенных магнитопровода в виде полых цилиндров, зафиксированных торцевыми накладками, между которыми неподвижно закреплена катушка возбуждения, по обе стороны от которой установлены подвижные рабочие органы с образованием полостей сжатия и расширения, при этом рабочие органы выполнены из магнитного материала и скользят в зазоре между магнитопроводами, при этом магнитопроводы и рабочие органы разрезаны по образующей с заполнением зазора неэлектропроводным материалом, торцевые накладки выполнены из электроизоляционного немагнитного материала и имеют центральное отверстие, а полости сжатия и расширения соответственно сообщаются между собою.
Упрощение конструкции достигается за счет того, что катушка возбуждения 5 постоянно соединена с источником переменного напряжения, при этом рабочие органы 6 колеблются в режиме вибрации с частотой, превышающей в два раза частоту питающего напряжения.
Повышение эксплуатационных качеств достигается за счет:
снижения нагрева магнитопроводов 1, 2, рабочих органов 6, поскольку они разрезаны по образующей с заполнением зазора 11 неэлектропроводным материалом, поэтому вихревые токи в этих деталях не возникают, а также за счет охлаждения внутреннего магнитопровода 2 и намотанной на него катушки возбуждения 5, -благодаря отверстиям 4 в торцевых накладках 3;
динамической уравновешенности устройства, поскольку полости сжатия 7 и расширения 8 соответственно сообщаются между собою, что синхронизирует движение рабочих органов.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом.
Графическое изображение состоит из одной фигуры - Фигура 1. Фигура 1. изображает «Электромагнитный компрессор», - сечение устройства по диаметральной плоскости.
Электромагнитный компрессор содержит два концентрично расположенных магнитопровода в виде полых цилиндров: внешний магнитопровод 1 и внутренний магнитопровод 2. Магнитопроводы 1 и 2 зафиксированы торцевыми накладками 3, стянутыми между собой шпильками (на чертеже не показаны).
Накладки 3 выполнены из электроизоляционного немагнитного материала и имеют центральное отверстие 4, которое служит для охлаждения магнитопровода 2 и закрепленной на нем катушки возбуждения 5.
По обе стороны от катушки возбуждения 5 помещены рабочие органы 6, которые скользят в зазоре между магнитопроводами 1 и 2 и образуют полости сжатия 7 и полости расширения 8. Полости сжатия 7 сообщаются между собой через зазор 9, образованный между катушкой возбуждения 5 и магнитопроводом 1, а полости расширения 8 сообщаются между собою посредством канала 10. Магнитопроводы 1, 2 и рабочие органы 6 изготовлены из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью (например, стали) и разрезаны по образующей с заполнением зазора 11 неэлектропроводным материалом.
Рабочие органы 6 имеют уплотнения 12 (например, резиновые кольца) для герметизации полостей сжатия 7 и расширения 8.
Для демпфирования ударов рабочих органов 6 о катушку возбуждения 5 установлены резиновые кольца 13. Устройство оборудовано также самодействующими клапанами 14, размещенными диаметрально на магнитопроводе 1 (напротив катушки возбуждения 5).
Устройство работает следующим образом.
Магнитная система устройства имеет постоянные рабочие зазоры и работает при Ψ=const [4], при этом катушка 5 может менять свою индуктивность L за счет перемещения рабочих органов 6 к катушке 5 и обратно (меняется длина магнитно-силовых линий).
При подаче переменного напряжения на катушку возбуждения 5, в замкнутой магнитной цепи, состоящей из магнитопроводов 1, 2 и рабочих органов 6, возникает переменный магнитный поток под действием которого рабочие органы 6 совершают встречные колебательные движения. Поясняю, в системах с Ψ=const, из известного отношения Ψ=L⋅1 выходит, что при изменении тока I индуктивность катушки 5 тоже должна измениться, т.е. рабочие органы 6 придут в движение, изменяя длину магнитно-силовых линий катушки 5.
При колебаниях рабочих органов 6 в полостях сжатия 7 обеспечивается попеременное всасывание и нагнетание газа потребителю, а в полостях расширения 8 создается разрежение, под действием которого происходит возврат рабочих органов 6 в исходное положение.
Литература:
1. А.С .355380 F04B 35/04 от 09.03.1970 г.
2. А.С .987167 F04B 35/04 от 24.11.1980 г.
3. А.С.1043349 F04В 35/04 от 22.03.1982 г.
4. Л.А. Родштейн Электрические аппараты. Л. Энергоатомиздат 1989 г. Стр. 132-135