ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к компрессоростроению и может быть использована при создании электромагнитного компрессора с возвратно-поступательным движением поршней.
Известен электромагнитный компрессор, содержащий корпус, неподвижную катушку, подвижный якорь прямоугольной формы, пружину, рабочий орган в виде поршней и цилиндров. (SU395615A1, 22.08.73). Недостатком электромагнитного компрессора с возвратно-поступательным движением поршня и соосным креплением его с подвижным якорем является отсутствие ограничения хода рабочего органа и регулировки его величины, а работа компрессора при переменных нагрузках может вызывать биение якоря о корпус компрессора, что снижает надежность конструкции в целом, а также относительно низкий КПД за счет повышенных потерь в стальных участках магнитопровода электромагнитного двигателя, выполненного из цельного материала.
Частично эти недостатки устранены в конструкции электромагнитного компрессора содержащего корпус с размещенными в нем цилиндром с поршнем и электромагнитным приводом, выполненным в виде витого магнитопровода с силовой обмоткой и взаимодействующего с ней подпружиненного слоистого якоря, связанного с поршнем.(SU1267042A, 30.10.86. Несомненным достоинством электромагнитного компрессора с возвратно-поступательным движением рабочего органа является относительно высокий КПД за счет использования в конструкции ферромагнитной ленты, однако, сложность изготовления якоря в виде каркаса, заполненного ферромагнитной лентой, снижает технологичность изготовления компрессора.
Наиболее близким к заявляемому компрессору (прототип) является электромагнитный мембранный компрессор содержащий расположенные в корпусе мембрану со штоком, сердечник с полюсами, размещенными на них обмотками, подключенными к источнику переменного тока, и якорь, выполненный в форме кольцевого элемента. (SU1000595A, 28.02.83). Принципиальное отличие конструкции прототипа от указанных выше состоит в том, что в прототипе двигатель компрессора работает за счет поперечного магнитного поля, что позволяет четко позиционировать рабочий орган и предотвращать соударение рабочего органа о детали корпуса компрессора. Однако подобный компрессор имеет сложный профиль якоря, выполненного в форме кольцевого элемента, что снижает технологичность его изготовления, и относительно невысокий КПД вследствие выполнения сердечника из цельного материала.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение КПД компрессора с одновременным повышением технологичности изготовления.
Указанная задача и технический результат достигаются за счет того, что электромагнитный мембранный компрессор содержащий расположенные в корпусе мембрану со штоком, сердечник с полюсами, размещенными на них обмотками, подключенными к источнику переменного тока, и взаимодействующего с ним якоря, по длине якоря образованы кольцевые выступы с шагом, равным шагу сопряженных по диаметру кольцевых выступов образованных на полюсах сердечника, причем якорь и полюса сердечника выполнены из отдельных пластин электротехнической стали.
На Фиг.1 показана конструкция предлагаемого электромагнитного компрессора, на Фиг.2 его поперечный разрез.
Электромагнитный компрессор (Фиг.1) содержит корпус 1, размещенные в нем цилиндр 2 с поршнем 3 и сердечник 4 с полюсами 5, 6 (Фиг.2), с размещенными на них обмотками 7, 8 и взаимодействующего с ними подпружиненного упругими элементами 9, 10 якоря 11, жестко связанного с помощью штока 12 с поршнем 3. Причем конструктивно рабочий орган компрессора может быть выполнен как в виде поршня, так и в виде мембраны. На Фиг.1 приведено выполнение рабочего органа в виде поршня.
Сердечник 1, набранный из пластин электротехнической стали, выполнен заодно с выступающими внутрь полюсами 5, 6. По всей длине полюсов выполнены кольцевые выступы с равным шагом т.Внутренняя часть полюсов 5, 6 сопряжена по диаметру с якорем 11, также набранным из пластин электротехнической стали, по всей длине которого выполнены ответные кольцевые выступы с шагом т, равным шагу кольцевых выступов на полюсах 5, 6.
Электромагнитный компрессор работает следующим образом.
В начальном состоянии (Фиг.1) якорь 11 расположен между полюсами 5, 6 таким образом, что его кольцевые выступы находятся на расстоянии равном половине длины ответных кольцевых выступов полюсов.
При протекании переменного электрического тока по обмоткам 7, 8, подключенным к источнику переменного тока, в сердечнике 4, полюсах 5, 6 и якоре 11 замыкается переменный магнитный поток. Под действием электромагнитных сил, возникающих в кольцевых выступах, и сил упругости элементов 9, 10 якорь 11 совершает возвратно-поступательные движения относительно неподвижного статора 1. Вместе с ним перемещается и шток 12, вызывающий периодические колебания поршня 3, что обеспечивает процессы всасывания и нагнетания газа.
Так как магнитный поток переменный, то при изменении потока и равенстве его нулю приложенная к якорю 11 электромагнитная сила также становиться равной нулю. За счет силы сжатия нижнего подпружиненного упругого элемента 10 якорь 11 возвращается в начальное состояние до прихода следующего импульса тока.
Таким образом, в течение периода питающего тока, якорь совершает одно полное колебание, что при частоте источника 50 Гц соответствует 3000 колебаний в минуту.Изменение шага τ кольцевых выступов на якоре 11 и ответных кольцевых выступов на полюсах 5, 6 сердечника 4, позволяет изменять амплитуду колебаний.
Изменение соотношения размеров полюсных делений позволяет регулитровать величину хода рабочего органа компрессора.
Предполагается, что сердечник и якорь набраны из стальных пластин толщиной по размеру полюсных делений. Предлагаемое усовершенствование позволяет повысить КПД компрессора с одновременным повышением технологичности изготовления, вследствие снижения тепловых потерь от действия вихревых токов.