ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, в частности, к электромагнитным двигателям, и может быть использована в электромеханических устройствах с поступательным перемещением рабочего звена, например, для привода дозировочных насосов.
Известен электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса и расположенной внутри корпуса обмотки, и внешний плоский прямоходовой якорь с ферромагнитным шунтом в виде кольца. При этом с якорем жестко связан направляющий стержень, выполненный с возможностью осевого перемещения в продольном канале корпуса (см. патент РФ № 2159984, МПК Н 02К 33/02, Н 01F 7/18, опубл. 27.11.2000 г.).
Недостатком известного электромагнитного двигателя являются ограниченные функциональные возможности, так как при его горизонтальной ориентации под действием веса якоря отклоняется ось направляющего стержня, вследствие чего не соблюдается соосность направляющего стержня и продольного канала корпуса, приводящая к появлению сил одностороннего магнитного притяжения между якорем и корпусом магнитопровода и увеличению силы трения между направляющим стержнем и корпусом, что в конечном итоге приводит к выходу из строя двигателя из-за деформации стержня и корпуса.
Известен также линейный электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический корпус и расположенную внутри корпуса обмотку, являющиеся статором, якорь, состоящий из цилиндрической и дисковой частей. При этом якорь жестко связан с направляющим стержнем, установленным в подшипниках скольжения (см. патент РФ № 2065659, МПК Н 02К 33/02, Н 01F 7/16, В 21J 7/30, опубл. 20.08.1996 г.).
Однако недостатком известного линейного электромагнитного двигателя также являются ограниченные функциональные возможности, связанные с тем, что при его горизонтальной ориентации при длительной безостановочной работе под действием веса якоря и увеличении нагрузки направляющего стержня на подшипники скольжения происходит их неравномерный износ. В связи с этим не соблюдается соосность направляющего стержня и канала, по которому перемещается направляющий стержень внутри корпуса. Это приводит к появлению сил одностороннего магнитного притяжения меж(варианты)
ду якорем и корпусом магнитопровода и увеличению силы трения между направляющим стержнем и подшипниками скольжения, что является причиной деформации частей двигателя и его выходу из строя.
Ближайшим аналогом заявляемого технического решения является электромагнитный двигатель, содержащий основание, цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса и расположенной внутри него обмотки, плоский внешний прямоходовой якорь с дисковой частью и кольцом. С якорем жестко связан направляющий стержень, выполненный с возможностью осевого перемещения в продольном канале корпуса и установленный в опоре в виде подшипников скольжения, расположенных по концам продольного канала корпуса (см. патент РФ № 2089995, МПК Н 02К 33/02, Н 01F 7/16, опубл. 10.09.1997г.).
Недостатком известного электромагнитного двигателя также являются ограниченные функциональные возможности, связанные с тем, что при его горизонтальной ориентации при длительной безостановочной работе под действием веса якоря и увеличении нагрузки направляющего стержня на подщипники скольжения происходит их неравномерный износ. В связи с этим не соблюдается соосность направляющего стержня и продольного канала корпуса, по которому перемещается направляющий стержень. Вследствие этого появляются силы одностороннего магнитного притяжения между якорем и корпусом магнитопровода, увеличиваются силы трения между направляющим стержнем и опорой, что в конечном итоге приводит к деформации направляющего стержня, опоры и корпуса и выходу двигателя из строя.
Задачей настоящей полезной модели является расщирение функциональных возможностей электромагнитного двигателя, за счет обеспечения его устойчивой длительной работы в бесперебойном режиме при горизонтальной установке.
Поставленная задача достигается тем, что в известном электромагнитном двигателе, содержащем основание, магнитопровод, состоящий из корпуса и расположенной внутри него обмотки, якорь с дисковой частью и кольцом, жестко связанный с якорем направляющий стержень, установленный с возможностью осевого перемещения в продольном канале корпуса, и опору направляющего стержня, размещенную внутри продольного канала корпуса, согласно полезной модели, в основании двигателя установлена дополнительная опора направляющего стержня, при этом опора внутри корпуса имеет длину соразмерную длине продольного канала корпуса.
При этом основание двигателя должно быть снабжено прямоугольным выступом для размещения дополнительной опоры направляющего стержня.
2ce.i /c.e 9Поставленная задача также достигается тем, что в известном электромагнитном двигателе, содержащем основание, магнитопровод, состоящий из корпуса и расположенной внутри него обмотки, якорь с дисковой частью и кольцом, жестко связанный с якорем направляющий стержень, установленный с возможностью осевого перемещения в продольном канале корпуса, и опору направляющего стержня, размещенную внутри продольного канала корпуса, согласно полезной модели, двигатель содержит второй аналогичный магнитопровод, размещенный зеркально относительно первого магнитопровода и имеющий с ним общий направляющий стержень, причем внутри продольного канала корпуса второго магнитопровода размещена опора направляющего стержня, при этом якорь снабжен вторым кольцом, размещенным с противоположной стороны дисковой части, а опоры имеют длину соразмерную длинам продольных каналов корпусов.
Выполнение длины опоры внутри корпуса соразмерной длине продольного канала корпуса, а также наличие дополнительной опоры в основании позволяют при горизонтальной ориентации электромагнитного двигателя более равномерно распределить нагрузку, оказываемую направляющем стержнем на опору, уменьшить давление направляющего стержня на единицу площади поверхности опоры, и, таким образом, достичь более равномерного износа опоры. При этом будет более длительное время сохраняться соосность направляющего стержня и продольного канала корпуса, по которому перемещается направляющий стержень, что в конечном итоге приведет к более длительной устойчивой работе двигателя.
Такого же результата можно достичь, если в известном электромагнитном двигателе разместить второй магнитопровод, который будет аналогичен первому, при этом магнитопроводы будут иметь общий направляющий стержень. Якорь двигателя необходимо будет снабдить вторым кольцом, размещенным с противоположной стороны дисковой части, во втором магнитопроводе также как и в первом будет установлена опора направляющего стержня, при этом опоры в корпусах обоих магнитопроводов будут иметь длину соразмерную длинам продольных каналов соответствующих корпусов. Подобная конструкция двигателя при его горизонтальной ориентации также способствует более равномерному распределению нагрузки, оказываемой направляющим стержнем на опору, уменьшению давления направляющего стержня на единицу площади поверхности опоры, и, таким образом, достижению более равномерного износа опоры. При этом также более длительное время будет сохраняться соосность направляющего стержня и продольного канала корпуса, по которому перемещается направляющий стержень, что приведет к более длительной устойчивой работе двигателя.
В настоящей заявке на выдачу свидетельства на полезную модель соблюдено требование единства полезной модели, поскольку заявленные технические решения электромагнитного двигателя предназначены для решения одной и той же технической задачи: расширение функциональных возможностей электромагнитного двигателя за счет обеспечения его устойчивой длительной работы в бесперебойном режиме при горизонтальной установке.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 показан электромагнитный двигатель с одним магнитопроводом, разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения электромагнитного двигателя с двумя магнитопроводами, разрез.
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - основание электромагнитного двигателя; 2 - корпус магнитопровода; 3 - обмотка, расположенная внутри корпуса 2; 4
-дисковая часть якоря; 5 - кольцо якоря; 6 - направляющий стержень, жестко связанный с якорем; 7 - продольный канал корпуса 2; 8 - опора направляющего стержня 6, размещенная внутри продольного канала 7 корпуса 2; 9 - дополнительная опора направляющего стержня 6, установленная в основании 1 электромагнитного двигателя; 10
-прокладка якоря; 11 - прямоугольный выступ в основании 1, где размещена дополнительная опора 9 направляющего стержня 6; 12 - корпус второго магнитопровода; 13 обмотка второго магнитопровода, расположенная внутри корпуса 12; 14 - второе кольцо якоря, размещенное с противоположной стороны дисковой части 4 якоря; 15 - продольный канал корпуса 12; 16 - опора направляющего стержня 6, размещенная внутри продольного канала 15 корпуса 12.
Электромагнитный двигатель по первому варианту (фиг. 1), содержит основание 1, магнитопровод, состоящий из корпуса 2 и расположенной внутри него обмотки 3, внешний прямоходовой якорь с дисковой частью 4 и кольца 5, выполняющего роль ферромагнитного шунта. Двигатель содержит направляющий стержень 6, жестко связанный с якорем. При этом направляющий стержень 6 установлен с возможностью осевого перемещения в продольном канале 7 корпуса 2. Внутри корпуса 2 выполнена опора 8, например, шариковая, направляющего стержня 6, которая размещена внутри продольного канала 7 корпуса 2. В основании 1 двигателя установлена дополнительная опора 9 направляющего стержня 6, при этом опора 8 внутри корпуса 2 имеет длину соразмерную длине продольного канала 7 корпуса 2. Для более надежной работы двигателя со стороны кольца 5 на дисковой части 4 якоря установлена прокладка 10, выполненная, например, из резины, и предназначенная для амортизации удара якоря двигателя о корпус 2 магнитопровода.
В основании 1 электромагнитного двигателя выполнен прямоугольный выступ 11, где размещена дополнительная опора 9 направляющего стержня 6.
Электромагнитный двигатель по второму варианту (фиг. 2), содержит основание 1, магнитопровод, состоящий из корпуса 2 и расположенной внутри него обмотки 3, якорь с дисковой частью 4 и ферромагнитным шунтом, выполненным в виде кольца 5, и жестко связанный с якорем направляющий стержень 6. При этом направляющий стержень 6 установлен с возможностью осевого перемещения в продольном канале 7 корпуса 2. Внутри корпуса 2 выполнена опора 8 направляющего стержня 6, которая размещена внутри продольного канала 7 корпуса 2. Кроме этого, электромагнитный двигатель содержит второй, аналогичный первому, магнитопровод, который размещен зеркально относительно первого, и при этом оба магнитопровода имеют общий направляющий стержень 6. Второй магнитопровод, как и первый магнитопровод, состоит из корпуса 12 и обмотки 13, расположенной внутри корпуса 12. Якорь электромагнитного двигателя по второму варианту имеет также второе кольцо 14, размещенное с противоположной стороны дисковой части 4 якоря и выполняющее роль ферромагнитного шунта. В корпусе 12 выполнен продольный канал 15, а внутри которого размещена опора 16 направляющего стержня 6. Для более надежной работы двигателя на дисковой части 4 якоря установлены прокладки 10.
Электромагнитный двигатель по первому варианту работает следующим образом.
При подаче импульса напряжения в обмотку 3, якорь кольцом 5 втягивается в полость корпуса 2 магнитопровода, совершая рабочий ход. При этом усилие, создаваемое якорем, с помощью направляющего стержня 6 передается на нагрузку. После окончания импульса якорь возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины (на фиг.1 не показана). В момент совершения втягивания в полость корпуса 2 якоря, а также в момент возвращения якоря в исходное положение, направляющий стержень 6 двигается по опоре 8, расположенной внутри продольного канала 7 корпуса 2 и по дополнительной опоре 9, размещенной в основании 1 электромагнитного двигателя. Таким образом, нагрузка направляющего стержня 6 распределяется по всей длине опоры 8, расположенной внутри продольного канала 7 корпуса 2, и опоры 9, размещенной в основании 1 электромагнитного двигателя. При этом уменьшается нагрузка на единицу поверхности опор 8 и 9 и, следовательно, их износ, и сохраняется соосность направляющего стержня 6 и продольного канала 7 корпуса 2. Вследствие чего, увеличивается срок службы двигателя в целом.
2г /(
Электромагнитный двигатель по второму варианту работает следующим образом.
При подаче импульса напряжения в обмотку 3, якорь кольцом 5 втягивается в полость корпуса 2, совершая рабочий ход. Обмотка 13 при этом отключена. Усилие, создаваемое якорем, с помощью направляющего стержня 6 передается на нагрузку. Обратный ход якоря осуществляется при подаче импульса напряжения в обмотку 13. При этом обмотка 3 отключена. Якорь кольцом 14 втягивается с полость корпуса 12 и усилие с помощью направляющего стержня 6 передается на другую нагрузку.
В момент совершения втягивания в полость корпусов 2 к 12 магнитопроводов якоря, направляющий стержень 6 двигается по опоре 8, расположенной внутри продольного канал 7 корпуса 2 и по опоре 16, расположенной внутри продольного канала 15 корпуса 12. Таким образом, нагрузка направляющего стержня 6 распределяется по всей длине опор 8 и 16, расположенных внутри продольных каналов 7 и 15 корпусов 2 и 12, соответственно. Вследствие этого уменьшается нагрузка на единицу поверхности опор 8 и 16 и, соответственно, их износ, и сохраняется соосность направляющего стержня 6 и продольных каналов 7 и 15 корпусов 2 и 12, что положительно влияет на срок эксплуатации двигателя в целом.
Использование электромагнитного двигателя предлагаемой конструкции (по первому и второму вариантам) позволяет обеспечить высокую надежность его эксплуатации при горизонтальной ориентации и длительную работу в бесперебойном режиме.
2  /oa-f  6