ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1997 года по МПК E21C3/16 

Изобретение относится горным машинам и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для разрушения хрупких материалов, отделения шламовых образований в металлургических ковшах и т.п. Известен ЭДУМ [1] включающий корпус, якорь-ударник, индукционную катушку, источник импульсного тока, рабочий инструмент и демпфирующие элементы.

Недостатком этого изобретения является: во-первых, потери энергии на трение в демпфирующих элементах и при ударе якоря-ударника о рабочий инструмент; во-вторых, невозможность регулировки длительности и формы импульса, от которого зависит эффективность разрушения материала, в-третьих, низкая надежность из-за накопления повреждений элементов механизма при ударе друг о друга.

Наиболее близким решением по своей технической сущности к изобретению является ЭДУМ [2] с короткозамкнутыми витками, индукционной катушки и источника импульсного тока.

Недостатками данного изобретения являются: во-первых, низкая эффективность разрушения материала, обусловленная относительно большими электромагнитными потерями в индукционной катушке, так как каждый следующий ряд обмотки является магнитным сопротивлением для предыдущего и невозможностью регулировки длительности и формы импульса; во-вторых, низкая надежность из=за затрудненного охлаждения внутренних слоев катушки.

Техническое решение направлено на повышение эффективности разрушения хрупких материалов и надежности работы ЭДУМа.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве, состоящем из корпуса, якоря-ударника, индукционной катушки, источника импульсного тока, индукционная катушка выполнена однорядной, разбитой на секции, ступенчатой формы, а якорь-ударник с короткозамкнутыми витками с кольцевыми проточками соответствующей секциям катушки, ступенчатой формы, в которых находятся короткозамкнутые витки.

Выполнение индукционной катушки ступенчатой формы позволяет иметь минимальное одинаковое расстояние от каждой секции до короткозамкнутых якоря-ударника, что сводит к минимуму магнитное сопротивление цепи и тем самым позволяет повысить КПД электромеханической системы и соответственно, энергию удара и эффективность разрушения.

Как показали испытания, увеличение числа рядов провода индукционной катушки с 1 до 2 снижает в 1,4 1,5 раза энергию удара. При большем увеличении числа рядов провода в индукционной катушке снижение величины энергии удара увеличивается.

Разбивка катушки на секции с различным числом витков и разным радиусом позволяет изменять индуктивность цепи и следовательно, длительность импульса нагрузки, подбирая его таким, какой необходим для разрушения конкретного хрупкого материала (длительность импульса должна быть на 10-20% больше длительности времени релаксации напряжений данного хрупкого материала). Форма импульса подбирается путем подключения с задержкой к источнику тока различных секций катушек. При этом первым, наиболее слабым импульсом происходит предварительное разрушение неровностей дробимой поверхности материала, чем обеспечивается его полный контакт с ударной частью якоря-ударника. Затем, более мощным импульсом происходит разрушение всего материала.

Изобретение поясняется чертежом.

Механизм состоит из корпуса 1 якоря-ударника 2, в кольцевых проточках которого находятся короткозамкнутые витки 3, индукционной катушки 4, состоящей из нескольких секций, смещенных по оси одна относительно другой, упругого элемента 5, крышки 6, источника импульсного тока 7.

Устройство работает следующим образом.

Источник импульсного тока 7 подает в одну секцию индукционной катушки 4 ток; в последней возникает электромагнитное поле, которое наводит в соответствующих короткозамкнутых витках 3, расположенных в якоре-ударнике 2, индукционные токи. В результате взаимодействия полей этих токов с электромагнитным полем индукционной катушки 4 возникает сила, которая толкает якорь-ударник 2. Якорь-ударник 2 своей ударной частью соприкасается с разрушаемым материалом и производит разрушение неровностей поверхности контакта. К моменту окончания этого разрушения источник импульсного тока 7 подает в другие секции индукционной катушки 4 более высокий ток, который наводит в соответствующих короткозамкнутых витках индукционные токи, поле которых толкает якорь-ударник 2 с большей силой и разрушает материал.

Подавал импульсный ток в различные секции индукционной катушки 4 (или в несколько секций сразу в различных комбинациях), можно подобрать такой импульс, который обеспечивает разрушение хрупкого материала с минимальными затратами энергии.

Использование: во всех отраслях народного хозяйства для разрушения хрупких материалов отделения шламовых образований в металлургических ковшах и т. п. Сущность изобретения: повышение эффективности разрушения хрупких материалов и повышение надежности в работе электромеханического ударного механизма. Предлагаемый ударный механизм состоит из корпуса, якоря-ударника, в кольцевых проточках которого находятся короткозамкнутые витки, индуктивной катушки, состоящей из нескольких секций, смещенных по оси одна относительно другой, упругого элемента, крышки, источника импульсного тока. Новым в механизме является выполнение катушки однорядной, разбитой на секции ступенчатой формы, а короткозамкнутые витки находятся на равном расстоянии от соответствующих секций индукционной катушки. 1 ил.

Электромеханический ударный механизм, включающий корпус, якорь-ударник ступенчатой формы с кольцевыми проточками, короткозамкнутые витки, расположенные в кольцевых проточках, индукционную катушку и источник импульсного тока, отличающийся тем, что индукционная катушка выполнена однорядной, разбитой на секции ступенчатой формы, а короткозамкнутые витки находятся на равном рсстоянии от соответствующих секций индукционной катушки.