ГРУЗОПОДЪЕМНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ Российский патент 2008 года по МПК B66C1/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к грузоподъемным электромагнитам, и может быть использовано для захвата и удерживания ферромагнитных материалов и деталей из них при погрузочно-разгрузочных работах.

Известен грузоподъемный электромагнит SRDC82 фирмы Ohio Magnetics, США, содержащий магнитопровод с основанием, внутренним и наружным полюсами, защитную шайбу, заливочную массу и выполненную из изолированного провода катушку управления (сайт http://www.ohiomagnetics.com/sr.htm).

Данный электромагнит наружным диаметром 2080 мм предназначен в основном для работы с сыпучими грузами - скрапом различной плотности. В связи с большим диаметром электромагнита велика длина магнитных цепей, поэтому сечение всех элементов магнитопровода увеличено, чтобы предотвратить рост их магнитного сопротивления и снижение грузоподъемности. Для этого, в частности, основание магнитопровода выполнено утолщенным в зоне его сочленения с внутренним полюсом. Увеличение сечения привело к росту веса электромагнита и его стоимости. Очень широка защитная шайба, которая закрывает катушку снизу и защищает ее от ударов, поэтому для обеспечения необходимой прочности шайба выполнена очень толстой, что также увеличило вес и стоимость электромагнита.

Известен также электромагнит типа CHPAF фирмы "Andrin", содержащий магнитопровод с основанием, внутренним, наружным и средним полюсами, наружную катушку управления, расположенную между наружным и средним полюсами, и внутреннюю катушку управления, расположенную между внутренним и средним полюсами. Основание магнитопровода выполнено утолщенным во всей центральной части. Наружная катушка закрыта защитной немагнитной шайбой, а внутренняя - защитной магнитопроводящей шайбой. Данный электромагнит имеет довольно высокую грузоподъемность для сыпучих грузов в связи с более равномерным распределением магнитного потока по всей площади электромагнита (рекламный проспект фирмы "Andrin", 54406 Longwy, France). Оснащение электромагнита двумя более узкими защитными шайбами позволяет обеспечить достаточно надежную защиту катушек при меньшей толщине шайб.

Магнитопроводящая шайба, закрывающая внутреннюю катушку, шунтирует ее магнитное поле и несколько выравнивает распределение подъемной силы электромагнита за счет ее снижения в центральной части. При этом энергия используется нерационально и снижается грузоподъемность электромагнита для плиты и для шара. К тому же высокая грузоподъемность электромагнита для сыпучих грузов обеспечивается только при работе со скрапом равномерной плотности.

Наиболее близким является грузоподъемный электромагнит, содержащий магнитопровод с основанием, внутренним, средним и наружным полюсами, наружную катушку управления, расположенную между наружным и средним полюсами, внутреннюю катушку управления, расположенную между внутренним и средним полюсами. Трехполюсная система и две катушки управления позволяют уменьшить длину магнитных цепей и обеспечивают высокую грузоподъемность для сыпучих грузов - скрапа различной плотности, для плиты и для шара при меньшем весе магнитопровода. Размещение защитной шайбы с опорой на все три полюса обеспечивает ее высокую прочность при малой толщине и весе (патент RU №42814, В66С 1/06, опубл. 2004).

Техническим результатом изобретения является дальнейшее снижение веса и стоимости электромагнита при заданной грузоподъемности.

Это достигается тем, что в грузоподъемном электромагните, содержащем магнитопровод с основанием, внутренним, средним и наружным полюсами, наружную катушку управления, расположенную между наружным и средним полюсами, внутреннюю катушку управления, расположенную между внутренним и средним полюсами, согласно изобретению, наружная катушка выполнена из алюминиевого провода, а внутренняя катушка - из медного провода меньшего сечения. Кроме того, в центральной части основания магнитопровода может быть выполнено углубление, уменьшающее толщину основания над внутренним полюсом и внутренней катушкой управления. Целесообразно также выполнение по оси внутреннего полюса отверстия, уменьшающего его поперечное сечение.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 показан общий вид электромагнита.

Электромагнит состоит из магнитопровода с основанием 1, внутренним полюсом 2, наружным полюсом 3 и укороченным средним полюсом 4, наружной катушки управления 5, выполненной из изолированного алюминиевого провода, внутренней катушки управления 6, выполненной из изолированного медного провода меньшего сечения, защитной шайбы 7, расположенной между внутренним и наружным полюсами, и опирающейся на средний полюс 4, а также заливочной массы 8, заполняющей зазоры вокруг катушек управления 5 и 6. Шайба 7 выполнена из немагнитного материала, например из высокомарганцовистой стали, и защищает от повреждений катушки 5 и 6. Катушка 6 имеет меньшую высоту, поэтому в центральной части основания магнитопровода над ней и над внутренним полюсом может быть выполнено углубление 9. За счет этого уменьшаются толщина основания и вес магнитопровода, а также увеличивается площадь охлаждения электромагнита в зоне размещения внутренней катушки 6 и улучшается ее тепловой режим. Аналогичные последствия имеет выполнение сквозного или заглушенного отверстия 10 по оси внутреннего полюса 2.

Выполнение катушки 5 из более легкого и обладающего высокой теплопроводностью алюминиевого провода уменьшает вес и стоимость электромагнита, улучшает его тепловой режим. Выполнение катушки 6 из медного провода небольшого сечения позволяет сконцентрировать в полости между внутренним и средним полюсам достаточно много витков, что обеспечивает высокую грузоподъемность электромагнита для плиты, для шара и для реального скрапа переменной плотности. Сечение медного провода выбирается исходя из допустимой для меди токовой нагрузки.

Пример. Грузоподъемный электромагнит ДКМ200 выполнен согласно изобретению. Конструкция магнитопровода соответствует фиг.2 чертежа. Характеристики магнитопровода и катушек магнита приведены в таблице. Здесь же приведены характеристики сопоставимого аналога - электромагнита SRDC82. По грузоподъемности для плиты, шара и скрапа различной плотности оба электромагнита практически одинаковы.

ТаблицаХарактеристика электромагнитаДКМ200SRDC82Наружный диаметр магнитопровода, мм20002080Высота магнитопровода, мм490530Общее сопротивление катушки, Ом1,771,76Число витков части (медь)1352 Сечение провода, мм²19,8 Число витков части 10 (алюминий)1056 Сечение провода, мм²47,9 Потребляемая мощность, кВт27,227,5Вес цветного металла, кг13702300Вес электромагнита в целом, кг55008290

Как следует из приведенных данных, вес электромагнита ДКМ200 в целом на 33% меньше веса аналога, равноценного ему по грузоподъемности, а масса цветного металла меньше на 40%, что обеспечивает существенное снижение стоимости.

Изобретение относится к грузоподъемным электромагнитам и может быть использовано для захвата и удерживания ферромагнитных материалов. Грузоподъемный электромагнит содержит магнитопровод с основанием, внутренний, средний и наружный полюса, наружную катушку управления, расположенную между наружным и средним полюсами, внутреннюю катушку управления, расположенную между внутренним и средним полюсами. Наружная катушка управления выполнена из алюминиевого провода, а внутренняя катушка - из медного провода меньшего сечения. Технический результат заключается в снижении веса электромагнита при заданной грузоподъемности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Грузоподъемный электромагнит, содержащий магнитопровод с основанием, внутренним, средним и наружным полюсами, наружную катушку управления, расположенную между наружным и средним полюсами, внутреннюю катушку управления, расположенную между внутренним и средним полюсами, отличающийся тем, что наружная катушка управления выполнена из алюминиевого провода, а внутренняя катушка - из медного провода меньшего сечения.2. Грузоподъемный электромагнит по п.1, отличающийся тем, что в центральной части основания магнитопровода выполнено углубление, уменьшающее толщину основания над внутренним полюсом и внутренней катушкой управления.3. Грузоподъемный электромагнит по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что по оси внутреннего полюса выполнено отверстие, уменьшающее его поперечное сечение.