ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H02K33/12 

Описание патента на изобретение RU2370874C1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электродвигателям, и может быть использовано для привода дозаторов, насосов, клапанов и других механизмов.

Уровень техники

Известен линейный двигатель, состоящий из статора и якоря, статор содержит шпильки, на которые надеты магнитные основания, полюсы, немагнитные втулки, а также магнитные обручи, немагнитные шайбы, намагничивающиеся катушки. Якорь содержит стержень, на котором крепятся магнитные и немагнитные гайки. Осевые длины магнитных и немагнитных элементов статора и якоря определяются чередованием относительных чисел 1 и 3 (см. а.с. RU №2108651, кл. Н02К 33/02, Н02К 41/03).

Недостатком аналога является сложность изготовления.

Известен электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника, соединяющего их фланца, обмотку, расположенную вокруг сердечника, и плоский внешний прямоходовой якорь с ферромагнитным шунтом, выполненным в виде кольца, плоский внешний прямоходовой якорь выполнен немагнитным (см. а.с. RU №2159984, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).

Данный аналог имеют следующие недостатки: нет возможности фиксировать якорь в промежуточном положении и изменять амплитуду перемещений якоря.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип является электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника и соединяющего их фланца, а также обмотку, расположенную вокруг сердечника, и закрепленный на валу плоский внешний прямоходный ферромагнитный якорь с шунтом, выполненным в виде кольца, на якоре выполнено дополнительное кольцо, расположенное с внешней стороны относительно шунта, при этом в корпусе со стороны якоря выполнена проточка, соответствующая форме дополнительного кольца (см. а.с. RU №2236744, кл. Н02К 33/02, H01F 7/18).

Недостатками прототипа является то, что в нем нет защиты внутренних деталей от воздействий окружающей среды, на валу не установлены подшипники скольжения, якорь перемещается только из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее и нет возможности создавать промежуточные положения якоря, высокая сложность изготовления.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к созданию возвратно-поступательных движений якоря регулируемой амплитуды, а также возможности фиксирования якоря в любом положении в пределах рабочего хода.

Технический результат достигается с помощью линейного двигателя, содержащего цилиндрический корпус, в котором болтами закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода П-образной формы с намагничивающими катушками. В отверстия магнитопроводов через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь. Якорь состоит из двух дисковых магнитных вставок, между которыми находится немагнитная прослойка. В немагнитной прослойке якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, которые закрыты ограничивающими крышками с отверстиями для шарика. Шарик выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса при отключении намагничивающих катушек.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлен общий вид и разрез линейного двигателя.

Осуществление изобретения

Линейный двигатель состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором болтами 2 закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода 3 П-образной формы с намагничивающими катушками 4, 5. В отверстия магнитопроводов 3 через подшипники скольжения 6 вставлен вал 7 с двумя пружинами 8, между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь 9. Якорь 9 состоит из двух дисковых магнитных вставок 10, между которыми находится немагнитная прослойка 11. В немагнитной прослойке 11 якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики 12 с пружинами 13, которые закрыты ограничивающими крышками 14 с отверстиями для шарика 12. Шарик 12 выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса 1 при отключении намагничивающих катушек 4, 5. Это необходимо для того, чтобы якорь 9 под действием пружин 8 занял среднее положение и зафиксировался в нем. Корпус 1, магнитопроводы 3 и магнитные вставки 10 якоря выполнены из магнитомягкого материала, а вал 7 и немагнитная прослойка 11 якоря - из немагнитных материалов.

Линейный двигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на намагничивающую катушку 4, протекающий в ней ток индуцирует магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через магнитопровод 3, корпус 1 и магнитную вставку 10 якоря. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится соединить якорь 9 с магнитопроводом 3 и поднять его вверх. Плотность силовых линий в зазоре между магнитопроводом 3 и якорем 9 снижается за счет того, что их часть проходит через корпус 1. Это позволяет сделать магнитные потоки более равномерными и избежать магнитного насыщения магнитопровода 3, что в итоге дает увеличение тягового усилия линейного двигателя. Возникающее на якоре 9 линейного двигателя усилие передается через вал 7 в нагрузку.

Увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, приводит к увеличению скорости перемещения якоря 9. При необходимости зафиксировать якорь 9 в промежуточном положении увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 4, прекращается и одновременно с этим подается напряжение на намагничивающую катушку 5. При этом возникает магнитодвижущая сила, которая стремится опустить якорь 9 вниз. Если продолжить дальнейшее увеличение напряжения, подаваемого на намагничивающую катушку 5, то якорь 9 выйдет из равновесия и опустится вниз. Таким образом, подавая на намагничивающие катушки 4 и 5 напряжение определенной величины, можно менять положение якоря 9 из среднего в крайнее верхнее или нижние, а также меньшей амплитуды или фиксировать якорь в определенном положении.

В отличие от прототипа, в заявленном линейном двигателе намагничивающие катушки могут работать одновременно, а не поочередно. Это возможно благодаря наличию в якоре немагнитной прослойки, которая разделяет магнитные системы верхней и нижней катушек. Такое разделение позволяет магнитодвижущим силам катушек одновременно воздействовать на якорь и изменять амплитуду рабочего хода или фиксировать его в любом положении в пределах рабочего хода. Также заявленный линейный двигатель отличается наличием герметичного корпуса, который является частью магнитной системы и расширяет область применения изобретения. У заявленного линейного двигателя вал закреплен на подшипниках для уменьшения трения; пружины на валу и шарики в якоре позволяют переводить и фиксировать якорь в среднем положении, что упрощает систему управления, так как начало работы всегда связано с одним и тем же положением якоря; формирование тяговой характеристики не требует изменения конструкции, а достаточно только изменять управляющий сигнал.

Применение заявляемого линейного двигателя позволит упростить конструкцию и расширить ее функциональность, а также снизить затраты на производство.

Похожие патенты RU2370874C1

название год авторы номер документа
Регулирующий клапан 2019
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Гринченко Виталий Анатольевич
RU2727733C1
Амортизатор на основе линейного электродвигателя 2021
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Коноплев Евгений Викторович
  • Лысаков Александр Александрович
  • Воротников Игорь Николаевич
RU2763617C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2018
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Антонов Сергей Николаевич
RU2700666C1
Линейный электродвигатель 2022
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Антонов Сергей Николаевич
  • Мазинова Линара Энверовна
  • Сергиенко Екатерина Геннадьевна
RU2792975C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2018
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Антонов Сергей Николаевич
  • Атанов Григорий Валерьевич
RU2694811C1
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС 1993
  • Гурницкий Владимир Николаевич
  • Никитенко Геннадий Владимирович
RU2074983C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2018
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Антонов Сергей Николаевич
  • Атанов Григорий Валерьевич
RU2705205C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2007
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Жаворонков Павел Владимирович
RU2361353C2
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС 2010
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Дубоделов Евгений Владимирович
RU2424447C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2011
  • Синицын Иван Егорович
  • Володин Алексей Михайлович
  • Мусолин Александр Константинович
  • Корочкин Елисей Сергеевич
RU2454778C1

Реферат патента 2009 года ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электродвигателям и может быть использовано для привода дозаторов, насосов, клапанов и других механизмов. Линейный двигатель состоит из цилиндрического корпуса (1), в котором болтами (2) закреплены два цельных цилиндрических магнитопровода (3) П-образной формы с намагничивающими катушками (4), (5). В отверстия магнитопроводов (3) через подшипники скольжения (6) вставлен вал (7) с двумя пружинами (8), между которыми посередине под прямым углом закреплен якорь (9). Якорь (9) состоит из двух дисковых магнитных вставок (10), между которыми находится немагнитная прослойка (11). В немагнитной прослойке (11) якоря выполнены четыре выреза под фиксирующие шарики (12) с пружинами (13), которые закрыты ограничивающими крышками (l4) с отверстиями для шарика (12). Шарик (12) выглядывает из отверстия таким образом, чтобы попасть в бороздку на внутренней поверхности корпуса (1) при отключении намагничивающих катушек (4, 5). Это необходимо для того, чтобы якорь (9) под действием пружин (8) занял среднее положение и зафиксировался в нем. Корпус (1), магнитопроводы (3) и магнитные вставки (10) якоря выполнены из магнитомягкого материала, а вал (7) и немагнитная прослойка (11) якоря - из немагнитных материалов. Технический результат состоит в создании регулировании амплитуды, а также возможности фиксирования якоря в любом положении в пределах рабочего хода. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 370 874 C1

Линейный двигатель, содержащий два цилиндрических магнитопровода с двумя намагничивающими катушками и закрепленный на валу якорь, отличающийся тем, что в отверстия в магнитопроводах через подшипники скольжения вставлен вал с двумя пружинами, между которыми закреплен якорь, состоящий из двух дисковых магнитных вставок с немагнитной прослойкой, имеющей четыре выреза под фиксирующие шарики с пружинами, закрытыми крышками с отверстием для шарика.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2370874C1

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Зубков Г.Г.
RU2236744C1
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1999
  • Шимчук Ф.С.
  • Лаптев А.А.
  • Тюрин В.С.
  • Гудков В.П.
  • Кузнецов Е.Ф.
  • Никонов А.В.
  • Юдин А.В.
RU2159984C1
Электромеханический преобразователь 1978
  • Горшечников Владимир Авенирович
SU687541A1
Приспособление для разметки линий отреза на трубах 1936
  • Феклистов Н.Н.
SU51307A1
ВИБРАТОР 1994
  • Хайруллин И.Х.
  • Хайруллин Т.И.
  • Скуратов С.П.
RU2095925C1
ВИБРАТОР 1994
  • Хайруллин И.Х.
  • Хайруллин Т.И.
RU2069442C1
Двухтактный электромагнитный вибратор 1984
  • Нитусов Юрий Евгеньевич
  • Коцюбинский Александр Иванович
SU1265934A1
Двухтактный электромагнитный вибратор переменного тока 1984
  • Коцюбинский Александр Иванович
  • Крюков Борис Иванович
  • Нитусов Юрий Евгеньевич
  • Габараев Феликс Алексеевич
SU1405099A1
0
SU402395A1
Электромагнитный двигатель 1951
  • Крицкий Е.Л.
SU100366A1
JP 57122664 А, 30.07.1982.

RU 2 370 874 C1

Авторы

Никитенко Геннадий Владимирович

Гринченко Виталий Анатольевич

Даты

2009-10-20Публикация

2008-03-31Подача