ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОЛОТ Российский патент 2013 года по МПК E21B1/22 E02D7/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к разделу строительства и горного дела, а именно к электромагнитным устройствам для ударного бурения с использованием движущегося возвратно-поступательно ударного элемента.

Уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный молот, содержащий статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух (см. патент RU №2018652).

В известном молоте магнитная цепь имеет значительную немагнитную часть, состоящую из немагнитной прокладки между магнитным участком статора и ударным элементом и рабочего воздушного зазора, величина которого соизмерима с длиной рабочего хода. Это обусловливает большое магнитное сопротивление и приводит к ограничению тягового усилия и необходимости увеличения магнитодвижущей силы, а следовательно, увеличению числа витков обмотки возбуждения и перерасходу обмоточного провода. Немагнитная прокладка между магнитным участком статора и ударным элементом не используется для создания тягового усилия, что также приводит к его ограничению. Кроме того, для осуществления прямого и обратного хода используются разные обмотки, что приводит к неэффективному использованию обмотки и дополнительному перерасходу обмоточного провода.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности использования обмотки и уменьшении расхода обмоточного провода.

Технический результат заключается в уменьшении магнитного сопротивления магнитной цепи, использовании для создания тягового усилия обоих немагнитных участков, разделяющих статор и ударный элемент, использовании для осуществления прямого и обратного хода одной и той же обмотки, повышении тягового усилия и уменьшении числа витков обмотки.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: электромагнитный молот, содержащий статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух, отличающийся тем, что статор состоит из поперечного стержня, на котором размещена обмотка возбуждения, и двух продольных стержней круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударный элемент выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, и ударной части, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии ударного элемента.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.

Уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи, использование для создания тягового усилия обоих немагнитных участков, разделяющих статор и ударный элемент, использование для осуществления прямого и обратного хода одной и той же обмотки, повышение тягового усилия и уменьшение числа витков обмотки обусловливает повышение эффективности использования обмотки и уменьшение расхода обмоточного провода.

Краткое описание чертежей

На чертеже изображен электромагнитный молот.

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

У электромагнитного молота, содержащего статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух, статор состоит из поперечного стержня, на котором размещена обмотка возбуждения, и двух продольных стержней круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударный элемент выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, и ударной части, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии ударного элемента (см. чертеж).

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве электромагнитного молота - реализуется.

Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.

Выполнение статора состоящим из поперечного стержня, на котором размещена обмотка возбуждения, и двух продольных стержней круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударного элемента в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, и ударной части, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии ударного элемента приводит к уменьшению магнитного сопротивления магнитной цепи, использованию для создания тягового усилия обоих немагнитных участков, разделяющих статор и ударный элемент, использованию для осуществления прямого и обратного хода одной и той же обмотки, повышению тягового усилия и уменьшению числа витков обмотки.

Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Описание конструкции устройства

У электромагнитного молота, содержащего статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух, статор состоит из поперечного стержня 1, на котором размещена обмотка возбуждения 2, и двух продольных стержней 3 круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударный элемент выполнен в виде двух цилиндров 4 с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой 5, и ударной части 6. Оси отверстий смещены относительно осей цилиндров 4 к периферии ударного элемента. Это обеспечивает изменение площади сечения участков цилиндров, в которые локализован магнитный поток, в соответствии с изменением концентрации магнитного потока, что обусловливает равномерное насыщение этих участков. По окружности продольных стержней 3 выполнены поперечные пазы и зубцы для размещения в пазах витков якорной обмотки, а по образующей выполнен продольный паз для соединения витков, расположенных в соседних поперечных пазах. Суммарная площадь оснований зубцов, находящихся под полюсом ударного элемента, равна площади поперечного сечения продольного стержня 3 в районе паза и равна площади сечения поперечного стержня 1 и перемычки 5. Статор содержит два направляющих штока из немагнитного материала. Система обратного хода выполнена в виде переключателя полярности якорной обмотки или обмотки возбуждения. На статоре установлены ограничители обратного хода ударного элемента с эластичными накладками. Молот оснащен удерживающим магнитом или электромагнитом, установленном на штоке с возможностью перемещения, при этом на нижнем конце штока выполнен стоп.

Молот работает следующим образом.

Обмотка возбуждения 2 создает магнитный поток, который локализуется в поперечном стержне 1, первом продольном стержне 3, первом рабочем воздушном зазоре между первым продольным стержнем 3 и первым цилиндром 4, первом цилиндре 4, перемычке 5, втором цилиндре, втором рабочем воздушном зазоре между вторым цилиндром и вторым продольным стержнем и втором продольном стержне. Магнитный поток в рабочих воздушных зазорах взаимодействует с током якорной обмотки, в результате чего в соответствии с законом Ампера возникает тяговое усилие для разгона ударного элемента. Магнитный поток в рабочих зазорах распределен равномерно вдоль окружности продольных стержней, поэтому все участки якорной обмотки, находящейся под полюсом, используются для создания тягового усилия. Обратный ход ударного элемента гасится ограничителями обратного хода. При этом сообщается импульс удерживающему магниту или электромагниту, который перемещается по штоку вверх, после чего он опускается обратно и фиксируется в нижнем положении стопом.

Таким образом, у предлагаемого электромагнитного молота, в отличие от прототипа, повышается эффективность использования обмотки и уменьшается расход обмоточного провода.

Эффективность предлагаемого электромагнитного молота обусловливается его улучшенной конструкцией.

Изобретение относится к области строительства и горного дела, а именно к электромагнитным устройствам для ударного бурения с использованием движущегося возвратно-поступательного ударного элемента. Электромагнитный молот содержит статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух. Статор состоит из поперечного стержня (1), на котором размещена обмотка возбуждения (2), и двух продольных стержней (3) круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка. Ударный элемент выполнен в виде двух цилиндров (4) с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой (5), и ударной части (6). Оси отверстий смещены относительно осей цилиндров (4) к периферии ударного элемента. Обеспечивает уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи, повышение эффективности использования обмотки и уменьшение расхода обмоточного провода. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный молот, содержащий статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух, отличающийся тем, что статор состоит из поперечного стержня, на котором размещена обмотка возбуждения, и двух продольных стержней круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударный элемент выполнен в виде двух цилиндров с круглыми отверстиями, соединенных перемычкой, и ударной части, при этом оси отверстий смещены относительно осей цилиндров к периферии ударного элемента.

2. Молот по п.1, отличающийся тем, что по окружности продольных стержней выполнены поперечные пазы и зубцы для размещения в пазах витков якорной обмотки, а по образующей выполнен продольный паз для соединения витков, расположенных в соседних поперечных пазах.

3. Молот по п.2, отличающийся тем, что суммарная площадь оснований зубцов, находящихся под полюсом ударного элемента, равна площади поперечного сечения продольного стержня в районе паза и равна площади сечения поперечного стержня и перемычки.

4. Молот по п.1, отличающийся тем, что статор содержит два направляющих штока.

5. Молот по п.4, отличающийся тем, что направляющие штоки выполнены из немагнитного материала.

6. Молот по п.1, отличающийся тем, что система обратного хода выполнена в виде переключателя полярности якорной обмотки.

7. Молот по п.1, отличающийся тем, что система обратного хода выполнена в виде переключателя полярности обмотки возбуждения.

8. Молот по п.1, отличающийся тем, что на статоре установлены ограничители обратного хода ударного элемента с эластичными накладками.

9. Молот по п.1, отличающийся тем, что он оснащен удерживающим магнитом или электромагнитом, установленным на штоке с возможностью перемещения, при этом на нижнем конце штока выполнен стоп.