ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОЛОТ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2014 года по МПК E21B1/22 

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 прямого действия, 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. Не все участки ударного элемента имеют сечение, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции, что приводит либо к перенасыщению участков, либо к перерасходу ферромагнитного материала и утяжелению молота.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности использования ферромагнитного материала, 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, а также равномерного магнитного насыщения всех участков ударного элемента.

Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: электромагнитный молот прямого действия, 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 состоит из ударной части, двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки, при этом охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции.

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, а также равномерное магнитное насыщение всех участков ползуна обусловливает повышение эффективности использования ферромагнитного материала, обмотки и уменьшение расхода обмоточного провода.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен электромагнитный молот прямого действия, на фиг.2 - половина охватывающей части ударного элемента.

Осуществление изобретения

Изобретение может быть осуществлено следующим образом.

У электромагнитного молота прямого действия, 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 охватывает продольные стержни, при этом охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого не меньше отношения расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции (см. чертеж).

Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве электромагнитного молота прямого действия - 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 охватывающим продольные стержни, при этом охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого не меньше отношения расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции, 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, а также равномерному магнитному насыщению всех участков охватывающих частей ударного элемента.

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

Описание конструкции устройства

У электромагнитного молота прямого действия, содержащего статор с обмоткой возбуждения 1, ударный элемент 2, систему обратного хода и кожух, статор состоит из поперечного стержня 3, на котором размещена обмотка возбуждения 1, и двух продольных стержней 4 круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка, ударный элемент 2 охватывает продольные стержни 4, при этом охватывающие части 5 ударного элемента 2 выполнены с переменным сечением, площадь которого не меньше отношения расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции. Ударный элемент 2 состоит из ударной части 6, двух частей 5, охватывающих продольные стержни 4, и соединяющей перемычки 7. Статор содержит два направляющих штока. Направляющие штоки выполнены из немагнитного материала. Ударный элемент 2 оснащен направляющими втулками 8, охватывающими направляющие штоки.

Молот работает следующим образом.

Обмотка возбуждения 1 создает магнитный поток, который локализуется в поперечном стержне 3, первом продольном стержне 4, ударном элементе 2 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.

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

Эффективность предлагаемого электромагнитного молота прямого действия обусловливается его улучшенной конструкцией.

Изобретение относится к области электромагнитных устройств для ударного бурения с использованием движущегося возвратно-поступательно ударного элемента. Электромагнитный молот прямого действия содержит 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 состоит из ударной части, двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки. Охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции. Изобретение обеспечивает уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи, повышение тягового усилия и уменьшение числа витков обмотки, а также равномерное магнитное насыщение всех участков ударного элемента. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электромагнитный молот прямого действия, 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 состоит из ударной части, двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки, при этом охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции.

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

3. Молот по п.2, отличающийся тем, что направляющие штоки выполнены из немагнитного материала.

4. Молот по п.1 или 2, отличающийся тем, что ударный элемент оснащен направляющими втулками, охватывающими направляющие штоки.