Грузозахватное устройство Советский патент 1991 года по МПК B66C1/04 

W

Ё

Изобретение относится к магнитным системам на постоянных магнитах и может найти широкое применение в магнитных грузозахватных устройствах и магнитных сепараторах. Цель изобретения - увеличение силы тяги. Магнитная система содержит магнитопровод, внешняя часть которого выполнена в форме стакана, и основной постоянный магнит Магнитопровод состоит из п- стаканов (,3. ) разной площади поперечного сечения, последовательно помещенных друг в друга так, что нижние части стаканов выполнены на одном урояне, между стенками стаканов расположены п-1 дополнительных постоянных магнитов, причем основной и дополнительный магниты, расположенные между соседними стаканами, обращены к одному из стаканов одноименными полюсами, а магниты, прилегающие с обеих сторон к каждому из BHVT- ренних стаканов имеют одинаковую полярность 4 ил

Изобретение относится к грузозахватным устройствам с постоянными магнитами и может найти широкое применение в магнитных грузоподъемных устройствах для транспортировки ферромагнитных материалов.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных свойств путем повышения притягивающего усилия.

На фиг. 1 изображена схематическая конструкция грузозахватного устройства с основными и дополнительными магнитами; на фиг. 2-4 - то же. но с разными размерами основных и дополнительных магнитов

Грузозахватное устройство (фиг 1) включает внутренний и наружный магнито- проводы, выполненные в виде обращенных вниз открытой частью стаканов 1 цилиндрической, прямоугольной или иной формы, помещенных друг в друга так, что их нижние части расположены на одном уровне, и обращены к захватывамому изделию 2, причем наружный магнитопровод выполнен по крайней мере из двух стаканоа Между вертикальными поверхностями обоих маг- нитопроводов расположен основной постоянный магнит 3, а между горизонтальными и вертикальными поверхностями стаканов наружного магнитопровода и между горизонтальными поверхностями стаканов наружного и внутреннего магнитопроводов установлены дополнительные постоянные магниты 4, причем основной и дополнительные магниты, расположенные между поверхностями стакана наружного и внутреннего магнитопроводов. обращены одноименными полюсами к поверхностям одного из них, а дополнительные магниты, расположенные между поверхностями стаканов наружного магнитопровода, обращены одноименными полюсами к поверхности внутреннего стакана.

О

ел ю ю

VI

со

Картина замыкания силовых линий магнитного поля в устройстве приведена на левой половине сечения фиг. 1.

Устройства по фиг. 2-4 отличаются от устройства по фиг. 1 разными размерами магнитов, расположенных между горизонтальными и вертикальными поверхностями стаканов магнитопроводов.

В устройстве по фиг. 2 площадь поверхности каждого полюса каждого магнита, расположенного между горизонтальными поверхностями стаканов 1, равна площади поверхности днища покрывающего его стакана.

В устройстве по фиг. 3 высота каждого магнита, расположенного между вертикальными поверхностями стаканов 1. равна глубине стакана, в который этот магнит помещен.

Магниты устройства по фиг. 4, расположенные между горизонтальными и вертикальными поверхностями, выполнены соприкасающимися между собой по плоско- сти, расположенной под углом, примерно, 45° к осям намагниченности магнитов.

В грузозахватных устройствах фиг. 2-4 магниты, расположенные между поверхностями двух соседних стаканов магнитопроводов, вместе представляют собой стакан, выполненный из отдельных частей и по форме повторяющий форму стаканов магнитопроводов.

Например, при прямоугольной форме стаканов магнитопроводов стаканы-магниты выполнены из плоских плиток разных размеров и формы, при цилиндрической форме стаканов магнитопроводов стаканы- магниты выполнены состоящими из цилиндров и дисков. Цилиндры намагничены в радиальном направлении, а диски - в осевом. Цилиндры могут быть составлены по высоте из ряда колец, намагниченных в радиальном направлении.

При любой форме стаканов магнитопроводов стаканы-магниты могут быть выполнены цельными, например литыми.

В каждом из устройств фиг 1-4 вместо стакана внутреннего магнитопровода может быть помещен сплошной стержень с одинаковыми со стаканом наружными размерами.

Грузозахватное устройство работает следующим образом {фиг. 1).

В исходном состоянии между стаканами 1 и захватываемым изделием 2 существует рабочий зазор, близкий к нулевому, Магнитный поток магнитов можно разделить на основной поток, проходящий через изделие 2, и поток рассеяния, силовые линии которого не проходят через изделие 2 и

замыкаются в промежутках между магнитами и через рабочий зазор при достаточно большой его величине.

Под действием основного магнитного

потока изделие 2 притягивается к стаканам магнитопроводов.

При зазоре, близком к нулевому, основной вклад в силу притяжения вносит магнитный поток магнитов, расположенных между

0 вертикальными поверхностями стаканов магнитопроводов, вследствие их близкого расположения к рабочему зазору.

Роль дополнительных магнитов, расположенных между горизонтальными поверх5 ностями стаканов магнитопроводов, двойная. Во-первых, эти магниты, будучи включены с магнитами, расположенными между вертикальными поверхностями стаканов магнитопроводов, на параллельную

0 работу, вносят дополнительный вклад в силу притяжения Во-вторых, отмеченные дополнительные магниты из-за своего пространственного расположения находятся на пути части потока рассеяния магнитов, располо5 женных между вертикальными поверхностями, и за счет встречной намагниченности препятствуют возникновению этой части потока рассеяния. Точно также магниты, расположенные между вертикальными по:

0 верхностями, своим присутствием и за счет встречной намагниченности препятствуют возникновению части потока рассеяния магнитов, расположенных между горизонтальными поверхностями стаканов магни5 топроводов.

Таким образом, оба вида магнитов способствуют снижению величины потока рассеяния в магнитной системе грузозахватного устройства и увеличению основного

0 магнитного потока. В конечном счете, это увеличивает силу притяжения.

При рабочем зазоре, близком к нулевому, увеличение силы притяжения за счет снижения потока рассеяния в системе отно5 сительно невелико, так как в основном увеличение силы притяжения происходит за счет снижения магнитного сопротивления основному потоку. Но нулевым можно считать зазор между магнитной системой и из0 делием 2 только в идеальном случае. В реальных условиях, например при необработанной поверхности изделия 2, рабочий зазор может составить заметную величину. При этом следует учитывать то, что ос5 новной магнитный поток, замыкаемый по изделию 2, проходит через зазор дважды и тем самым величина зазора как бы удваивается В этих условиях роль обоих типов магнитов в снижении потока рассеяния заметно возрастает. И особенно значительно

эта роль возрастает при рабочих зазорах в несколько миллиметров, когда пути замыкания магнитного потока рассеяния начинают увеличиваться, а основной поток - уменьшаться. Часть магнитного потока рассеяния проходит в этих условиях через промежутки между магнитами.

Для снижения величины этой части магнитного потока рассеяния пространство между стаканами магнитопроводов полно- стью заполнено материалом магнитов за счет увеличения размеров дополнительных магнитов до размеров, ограничиваемых вертикальными поверхностями стаканов магнитопроводов (фиг, 2) или за счет увели- чения размеров магнитов по высоте до размеров, ограничиваемых лнищами стаканов (фиг 3). При большой коэрцитивной силе, например, как у керамических магнитов на основе ферритов (больше 200 кА/м), можно не опасаться их взаимного размагничивания в месте соприкосновения.

В обоих случаях силовые линии потока рассеяния не могут проникать через тело магнитов в месте их соприкосновения из-за встречной направленности векторов намагниченности и векторов магнитной индукции потока рассеяния и для потока рассеяния ос тается возможным один путь замыкания - через зазор в местесоприкосновения

магнитов,

Так как толщина зазора мала, то, следовательно, сечение, через которое могут проникать силовые линии магнитной индукции, уменьшается, магнит ное сопротивление потоку рассеяния увеличивается, а величина потока рассеяния уменьшается. В обоих случаях основной магнитный поток в системах по фиг. 2 и 3 увеличивается как за смет удлинения размеров магнитов, так и за счет снижения величины потока рассеяния

Еще большее снижение потока рассеяния достигается в магнитной системе по фиг. 4 за счет увеличения длины воздушного зазо- ра в месте соприкосновения магнитов При равной толщине магнитов длина воздушного зазора здесь, примерно, в полтора раза больше, чем в магнитных системах по фиг. 2 и 3. В месте соприкосновения оба магнита находят- ся в равных условиях по намагниченности, что исключает возможность преимущественного воздействия одного магнита на другой. Основной магнитный поток в рабочем зазоре и сила притяжения магнитной системы при этом увеличивается.

Среди других путей увеличения силы притяжения в магнитных системах по фиг. 1-4 можно рекомендовать сужение стенок стаканов в направлении от одного конца до

другого, выполнение магнитов в несколько слоев по толщине, а также выполнение магнитов в форме цельного стакана, по форме повторяющего форму стаканов-магнитопро- водов. В последнем случае наиболее просто выполнить магнит, например, из литого сплава.

Предложенное грузозахватное устройство выгодно отличается от известных тем, что представляет собой конструкцию с параллельной работой всех магнитов на общую нагрузку, причем все магниты расположены таким образом, что своим местоположением препятствуют возникновению потока рассеяния через поверхности к которым они прилегают. Это позвояет существенно улучшить эксплуатационные свойства грузозахватного устройства.

Как при нулевом, так и при ненулевом рабочем зазоре эффективность работь. предложенного грузозахватного устройства может быть дополнительно увеличена за счет полного устранения путей потоку пас сеяния внутри устройства при выполи нип магнитов, расположенных между стаканлми магнитопроводов, в виде цельных стаканов- магнитов. В этом случае при нутевсм рабо чем зазоре поток рассеяния от тствует совсем.а сила притяжения магнитной системы устройства достигнет максимально возможного значения

Формула изобретения Грузозахватное устройство, включаю щее наружный магнитопровод, предстапля ющий собск стакан, обращенный открытом частью к захватываемому изделию, внут ренний цилиндрический магнитопровод, и расположенный между вертикальными поверхностями магнитопроводоп постоян ный магнит, отличающееся тем. что. с целью улучшения .эксплуатационных свойств путем повышения притягивающего уси лия, наружный Mai нитопровод выполнен пс крайней мере из двух стаканов, между горизонтальными и вертикальными поверхностями стаканов наружного магнитопровода и между горизонтальными поверхностями стаканов наружного и внутреннего магнитопроводов установлены дополнительные постоянные магниты, причем основной и дополнительный магниты, расположенные между поверхностями стакана наружного и внутреннего магнигопроводов, обращены одноименными полюсами к одному из дополнительных постоянных магнитов, а магниты, расположенные между поверхностями стаканов наружного магнитопровода, обращены одноименными полюсами к поверхности внутреннего стакана.

Фиг./

Фиг. / /

Фиг. J 1

Фиг Л