專利名稱：磁保持電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有恒磁體的磁保持電磁鐵，特別涉及一種帶有恒磁體抗震裝置、緊急釋放操作裝置的磁保持電磁鐵。屬于電學(xué)的電磁鐵領(lǐng)域。主要由恒磁體、導(dǎo)磁性材料制作的磁路、電磁線圈等構(gòu)成，軸向充磁的恒磁體安裝在線圈的一個(gè)軸向端部的外側(cè)，其緊靠線圈方向的內(nèi)側(cè)極面由上磁軛導(dǎo)引至輔助磁極，該磁極應(yīng)伸進(jìn)電磁線圈或薄壁管內(nèi)一個(gè)必需的軸向高度同時(shí)與旁磁軛和恒磁體保持一個(gè)足夠的非磁性材料間隙或空氣間隙，下磁軛的中央部位處設(shè)有一個(gè)孔洞，動(dòng)鐵心由此插入線圈架或薄壁管內(nèi)作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鐵心與旁磁軛間具有微小的滑動(dòng)配合間隙，也可以具有較大的非磁性間隙諸如薄壁管的壁厚，以動(dòng)鐵心和輔助磁極的中央軸線為對(duì)稱軸，至少形成左右各一組或一組以上電磁磁路和極化磁路，上述磁路均將電磁線圈圍裹在內(nèi)。
在已有技術(shù)中，中國(guó)專利CN89213167.5和CN90226712.4均提供了磁保持電磁鐵的若干種結(jié)構(gòu)形式和控制電路原理的若干種技術(shù)方案。它們的不足之處是動(dòng)鐵心在吸合過(guò)程中對(duì)輔助磁極造成的沖擊，將會(huì)通過(guò)上磁軛的位移或變形傳遞給恒磁體，盡管這樣的位移或變形很小很小，但磁保持電磁鐵在連續(xù)操作過(guò)程中勢(shì)必會(huì)對(duì)恒磁體產(chǎn)生連續(xù)不斷的沖擊，從而使剛性的恒磁體材料受到一定程度的傷害，電磁鐵的整體機(jī)械壽命因恒磁體的關(guān)系有所縮短。在磁保持電磁鐵失電后為其提供反向勵(lì)磁(釋放操作)電源的儲(chǔ)能電容器是一個(gè)獨(dú)立的電氣元件，在有些情況下，例如應(yīng)用上述已有技術(shù)或類似技術(shù)制作小型的磁保持繼電器或磁保持振動(dòng)器時(shí)，整機(jī)的體積較大，安裝使用效果有時(shí)會(huì)受到影響。再次，已經(jīng)吸持的磁保持電磁鐵萬(wàn)一因控制電路發(fā)生故障，電磁鐵將始終保持在吸持狀態(tài)，這在某些工藝條件下是不允許的，因此，對(duì)進(jìn)一步推廣應(yīng)用磁保持電磁鐵也受到了限制。
本發(fā)明的目的在于避免上述已有技術(shù)中的不足之處而提供若干種使恒磁體具有良好抗震性能的結(jié)構(gòu)技術(shù)方案，將儲(chǔ)能電容器與其它元器件結(jié)合成一體后充分利用磁保持電磁鐵的三維空間使電容器具有特殊的結(jié)構(gòu)形式而最大限度地減小電磁鐵的幾何尺寸，并提供一個(gè)緊急操作磁保持電磁鐵釋放的電氣裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于對(duì)所述磁保持電磁鐵的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特征和改進(jìn)電磁鐵開(kāi)關(guān)特性的附加電路裝置作出相應(yīng)的約束規(guī)定。
本發(fā)明的第一個(gè)目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)在電磁線圈的一個(gè)軸向端部的外側(cè)安裝軸向充磁的恒磁體，其緊靠線圈方向的內(nèi)側(cè)極面由上磁軛導(dǎo)引至輔助磁極，該磁極應(yīng)伸進(jìn)電磁線圈或薄壁管內(nèi)一個(gè)必需的軸向高度同時(shí)與旁磁軛和恒磁體保持一個(gè)足夠的非磁性材料間隙或空氣間隙，下磁軛的中央部位處設(shè)有一個(gè)孔洞，動(dòng)鐵心由此插入線圈架或薄壁管內(nèi)作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鐵心與旁磁軛間具有微小的滑動(dòng)配合間隙，也可以具有較大的非磁性間隙諸如薄壁管的壁厚，以動(dòng)鐵心和輔助磁極的中央軸線為對(duì)稱軸，至少形成左右各一組或一組以上的電磁磁路和極化磁路，上述磁路均能將電磁線圈圍裹在內(nèi)-a).輔助磁極[2]上設(shè)有凸緣[27]，抗沖擊墊塊[26]被緊壓在[27]與旁磁軛[4]的內(nèi)側(cè)水平面間;
b).在上磁軛[1]與旁磁軛[4]的外側(cè)水平面間設(shè)置2塊或2塊以上的抗沖擊墊塊[43]，它的軸向高度應(yīng)超過(guò)恒磁體[3]的軸向高度H2一個(gè)使[3]不再受到[1]機(jī)械沖擊必需的最小間隙δp;
c).在恒磁體[3]與旁磁軛[4]和上磁軛[1]的接觸部位處設(shè)置柔性墊層[41]它可以襯墊在[3]的兩側(cè)，也可以襯墊在抗震性能較好的某一側(cè);
d).輔助磁極[2]由固定部份[2b]與可動(dòng)部份[2a]組成時(shí)，[2b]的上下部均與非導(dǎo)磁材料制作的剛性連接套桿[21]和[20]連結(jié)固定，[21]和[20]又分別與上磁軛[1]和下磁軛[5]連結(jié)固定;
e).在磁保持電磁鐵失電后為其提供反向勵(lì)磁-釋放操作電源的儲(chǔ)能電容器[10]，可以用非導(dǎo)磁材料制成外殼、導(dǎo)電與絕緣薄膜制成內(nèi)心的套筒式電容器線圈架[10a]或板式或線圈架擋板式電容器[10b]或填充型套筒式電容器[10o]或罩筒式電容器[10d]等結(jié)構(gòu)形式，并與磁保持電磁鐵有機(jī)地組裝在一起;
f).由備用電磁線圈[6d]整流裝置[16]、限流元件[11]、主令按鈕LA構(gòu)成的磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置[61]。
本發(fā)明的另一個(gè)目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)所述電磁鐵的抗沖擊墊塊[26]和[43]必需采用非導(dǎo)磁材料制成。和抗沖擊墊塊[26]配套的輔助磁極[2]的外側(cè)端部是一根螺桿，它與上磁軛[1]和止退螺母[28]配合定位。輔助磁極[2]由[2b]與[2a]組成時(shí)，上磁軛[1]的中央部位處必需向外側(cè)延伸一個(gè)部件[1a]，它的內(nèi)側(cè)上部份設(shè)有內(nèi)螺紋，內(nèi)側(cè)下部份設(shè)有光滑的環(huán)形導(dǎo)磁表面，而可動(dòng)部份[2a]的上端部設(shè)有外螺紋，與[1a]內(nèi)側(cè)形成螺紋配合面[32]，下端部是一個(gè)外表面光滑的園柱體，與[1a]的內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁環(huán)形成微小間隙的滑動(dòng)配合面[22]，一個(gè)光滑的平面，可以與[2b]的上端面保持導(dǎo)磁良好的靜壓配合。[2a]的上端部外側(cè)表面上設(shè)有手動(dòng)操作[2a]作上下軸向運(yùn)動(dòng)必需的凹槽、凸緣、沉孔或類似操作面[54]。連接套桿[20]是一根密封套管，它與[2b]及[5]采用足夠強(qiáng)度的密封連接后構(gòu)成一種無(wú)填料函的閥用電磁鐵。由一個(gè)單獨(dú)的輔助電磁線圈[6o]與晶體二極管或電壓開(kāi)關(guān)二極管或晶閘管等組成的電子開(kāi)關(guān)[18]、電阻器R22及齊納二極管D22構(gòu)成了可以調(diào)節(jié)該磁保持電磁鐵吸合或釋放時(shí)間的電氣阻尼裝置[60]。此外，當(dāng)需要的時(shí)候，輔助電磁線圈[6d]可以被磁保持電磁鐵的電磁線圈[6]或主令釋放操作的電磁線圈[6b]所取代。
下面，僅對(duì)本發(fā)明附圖的圖面說(shuō)明如下


圖1為設(shè)有抗沖擊墊塊[26]的磁保持電磁鐵實(shí)施例1.
圖2為設(shè)有抗沖擊墊塊[26]的磁保持電磁鐵實(shí)施例2.
圖3為設(shè)有抗沖擊墊塊[43]的磁保持電磁鐵實(shí)施例1.
圖4為恒磁體柔性墊層[41]實(shí)施例1.
圖5為設(shè)有剛性連桿[21]和[20]的磁保持電磁鐵實(shí)施例1.
圖6為套筒式電容器線圈架[10a]實(shí)施例1.
圖7為板式電容器[10b]實(shí)施例1.
圖8為線圈擋板式電容器[10b]實(shí)施例2.
圖9為填充型套筒式電容器[10c]實(shí)施例1.
圖10為罩筒式電容器[10d]實(shí)施例1.
圖11為磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置實(shí)施例1.
圖12為磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置實(shí)施例2.
圖13為磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置實(shí)施例3.
圖14為磁保持電磁鐵電氣阻尼裝置實(shí)施例1.
現(xiàn)在，本發(fā)明將結(jié)合以上實(shí)施例作進(jìn)一步的詳述。
由圖1可見(jiàn)，上磁軛[1]、輔助磁極[2]、恒磁體[3]、旁磁軛[4]、下磁軛[5]、電磁線圈[6]、線圈架[7]、動(dòng)鐵心[8]、復(fù)位彈簧[9]等元件構(gòu)成的磁保持電磁鐵，與CN89213167.5和CN89105949.0規(guī)定的磁保持電磁鐵的基本磁路是完全相同的，即由[2]-[4]-[5]-[8]-[δ]-[2]構(gòu)成的電磁磁路和由[3]-[1]-[2]-[δ]-[8]-[5]-[4]-[3]構(gòu)成的恒磁極化磁路，上述元件的編號(hào)、結(jié)構(gòu)技術(shù)特征、工作原理完全相同，本發(fā)明為省略起見(jiàn)，在以后的敘述中也不再予以重復(fù)。當(dāng)電磁線圈[6]通入某一極性(含交變電流在內(nèi))的脈沖電時(shí)，正向勵(lì)磁電流IH使電磁鐵吸合，對(duì)應(yīng)的正向勵(lì)磁磁通為EH，電動(dòng)力為FH。通入某一極性和幅值的脈沖電時(shí)，反向勵(lì)磁電流IF使電磁鐵釋放，對(duì)應(yīng)的反向勵(lì)磁磁通為EF，電動(dòng)力為FF。這個(gè)規(guī)定，將在本發(fā)明的其它實(shí)施例中具有相同的定義而不再予以重復(fù)。由圖1可見(jiàn)，[8]在FH的作用下迅速向上運(yùn)動(dòng)，盡管[9]具有一定的阻尼作用，但在[8]與[2]接觸的一瞬間，F(xiàn)H及恒磁極化力提供的動(dòng)能不可能立即消失，[1]在[2]的軸向推動(dòng)下有可能產(chǎn)生內(nèi)凹式的微小變形或向外位移，盡管這樣的變形或位移很小很小，但吸合過(guò)程一旦完成，動(dòng)能平衡后[3]將迅速地把[1]吸引回到原位，從而，使[1]對(duì)[3]造成沖擊。這時(shí)，如果磁保持電磁鐵連續(xù)周期性地吸合和釋放，這樣的機(jī)械沖擊也將連續(xù)不斷的發(fā)生，以至使某些剛性的恒磁體材料受到損傷，電磁鐵的機(jī)械壽命有所下降。為了解決此一問(wèn)題，可以在[2]上設(shè)置一個(gè)凸緣[27]，使用非導(dǎo)磁材料(最好是略帶柔性的固體物質(zhì))制作一個(gè)抗沖擊墊塊[26]，其水平方向尺寸應(yīng)大于[4]的水平方向孔隙，然而使[26]被緊壓在[27]與[4]的內(nèi)側(cè)水平面間。完成這個(gè)“緊壓”過(guò)程可以有較多的技術(shù)方案，只要使[2]與[1]連結(jié)處的磁阻盡可能減小即可。圖1實(shí)施例中，[2]的上端部是一根螺桿，在[1]的中央部位設(shè)置一個(gè)內(nèi)凹孔[29]，孔底有一個(gè)光滑的平面，該平面的中央部位處又設(shè)置一個(gè)與[2]相配的螺孔，旋緊止退螺母[28]，[26]被壓緊在所需的空間內(nèi)，同時(shí)，[28]的下端面與[29]的內(nèi)凹平面也得到一個(gè)導(dǎo)磁性能良好的靜壓配合。這時(shí)，只要[4]的結(jié)構(gòu)剛度得到保障，[8]對(duì)[2]造成的絕大部份沖擊力可以通過(guò)[26]傳遞到[4]的剛性構(gòu)件中去，[1]在電磁鐵吸合過(guò)程中產(chǎn)生的變形或向外位移將得到良好的控制，[3]的機(jī)械抗沖擊壽命得到了極大的提高。
圖2是應(yīng)用[26]的又一個(gè)實(shí)施例，也是一個(gè)(液壓閥)閥用電磁鐵的實(shí)施例。其中的磁保持電磁鐵，既受到圖1所述專利的約束規(guī)定，還受到CN90226712.4專利申請(qǐng)的約束規(guī)定定鐵心[1]和[2]上設(shè)有一個(gè)軸向的穿透孔[50]，孔中插入安裝頂桿[51]，在遠(yuǎn)離穿透孔的動(dòng)鐵心[8]的另一端設(shè)有一個(gè)手動(dòng)操作桿[54](其手把在本圖省略未繪)，端蓋[30]與[5]為可卸式連結(jié)結(jié)構(gòu)，蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有柔性墊[31]，它的外側(cè)面與[8]的軸向外側(cè)端面設(shè)定了電磁鐵的行程δ，[38]為沉頭螺孔，系固結(jié)[54]之用，除上述之外，本圖抗沖擊元件[29]、[28]、[27]、[26]的實(shí)施方法規(guī)定和圖1完全相同。
圖3示出了提高恒磁體[3]抗震功能的第二種技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例。使用非導(dǎo)磁材料制作的抗沖擊墊塊[43]安裝在[1]與[4]的外側(cè)水平面間，基本上按電磁鐵的中心軸線對(duì)稱設(shè)置，數(shù)量為2塊或2塊以上，它的軸向高度H6比[3]的軸向高度H2大一個(gè)間隙δp。δp從理論上講愈小愈好，因?yàn)?，其值與磁阻呈正比關(guān)系。但[8]在吸合運(yùn)動(dòng)中沖擊[2]引起的[1]的內(nèi)凹變形與向外位移，是受到FH、恒磁極化力、[1]的剛度和彈性模量、柔性墊層[33]、底板[36]等各種因素制約決定的，所以，在工程應(yīng)用中只要保證δp足夠大，使[3]在電磁鐵工作時(shí)不再受到[1]的機(jī)械沖擊即可。因?yàn)棣膒增加帶來(lái)的磁阻增加，還可以用選擇優(yōu)質(zhì)恒磁材料，例如釹鐵硼稀土永磁材料的方法予以彌補(bǔ)。為了配合上述的抗震措施，還可以在[4]上開(kāi)設(shè)二個(gè)左右對(duì)稱的壓板舌孔[37]，通過(guò)剛性材料制作的壓板[34]和緊固件[35]，經(jīng)[4]-[43]-[1]-[33]對(duì)抗沖擊墊塊[43]施加一個(gè)靜壓力，從而進(jìn)一步改善[43]的工作穩(wěn)定性。除上述之外，本圖其它元件的編號(hào)、規(guī)定和圖1完全相同。
圖4示出了提高恒磁體[3]抗震性能的第三種技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例。它只是磁保持電磁鐵的一個(gè)局部環(huán)節(jié)示意圖在[3]與旁磁軛[4]和上磁軛[1]的接觸部位處設(shè)置柔性墊層[41]用以減緩[1]、[4]對(duì)[3]可能造成的機(jī)械沖擊力。柔性墊層可以是一種彈性材料制作的薄墊片，也可以是一種油脂類薄膜或樹(shù)脂類彈性薄膜，當(dāng)然，它既可以襯墊在[3]的兩側(cè)如圖4所示，也可以僅僅襯墊在抗震性能較好的[3]的某一側(cè)。
圖5示出了提高恒磁體[3]抗震性能的第四種技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例，同時(shí)也可以是一種無(wú)填料函閥用電磁鐵的最佳實(shí)施例。與前述專利或?qū)＠暾?qǐng)有著明顯不同的是輔助磁極[2]由固定部份[2b]與可動(dòng)部份[2a]組成，[2b]是一個(gè)規(guī)則的柱狀體，它的上下兩個(gè)端面都是與電磁鐵中軸線垂直相交的光滑平面，使用剛性非導(dǎo)磁材料制作的直形連接套桿[20]和[21]分別與[2b]的下端部和上端部剛性連結(jié)固定，例如用焊接或滾壓連接等方式予以固結(jié)甚至密封連結(jié)，然后將[20]和[21]又分別與[5]和[1]連結(jié)固定。為了最有效地利用電磁鐵的勵(lì)磁磁通和縮小電磁鐵的徑向或水平方向的幾何尺寸，[20]和[21]往往使用薄壁材料制成。與此同時(shí)，在[1]的中央部位處向外延伸出一個(gè)新的園柱形凸?fàn)铙w[1a]，它仍然以電磁鐵的中央軸線為對(duì)稱軸，在它的內(nèi)側(cè)上部設(shè)有內(nèi)園螺紋，內(nèi)側(cè)下部設(shè)有光滑的環(huán)形導(dǎo)磁表面?？蓜?dòng)部分[2a]的上端部為一截螺桿，下端部是一個(gè)直徑略小的具有光滑外表面的園柱體，下端部也是一個(gè)光滑的與軸線垂直相交的平面，上端面上，常常在中央部位處還有手動(dòng)操作[2a]使之作上下軸向運(yùn)動(dòng)所必需的凹槽、凸緣、沉孔或類似操作表面[54]。圖5示出了已經(jīng)安裝到位的、正處于釋放狀況的一個(gè)閥用電磁鐵實(shí)施例的縱剖面圖，這時(shí)，[2a]的下端面已經(jīng)和[2b]的上端面形成了良好的靜壓配合，其磁阻可以降低得足夠小和足夠用。[2a]的下端部園柱體外表面與[1a]的內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁環(huán)形成微小間隙的滑動(dòng)配合面[22]，一般說(shuō)來(lái)，這個(gè)間隙大概在幾微米至幾百微米間變化，它可以在機(jī)加工精度和恒磁體的不同材質(zhì)間平衡選擇。[22]的配合面積也受磁保持力工藝設(shè)計(jì)要求和恒磁體材質(zhì)的不同而異。[2a]的上端部螺桿與[1a]的上部?jī)?nèi)園螺紋形成螺紋配合面[32]，而且螺紋間隙應(yīng)愈小愈好。為了與被驅(qū)動(dòng)件例如電磁閥的閥座相連，通常將[5]向外延伸出一個(gè)帶外園螺紋的空心柱狀體[5a]，它仍然遵循中央軸線對(duì)稱布置的原則。在[20]與[5]連結(jié)固定處的外側(cè)，即[5]和[5a]的結(jié)合部，有一個(gè)外表面光滑的內(nèi)園導(dǎo)磁環(huán)，其直徑比密封管連接套桿[20]的內(nèi)徑略小一些，且與電磁鐵中央軸線同心，[8]由此插入，其上端面與[2b]的下端面形成電磁鐵的主氣隙δ，[8]的光滑的外表面與內(nèi)園導(dǎo)磁環(huán)形成微小間隙的滑動(dòng)配合面[23]，它的面積同樣受磁保持力工藝設(shè)計(jì)要求和[3]磁能積的平衡控制。為了減少動(dòng)鐵心工作時(shí)的機(jī)械阻尼作用，在[23]或[8]上可設(shè)置適當(dāng)?shù)呐艢獠?。[9]安裝在[5a]的凹槽和[8]的平臺(tái)[25]間，螺孔[24]用于固定閥桿或被驅(qū)動(dòng)裝置，由圖5可見(jiàn)，[8]的定位主要由被驅(qū)動(dòng)裝置例如閥桿、閥塞、閥座予以限定(本圖均省略未繪)。特殊情況下，需要手動(dòng)操作吸持著的電磁鐵釋放時(shí)，只需使用與[54]配套的工具，操作[2a]作反向旋轉(zhuǎn)使[2a]向外運(yùn)動(dòng)，當(dāng)[2a]與[2b]的氣隙增大時(shí)到一定值時(shí)[8]在[9]的張力作用下自動(dòng)復(fù)位。由此可見(jiàn)，圖5示出的還是一種帶有手動(dòng)操作釋放功能的磁保持電磁鐵。
在本發(fā)明提出以前，所有磁保持電磁鐵在失電后為其提供反向勵(lì)磁-釋放操作電源的儲(chǔ)能電容器[10]都是一個(gè)獨(dú)立的電氣元件，例如CN89213167.5、CN90226712.4等已有技術(shù)，這在有些情況下不一定顯得很理想例如制作小型的磁保持繼電器或磁保持振動(dòng)器時(shí)，整機(jī)的體積會(huì)受到影響，安裝使用時(shí)也不一定方便。為此，本發(fā)明提出了一系列將儲(chǔ)能電容器與磁保持電磁鐵的其它元器件有機(jī)地結(jié)合成一體或充分利用電磁鐵的三維空間安裝以非常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)制作成的電容器[10]的新技術(shù)方案。圖6示出了一種套筒式電容器線圈架[10a]的一個(gè)實(shí)施例。線圈架[7]的空心套筒內(nèi)壁是[8]的導(dǎo)軌軸承，因此應(yīng)采用堅(jiān)固耐磨的鋁合金或高分子材料等制成，電容器的導(dǎo)電及絕緣薄膜[71]被平繞在它的外側(cè)，外殼[72]及線圈架的二側(cè)擋板將[71]密封起來(lái)，必要的時(shí)候，還可以在這個(gè)密封腔內(nèi)充填適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)材料，將[10a]制作成電解電容。引線[73]以常規(guī)方式穿過(guò)[72]，以便與控制電路的有關(guān)元件相連。圖7示出了一種板式電容器[10b]的一個(gè)實(shí)施例的縱剖面圖，它的平面幾何形狀可以和磁保持電磁鐵內(nèi)部的安裝空隙的幾何形狀匹配，因而可以將其封裝在內(nèi)。圖8示出了一種線圈架擋板式電容器[10b]的第二個(gè)實(shí)施例，與圖7不同的是這種板式電容器具有一個(gè)中央孔洞，它可以套裝到[7]的筒架上替代原有的一側(cè)或二側(cè)擋板。
圖9示出了一種填充型套筒式電容器[10c]的一個(gè)實(shí)施例，它具有薄環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，套裝在[1]、[2]、[3]、[4]所構(gòu)成的空間內(nèi)，其軸向高度超過(guò)[3]的高度H2一個(gè)富裕量δp。δp的選擇仍按本發(fā)明圖3所要求的那樣。因此，只要[10c]的高度足夠，它就同時(shí)兼有抗沖擊墊塊[43]的功能，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，δp在本圖中不再標(biāo)繪。圖10示出了罩筒式電容器[10d]的一個(gè)實(shí)施例，該電容器具有筒式結(jié)構(gòu)，罩套在電磁鐵的外側(cè)，使之形成一個(gè)有機(jī)的整體。當(dāng)磁保持電磁鐵的儲(chǔ)能電容容量較大時(shí)，圖6、7、8、9、10所示的各種電容器密封腔體內(nèi)，都可以添注必要的電解質(zhì)等液體，以提高電容器絕緣薄膜的介電常數(shù)，使電容器的容量增大。
圖12示出了一種磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置[61]的一個(gè)實(shí)施例。當(dāng)已經(jīng)吸持的磁保持電磁鐵萬(wàn)一因控制電路發(fā)生故障而要求釋放時(shí)，已有的使用同一個(gè)電磁線圈的控制電路(參見(jiàn)CN89105949.0、CN90226712.4等專利申請(qǐng))是無(wú)能為力的。針對(duì)這種情況，在[6]以外新增一個(gè)專用的緊急線圈[6d]，它可以繞制在[6]的同一個(gè)線圈架[7]上，[6d]的主電路中應(yīng)串接一個(gè)整流二極管或類似裝置[16]、限流元件[11]、主令按鈕LA的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，LA的另一個(gè)常閉觸點(diǎn)應(yīng)串接到[6]的控制電路
內(nèi)，(參見(jiàn)CN89105949.0圖2，CN90226712.4圖5、6、7、8)并與[61]使用同一個(gè)電源。需要緊急操作時(shí)，按下LA，
失電，[6d]被勵(lì)磁而產(chǎn)生一個(gè)反向磁通EF、電動(dòng)力FF，動(dòng)鐵心[8]因之復(fù)位。[11]可以由一般的電阻器、熱敏電阻器甚或一個(gè)三極管串聯(lián)調(diào)壓器構(gòu)成，其功能是為電磁鐵的反向勵(lì)磁提供一個(gè)過(guò)阻尼工作狀態(tài)。如電源為D.C時(shí)，[16]只起導(dǎo)向保護(hù)作用，這時(shí)，必需選擇電源的連接極性，使[6d]產(chǎn)生的磁勢(shì)與EF及FF相符。
圖11示出了緊急釋放操作裝置[61]的另一個(gè)實(shí)施例。這是一個(gè)具有單獨(dú)吸合線圈[6]及釋放線圈[6d]的磁保持電磁鐵，除在控制電路
的輸出端加接了一個(gè)串接在[6d]主電路中的二極管[16]外，控制電路的其它元件和工作原理與圖12完全相同。
圖13示出了緊急釋放操作裝置[61]的第三個(gè)實(shí)施例。它是為配套同一個(gè)電磁線圈[6]正常操作磁保持電磁鐵吸合和釋放控制電路而專門提出的新技術(shù)方案。正常操作“吸合”運(yùn)行時(shí)，IH由電源-[16]-[10]-LA-[6]-LA-[16]再返回電源，正常操作“釋放”運(yùn)行時(shí)，IF由[10]-[11]-[12]-LA-[6]-LA再返回[10]，其工作原理可參見(jiàn)CN89105949.0 圖2及有關(guān)說(shuō)明。當(dāng)正常操作系統(tǒng)的元件[16]、[11]、[12]、[10]失靈或損壞時(shí)，只要按下按鈕LA，緊急釋放操作裝置的反向勵(lì)磁電流IF由電源-LA-[16]-[11]-[6]-LA再返回電源，線圈[6]被勵(lì)磁，相應(yīng)的EF、FF使[8]緊急復(fù)位。特別需要指出的是LA還可以組裝在電磁鐵或相應(yīng)電器設(shè)備的外殼上。
圖14示出了磁保持電磁鐵電氣阻尼裝置[60]的一個(gè)實(shí)施例。它由一個(gè)單獨(dú)繞制的電磁線圈[6c]、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)[18]、齊納二極管D22、電阻器R22串聯(lián)組成，而[18]可有晶體二極管或電壓開(kāi)關(guān)二極管或晶閘管或晶體三極管構(gòu)成。電磁鐵在吸合或釋放時(shí)，[6c]中出現(xiàn)一個(gè)感生電勢(shì)，并且在動(dòng)鐵心剛一進(jìn)入或退出極化磁路的“極化區(qū)”時(shí)又感生一個(gè)第二電勢(shì)，只要適當(dāng)選擇[6c]的繞向和[18]、D22的導(dǎo)通方向及R22的阻值大小，就可以利用上述二個(gè)電勢(shì)在電磁鐵磁鐵路中產(chǎn)生相應(yīng)的正向或反向磁通，從而起到調(diào)節(jié)電磁鐵吸合或釋放時(shí)間的電氣阻尼作用。
通過(guò)實(shí)踐證明，本發(fā)明具有以下主要優(yōu)點(diǎn)1.優(yōu)良的抗震性能和很高的機(jī)械壽命。
2.緊湊的結(jié)構(gòu)幾何尺寸。
3.新穎的緊急釋放裝置和電氣阻尼特性。
權(quán)利要求
1.一種磁保持電磁鐵，主要由恒磁體、導(dǎo)磁性材料制作的磁路、電磁線圈等構(gòu)成，軸向充磁的恒磁體安裝在線圈的一個(gè)軸向端部的外側(cè)，其緊靠線圈方向的內(nèi)側(cè)極面由上磁軛導(dǎo)引至輔助磁極，該磁極應(yīng)伸進(jìn)電磁線圈或薄壁管內(nèi)一個(gè)必需的軸向高度同時(shí)與旁磁軛和恒磁體保持一個(gè)足夠的非磁性材料間隙或空氣間隙，下磁軛的中央部位處設(shè)有一個(gè)孔洞，動(dòng)鐵心由此插入線圈架或薄壁管內(nèi)作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鐵心與旁磁軛間具有微小的滑動(dòng)配合間隙，也可以具有較大的非磁性間隙諸如薄壁管的壁厚，以動(dòng)鐵心和輔助磁極的中央軸線為對(duì)稱軸，至少形成左右各一組或一組以上的電磁磁路和極化磁路，上述磁路均能將電磁線圈圍裹在內(nèi)，其特征在于a).輔助磁極[2]上設(shè)有凸緣[27]，抗沖擊墊塊[26]被緊壓在[27]與旁磁軛[4]的內(nèi)側(cè)水平面間；b).在上磁軛[1]與旁磁軛[4]的外側(cè)水平面間設(shè)置2塊或2塊以上的抗沖擊墊塊[43]，它的軸向高度H6應(yīng)超過(guò)恒磁體[3]的軸向高度H2一個(gè)使[3]不再受到[1]機(jī)械沖擊必需的最小間隙δp；c).在恒磁體[3]與旁磁軛[4]和上磁軛[1]的接觸部位處設(shè)置柔性墊層[41]，它可以襯墊在[3]的兩側(cè)，也可以襯墊在抗震性能較好的某一側(cè)；d).輔助磁極[2]由固定部分[2b]與可動(dòng)部分[2a]組成時(shí)[2b]的上下部均與非導(dǎo)磁材料制作的剛性連接套桿[21]和[20]連結(jié)固定，[21]和[20]又分別與上磁軛[1]和下磁軛[5]連結(jié)固定；e).在磁保持電磁鐵失電后為其提供反向勵(lì)磁--釋放操作電源的儲(chǔ)能電容器[10]可以用非導(dǎo)磁材料制成外殼、導(dǎo)電與絕緣薄膜制成內(nèi)心的套筒式電容線圈架[10a]或板式或線圈架擋板式電容器[10b]或填充型套筒式電容器[10c]或罩筒式電容器[10d]等結(jié)構(gòu)型式，與磁保持電磁鐵有機(jī)地組裝在一起；f).由備用電磁線圈[6d]、整流二極管或類似裝置[16]、限流元件[11]主令按鈕LA構(gòu)成的磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置[61]。
2.按權(quán)利要求，規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于所述的抗沖擊墊塊[26]和[43]必須采用非導(dǎo)磁材料制成。
3.按權(quán)利要求1、2規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于和抗沖擊墊塊[26]配套的輔助磁極[2]的外側(cè)端部是一根螺桿，它與上磁軛[1]和止退螺母[28]配合定位。
4.按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于輔助磁極[2]由[2b]與[2a]組成時(shí)，上磁軛[1]的中央部位處必須向外側(cè)延伸一個(gè)部件[1a]，它的內(nèi)側(cè)上部份設(shè)有內(nèi)螺紋，內(nèi)側(cè)下部分設(shè)有光滑的環(huán)形導(dǎo)磁表面，而可動(dòng)部分[2a]的上端部設(shè)有外螺紋，與[1a]內(nèi)側(cè)形成螺紋配合面[32]，下端部是一個(gè)外表面光滑的園柱體，與[1a]的內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁環(huán)形成微小間隙的滑動(dòng)配合面[22]，下端面是一個(gè)光滑的平面，可以與[2b]的上端面保持導(dǎo)磁良好的靜壓配合。
5.按權(quán)利1、4規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于[2a]的上端部外側(cè)表面上設(shè)有手動(dòng)操作[2a]作上下軸向運(yùn)動(dòng)必需的凹槽、凸緣、沉孔或類似操作面[54]。
6.按權(quán)利要求1、4規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于連接套桿[20]是一根密封套管，它與[2b]及[5]采用足夠強(qiáng)度的密封連接后構(gòu)成一種無(wú)填料函的閥用電磁鐵。
7.按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵，其特征在于由一個(gè)單獨(dú)的輔助電磁線圈[6c]與晶體二極管或電壓開(kāi)關(guān)二極管或晶閘管等組成的電子開(kāi)關(guān)[18]、電阻器R22及齊納二極管D22構(gòu)成了可以調(diào)節(jié)該磁保持電磁鐵吸合或釋放時(shí)間的電氣阻尼裝置[60]。
8.按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵緊急釋放操作裝置，其特征在于輔助電磁線圈[6d]可以被磁保持電磁鐵的電磁線圈[6]或主令釋放操作的電磁線圈[6b]所取代。
全文摘要
一種帶有恒磁體的極化電磁鐵，通過(guò)設(shè)在輔助磁極上的凸緣及被其緊壓在下的抗沖擊墊塊、或通過(guò)設(shè)在上磁軛和旁磁軛外側(cè)水平面間的另一種抗沖擊墊塊、或在恒磁體與磁路的接觸處設(shè)備柔性襯墊、或?qū)⑤o助磁極設(shè)計(jì)成由可動(dòng)部分與不可動(dòng)部分組合而成且用剛性連接桿將后者固結(jié)成一體然后再與定鐵心磁路連結(jié)固定的辦法，使恒磁體不受機(jī)械沖擊或減緩沖擊，從而使電磁鐵具有極高的機(jī)械壽命。此外，將為電磁鐵提供反向勵(lì)磁電源的儲(chǔ)能電容器與某些零部件融合組裝成一體，同時(shí)設(shè)置了緊急釋放操作裝置、手動(dòng)操作裝置和動(dòng)作時(shí)間電氣阻尼裝置。
文檔編號(hào)H01F7/16GK1071529SQ91108330
公開(kāi)日1993年4月28日 申請(qǐng)日期1991年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月4日
發(fā)明者張凡, 王躍, 楊強(qiáng), 劉濤 申請(qǐng)人:張凡, 四川新興電氣研究所