Магнитный привод с ходовым якорем в виде постоянного магнита

Магнитный привод с ходовым якорем в виде постоянного магнита

Реферат

 

Использование: область электротехники. Сущность изобретения: магнитный привод, содержит два внешних полюса электромагнитной системы, намагниченны однополярно, сердечник из магнитомягкого материала с обмоткой управления, расположенной между указанными внешними полюсами и намагничен таким образом, что его полярность всегда противоположна полярности внешних полюсов. Привод содержит также по крайней мере один ходовой якорь, выполненный в виде постоянного магнита с полюсными наконечниками их магнитомягкого материала. Сердечник по крайней мере с одной стороны выступает из обмотки управления. Выступающая часть сердечника образует кольцевой полюс, в котором выполнено отверстие. Ходовой якорь расположен соосно в указанном отверстии кольцевого полюса сердечника с возможностью перемещения между внешними полюсамм электромагнитной системы. Согласно изобретению постоянный магнит ходового якоря выполнен в виде диска из материала с остаточной магнитной индукцией 0,7 Т, при ВН_макс равным по крайней мере 100 кДж/м², причем высота диска в направлении его перемещения выбирается не более половины его диаметра. 28 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к магнитному приводу для реле, контакторов и других устройств, применяемых в электротехнике.

Такой магнитный привод известен из патента Великобритания N 1068610.

Из известного уровня техники известны многочисленные магнитные приводы с якорем в виде постоянного магнита, который подвижен между двумя одноименными полюсами. Фундаментальные возможности видов простых магнитных целей этого рода практически исчерпаны этими приводами. Однако надежных и близких к практическим нуждам методов расчета, а также критериев конструктивного выполнения для этого почти нет и этот тип магнитного привода едва ли мог широко внедриться в практику до сих пор, не в последнюю очередь из-за механических недостатков и применения старых, слабых по магнитным свойствам магнитных материалов.

Из выложенной заявки ФРГ N 3426688 известен магнитный привод описанного выше рода с двумя цилиндрическими, соосно расположенными друг позади друга обмотками и якорем в виде постоянного магнита, который подвижен в середине отверстия обмоток в осевом направлении. Это устройство с двумя обмотками едва позволяет разместить на магнитном якоре рабочие устройства, потому что внутри отверстия обмоток недостаточно места. К тому же, вследствие неудачного положения якоря, он мог сильно нагреваться и терять за этот счет магнитные свойства постоянного магнита.

Из патента Великобритании N 1068610 известен магнитный привод, содержащий два внешних полюса электромагнитной системы, намагниченных однополярно, сердечник из магнитомягкого материала с обмоткой управления, расположенный между указанными внешними полюсами и намагниченный таким образом, что его полярность всегда противоположна полярности внешних полюсов, и по крайней мере один ходовой якорь, выполненный в виде постоянного магнита с полюсными наконечниками из магнитомягкого материала, сердечник по крайней мере с одной стороны выступают из обмотки управления, выступающая часть сердечника образует кольцевой полюс, в котором выполнено отверстие, ходовой якорь расположен соосно в указанном отверстии кольцевого полюса сердечника с возможностью перемещения между внешними полюсами электромагнитной системы. Это устройство обладает недостаточными механическими свойствами для применения в миниатюрных узлах.

В основе изобретения стоит задача создать новую простую форму магнитного привода с соответствующими конструктивными признаками, которая при высокой мощности, обусловленной неудачными механическими свойствами современных материалов для постоянных магнитов, будет пригодна для миниатюрных узлов с минимальной массой якоря и может применяться во многих областях техники.

Задача решается тем, что в магнитном приводе, содержащем два внешних полюса электромагнитной системы, намагниченных однополярно, сердечник из магнитомягкого материала с обмоткой управления, расположенный между указанными внешними полюсами и намагниченный таким образом, что его полярность всегда противоположна полярности внешних полюсов, и по крайней мере один ходовой якорь, выполненный в виде постоянного магнита с полюсами наконечниками из магнитомягкого материала, сердечник по крайней мере с одной стороны выступает из обмотки управления, выступающая часть сердечника образует кольцевой полюс, в котором выполнено отверстие, ходовой якорь расположен соосно в указанном отверстии кольцевого полюса сердечника с возможностью перемещения между внешними полюсами электромагнитной системы, согласно изобретению, постоянный магнит ходового якоря выполнен в виде диска из материала с остаточной магнитной индукцией 0,7 Т, при ВН_мах равным по крайней мере 100 кДж/м³, причем высота диска в направлении его перемещения выбирается не более половины его диаметра.

В магнитном приводе согласно изобретению электромагнитные внешние полюсы могут быть снабжены по меньшей мере одной парой полюсов-упоров, причем число пар полюсов упоров соответствует числу ходовых якорей.

В магнитном приводе согласно изобретению по меньшей мере один конец третьего электромагнитного полюса, выступающий из обмотки управления, может быть выполнен по меньшей мере с одним отверстием, предназначенным для перемещения ходового якоря, и является кольцевым полюсом.

В магнитном приводе согласно изобретению полюсные наконечники постоянного магнита ходового якоря могут иметь одинаковые или разные размеры и форму, при этом форма указанных полюсных наконечников на сторонах, обращенных к полюсам-упорам, соответствует форме полюсов-упоров, а форма внешней поверхности указанных полюсных наконечников соответствует форме внутренней поверхности кольцевого полюса таким образом, что между полюсными наконечниками постоянного магнита, полюсами-упорами и кольцевым полюсом достигается минимальное магнитное сопротивление.

В магнитном приводе согласно изобретению по меньшей мере часть полюсных наконечников (4 и 4') может иметь диаметр больший, чем диаметр постоянного магнита.

В магнитном приводе согласно изобретению форма полюсных наконечников постоянного магнита и полюсов-упоров может быть выполнена конусообразной, а внутренняя поверхность кольцевого полюса имеет конусообразные участки.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен гильзой из тонкого немагнитного материала, установленной таким образом, что охватывает постоянный магнит и(или) полюсные наконечники.

В магнитном приводе согласно изобретению полюсы-упоры могут иметь цилиндрическую форму, гильза может быть расположена на указанных полюсах-упорах таким образом, что выполняет функцию механической направляющей или опоры относительно полюсов-упоров или кольцевого полюса.

В магнитном приводе согласно изобретению второй конец сердечника также выступает из обмотки управления, может быть выполнен по меньшей мере с одним отверстием, предназначенным для перемещения ходового якоря, и также образует второй кольцевой полюс, при этом сердечник может быть установлен между внешними полюсами электромагнитной системы таким образом, что по меньшей мере два ходовых якоря размещены в отверстиях кольцевых полюсов с возможностью взаимодействия с полюсами упорами электромагнитной системе, при помощи обмотки управления и/или под действием внешних сил.

В магнитном приводе согласно изобретению магнитный сердечник и кольцевой полюс электромагнитного полюса могут быть выполнены из уложенных друг на друга магнитомягких листов.

В магнитном приводе согласно изобретению управление возвратно-поступательными движениями ходового якоря может осуществляться электрическими импульсами чередующейся полярности.

В магнитном приводе согласно изобретению импульсов управление может осуществляться путем использования в качестве обмотки управления индуктивно-емкостной обмотки или подключения конденсатора последовательно обмотке управления.

В магнитном приводе согласно изобретению импульсное управление может осуществляться при помощи ходового якоря, связанного с механическим переключателем, или при помощи дистанционных датчиков расстояния.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен пружинами, расположенными между полюсами-упорами и/или кольцевым полюсом, с одной стороны, и ходовым якорем с гильзой или без нее, с другой стороны.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен упорными деталями из немагнитного материала, расположенными между полюсами наконечниками и полюсами-упорами или кольцевым полюсом.

Магнитный привод согласно изобретению при использовании для напорного насоса может быть снабжен цилиндрическим корпусом; ходовой якорь может быть снабжен уплотнительным элементом, установленным на одном из полюсных наконечников, с пружиной, расположенной на другом полюсном наконечнике; цилиндрический корпус может быть расположен между одним из полюсов-упоров и кольцевым полюсом, а ходовой якорь является напорным поршнем.

Магнитный привод согласно изобретению при использовании для напорного насоса двойного действия может быть снабжен двумя цилиндрическими корпусами, при этом оба полюсных наконечника ходового якоря могут быть снабжены уплотнительными элементами, цилиндрические корпуса могут быть установлены между полюсами-упорами и кольцевым полюсом, причем ходовой якорь является напорным поршнем.

В магнитном приводе согласно изобретению в качестве уплотнительных элементов поршня могут быть использованы мембраны или меха.

Магнитный привод согласно изобретению при использовании для клапанов с седлами может быть снабжен по меньшей мере одной клапанной камерой, напорными штуцерами и клапанными элементами, при этом клапанная камера герметично может быть установлена вокруг кольцевого полюса между полюсами-упорами, напорные штуцеры могут быть установлены на полюса-упорах, а клапанные элементы могут быть выполнены в полюсных наконечниках ходового якоря, являющегося телом клапана, причем ходовой якорь может быть расположен внутри тонкой гильзы из немагнитного материала, установленной с возможностью скольжения по полюсам-упорам и выполненной с проточными отверстиями.

Магнитный привод согласно изобретению при использовании для золотниковых клапанов может быть снабжен корпусом из немагнитного материала, выполненным в виде клапанного блока с проточными каналами и расположен так, что охватывает кольцевой полюс, а по меньшей мере один ходовой якорь может быть выполнен в виде золотника, полюсные наконечники которого снабжены выемками, предназначенными для управления потоком.

В магнитном приводе согласно изобретению гильза может быть выполнена с выступами для привода подвижных контактов.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен крепежным корпусом, предназначенным для размещения электрических контактов или блоков контактов.

В магнитном приводе согласно изобретению ходовой якорь может быть установлен таким образом, что его перемещение осуществляется поперек оси обмотки.

В магнитном приводе согласно изобретению полюсные наконечники могут быть выполнены с полостями.

В магнитном приводе согласно изобретению диаметр отверстия кольцевых полюсов может быть больше диаметра окружности полюсных наконечников ходового якоря.

В магнитном приводе согласно изобретению кольцевые полюса или магнитные сердечники путем опрыскивания немагнитным материалом могут быть объединены в многофункциональный блок, предназначенный в качестве направляющей для хода якоря, или в качестве каркаса обмотки, или в качестве крепежного корпуса для других функциональных элементов.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен короткозамкнутыми витками, расположенными вокруг одной или нескольких деталей из магнитного материала.

Магнитный привод согласно изобретению может быть снабжен пластинчатой пружиной, на которой закреплен ходовой якорь.

В магнитном приводе согласно изобретению пластинчатая пружина может быть расположена вдоль магнитного сердечника с возможностью упора в магнитный сердечник и крепежный корпус таким образом, что ее длина меняется в зависимости от положения ходового якоря.

На фиг. 1, a-d изображен магнитный привод в упрощенной форме с ходовым якорем в различных положениях и ход сил, воздействующих на якорь; на фиг. 2, a-e сечения кольцевого полюса (часть сердечника обмотки) вместе с постоянным магнитом, причем плоскость сечения перпендикулярна направлению движения якоря; на фиг. 3, a-d различные разрезы в плоскости ходовой оси, т.е. сечения в зоне полюсов и якоря; на фиг. 4-10 примеры воплощения изобретения, которые показывают, каким образом могут быть выполнены рабочие органы в полюсной области якоря с минимальными расходами и по возможности без добавочных деталей; на фиг. 11 пример схемы для использования магнитного привода в качестве вибромагнита при питании от цепи постоянного тока; на фиг. 12 форма исполнения магнитного привода с разделенной пополам обмоткой и несимметричным выполнением полюсной части; на фиг. 13 характеристики этого привода; на фиг. 14 вариант магнитного привода по фиг. 12 с внешним ярмом, расположенным лишь с одной стороны обмотки; на фиг. 15 пример воплощения магнитного привода по фиг. 12 или 14 для электромагнитных контакторов; на фиг. 16 вид сбоку для фиг. 15; на фиг. 17 расположение нескольких обмоток вокруг ходового якоря магнитного привода; на фиг. 18 форма исполнения магнитного привода с установленной внутри обмотки пластинчатой пружиной.

Согласно фиг. 1 магнитный привод имеет обмотку 1, которая намотана вокруг керна магнитного сердечника 2. Магнитный керн 2 из магнитомягкого материала заканчивается внизу уплощенной зоной, которая имеет проход и далее будет называться кольцевым полюсом R_p. Он выступает из обмотки и всегда имеет магнитную полярность нижней стороны обмотки. Внутри кольцевого полюса R_p расположен ходовой якорь, который может двигаться горизонтально, то есть поперек к оси обмотки. Ходовой якорь состоит из тонкого, в большинстве случаев дискообразного постоянного магнита 3, намагниченного вдоль оси, который находится между двумя выполненными из магнитомягкого материала полюсными наконечниками 4 и 4', которые всегда имеют полярность постоянного магнита 3. Как показано, полюсный наконечник 4 является всегда северным (N) полюсом магнита, а правый полюсный наконечник всегда является южным полюсом (S).

Постоянный магнит 3 состоит из высококачественного магнитного материала, как, например, самарий-кобальт, или железо-неодим-бор и должен в смысле изобретения иметь энергетическое произведение ВН_макс, по меньшей мере, 100 кДж/м³, при остаточной индукции B_н по меньшей мере 0,7 Т (при этом: B индукция; B статочная индукция; H коэрцитивная напряженность поля; K J/м³ Килоджоулей/метр³; релюктанц сопротивление магнитной цепи.

Высота постоянного магнита 3 ограничена максимум половиной его диаметра, применение менее качественных магнитных материалов приводит к существенному увеличению размеров и весов ходового якоря при уменьшении КПД, не говоря уже о двух недостатках. Это можно было бы объяснить необходимостью применения кольцевого полюса увеличенного размера, что приводит к увеличению количества "короткозамкнутых магнитных силовых линий" между также увеличенным полюсными-упорами или кольцевым полюсом.

Ходовой якорь 3 и 4 магнитно взаимодействует с кольцевым полюсом R_p и двумя магнитомягкими полюсами-упорами 5 и 5', которые всегда имеют полярность верхнего края обмотки, т.е. когда обмотка обтекается током эти полюса 5 и 5' принимают полярность, обратную полярности кольцевого полюса R_p. Чтобы это случилось, магнитная цепь от полюсов-упоров 5 и 5', на верхний конец керна 2 замыкается магнитномягким ярмом 6.

Для лучшего понимания изобретения магнитный керн 2 с кольцевым полюсом R_p заштрихован вертикальными линиями, а постоянный магнит 3 - горизонтальными. Полюсные наконечники 4 имеют сетчатую штриховку под 45^o, полюса-упоры 5 сетчатую штриховку с горизонтальными и вертикальными линиями, а замыкающее ярмо 6 имеет простую штриховку под 45^o.

Части магнитно не участвующие в работе и значит, состоящие из немагнитных материалов, которые, например, имеются на эскизах применений (как части рабочего устройства) показаны в разрезе как области с точечной штриховкой, или сплошной заливкой черным цветом.

Фиг. 1, а-с показывают, для лучшего понимания магнитных процессов при движении ходового якоря в якорь в трех его положениях; слева или справа в устойчивом положении у упоров и в середине в неустойчивом положении перехода. Ходовой якорь 3 и 4 может двигаться между двумя крайними положениями, у полюсов-упоров 5. Расстояние между полюсами-упорами 5 и 5' за вычетом длины якоря дают величину хода, которая на фиг. 1, d в увеличенном масштабе показана, как расстояние между левой и правой вертикальными осями.

По этим осям отложены силы в соответствующих положениях упора пропорционально высоте. Если сила пропорциональна высоте над осью абсцисс, то можно получить кривые изменения сил по положению якоря.

Если обмотка 1 обтекается током (фиг. 1, а), то на кольцевом полюсе R_p керна магнита 2 возникает южный магнитный полюс, а у верхней стороны обмотки 1 северный полюс, который переходит на боковые полюса-упоры 5 и 5'.

Ходовой якорь 3 и 4 движется вправо под действием силы, зависящий от силы тока и положения якоря, кривая изменения силы показана характеристикой AK-r на фиг. 1, d (пунктир). Эта сила является результирующей четырех составляющих f₁-f₄, возникающим между электромагнитными полюсами (кольцевым полюсом R_p и полюсами-упорами 5 и 5') и полюсами постоянного магнита 4 и 4'. Эти силы, показанные на фиг. 2, b (вероятно 1, b, прим. перев.) таковы: f₁ сила притяжения между полюсом 4' якоря (южный) и правым полюсом-упором 5'(северный); f₂ сила отталкивания между полюсом 4' якоря (южный) и кольцевым полюсом R_p (южный); f₃ сила притяжения полюсом якоря 4 (северный) и кольцевым полюсом R_p (южный); f₄ сила отталкивания между левым полюсом-упором 5 (северный) и полюсом якоря 4 (северный).

Сложность формирования этих сил (здесь изображены упрощенно) затрудняет, с одной стороны, расчет магнитного привода, однако дает возможность посредством соответствующего конструктивного оформления всех полюсных наконечников ход этих сил согласовать с применением, как это станет ясно из дальнейшего описания.

Если изменить направление протекания тока, то изменится полярность кольцевого полюса R_p и соответственно полюсов-упоров 5 и 5' и значит направление и характер сил, обозначенных f₁-f₄. Вместо притяжения теперь возникнут силы отталкивания и наоборот. Из правого положения у упора (фиг. 1, с) теперь ходовой якорь 3 и 4 передвинется влево. Силы воздействия AK-1 и AK-r имеют ход, зависящий от тока, положения якоря и скорости его движения.

Если ток прервать, то ходовой якорь 3 и 4 остается в том положении, которого он достиг последний раз при перемещении, и пристает к соответствующему полюсу-упору 5 или 5' c силой, которая определяется силовыми линиями постоянного магнита 3. Эта сила состоит в основном из двух компонентов (см. фиг. 1, с): h₁ между полюсом-упором 5' и полюсным наконечником 4' ходового якоря 3 и 4 и h₂, которая возникает между полюсным наконечником 4 и кольцевым полюсом R_p.

Начиная с северного полюса постоянного магнита 3, магнитная цепь замыкается через полюсный наконечник 4, кольцевой полюс R_p, керн сердечника 2, ярмо 6, полюс-упор 5, полюсный наконечник 4' и обратно к постоянному магниту 3.

Эта сила с максимальным значением H_m при перекрытом воздушном зазоре между полюсом-упором 5' и полюсным наконечником 4', полюсным наконечником 4 и кольцевым полюсом R_p, быстро уменьшается при увеличении этих воздушных зазоров, что соответствует перемещению якоря влево по кривой, примерно следующей кривой HK-r. То же самое справедливо для левого положения якоря, причем удерживающая сила имеет ход кривой HK-1. Здесь магнитная цепь замыкается через левую половину ярма 6.

Описанный магнитный привод может иметь широкое применение, потому что он позволяет развивать большие усилия в обе стороны, причем расход энергии (импульсного характера) очень мал. Малая масса ходового якоря позволяет этот привод использовать в виброрежиме с колеблющимся магнитом (например, в насосах, электробритвах.), причем управление идет от переменного тока. При работе от источника постоянного тока магнитное усилие при достижении конечного положения может реверсироваться изменением направления тока, в простейшем случае с помощью контактов. Расположение ходового якоря сбоку от обмотки позволяет якорь прямо связать с рабочим устройством (контактами, насосом или элементами клапана, гидроцилиндром, дисковым сцеплением) и выполнять компактные функциональные узлы. При виброрежиме избегают разогрева находящегося сбоку рабочего устройства. Оформление магнитных и механических действующих частей и их исполнение (интегральное или из нескольких частей) производят соответственно критериям, которые дают приоритет магнитным свойствам для получения характеристики нужного хода. Это однако должно учитывать механико-технологические особенности случая применения, что в большинстве случаев приводит к нежелательному разделению магнитных цепей. Примеры исполнения изобретения показывают, как достигать оптимума при этих противоречивых предпосылках. Магнитный керн 2, ярмо 6 и полюса-упоры 5 выполняют из магнитомягкого материала с достаточной проницаемостью, для чего среди прочего хорошо подходят обычные сорта сталей. Для вибромагнитов или привода с высокой скоростью реакции рекомендуется пластинчатое оформление или применение содержащих кремний магнито-мягких сталей, которые имеют большее электрическое сопротивление. Фиг. 2 показывает сечения перпендикулярно направлению движения ходового якоря 3 для кольцевых полюсов магнитных кернов 2, причем на фиг. 2, е показан керн 2 с тремя зонами кольцевых полюсов (R_p 1-3), что соответствует приводу с тремя ходовыми якорями. Видно, что проходы в керне имеют форму сечения ходовых якорей постоянных магнитов 3 или полюсных наконечников 4, так что, с учетом необходимых по технологии воздушных зазоров, получается максимально экономичная передача магнитных силовых линий между ходовым якорем 3 и 4 и кольцевым полюсом R_p. Высота кольцевого полюса R_p и ход сечения в направлении движения ходового якоря выбирают так, чтобы оптимизировать переход магнитных силовых линий, как это показано на фиг. 3, a-d. Обращенные к ходовому якорю 3 и 4 поверхности кольцевого полюса соответственно форме ходового якоря бывают плоскими и цилиндрическими (фиг. 3, a), могут также иметь форму, показанную на фиг. 3, b, частично с косыми поверхностями, если это соответствует форме внешних поверхностей полюсных наконечников 4 и 4'. Полюсные наконечники 4 и 4' изготовляют из магнитомягкого материала и контактируют с постоянным магнитом 3, они являются таким образом удлиненными магнитными полюсами и могут за счет соответствующего согласования выполнять и механические задания в качестве поршней, тел клапанов и т.п. Полюсные наконечники 4 и 4' из дешевой легкообрабатываемой стали дополняют ходовой якорь 3 и 4 и позволяют, с одной стороны, выполнить постоянный магнит 3 простым и с малыми размерами, а с другой стороны, получить достаточно больше расстояние между кольцевым полюсом R_p и полюсами-упорами 5 и 5', чтобы уменьшить прямое замыкание магнитных силовых линий между ними (R_p, 5 и 5'). Расширенное (фиг. 3, a) или конусообразное (фиг. 3, b) выполнение полюсных наконечников 4 и 4', с одной стороны, нацелено на полный перехват магнитных силовых линий между полюсами электромагнита (R_p, 5 и 5'), а с другой стороны, эффективная площадь полюсов увеличивается, чтобы снизить потери в воздушных зазорах. По функционально-экономическим соображениям не всегда можно оптимально выполнить привод с точки зрения магнитной цепи, поэтому иногда выбирают менее эффективные с точки зрения магнитной цепи полюса, как, например, показано на фиг. 3, с. Чтобы можно было с левой стороны диаметр ходового якоря иметь малого диаметра, здесь был выбран цилиндрический полюсный наконечник 4, который имеет конусное углубление. За счет этого полюсный наконечник получается меньшего веса, а обращенная к полюсу-упору 5 площадь больше.

Полюсный наконечник 4' имеет обращенную к полюсу-упору 5' большую, перпендикулярную направлению движения якоря поверхность, допускающую оптимальное силовое воздействие.

Так, где простота важнее оптимального КПД, могут выбираться формы полюсных наконечников 4 и 4' как на фиг. 3, d (цилиндрические), которые при необходимости за счет различной длины могут иметь различный ход характеристик при движении вправо и влево. Для оформления полюсных поверхностей, обращенных к воздушным зазорам, справедливо известные из магнитной техники соображения, например, увеличенные плоские полюсные поверхности как на фиг. 3, a, как правило, ведут при том же ходе к увеличенным силам в начале движения, т.е. к более плоским (горизонтальным) кривым AK (фиг. 1, d) и более высокому КПД; увеличение поверхности полюсов за счет конусной формы, как на фиг. 3, b, позволяет при том же начальном усилии получить увеличенную длину хода, однако уменьшает усилие в конце хода, т.е. дает очень плоские характеристики.

В зависимости от цели применения привода могут выбираться различные формы и размеры полюсных наконечников 4 и 4', которые могут быть различными для северного и южного полюсов.

Фиг. 3, b показывает оптимизированную форму полюсных наконечников в смысле веса и КПД. Полюсные наконечники 4 и 4' на внутренней или внешней стороне имеют особо большую площадь при малой толщине стенок, т.е. малом весе и позволяют за счет косых поверхностей получить сравнительно большую длину хода якоря и слегка нарастающую характеристику силы.

Такая конструкция, как на фиг. 3, a, рекомендуется для привода насосов и компрессоров, замковых устройств, открывающихся дверей, магнитных контакторов, золотниковых клапанов, или в качестве пропорциональных магнитов. Полюса-упоры 5 и 5' имеют форму, согласованную с формой полюсных наконечников 4 и 4', как видно на фиг. 3, и они расположены соосно с осью ходового якоря 3 и 4. Так как полюса-упоры 5 и 5' и ярмо 6 имеют похожие магнитные свойства, то в некоторых случаях можно выполнять их из одного куска материала, и полюса являются удлиненными концами ярма. Для хорошей работы магнитного привода необходимо максимально точное позиционирование полюсов электромагнита кольцевого полюса R_p и полюсов-упоров 5 и 5'. Это позиционирование может осуществляться с помощью немагнитного (например, из пластмассы или отлитой под давлением детали из немагнитного сплава) крепежного корпуса 10, который укреплен на керне 2 непосредственно позади кольцевого полюса R_p и образует кратчайшее механическое соединение между кольцевым полюсом R_p и полюсами-упорами 5 и 5' (см. например, примечания, начиная с фиг. 4). Полюса-упоры 5 и 5' укреплены на этом корпусе 10, который также является направляющей скольжения для ходового якоря 3 и 4, или служит в качестве держателя остальных частей рабочего устройства. Крепежный корпус 10 может таким образом быть оформлен независимо от магнитных цепей и быть выполненным "по требованиям заказчика" как показывают примеры применения. Этот крепежный корпус позволяет демонтаж ярма 6 и обмотки 1 без разборки области полюсных наконечников. Каркас для намотки обмотки 1 может быть также выполнен в виде удлинения крепежного корпуса 10.

Если рассмотреть фиг. 1, b, и учесть тенденцию действия каждого магнита в смысле притяжения магнитомягких деталей и приставания к ним, то возникает необходимость иметь механическую направляющую для ходового якоря 3 и 4, так как в противном случае он будет отклоняться от своего нормального горизонтального положения и тереться о стенки кольцевого полюса (заштрихованы), что может помешать нормальному функционированию. Обычным для магнитных приводов является использование в качестве направляющей тонкого штока или штанги, которая здесь была бы пропущена сквозь постоянный магнит 3, полюсные наконечники 4 и полюса-упоры 5. В качестве материала здесь годится нержавеющая сталь (немагнитная) или другие дорогие сплавы. Магнит 3 при этом должен иметь канал, поэтому становится дороже и имеет меньшую площадь сечения. Этих недостатков можно избежать, если ходовой якорь 3 и 4 направлять вместе с его полюсными наконечниками 4 в направляющей гильзе 7 по внешней окружности, что устраняет необходимость сверления постоянного магнита 3. Эта гильза 7 может простираться за пределы якоря и надвигаться со скольжением на полюса-упоры 5 (фиг. 3, d), по окружности которых выходит лишь немного магнитных силовых линий. С помощью такой направляющей устраняется трение скольжения внутри кольцевого полюса, где в результате перехода магнитного поля могут собраться намагниченные частички. В результате применения такой длинной по сравнению с диаметром гильзы из немагнитного материала (металл или пластмасса), предотвращается наклон якоря при перемещении. Гильза 7 может нести элементы рабочего устройства или относительно полюсных наконечников 5 она может быть уплотнена, образуя цилиндр, причем полюс-упор действует как неподвижный поршень. В зависимости от случая применения гильза 7 может быть сплошной или состоять из отдельных частей и может быть согласована с приводимым устройством. Фиг. 4 и 5 показывают, в частности оформление области между ходовым якорем, кольцевым полюсом и полюсами-упорами, которые пригодны для различных применений. Фиг. 4 показывает магнитный привод по фиг. 3, c, на котором укреплены механические элементы поршневого насоса. Вокруг полюса-упора 5 укреплен крепежный корпус 10, который для полюсного наконечника 4 служит компрессионным цилиндром. Чтобы выполнить свою роль полюсный наконечник 4 имеет уплотнительное кольцо 8. Полюс-упор 5 служит дном цилиндра для полости 9 и может иметь каналы 0, 0', на которых могут быть установлены (не показанные) клапаны. Полюсный наконечник 4' имеет осевой канал, в котором размещена немагнитная пружина 13, которая во время движения якоря вправо накапливает энергию, сжимаясь, и возвращает ее при движении якоря влево (работа сжатия), как полезное усилие. Эта форма исполнения с односторонним пружинным подкреплением является простой и годится для средних давлений или соответственно, величины хода якоря.

Фиг. 5 показывает пример применения привода по фиг. 3, b в качестве насоса двойного действия для меньших давлений и больших расходов. Особо легкий ходовой якорь 3 и 4 несет по краям воронкообразных полюсных наконечников 4 и 4' уплотнительные кольца 11, которые, например, состоят из тефлоновой смеси. Они одновременно служат в качестве направляющих в крепежном корпусе-цилиндре сжатия 10, который простирается над полюсами-упорами 5 и 5', замыкающими цилиндр 10, причем отверстия 0 при необходимости оборудуются клапанами в полюсах-упорах 5 и 5' или в стенках цилиндра, или в полюсных наконечниках 4 и 4'. Фиг. 6 показывает разрез магнитного привода с двумя ходовыми якорями, которые размещены по обе стороны от обмотки, причем магнитный керн 2 имеет две зоны кольцевых полюсов, как на фиг. 2, e. Для простоты здесь показано лишь одно срединное сверление в нижней части кольцевого полюса R_p. Замыкающее ярмо 6 простирается теперь по нижним 5 и 5' и верхним 5₁ и 5'₁ полюсам-упорам и соединяют их через магнитомягкий участок ярма с минимально возможным релюктанцем. Для ясности фиг. Участок ярма, соединяющий боковые полюса-упоры 5 и 5' и 5₁ и 5'₁ с малым магнитным сопротивлением, изображен внизу, на практике, однако, выгоднее располагать его сбоку от обмотки. Верхний ходовой якорь 3₁ и 4₁ намагничен противоположно нижнему, т. е. с южным полюсом влево. Управляющий импульс достаточной силы, в связи с двумя воздушными зазорами между полюсами-упорами 5 и 5₁ и полюсными наконечниками 4 и 4₁, который на верхнем кольцевом полюсе R_p1 создает полярность южную, а на нижнем - северную. Это приведет к тому, что оба ходовых якоря двинутся влево до упора с полюсами-упорами 5 и 5₁. Движение вправо происходит при подаче управляющего импульса противоположной полярности. В случае, если верхний ходовой якорь оборудован более сильным магнитом 3₁, движение нижнего ходового якоря 3 и 4 может быть получено также за счет механического перемещения верхнего якоря 3₁ и 4₁ в ту же сторону. Подходящая для начала движения полярность нижних полюсов-упоров 5 и 5', как описано на стр. 3 и 4, будет тогда задаваться от верхнего ходового якоря.

Магнитная цепь этого рода может иметь много применений, например: в качестве магнитного привода с двумя рабочими якорями; в качестве магнитного привода с невидимым, например, закрытым в камере клапана рабочим якорем; причем второй ходовой якорь приводит в действие индикацию положения рабочего якоря; в качестве магнитного привода с несколькими пространственно разделенными ходовыми якорями, с аварийным ручным приводом в действии и индикацией положения, причем более сильный, большой и доступный для ручного привода ходовой якорь с функцией индикации положения может вместо обмотки давать магнитное поле для движения остальных рабочих якорей.

Фиг. 7 показывает магнитную цепь, подобную цепи фиг. 6, с двумя ходовыми якорями 3 и 4 и 3₁ и 4₁, которые на этот раз намагничены в одинаковом направлении (северные полюса слева) и которая по действию подобна с той лишь разницей, что при электрическом управлении ходовые якори движутся в противоположном направлениях.

Как показано на фиг. 2, e, имеется возможность несколько ходовых якорей 3 и 4 расположить по одну сторону от обмотки 1, которые движутся параллельно и намагничены в одну или разные стороны. При одинаково направленной полярности с точки зрения магнетизма оба находящиеся рядом ходовые якоря ведут себя как один, однако они могут двигаться в отдельных полостях или средах, например, жидкостях.

Фиг. 8 показывает разрез через зоны полюсов работающего в качестве магнитного клапана привода с двумя соседними, намагниченными в противоположном направлении ходовыми якорями, которые соответствуют плоскости сечения A A' на фиг. 2, e. Ходовые якоря с постоянными магнитами 3 (внизу) или 3₁ (вверху) и полюсными наконечниками 4 и 4' и 4₁ и 4'₁ имеют клапанные конуса 14, которые погружены в полюсные наконечники. Полюса-упоры 5 и 5' имеют против полюсных наконечников 4 и 4' и 4₁ и 4'₁ полюсные выступы с напорными трубопроводами P и P₁ и сливными отверстиями R и S, которые могут поочередно запираться клапанными конусами 14 в зависимости от положения ходовых якорей 3, 4 и 3₁, 4₁. Полюса-упоры 5 и 5' могут быть также выполнены из нескольких частей и имеют хорошее магнитное соединение с ярмом 6. Ходовые якоря 3, 4 и 3₁, 4₁ находятся в направляющих гильзах 7 и 7₁, которые имеют скользящую посадку и отверстия 0, через которые поток жидкости (показан стрелками) может попасть в камеры клапанов 15 и 15₁. Ходовые якоря 3, 4 и 3₁, 4₁ вместе с направляющими гильзами 7 и 1₁ (д.б. 7₁, прим. перев.) и клапанные конуса 14 служат здесь элементами клапанов и движутся внутри двух прхоодов кольцевого полюса R_p. Камеры клапанов 15 и 15₁, которые созданы вокруг элементов клапанов и между полюсами-упорами 5 имеют немагнитные герметичные стенки камер 10, например, из металла, эпоксидной смолы или пластмассы, которые также служат как крепежные корпуса. Они разделяют друг от друга камеры вокруг клапанных элементов и соединены с трубопроводами, которые, например, идут к пневмоцилиндру двойного действия 17.

Если трубопроводы Р, P₁ полюса-упора 5 соединены с источником сжатого воздуха (стравливающие трубопроводы R и S выходят в атмосферу), то сжатый воздух попадает через отверстия с верхнего элем