электромагнит с механической защелкой

Формула изобретения

Электромагнит с механической защелкой, имеющий якорь со штоком, стоп с отверстием, в котором перемещается шток, обмотку, питающуюся импульсом тока, и отключающую пружину, отличающийся тем, что в штоке одним концом закреплена плоская пружина, проходящая через отверстие в стопе, а на втором ее конце, выходящем за пределы стопа, закреплен цилиндрический упор, выступающий за пределы ширины плоской пружины, который упирается на горизонтальную поверхность углового элемента, имеющего в конце вертикальной верхней своей части зубец, за которым в торцевой части вертикальной поверхности имеется впадина для размещения цилиндрического упора после окончания рабочего импульса тока в обмотке электромагнита, на горизонтальную часть углового элемента действует перекидная пружина, фиксирующая угловой элемент в отключенном состоянии электромагнита и в рабочем состоянии, при этом в свободном состоянии плоской пружины она расположена вдоль оси якоря и по центру впадины, расположенных за зубцом, а угловой элемент имеет возможность поворота вокруг осей, расположенных на боковых поверхностях углового элемента, которые входят в отверстия, расположенные на стойке, являющейся одновременно упором для углового элемента в рабочем состоянии электромагнита, при этом опорная поверхность цилиндрического упора в нерабочем и рабочем положениях находится по разные стороны от оси поворота углового элемента, а якорь электромагнита имеет направляющие, исключающие его поворот при перемещении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитам, имеющим механические защелки, фиксирующие его якорь в рабочем положении после отключения питания обмотки.

Одной из проблем использования электромагнитов является снижение его энергопотребления. Это достигается за счет применения импульсного питания обмоток электромагнита и использования различного рода фиксирующих элементов рабочего состояния электромагнита.

Известны перекидные пружины, фиксирующие элементы с применением постоянных магнитов, и механические защелки (Мацупин Г.П., Палий В.Я. Электромагнит двустороннего действия. Изв. Вузов. Электромеханика, 1997. - №6. - С.77-78).

Перекидные пружины и фиксирующие элементы с постоянными магнитами обычно используются в электромагнитах двустороннего действия, имеющих два спаренных электромагнита с двумя обмотками. Использование механических защелок связано с усложнением конструкции электромагнита за счет того, что необходимо иметь дополнительный электромагнит для расцепления защелки и возврата механизма в исходное состояние.

Известна конструкция электромагнита для привода клапана, где для фиксации якоря электромагнита во включенном состоянии используется защелка с шариками, которые входят в выемку, находящуюся на пальце, связанном со штоком, и выталкиваются за его пределы после срабатывания электромагнита (Прижиалковский А.Л. и др. Электромагнитные клапаны. - Л.: Машиностроение, 1967. - 58 с.). Возврат электромагнита в исходное состояние осуществляется с помощью дополнительного электромагнита, воздействующего на палец и имеющего магнитную систему, частично совмещенную с магнитной системой основного электромагнита.

Задачей данного изобретения является создание электромагнита с механической защелкой, в котором исключен дополнительный электромагнит, воздействующий на защелку.

Поставленная задача решается тем, что с якорем электромагнита связан шток с закрепленной на нем плоской пружиной, которая оканчивается цилиндрическим упором, длина которого больше ширины пружины. Цилиндрический упор в начальном положении находится в нижней части углового элемента, опираясь на его горизонтальную часть, при этом горизонтальная часть углового элемента прижата к упору за счет усилия отключающей пружины, передающей усилие через плоскую пружину, и усилия перекидной пружины. Опорная поверхность цилиндрического упора в нерабочем и рабочем положении находится по разные стороны от оси поворота углового элемента. Вертикальная часть углового элемента имеет в верхней своей торцевой части зубец, который переходит во впадину. Центр впадины находится по оси сердечника. На угловом элементе размещены оси, расположенные на боковых поверхностях углового элемента, которые входят в отверстия, расположенные на стойке, являющейся одновременно упором для углового элемента в рабочем состоянии электромагнита. Стойка закреплена на фланце электромагнита. Между боковыми стенками углового элемента имеется полость, в которой перемещается плоская пружина. Якорь имеет направляющие, фиксирующие его положение относительно поворота вокруг его оси.

Конструкция электромагнита с механической защелкой показана на чертеже. Электромагнит с обмоткой 1, якорем 2, который связан со штоком 3, в котором закреплена плоская пружина 4, второй конец которой оканчивается цилиндрическим упором 5, опирающимся на горизонтальную часть углового элемента 6, имеющего возможность поворота за счет наличия осей, закрепленных на боковых поверхностях углового элемента 6 и вращающихся в отверстиях, расположенных на стойке 7, закрепленной на фланце 8 электромагнита. На угловой элемент 6 воздействует перекидная пружина 9, удерживающая его в отключенном состоянии электромагнита и в рабочем состоянии. На якорь 2 действует отключающая пружина 10. Шток 3 и плоская пружина 4 выполнены из немагнитного материала.

Электромагнит работает следующим образом. После подачи импульса тока в обмотку 1 якорь 2 электромагнита перемещается вверх, цилиндрический упор 5 скользит вдоль внутренней вертикальной поверхности углового элемента 6 и когда он окажется над зубом, плоская пружина 4 выпрямляется, переходя в свободное состояние, когда она не воздействует на угловой элемент 6, и центр цилиндрического упора 5 окажется над центром впадины углового элемента 6. После окончания импульса якорь 2 электромагнита под действием нагрузки Р и отключающей пружины 10 перемещается в сторону исходного состояния, цилиндрический упор 5 опускается в центр впадины углового элемента 6, и поскольку центр впадины смещен относительно оси поворота углового элемента 6, происходит поворот углового элемента 6 до стойки 7, и зубец углового элемента 6 окажется правее нейтральной оси плоской пружины 4, а усилие перекидной пружины 9 действует в сторону прижатия вертикальной части углового элемента 6 к стойке 7. Пружина 4 получает изгиб в противоположную сторону по отношению к первоначальному, и якорь 2 фиксируется в положении, соответствующем некоторому остаточному зазору между торцом якоря 2 и стопом 11. Для отключения электромагнита в обмотку 1 подается новый импульс тока, в результате чего якорь 2 притягивается к стопу 11, цилиндрический упор 5 выходит за пределы зубца углового элемента 6 за счет упругости пружины 4, она выпрямляется, и после окончания импульса тока в обмотке 1 якорь 2 опускается, цилиндрический упор 5 опускается на горизонтальную часть углового элемента 6, в результате чего угловой элемент 6 поворачивается в сторону первоначально положения, и его горизонтальная часть становится на упор.

Техническим результатом настоящего изобретения является сокращение энергопотребления электромагнита путем использования импульсного управления и удержания его якоря в рабочем состоянии после окончания импульса управления.

Литература

1. Мацупин Г.П., Палий В.Я. Электромагнит двустороннего действия. Изв. вузов Электромеханика, 1997, №6, с.77-78.

2. Прижиалковский А.Л. и др. Электромагнитные клапаны. Л.: Машиностроение, 1967, 58 с.