CN111933384A - 瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途 - Google Patents

瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途 Download PDF

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赵乐
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何志强
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Abstract

本发明涉及瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途，属于永磁体技术领域。该方法用至少两个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成空心圆柱；每个瓦型磁体的充磁方向均为轴向方向，或者每个瓦型磁体的充磁方向均为圆周环向方向，或者其中一部分瓦型磁体的充磁方向为轴向方向，另一部分瓦型磁体的充磁方向为圆周环向方向。单个分解出来的充磁方式简单，容易实现，组合方式操作方便，可根据生产的圆筒机械不同工况选择不同的磁场组合产生工况所需磁场；本发明永磁体不同充磁方向组合，使得其产生的磁力与单一充磁方式下产生的磁力在不同距离处相比具有一定的差异性，这使得对于磁力需求不同的产品对永磁模块拥有更多的充磁选择。

Description

瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途
技术领域
本发明涉及永磁体技术领域，尤其涉及瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途。
背景技术
在保压取芯领域，一般采用球阀或翻板阀进行保压密封。使用翻板阀密封时，其工作原理是：保压取芯钻机在竖直向下钻进时，当岩芯被钻取进入保压舱后，阀瓣在侧边弹片的弹力及重力的作用下迅速闭合达到保压效果。在竖直下钻情况下，现有翻板阀能够满足基本需求。然而，实际工作中不仅仅只存在竖直下钻的情况，而是希望能满足向各个方向钻取岩芯的需求。当钻机水平钻进或竖直向上钻进时，现有的翻板阀的阀瓣缺少一种非接触力能使其旋转闭合。永磁体在其周围产生磁场，对其附近的铁钢等物质产生的磁力是一种理想的非接触力。
专利文献CN110847856A公开了一种保压取芯器翻板阀结构，其阀座具有磁性，可吸引阀瓣关闭。其阀瓣关闭不依托于自身重力，因而不受钻进方向的限制，但专利文献CN110847856A并没有公开阀座的磁场方向和充磁方法。
此外，阀瓣在磁力作用下实现密封闭合减少机械结构，可以少占用钻机内部空间，是最理想的情况。但并非任何磁场都能使阀瓣在磁力作用下实现密封关闭。实际情况是，在现有永磁材料基础上，传统的圆筒充磁方式一般为轴向或径向，产生的磁场单一，往往难以产生理想的磁力使得阀瓣能够旋转闭合；另外阀座外层空间有限，这使得阀座能够镶嵌的永磁体空间体积有限。如何使用有限的环形永磁体体积产生理想的磁场是目前急需解决的。不同形状和不同充磁方向在同一距离物体上产生的磁力往往是不一样的，故急需在保压取芯筒内设计磁场组合方法，为磁力触发保压取芯阀盖自动闭合提供理论支持。
发明内容
本发明为解决上述技术问题提供瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法、永磁体及用途。
本发明采用以下技术方案实现：
一种瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，用至少两个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成空心圆柱；
每个瓦型磁体的充磁方向均为轴向，或者每个瓦型磁体的充磁方向均为环向，或者其中一部分瓦型磁体的充磁方向为轴向，另一部分瓦型磁体的充磁方向为环向。
其中，相邻两个瓦型磁体的充磁方向相反。
或者，相邻两个瓦型磁体中的一个瓦型磁体的充磁方向为轴向，另一个瓦型磁体的充磁方向为环向。
优选地，将4个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成所述空心圆柱。
或者，将6个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成所述空心圆柱。
优选地，每个瓦型磁体的大小相等。
优选地，所述瓦形磁体采用稀土永磁材料制得。
一种空心圆柱永磁体，所述空心圆柱永磁体采用上述磁场组合方法制得。
空心圆柱永磁体的用途，将所述空心圆柱永磁体用于制造保压取芯器的磁力触发保压控制器。
进一步的，所述空心圆柱永磁体同轴设于所述磁力触发保压控制器的阀座上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1，本发明将单个分解出来，充磁方式简单，容易实现，组合方式操作方便，可根据生产的圆筒机械不同工况选择不同的磁场组合产生工况所需磁场；
2，本发明永磁体不同充磁方向组合，使得其产生的磁力与单一充磁方式下产生的磁力在不同距离处相比具有一定的差异性，这使得对于磁力需求不同的产品对永磁模块拥有更多的充磁选择；
3，本发明运用于一种磁力控制的保压控制器时，可根据不同保压控制器选择不同种类的磁场组合方式，能够促进磁力触发保压控制器的研发。
附图说明
图1是空心圆柱的分解示意图；
图2是同向轴向充磁示意图；
图3是间隔反向轴向充磁示意图；
图4是同向环向充磁示意图；
图5是反向环向充磁示意图；
图6是间隔轴向同向、环向同向充磁示意图；
图7是间隔环向反向、轴向同向充磁示意图；
图8是间隔轴向反向、环向同向充磁示意图；
图9是间隔轴向反向、环向反向充磁示意图；
图10是磁力触发保压控制器的三维图；
图11是未安装空心圆柱永磁体时阀座与阀瓣的三维图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1-9所示，本发明公开的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，用至少两个瓦形磁体31沿圆周方向拼接形成空心圆柱3；瓦型磁体31的数量根据需要设置，可为3个、4个、5 个、6个或者更多。每个瓦型磁体的大小可相等，也可不相等。
每个瓦型磁体的充磁方向均为轴向，或者每个瓦型磁体的充磁方向均为环向，或者其中一部分瓦型磁体的充磁方向为轴向，另一部分瓦型磁体的充磁方向为环向。本文中的环向指圆周方向。
瓦形磁体31可根据不同需求采用不同的永磁材料，本实施方法中采用稀土永磁材料制得，选择材料牌号为N52。
如图1-9所示，本实施方式举出其中8种磁场组合方式。如图1、2所示，将圆筒分为8等分，对8等分分别进行充磁，然后再将这8等分重新组合成空心圆柱。8种磁场组合分别为：同向轴向充磁；间隔反向轴向充磁；同向环向充磁；间隔反向环向充磁；间隔轴向同向、环向同向充磁；间隔环向同向、轴向反向充磁；间隔环向反向、轴向同向充磁；间隔轴向反向、环向反向充磁。
采用上述磁场组合方法可获得一种空心圆柱永磁体。相邻两个瓦形磁体之间可采用粘接方式连接在一起。本发明公开该空心圆柱永磁体的其中一种用途。
将所述空心圆柱永磁体用于制造保压取芯器的磁力触发保压控制器。如图10、11所示，保压取芯器的保压控制器通常包括阀座1和阀瓣2。可将空心圆柱永磁体3安装在磁力触发保压控制器的阀座1上。
具体可在阀座1的侧壁同轴设置用于安装所述空心圆柱永磁体3的环形槽11，将瓦形磁体31一块一块沿圆周方向依次装在环形槽11中，相邻的瓦型磁体31可通过粘接方式粘接在一起，也可通过粘接方式与阀座1粘在一起。可选用能耐高温的环氧AB胶来粘接。
该磁力触发保压控制器可通过永磁体产生的磁力做功，使保压阀瓣在磁力的作用下旋转下落，达到保压效果，即使在钻机水平状态或垂直向上钻进状态下也能自动闭合，可实现从只能垂直向下钻进到水平钻进再到或垂直向上钻进的转变。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：用至少两个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成空心圆柱；
每个瓦型磁体的充磁方向均为轴向，或者每个瓦型磁体的充磁方向均为环向，或者其中一部分瓦型磁体的充磁方向为轴向，另一部分瓦型磁体的充磁方向为环向。
2.根据权利要求1所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：相邻两个瓦型磁体的充磁方向相反。
3.根据权利要求1所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：相邻两个瓦型磁体中的一个瓦型磁体的充磁方向为轴向，另一个瓦型磁体的充磁方向为环向。
4.根据权利要求1所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：将4个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成所述空心圆柱。
5.根据权利要求1所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：将6个瓦形磁体沿圆周方向拼接形成所述空心圆柱。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：每个瓦型磁体的大小相等。
7.根据权利要求1所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法，其特征在于：所述瓦形磁体采用稀土永磁材料制得。
8.一种空心圆柱永磁体，其特征在于：所述空心圆柱永磁体采用权利要求1-7中任一项所述的瓦形磁体组合为空心圆柱的磁场组合方法制得。
9.如权利要求8所述的空心圆柱永磁体的用途，其特征在于：将所述空心圆柱永磁体用于制造保压取芯器的磁力触发保压控制器。
10.根据权利要求9所述的空心圆柱永磁体的用途，其特征在于：所述空心圆柱永磁体同轴设于所述磁力触发保压控制器的阀座上。
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