CN2155613Y - 异性极面永磁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够产生具有高稳定度的 恒定强磁场的永磁装置，它包括至少一对极头，至少 一对Nd-Fe-B永磁体和用作磁路的框架式结构。 这种永磁装置与现有的利用电磁铁产生恒定强磁场 的装置相比，其产生的磁场更稳定，装置体积更小，耗 能更低，操作使用更方便。

Description

本实用新型涉及一种永磁装置，特别是一种能够提供高稳定性的恒定强磁场的永磁装置。

随着科学技术的发展，在许多领域中都需要高稳定度的恒定强磁场。在现有技术中，一般用电磁铁来产生这种磁场，但用电磁铁产生恒定磁场有几点不足：首先是由于电源的不稳定，会引起磁场的波动，尤其是在长时间的使用中，这个问题更为突出。再有，电磁铁装置的体积大，耗能多。造价高。

本实用新型的目的是采用高磁能积的Nd－Fe－B永磁体及由高导磁率、高饱和磁感应强度材料作成的框架式磁路组成的永磁装置，从而提供使中心场的磁场强度高于1－2.5特斯拉的高稳定性的恒定强磁场。

本实用新型的目的是这样实现的：包括至少一对极头，至少一对Nd－Fe－B永磁体及由高导磁率、高饱和磁感应强度材料制成的作为磁路的框架。其中一个极头与一个Nd－Fe－B永磁体的一端连接，所述的永磁体的另一端与框架的一侧连接，在所述框架的相对的另一侧，连另一个Nd－Fe－B永磁体的一端，在该永磁体的另一端连接另一极头。在所述框架上，如上述相对地至少连有一对永磁体和极头。相对的两个Nd－Fe－B永磁体异极相对。两相对极头之间有一定的间隙，该间隙距离或可调节以改变其间隙的磁场强度。相对的两极头的中心线及两永磁体的中心线最好相重合。

所述极头及作为磁路的框架为高导磁率。高饱和磁感应强度材料，极头与永磁体、永磁体和框架之间用高强度粘结剂如环氧树脂粘接，或用螺栓固联。

本实用新型提供的异性极面永磁装置中的极头可以是圆锥体，其锥角为20－160°，较小底面直径为0.01－1米；极头也可以是矩形体，其垂直于磁力线的截面为0.0001－1米²；极头还可以是四棱台体，其棱边与底面平行方向夹角α为10－80°，其较小底面积为0.0001－1米²。

高稳定性的恒定强磁场是这样形成的：磁力线从一个Nd－Fe－B永磁体发出，通过与之相连的极头并通过一定距离的空间到达另一极头，又通过另一个Nd－Fe－B永磁体并经过连接两个永磁体的框架结构回到起始的永磁体上，从而形成磁力线回路。在两极头之间，形成一具有高稳定性的恒定强磁场，以满足各领域对其的需求。

由于采用上述方案，可以产生高稳定性的恒定强磁场，且装置体积比电磁铁装置大大缩小，造价和操作费用明显下降，使用简单，方便。

下面通过附图利用实施例对本实用新型作详细说明：

图1：为封闭式可调极间距圆锥极面永磁装置主剖视图；

图2：封闭式可调极间距圆锥极面永磁装置主视图；

图3：可调极间距矩形极面永磁装置透视图；

图4：固定极间距梯形极面永磁装置主剖视图；

图5：固定极间距梯形极面永磁装置侧视图。

如图1所示，由框板6、7、8、9通过若干螺钉11连接成一矩形框架。在框板6的内侧面的一凸起上粘结一矩形永磁体4，永磁体4上粘结一圆锥体极头2，极头较大底面与永磁体4相连。在与框板6相对的框板9上开一个螺孔，旋入一圆柱体5，圆柱体在矩形框内的一端底面上粘结一矩形永磁体3，永磁体3上粘结圆锥体极头1，极头1的较大底面与永磁体3相连。永磁体3及极头1与永磁体4及极头2的中心线完全重合为最佳。框板9外侧有一转柄10，该转柄中心有一个与圆柱体5相匹配的螺孔，通过螺纹，转柄10与圆柱体5连接。转动转柄10可使圆柱体5在沿其自身轴线方向移动，从而改变极头1、2之间的距离。为保证转柄10与框板9良好贴合而不致使其在旋转中与框板9产生轴向相对位移，在转柄靠框板9附近的圆周面上开一环槽，在槽内嵌入由至少两半圆环12、13组成的卡环，卡环用若干螺钉14与框板9固联。在圆柱体5上沿轴向开一段槽，用于在其内装一定位销以防止圆柱体5在因除为调整以外的其它原因而造成圆柱体的转动。永磁体3的N极和永磁体4的S极通过极头1、2而相对应。极头1、2均为圆锥体，其锥角为60°，极头小端面的直径为0.5米。

在图1所示的永磁装置中，磁力线从永磁体3发出，通过圆锥极头1和一段空间到达圆锥极头2，又通过永磁体4到达框板6，然后分为两路，同时分别通过框板7、8到达框板9，从框板9的两端向中间到达圆柱体5，通过圆柱体5回到永磁体3上，从而形成磁回路。

如图3所示的另一实施例中，由框板20、21、22组成一槽形可变形框架，框板21与框板22用若干螺钉紧固，在框板22上开一燕尾槽，框板20上有一个与所述燕尾槽相匹配的凸起棱，框板22与20通过燕尾槽和凸起棱配合形成可动联接，在槽形框架中框板21的内侧面的两端各有一孔，其内各装一螺杆23、24，分别用螺母25（图上未标）在框板21外侧面固定。在框板20两端与框板21上两孔相对应位置上各有一孔，使螺杆23、24从该两孔中穿过，在框板20的内、外两侧螺杆上均旋有螺母25，而实现框板20沿所述燕尾槽的位移。在框板20和框板21相对的端面上分别粘结有矩形体永磁体18、19，在永磁体18、19相对的端面上分别粘结有矩形体极头16、17。两极头之间的间距通过调整旋在框板20内、外两侧螺杆上的螺母25而改变。永磁体18、19的N、S极为异性相对。矩形体极头16、17垂直于磁力线方向截面积为0.5平方米。

在图3所示的永磁装置中，磁力线从永磁体18发出，到矩形体极头16，经一段空间到矩形体极头17，通过永磁体19，又经过一框板21、22、20回到永磁体18上而形成磁回路。

在图4、5所示的第三个实施例中，由框板30、31、32、33、34组成一槽形框架，在槽形框架的两对边框板30、31的相对面上分别固定有矩形体永磁体28、29，在28、29相对面上分别固有极头26、27。极头26、27在沿磁力线方向的截面为梯形，垂直于磁力线方向的截面为矩形，在梯形长底边上沿一侧延长一段长度。极头长底边一侧与永磁体接触。极头26与永磁体28和框架中的框板30、32用若干螺钉 35紧固，极头27与永磁体29、框板31、33也用若干螺钉35紧固。永磁体28、29的N、S极异性相对。极头相对端面的面积为0.5平方米，棱边与底面平行方向的夹角α为60。

在图4所示的永磁装置中，磁力线从永磁体28发出，到极头26，再通过一段空隙到极头27，通过永磁体29，又经过框板31、33、34、32、30回到永磁体28上而形成磁回路。

在上述三个实施例中，极头及组成框架的框板的材料为工业纯铁，或铁钴合金或碳钢，永磁体的材料为Nd－Fe－B合金，螺杆、螺母的材料为无磁的铜或铝或无磁不锈钢，螺钉的材料为碳钢，转柄的材料为无磁的铜，铝等或为导磁的碳钢材料。

Claims (8)

1、一种永磁装置，其特征在于：包括至少一对材料具有高导磁率和高饱和磁感应强度性能的极头，至少一对材料为Nd-Fe-B合金的永磁体和作为磁路的框架，其中一个极头与一个Nd-Fe-B永磁体的一端连接，所述永磁体的另一端与所述框架的一侧连接，在所述框架的相对的另一侧连接另一个Nd-Fe-B永磁体的一端，该永磁体的另一端连接另一极头，相对的两永磁体异极相对。

2、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：所述极头的形状是圆锥体，其锥角为20－160°，较小底面直径为0.01－1米；或是矩形体，其垂直于磁力线的截面积为0.0001－1米²；或是四棱台体，其较小底面积为0.0001－1米²，棱边与底面平行方向夹角α为10－80°。

3、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：永磁体的形状为矩形立方体。

4、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：所述框架为矩形，矩形框架中框板（9）上开一个螺孔，旋入一圆柱体（5），圆柱体在矩形框架内的一端底面粘结矩形永磁体（3），永磁体（3）上粘结圆锥体极头（1），框板（9）外侧有一转柄（10），该转柄中心有一个与圆柱体（5）相匹配的螺孔，通过螺纹，转柄（10）与圆柱体（5）连接，在转柄（10）靠框板（9）附近的圆周面上开一环槽，在槽内嵌入由至少两半圆环（12、13）组成的卡环，卡环用若干螺钉（14）与框板（9）固联，圆柱体侧面上沿轴向开一用于装定位销的一段槽。

5、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：由框板（20）、（21）、（22）组成一槽形可变形框架，框板（21）与框板（22）用若干螺钉紧固，在框板（22）上开一燕尾槽，框板（20）上有一个与所述燕尾槽相匹配的凸起棱，框板（22）与（20）通过燕尾槽和凸起棱配合形成可动联接，在槽形框架中框板（21）的内侧面的两端各有一孔，其内各装一螺杆（23）、（24），分别用螺母（25）在框板（21）外侧面固定，在框板（20）两端与框板（21）上两孔相对应位置上各有一孔，使螺杆（23）、（24）从该两孔中穿过，在框板（20）的内、外两侧螺杆上均旋有螺母（25），在框板（20）和框板（21）相对的端面上分别粘结有矩形体永磁体（18）、（19），在永磁体（18）、（19）相对的端面上分别粘结有矩形体极头（16）、（17），永磁体（18）、（19）的N、S极为异性相对。

6、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：极头与永磁体、永磁体和框架之间用高强度粘结剂如环氧树脂粘接，或用螺栓固联。

7、根据权利要求1所述的永磁装置，其特征在于：极头的材料为工业纯铁，或铁钴合金，或碳钢。

8、根据权利要求4、5、6、所述的永磁装置，其特征在于：螺杆、螺母的材料为铜、或铝、或无磁不锈钢，螺钉的材料为碳钢，转柄的材料为铜或铝，或为碳钢。

Images