WO2018026344A1 - Магнитная пружина - Google Patents
Магнитная пружина Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018026344A1 WO2018026344A1 PCT/UA2017/000069 UA2017000069W WO2018026344A1 WO 2018026344 A1 WO2018026344 A1 WO 2018026344A1 UA 2017000069 W UA2017000069 W UA 2017000069W WO 2018026344 A1 WO2018026344 A1 WO 2018026344A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- magnet
- magnetic
- tubular magnet
- tubular
- magnetization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F6/00—Magnetic springs; Fluid magnetic springs, i.e. magnetic spring combined with a fluid
Definitions
- the utility model relates to the fields of mechanical engineering, vehicles, instrument making, construction, and can be used in the technique of quenching mechanical vibrations.
- the prior art magnetic spring (Copyright certificate SU 1188392, IPC F16F6 / 00, publ. 10/30/1985), containing coaxially mounted stationary and moving parts, each of which has permanent magnets directed by the same poles to each other, which differs the fact that, in order to improve the elastic characteristics, a hole is made in its fixed part, and it is itself equipped with a pipe of non-magnetic material rigidly connected to the movable part and installed with a gap in the hole and a magnet placed in it th pole of the same name towards the same pole of the permanent magnet of the moving part.
- the specified spring does not provide uniform damping of vibrations throughout the damping area.
- a well-known magnetic spring (Patent of Ukraine NQ958, IPC F16F 6/00, publ. July 16, 2001, Bull. Ns6), containing magnetic elements arranged coaxially and with the possibility of translational mutual movement and interaction, which form a magnetic circuit, one of the magnetic elements has the shape of a glass with a bottom made of soft magnetic material and partially or fully covers an internal magnetic element made of magnetized hard magnetic material, in which the covering element is completely made of soft magnetic material a magnetic core, and the magnetization of the inner member implemented across the direction of its movement relative to the female member.
- the disadvantages of this technical solution is a small power and inflexible power characteristic.
- a well-known magnetic spring (Author's certificate SU MPK F16F6 / 00, published on April 23, 1983), containing an annular permanent magnet magnetized in such a way that it has three points with an extreme value of magnetic induction along the longitudinal axis and a ferromagnetic body mounted using guides so that its center of gravity is located on the longitudinal axis at a point with an extreme value of magnetic induction.
- the inner radius of the annular permanent magnet is made larger than the maximum size of the ferromagnetic body, the center of gravity of which is located at one of two points with an extreme value of magnetic induction, symmetric about a point with a maximum value of magnetic induction. In this design, a very limited range of useful movement, resulting in very small efficiency.
- a well-known magnetic spring (Patent of Ukraine Ns83234, IPC F16F 6/00, publ. 08/27/2013, Bull. N ° 16), containing located in coaxial and installed with the possibility of translational mutual movement and interaction of the magnetic elements in the form of coaxial rings in cross section, which form a magnetic circuit; one of the magnetic elements is external, has the shape of a tube that partially or completely covers the internal magnetic element, during its working movement, in which the external and internal elements are permanent magnets, and the internal magnetic element is made of hard magnetic material in the form of a cylinder with a length greater than or shorter than the length of the external element and has a parallel magnetization along the direction of its motion relative to the external magnetic element.
- the disadvantages of this technical solution is the low power and inflexible power characteristic. This technical solution is selected for the prototype.
- the task to which the utility model is directed is the development of a magnetic spring, in which, thanks to the new proposed design, an increase in the working force of the spring is achieved (almost twice as compared with the prototype) and with a more flexible power characteristic and the ability to significantly influence (change) the shape force characteristics of the spring and stroke length.
- a magnetic spring containing an external permanent tubular magnet with magnetization along the axis of symmetry, inside of which is a container of non-magnetic material, in which two permanent internal magnets are placed by the same poles to each other (the first and second), in which of a useful model, the first internal magnet, which is partially or completely located in the tubular magnet, has a magnetization antiparallel to the magnetization of the tubular magnet, and the second
- the early magnet which in the initial position of the spring is outside the tubular magnet, has a magnetization parallel to the magnetization of the tubular magnet, in addition, between the contacting ends of the first and second internal magnets there is a non-magnetic gasket with a thickness of 0.01L to L (where L is the length of the tubular magnet), and At the end of the tubular magnet, where the first internal magnet in the initial position does not come out of the tubular magnet, an end magnetopod is installed.
- an additional third permanent internal magnet having a magnetization parallel to the magnetization of the tubular magnet is installed inside the container of non-magnetic material, and a non-magnetic gasket of thickness z 0, OIL to L (where L is the length of the tubular magnet).
- end magnetic circuit is made integral: one part of it is fixed to the end of the first internal magnet, and the second is fixed to the end of the tubular magnet.
- a non-magnetic gasket with a thickness of 0.01 L to 0.9 L is located between the end magnetic core and the first inner magnet (where L is the length of the tubular magnet).
- the outer tubular magnet is made in the form of a normal or deformed body of revolution or a rectangular prism or a truncated pyramid, or a combination thereof.
- tubular magnet is made with a cavity with the same cross section, and the direction of the cavity coincides with the direction of magnetization of the tubular magnet.
- the cross section of the cavity of the tubular magnet is a polygon or a steep or ellipse.
- cross section of the internal magnets is similar in shape to the cross section of the cavity of the tubular magnet and is smaller.
- the container with internal magnets is mounted with the possibility of movement along the axis of symmetry of the external magnet.
- the container with internal magnets is fixedly mounted relative to the external magnet, and the additional internal magnets are fixed to each other.
- outer tubular magnet and the inner magnets are made integral.
- the container with internal magnets is configured to move through stationary coils or rings with a small electrical resistance, which are located along at least one end of the external magnet, for damping the mechanical movement of the spring.
- Fig. 1 schematically shows the design of a magnetic spring with two internal magnets
- Fig. 2 schematically shows the design of a magnetic spring with three internal magnets
- Fig. 3 shows a section along A-A of Fig. 1
- Fig. .4-7 shows the force characteristics of a spring with different thicknesses of a non-magnetic gasket between the first and second internal magnets.
- the magnetic spring (as shown in FIG. 1) contains an external permanent tubular magnet 1 from magnetization along the axis of symmetry, inside of which is a container 2 of non-magnetic material, in which the first internal magnet 3 and the second internal magnet 4 are placed with the same poles.
- the inner magnet 3, which is partially or completely located in the tubular magnet 1 has a magnetization antiparallel to the magnetization of the tubular magnet 1
- the second inner magnet 4, which is in the initial position of the spring dress outside of the tubular magnet 1 has a magnetization parallel to the magnetization of the tubular magnet 1.
- a non-magnetic strip 5 between the contacting ends of the first 3 and second 4 internal magnets is a non-magnetic strip 5, with a thickness of 0.01L to L (where L is the length of the tubular magnet).
- an end magnetic circuit 6 is installed at the end of the tubular magnet 1, where the first internal magnet 3 in the initial position does not come out of the tubular magnet. Between the end magnetic circuit 6 and the first internal magnet there is a non-magnetic gasket 7, from 0.01 L to 0.9 L thick, (where L is the length of the tubular magnet).
- the magnetic spring (as shown in FIG. 2) has the following structure: an additional third permanent internal magnet 8 is installed inside the container 2 of non-magnetic material, which has a magnetization parallel to the magnetization of the tubular magnet 1, and a non-magnetic gasket is located between the contacting ends of the first and third internal magnets 8 9, a thickness of from 0.01 L to L (where L is the length of the tubular magnet).
- Non-magnetic gasket 9 and the magnetic circuit 6 are needed to change the power characteristics of the magnetic spring.
- the end magnetic circuit can be made integral: one part is fixed to the end of the first internal magnet 3, and the second is fixed to the end of the tubular magnet 1. In addition, it is possible to make a gap (not shown) between the two parts of the magnetic circuit.
- External tubular magnet 1 is made in the form of a normal or deformed body of revolution or a rectangular prism or a truncated pyramid, or a combination thereof.
- the tubular magnet 1 is made with a cavity with the same cross section, and the direction of the cavity coincides with the direction of magnetization of the tubular magnet.
- a cross section of the cavity of the tubular magnet 1 b is a polygon or circle or ellipse.
- the cross section of the internal magnets is similar in shape to the cross section of the cavity of the tubular magnet and has smaller dimensions.
- FIG. 3 shows various embodiments of a tubular magnet 1 and an inner magnet 3.
- Both permanent magnets 3 and 4 are located in a non-magnetic container 2, which can freely move along the axis of symmetry of the external magnet 1 together with the magnetic circuit 6 or part thereof (as shown in FIG. 1). Also, the permanent magnets 3, 4 and 8 are located in a non-magnetic container 2, which can move freely along the axis of symmetry of the external magnet 1 (as shown in FIG. 2).
- the container with internal magnets moves through stationary coils or rings with low electrical resistance, which are located at least from one end of the external magnet, to dampen the mechanical movement of the spring.
- Non-magnetic container 2 holds the internal magnets from mutual repulsion, and also does not allow unwanted shifts of the internal magnets in the directions perpendicular to the axis of symmetry of the whole structure.
- the container 2 cannot move relative to the tubular magnet 1, and the internal magnets move inside the container.
- the internal permanent magnets require additional fastening between themselves to maintain an appropriate distance between their ends (for example, using a non-magnetic axis passing through a technological hole in the center of the internal magnets and a non-magnetic gasket).
- the spring ( Figure 1) works best for compression. On stretching her efforts are noticeably less. In order for it to work and in tension you need to either turn it 180 degrees (make the lower end the top) or supplement it with a third internal permanent magnet instead of the end magnetic core in such a way as to make the spring symmetrical relative to the plane perpendicular to the axis of movement of the magnets (as shown in Figure 2).
- the magnetization of the additional permanent magnet 8 has the same direction as the magnetization of the external magnet 1.
- the lengths of all internal magnets can be different, as well as the thicknesses of non-magnetic gaskets between the internal magnets.
- the spring works better for compression (full force), and only the first inner magnet 3 works when stretched (the second 4 does not work, as it moves away from the external one, and the third internal magnet 8 is completely absent). Therefore, the tensile force is only about half the total spring force.
- the change in the type of power characteristics is affected by the ratio of the lengths of the internal magnets 3 and 4, but this effect is much smaller than the effect caused by a change in the thickness of the non-magnetic strip 5 between them.
- the stroke length and the shape of the force characteristics of the springs were experimentally determined depending on the distance between the internal permanent magnets (i.e., the thickness of the non-magnetic strip 5). It turned out that the shape of the curves very much depends on the distance between the internal magnets.
- the proposed design of the magnetic spring is the most promising for specific applications, since with a small increase in the weight of the spring (due to the use of a second internal magnet), a significant increase in the working stroke or the magnitude of the pull-pull force occurs. You can significantly increase the pull-pull force by removing or greatly reducing the non-magnetic gasket between the internal magnets.
- the design of the magnetic spring provides for the use of materials and production technologies known from the prior art and does not prevent the obtaining of a technical result for the implementation of which a useful model is proposed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к отраслям машиностроения, транспортных средств, приборостроения, строительства и может быть использована в технике тушения механических колебаний. В полезной модели предложена магнитная пружина, содержащая внешний постоянный трубчатый магнит с намагничиванием вдоль оси симметрии, внутри которого расположен контейнер из немагнитного материала, в котором размещено одноименными полюсами друг к другу два постоянных внутренних магниты (первый и второй), в которой первый внутренний магнит, который частично или полностью находится в трубчатом магните, имеет намагниченность антипараллельную намагниченности трубчатого магнита, а второй внутренний магнит, который в исходном положении пружины находится за пределами трубчатого магнита, имеет намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита, дополнительно между соприкасающимися торцами первого и второго внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка толщиной от 0,01L до L (где L - длина трубчатого магнита), а на торце трубчатого магнита, где первый внутренний магнит в исходном положении не выходит из трубчатого магнита, установленный торцевой магнитопровод.
Description
Магнитная пружина
Полезная модель относится к отраслям машиностроения, транспортных средств, приборостроения, строительства и может быть использована в технике тушения механических колебаний.
Из уровня техники известна магнитная пружина (Авторское свидетельство SU 1188392, МПК F16F6/00, опубл. 30.10.1985 г.), содержащая соосно установленные неподвижную и подвижную части, каждая из которых имеет постоянные магниты, направленные одноименными полюсами друг к другу, которая отличается тем, что, с целью улучшения упругой характеристики, в ее неподвижной части выполнено отверстие, а она сама снабжена жестко связанной с подвижной частью и установленной с зазором в отверстии трубой из немагнитного материала и размещенным в ней магнитом, установленным одноименным полюсом навстречу аналогичному полюсу постоянного магнита подвижной части. Указанная пружина не обеспечивает равномерного гашения колебаний на всем участке демпфирования.
Известная магнитная пружина (Патент Украины NQ958, МПК F16F 6/00, опубл. 16.07.2001, Бюл. Ns6), содержащая расположенные соосно и установлены с возможностью поступательного взаимного перемещения и взаимодействия магнитные элементы, которые образуют магнитную цепь, один из магнитных элементов имеет форму стакана с дном из магнитомягкого материала и частично или полностью охватывает внутренний магнитный элемент, изготовленный из намагниченного магнитотвердого материала, в которой охватывающий элемент полностью выполнен из магнитомягкого материала и является магнитопроводом, а намагниченность внутреннего элемента осуществлена поперек направления его движения относительно охватывающего элемента. Недостатками данного технического решения является небольшая
мощность и негибкая силовая характеристика.
Известная магнитная пружина (Авторское свидетельство SU МПК F16F6/00, опубл. 23.04.1983), содержащая кольцевой постоянный магнит, намагниченный таким образом, что он имеет три точки с экстремальным значением магнитной индукции вдоль продольной оси и ферромагнитное тело, установленное с помощью направляющих так, что его центр тяжести расположен на продольной оси в точке с экстремальным значением магнитной индукции. В пружине с целью расширения функциональных возможностей, внутренний радиус кольцевого постоянного магнита выполнен больше максимального размера ферромагнитного тела, центр тяжести которого расположен в одной из двух точек с экстремальным значением магнитной индукции, симметричной относительно точки с максимальным значением магнитной индукции. В такой конструкции очень ограниченный диапазон полезного перемещения, в результате чего КПД очень малый.
Известная магнитная пружина (Патент Украины Ns83234, МПК F16F 6/00, опубл. 27.08.2013, Бюл. N°16), содержащая расположенные соосно и установлены с возможностью поступательного взаимного перемещения и взаимодействия магнитные элементы в форме коаксиальных колец в поперечном разрезе, которые образуют магнитную цепь; один из магнитных элементов - внешний, имеет форму трубки, которая частично или полностью охватывает внутренний магнитный элемент, при его рабочем перемещении, в которой внешний и внутренний элементы являются постоянными магнитами, причем внутренний магнитный элемент выполнен из магнитотвердого материала в форме цилиндра с длиной больше или меньше длины внешнего элемента и имеет параллельную намагниченность вдоль направления его движения относительно внешнего магнитного элемента. Недостатками данного технического решения является небольшая мощность и негибкая силовая
характеристика. Данное техническое решение избранное за прототип.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка магнитной пружины, в которой благодаря новой предложенной конструкции достигается повышение рабочего усилия пружины (почти в два раза по сравнению с прототипом) и с более гибкой силовой характеристикой и возможность существенно влиять (изменять) на форму силовой характеристики пружины и длину хода.
Поставленная задача решается тем, что предложена магнитная пружина, содержащая внешний постоянный трубчатый магнит с намагничиванием вдоль оси симметрии, внутри которого расположен контейнер из немагнитного материала, в котором размещено одноименными полюсами друг к другу два постоянных внутренних магнита (первый и второй), в которой согласно полезной модели первый внутренний магнит, который частично или полностью находится в трубчатом магните, имеет намагниченность антипараллельную намагниченности трубчатого магнита, а второй внутренний магнит, который в исходном положении пружины находится за пределами трубчатого магнита, имеет намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита, дополнительно между соприкасающимися торцами первого и второго внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка толщиной от 0,01L до L (где L - длина трубчатого магнита), а на торце трубчатого магнита, где первый внутренний магнит в исходном положении не выходит из трубчатого магнита, установленный торцевой магнитоп овод.
Кроме того, внутрь контейнера из немагнитного материала установлен дополнительный третий постоянный внутренний магнит, имеющий намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита, а между соприкасающимися торцами первого и третьего внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка толщиной от з
0, OIL до L (где L - длина трубчатого магнита).
Кроме того, торцевой магнитопровод выполнен составным: одна его часть закреплена на торце первого внутреннего магнита, а вторая закреплена на торце трубчатого магнита.
Кроме того, между торцевым магнитопроводом и первым внутренним магнитом расположена немагнитная прокладка толщиной от 0,01L до 0,9 L (где L - длина трубчатого магнита).
Кроме того, между двумя частями магнитопровода выполнен зазор.
Кроме того, внешний трубчатый магнит выполнен в виде обычного или деформированного тела вращения или прямоугольной призмы или усеченной пирамиды или их комбинации.
Кроме того, трубчатый магнит выполнен с полостью с одинаковым поперечным сечением, причем направление полости совпадает с направлением намагничивания трубчатого магнита.
Кроме того, поперечное сечение полости трубчатого магнита является многоугольником или крутом или эллипсом.
Кроме того, поперечное сечение внутренних магнитов подобное по форме поперечного сечения полости трубчатого магнита и имеет меньшие размеры.
Кроме того, контейнер с внутренними магнитами установлен с возможностью движения вдоль оси симметрии внешнего магнита.
Кроме того, контейнер с внутренними магнитами неподвижно закреплено относительно внешнего магнита, а внутренние магниты дополнительного закреплены между собой.
Кроме того, внешний трубчатый магнит и внутренние магниты выполнены составными.
Кроме того, контейнер с внутренними магнитами выполнен с возможностью движения через неподвижные катушки или кольца с небольшим электрическим сопротивлением, которые расположенные по
меньшей мере с одного торца внешнего магнита, для демпфирования механического движения пружины.
Конструктивное исполнение в предложенном техническом решении внутреннего магнита, который частично или полностью находится в трубчатом магните, с намагниченностью антипараллельной намагниченности трубчатого магнита, позволяет создать пружину, которая объединяет две пружины (на вталкивания и выталкивания) с использованием всего одного трубчатого магнита. Причем силовые характеристики такой объединенной пружины очень сильно зависят от толщины немагнитной прокладки между соприкасающимися торцами первого и второго, первого и третьего внутренних магнитов. Экспериментальные характеристики такой пружины будут приведены ниже.
Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг.1 схематично изображено конструкцию магнитной пружины с двумя внутренними магнитами, на Фиг.2 схематично изображено конструкцию магнитной пружины с тремя внутренними магнитами, на Фиг.З показано сечение по А-А Фиг.1, на Фиг.4-7 показаны силовые характеристики пружины при разной толщине немагнитной прокладки между первым и вторым внутренними магнитами.
Магнитная пружина (как показано на Фиг.1) содержит внешний постоянный трубчатый магнит 1 из намагничиванием вдоль оси симметрии, внутри которого расположен контейнер 2 из немагнитного материала, в котором размещено одноименными полюсами друг к другу первый внутренний магнит 3 и второй внутренний магнит 4. Первый внутренний магнит 3, который частично или полностью находится в трубчатом магните 1 имеет намагниченность антипараллельную намагниченности трубчатого магнита 1, а второй внутренний магнит 4, который в исходном положении пружины находиться за пределами
трубчатого магнита 1 имеет намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита 1. Дополнительно между соприкасающимися торцами первого 3 и второго 4 внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка 5, толщиной от 0,01L до L (где L - длина трубчатого магнита). На торце трубчатого магнита 1, где первый внутренний магнит 3 в исходном положении не выходит из трубчатого магнита, установленный торцевой магнитопровод 6. Между торцевым магнитопроводом 6 и первым внутренним магнитом расположена немагнитная прокладка 7, толщиной от 0,01L до 0,9 L, (где L - длина трубчатого магнита).
Магнитная пружина (как показано на Фиг.2) имеет такую конструкцию: внутрь контейнера 2 из немагнитного материала установлен дополнительный третий постоянный внутренний магнит 8, который имеет намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита 1, а между соприкасающимися торцами первого и третьего внутренних магнитов 8 расположена немагнитная прокладка 9, толщиной от 0,01L до L (где L - длина трубчатого магнита).
Немагнитная прокладка 9 и магнитопровод 6 нужны для изменения силовой характеристики магнитной пружины.
Торцевой магнитопровод может быть выполнен составным: одна его часть закреплена на торце первого внутреннего магнита 3, а вторая закреплена на торце трубчатого магнита 1. Кроме того, возможно выполнение зазора (не показан) между двумя частями магнитопровода.
Внешний трубчатый магнит 1 выполнен в виде обычного или деформированного тела вращения или прямоугольной призмы или усеченной пирамиды или их комбинации. Кроме того, трубчатый магнит 1 выполнен с полостью с одинаковым поперечным сечением, причем направление полости совпадает с направлением намагничивания трубчатого магнита. А поперечное сечение полости трубчатого магнита 1 б
является многоугольником или кругом или эллипсом. Также поперечное сечение внутренних магнитов подобное по форме поперечного сечения полости трубчатого магнита и имеет меньшие размеры. На Фиг.З показаны различные варианты выполнения трубчатого магнита 1 и внутреннего магнита 3.
Оба постоянных магнита 3 и 4 расположены в немагнитном контейнере 2, который может свободно двигаться вдоль оси симметрии внешнего магнита 1 вместе с магнитопроводом 6 или его частью (как показано на Фиг.1). Также постоянные магниты 3, 4 и 8 расположены в немагнитном контейнере 2, который может свободно двигаться вдоль оси симметрии внешнего магнита 1 (как показано на Фиг.2).
Также в одном из вариантов реализации полезной модели контейнер с внутренними магнитами передвигается сквозь неподвижные катушки или кольца с небольшим электрическим сопротивлением, которые расположенные по меньшей мере с одного торца внешнего магнита, для демпфирования механического движения пружины.
Немагнитный контейнер 2 удерживает внутренние магниты от взаимного отталкивания, а также не допускает нежелательных сдвигов внутренних магнитов в направлениях перпендикулярных оси симметрии всей конструкции. Имеется возможным и другой вариант конструкции, когда контейнер 2 не может двигаться относительно трубчатого магнита 1, а внутренние магниты передвигаются внутри контейнера. В этом случае внутренние постоянные магниты требуют дополнительного крепления между собой для содержания соответствующего расстояния между их торцами (например с помощью немагнитной оси, проходящей через технологическое отверстие в центре внутренних магнитов и немагнитной прокладки).
Пружина (Фиг.1) лучше всего работает на сжатие. На растяжение ее усилия заметно меньше. Для того, чтобы она работала и на растяжение
нужно или перевернуть ее на 180 градусов (сделать нижний конец верхним) или дополнить ее третьим внутренним постоянным магнитом вместо торцевого магнитопровода таким образом, чтобы сделать пружину симметричной относительно плоскости перпендикулярной к оси движения магнитов (как показано на Фиг.2). Намагниченность дополнительного постоянного магнита 8 имеет то же направление, что и намагниченность внешнего магнита 1. Длины всех внутренних магнитов могут быть разными, как и толщины немагнитных прокладок между внутренними магнитами.
Ниже приведены примеры работы предложенной пружины.
Пример 1.
В случае (как показано на Фиг.1), когда ко второму внутреннему магниту 4 приложено внешнее усилие F (в направлении вниз), то все внутренние магниты смещаются на некоторое расстояние. В новом положении второй внутренний магнит 4 выталкивается полем внешнего трубчатого магнита 1 в исходное положение, а первый внутренний магнит 3 втягивается у внешний трубчатый магнит 1. Эти две силы складываются в одну, которая пытается повернуть внутренние магниты 3 и 4 в исходное положение.
В случае (как показано на Фиг.2), когда ко второму внутреннему магниту 4 приложено внешнее усилие F (в направлении вверх), то все внутренние магниты смещаются вверх на некоторое расстояние. В новом положении третий внутренний магнит 8 выталкивается полем внешнего трубчатого магнита 1 в исходное положение, а первый внутренний магнит 3 втягивается у внешний трубчатый магнит 1. Эти две силы складываются в одну, которая пытается вернуть внутренние магниты в исходное положение.
В первом случае, пружина лучше работает на сжатие (полное усилие), а при растяжении работает только первый внутренний магнит 3
(второй 4 не работает, так как удаляется от внешнего, а третий внутренний магнит 8 вообще отсутствует). Поэтому усилие растяжения составляет только примерно половину полного усилия пружины.
Как было доказано на практике на смену вида силовых характеристик влияет соотношение длин внутренних магнитов 3 и 4, но это влияние значительно меньше, чем влияние, вызванное изменением толщины немагнитной прокладки 5 между ними. На макетах экспериментально определились длина хода и форма силовых характеристик пружин в зависимости от расстояния между внутренними постоянными магнитами (то есть толщиной немагнитной прокладки 5). Оказалось, что форма кривых очень сильно зависит от расстояния между внутренними магнитами.
Полученные характеристики приведены на Фиг.4-7. На Фиг.4 ход пружины максимальный, но усилие небольшое (высота немагнитной прокладки 60 мм). По мере уменьшения расстояния между внутренними магнитами появляется узкий центральный максимум (Фиг.5). Затем этот максимум становится шире (Фиг.6) и переходит в полочку (горизонтальную область) (Фиг.7) при расстоянии между магнитами 20 мм.
Предложенная конструкция магнитной пружины является наиболее перспективной для конкретных применений, так как при небольшом увеличении веса пружины (за счет использования второго внутреннего магнита) происходит значительное увеличение рабочего хода или величины силы втягивания-вытягивания. Можно значительно повысить усилия втягивания-вытягивания, убрав или сильно уменьшив немагнитную прокладку между внутренними магнитами.
Конструкция магнитной пружины предусматривает использование известных из уровня техники материалов и технологий производства и не препятствует получению технического результата, для осуществления которого направлена предложена полезная модель.
Claims
1. Магнитная пружина, содержащая внешний постоянный трубчатый магнит с намагничиванием вдоль оси симметрии, внутри которого расположен контейнер из немагнитного материала, в котором размещено одноименными полюсами друг к другу два постоянных внутренних магниты (первый и второй), который отличается тем, что первый внутренний магнит, который частично или полностью находится в трубчатом магните, имеет намагниченность антипараллельную намагниченности трубчатого магнита, а второй внутренний магнит, который в исходном положении пружины находится за пределами трубчатого магнита, имеет намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита, дополнительно между соприкасающимися торцами первого и второго внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка толщиной от 0,01L до L (где L - длина трубчатого магнита), а на торце трубчатого магнита, где первый внутренний магнит в исходном положении не выходит из трубчатого магнита, установленный торцевой магнитопровод.
2. Магнитная пружина по п.1, отличающаяся тем, что внутрь контейнера из немагнитного материала установлен дополнительный третий постоянный внутренний магнит, имеющий намагниченность параллельную намагниченности трубчатого магнита, а между соприкасающимися торцами первого и третьего внутренних магнитов расположена немагнитная прокладка толщиной от 0.01L до L (где L - длина трубчатого магнита).
3. Магнитная пружина по п.1, отличающаяся тем, что торцевой магнитопровод выполнен составным: одна его часть закреплена на торце первого внутреннего магнита, а вторая закреплена на торце трубчатого магнита.
4. Магнитная пружина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что
ю
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
между торцевым магнитопроводом и первым внутренним магнитом расположена немагнитная прокладка толщиной от 0,01L до 0,9 L (где L - длина трубчатого магнита).
5. Магнитная пружина по п.З, отличающаяся тем, что между двумя частями магнитопровода выполнен зазор.
6. Магнитная пружина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что внешний трубчатый магнит выполнен в виде обычного или деформированного тела вращения или прямоугольной призмы или усеченной пирамиды или их комбинации.
7. Магнитная пружина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что трубчатый магнит выполнен с полостью с одинаковым поперечным сечением, причем направление полости совпадает с направлением намагничивания трубчатого магнита.
8. Магнитная пружина по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что поперечное сечение полости трубчатого магнита является многоугольником или крутом или эллипсом.
9. Магнитная пружина по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что поперечное сечение внутренних магнитов подобное по форме поперечного сечения полости трубчатого магнита и имеет меньшие размеры.
10. Магнитная пружина по п.2, отличающаяся тем, что контейнер с внутренними магнитами установлен с возможностью движения вдоль оси симметрии внешнего магнита.
11. Магнитная пружина по п.2, отличающаяся тем, что контейнер с внутренними магнитами неподвижно закреплено относительно внешнего магнита, а внутренние магниты дополнительного закреплены между собой.
12. Магнитная пружина по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что внешний трубчатый магнит и внутренние магниты выполнены составными.
13. Магнитная пружина по п.1-2, отличающаяся тем, что контейнер
11
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
с внутренними магнитами выполнен с возможностью движения через неподвижные катушки или кольца с небольшим электрическим сопротивлением, которые расположенные по меньшей мере с одного торца внешнего магнита, для демпфирования механического движения пружины.
12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201608606U UA116741U (uk) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Магнітна пружина |
| UAU201608606 | 2016-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018026344A1 true WO2018026344A1 (ru) | 2018-02-08 |
Family
ID=59092363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2017/000069 WO2018026344A1 (ru) | 2016-08-05 | 2017-06-23 | Магнитная пружина |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA116741U (ru) |
| WO (1) | WO2018026344A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108477808A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-04 | 广州杰赛科技股份有限公司 | 一种绘图目标固定装置及绘图设备 |
| CN112922990A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-08 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 一种磁弹簧装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107269751B (zh) * | 2017-07-07 | 2018-11-20 | 宁波亿文特自动化科技有限公司 | 一种无源磁性弹簧 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947237A (en) * | 1991-12-03 | 1999-09-07 | University Of Houston - University Park | Magnet-superconductor systems for controlling and influencing relative motion |
| KR101097162B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-12-21 | 이순희 | 영구자석을 이용한 다용도 운동제어장치 |
| UA83234U (ru) * | 2013-04-02 | 2013-08-27 | Вадим Юрійович Цивіліцин | Магнитная пружина |
| CN103791013A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 集成式惯性电磁作动器 |
-
2016
- 2016-08-05 UA UAU201608606U patent/UA116741U/uk unknown
-
2017
- 2017-06-23 WO PCT/UA2017/000069 patent/WO2018026344A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947237A (en) * | 1991-12-03 | 1999-09-07 | University Of Houston - University Park | Magnet-superconductor systems for controlling and influencing relative motion |
| KR101097162B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-12-21 | 이순희 | 영구자석을 이용한 다용도 운동제어장치 |
| UA83234U (ru) * | 2013-04-02 | 2013-08-27 | Вадим Юрійович Цивіліцин | Магнитная пружина |
| CN103791013A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 哈尔滨工程大学 | 集成式惯性电磁作动器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108477808A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-04 | 广州杰赛科技股份有限公司 | 一种绘图目标固定装置及绘图设备 |
| CN112922990A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-08 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 一种磁弹簧装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA116741U (uk) | 2017-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018026344A1 (ru) | Магнитная пружина | |
| KR100455793B1 (ko) | 자기회로를 이용한 제진기구 | |
| CN106402227B (zh) | 一种智能电涡流传感阻尼装置 | |
| CN109139765B (zh) | 并联阻尼和弹簧单元的三元减振装置、设计及装配方法 | |
| ITFI20080191A1 (it) | Generatore miniaturizzato a magneti oscillanti per la produzione di energia elettrica da vibrazioni | |
| JP2011217431A (ja) | 板ばねを用いた振動発電機及び振動発電機用板ばね | |
| RU2019141981A (ru) | Электромагнитный преобразователь энергии | |
| JP2008048597A (ja) | 線形振動子 | |
| CN105805204B (zh) | 一种被动线性磁负刚度装置 | |
| CN105020324A (zh) | 一种基于磁流变弹性体和压电材料的变刚度变摩擦阻尼器 | |
| US20190131098A1 (en) | Magnetic momentum transfer generator | |
| CN102635664B (zh) | 一种摇动式磁流变阻尼器 | |
| CN102352904B (zh) | 有悬浮磁体并自动调节阻尼的减震器 | |
| CN104565180B (zh) | 一种磁力直线磁性液体阻尼减振器 | |
| KR101440523B1 (ko) | 영구자석을 이용한 동적 흡진기 | |
| RU2610849C2 (ru) | Электромагнетический амортизатор | |
| JP6125366B2 (ja) | 磁歪素子利用の振動発電装置 | |
| JP5758068B2 (ja) | 電磁誘導型発電装置 | |
| DE102010033934B4 (de) | Energieumwandlungssystem | |
| CN202510617U (zh) | 一种摇动式磁流变阻尼器 | |
| Karthick et al. | A Dumb-Bell Shaped Damper with Magnetic Absorber using Ferrofluids | |
| JP2014050204A (ja) | 振動発電機 | |
| Avvari et al. | Enhancement of piezoelectric energy harvesting with multi-stable nonlinear vibrations | |
| CN110685485B (zh) | 一种非线性电磁颗粒阻尼器 | |
| CN110311530B (zh) | 一种集成制造的磁性反转双稳态振动能量采集器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17837333 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 05/06/2019) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17837333 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |