×
27.05.2013
216.012.458b

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002483380
Дата охранного документа
27.05.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано при изготовлении постоянных магнитов с большим энергетическим произведением (ВН) в форме намагниченных колец или полых цилиндров. Предложенный способ производства постоянных магнитов, преимущественно в виде ферромагнитных колец (полых цилиндров), основан на приложении к ферромагнетику внешнего постоянного насыщающего магнитного поля в процессе формирования постоянного магнита, при этом в качестве ферромагнетика используют охлажденную магнитную жидкость из однодоменных наночастиц ферромагнетика, которую сепарируют в быстро вращающемся и горизонтально установленном немагнитном цилиндрическом корпусе, ось вращения которого совмещают с вектором внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, после чего растворитель магнитной жидкости испаряют воздействием на него вакуумной откачкой, причем в состав указанного растворителя при его приготовлении вводят клеящее вещество. Повышение намагниченности ферромагнетика является техническим результатом предложенного изобретения. 1 ил.
Основные результаты: Способ производства постоянных магнитов преимущественно в виде ферромагнитных колец (полых цилиндров), основанный на приложении к ферромагнетику внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, отличающийся тем, что в качестве ферромагнетика используют охлажденную магнитную жидкость из однодоменных наночастиц ферромагнетика, которую сепарируют в быстро вращающемся и горизонтально установленном немагнитном цилиндрическом корпусе, ось вращения которого совмещают с вектором внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, а затем растворитель магнитной жидкости испаряют воздействием на него вакуумной откачки, причем в состав указанного растворителя при его приготовлении вводят клеящее вещество.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано при изготовлении постоянных магнитов с большим энергетическим произведением (ВН)max, которое, например, у материала с высокой коэрцитивной силой SmСо3 достигает величины 320 Тл·кА/м (40 млн Гс·э).

Известен способ намагничивания магнитожестких ферромагнетиков помещением их в насыщающее магнитное поле, получаемое в соленоиде с постоянным током в его обмотке [1-3]. При снятии магнитного поля в ферромагнетике сохраняется так называемая остаточная намагниченность, которая и определяет силовые свойства постоянного магнита. При этом большое число магнитных доменов ферромагнетика ориентируются коллинеарно намагничивающему магнитному полю и практически не изменяют своей магнитной ориентации после снятия внешнего магнитного поля, создаваемого в соленоиде.

Повышению намагниченности постоянных магнитов в процессе их намагничивания в постоянном насыщающем магнитном поле может способствовать приложение к ним также переменного магнитного поля с частотой, соответствующей резонансу колебательного движения доменов, определяемого размерами доменов [4]. Эффект дополнительного увеличения намагниченности связан с повышением подвижности доменных стенок в резонансном магнитострикционном эффекте ферромагнетиков.

Подвижность доменных стенок ферромагнетика ограничена твердостью его структуры. Коллинеарному выстраиванию магнитных моментов доменов по внешнему магнитному полю препятствует тепловое поле при спекании порошка ферромагнетика при его изготовлении, поскольку с ростом температуры увеличивается хаос в распределении угловой ориентации магнитных моментов доменов.

Недостатком известных способов намагничивания ферромагнетиков является снижение их намагниченности из-за того, что не все атомные магнитные моменты его магнитных доменов ориентируются взаимно коллинеарно по полю.

Указанный недостаток устраняется в заявляемом способе.

Целью изобретения является повышение намагниченности ферромагнетика.

Указанная цель достигается в заявляемом способе производства постоянных магнитов в форме кольцевых структур, основанном на приложении к ферромагнетику внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, отличающимся тем, что в качестве ферромагнетика используют охлажденную магнитную жидкость из однодоменных наночастиц ферромагнетика, которую сепарируют в быстро вращающемся и горизонтально установленном немагнитном цилиндрическом корпусе, ось вращения которого совмещают с вектором внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, а затем растворитель магнитной жидкости испаряют воздействием на него вакуумной откачки, причем в состав указанного растворителя при его приготовлении вводят клеящее вещество.

Достижение указанной цели изобретения объясняется обеспечением высокой степени подвижности однодоменных наночастиц ферровещества в составе охлажденной магнитной жидкости [5-8] в процессе равномерного уплотнения наночастиц ферровещества под действием центростремительной силы в быстро вращающемся цилиндрическом немагнитном корпусе, установленном горизонтально, а вакуумное испарение растворителя магнитной жидкости приводит к формированию твердого ферромагнитного кольца (полого цилиндра), наночастицы ферровещества которого, ориентированные их магнитными моментами по внешнему магнитному полю, оказываются склеенными между собой.

Изобретение поясняется представленным рисунком устройства для осуществления заявляемого способа, которое включает следующие элементы и узлы:

1 - герметизированный, разъемный, немагнитный корпус,

2 - магнитопровод электромагнита,

3 - обмотка электромагнита,

4 - источник постоянного тока,

5 - немагнитный цилиндрический корпус разъемный, заливаемый магнитной жидкостью,

6 - первое кольцо из магнитомягкого материала,

7 - второе кольцо из магнитомягкого материала,

8 - ось вращения немагнитного корпуса 5 с магнитомягкими кольцами 6 и 7,

9 - подшипники крепления оси вращения 8, закрепленные на корпусе 1,

10 - электродвигатель вращения оси 8,

11 - источник питания электродвигателя 10,

12 - ведущий магнит магнитного сцепления,

13 - ведомый магнит магнитного сцепления,

14 - электромагнитный клапан немагнитного цилиндрического корпуса 5,

15 - блок управления электромагнитным клапаном 14.

16 - форвакуумный насос,

17 - трубопровод форвакуумного насоса 16 для связи с корпусом 1,

18 - герметические изоляторы,

19 - крепежные элементы магнитопровода 2 электромагнита к корпусу 1.

Элементы разборки корпусов 1 и 5 для извлечения изготовленного намагниченного ферромагнитного кольца, а также приспособления для заливки в немагнитный цилиндрический корпус 5 магнитной жидкости на данном рисунке для простоты не указаны.

Рассмотрим операционную сущность заявляемого способа на основе действия реализующего его устройства, представленного на рисунке в упрощенном виде.

Как указывалось выше, способ основан на намагничивании ферромагнетика в насыщающем магнитном поле и включает следующие отличительные операции:

- использование магнитной жидкости,

- сепарирование магнитной жидкости действием центростремительной силы,

- совмещение оси вращения сепарируемой магнитной жидкости по вектору насыщающего магнитного поля при горизонтальном расположении этой оси вращения,

- испарение растворителя магнитной жидкости действием вакуумной откачки,

- формирование намагниченного ферромагнитного кольца (полого цилиндра) склеиванием наночастиц ферроматериала в результате испарения растворителя магнитной жидкости, в которую предварительно было введено клеящее вещество.

На основе современных способов приготавливают наночастицы ферровещества - однодоменные частицы, которые помещают в охлажденный растворитель с введенным в него клеящим веществом. Такие наночастицы ферровещества в растворе обладают большой подвижностью, и магнитные моменты доменов легко выстраиваются вдоль внешнего насыщающего магнитного поля. Охлаждение растворителя также способствует высокой степени такой ориентации доменов, так как пониженная температура магнитной жидкости существенно уменьшает размер области кривой намагничивания, соответствующей парапроцессу. Для того чтобы формировалось намагниченное ферромагнитное кольцо из совокупности магнитно ориентированных наночастиц ферровещества, магнитную жидкость подвергают сепарированию в быстро вращающемся немагнитном корпусе 5 с последующим испарением растворителя магнитной жидкости действием вакуумной откачки. Наночастицы ферровещества при этом взаимно склеиваются, образуя твердую фазу.

Вращение немагнитного корпуса 5 осуществляется электродвигателем 10 от источника питания электродвигателя 11. Ось вращения 8, к которой крепится немагнитный цилиндрический корпус 5, закреплена подшипниками 9 на герметизированном разъемном немагнитном корпусе 1 устройства и не связана жестко с осью вращения электродвигателя 10 по условиям обеспечения герметизации внутренней полости корпуса 1. Для передачи вращательного момента от электродвигателя к немагнитному цилиндрическому корпусу 5 используется магнитное сцепление из первого ведущего 12 и второго ведомого 13 подковообразных магнитов магнитного сцепления, закрепленных соответственно на осях электродвигателя 10 и немагнитного корпуса 5 и разделенных немагнитным корпусом 1. По мере плавной раскрутки магнитной жидкости электродвигателем наночастицы ферровещества, плотность которых превосходит плотность растворителя, происходит сепарирование: более тяжелые наночастицы ферровещества, ориентированные по внешнему магнитному полю их магнитными моментами, устремляются по радиусам от оси вращения 8 к периферии немагнитного цилиндрического корпуса 5, образуя кольцевую систему равной толщины, поскольку расположение оси вращения 8 выбрано горизонтальным (гравитационное поле одинаково действует на ферронаночастицы). После указанного формирования открывается электромагнитный клапан 14 под действием блока управления 15, а также включается форвакуумный насос 16, связанный трубопроводом 17 с внутренней полостью немагнитного корпуса 1. Вакуумная откачка приводит к холодному испарению растворителя магнитной жидкости, и в периферийной области немагнитного цилиндрического корпуса 5 клеящее вещество, введенное в растворитель магнитной жидкости, сцепляет ферронаночастицы между собой. Так формируется намагниченное твердое ферромагнитное кольцо (полый цилиндр).

Магнитопровод 2 электромагнита в рабочем зазоре имеет полюса в форме пары колец, образующих однородное цилиндрическое магнитное поле, являющееся насыщающим для используемого ферроматериала в составе магнитной жидкости. Соосно этой паре колец магнитопровода 2 использованы вращающиеся вместе с немагнитным цилиндрическим корпусом 5 первое 6 и второе 7 кольца из магнитомягкого материала, находящиеся в механическом контакте с корпусом 5, внутри которого образуется однородное насыщающее магнитное поле. Назначение этих колец 6 и 7 состоит в формировании такого магнитного поля внутри корпуса 5, магнитные силовые линии которого строго взаимно параллельны. Если бы этих колец не устанавливать, то магнитные силовые линии магнитного поля внутри корпуса 5 оказались бы не параллельными вблизи полюсов магнитопровода 2 из-за эффекта вращения корпуса 5 относительно неподвижного магнитопровода 2, что несколько снизило бы намагниченность формируемого ферромагнитного кольца. Зазоры между кольцевыми полюсами магнитопровода 2 и кольцами 6 и 7 выбирают минимальными, что позволяет увеличить напряженность магнитного поля внутри немагнитного цилиндрического корпуса 5, выполненного, например, из меди, алюминия или какого-либо немагнитного диэлектрика.

В рассматриваемом устройстве не обсуждаются вопросы заполнения корпуса 5 магнитной жидкостью, ее консистенции и съема сформированного намагниченного кольца из склеенных ферромикрочастиц с ориентированными по магнитному полю магнитными моментами, что выходит за рамки заявляемого способа.

Литература

1. Преображенский А.А., Биширд Е.Г. Магнитные материалы и элементы, 3 изд., М., 1986.

2. Февралева И.Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты. К., 1969.

3. Постоянные магниты. Справочник, М., 1971.

4. Меньших О.Ф. Способ намагничивания магнитожесткого ферромагнетика. Патент РФ №2409876, опубл. в бюлл. №2 от 20.01.2011.

5. Шлиомис М.И. Магнитные жидкости, "УФН", 1974, т.112, с.427.

6. Баштовой В.Г., Берковский Б.М., Вислович А.Н. Введение в термомеханику магнитных жидкостей. М., 1985.

7. Неравновесные процессы в магнитных суспензиях. Сб., Под ред. М.И.Шлиомиса, Свердловск, 1986.

8. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. М., 1989.

Способ производства постоянных магнитов преимущественно в виде ферромагнитных колец (полых цилиндров), основанный на приложении к ферромагнетику внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, отличающийся тем, что в качестве ферромагнетика используют охлажденную магнитную жидкость из однодоменных наночастиц ферромагнетика, которую сепарируют в быстро вращающемся и горизонтально установленном немагнитном цилиндрическом корпусе, ось вращения которого совмещают с вектором внешнего постоянного насыщающего магнитного поля, а затем растворитель магнитной жидкости испаряют воздействием на него вакуумной откачки, причем в состав указанного растворителя при его приготовлении вводят клеящее вещество.
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 63.
22.09.2018
№218.016.899c

Прибор для исследования "парадокса фарадея"

Изобретение относится к области измерительной техники и магнито-электроники и может быть использовано для исследования процессов вращательного движения электронов в вакууме под действием тянущего электрического поля при термоэлектронной эмиссии и магнитного поля, вектор которого ортогонален...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666812
Дата охранного документа: 18.09.2018
26.09.2018
№218.016.8ba2

Многосекционный двигатель постоянного тока с кольцевыми скользящими контактами

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении высоконадежных, экономичных и быстроходных двигателей постоянного тока. Технический результат состоит в повышении надежности, экономичности и быстроходности. Двигатель постоянного тока с кольцевыми скользящими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667889
Дата охранного документа: 25.09.2018
26.09.2018
№218.016.8bd2

Устройство для исследования вакуумного разряда электронов в магнитном поле

Изобретение относится к электромагнетизму и научному приборостроению. Устройство для исследования вакуумного разряда электронов в вакуумном поле включает магнит, над полюсом которого подвешена плоская стеклянная вакуумированная изнутри кювета с автоэмиссионным катодом и анодом, оппозитно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667893
Дата охранного документа: 25.09.2018
26.09.2018
№218.016.8bda

Устройство для исследования возможности возбуждения электродвижущей силы при вращении исследуемых растрворов различных веществ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для исследования процессов возбуждения э.д.с. при вращении растворов различных веществ, например, кислот (HSO, НРО и других). Технический результат состоит в повышении эдс. Устройство включает вращающийся от двигателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667888
Дата охранного документа: 25.09.2018
01.11.2018
№218.016.97e9

Бесколлекторный двигатель постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве надежного и высокоэффективного двигателя постоянного тока. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении надежности и скорости вращения. Бесколлекторный двигатель постоянного тока содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671230
Дата охранного документа: 30.10.2018
13.12.2018
№218.016.a62e

Однополупериодная схема для испытания электросчётчиков на неконтролируемый отбор электроэнергии

Изобретение относится к области электротехники и электроизмерений и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии в целях ее хищения из энергетических электросетей. Однополупериодная схема для испытания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674513
Дата охранного документа: 11.12.2018
11.01.2019
№219.016.ae74

Система автоматического регулирования генератора постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического поддержания величины генерируемого напряжения постоянного тока при вариации величины тока нагрузки, например, при непрерывном подзаряде аккумуляторной батареи электромобиля. Технический результат состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676662
Дата охранного документа: 10.01.2019
22.03.2019
№219.016.ec36

Устройство для исследования процессов магнитного выдавливания свободных электронов из металлов при их вращении в радиально-цилиндрическом магнитном поле

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности исследования магнитного выдавливания свободных электронов из металлов при их вращении в радиально-цилиндрическом магнитном поле. Устройство включает дисковый (тороидальный) постоянный магнит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682649
Дата охранного документа: 20.03.2019
08.04.2019
№219.016.fe6e

Устройство для проверки эффекта возбуждения постоянной э.д.с. в проводнике, помещённом в поперечное вращающееся магнитное поле

Изобретение относится к физике электромагнетизма и предназначено для проверки гипотезы возбуждения постоянной электродвижущей силы в проводнике, помещенном в поперечное к нему вращающееся магнитное поле постоянного магнита. Устройство для проверки эффекта возбуждения постоянной Э.Д.С. в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684163
Дата охранного документа: 04.04.2019
12.08.2019
№219.017.be6d

Тяговая система электромобиля

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговая система электромобиля содержит аккумуляторную батарею и преобразователь постоянного напряжения в переменное. Силовой трансформатор преобразователя напряжения имеет многоотводную вторичную обмотку с N...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696752
Дата охранного документа: 05.08.2019
Показаны записи 51-60 из 63.
22.09.2018
№218.016.899c

Прибор для исследования "парадокса фарадея"

Изобретение относится к области измерительной техники и магнито-электроники и может быть использовано для исследования процессов вращательного движения электронов в вакууме под действием тянущего электрического поля при термоэлектронной эмиссии и магнитного поля, вектор которого ортогонален...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666812
Дата охранного документа: 18.09.2018
26.09.2018
№218.016.8ba2

Многосекционный двигатель постоянного тока с кольцевыми скользящими контактами

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении высоконадежных, экономичных и быстроходных двигателей постоянного тока. Технический результат состоит в повышении надежности, экономичности и быстроходности. Двигатель постоянного тока с кольцевыми скользящими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667889
Дата охранного документа: 25.09.2018
26.09.2018
№218.016.8bd2

Устройство для исследования вакуумного разряда электронов в магнитном поле

Изобретение относится к электромагнетизму и научному приборостроению. Устройство для исследования вакуумного разряда электронов в вакуумном поле включает магнит, над полюсом которого подвешена плоская стеклянная вакуумированная изнутри кювета с автоэмиссионным катодом и анодом, оппозитно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667893
Дата охранного документа: 25.09.2018
26.09.2018
№218.016.8bda

Устройство для исследования возможности возбуждения электродвижущей силы при вращении исследуемых растрворов различных веществ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для исследования процессов возбуждения э.д.с. при вращении растворов различных веществ, например, кислот (HSO, НРО и других). Технический результат состоит в повышении эдс. Устройство включает вращающийся от двигателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667888
Дата охранного документа: 25.09.2018
01.11.2018
№218.016.97e9

Бесколлекторный двигатель постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве надежного и высокоэффективного двигателя постоянного тока. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении надежности и скорости вращения. Бесколлекторный двигатель постоянного тока содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671230
Дата охранного документа: 30.10.2018
13.12.2018
№218.016.a62e

Однополупериодная схема для испытания электросчётчиков на неконтролируемый отбор электроэнергии

Изобретение относится к области электротехники и электроизмерений и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии в целях ее хищения из энергетических электросетей. Однополупериодная схема для испытания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674513
Дата охранного документа: 11.12.2018
11.01.2019
№219.016.ae74

Система автоматического регулирования генератора постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического поддержания величины генерируемого напряжения постоянного тока при вариации величины тока нагрузки, например, при непрерывном подзаряде аккумуляторной батареи электромобиля. Технический результат состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676662
Дата охранного документа: 10.01.2019
22.03.2019
№219.016.ec36

Устройство для исследования процессов магнитного выдавливания свободных электронов из металлов при их вращении в радиально-цилиндрическом магнитном поле

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности исследования магнитного выдавливания свободных электронов из металлов при их вращении в радиально-цилиндрическом магнитном поле. Устройство включает дисковый (тороидальный) постоянный магнит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682649
Дата охранного документа: 20.03.2019
08.04.2019
№219.016.fe6e

Устройство для проверки эффекта возбуждения постоянной э.д.с. в проводнике, помещённом в поперечное вращающееся магнитное поле

Изобретение относится к физике электромагнетизма и предназначено для проверки гипотезы возбуждения постоянной электродвижущей силы в проводнике, помещенном в поперечное к нему вращающееся магнитное поле постоянного магнита. Устройство для проверки эффекта возбуждения постоянной Э.Д.С. в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684163
Дата охранного документа: 04.04.2019
12.08.2019
№219.017.be6d

Тяговая система электромобиля

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговая система электромобиля содержит аккумуляторную батарею и преобразователь постоянного напряжения в переменное. Силовой трансформатор преобразователя напряжения имеет многоотводную вторичную обмотку с N...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696752
Дата охранного документа: 05.08.2019
+ добавить свой РИД