专利名称：异性极面永磁装置的制作方法
技术领域：
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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号H01F7/02GK2155613SQ9320013
公开日1994年2月9日 申请日期1993年1月6日 优先权日1993年1月6日
发明者郑大立, 崔利亚, 罗彤 申请人:冶金工业部钢铁研究总院