一种磁轨制动电磁铁及磁轨制动器

技术领域

本发明涉及磁轨制动技术领域，具体而言，涉及一种磁轨制动电磁铁及磁轨制动器。

背景技术

磁轨制动器是一种车辆的制动装置，一般安装在车辆底部，通过输入电压，使得磁轨制动器中的励磁线圈通电，产生对车辆运动轨道的吸合作用，从而增大车辆与轨道之间的摩擦力，达到制动的目的。

在磁轨制动器中，输入电压后，励磁线圈和电磁铁芯就组成了一个电磁铁，形成对轨道的吸合，因此，为了保证励磁线圈的工作稳定性，磁轨制动器的励磁线圈均为密封绝缘设置。

但是，在磁轨制动器的电磁铁的制造过程中，在焊接密封时，易对励磁线圈的绝缘结构以及密封结构造成损伤，导致磁轨制动器的工作稳定性降低，严重影响了磁轨制动器的制动效果。

发明内容

本发明解决的问题是如何提升磁轨制动器中励磁线圈的绝缘密封性能。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种磁轨制动电磁铁，包括架体、电磁铁芯、励磁线圈、绝缘保护层、密封层和第一隔热层，所述电磁铁芯设置在所述架体上，所述励磁线圈设置在所述电磁铁芯上，所述绝缘保护层包覆所述励磁线圈，所述密封层覆盖所述绝缘保护层且与所述架体焊接，所述第一隔热层位于所述绝缘保护层和所述密封层之间，并和所述密封层与所述架体的焊接处相对应。

相对于现有技术，本发明的磁轨制动电磁铁的有益效果包括：通过将励磁线圈设置在电磁铁芯上，通电后产生对轨道的吸合力，可便于磁轨制动器对轨道进行制动；通过将电磁铁芯设置在架体上，可便于磁轨制动电磁铁与磁轨制动器的其他结构进行安装连接；通过设置绝缘保护层包覆励磁线圈，可避免外部磁场对励磁线圈造成影响，提升对轨道吸合时的稳定性；通过设置密封层覆盖绝缘保护层，可避免外部杂质对绝缘保护层造成损伤，有效提升磁轨制动器的工作稳定性；通过在密封层与绝缘保护层之间设置第一隔热层，且与密封层和架体的焊接处相对应，可有效降低焊接热量和杂质对绝缘保护层的影响，保证磁轨制动器的绝缘性和工频耐压性，同时保证密封层对绝缘保护层的密封效果。

可选地，所述架体上设有凹槽，所述密封层覆盖所述凹槽形成烟道，所述烟道与所述密封层和所述架体的焊接处相对应，当所述密封层与所述架体之间存在第一间隙时，所述烟道通过所述第一间隙与外部相连通，当所述密封层与所述架体焊接时，所述烟道用于供焊接产生的热量流动。

可选地，所述磁轨制动电磁铁还包括第二隔热层，所述密封层的两端部焊接形成环形结构以覆盖所述绝缘保护层，所述第二隔热层位于所述密封层与所述绝缘保护层之间，且与所述密封层的两端部的焊接处相对应，其中，所述密封层与所述架体焊接后，所述密封层的两端部进行焊接，当所述密封层的两端部之间存在第二间隙时，所述烟道通过所述第二间隙与外部相连通。

可选地，所述架体包括两个第一架体，两个所述第一架体对称设置在所述电磁铁芯的两侧，两个所述第一架体和所述电磁铁芯一体成形设置，且所述电磁铁芯的截面积小于所述第一架体的截面积。

可选地，所述第一隔热层为L形结构，所述L形结构的竖直段位于所述第一架体与所述绝缘保护层之间，所述L形结构的水平段位于所述绝缘保护层与所述密封层之间，且覆盖至少部分所述绝缘保护层，所述L形结构沿所述电磁铁芯的周向延伸设置。

可选地，所述电磁铁芯为腰形结构，所述励磁线圈和所述密封层均沿所述腰形结构的周向呈环形设置，所述第一隔热层与所述腰形结构的平面部分相对应。

可选地，所述绝缘保护层包括上绝缘保护层和下绝缘保护层，所述上绝缘保护层位于所述密封层和所述励磁线圈之间，所述下绝缘保护层位于所述励磁线圈和所述电磁铁芯之间，所述下绝缘保护层和所述上绝缘保护层相连接，一体成形包覆所述励磁线圈。

可选地，所述第二隔热层为凹形结构，所述凹形结构的开口朝向所述电磁铁芯，所述凹形结构两侧的竖直段位于所述第一架体和所述第一隔热层之间，所述凹形结构的水平段位于所述密封层与所述绝缘保护层之间，所述凹形结构的水平段与所述密封层的两端部焊接处相对应。

可选地，所述第一架体和所述电磁铁芯的连接处设置有沿所述第一架体周向设置的凸台，所述凸台与所述第一隔热层之间配合形成所述凹槽，所述密封层搭设在所述凸台上，且与所述第一架体抵接，形成所述烟道。

另一方面，本发明还提供一种磁轨制动器，包括如上所述的磁轨制动电磁铁。

相对于现有技术，本发明的磁轨制动器的有益效果与如上所述的磁轨制动电磁铁的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中磁轨制动电磁铁的结构示意图；

图2为本发明实施例中磁轨制动电磁铁的内部结构示意图；

图3为本发明实施例中磁轨制动电磁铁的部分剖面示意图；

图4为图3中所示A的放大图。

附图标记说明：

1-架体；11-第一架体；2-电磁铁芯；3-励磁线圈；4-绝缘保护层；41-上绝缘保护层；42-下绝缘保护层；5-密封层；6-第一隔热层；7-烟道；8-第二隔热层。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴的正向代表右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表后方，Y轴的反向代表前方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为了解决上述问题，一方面，本发明一实施例提供一种磁轨制动电磁铁，其特征在于，包括架体1、电磁铁芯2、励磁线圈3、绝缘保护层4、密封层5和第一隔热层6，电磁铁芯2设置在架体1上，励磁线圈3设置在电磁铁芯2上，绝缘保护层4包覆励磁线圈3，密封层5覆盖绝缘保护层4且与架体1焊接，第一隔热层6位于绝缘保护层4和密封层5之间，并和密封层5与架体1的焊接处相对应。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，将励磁线圈3设置在电磁铁芯2上，电磁铁芯2和励磁线圈3组成了磁轨制动电磁铁的核心结构，励磁线圈3通电后，与电磁铁芯2配合，产生对轨道的吸合力，便于磁轨制动器对轨道进行制动，当然，为了方便与磁轨制动器其他结构的安装连接，设置了架体1，将电磁铁芯2设置在架体1上，架体1对整个磁轨制动电磁铁起到有效的支撑作用，同时便于磁轨制动电磁铁与磁轨制动器的其他结构进行安装连接。

为了保证励磁线圈3的绝缘性，在本实施例中，设置绝缘保护层4包覆励磁线圈3，绝缘保护层4的绝缘特性能够在励磁线圈3通电时，避免外部磁场对励磁线圈3造成影响，从而保证励磁线圈3的绝缘性，提升励磁线圈3和电磁铁芯2配合产生对轨道吸合力时的稳定性。

同时，为了避免外部杂质对绝缘保护层4、励磁线圈3和电磁铁芯2造成影响，在本实施例中，设置密封层5覆盖绝缘保护层4，同时密封层5与架体1焊接，使得绝缘保护层4、励磁线圈3以及电磁铁芯2均位于密封层5与架体1组成的密封腔体内，从而有效提升磁轨制动电磁铁的工作稳定性，进而提升磁轨制动器的工作稳定性。

当然，在将密封层5与架体1进行焊接时，会产生焊接热量与焊接杂质，焊接热量及杂质易对绝缘保护层4造成损伤，使得磁轨制动器的绝缘电阻不稳定，绝缘电阻值较低，有些情况下可低至30兆欧，且降低工频耐压值低，低至交流电压500V，有些情况下会因为焊接出现工频耐压失效的情况，严重影响了磁轨制动器的工作稳定性和工作质量。因此，在本实施例中，还在密封层5与绝缘保护层4之间设置第一隔热层6，且第一隔热层6与密封层5和架体1的焊接处相对应，这样，在密封层5和架体1进行焊接时，焊接产生的热量以及杂质会被第一隔热层6所阻挡，有效降低热量和杂质对绝缘保护层4的影响，从而有效提升绝缘保护层4的结构稳定性，保证磁轨制动器的绝缘性和工频耐压性，同时保证密封层5对绝缘保护层4的密封效果。

需要说明的是，在本实施例中，绝缘保护层4由聚酰亚胺制备而成，第一隔热层6为隔热钢片，密封层5为钢板，在本发明的其他实施例中，绝缘保护层4还可以使用其他绝缘材料制成。

需要说明的是，本发明实施例中的焊接方式为氩弧焊，使用直流氩弧焊机，电流为160～170A。

可选地，架体1上设有凹槽，密封层5覆盖凹槽形成烟道7，烟道7与密封层5和架体1的焊接处相对应，当密封层5与架体1之间存在第一间隙时，烟道7通过第一间隙与外部相连通，当密封层5与架体1焊接时，烟道7用于供焊接产生的热量流动。

为了进一步降低焊接产生的热量对绝缘保护层4的影响，同时降低热气流对焊接焊缝结构稳定性的影响，如图1至图4所示，在本实施例中，在架体1上设置凹槽，密封层5覆盖凹槽形成烟道7，烟道7与密封层5与架体1的焊接处相对应，这样，在架体1和密封层5进行焊接时，焊接产生的热量随气流沿烟道7流动到其他位置，避免正在焊接位置热量集中，从而热量降低对第一隔热层6的影响，进而降低焊接产生的热量对绝缘保护层4的影响，同时，焊接产生的热气流沿烟道7流动，而不会堆积在正在焊接的位置，从而降低气流对焊缝的影响，避免气流在焊缝处堆积，形成气孔，有效提升焊接焊缝结构稳定性，进而提升密封层5对绝缘保护层4的密封效果。

同时，在进行密封层5和架体1的焊接时，密封层5和架体1的一个连接位置进行焊接时，密封层5的其他位置与架体1存在第一间隙，烟道7可通过第一间隙与外部相连通，在烟道7中流动的气流会通过第一间隙排出，进一步降低焊接热量对绝缘保护层4的影响。

可选地，磁轨制动电磁铁还包括第二隔热层8，密封层5的两端部焊接形成环形结构以覆盖绝缘保护层4，第二隔热层8位于密封层5与绝缘保护层4之间，且与密封层5的两端部的焊接处相对应，其中，密封层5与架体1焊接后，密封层5的两端部进行焊接，当密封层5的两端部之间存在第二间隙时，烟道7通过第二间隙与外部相连通。

为了进一步降低焊接产生的热量对绝缘保护层4的影响，同时降低热气流对焊接焊缝结构稳定性的影响，如图1至图4所示，在本实施例中，密封层5的两端部可焊接，在覆盖绝缘保护层4时，密封层5弯曲形成环形结构覆盖绝缘保护层4，最后将密封层5的两端部焊接，保证密封层5形成的环形结构的稳定性以及对绝缘保护层4的密封效果，还设置了第二隔热层8，第二隔热层8设置在密封层5与绝缘保护层4之间，且与密封层5两端部的焊接处相对应，这样，在密封层5的两端部进行焊接时，由于第二隔热层8的阻隔作用，能够有效降低热量与杂质对绝缘保护层4的影响，提升绝缘保护层4的结构稳定性。

同时，在进行焊接时，先将密封层5与架体1进行焊接，再将密封层5的两端部进行焊接，这样，在密封层5与架体1进行焊接时，密封层5的两端部之间存在第二间隙，而烟道7可通过第二间隙与外部相连通，在烟道7中流动的气流会通过第一间隙排出，进一步降低焊接热量对绝缘保护层4的影响。

需要说明的是，在本实施例中，第二隔热层8为隔热钢片。

需要说明的是，在本实施例中，为了保证密封层5与架体1之间进行焊接时，密封层5的结构稳定性，本发明使用夹钳固定密封层5，在焊接完成后去除。

可选地，架体1包括两个第一架体11，两个第一架体11对称设置在电磁铁芯2的两侧，两个第一架体11和电磁铁芯2一体成形设置，且电磁铁芯2的截面积小于第一架体11的截面积。

为了保证电磁铁芯2的连接稳定性，在本实施例中，如图1至图4所示，将两个第一架体11对称设置在电磁铁芯2的两侧，电磁铁芯2的截面积小于第一架体11的截面积，这样，便于励磁线圈3缠绕在电磁铁芯2上，第一架体11可对励磁线圈3、绝缘保护层4进行限位，保证安装的稳定性，同时，第一架体11可与磁轨制动器的其他结构稳定连接，保证磁轨制动电磁铁的安装稳定性。

可选地，第一隔热层6为L形结构，L形结构的竖直段位于第一架体11与绝缘保护层4之间，L形结构的水平段位于绝缘保护层4与密封层5之间，且覆盖至少部分绝缘保护层4，L形结构沿电磁铁芯2的周向延伸设置。

需要说明的是，在本实施例中，如图1至图4所示，L形结构的竖直段即为与YZ平面平行的一段，L形结构的水平段即为与XY平面平行的一段。

由于绝缘保护层4包覆励磁线圈3，且密封层5与架体1的焊接处和绝缘保护层4与第一架体11的抵接处相对应，焊接产生的热量会沿竖直方向和水平方向扩散，因此，为了进一步提升第一隔热层6的隔热效果，在本实施例中，如图1至图4所示，将第一隔热层6设置为L形结构，L形结构的竖直段可设置在第一架体11和绝缘保护层4之间，这样，在密封层5与架体1进行焊接产生热量时，沿竖直方向流动的热量会被L形结构的竖直段阻隔，避免热量对绝缘保护层4产生影响，同时，L形结构的水平段可设置在绝缘保护层4和密封层5之间，这样，在密封层5与架体1进行焊接产生热量时，沿水平方向流动的热量会被L形结构的水平段阻隔，避免热量对绝缘保护层4产生影响。

当然，第一隔热层6的水平段可覆盖一部分或者全部的绝缘保护层4，同时，为了与密封层5相对应，L形结构沿电磁铁芯2的周向延伸设置，保证对热量的全面阻隔作用。

需要说明的是，在本实施例中，设置L形结构作为第一隔热层6，不但可以对焊接产生的热量进行有效隔离，而且由于密封层5和绝缘保护层4之间的夹持作用，以及第一架体11与绝缘保护层4之间的夹持作用，第一隔热层6的安装稳定性较好，在使用过程中不易发生移动，有效保证了磁轨制动器的工作稳定性。

可选地，电磁铁芯2为腰形结构，励磁线圈3和密封层5均沿腰形结构的周向呈环形设置，第一隔热层6与腰形结构的平面部分相对应。

需要说明的是，在本实施例中，腰形结构即为长方体相对的两端为弧形的结构。

在本实施例中，如图1至图4所示，为了励磁线圈3更稳定的设置在电磁铁芯2上，形成电磁铁结构，电磁铁芯2设置为腰形结构，这样，在设置励磁线圈3时，励磁线圈3直接缠绕在电磁铁芯2上，稳定性较好，有利于提升磁轨制动器的使用稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，腰形结构的弧形端部处，第一架体11和电磁铁芯2的接触厚度较大，焊接时，热量一般扩散进入第一架体11内，第一架体11不易熔透，腰形结构的平面部分，第一架体11和电磁铁芯2的接触厚度较小，焊接时，热量一般扩散进入第一架体11内，第一架体11易被熔透，从而朝向绝缘保护层4扩散，因此，将第一隔热层6设置为只与腰形结构的平面部分相对应，当然，在本发明的其他实施例中，也可以将第一隔热层6沿腰形结构的周向对应设置。

可选地，绝缘保护层4包括上绝缘保护层41和下绝缘保护层42，上绝缘保护层41位于密封层5和励磁线圈3之间，下绝缘保护层42位于励磁线圈3和电磁铁芯2之间，下绝缘保护层42和上绝缘保护层41相连接，一体成形包覆励磁线圈3。

为了更好的包覆励磁线圈3，如图1至图4所示，在本实施例中，将绝缘保护层4分为上绝缘保护层41和下绝缘保护层42，下绝缘保护层42沿周向设置在电磁铁芯2上，励磁线圈3缠绕在下绝缘保护层42上，使得励磁线圈3与电磁铁芯2隔离，再将上绝缘保护层41覆盖在励磁线圈3上，使得励磁线圈3与密封层5隔离，且上绝缘保护层41的两侧向下延伸，下绝缘保护层42的两侧向上延伸，使得上绝缘保护层41与下绝缘保护层42相连接，形成一体结构，使得励磁线圈3与第一架体11隔离，从而对励磁线圈3形成全方位的包覆，有效提升对励磁线圈3的绝缘设置效果。

可选地，第二隔热层8为凹形结构，凹形结构的开口朝向电磁铁芯2，凹形结构两侧的竖直段位于第一架体11和第一隔热层6之间，凹形结构的水平段位于密封层5与绝缘保护层4之间，凹形结构的水平段与密封层5的两端部焊接处相对应。

需要说明的是，在本实施例中，如图1至图4所示，凹形结构的竖直段与YZ平面相平行，水平段与XY平面相平行。

为了更好的对密封层5两端部焊接处进行隔热，在本实施例中，如图1至图4所示，将第二隔热层8设置为凹形结构，且凹形结构的开口朝向电磁铁芯2，凹形结构的开口长度于绝缘保护层4的宽度加上两个第一隔热层6的厚度相同，这样，第二隔热层8刚好卡在密封层5与绝缘保护层4之间，安装便捷性和稳定性较高，而第二隔热层8的水平段又与密封层5的两端部焊接处相对应，在焊接密封层5的两端部时，焊接的热量被第二隔热层8阻隔，绝缘保护层4不易受到损伤，有利于提升磁轨制动器的工作稳定性。

可选地，第一架体11和电磁铁芯2的连接处设置有沿第一架体11周向设置的凸台，凸台与第一隔热层6之间配合形成凹槽，密封层5搭设在凸台上，且与第一架体11抵接，形成烟道7。

为了便于烟道7的形成，在本实施例中，如图1至图4所示，在第一架体11和电磁铁芯2的连接处设置沿第一架体11周向设置的凸台，凸台与第一隔热层6之间形成凹槽，当密封层5搭设在凸台上时，凹槽和密封层5配合形成烟道7，在对密封层5与第一架体11之间焊接时，热流直接进入烟道7内，由于第一隔热层6和凸台的阻隔，热流只能沿烟道7流动，随着流动距离的增大，热流的温度逐渐降低，不易对其他部位造成影响，最后，由第一间隙或第二间隙排出。

需要说明的是，在本发明的实施例中，在焊接时，先对密封层5与第一架体11的顶面两侧点焊固定，在对底部及两侧圆角进行焊接，最后在对密封层5的顶面两侧进行焊接；本发明实施例中的磁轨制动电磁铁，绝缘电阻由原来的30兆欧提高到大于500兆欧，工频耐压由原来的500V提高到1500V。

另一方面，本发明一实施例还提供一种磁轨制动器，包括上述的磁轨制动电磁铁。

本实施例中的磁轨制动器的技术效果与上述的磁轨制动电磁铁的技术效果相类似，在此不再赘述。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。