Электромагнитный регулятор расхода

СОЮЗ СОВЕТСНИХОСЦНЮМОМИСНаРЕСПУБЛИК 09) И 1) ьСЮ С 05 П. 7 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельствоСССР 9 655867, кл. Р 16 К 31/02,1976.2, Авторское свидетельство СССРМ 481743, кл. Р 16 К 31/02, 1974(54) ( 57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РЕГУЛЯТОРРАСХОДА, содержащий корпус с входными выходнымпатрубками, электромагнитную катушку, связайную с магнитопроводом, в котором установлен подпружи,ненный якорь с центральной расточкой, ненасыщенный ферромагнитный шунт, расположенный в области рабочего зазора, и клапан, выполненный на торцовой поверхности подпружиненного якоря, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью стабилизации расходной характеристики понапряжению при изменении температуры эксплуатации, бн содержит установленный в центральной расточкеякоря стакан с фланцем и размещенным на его дне стержнем, заключенным в гильзу с образованием зазорамежду ее торцовой поверхностью идном стакана, причем стержень выполнен из материала, коэффициентлинейного расширения которого бсльше коэффициента линейного расширения гильзы, но меньше коэффициента линейного расширения стакана.Изобретение относится к автоматике и может быть применено для регулирования расхода рабочей среды в различных. областях техники.Известен регулятор расхода с электромагнитным управлением, содержащий корпус, регулирующий орган и электромагнитную катушку уп" . равления. Регулирующий орган выполнен в виде свободно установленной винтовой пружины из ферромагнитнЬго материала, размещенной между катушкой и стержнем. Стержень неподвижно установлен коаксиально катушке и выполнен иэ немагнитного материала.Изменение силы тока в катушке вызывает изменение магнитного потока, взаимодействующего с пружиной. Это приводит к поджатию или растяжению ее витков и, следовательно, к изменению площади проходного сечения между витками пружины. Происходит изменение расхода рабочей .среды (1 .Недостатками данного устройства являются сдвиг расходной характеристики по напряжению при изменении температуры эксплуатации и отсутствие герметичности рабочей среды приобесточенной катушке, что требует дополнительной установки запорного устройства, например электромагнитного клапана.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный клапан, состоящий из магнитопровода, электромагнитной катушки, седла, герметичного разделительного стакана из немагнитного материала с выпОлненным заодно с якорем (сердечником) затвором, взаимодействующим с седлом, Якорь выполнен с центральной расточкой, подпружинен и расположен в магнитопроводе. В области рабочего зазора магнитопровод снабжен ненасыщенным ферромагнитным шунтом, спо. собствующим согласованию тяговой и нагрузочной характеристик. Согласование указанных характеристик создает предпосылки для использования клапана в режиме регулятора расхода. Применение ненасыщенного шунта не требует ферромагнитных материалов со строго нормированными магнитными свойствами 2 .Недостаток известного устройства - сдвиг расходной характеристики по напряжению при изменении температуры эксплуатации.Цель изобретения - стабилизация расходной характеристики по напряжению при изменении температуры эксплуатации.Укаэанная цель достигается тем, что электромагнитный регулятор расхода, содержащий корпус с входным65 ной патрубок 2 и перекрывается клат1 и выходным патрубками, электромагнитную катушку, связанную с магнитопроводом, в котором установленподпружиненный якорь с центральнойрасточкой, ненасыщенный ферромаг" 5 нитный шунт, расположенный в области рабочего зазора, и клапан, выполненный на торцовой поверхностиподпружиненного якоря, содержитустановленный в центральной расточ ке якоря стакан с фланцем и размещенным на его дне стержнем, заключенным в гильзу с образованием зазора между ее торцовой поверхностью и дном стакана, причем стержень выполнен из материала, коэффициент линейного расширения кото-рого больше коэффициента линейногорасширения гильзы, но меньше коэффициента линейного расширения стаНа фиг, 1 изображен предлагаемый регулятор в закрытом положении; на фиг. 2 - график изменениятягового усилия электромагнита иусилия пружины в зависимости от изменения температуры эксплуатации.Электромагнитный регулятор расхода состоит из корпуса 1 с входным2 и выходным 3 патрубками и седлом4,герметичного разделительного ста кана 5 из немагнитиого материалаи выполненного заодно с якорем бклапанаф 7, Электромагнитная катушка 8 заключена в магнитопровод изферромагнитного материала, состоя 35 щий из кожуха 9,. стопа 10, опирающегося на дно стакана 5, и воротничка 11. В области рабочего зазорастоп 10 снабжен ненасыщенным ферромагнитным Шунтом 12. Якорь,6 вы полнен с центральной расточкой 13,в которой расположен стакан 14. Егофланец опирается на торец якоря б.На дно стакана 14 установлен стержень 15 с одетой на нем гильзой 16.Длина стержня 15 регулируется прокладками 17 для получения зазора 4между дном стакана 14 и обращеннымк нему торцом гильзы 16, Гильза 16взаимодействует с пружиной 18 ипередает ее усилие через стержень 50 15 и стакан 14 якорю б и соответственно клапану 7. Материалы стакана 14, стержня 15 и гильзы 16 подобраны так, что коэффициент Кслинейного расширения стакана 14 боль.55 ше коэфФициента Ж линейного расширения стержня 15, который большекоэффициента 0 линейного расширениягильзы 16, т.е.Ж стосо, Междушунтом 12 стопа 10 и воротничком 11 6 О расположена втулка 19 из немагнитного материала.Регулятор работает следующим об.разом. Рабочая среда поступает во входпаном 7, взаимодействующим с седлом 4, под действием герметнзирующего усилия, представляющего собой раз" ность усилия пружины 18 и усилия от давления рабочей среды на не компенсированную площадь клапана 7. При подаче напряжения на катушку 8 возникает магнитный поток, взаимодействующий с якорем б. Сила взаимодействия растет с увеличением силы тока и при определенном напряжении достигает значения герметизирующего им усилия на клапане 7. Контактные напряжения в паре клапан- седло исчезают, и рабочая среда начинает перетекать в выходной пат,рубок 3. Размеры ненасыценного ферромагнитного шунта 12 иворотничка 11 подобраны таким образом, что при рабочем зазоре, соизмеримом с высотой шунта, электромагнит имеет пологую тяговую характеристику на относительно большом участке по ходу якоря бПоэтому каждому следующему напряжение соответствует определенное положение якоря б, а сле. довательно, определенный зазор между клапаном 7 и седлом 4, и расход . рабочей среды, При увеличении напряжения расход увеличивается, при уменьшении - .падает. Колебания температуры эксплуатации, например от -60 до +80 фС изменяют напряжение, . при котором тяговое усилие электро" магнита равняется герметизирующему усилию клапана 7, что приводит к сдвигу расходной характеристики по напряжению. Стабилизация данного параметра достигается изменением усилия пружины на величину изменения тягового усилия электромагнита.С повышением температуры от исходной, например 20 С, длины стакана 14, стержня 15 н гильзы 16 увеличиваются. Увеличение длин стержня 15 и гильзы 16 спосббствует росту зазора А ( К.сКй)Следовательно,уменьшение усилия пружины 18 принагреве достигается увеличениемрасстояния между ее опорными поверхностями на величину разности приращения длин стакана 14 и стержня 15Ф.ж) и описывается прямой 2на фиг. 2, тяговое усилие электромагнита в зависимости от температурЫ эксплуатации изменяется обратнопропорционально квадрату коэффици О ента, учитывающего изменение сопротйвления обмотки катушки, и егоизменение в одинаковом температурном интервале при охлаждении выше,чем при нагреве (кривая 1 на фиг.2).15 Длины стакана 14, стержня 15 и гиль"зи 16 нри охлаждении уменьшаются,а так как с, то при определенной температуре 9, соответствующейточке Б (фиг. 2), зазор А (фиг. 1)равен нулю, Поэтому первоначальноувеличение усилия пружины происходит за счет уменьшения расстояниямежду ее опорными поверхностямина величину разности изменения длинстакана 14 и стержня 15 (от исход"ной температуры до т. В по прямой 2)а затем стакана 14 и гильзы 16, начинаяс т. Ь по прямой. 3 (фиг. 2).При температуре 8 (фиг. 2),.соответствующей нулевому зазору А , ЗО происходит изменение крутизны линейной характеристики компенсирующегоусилия, что способствует согласованности усилия пружины с тяговой характеристикой электромагнита.3 Введение ступенчатого дилатомет"рического компенсатора усилия пружины, состоящего из стакана 14,стержня 15 и гильзы 16 с определенными коэффициентами линейного расши- ,40 .рения, позволяет стабилизировать. расходную характеристику регуляторапо иапрйжению до 0,6 В при эксплуатации в интервале температур от -60до +80 С вместо 5-6 В без компенсатора.1024884 Поа ихин ектор, С. Шекмар исное омит ткрыти3 Взскай 5 Составитель Л Редактор В. Данко Техред Т. Фант ее тЮ ЕаЕВЮ Ьююказ 4393/44 Тираж 874 ВНИИПИ Росударстванного К по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра ФЮЮФ филиал ППП "Патентф, г, Ужго