Электромагнитный регулятор расхода

ОНИ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) (И)(51)5 С 05 0 7/06, Р 7 06 ГОСУД АРСПО ИЗОПРИ ГКНТ ЕКНЦЙ КОМИТЕТ ЕВГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ХОПА (57) агрега-.ческихано для Изобретение относится к втоматики пневмогидравл м и может быть использо ирования расхода жидкос м сис ил г 00 ч 4784172/2418,01. 9029,02.92, Бюл, Р 8Научно-производственное обие "Ротор"А.И. Рекун и А.П. Левченко621.646.3(088.8)1. Авторское свидетельство867, кл, Р 16 К 47/06, 197Заявка Японии Р 56-35790,1 Ь К 31/06, опубл. 1981.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к агрегатам автоматики пневмогидравлических систем и может быть использовано для регулирования расхода жидкости или газа в различных отраслях промышленности.Известен электромагнитный регуля" тор расхода с регулирующим органом, перемещаемый магнитным полем катушки, в корпусе которого коаксиально магнитной катушке неподвижно установлен стержень, а регулирующий орган размещен между катушкой и стержнем и выполнен в виде свободно установленной винтовой пружины из ферромагнитного материала 1).Основными недостатками регулятора расхода являются узкий диапазон и невысокая точность регулирования, атакже. возможность загрязнения среды газа в различных отраслях промышленности. 1 ель изобретения - повышениеточности электромагнитного регуляторарасхода. Электромагнитный регуляторрасхода содержит корпус 1 с выходнымканалом 2, входной канал 5, регулирующий орган, включающий полый сердечник 3 с гильзой 4 и стянутые в пакеты пластины равной толщины, насаженные на гильзу, в которой выполненпродольный паз 6, причем в каждойпластине, расположенной в зоне продольного паза, выполнена узкая прорезь, проходящая от центра к периферии, а эти пластины сориентированытаким образом, что прорези не совпадают друг с другом. 3 ил,внутри регулятора частицы, образующимися при деформации пружины.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является электр магнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в которой размещены обмотки электромагнита и полый сердечник с продольной щелью 2.Недостатком данного электромагни ного клапана пропорционального упра ления расходом является невысокая т ность регулирования расхода вследст вне нелинейной зависимости расхода рабочей среды от перемещения регули рующего органа. Недостаток обусловл тем, что истечение рабочей среды призводится через отверстие или паз сменяющейся площадью проходного сечения. Это вызывает изменения режима истечения газа или жидкости, так как .меняются скорость потока и другие параметры, что в конечном итоге не позволяет достичь высокой точности регулирования.Целью изобретения является повыше-,1 О ние точности электромагнитного регулятора расхода.Поставленная цель достигается за счет того, что в. электромагнитном регуляторе расхода, содержащем корпус 115 с входным и выходным каналами, в котором размещены обмотка электромагнита и полый сердечник с продольной щелью, этот полый сердечник выполнен в виде гильзы, открытый торец которой 2 О соединен с входным каналом, а на гильзу насажены пластины равной толщины, плотно стянутые в пакет, причем пластины, расположенные в зоне продольной цели, снабжены прорезями, 25 которые сообщены с продольной щелью, при этом прорези смежных пластин смещеныодин относительно другойгильза установлена в корпусе с воэможностью осевого перемещения и сообщения 30 прорезей с выходным каналом, а обмотка электромагнита выполнена в виде, по меньшей мере, трех катушек.Новизна заявляемого изобретенияобусловливается тем, что .полый сердечник содержит гильзу, в которой выполнена продольная щель и принуди" тельно стянутые пакеты пластин равной толцинынасаженные на гильзу, причем в каждой пластине, располо женной в зоне продольной щели, выполнена узкая прорезь, проходящая от центра к перийерии, а пластины сориентированы таким образом, что прорези не совпадают дРуг с другом. 45Полый сердечник, содержащий гильзу и принудительно стянутые пакеты пластин равной толщины, насаженные на гильзу, используется для увеличения быстродействия двигателя за счет шихтования (известный признак) и для дискретного регулирования микрорасхоров рабочей среды.Только совокупность отличительных признаков является необходимой и достаточной для достижения указанной цели.Только выполнение пакетов пластин (ферромагнитных и неЬерромагнитных) из пластин равной толщины с одинако-,выми прорезями позволяет реализоватьдискретное регулирование расхода привозвратно-поступательном перемещенииполого сердечника. Гильза с продольной щелью является стяжкой пластин,предназначена для их ориентации иблагодаря такому ее выполнению удается подать рабочую среду в полостипрорезей пластин.В каждой пластине, расположеннойв зоне продольной щели, выполненаузкая прорезь, проходящая от ее центра к периферии, Она необходима длятого, чтобы получить малые равныеплощади поперечного сечения капилляров, через каждый из которых будутпроходить одинаковые (равные) потокигаза или жидкости с равными расходными характеристиками, Это обусловлено тем, что прорези пластин не совпадают друг с другом.Наличие в полом сердечнике гильзыи принудительно стянутых пакетов платин равной толщины, насаженных нагильзу, в которой выполнена продольная щель, причем в каждой пластине,расположенной в зоне продольногопаза, выполнена узкая прорезь, а плас.тины сориентированы таким образом,что прорезт не совпадают друг с другом, позволяет при реализации изобретения повысить точность электромагнитного регулятора расхода,Это обусловлено тем, что поочередное включение катушек приводит к дискретному смещению полого сердечникавдоль оси корпуса и обмоток электромагнита. При этом величина расходаравна сумме микрорасходов среды, проходящей через прорези (капиллярыпластин полого сердечника (ротора,которые находятся в корпусе устройства ниже уплотнения. Направление движения сердечника определяется соответствующим порядком включения катушек.При этом точность. смещения сердечника на каждом шаге постоянна как в положении сердечника, которому соответствует одна открытая пластина, находящаяся ниже уплотнения, так и в положении с максимальным количеством открытых пластин.Структура изобретения описывается соотношениями:1) соотношения для линейного электромагнитного двигателя (см, Афонин А.А., Билозор Р.Р., Гребени(3) й=вБ; .0(п 1,(4) 50 8 = а-Ь,хеЬ9 ков В.В., Лыхненко И.И., Мельни чук Л,П. Электромагнитный привод робототехнических систем., - Киев: Наукова думка, 986, с. 124)5 огде- полюсное деление базы статора;хь - основной шаг двигателя;ш - число фаз двигателя (катушек);й - длина неферромагнитного на(Мьбора пластин;1 - длина ферромагнитного наборапластин, 202) соотношения для расхода газа или жидкости (см, Башта Т.М., Машиностроительная гидравлика, М.: Машиностроение, 1971). где ( - расход газа или жидкости;Г - площадь поперечного сечения;М - коэффициент расхода; , 30- функция, зависящая от давле-,ния, температуры, вязкостиразличных сред,Вследствие возвратно-поступательного перемещения сердечника для нашего случая меняется площадь поперечного сечения 2. Изменяется она последующей зависимости где и - количество открытых пластин,находящихся ниже уплотненияв корпусе;8 - площадь поперечного сечения 45одного капилляра (прорези)пластины;М - максимальное количество пластин с прорезями (И - 300); . где а - ширина прорези пластины;Ь - толщина пластиныДля обеспечения высокой точности устройства предлагается также придерживаться зависимости где х - основной шаг двигателя;Р - величина электронного дробления шага.Ориентировочные величины а и Ьмогут быть 0,1 мм.Предлагается также длину каждогопакета выбирать так, чтобы она не превьппала расстояния между полюсами разомкнутого магнитопровода.Взаимосвязь отличительных признаков, таких как наборы пакетов пластин (ферромагнитных и неферромагнитных), гильза, можно пояснить еще и тем, что они выполняют две функции: служат для получения возвратно-поступательного перемещения ротора линейного двигателя, а также служат для регулирования при помощи равных микро- расходов газа или жидкости.В известных в науке и технике тех" нических решениях укаэанной совокупности признаков с заявляемыми связями не обнаружено. Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия",Па Фиг, 1 изображен предложенный электромагнитный регулятор расхода в разрезе; ца фиг. 2 - сечение А-А на фиг 1; ца фиг,3 - сечение Б-Б на фиг. 1.Электромагнитный регулятор расхода (фиг. 1) содержит корпус 1 с выходным каналом 2. Корпус может иметь произвольное поперечное сечение, например круглое или прямоугольное. Он также имеет центровое отверстие диаметром (или размерами для некруглого сечения), большим или равным диаметру (размерам) полого сердечника 3. Полый сердечник 3 содержит гильзу 4, которая в верхней части имет входной канал 5, а ниже средней части имеет продольную щель 6, Верхняя часть щели 6 не должна выходить за верхние уплотнения при максимальном перемещении гильзы вверх. Полый сердечник 3 также имеет регулярно, чередующиеся пакеты 7, 8 ферромагнитных и нефсрромагнитных пластин. Это пластины двух видов: пластины 9 - с узкой прорезью 10 (фиг. 2) и пластины 11 - без прорезей,Пластины,9 с узкой прорезью 10 насаживаются попеременно таким образом, чтобы прорези це совпадали друг с другом Эти пластины насаживаются на грльзу 4 в зоне продольной щели 6, В верхней части полого сердечника 3, выше щели 6 гильзы 4 и ниже ее, наса51015 20 вытекает в выходной канал 2 корпуса 1.л".20.,30 мм жпваются пластины 11 без прорезей.Пакеты Ферромагнитных пластин 7 инеберромагнитных пластин 8 на гильзе4 стянуты прижимом 12. Пластины 9 спрорезью 10 установлены на гильзе 4таким образом, что вход прорезей совпадает с продольной щелью 6,Для этой ориентации можно выполнять на пластинах бурты, а на гильзепаз. Соосно с полчм,сердечником 3на корпусе 1 в магнитопроводах 13,разомкнутых со стороны полого сердечника, размещено не менее трех катушек 14.Для уплотнения и герметизации,,полого сердечника 3 служат уплотне ния 15.В качестве материала Ферромагнитных пластин может быть использованаэлектротехническая сталь. Она неможет быть использована в качествематериала магнитопровода. В качествематериала неАерромагнитных пластин.могут быть использованы латунь, медь,алюминий.Расстояние 0 между полюсами каждого магнитопровода 13 рекомендуетсявыбирать с обеспечением условий(6)Рекомендуется также соблюдатьследующее соотношение:ш Ф = (ш - 1) ( р + ), (7)При последовательном включении катушек 14 эти соотношения обеспечива.ют создание условий для продольного1перемещения полого сердечника (ротора) 3, так как Ферромагнитный пакетпластин, ближайший к включенной вданный момент катушке, стремится поддействием ее магнитного поля занятьположение магнитного равновесия между полюсами разомкнутого магнитопровода данной катушки.:1Если в положении полого сердечника (см. Фиг, 1) включена катушка 11,то полый сердечник наподвнжен и заФиксирован в указанном положении,так как соответствующий ферромагнитный пакет его находится в положениимагнитного равновесия между полюсамиразомкнутого магнитопровода катупщ ки 11.Если же включить катушку (одновременно выключив катушку 11),то регулирующий орган сместится в 25 30 35 40 45 50 55 направлении корпуса 1, так как соот" ветствующий катушке 1 ферромагнитный пакет пластин смещен относительно полюсов разомкнутого магнитопровода катушки 1.Если продолжать попеременно включить катушки в последовательности 111-11-1-111-11-1- или в обратной, то регулирующий орган будет со вершать возвратно-поступательное перемещение.Устройство работает следующим образом, Регулируемая среда подается через входной канал 5 н гильзу 4 по-лого сердечника 3, а затем через продольную щель 6 попадает в прорезе 10 пластин 9 и из тех из них, которые расположены ниже уплотнения 15,Попеременное включение катушек 14 в последовательностях, оговоренных ранее, приводит к незначительному, вследствие электронного деления шага, подъему или опусканию полого сердечника 3, а следовательно, к изменению количества задействованных (открытых) прорезей (капилляров) 10 пластин 9которые находятся в корпусе ниже уплотнения 15. При этом, естественно, уменьшается или увеличивается суммарная площадь проходных сечений капилляров 10 пластин 9 полого сердечника 3. Тем самым достигается управляемое изменение расхода регулируемой среды.Выполнение устройства согласно изобретению позволяет повысить точность электромагнитного регулятора расхода по сравнению с прототипом. Хотя и в предлагаемом устройстве и в прототипе меняется площадь проходного сечения, но, в предлагаемом устройстве она меняется линейно по отношению к перемещению регулирующего органа и в предлагаемом устройстве режим истечения газа или жидкости во всем диапазоне будет одинаков, таким образом,.будуг исключаться погрев- ности, обусловленные разной скоростью истечения рабочей среды, Использование капилляров малых сечений (8 с 0,01 мм) пластин малых толщин при относительно большом максимальном ходе полого сердечникапозволит получить высокую точность регулирования расхода, повысить надежность и уменьшить габаритные раз" меры и вес,5Формула нз обретенияЭлектромагнитный регулятор расхода, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены обмотка электромагнита и долый сердечник с продольной щелью, о т л .ич а ю щ и й .с я тем, что, с целью повышения точности электромагнитного регулятора расхода, полый сердечник выполнен в виде гильзы, открытый то"рец которой соединен с входным каналом, а на гильзу насажены пластиныравной толщины, плотно стянутые впакет, причем. пластины, расположенные в зоне продольной щели, снабжены,прорезямн, которые соединены с продольной щелью при этом прорези смежных пластин смещены друг относительно друга, гильза установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения и соединения прорезей с выходнымканалом, а обмотка электромагнитавыполнена в виде, по меньшей мере,трех катушек.11716487 Составитель А. РекунРедактор Т, Орловская ТехредА,Кравчук Корре Обручар 2 Госу; ри ГКНТ СССР изо Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ ВНИИП Тираж ствсциого комитета 113035, Москва, Ж