PL178894B1

PL178894B1 - Urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym

Info

Publication number: PL178894B1
Application number: PL95318758A
Authority: PL
Inventors: Lionel Haudebert; Marcel Freund
Original assignee: Schlumberger Ind Sa
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 2000-06-30
Also published as: NO970802L; PL318758A1; ATE175530T1; CZ294772B6; CN1158190A; SK23497A3; CZ47897A3; FR2724071A1; RU2155391C2; MX9701268A; BR9508742A; NO970802D0; EP0774174B1; DE69507148T2; WO1996006480A1; ES2129213T3; RO117222B1; SK283141B6; EP0774174A1; US5854429A

Abstract

1. Urzadzenie zabezpieczajace przed polem magnetycznym zawierajace napedowy uklad nape- dzajacy wprawiajacy w ruch dwa umocowane obroto- wo wokól osi mechaniczne elementy na zasadzie sprzezenia magnetycznego z zabezpieczeniem przed zewnetrznym polem magnetycznym, przy czym uklad napedowy sklada sie z co najmniej dwóch od- dzialywujacych na siebie nawzajem, namagnesowa- nych osiowo elementów, z których kazdy polaczony jest na stale z jednym z czlonów mechanicznych, przy czym wspomniane namagnesowane elementy sa prze- suniete osiowo, zas urzadzenie jest wyposazone w dwie czesci z materialu magnetycznego usytuowane wokól ukladu napedowego, przy czym kazda z czesci posiada minimalne promieniowe rozszerzenie wie- ksze od promieniowego rozszerzenia namagnesowa- nych elementów, znamienne tym, ze dwie czesci (72, 74; 92, 94; 96, 98) z materialu magnetycznego tworza miedzy soba usytuowana osiowo przestrzen (76) i sa przedluzone obejmujac uklad napedowy (60). P L 178894 B 1 F IG .3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym. Urządzenie to może być zamontowane w przepływomierzu.

Znane sąukłady napędowe wprawiające w ruch obrotowy wokół osi dwa elementy mechaniczne na drodze sprzężenia magnetycznego, które zawierają co najmniej dwa namagnesowane elementy, z których każdy połączony jest na stałe z jednym ze wspomnianych elementów mecha178 894 nicznych. Jeden z namagnesowanych elementów stanowi część prowadzącą, a drugi stanowi część prowadzoną układu napędowego. Te elementy są namagnesowane w kierunku osiowym i mająze sobą współdziałać tak, aby ruch obrotowy nadany jednemu z elementów mechanicznych został przeniesiony na drugi element mechaniczny za pośrednictwem opisanego wcześniej układu napędowego.

Zgłaszający zauważył, że jeśli na te magnetycznie układy napędowe zaczyna oddziaływać pole magnetyczne, a zwłaszcza gradient pola magnetycznego, działanie wspomnianych układów napędowych może ulegać zakłóceniom i może na przykład wystąpić „utyk magnetyczny” między częściami prowadzącymi i częściami prowadzonymi układu napędowego.

Znany jest z brazylijskiego wzoru użytkowego nr 91BR-100684 przepływomierz posiadający urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym, które otacza magnetyczny układ napędowy, co pokazano na fig. 1 i fig. 2.

Układ napędowy składa się z dwóch namagnesowanych osiowo pierścieni umieszczonych na przeciwko siebie wzdłuż urojonej osi przechodzącej przez oś turbiny i wałek połączony z licznikiem sumującym. To urządzenie zabezpieczające składa się z dwóch części wykonanych z materiału magnetycznego symetrycznie rozmieszczonych względem środkowej poziomej płaszczyzny przechodzącej między namagnesowanymi pierścieniami. Jak widać na fig. 2 każda część (odpowiednio) składa się z dwóch cylindrycznych fragmentów (odpowiednio) równoległych do urojonej osi, o takiej samej długości wzdłuż osi czyli o takiej samej wysokości i połączonych na jednym ze swoich osiowych końców trzecim promieniowym pierścieniowym fragmentem (odpowiednio) nadając w ten sposób każdej części kształt U w przekroju zawierającym urojoną oś.

Urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym powstaje poprzez połączenie razem dwóch elementów z materiału magnetycznego nadające temu urządzeniu kształtu torusa, o przekroju w przybliżeniu prostokątnym.

Urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym wbudowane do przepływomierza umieszczone jest wokół namagnesowanych wieńców, zaś i jego długość wzdłuż osi lub wysokość odpowiada wysokości magnetycznego układu napędowego. Tego rodzaju urządzenie zabezpieczające ukierunkowuje linie pola magnetycznego pochodzącego spoza przepływomierza i w związku z tym zewnętrzne pole magnetyczne ulega znacznemu osłabieniu w strefie usytuowanej wewnątrz w stosunku do części wykonanych z materiału magnetycznego, w której znajdują się namagnesowane wieńce.

Zgłaszający zauważył jednak, że w obecności pola magnetycznego umieszczonego na zewnątrz przepływomierza w sąsiedztwie osiowych końców strefy wewnętrznej w stosunku do części, w której umieszczone są wieńce powstaje gradient pola magnetycznego, który może zakłócić funkcjonowanie magnetycznego układu napędowego.

Zgłaszający mógł ponadto stwierdzić, że zwiększenie wewnętrznej średnicy części powoduje zmniejszenie wspomnianej strefy, w której pole magnetyczne wywołane zewnętrznym polem magnetycznym ma wartość bliską zeru.

Skuteczność takiego urządzenia zabezpieczającego polega więc na jego bliskim położeniu w stosunku do namagnesowanych wieńców.

W niektórych typach liczników takie bliskie położenie może prowadzić do wzajemnego magnetycznego oddziaływania między namagnesowanymi wieńcami i częściami z materiału magnetycznego.

Celem obecnego wynalazku jest wyeliminowanie niedogodności występujących w stanie techniki poprzez zaproponowanie urządzenia zabezpieczającego przed oddziaływaniem zewnętrznego pola magnetycznego na magnetyczny układ napędowy wprawiający w ruch obrotowy wokół osi dwa elementy mechaniczne, które jest łatwe do wykonania i które pozwala zmniejszyć gradient wspomnianego pola magnetycznego we wspomnianym układzie napędowym.

Urządzenie zabezpieczające przed zewnętrznym polem magnetycznym zawierające napędowy układ napędzający wprawiający w ruch dwa umocowane obrotowo wokół osi mechaniczne elementy na zasadzie sprzężenia magnetycznego z zabezpieczeniem przed zewnętrznym

178 894 polem magnetycznym, przy czym układ napędowy składa się z co najmniej dwóch oddziaływujących na siebie nawzajem, namagnesowanych osiowo elementów, z których każdy połączony jest na stałe z jednym z członów mechanicznych, przy czym wspomniane namagnesowane elementy sąprzesunięte osiowo, zaś urządzenie jest wyposażone w dwie części z materiału magnetycznego usytuowane wokół układu napędowego, przy czym każda z części posiada minimalne promieniowe rozszerzenie większe od promieniowego rozszerzenia namagnesowanych elementów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że dwie części z materiału magnetycznego tworząmiędzy sobąusytuowanąosiowo przestrzeń i sąprzedłużone obejmując układ napędowy.

Korzystnie części są oddalone od namagnesowanych elementów napędowego układu, wytwarzając w częściach pole magnetyczne o natężeniu mniejszym niż 10'³ Tesli.

Korzystnie każda część jest symetryczna względem osi obrotu.

Korzystnie co najmniej jedna część ma kształt półkulistego wieńca.

Korzystnie co najmniej jedna część posiada pierwszy fragment o kształcie cylindrycznym usytuowanym osiowo oraz drugi pierścieniowy fragment usytuowany promieniowo od osiowego końca pierwszego fragmentu, który jest najbardziej oddalony od osiowej przestrzeni w kierunku napędowego układu.

Korzystnie co najmniej jedna część posiada dwa równoległe cylindryczne fragmenty usytuowane osiowo oraz trzeci promieniowy pierścieniowy fragment łączący najbardziej oddalone od przestrzeni osiowej końce cylindrycznych fragmentów.

Korzystnie dwie części wykonane z materiału magnetycznego mają odmienne kształty.

Korzystnie dwie części wykonane z materiału magnetycznego mają jednakowe kształty.

Korzystnie napędowy układ ze sprzężeniem magnetycznym jest układem typu przyciągającego.

Korzystnie napędowy układ ze sprzężeniem magnetycznym jest układem typu odpychającego.

Korzystnie napędowy układ ze sprzężeniem magnetycznym posiada dwa zestawy połączonych parami stałych magnesów tworzących elementy namagnesowane.

Fakt, że dwie części z materiału magnetycznego tworząmiędzy sobąusytuowanąosiowo przestrzeń w celu zmniejszenia gradientu zewnętrznego pola magnetycznego w układzie napędowym i sąprzedłużone osiowo w taki sposób, że osiowo obejmująwspomniany układ napędowy pozwala nie tylko zmniejszyć natężenie zewnętrznego pola magnetycznego w układzie napędowym, ale również nadać temu polu możliwie jak najbardziej jednorodny charakter w strefie, w której znajduje się magnetyczny układ napędowy.

Omawiane urządzenie zabezpieczające pozwala również ograniczyć upływ pola magnetycznego wytwarzanego przez magnetyczny system napędowy.

Według jednej z cech wynalazku części z materiału magnetycznego są umieszczone w takiej odległości od namagnesowanych elementów układu napędowego, aby wytwarzały we wspomnianych częściach pole magnetyczne o natężeniu mniejszym niż 10'³ Tesli. Niektóre typy liczników, zwłaszcza przepływomierze komorowe, mogą tolerować pewne większe wzajemne oddziaływania magnetyczne między urządzeniem zabezpieczającym przed polem magnetycznym i układem napędowym.

Ta cecha jest szczególnie korzystna w przypadku wodomierzy, w których umożliwia zmniejszenie do minimum wszelkich oddziaływań magnetycznych między urządzeniem zabezpieczającym przed polem magnetycznym i układem napędowym.

Przepływomierz wyposażony w takie urządzenie zabezpieczające ma szczególne zalety ponieważ pozwala z jednej strony uniknąć hamowania ruchu turbiny przy małym przepływie, a z drugiej strony rozłączania napędu przy dużym natężeniu przepływu.

Należy zwrócić uwagę, że urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym według wynalazku może być również zastosowane w wodomierzu, w którym czujnikiem przepływu nie jest turbina.

Na figurze 1 pokazano schemat przepływomierza wyposażonego w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym według stanu techniki w przekroju podłużnym, fig. 2 178 894 urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym z fig. 1 w częściowym rzucie perspektywicznym, zaś przedmiot zgłoszenia, według wynalazku jest przedstawiony na fig. 3, na której pokazano schemat urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym według pierwszego sposobu wykonania wynalazku w przekroju podłużnym, fig. 4 - powiększony częściowy schematyczny widok przepływomierza wyposażonego w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym z fig. 3, fig. 5 - częściowy schematyczny widok przepływomierza wyposażonego w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym według drugiego przykładu wykonania wynalazku, fig. 6 - dwie krzywe obrazujące przebieg gradientu pola magnetycznego w magnetycznym układzie napędowym w obecności zewnętrznego pola magnetycznego, odpowiednio dla urządzenia zabezpieczającego zabezpieczające przed polem magnetycznym pokazanego na fig. 1 i 2 (krzywa A) i dla urządzenia pokazanego na fig. 5 (krzywa B), figury 7a, 7b, 7c - szereg rozwiązań wykonania urządzenia zabezpieczającego zabezpieczające przed polem magnetycznym z fig. 5 w częściowym widoku schematycznym.

Na figurze 1 i figurze 2 pokazano przepływomierz, znany ze stanu techniki, posiadający urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym, które otacza magnetyczny układ napędowy.

Układ napędowy składa się z dwóch namagnesowanych osiowo pierścieni 3,5 umieszczonych naprzeciwko siebie wzdłuż urojonej osi przechodzącej przez oś turbiny 7 i wałek 9 połączony z licznikiem sumującym. To urządzenie zabezpieczające składa się z dwóch części 11, 13 wykonanych z materiału magnetycznego symetrycznie rozmieszczonych względem środkowej poziomej płaszczyzny P przechodzącej między namagnesowanymi pierścieniami 3, 5. Jak widać na fig. 2 każda część 11 (odpowiednio 13) składa się z dwóch cylindrycznych fragmentów 11 a, 11b (odpowiednio 13a, 13b) równoległych do urojonej osi, o takiej samej długości wzdłuż osi czyli o takiej samej wysokości i połączonych na jednym ze swoich osiowych końców trzecim promieniowym pierścieniem fragmentem 11c (odpowiednio 13c) nadając w ten sposób każdej części kształt U w przekroju zawierającym urojoną oś.

Urządzenie 1 zabezpieczające przed polem magnetycznym powstaje poprzez połączenie razem dwóch elementów z materiału magnetycznego nadające temu urządzeniu kształt torusa, o przekroju w przybliżeniu prostokątnym.

Urządzenie 1 zabezpieczające przed polem magnetycznym wbudowane w przepływomierz umieszczone jest wokół namagnesowanych wieńców, zaś i jego długość wzdłuż osi lub wysokość odpowiada wysokości magnetycznego układu napędowego. Tego rodzaju urządzenie zabezpieczające ukierunkowuje linie pola magnetycznego pochodzącego spoza przepływomierza i w związku z tym zewnętrzne pole magnetyczne ulega znacznemu osłabieniu w strefie usytuowanej wewnątrz w stosunku do części 11,13 wykonanych z materiału magnetycznego, w której znajdują się namagnesowane wieńce 3, 5.

Jak pokazano na fig. 3 i jak oznaczono ogólnie odnośnikiem 20 poniższy opis dotyczy przepływomierza, a zwłaszcza wodomierza, wyposażonego w magnetyczny układ napędowy i zgodnie z wynalazkiem w urządzenie zabezpieczające ten układ przed zewnętrznym polem magnetycznym.

Przepływomierz posiada pomiarową komorę 22 i usytuowaną nad nią osłonę 24, w której umieszczony jest licznik sumujący, na przykład typu mechanicznego (nie pokazany).

Przepływomierz posiada również dwa człony mechaniczne umieszczone w pionowej osi ZZ' i mogące wykonywać ruch obrotowy wokół tej osi. Jednym z członów mechanicznych jest osiowa turbina 28 wyposażona w łopatki 30 i umieszczona w pomiarowej komorze 22. Osiowa turbina 28 składa się z centralnej piasty 32 do której przymocowane sąłopatki 30 oraz z połączonego na stałe z piastą 32 wałka 34, który znajduje się na górnym końcu turbiny 28, jest usytuowany współosiowo ze wspomnianą piastą i osią turbiny 28. Osiowa turbina 28 oparta jest na ośce 36 przytwierdzonej jednym końcem, zwanym końcem dolnym 36a do jednej ze ścianek komory pomiarowej prostopadłej do osi ZZ' i stanowiącej dno tej komory. W centralnej piaście 32 turbiny 28 wykonane jest osiowo usytuowane gniazdo 40, w którym jest umieszczony górny koniec 36b ośki 36. Górny koniec 36b ośki 36 styka się z dnem osiowego gniazda 40. Gdy turbina 28 znajduje się w stanie spoczynku, to górny koniec 36b ośki 36 styka się z dnem osiowego gniazda 40.

178 894

Pomiarowa komora 22 jest wyposażona w przegrody 41, czyli żebra rozmieszczone promieniowo w stosunku do osi turbiny 28 i tworzące całość z górną ścianką 42 komory 22. Górna ścianka 42 jest prostopadła do osi ZZ' i usytuowana jest po przeciwnej stronie niż dolna ścianka 38. Górna ścianka 42, tworząca płytę zapewnia szczelność między komorą pomiarową 22 i osłona 24 oraz otaczającym przepływomierz powietrzem i jest wykonana z materiału niemagnetycznego. Woda wpływa do komory pomiarowej 22 przez iniektor i wypływa przez ejektor, przy czym iniektor i ejektor nie są widoczne w płaszczyźnie przekroju z fig. 3. Gdy turbina 28 zaczyna się obracać na skutek przepływu wody w komorze pomiarowej 22 to unosi się do góry i dno osiowego gniazda 40 centralnej piasty 32 odsuwa się od górnego końca 36b ośki 36.

Drugim członem mechanicznym jest wałek 44 usytuowany w jednej linii z osią turbiny 28 w osłonie 24 licznika sumującego.

Przepływomierz posiada dodatkowąkomorę 46 usytuowanąmiędzy osłoną 24 licznika sumującego i pomiarową komorą 22. Dodatkowa komora 46 jest ograniczona dwoma ściankami, przy czym jedna ze ścianekjest połączona z górną ścianką42 komory pomiarowej 22, zaś a druga ścianka 48, czyli podstawa, znajduje się powyżej ścianki 42. Wykonana z niemagnetycznego materiału ścianka 48 oddziela osłonę 24 od dodatkowej komory 46. Ścianka 48 posiada pierwsząobwodową zewnętrzną poziomą strefę 48a i drugą centralną strefę 48b, której kształt w kierunku pomiarowej komory 22 zmienia się tworząc gniazdo 50 od strony osłony 24 i wystająca część 52 od strony przeciwnej.

Górna ścianka 42 posiada pierwszą obwodową zewnętrzną strefę 42a tworzącą pierścieniowy występ, który biegnie równolegle do osi turbiny 28 i jest usytuowana przy pierwszym odcinku pierwszej strefy 48a ścianki 48, która jest najbardziej oddalona od drugiej strefy 48b.

Górna ścianka 42 posiada drugąpoziomąstrefę 42b w kształcie wieńca nadając wraz z drugim odcinkiem położonym przeciwległe do pierwszej strefy 48a ścianki 48 kształt dodatkowej komorze 46. pierścieniowy

Górna ścianka 42 posiada również trzecią strefę 42c, której kształt zmienia się z kierunku osłony 24 tworząc gniazdo 54 od strony komory pomiarowej 22 i wystającączęść od strony przeciwnej. Wystające części, odpowiednio, 52 i 56 drugiej strefy 48b ścianki 48 i trzeciej strefy 42c górnej ścianki 42 stykają się ze sobą nawzajem, a trzecia strefa 42c posiada obwodowy kołnierz 42d, który otacza wystającączęść 56 drugiej strefy 48b ścianki 48.

Przepływomierz posiada również magnetyczny układ napędowy 60, którego zadaniem jest przeniesienie obrotowego ruchu osiowej turbiny 28 na wałek 44, który przeniesie ten ruch mechanicznie na licznik sumujący. ·

Jakpokazano na fig. 3 magnetyczny napędowy układ 60 posiada co najmniej dwa elementy namagnesowane zgodnie z kierunkiem osiowym równoległym do osi ZZ'.

Każdy z namagnesowanych elementów jest połączony na stałe z wałkiem 44, czyli z osiową turbiną 28.

Magnetyczny napędowy układ 60 jest, na przykład, utworzony przez dwie pary stałych magnesów 62a, 62b, 64a, 64b w kształcie równoległościanów. Każda para jest rozmieszczona na wieńcu osadzonym centralnie w osi ZZ', a dwa magnesy tworzące wspomnianą parę są umieszczone po przeciwnych stronach w stosunku do środka wspomnianego wieńca. Stałe magnesy są na przykład identyczne.

Pokazany na fig. 3 wałek 34, połączony na stałe z centrahiąpiastą32 turbiny 28, jest wyposażony na swoim górnym końcu w element w kształcie tarczy 66 umieszczonej prostopadle do osi ZZ' nadając tym samym górnej części turbiny 28 kształt T. Tarcza 66 posiada dwa obwodowo usytuowane wybrania, w których umieszczone są magnesy 62a, 62b, które stanowią część prowadzącą magnetycznego układu napędowego 60. Tarcza 66, stanowiąca w ten sposób obsadę magnesów, jest umieszczona w gnieździe 54 górnej ścianki 42. Wałek 44 jest wyposażony w dwa inne magnesy 64a, 64b na swoim końcu, który wchodzi w gniazdo 50 wykonane w górnej ściance 42. Magnesy 64a, 64b stanowią część prowadzoną magnetycznego układu napędowego 60. Tak więc obie pary stałych magnesów 62a, 62b, 64a, 64b sąoddzielone od siebie ściankami 42 i 48.

178 894

Magnetyczny układ napędowy jest na przykład typu odpychającego, co oznacza, że każda para magnesów jest tak samo namagnesowana, równolegle do osi turbiny 28, a namagnesowanie obu par magnesów ma kierunek przeciwny.

Można również przewidzieć magnetyczny układ napędowy typu przyciągającego, w skład którego wchodzą, na przykład, dwa wieńce położone naprzeciwległe, z których każdy składa się z namagnesowanych części, a w każdym ze wspomnianych wieńców dwie położone obok siebie namagnesowane części mają przeciwne znaki.

W tego typu magnetycznych układach napędowych część prowadząca wytwarza gradient pola magnetycznego, który sam przenosi siłę na część prowadzonąumożliwiając przez to części prowadzącej wprawienie w ruch części prowadzonej z szybkością takiej samej jak własna.

Urządzenie 70 zabezpieczające przed polem magnetycznym według wynalazku, pozwala precyzyjnie zredukować gradient pola magnetycznego będący efektem oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego w magnetycznym układzie napędowym 60 przepływomierza, aby wspomniany ruch i przeniesienie siły nie ulegały zakłóceniu.

Według pierwszego przykładu wykonania przedstawionego na fig. 3 i 4 urządzenie 70 zabezpieczające przed polem magnetycznym jest wyposażone w dwie części 72, 74 z materiału magnetycznego rozmieszczone wokół magnetycznego układu napędowego 60 w pierścieniowej przestrzeni dodatkowej komory 46. Obie części 72, 74 są identyczne i obrotowo symetryczne. Każda z części 72,74 posiada minimalny zasięg wzdłuż promienia, który jest większy niż zasięg wzdłuż promienia stałych magnesów 62a, 62b, 64a, 64b. Jak pokazano na fig. 4 każda z części 72, 74 składa się z dwóch fragmentów: pierwszego fragmentu 72a, 74a mającego kształt cylindryczny i położonego równolegle do osi ZZ' oraz drugiego fragmentu 72b, 74b mającego kształt pierścieniowy i wystającego promieniowo w kierunku osi ZZ' z jednego z osiowych końców pierwszego fragmentu.

Drugi fragment pierścienia 72b, 74b tworzy obrzeże. W urządzeniu 70 zabezpieczającym przed polem magnetycznym według wynalazku obie części 72, 74 są rozsunięte osiowo, to znaczy utworzona jest między nimi osiowa przestrzeń 76 znajdująca się w pierścieniowej przestrzeni dodatkowej komory 46.

Figura 4 przedstawia dwie urojone płaszczyzny P1 i P2, które są do siebie ustawione równoległe i zarazem prostopadłe do osi ZZ'. Płaszczyzna P1 styczna do dolnej powierzchni pierścienia 72b części 72, zaś płaszczyzna P2 jest styczna do górnej powierzchni pierścienia 74b części 74.

Górna powierzchnia ścianki 42 usytuowana jest w płaszczyźnie Pl, a dolna powierzchnia ścianki 48 usytuowana jest w płaszczyźnie P2.

Każda z części 72,74 styka się w ten sposób odpowiednio z górnąpowierzchnią ścianki 42 i dolną powierzchnią ścianki 48.

Obie części 72, 74 z materiału magnetycznego mają taki zasięg wzdłuż osi, że obejmują osiowo obie pary magnesów 62a, 62b i 64a, 64b, a płaszczyzny Pl i P2 nie sąodpowiednio styczne do dolnych powierzchni magnesów 62a, 62b i górnych powierzchni magnesów 64a, 64b jak to miało miejsce w urządzeniu zabezpieczającym znanym ze stanu techniki.

Aby utrzymać osiowo usytuowaną przestrzeń 76 między dwoma częściami 72,74 przewidziano na przykład umieszczenie między pierwszymi fragmentami 72a, 74a każdej części 72,74 odstępnika 78 mającego kształt cylindryczny i wykonanego z materiału niemagnetycznego.

Aby utrzymać części 72, 74 w położeniu centralnym umieszczono szereg ograniczników 80 rozmieszczonych promieniowo na górnej powierzchni (odpowiednio dolnej) ścianki 42 (odpowiednio ścianki 48), tak jak to pokazano na fig. 3.

Aby uniknąć wprowadzania dodatkowych elementów takich jak odstępnik 78 i ograniczniki 80 można również połączyć klejem odpowiednie pierścieniowe obrzeże 72b, 74b każdej części 72, 74 z górną powierzchnią (odpowiednio dolną) ścianki 42 (odpowiednio 48).

Magnesy 62, 62b, 64a, 64b tworzące magnetyczny układ napędowy przepływomierza, dzięki przestrzeni osiowej istniejącej między dwoma częściami 72, 74, znajdują się w strefie, w której gradient wytworzony przez zewnętrzne pole magnetyczne jest znacznie zmniejszony.

178 894

Magnesy sąponadto chronione w kontekście natężenia zewnętrznego pola magnetycznego.

Wprowadzając osiowe przedłużenie osiowej przestrzeni 76 oraz osiowe przedłużenie części 72, 74 w magnetycznym układzie napędowym można poprawić skuteczność urządzenia zabezpieczającego według wynalazku eliminując gradient pola magnetycznego w strefie, w której znajduje się magnetyczny układ napędowy.

Dwie części z materiału magnetycznego są zwymiarowane stosownie do natężenia pola magnetycznego wytwarzanego przez stałe magnesy w celu możliwiejak najdalej idącego ograniczenia wzajemnego oddziaływania magnetycznego między wspomnianymi częściami i wspomnianymi magnesami.

Ich wymiary narzucają więc przestrzenne rozmieszczenie części względem, wobec czego rozsądnejest umieszczenie części z materiału magnetycznego w takiej odległości, aby pole magnetyczne wytworzone w tych częściach przez magnesy miało natężenie mniejsze lub równe 10³ Tesli.

Jeżeli części sązbytnio oddalone od magnetycznego układu napędowego 60, a tym samym znajdują się zbyt blisko zewnętrznych ścianek przepływomierza występuje ryzyko nasycenia materiału magnetycznego, z którego wykonane są części 72,74 i w konsekwencji utrata skuteczności urządzenia zabezpieczającego 70 przed ze względu na jego bliskiego położenie w stosunku do źródła zewnętrznego pola magnetycznego.

Należy zwrócić uwagę, że gdy magnetyczny układ napędowy jest typu odpychającego to linie pola magnetycznego mają większy zasięg promieniowy i osiowy niż w przypadku układu typu przyciągającego.

Urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym magnetyczny układ napędowy typu odpychającego będzie więc bardziej oddalone niż w przypadku układu typu przyciągającego.

Figura 5 przedstawia drugi przykład wykonania wynalazku.

Przepływomierz pokazany częściowo na tej figurze posiada dodatkową komorę 47, której pierścieniowy kształt wyznaczony jest przez dwie ścianki 42 i 48.

Aktualne jest wszystko, co odnosiło się do opisu pierwszego przykładu wykonania i w związku z tym nie będzie już powtarzane, przy czym odnośniki na figurach pozostają niezmienione dla wspólnych elementów.

W tym przykładzie wykonania obie części 72,74 z materiału magnetycznego sąodpowiednio usytuowane po jednej i po drugiej stronie ścianki 48 z materiału niemagnetycznego.

Jedna z części 72 umieszczonajest w dodatkowej komorze 47 i przymocowana na przykład przez przyklejenie jej do górnej powierzchni pokazanej częściowo ścianki 42. Druga część 74 jest natomiast umieszczona w osłonie 24 licznika sumującego i jej swobodny koniec pierwszego fragmentu styka się z górną powierzchnią ścianki 48. Część 74 utrzymana jest w 74a położeniu promieniowym przez obrzeże 82 otaczające wspomnianą część 74 i opierające się o obwodowy ogranicznik 84.

Rozmieszczone w ten sposób części 72,74 tworząmiędzy sobąosiowąprzestrzeń 76 i mają taki zasięg wzdłuż osi, że obejmują osiowo stałe magnesy 62a, 62b, 64a, 64b magnetycznego układu napędowego.

Jak pokazano na fig. 5 górne magnesy 64a, 64b są większe niż dolne magnesy 62a, 62b i wchodzą częściowo w osiową przestrzeń 76. Dolne magnesy 62a, 62b pozostają na zewnątrz przestrzeni osiowej 76. Strefa, w której umieszczone są magnesy pokrywa się ze strefą zmniejszonego gradientu pola magnetycznego, co nie ma wpływu na wzajemne oddziaływanie magnetyczne między wspomnianymi magnesami w zewnętrznym polu magnetycznym.

Takie rozmieszczenie części urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym jest szczególnie korzystne w porównaniu z urządzeniem zabezpieczającym przed polem magnetycznym znanym ze stanu techniki przedstawionym na fig. 1 i 2 biorąc pod uwagę, że zasięg osiowy dodatkowej komory 47 jest mniejszy i że w ten sposób zyskuje się pod względem zmniejszenia gabarytów.

Dla przykładu moment magnetyczny górnych magnesów 64a, 64b wynosi 16.10% a dolnych magnesów 62a, 62b wynosi 11.10%

178 894

Części 72, 74 są wykonane z miękkiej stali.

Zewnętrzna średnica części 72, 74 wynosi 38 mm, a ich średnica wewnętrzna wynosi 28 mm, przy czym grubość tych części wynosi 1 mm.

Pierwszy fragment 72a, 74a każdej z części ma zasięg osiowy czyli wysokość 8,5 mm.

Każdy magnes ma taką samą średnicę i jest umieszczony w odległości 8,25 mm od wewnętrznej średnicy pierścieniowego obrzeża 72b, 74b każdej z części.

Górna powierzchnia każdego magnesu 64,64b znajduje się w odległości 5,5 mm od dolnej powierzchni pierścieniowego obrzeża 74b.

Przy takim rozmieszczeniu pole magnetyczne wytworzone przez magnesy 64a, 64b w części 74 ma natężenie 10 Tesli, co pozwala wyeliminować wszelkie wzajemne oddziaływanie magnetyczne.

Figura 6 pozwala porównać skuteczność urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym według wynalazku, pokazanego na fig. 5, z urządzeniem zabezpieczającym przedpolem magnetycznym według stanu techniki pokazanego na fig. 1 i 2.

Pokazana na fig. 6 krzywa A przedstawia przebieg gradientu pola magnetycznego w strefie, w której znajduje się magnetyczny układ napędowy przepływomierza wyposażonego w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym z fig. 1 i 2 w obecności zewnętrznego pola magnetycznego, a krzywa B reprezentuje przebieg gradientu pola magnetycznego w strefie, w której znajduje się magnetyczny układ napędowy przepływomierza wyposażonego w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym z fig. 5 w obecności zewnętrznego pola magnetycznego.

Tak więc magnetyczny układ napędowy wyposażony w urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym przedstawionym na fig. 5 znajduje się w strefie (usytuowanej między równoległymi pionowymi liniami przerywanymi), w której gradient pola magnetycznego (krzywa B) ulega znacznemu osłabieniu w porównaniu z gradientem pola magnetycznego (krzywa A) uzyskanym dzięki urządzeniu zabezpieczającemu znanemu ze stanu techniki (fig. 1i 2). Figura 6 przedstawia tylko magnesy 62b i 64b napędu magnetycznego oraz fragment części 72 i 74 urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym. Magnetyczny układ napędowy chroniony za pomocą urządzenia zabezpieczającego polem magnetycznym pokazanego na fig. 5 będzie w konsekwencji w małym stopniu podatny na zewnętrzne zakłócenia magnetyczne.

Według rozwiązania wynalazku przedstawionego na fig. 7a, w którym pokazane są tylko części 92, 94 z materiału magnetycznego i magnetyczny układ napędowy, każda część z materiału magnetycznego ma kształt półkulistego wieńca. Obie identyczne części 92,94 majątaki zasięg osiowy, że obejmują osiowo magnetyczny układ napędowy.

Figura 7b przedstawia inny wariant wykonania urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym według wynalazku.

Jak pokazano na fig. 7b obie części 96,98 z materiału magnetycznego sąidentyczne. Każda część 96 (odpowiednio 98) posiada dwa równoległe cylindryczne fragmenty 96a, 96b (odpowiednio 98a, 98b) o takim samym zasięgu osiowym, współosiowe, oraz trzeci pierścieniowy fragment 96c (odpowiednio 98c), który łączy jeden z najbardziej oddalonych od osiowej przestrzeni 76 końców cylindrycznych fragmentów.

W płaszczyźnie, w której leży oś ZZ' każda część 96,98 ma lokalnie przekrój w kształcie U. Przy takim rozmieszczeniu korzystne jest odsunięcie części 96,98 od magnesów 62a, 62b, 64a, 64b w celu uniknięcia zbyt silnego wzajemnego oddziaływania magnetycznego.

Figura 7c przedstawia inny wariant wykonania, w którym zastosowano części 72,74 z materiału magnetycznego opisane w odniesieniu do fig. 4, ale w którym wspomniane części mają inne wymiary.

Jak pokazuje fig. 7c część 72 ma mniejszy zasięg osiowy niż część 74.

Układ może być zamieniony: część 74 ma wówczas mniejszy osiowy zasięg niż zasięg części 72.

178 894

Takie niesymetryczne układy mogą być stosowane gdy magnesy mają różne wymiary, a zwłaszcza w przypadku magnetycznego układu napędowego typu przyciągającego utworzonego na przykład przez namagnesowane wieńce położone na przeciwko siebie.

Można również przewidzieć zastosowanie dwóch części z materiału magnetycznego mających zupełnie inny kształt w połączeniu na przykład, bez żadnych ograniczeń, kształtami opisanymi w odniesieniu do figur 4, 5 i 7a-c oraz ich wymiarami.

Istnieje również możliwość zastosowania innych kształtów części z materiału magnetycznego nie uwzględnionych w niniejszym opisie do wykonania urządzenia zabezpieczającego przed polem magnetycznym według wynalazku.

zz'

FIG.3

178 894

FIG. 4

FIG.5

178 894

2!i

FIG.6

178 894

64a

XŁC

64b

^SV~'-'-94

64b

FIG.7b

64a ί i r

FIG.7c

178 894

FIG.1

STAN TECHNIKI

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie zabezpieczające przed polem magnetycznym zawierające napędowy układ napędzający wprawiający w ruch dwa umocowane obrotowo wokół osi mechaniczne elementy na zasadzie sprzężenia magnetycznego z zabezpieczeniem przed zewnętrznym polem magnetycznym, przy czym układ napędowy składa się z co najmniej dwóch oddziaływujących na siebie nawzajem, namagnesowanych osiowo elementów, z których każdy połączony jest na stałe z jednym z członów mechanicznych, przy czym wspomniane namagnesowane elementy są przesunięte osiowo, zaś urządzenie jest wyposażone w dwie części z materiału magnetycznego usytuowane wokół układu napędowego, przy czym każda z części posiada minimalne promieniowe rozszerzenie większe od promieniowego rozszerzenia namagnesowanych elementów, znamienne tym, że dwie części (72,74; 92,94; 96,98) z materiału magnetycznego tworzą między sobąusytuowanąosiowo przestrzeń (76) i sąprzedłużone obejmując układ napędowy (60).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że części (72,74; 92,94; 96,98) są oddalone od namagnesowanych elementów (62a, 62b, 64a, 64b) napędowego układu (60), wytwarzając w częściach pole magnetyczne o natężeniu mniejszym niż 10'³ Tesli.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że każda część (72,74; 92,94; 96,98) jest symetryczna względem osi obrotu.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że co najmniej jedna część (92,94) ma kształt półkulistego wieńca.
5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że co najmniej jedna część (72,74) posiada pierwszy fragment (72a, 74a) o kształcie cylindrycznym usytuowanym osiowo oraz drugi pierścieniowy fragment (72b, 74b) usytuowany promieniowo od osiowego końca pierwszego fragmentu (72a, 74a), który jest najbardziej oddalony od osiowej przestrzeni (76) w kierunku napędowego układu (60).
6. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że co najmniej jedna część (96,98) posiada dwa równoległe cylindryczne fragmenty (96a, 96b) usytuowane osiowo oraz trzeci promieniowy pierścieniowy fragment (96c) łączący najbardziej oddalone od przestrzeni osiowej końce cylindrycznych fragmentów (96c).
7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że dwie części wykonane z materiału magnetycznego mają odmienne kształty.
8. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że dwie części wykonane z materiału magnetycznego mają jednakowe kształty.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że napędowy układ (60) ze sprzężeniem magnetycznym jest układem typu przyciągającego.
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że napędowy układ (60) ze sprzężeniem magnetycznym jest układem typu odpychającego.
11. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że napędowy układ (60) ze sprzężeniem magnetycznym posiada dwa zestawy połączonych parami stałych magnesów (62a, 62b, 64a, 64b) tworzących elementy namagnesowane.