PL210650B1 - Siłownik elektromagnetyczny - Google Patents

Description

Siłownik elektromagnetyczny jest stosowany do napędu m. in.: przepustnic silników spalinowych, zaworów, klap motylkowych, klap przeciwpożarowych i oddymiających, przepustnic układów wentylacyjnych, podajników paliwa do kotłów na paliwo stałe itp.

W znanych rozwiązaniach siłownik elektromagnetyczny składa się z karkasu w kształcie rurki z materiał u diamagnetycznego, na którym osadzona jest cewka, po obu stronach której umieszczone są pierścienie z materiału ferromagnetycznego, a cewka i te pierścienie umieszczone są wewnątrz tulei wykonanej z materiału ferromagnetycznego stanowiącej wraz z pierścieniami jarzmo elektromagnesu, zaś wewnątrz karkasu umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę związaną z popychaczami wykonanymi z materiału diamagnetycznego.

W innym rozwiązaniu siłowniki elektromagnetyczne składają się z cewki zewnętrznej nawiniętej na karkasie z materiału diamagnetycznego, sprężyny powrotnej i wyłącznika krańcowego. Wewnątrz karkasu umieszczona jest na ruchomej zworze cewka wewnętrzna połączona poprzez wyłącznik krańcowy z układem sterowania. Zwora z popychaczem w skrajnym położeniu powoduje zmianę kierunku naprężania sprężyn oraz zmianę pozycji wyłącznika krańcowego.

W innym rozwiązaniu sił ownik elektromagnetyczny posiada karkas w postaci rurki, na którym znajdują się cztery cewki, przy czym skrajne cewki mają po pięć uzwojeń. Wewnątrz karkasu znajduje się zwora w kształcie wydrążonego walca. Zwora prowadzona jest w specjalnych tulejach będących jej ułożyskowaniem, a koniec zwory posiada wydrążenie z umieszczonym w nim magnesem trwałym, który utrzymuje zworę w skrajnym położeniu. Na końcu karkasu znajduje się cewka do sygnalizacji położenia zwory.

W znanych rozwiązaniach siłowników elektromagnetycznych brak zabezpieczeń od wzrostu temperatury uzwojenia elektromagnesu powstałej w wyniku przeciążenia siłownika czy też w wyniku zwiększenia napięcia zasilania (stałego lub przemiennego) w celu zwielokrotnienia uzyskiwanej siły napędowej a tym samym mocy siłownika przy pracy dorywczej i przerywanej, bez ryzyka uszkodzenia siłownika.

Siłownik elektromagnetyczny według wynalazku składa się z karkasu w kształcie rurki wykonanego z materiału diamagnetycznego, na którym umieszczona jest cewka, w której umieszczony jest termistor połączony szeregowo z cewką, będący elementem ochronnym dla tej cewki. Zamiast termistora w cewce może być umieszczony bimetaliczny wyzwalacz termiczny. Po obu stronach cewki umieszczone są pierścienie z materiału ferromagnetycznego. Cewka wraz z pierścieniami umieszczona jest w tulei z materiału ferromagnetycznego, która stanowi jednocześnie korpus siłownika. Wewnątrz karkasu umieszczona jest ślizgowo zwora w postaci odcinka litego pręta ferromagnetycznego i zwią zany z nią popychacz wykonany z pr ę ta lub rurki z materiał u diamagnetycznego.

Siłownik może być wyposażony w sprężynę powrotną umieszczoną pomiędzy pierścieniem z materiał u ferromagnetycznego i ogranicznikiem przymocowanym do popychacza, sł u żącym do utrzymywania sprężyny w stanie napięcia.

Zaletą wynalazku jest możliwość zwielokrotnienia uzyskiwanej siły napędowej a tym samym mocy siłownika dla pracy dorywczej i przerywanej poprzez podniesienie napięcia zasilania, bez ryzyka uszkodzenia napędu, oraz możliwość zasilania napięciem stałym, wyprostowanym lub zmiennym o róż nej wartoś ci napię cia (np. 24V AC/DC, 110 AC/DC lub 230 AC/DC). Pozwala to na zmniejszenie masy w stosunku uzyskiwanej siły przy znacznym uproszczeniu konstrukcji i istotnym obniżeniu kosztów wytworzenia siłownika.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia, w przekroju osiowym, siłownik elektromagnetyczny z dwiema cewkami bez sprężyny, fig. 2 - siłownik elektromagnetyczny z jedną cewką i jedną sprężyną, fig. 3 - siłownik z dwiema cewkami i jedną sprężyną, fig. 4 - siłownik z dwiema cewkami i dwiema sprężynami.

Siłownik elektromagnetyczny przedstawiony na fig. 1 składa się z karkasu 1 wykonanego w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzone są cewki 2a i 2b z umieszczonymi wewnątrz nich termistorami 3a i 3b. Zamiast termistorów można zastosować bimetaliczne wyzwalacze termiczne. Po obu stronach cewki 2a umieszczone są pierścienie 4a, 4b, a po obu stronach cewki 2b umieszczone są pierścienie 4c, 4d. Cewki 2a, 2b i pierścienie 4a, 4b, 4c, 4d umieszczone są wewnątrz tulei 5 stanowiącej korpus siłownika. Zarówno pierścienie 4a, 4b, 4c, 4d, jak i tuleja zewnętrzna 5 wykonane są z materiału ferromagnetycznego. Wewnątrz karkasu 1 umieszczony jest ślizgowo

PL 210 650 B1 odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę 6b związaną z popychaczami 6a i 6c wykonanymi z prętów lub rurek diamagnetycznych.

Działanie siłownika elektromagnetycznego jest następujące: w cewce 2a po załączeniu zasilania powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą obudowę siłownika) oraz pierścienie 4a, 4b tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę cewki 2b tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4a była jak najmniejsza.

Po zasileniu cewki 2b powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą korpus siłownika) oraz pierścienie 4c, 4d tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę przeciwną niż cewka 2a tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4d była jak najmniejsza. Tak więc ruch w górę lub w dół można otrzymać poprzez naprzemienne załączanie cewek.

Podanie odpowiednich wartości napięcia na obie cewki 2a i 2b pozwala na regulację prędkości i przyspieszenia ruchu zwory.

W przypadku wzrostu temperatury wewnątrz cewek powyżej bezpiecznej wartości termistory 3a i 3b (lub zamiast termistorów bimetaliczne wyzwalacze termiczne) odłączają zasilanie cewek.

Siłownik elektromagnetyczny przedstawiony na fig. 2 składa się z karkasu 1 wykonanego w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzona jest cewka 2a z umieszczonym wewnątrz niej termistorem 3a. Zamiast termistora w cewce 2a można zastosować bimetaliczny wyzwalacz termiczny. Po obu stronach cewki 2a umieszczone są pierścienie 4a, 4b. Cewka 2a i pierścienie 4a, 4b umieszczone są wewnątrz tulei 5 stanowiącej korpus siłownika. Zarówno pierścienie 4a, 4b, jak i tuleja zewnętrzna 5 wykonane są z materiału ferromagnetycznego. Wewnątrz karkasu 1 umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę 6b związaną z popychaczami 6a i 6c wykonanymi z prętów lub rurek diamagnetycznych. Ponadto siłownik jest wyposażony w sprężynę powrotną 7a umieszczoną pomiędzy pierścieniem 4b i ogranicznikiem 8b przymocowanym do popychacza 6c. Ograniczniki 8a i 8b przymocowane nieruchomo do popychacza 6a i 6c utrzymują sprężynę 7a w stanie napięcia. Cewka 2a może być zasilana prądem stałym lub zmiennym. W zależności od potrzeby cewkę można zasilić większym napięciem w celu zwiększenia prędkości ruchu zwory.

Działanie siłownika elektromagnetycznego jest następujące: w cewce 2a po załączeniu zasilania powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 oraz pierścienie 4a, 4b tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4a była jak najmniejsza. Ruch w stronę przeciwną może być wymuszony przez sprężynę powrotną po wyłączeniu zasilania.

W przypadku wzrostu temperatury wewnątrz cewek powyżej bezpiecznej wartości termistor 3a ogranicza prąd w cewce. W przypadku zastosowania bimetalicznego wyzwalacza termicznego zamiast termistora następuje odłączenie zasilania cewki.

W innym wykonaniu przykładowym siłownika elektromagnetycznego według wynalazku przedstawionym na fig. 3 siłownik składa się z karkasu 1 wykonanego w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzone są cewki 2a i 2b z umieszczonymi wewnątrz nich termistorami 3a i 3b. Zamiast termistorów można zastosować bimetaliczne wyzwalacze termiczne. Po obu stronach cewki 2a umieszczone są pierścienie 4a, 4b, a po obu stronach cewki 2b umieszczone są pierścienie 4c, 4d. Cewki 2a, 2b i pierścienie 4a, 4b, 4c, 4d umieszczone są wewnątrz tulei 5 stanowiącej korpus siłownika. Zarówno pierścienie 4a, 4b, 4c, 4d, jak i tuleja zewnętrzna 5 wykonane są z materiału ferromagnetycznego. Wewnątrz karkasu 1 umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę 6b związaną z popychaczami 6a i 6c wykonanymi z prętów lub rurek diamagnetycznych. Ponadto siłownik jest wyposażony w sprężynę powrotną 7a. Sprężyna powrotna 7a umieszczona jest pomiędzy pierścieniem 4a i ogranicznikiem 8a przymocowanym do popychacza 6a. Ograniczniki 8a i 8b przymocowane nieruchomo do popychacza 6a i 6c utrzymują sprężynę 7a w stanie napięcia. Cewki 2a, 2b mogą być zasilane prądem stałym lub zmiennym.

W zależności od potrzeby cewki można zasilić dwoma różnymi napięciami w celu zmiany prędkości ruchu zwory.

Działanie siłownika elektromagnetycznego jest następujące: w cewce 2a po załączeniu zasilania powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą obudowę siłownika) oraz pierścienie 4a, 4b tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę cewki 2b tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4a była jak najmniejsza. Ruch w stronę przeciwną może być wymuszony przez sprężynę powrotną po wyłączeniu zasilania w obwodzie cewki 2a.

PL 210 650 B1

Podobnie po zasileniu cewki 2b powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą korpus siłownika) oraz pierścienie 4c, 4d tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę przeciwną niż cewka 2a tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4d była jak najmniejsza. Tak więc ruch w górę lub w dół można otrzymać również poprzez naprzemienne załączanie cewek.

Podanie odpowiednich wartości napięcia na obie cewki 2a i 2b pozwala na regulację prędkości i przyspieszenia ruchu zwory.

W przypadku wzrostu temperatury wewnątrz cewek powyżej bezpiecznej wartości termistory 3a i 3b (lub zamiast termistorów bimetaliczne wyzwalacze termiczne) odłączają zasilanie cewek.

W innym wykonaniu przykładowym siłownika elektromagnetycznego według wynalazku przedstawionym na fig. 4 siłownik składa się z karkasu 1 wykonanego w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzone są cewki 2a i 2b z umieszczonymi wewnątrz nich termistorami 3a i 3b. Zamiast termistorów można zastosować bimetaliczne wyzwalacze termiczne. Po obu stronach cewki 2a umieszczone są pierścienie 4a, 4b, a po obu stronach cewki 2b umieszczone są pierścienie 4c, 4d. Cewki 2a, 2b i pierścienie 4a, 4b, 4c. 4d umieszczone są wewnątrz tulei 5 stanowiącej korpus siłownika. Zarówno pierścienie 4a, 4b, 4c, 4d, jak i tuleja zewnętrzna 5 wykonane są z materiału ferromagnetycznego. Wewnątrz karkasu 1 umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę 6b związaną z popychaczami 6a i 6c wykonanymi z prętów lub rurek diamagnetycznych. Ponadto siłownik jest wyposażony w sprężyny powrotne 7a, 7b. Sprężyna powrotna 7a umieszczona jest pomiędzy pierścieniem 4a i ogranicznikiem 8a przymocowanym do popychacza 6a. Sprężyna powrotna 7b umieszczona jest pomiędzy pierścieniem 4d i ogranicznikiem 8b przymocowanym do popychacza 6c. Ograniczniki 8a i 8b przymocowane nieruchomo do popychacza 6a i 6c utrzymują sprężyny 7a, 7b w stanie napięcia. Cewki 2a, 2b mogą być zasilane prądem stałym lub zmiennym.

W zależności od potrzeby cewki można zasilić dwoma różnymi napięciami w celu zmiany prędkości ruchu zwory.

Działanie siłownika elektromagnetycznego jest następujące: w cewce 2a po załączeniu zasilania powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą obudowę siłownika) oraz pierścienie 4a, 4b tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę cewki 2b tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4a była jak najmniejsza. Ruch w stronę przeciwną może być wymuszony przez sprężyny powrotne po wyłączeniu zasilania.

Podobnie po zasileniu cewki 2b powstaje strumień magnetyczny zamykający się przez tuleję 5 (stanowiącą korpus siłownika) oraz pierścienie 4c, 4d tworzące nabiegunniki. Strumień ten przyciąga zworę 6b w stronę przeciwną niż cewka 2a tak, aby szczelina pomiędzy zworą 6b i pierścieniem 4d była jak najmniejsza. Tak więc ruch w górę lub w dół można otrzymać również poprzez naprzemienne załączanie cewek.

Podanie odpowiednich wartości napięcia na obie cewki 2a i 2b pozwala na regulację prędkości i przyspieszenia ruchu zwory.

W przypadku wzrostu temperatury wewnątrz cewek powyżej bezpiecznej wartości termistory 3a i 3b (lub zamiast termistorów bimetaliczne wyzwalacze termiczne) odłączają zasilanie cewek.

Claims (3)

1. Siłownik elektromagnetyczny z karkasem w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzone są cewki, po obu stronach których umieszczone są pierścienie z materiału ferromagnetycznego, a cewki i te pierścienie umieszczone są wewnątrz tulei wykonanej z materiału ferromagnetycznego stanowiącej wraz z pierścieniami jarzmo dla elektromagnesów, zaś wewnątrz karkasu umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę związaną z popychaczami wykonanymi z materiału diamagnetycznego, znamienny tym, że w uzwojeniu cewki (2a) umieszczony jest połączony szeregowo z jej uzwojeniem termistor (3a) do ograniczania prądu w cewce (2a) w przypadku nadmiernego wzrostu temperatury uzwojenia, oraz że również w uzwojeniu cewki (2b) umieszczony jest połączony szeregowo z jej uzwojeniem termistor (3b) do ograniczania prądu w cewce (2b) w przypadku nadmiernego wzrostu temperatury uzwojenia.

2. Siłownik elektromagnetyczny z karkasem w kształcie rurki z materiału diamagnetycznego, na którym osadzone są cewki, po obu stronach których umieszczone są pierścienie z materiału ferromaPL 210 650 B1 gnetycznego, a cewki i te pierścienie umieszczone są wewnątrz tulei wykonanej z materiału ferromagnetycznego stanowiącej wraz z pierścieniami jarzmo dla elektromagnesów, zaś wewnątrz karkasu umieszczony jest ślizgowo odcinek litego pręta ferromagnetycznego stanowiący zworę związaną z popychaczami wykonanymi z materiału diamagnetycznego, znamienny tym, ż e w uzwojeniu cewki (2a) umieszczony jest połączony szeregowo z jej uzwojeniem bimetaliczny wyzwalacz termiczny (3a) do wyłączania prądu w cewce (2a) w przypadku nadmiernego wzrostu temperatury uzwojenia, oraz że również w uzwojeniu cewki (2b) umieszczony jest połączony szeregowo z jej uzwojeniem bimetaliczny wyzwalacz termiczny (3b) do wyłączania prądu w cewce (2b) w przypadku nadmiernego wzrostu temperatury uzwojenia.

3. Siłownik według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że pomiędzy pierścieniem (4b), a ogranicznikiem (8b) zamocowanym do popychacza (6c) umieszczona jest sprężyna powrotna (7a).