PL63526B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 5.XII.1971 63526 KI. 47 g1, 31/06 MKP F 16 k, 31/06 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zbigniew Zima, Józef Sokolowski Wlasciciel patentu: Zjednoczone Zespoly Gospodarcze Sp. z o.o., Warszawa (Polska) Urzadzenie napedowe elektrozaworu Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie napedo¬ we elektrozaworu przenoszace sile ze zwory mag- netowodu na zawieradlo zaworu.Elektrozawory, powszechnie stosowane w insta¬ lacjach hydraulicznych i pneumatycznych, maja elektromagnesy wyposazone w ruchome zwory. Te zwory sa zazwyczaj polaczone ukladem dzwig- niowo-cieglowym z ruchomym zawieradlem za¬ woru. Dodatkowym elementem ukladu napedowe¬ go sa zawsze odpowiednie elementy prowadzace.Znane i powszechnie sa obecnie stosowane elek¬ tromagnesy na prad staly niskiego napiecia. Te elektrozawory sa niezawodne i sprawne, lecz wy¬ kazuja takze szereg istotnych wad. Trzeba przede wszystkim dysponowac zródlem napiecia stalego i stosowac elektromagnesy z wielozwojowymi cew¬ kami o rezystancji dostosowanej do stalego prze¬ plywu pradu roboczego (stalego). Rezystancja cew¬ ki musi wiec byc tak duza, by przy pradzie robo¬ czym nie wystepowalo nadmierne grzanie, a prad roboczy musi byc zazwyczaj stosunkowo znaczny, by sila przyciagania elektromagnesu wystarczala do uruchomienia zaworu.Zwazywszy, iz przy pradzie stalym impedancja cewki jest równa jej rezystancji, bo reaktancja dla pradu stalego jest równa zeru, widac iz rezystan¬ cja musi byc stosunkowo bardzo duza. Poniewaz rezystywnosc drutu nawojowego jest stosunkowo mala, cewka musi byc stosunkowo duza. W prak¬ tyce tez istotnie cewki elektromagnesów pradu 15 20 30 stalego sa duze. Takze straty na cieplo Joule'a w tych cewkach sa duze. Cewki silnie sie grzeja.Takie cewki normalnie nie sa przystosowane do dlugich czasów trzymania, ani do pracy w warun¬ kach tropikalnych i wszedzie tam, gdzie tempera¬ tura otoczenia jest duza.Znane i takze szeroko stosowane elektrozawory na prad zmienny maja takze elektromagnesy na prad staly, bowiem te elektrozawory sa wyposa¬ zone zazwyczaj w prostowniki.Znane sa magnetowody to jest elementy z cial ferromagnetycznych, sluzace do skierowania stru¬ mienia magnetycznego wzdluz zadanej drogi, wy¬ znaczonej ksztaltem elementów. Magnetowody nie sa stosowane jednak w elektrozaworach.Celem wynalazku jest zaprojektowanie urzadze¬ nia napedowego elektrozaworu, wyposazonego w magnetowód jako element napedu, w postaci ukla¬ du przekladniowego nie majacego elementów cieg¬ lowo-dzwigniowych, w szczególnosci bez punktów obrotu, przegubów itp., gdzie zawsze wystepuja sily tarcia. Dalszym celem wynalazku jest wykorzysta¬ nie sil magnetycznych (przyciagania) do zapewnie¬ nia wlasciwego prowadzenia elementu przeklad¬ niowego urzadzenia napedowego, w którym nie przewiduje sie zadnych prowadnic mechanicznych.Dalszym celem wynalazku jest wyeliminowanie stosowania ferromagnetycznej obudowy, konwen¬ cjonalnie zamykajacej strumien rozproszenia elek¬ tromagnesu czy magnetowodu otwartego. 63 5263 63 526 4 Postawione cele zostaly osiagniete przez zapro¬ jektowanie urzadzenia napedowego elektrozaworu, to jest ukladu przekladniowego, przenoszacego si¬ le ze zwory elektromagnesu w postaci magnetowo^ du zamknietego, na zawieradlo zaworu w postaci popychacza zamocowanego wspólosiowo w rucho¬ mej czesci magnetowodu, a przeprowadzonego przelotowym kanalem przez nieruchoma czesc magnetowodu i dolaczonego do trzpienia zawierad- la zaworu. Popychacz jest zamocowany w srodko¬ wym rdzeniu trójrdzeniowego i podzielonego na dwie czesci (stala i ruchoma) magnetowodu. Sily magnetyczne strumienia przechodzacego takze przez oba zewnetrzne rdzenie magnetowodu zapewniaja prowadzenie ruchomej czesci w plaszczyznie glów¬ nej magnetowodu podczas ruchu pracy tej ru¬ chomej czesci. Popychacz jest wykonany z two¬ rzywa niemagnetycznego. Na nabiegunnikach za¬ mocowane sa cienkie wkladki antymagnetyczne dla wyeliminowania przywierania nabiegunników nieruchomej czesci magnetowodu do ruchomej czesci.Urzadzenie wedlug wynalazku wykazuje szereg technicznych i techniczno-uzytkowych skutków.Zastosowanie tylko jednoelementowego ukladu przekladniowego w postaci popychacza umozliwia bezposrednie, proste i niezawodne przeniesienie si¬ ly. W ten sposób uzyskuje sie praktycznie na¬ tychmiastowe dzialanie, nieosiagalne w ukladach wieloelementowych, gdzie wystepuja zawsze ko¬ nieczne luzy. Uklad ma minimalna histereze cyklu pracy z podanych wyzej powodów. Uzyskuje sie takze ograniczenie do minimum sil tarcia. Dalej waznym skutkiem techniczno-uzytkowym jest zmniejszenie do minimum, a wlasciwie do zera, gabarytów urzadzenia, jako ze popychacz miesci sie w gabarytach magnetowodu, a jako prowad¬ nice wykorzystano sily magnetyczne, zwlaszcza si¬ ly przyciagania nabiegunników zewnetrznych ko¬ lumn obu czesci magnetowodu.Oczywiscie zastosowanie cewki pradu zmienne¬ go prowadzi do ogromnego (prawie dziesieciokrot¬ nego) zmniejszenia masy miedzi w cewce. Odpad¬ la takze potrzeba stosowania zewnetrznego, dodat¬ kowego zródla pradu stalego, lub prostowników w samym elektrozaworze. Zastosowanie zamknie¬ tego obwodu magnetowodu umozliwia takze zmniej¬ szenie masy zelaza w ogóle, przez likwidacje fer¬ romagnetycznej obudowy i zastapienie jej obudo¬ wa z dielektryka, to jest z tworzywa sztucznego.Z uwagi na male przyrosty temperatury w cewce magnetowodu i nieznaczne ilosci ciepla wynika¬ jace z tarcia, urzadzenie moze praktycznie byc sto¬ sowane do pracy ciaglej, takze przy bardzo czes¬ tych cyklach pracy. Wreszcie uzyskuje sie bardzo dobra charakterystyke sily przyciagania na dro¬ dze przyciagania, podczas gdy konwencjonalnie charakterystyka ta jest dosc niekorzystna, bowiem wystepuje w niej spadek sily przy znaczniejszym oddaleniu sie elementów, a wzrost przy ich zbli¬ zeniu. Wymogi techniczne sa oczywiscie wlasnie przeciwne.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie elektrozawór wy¬ posazony w urzadzenie, w przekroju plaszczyzna pionowa poprowadzona przez os popychacza, pro¬ stopadle do plaszczyzny glównej magnetowodu, fig. 2 — dwuczesciowy trójkolumnowy rdzen mag- 5 netowodu z popychaczem, a fig. 3 — magnetowód w widoku z boku.Magnetowód 1 i zawór 2 sa polaczone za po¬ moca popychacza 3, stanowiacego wlasciwe urza¬ dzenie napedowe elektrozaworu.Magnetowód 1 ma trójkolumnowy rdzen zlozo¬ ny z dwóch czesci, to jest górnego rdzenia 4 i dol¬ nego rdzenia 5, miedzy którymi jest szczelina 6.Magnetowód 1 jest wyposazony w cewke 7, usytu¬ owana konwencjonalnie na srodkowej kolumnie rdzenia 4 i 5. Magnetowód jest umieszczony w obu¬ dowie 8, korzystnie wykonanej z tworzywa sztucz¬ nego.W górnej, ruchomej czesci rdzenia 4 jest zamo¬ cowany wspólosiowo ze srodkowa kolumna i cew¬ ka 7, popychacz 3. W dolnej, nieruchomej czesci rdzenia 5, takze wspólosiowo ze srodkowa kolum¬ na i cewka 7, to jest w osi popychacza 3 jest usy¬ tuowany przelotowy kanal 9, przez który przepro¬ wadzony jest popychacz 3, doprowadzony do za- wieradla zaworu 2. Popychacz 3 jest wykonany z tworzywa niemagnetycznego.Nabiegunniki rdzenia 5 sa wyposazone w anty¬ magnetyczne cienkie nakladki, zamocowane trwa¬ le, nie uwidocznione na rysunku.Magnetowód 1 jest pokryty zewnatrz cienka war¬ stwa farby antykorozyjnej, a szlifowane czesci — przy szczelinie 6 — cieniutka warstewka powlo¬ kowa lakieru o duzej plastycznosci.Sposób dzialania urzadzenia jest oczywisty. Za¬ wór 2 naciska na koniec popychacza 3, podno¬ szac górna czesc rdzenia 4 magnetowodu 1, w któ¬ rej osadzony jest drugi koniec tego popychacza 3.Gdy cewka 7 magnetowodu 1 zostanie dolaczona do napiecia, energia elektromagnetyczna zostaje praktycznie w calosci zamieniona w energie pola magnetycznego, a nastepnie w prace przyciagania górnej czesci rdzenia 4 do dolnej czesci rdzenia 5.Energia ta jest znaczna, bowiem admitancja ob¬ wodu elektrycznego otwartego magnetowodu 1 jest bardzo duza, a wiec prad — duzy. Po przyciagnie¬ ciu górnej czesci rdzenia 4 magnetowodu 1 do dol¬ nej czesci rdzenia 5, obwód magnetyczny zostaje zamkniety. Susceptancja takiego obwodu raptow¬ nie i istotnie maleje, powodujac malenie admi- tancji (dla pradu przemiennego). Prad raptownie i istotnie maleje. Charakterystyka odpowiada idealnie wymogom pracy. Straty Joule'a sa limi¬ towane mala wartoscia pradu, a wiec sa male.Sila przyciagania obu czesci rdzenia 4 i 5 mag¬ netowodu 1 jest przenoszona w sposób maksymal¬ nie prosty i pewny przez sztywny, prosty popy¬ chacz 3, na zawór 2.Strumien magnetyczny jest elementem prowa¬ dzacym ruch czesci rdzenia 4, bowiem podczas przyciagania wystepuja sily przyciagania miedzy przeciwleglymi nabiegunnikami obu czesci rdzenia 4 i 5 magnetowodu.Poniewaz strumien magnetyczny jest zamkniety wlasnym obwodem magnetowodu 1, obudowa 8 nie 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6063 526 musi byc z materialu ferromagnetycznego, nie sta¬ nowiac zamkniecia dla strumienia magnetycznego. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie napedowe elektrozaworu przenosza¬ ce sile ze zwory elektromagnesu na zawieradlo za¬ woru, znamienne tym, ze w ruchomej czesci dwu¬ czesciowego rdzenia (4) magnetowodu (1) zamoco¬ wany jest wspólosiowo do cewki (7) i kierunku ruchu, popychacz (3), przeprowadzony przez wspól- 10 osiowy z nim kanal (9) poprowadzony przez nieru¬ choma czesc rdzenia (5) i doprowadzony d0 zawie- radla zaworu (2), przy czym popychacz (3) zamo¬ cowany jest w srodkowej kolumnie trójkolumno- wego rdzenia magnetowodu (1).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze popychacz (3) wykonany jest z niemagnetycz¬ nego materialu, a na nabiegunnikach rdzenia (4 lub 5) zamocowane sa trwale wkladki antymagne- tyczne. ¦ ¦' FI0.1KI. 47 g\ 31/06 63 526 MKP F 16 k, 31/0o FiG 2 flbi Bltk zam. 2233/71 320 egz. A4 PL PL