RS52016B - Ventil sa permanentnim magnetom - Google Patents

Abstract

Ventil sa permanentnim magnetom, se sastoji od ručice (1) u kojoj su smešteni permanentni magneti (2), a koja je van kućišta (10, 16) ventila i simetrična u odnosu na osu klipa (3) na koji deluju opruga (4) postavljena unutar kućišta (16) a koji je upravan na membranu (5) koja je postavljena unutar kućišta (10, 16) koja su spojena navojem (14), što su na membrani (5) izvedeni rupa (6) i rupice (7), naznačen time, što su u ručici (1) permanentni magneti (2) postavljeni u gornjem delu i što su permanentni magneti (2) okrenuti (istoimenim polovima prema osi klipa (3).Prijava sadrži još 1 zavisni patentni zahtev.

Description

Oblast tehnike

Pronalazak pripada oblasti mašinstva uopšte, odnosno mašinskim delovima, a odnosi se na ventil sa permanentnim magnetom. Prema međunarodnoj klasifikaciji patenata ( M K P ) oznaka je:F 16 K7100.

Tehnički problem

Kako konstrukcijski resiti ventil sa permanentnim magnetom koji se otvara dejstvom permanentnog magneta a zatvara ga pritisak fluida iz cevovoda, kako bi se ostvarilo potpuno zaptivanje bez curenja primenom permanentnog magneta?

Stanje tehnike

Zajedničko za mehaničke ventile je da zatvarač direktno savladava pritisak fluida iz cevovoda, to jest iz dovoda fluida (ventil sa vretenom, kuglom, leptirom). Mehanički ventil sa vretenom (UNITED STATES PATENT, PATENT NUMBER: 4,448,213; 4,736,766; 4,754.950) se zatvara okretanjem vretena, delujući na zatvarač sa zaptivačem aksijalnom silom, da savlada silu kojom fluid iz cevovoda deluje na njega, a otvara okretanjem vretena u suprotnom smeru. Pa dolazi do oštećenja zaptivača oko osovine i zaptivača za zatvaranje. I kod ventila gde zatvarač zatvara odvod fluida, pa je pod pritiskom fluida iz cevovoda, zbog osovine koja izlazi iz kućišta dolazi do oštećenja zaptivača oko osovine.

Kod servo upravljajućih slavina i ventila ( GB 2103 391A ) magnet 40 se nalazi u ručici 44 i deluje na element 28, na koji deluje i opruga 36. Kod ventila, ručica 44 u kojoj je magnet 40 se klizno pomera po telu 22, u jednom ili drugom smeru, u zavisnosti da li se ventil otvara ili zatvara. Element 28 se nalazi u unutrašnjosti magneta 40, pa zbog polarizacije magneta 40 (polovi na krajevima magneta), kada je element 28 simetričan u odnosu na magnet 40, element 28 "pliva" u magnetnom polju, tj. aksijalna magnetna sila koja deluje na element 28 je nula.

Magnet 40 deluje na element 28 aksijalnom magnetnom silom koja savladava silu opruge 36. To znači da element 28 prati pomeranje magneta 40, i time omogućava da se dijafragma 20, sa centralnom rupom 30 i rupacama 26, pod pritiskom dovoda fluida pomera i prati kretanje elementa 28, tj. ventil radi na principu slavine.

Kada ventil SI. 5 reguliše nivo akumulisane vode u vodokotliću, nivo akumulisane vode u vodokotliću pomera plovak 144, u kojem je magnet 140. Magnet 140 deluje na element 128 aksijalnom magnetnom silom koja savladava silu opruge 136, i suprotnog je smera od sile opruge 136. To znači da element 128 prati pomeranje magneta 140 i time omogućava da se dijafragma 120, sa centralnom rupom 130 i rupicama 126, pomera i prati kretanje elementa 128. Pa pomeranjem plovaka 144, u kojem je magnet 140, nagore zbog porasta nivoa akumulisane vode, element 128 sa zaptivačem 138 dolazi u položaj da zaptivač 138 dodiruje centralnu rupu 130 na dijafragmi 120 i zatvara je, a kroz rupice 126 prolazi fluid i izjednačava pritisak unutar ventila. A na element 128 i dalje deluje aksijalna magnetna sila magneta 140, koja je suprotnog smera od sile opruge 136, a pomeranja plovaka 144 u kojem je magnet 140 više nema, jer nema porasta nivoa akumulisane vode, pa je zaptivanje je nepotpuno, kao kod mehaničkog ventila sa plovkom. Da bi zaptivanje bilo potpuno, plovak 144 u kojem je magnet 140 trebao bi da nastavi da se pomera do položaja dok aksijalna magnetna sila magneta 140 na element 128 ne bude nula (element 128 simetričan u odnosu na magnet 140).

Ovakvo rešenje ( pronalazak GB 2103 391A ) ventila ima nedostatke kada je u pitanju regulacija nivoa vode, kao u vodokotliću, da osim nepotpunog zaptivanja pri zatvaranju, sa porastom nivoa akumulisane vode, se smanjuje protok dovoda vode ( ventil radi na principu slavine ).

U predmetnom pronalasku, da bi protok vode kroz ventil sa permanentnim magnetom bio konstantan svo vreme kada je ventil otvoren, i zaptivanje potpuno kada je ventil zatvoren, kretanje klipa pri otvaranju i zatvaranju mora da bude impulsno. Pa su permanentni magneti u gornjem delu ručice, koja je van kućišta, postavljeni paralelno klipu i istoimenim polovima okrenuti prema osi klipa, pa je magnetno polje u centru magneta jednako nuli. S obzirom da su magnetne silnice simetrične osi klipa, permanentni magneti privlače klip aksijalnom magnetnom silom.

Zbog ovakve polarizacije i položaja magneta u odnosu na klip, samo polovina magneta koja je okrenuta prema klipu, deluje aksijalnom magnetnom silom na klip, pa je kretanje klipa pri otvaranju i zatvaranju impulsno i u suprotnom smeru od kretanja ručice sa magnetom.

Pri otvaranju ventila sa permanentnim magnetom, ručicu sa magnetom pomeramo prema klipu, pa u položaju kada magnetna sila, koja aksijalno deluje na klip, savlada dejstvo opruge, klip se pomera prema magnetu i ulazi u sve jače magnetno polje, pa se aksijalna magnetna sila koja deluje na klip povećava, tj. magnet „usisava" klip u svoju unutrašnjost, pa je kretanje klipa impulsno. Znači, dovoljno je dovesti ručicu sa magnetom u položaj u kome magnet inicira proces otvaranja, da bi se proces otvaranja završio sam od sebe.

Pri zatvaranju ventila sa permanentnim magnetom, ručicu sa magnetom pomeramo od klipa, pa u položaju kada aksijalna magnetna sila koja aksijalno deluje na klip oslabi, pa ne može da savlada dejstvo opruge na klip, klip se pod dejstvom opruge pomera od magneta i ulazi u sve slabije magnetno polje, i aksijalna magnetna sila koja deluje na klip se smanjuje, tj. opruga „izbacuje" klip iz unutrašnjosti magneta, pa je kretanje klipa impulsno. Znači dovoljno je dovesti ručicu sa magnetom u položaj u kome magnet inicira proces zatvaranja, da bi se proces zatvaranja završio sam od sebe

U predmetnom pronalasku ventil sa permanentim magnetom je "bistabilan", pa je protok vode kroz ventil konstantan svo vreme kada je ventil otvoren, i zaptivanje potpuno kada je ventil zatvoren, bez obzira da li se ručica sa magnetom pomera ručno ili plovkom.

Suština pronalaska

Ventil sa permanentnim magnetom je sa klipom. A prema pronalasku klip je unutar kućišta. Permanentni magneti u ručici, koja je van kućišta, postavljeni su paralelno osi klipa, a okrenuti su prema osi istoimenim polovima, da bi mogli da privuku klip koji je unutar kućišta. Pomeranjem ručice aksijalno u odnosu na klip u položaj "OTVORENO", pod dejstvom magnatne sile koja aksijalno deluje na klip vrši se bezkontaktno privlačenje klipa, koji sabija oprugu i otvara ventil. A u položaju "ZATVORENO" magnetne sile permanentnih magneta ne mogu da savladaju silu opruge, pa se zatvaranje vrši dejstvom sile opruge i pritiskom fluida iz cevovoda na klip, da zatvori odvod fluida.

Prednosti ovog pronalaska su uglavnom sadržane u činjenicama da klip ne izlazi iz kućišta, pa nema zaptivača oko klipa, i da je klip pod pritiskom opruge i fluida iz cevovoda kada je ventil sa permanentnim magnetom zatvoren, pa je zaptivanje potpuno.

Kratak opis slikanacrta

Pronalazak je detaljno prikazan na nacrtu u kome :

Slika1 - Predstavlja aksonometnjski presek podsklopa kućišta sa ručicom u rastavljenom stanju.

Slika2 - Predstavlja aksonometrijski presek podsklopa kućišta sa unutrašnim delovima^rastavljenom stanju.

u

Slika3 - Predstavlja aksonometrijski prikaz preseka sklopa ventila sa permanentnim magnetom.

Detaljan opis pronalaska

Slike prikazuju ventil sa permanentnim magnetom, koji se sastoji od kućišta10,16iz dva dela, spojena navojem 14. Ručica 1 u kojoj su permanentni magneti 2 se spaja sa kućištem 16 elastičnom spojnicom 8, koja je eliptičnog poprečnog preseka, u žljebu 13. Pomeranjem ručice 1 iz položaja"OTVORENO"u položaj"ZATVORENO"spojnica 8 se širi u žljebu 13, a u položaju"ZATVORENO"se vraća u prvobitno stanje. Ručica 1 svojom težinom ne može da raširi spojnicu 8 i da pređe u drugi položaj. Uskočnik 15 u žljebu 12 ograničava aksijalno kretanje ručice 1. Permanentni magneti 2 su postavljeni paralelno osi klipa 3 a okrenuti prema osi istoimenim polovima, pa su magnetne silnice simetrične u odnosu na osu klipa 3 SI. 3. S obzirom da su magnetne silnice simetrične osi klipa 3, permanentni magneti 2 privlače klip 3 magnetnom silom koja aksijalno deluje na klip 3.

Zbog ovakve polarizacije magneta 2 (magneti 2 okrenuti istoimenim polovima prema klipu 3) magnetno polje u centru magneta 2 je jednako nuli. Pa zbog polarizacije i položaja magneta 2 u odnosu na klip 3, samo polovina magneta 2 koja je okrenuta prema klipu 3, deluje aksijalnom magnetnom silom na klip 3, pa je kretanje klipa 3 pri otvaranju i zatvaranju u suprotnom smeru od kretanja ručice 1 sa magnetom 2.

Pri otvaranju, ručicu 1 sa magnetom 2 pomeramo prema klipu 3, pa kada magnetna sila koja aksijalno deluje na klip 3 savlada dejstvo opruge 4, klip 3 se pomera prema magnetu 2 i ulazi u sve jače magnetno polje, i aksijafia magnetna sila koja deluje na klip 3 se povećava, tj. magnet 2 „usisava" klip 3 u svoju unutrašnjost, pa je kretanje klipa 3 impulsno.

Pri zatvaranju, ručicu sa magnetom pomeramo od klipa 3, pa kada magnetna sila koja aksijalno deluje na klip 3 oslabi, pa je savlada dejstvo opruge 4, klip 3 se pomera od magneta 2 i ulazi u sve slabije magnetno polje, i aksijalna magnetna sila koja deluje na klip 3 se smanjuje, tj. opruga 4, „izbacuje" klip 3 iz unutrašnjosti magneta 2, pa je kretanje klipa 3 impulsno

Ventil sa permanentnim magnetom je otvoren, kada se pomeri ručica 1 sa permanentnim magnetima 2 po osi klipa 3 u položaj "OTVORENO" SI. 3. Permanentni magneti 2 privlače klip 3 magnetnom silom koja aksijalno deluje na klip 3, koji sabija oprugu 4, otvara rupu 6, pa fluid iznad membrane 5 ističe kroz rupu 6, a pritisak fluida iznad membrane 5 opada u odnosu na pritisak fluida u cevovodu, pa se membrana 5 podiže pod pritiskom fluida iz cevovoda, i fluid izlazi kroz otvor 9 za odvod fluida

Ventil sa permanentnim magnetom je zatvoren kada se pomeri ručica 1 sa permanentnim magnetima 2 po osi klipa 3 u položaj "ZATVORENO" SI. 3. Magnetne sile permanentnih magneta ne mogu da savladaju silu opruge 4, pa se zatvaranje vrši dejstvom sile opruge 4 i pritiskom fluida iz cevovoda, koji prolazi kroz rupice 7 za izjednačenje pritiska na membrani 5, na klip 3 da zatvori rupu 6 i otvor 9 za odvod fluida, pa je pritisak unutar ventila sa permanentnim magnetom u zatvorenom stanju isti.

U skladu sa idejom pronalaska, klip 3 se nalazi unutar kućišta 10,16 na kome su otvor 9 za odvod fluida i otvor 11 za dovod fluida.

U skladu sa željenim ostvarenjem pronalaska, na membrani 5 se nalaze rupice 7 za izjednačenje pritiska, kroz koje prolazi fluid, pa klip 3 kada je ventil sa permanentnim magnetom zatvoren SI. 3, pod dejstvom sile opruge 4 i pritiska fluida iz cevovoda, zatvara rupu 6 na membrani 5 i otvor 9 za odvod fluida, pa je pritisak isti unutar ventila sa permanentnim magnetom u zatvorenom stanju.

Claims (2)

1. Ventil sa permanentnim magnetom, se sastoji od ručice ( 1 ) u kojoj su smešteni permanentni magneti ( 2 ), a koja je van kućišta ( 10, 16 ) ventila i simetrična u odnosu na osu klipa ( 3 ) na koji deluju opruga ( 4 ) postavljena unutar kućišta ( 16 ) a koji je upravan na membranu ( 5 ) koja je postavljena unutar kućišta ( 10, 16 ) koja su spojena navojem ( 14 ), što su na membrani ( 5 ) izvedeni rupa ( 6 ) i rupice ( 7 ),naznačen time,što su u ručici ( 1 ) permanentni magneti ( 2 ) postavljeni u gornjem delu i što su permanentni magneti ( 2 ) okrenuti istoimenim polovima prema osi klipa ( 3 ).

2. Ventil sa permanentnim magnetom, prema zahtevu 1,naznačen time,što su ručica ( 1 ) i kućište ( 16 ) spregnuti preko elastične spojnice ( 8 ) koja je postavljena u žljebu ( 13 ) izvedenog u ručici ( 1 ).