RU2653607C1 - Electromechanical device - Google Patents

Electromechanical device Download PDF

Info

Publication number
RU2653607C1
RU2653607C1 RU2017117658A RU2017117658A RU2653607C1 RU 2653607 C1 RU2653607 C1 RU 2653607C1 RU 2017117658 A RU2017117658 A RU 2017117658A RU 2017117658 A RU2017117658 A RU 2017117658A RU 2653607 C1 RU2653607 C1 RU 2653607C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electromechanical device
shutter
magnetic
support
gate valve
Prior art date
Application number
RU2017117658A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Егоров
Павел Александрович Желтиков
Максим Владимирович Криволапов
Original Assignee
Акционерное общество "Мичуринский завод "Прогресс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Мичуринский завод "Прогресс" filed Critical Акционерное общество "Мичуринский завод "Прогресс"
Priority to RU2017117658A priority Critical patent/RU2653607C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2653607C1 publication Critical patent/RU2653607C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

FIELD: electromechanical devices.
SUBSTANCE: invention relates to electromechanical transducers and can be used in flaps operating on "flapper-nozzle" principle. Novelty of the invention is in the fact that this device includes elements for regulating the initial position and setting the gate valve’s explosion stroke. These elements present one or more coil springs located between the central pole of the gate valve and bearing.
EFFECT: technical result is to reduce the losses from scattering of the magnetic flux control coils and to get stable technical characteristics due to the presence of the springs controlling the movement of the gate valve.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам регулирования, в частности к электромеханическим преобразователям, и может быть использовано в одно- и многоступенчатых пневматических и гидравлических клапанах, работающих на принципе «сопло-заслонка», в частности в клапанах систем управления летательными аппаратами.The invention relates to control means, in particular to electromechanical converters, and can be used in single and multistage pneumatic and hydraulic valves operating on the principle of a “nozzle-damper”, in particular in valves of aircraft control systems.

Известна конструкция электромеханического устройства, в котором якорь, расположенный между воздушными зазорами магнитной системы, под действием электрического тока, подаваемого на катушки управления, поворачивается на угол, управляя перемещением заслонки (см. Actuators. Basics and Applications. Автор Janocha Hartmut (Ed.), издательство Springer, 2004 стр. 158, рис. 4.2 «Torque motor»). Недостатком данной конструкции является расположение катушек управления непосредственно на якоре, который жестко связан с заслонкой и управляет ее положением. Непосредственное расположение катушек на якоре увеличивает его момент инерции, что снижает быстродействие работы устройства.A design of an electromechanical device is known in which the armature, located between the air gaps of the magnetic system, is rotated through an angle by the electric current supplied to the control coils, controlling the movement of the shutter (see Actuators. Basics and Applications. By Janocha Hartmut (Ed.), Springer Publishing House, 2004 p. 158, Fig. 4.2 “Torque motor”). The disadvantage of this design is the location of the control coils directly on the anchor, which is rigidly connected to the valve and controls its position. The direct location of the coils at the anchor increases its moment of inertia, which reduces the speed of the device.

Наиболее близким по техническому решению, принятым за прототип к предлагаемому изобретению, является электромеханическое устройство, содержащееся в одноступенчатом клапане типа «сопло-заслонка» по патенту США US №20130048891 (см. US №20130048891, МПК F16K 31/02, 2013). Электромеханическое устройство содержит в своей конструкции несколько катушек, якорь и заслонку. Магнитный поток под действием подаваемого на катушки тока управляет угловым положением якоря, находящегося между полюсными наконечниками магнитопроводов в магнитной системе с двумя магнитами. Заслонка жестко соединена с якорем и перемещается между соплами клапана. Для защиты пространства электромеханического устройства, в котором находится электромагнитная система от среды, в которой находится заслонка, используется гибкое уплотнение.The closest technical solution adopted for the prototype of the present invention is an electromechanical device contained in a single-stage valve type "nozzle-damper" according to US patent US No. 201330048891 (see US No. 201330048891, IPC F16K 31/02, 2013). The electromechanical device contains several coils, an anchor and a shutter in its design. The magnetic flux under the action of the current supplied to the coils controls the angular position of the armature located between the pole tips of the magnetic cores in a magnetic system with two magnets. The damper is rigidly connected to the armature and moves between the nozzles of the valve. To protect the space of the electromechanical device in which the electromagnetic system is located from the environment in which the damper is located, a flexible seal is used.

Основным достоинствами прототипа являются небольшие габаритные размеры и обеспечение герметичности пространства с электромагнитной системой от среды, в которой находится заслонка.The main advantages of the prototype are its small overall dimensions and ensuring the tightness of the space with the electromagnetic system from the environment in which the damper is located.

Недостатками конструкции прототипа является установка катушек относительно якоря с зазором, что снижает магнитный поток через якорь за счет его рассеивания в воздушном зазоре между катушками и якорем, а также отсутствие элементов регулирования начального положения заслонки и получения дополнительной механической жесткости от регулирующего устройства для обеспечения заданного рабочего хода заслонки.The disadvantages of the design of the prototype is the installation of the coils relative to the armature with a gap, which reduces the magnetic flux through the armature due to its dispersion in the air gap between the coils and the armature, as well as the absence of control elements for the initial position of the flap and additional mechanical rigidity from the control device to provide a given working stroke flaps.

Технической задачей изобретения является снижение потерь от рассеивания магнитного потока катушек управления и получение стабильных технических характеристик за счет наличия элементов регулирования начального положения заслонки и получения дополнительной механической жесткости от регулирующего устройства для обеспечения заданного рабочего хода заслонки.An object of the invention is to reduce losses from the dispersion of the magnetic flux of the control coils and to obtain stable technical characteristics due to the presence of control elements for the initial position of the damper and to obtain additional mechanical rigidity from the control device to provide a given working stroke of the damper.

Поставленная задача решается тем, что заявленное электромеханическое устройство имеет обращенное исполнение магнитной системы по отношению к электромеханическому преобразователю прототипа и включает в конструкцию элементы регулирования начального положения заслонки и получения дополнительной механической жесткости от регулирующего устройства для обеспечения заданного рабочего хода заслонки. Заявленное электромеханическое устройство содержит основание, на котором установлены нижний и верхний магнитопроводы, имеющие полюсные наконечники, между которыми с некоторым воздушным зазором находится намагниченный якорь из магнитного материала, жестко соединенный с заслонкой в виде центрального стержня, герметично соединенный с основанием при помощи гибкого уплотнения, при этом между нижним и верхним магнитопроводами расположена одна или несколько катушек управления, на верхнем магнитопроводе установлена опора, содержащая элементы регулирования механической жесткости в виде одной плоской и нескольких цилиндрических пружин, расположенных между центральным стержнем заслонки и опорой.The problem is solved in that the claimed electromechanical device has a reversed version of the magnetic system with respect to the electromechanical converter of the prototype and includes elements for controlling the initial position of the damper and additional mechanical rigidity from the control device to provide a given working stroke of the damper. The claimed electromechanical device contains a base on which the lower and upper magnetic cores are installed, having pole tips, between which with some air gap there is a magnetized armature of magnetic material, rigidly connected to the shutter in the form of a central rod, hermetically connected to the base by means of a flexible seal, one or more control coils are located between the lower and upper magnetic circuits, a support containing an element is installed on the upper magnetic circuit Control elements for mechanical stiffness in the form of one flat and several cylindrical springs located between the central valve shaft and the support.

Предлагаемая конструкция электромеханического устройства позволяет снизить потери от рассеивания магнитного потока катушек системы управления и получить стабильные технические характеристики за счет наличия элементов регулирования начального положения заслонки и получения дополнительной механической жесткости от регулирующего устройства для обеспечения заданного рабочего хода заслонки.The proposed design of the electromechanical device allows to reduce losses from the dispersion of the magnetic flux of the coils of the control system and to obtain stable technical characteristics due to the presence of control elements for the initial position of the damper and additional mechanical rigidity from the control device to provide a given working stroke of the damper.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема электромеханического устройства в разрезе, на фиг. 2 - магнитная схема электромеханического устройства.In FIG. 1 shows a structural diagram of an electromechanical device in section, in FIG. 2 is a magnetic circuit of an electromechanical device.

Электромеханическое устройство содержит основание 1, на котором установлены нижний 2 и верхний 3 магнитопроводы, имеющие полюсные наконечники, между которыми с некоторым воздушным зазором находится намагниченный якорь 4 из магнитного материала, жестко соединенный с заслонкой 5 в виде центрального стержня, герметично соединенный с основанием 1 при помощи гибкого уплотнения 6, при этом между нижним 2 и верхним 3 магнитопроводами расположена одна или несколько катушек управления 7. На верхнем магнитопроводе 3 установлена опора 8, закрепленная через отверстия в магнитопроводах к основанию при помощи винтов, болтов или шпилек 9, содержащая элементы регулирования предварительного положения заслонки в виде плоской пружины 10 и цилиндрических пружин 11, расположенных между центральным стержнем заслонки 5 и опорой 8. Регулирование предварительного положения заслонки производится через пружины 10 и 11 при помощи винтов 12. От выпадения из опоры 8 пружины 10 и 11 защищены пластиной 13, закрепленной на опоре 8.The electromechanical device comprises a base 1, on which are installed the lower 2 and upper 3 magnetic cores having pole pieces, between which with some air gap there is a magnetized armature 4 of magnetic material, rigidly connected to the shutter 5 in the form of a central rod, hermetically connected to the base 1 at using a flexible seal 6, while between the lower 2 and upper 3 magnetic circuits there is one or more control coils 7. On the upper magnetic circuit 3 there is a support 8, fixed Through holes in the magnetic circuits to the base with screws, bolts or studs 9, containing elements for adjusting the preliminary position of the shutter in the form of a flat spring 10 and cylindrical springs 11 located between the central shaft of the shutter 5 and the support 8. The preliminary position of the shutter is regulated through the springs 10 and 11 using screws 12. From falling out of the support 8, the springs 10 and 11 are protected by a plate 13 mounted on the support 8.

Якорь 4 из магнитного материала М0 создает при помощи рабочего магнитного потока фr в системе магнитное поле с магнитными потоками в воздушных зазорах фз1, фз2, между якорем 4 и полюсными наконечниками магнитопроводов 2, 3, при этом воздушные зазоры характеризуются магнитными сопротивлениями R1, R2. Под действием магнитного потока фу как минимум одной катушки управления 7, обладающей магнитодвижущей силой Iw, якорь 4 стремится занять новое пространственное положение, характеризуемое перераспределением значений магнитных сопротивлений и, соответственно, величин воздушных зазоров между якорем 4 и полюсными наконечниками магнитопроводов 2, 3. За счет изменения величин воздушных зазоров происходит поворот якоря 4 с изгибом гибкого уплотнения 6 и соответствующим перемещением заслонки 5.An anchor 4 of magnetic material M 0 creates, using a working magnetic flux f r , a magnetic field in the system with magnetic fluxes in the air gaps f s1 , f s2 , between the armature 4 and the pole pieces of the magnetic cores 2, 3, while the air gaps are characterized by magnetic resistances R 1 , R 2 . Under the action of the magnetic flux f at least one control coil 7 having a magnetomotive force Iw, the armature 4 tends to occupy a new spatial position, characterized by the redistribution of the values of magnetic resistances and, accordingly, the values of the air gaps between the armature 4 and the pole tips of the magnetic circuits 2, 3. For due to changes in the air gaps, the armature 4 rotates with the bend of the flexible seal 6 and the corresponding movement of the shutter 5.

Использованные источникиUsed sources

1. Actuators. Basics and Applications. Автор Janocha Hartmut (Ed.), издательство Springer, 2004.1. Actuators. Basics and Applications. Posted by Janocha Hartmut (Ed.), Springer, 2004.

2. Патент US №20130048891, МПК F16K 31/02, 2013.2. US patent No. 201330048891, IPC F16K 31/02, 2013.

Claims (4)

1. Электромеханическое устройство, содержащее основание, на котором установлены нижний и верхний магнитопроводы, имеющие полюсные наконечники, между которыми с некоторым воздушным зазором находится якорь, жестко соединенный с заслонкой в виде центрального стержня, герметично соединенный с основанием при помощи гибкого уплотнения, отличающееся тем, что между нижним и верхним магнитопроводами расположена как минимум одна катушка управления, на верхнем магнитопроводе установлена опора, закрепленная через отверстия в магнитопроводах н основании при помощи винтов, болтов или шпилек.1. Electromechanical device containing a base on which the lower and upper magnetic cores are installed, having pole pieces, between which with some air gap there is an armature rigidly connected to the shutter in the form of a central rod, hermetically connected to the base using a flexible seal, characterized in that that between the lower and upper magnetic circuits there is at least one control coil, a support is mounted on the upper magnetic circuit, fixed through holes in the magnetic circuits warping with screws, bolts or studs. 2. Электромеханическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит элементы регулирования предварительного положения заслонки в виде плоской пружины и двух цилиндрических пружин, расположенных между центральным стержнем заслонки и опорой, через которые при помощи винтов производится регулирование и которые от выпадения защищены пластиной, закрепленной на опоре.2. The electromechanical device according to claim 1, characterized in that it contains elements for regulating the preliminary position of the shutter in the form of a flat spring and two cylindrical springs located between the central shutter rod and the support through which the screws are controlled and which are protected from falling out by the plate, fixed on a support. 3. Электромеханическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что якорь выполнен из магнитного материала и намагничен.3. The electromechanical device according to claim 1, characterized in that the anchor is made of magnetic material and magnetized. 4. Электромеханическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что несколько катушек управления могут быть соединены параллельно, последовательно или смешанно.4. The electromechanical device according to claim 1, characterized in that several control coils can be connected in parallel, in series or mixed.
RU2017117658A 2017-05-23 2017-05-23 Electromechanical device RU2653607C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117658A RU2653607C1 (en) 2017-05-23 2017-05-23 Electromechanical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117658A RU2653607C1 (en) 2017-05-23 2017-05-23 Electromechanical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653607C1 true RU2653607C1 (en) 2018-05-11

Family

ID=62152913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117658A RU2653607C1 (en) 2017-05-23 2017-05-23 Electromechanical device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653607C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU33991U1 (en) * 2003-07-22 2003-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "АВРОРА" Solenoid valve (options)
US20120068095A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Woodward Hrt, Inc. Torque motor linearization
US20130048891A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Honeywell International Inc. Single-stage nozzle flapper torque motor and electrohydraulic valve including a flexible hermetic seal
US20160215898A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Honeywell International Inc. High-temperature and high-vibration capable armature assemblies for torque motor valve actuators

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU33991U1 (en) * 2003-07-22 2003-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "АВРОРА" Solenoid valve (options)
US20120068095A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Woodward Hrt, Inc. Torque motor linearization
US20130048891A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Honeywell International Inc. Single-stage nozzle flapper torque motor and electrohydraulic valve including a flexible hermetic seal
US20160215898A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Honeywell International Inc. High-temperature and high-vibration capable armature assemblies for torque motor valve actuators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6317822B2 (en) One degree of freedom magnetic vibration isolator
US10069353B2 (en) Servo valve torque motor
US20080105503A1 (en) Axial rotary eddy current brake with self-adjustable braking force
RU2012139664A (en) BISTABLE ELECTROMAGNETIC DRIVE
US10095126B2 (en) Moveably mounted component of projection exposure system, as well as device and method for movement limitation for same
EP3076531A1 (en) Flat voice coil motor
US9607746B2 (en) Electromagnetic actuator device
Scruggs et al. Structural control with regenerative force actuation networks
RU2012104803A (en) WATCH ASSEMBLY OF THE HOUR WHEEL OR SHOCK MECHANISM
US20200263759A1 (en) Eddy Current Damper
TWI641746B (en) Vibration suppressing apparatus
RU2653607C1 (en) Electromechanical device
US20190131859A1 (en) Linear Actuator
JP6511143B2 (en) Self-damping shutter for an exposure system of a photolithographic apparatus
JP7094756B2 (en) Mass damper
JP6913648B2 (en) Mass damper
US11585404B1 (en) Vibration damping actuator
KR20120081112A (en) Valve having a magnet bag
CN204205912U (en) A kind of permanent-magnet speed governor of fixing magnetic gap
Ghiringhelli et al. New large airgap Active Magnetic bearings: modeling and experimental validation
CN204103738U (en) A kind of permanent-magnet speed governor of fixing magnetic gap
JP2020133676A (en) Vibration control system
US9915922B2 (en) Contactless cylinder escapement
van Dam et al. Design, control, and comparison of low-energy solenoid valve actuators
RU2389100C2 (en) Electromagnet driving device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190524

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220309