Однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем

Изобретение предназначено для управления клапаном газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности. Устройство содержит шихтованный магнитопровод (1), выполненный из двух половин с воздушным зазором (2) между ними, на них установлена обмотка управления (3). Между верхними и нижними полюсами шихтованного магнитопровода (1), имеющего Е-образную форму, в направляющих (4) линейно перемещается Н-образный прямоходовой якорь (5), создавая с верхним и нижним полюсами шихтованного магнитопровода (1) рабочие воздушные зазоры. На средних полюсах шихтованного магнитопровода (1) установлены постоянные магниты (6), создающие поляризующий рабочий магнитный поток Фn в этих зазорах, и короткозамкнутые кольца (7), выполненные из проводящего материала. При переключении прямоходового якоря (5) из одного притянутого состояния в другое ударные реакции прямоходового якоря (5) не передаются на постоянные магниты (6). На верхних полюсах шихтованного магнитопровода (1) расположены магнитные шунты (8). Резонансно-маятниковый принцип движения прямоходового якоря (5) обеспечивается двумя спиральными пружинами (9) и (10), действующими встречно. 1 ил.

 

Однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем предназначен для управления клапаном газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. Изобретение относится к области электротехники.

Известен поляризованный однокатушечный электромагнитный привод с поворотным якорем (FR 2849100 А1), содержащий магнитопровод, катушку, два постоянных магнита и якорь, вращающийся между двумя крайними положениями под действием двух пружин.

Недостатками данной конструкции являются следующие: поток управления проходит через один из постоянных магнитов, создающих рабочий поток; в приводе требуется дополнительное преобразование вращательного перемещения якоря в поступательное движение исполнительных клапанов; для получения усилия на клапане 800-1000 Н требуется увеличение размера привода в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа. Однако этот размер ограничивается допустимым размером между двумя смежными клапанами одного цилиндра. Этот размер для современных ДВС не превышает 30÷33 мм.

Известен поляризованный электромагнитный привод (FR 2849262 А1), содержащий магнитопровод с явно выраженными полюсами, выполненный из двух половин с воздушным зазором между ними, обмотку управления, расположенную на одной из половин магнитопровода, прямоходовой якорь, пружинный механизм, состоящий из двух пружин, обеспечивающих резонансно-маятниковое перемещение якоря между полюсами магнитопровода и постоянный магнит, удерживающий якорь притянутым к полюсам магнитопровода в крайних положениях.

Недостатками данной конструкции являются следующие: удар от якоря передается на постоянный магнит; симметрия магнитной системы не позволяет однозначно установить, к какому полюсу притянется якорь; наклонные рабочие поверхности якоря и полюсов магнитной системы приводят к уменьшению осевого (рабочего) усилия электромагнита при одинаковой МДС постоянного магнита; поток обмотки управления стремится перемагнитить постоянный магнит.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении возможности перемагничивания постоянных магнитов и воздействия на них ударных реакций якоря, в гарантировании заданного направления движения якоря из его исходного положения.

Поставленная задача решается с помощью однокатушечного быстродействующего поляризованного электромагнитного привода с прямоходовым якорем, содержащего магнитопровод с явно выраженными полюсами, выполненный из двух половин с воздушным зазором между ними, обмотку управления, прямоходовой якорь, пружинный механизм, состоящий из двух пружин, обеспечивающих резонансно-маятниковое перемещение якоря между полюсами магнитопровода и постоянный магнит, удерживающий якорь притянутым к полюсам магнитопровода в крайних положениях, причем магнитопровод выполнен шихтованным с полюсами Е-образной формы, на верхних полюсах шихтованного магнитопровода расположены магнитные шунты, на средних полюсах шихтованного магнитопровода установлены постоянные магниты и короткозамкнутые кольца из проводящего материала, прямоходовой якорь расположен в направляющих, а обмотка управления установлена на обеих половинах шихтованного магнитопровода.

Технический результат заключается в том, что магнитный поток обмотки управления пространственно разделен с потоком поляризующих постоянных магнитов и не приводит к перемагничиванию последних при переключении электромагнита, при этом ударные воздействия якоря не передаются на постоянные магниты, а управление электромагнитом осуществляется с помощью единственной сосредоточенной обмотки.

На чертеже представлен однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем.

Однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем содержит шихтованный магнитопровод 1, выполненный из двух половин с воздушным зазором 2 между ними, на них установлена обмотка управления 3. Между верхними и нижними полюсами шихтованного магнитопровода 1, имеющего Е-образную форму, в направляющих 4 линейно перемещается Н-образный прямоходовой якорь 5, создавая с верхним и нижним полюсами шихтованного магнитопровода 1 рабочие воздушные зазоры. На средних полюсах шихтованного магнитопровода 1 установлены постоянные магниты 6, создающие поляризующий рабочий магнитный поток Фn в этих зазорах, и короткозамкнутые кольца 7, выполненные из проводящего материала. При переключении прямоходового якоря 5 из одного притянутого состояния в другое ударные реакции прямоходового якоря 5 не передаются на постоянные магниты 6. На верхних полюсах шихтованного магнитопровода 1 расположены магнитные шунты 8, которые увеличивают электромагнитное усилие притяжения к верхнему полюсу шихтованного магнитопровода 1 по отношению к нижнему, если прямоходовой якорь 5 находится в среднем положении относительно полюсов. Такая асимметрия в магнитной системе гарантирует притяжение прямоходового якоря 5 к верхнему полюсу шихтованного магнитопровода 1 при подаче сигнала управления на обмотку управления 3. Резонансно-маятниковый принцип движения прямоходового якоря 5 обеспечивается двумя спиральными пружинами 9 и 10, действующими встречно.

Однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем работает следующим образом.

В исходном положении прямоходовой якорь 5 притянут, например, к верхним полюсам шихтованного магнитопровода 1, сжимая верхнюю пружину 9, и удерживается в этом положении под действием усилия, созданного постоянными магнитами 6. Магнитный поток Фn постоянных магнитов 6 замыкается по пути, показанному сплошной линией на чертеже.

При подаче на обмотку управления 3 напряжения определенной полярности она создает в рабочих зазорах магнитный поток, направленный встречно потоку постоянных магнитов 6, что уменьшает усилие, действующее на прямоходовой якорь 5. Последний отрывается от верхних полюсов и под действием верхней пружины 9 движется к нижним полюсам шихтованного магнитопровода 1, сжимая нижнюю пружину 10.

При смене полярности напряжения на обмотке управления 3 магнитные потоки поляризующих постоянных магнитов 6 и обмотки управления 3 складываются, обеспечивая надежный подхват и удержание прямоходового якоря 5 при приближении его к нижним полюсам шихтованного магнитопровода 1. Таким образом, изменяя сигнал управления, можно управлять движением прямоходового якоря 5, обеспечивая, например, заданную скорость его при подходе к полюсам шихтованного магнитопровода 1. Как видно из чертежа, магнитный поток Фу обмотки управления 3 замыкается, минуя область, занимаемую постоянным магнитом 6, и не вызывает его перемагничивание.

Переход прямоходового якоря 5 от нижних полюсов шихтованного магнитопровода 1 к верхним происходит аналогично. Для установки прямоходового якоря 5 из среднего положения в исходное используется или форсировка тока в обмотке управления 3, или резонансная раскачка прямоходового якоря 5.

Улучшению динамических характеристик управления способствует шихтование стали магнитопровода 1 (уменьшается влияние вихревых токов в нем), а также установка на центральном стержне шихтованного магнитопровода 1 короткозамкнутого кольца 7, в котором при изменении потока управления наводятся вихревые токи, препятствующие проникновению потока управления в центральный стержень.

При ограниченных размерах привода в плоскости чертежа необходимость увеличения общего усилия электромагнита приводит лишь к увеличению габарита в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа, без изменения конструкции привода.

Однокатушечный быстродействующий поляризованный электромагнитный привод с прямоходовым якорем, содержащий магнитопровод с явно выраженными полюсами, выполненный из двух половин с воздушным зазором между ними, обмотку управления, прямоходовой якорь, пружинный механизм, состоящий из двух пружин, обеспечивающих резонансно-маятниковое перемещение якоря между полюсами магнитопровода и постоянный магнит, удерживающий якорь притянутым к полюсам магнитопровода в крайних положениях, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен шихтованным с полюсами Е-образной формы, на верхних полюсах шихтованного магнитопровода расположены магнитные шунты, на средних полюсах шихтованного магнитопровода установлены постоянные магниты и короткозамкнутые кольца из проводящего материала, прямоходовой якорь Н-образной формы расположен в направляющих, а обмотка управления установлена на обеих половинах шихтованного магнитопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве перепускного клапана для двухфазной рабочей среды, включающей жидкую и газовую фазы, в частности в устройствах для измерения дебита скважин в нефтедобывающей промышленности, с возможностью аварийного сброса газового «пузыря», поступившего из скважины.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к реверсивным клапанам с дистанционным импульсным управлением, и предназначено для использования как в качестве запорных органов на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, так и в качестве исполнительного механизма в системах автоматического управления подачей газа по трубопроводу.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве перепускного клапана для жидкой и газообразной рабочих сред. .

Изобретение относится к регулирующей трубопроводной арматуре и предназначено для управления расходом жидкой или газообразной среды, в том числе агрессивной, пожаро-взрывоопасной, ядовитой.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для применения в качестве электромагнитного клапана, привод которого управляется кратковременным электрическим импульсом.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве перепускного клапана для жидкой или газообразной рабочих сред, в частности в устройствах для измерения дебита скважин в нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к области арматуростроения, преимущественно к исполнительным устройствам - клапанам, вентилям со вспомогательным управлением в системах автоматики на трубопроводах.

Изобретение относится к приборостроению, в частности может быть использовано там, где необходимо регулирование расходов жидких и газообразных сред путем дросселирования.

Изобретение относится к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, в частности к устройствам управления запорными органами при помощи постоянных магнитов. .

Изобретение относится к быстродействующим электромагнитным механизмам для промышленных и бытовых технических объектов, содержащих исполнительные органы, которые обеспечивают заданные динамические характеристики.

Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано в устройствах измерения дебита нефтяных скважин для перепуска рабочей среды из сосуда в сосуд

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для использования в устройствах измерения дебита нефтяных скважин для перепуска рабочей среды из сосуда в сосуд

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре, и может быть использовано для управления расходом жидкой или газообразной среды, в том числе агрессивной, пожаровзрывоопасной, ядовитой

Изобретение относится к области пневмогидротехники, в частности к конструкции бессальниковых запорных клапанов, с механическим дистанционным управлением и предназначено для осуществления перекрытия горячего и холодного водоснабжения в жилых и производственных помещениях

Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано в устройствах измерения дебита нефтяных скважин для перепуска рабочей среды из сосуда в сосуд

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к конструкциям устройств управления бессальниковыми запорными клапанами с ручным или дистанционным механическим управлением, и предназначено для управления клапанами, осуществляющими перекрытие воздуха, воды, нефтепродуктов и прочих подобных сред

Изобретение относится к области магнитных систем, в частности к конструкциям устройств управления бессальниковыми запорными клапанами, и предназначено для дистанционного управления клапанами, осуществляющими перекрытие жидкостных и газовых магистралей

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для использования в устройствах для измерения дебита нефтяных скважин

Изобретение относится к области пневмогидротехники, в частности к конструкции бессальниковых запорных клапанов с механическим дистанционным управлением, и предназначено для осуществления перекрытия горячего и холодного водоснабжения в жилых и производственных помещениях

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве клапана для текучих сред, прежде всего клеевого клапана или сопла, для переноса малых порций клея или же капель клея на складные язычки пачек (для сигарет)

Изобретение относится к области электротехники

Наверх