ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исполнительным устройствам, применяемым в различных системах для управления потоками топлива, воздуха, отработавших газов и т.п.

Известны исполнительные устройства с электродвигателями, которые применяются в различных системах для управления потоками топлива, воздуха, отработавших газов. Например, известно устройство с поворотным движением дросселирующего элемента для регулирования расхода воздуха, выпускаемое фирмой "Бош" /Германия/ и применяемое в системах распределенного впрыскивания топлива /"Электронное управление автомобильными двигателями" Покровский Г.Н., "Машиностроение", 1994, стр. 136 - 139/. В качестве привода устройства применен коллекторный двухобмоточный моментный электродвигатель, который обеспечивает позиционирование ротора в зависимости от соотношения токов, питающих обмотки. На статоре размещены два постоянных магнита. В зависимости от соотношения магнитных потоков ротор занимает определенное угловое положение. На оси ротора закреплен дросселирующий элемент, обеспечивающий при повороте изменение прямоугольного проходного сечения канала устройства.

Недостатком известного устройства является использование в нем коллекторного двигателя, который работает в режиме поворота ротора с остановками в любой точке в пределах угла поворота. Подвижный токосъем, коллекторный узел не могут обеспечить надежную работу устройств на больших временных интервалах, особенно в условиях дорожной вибрации, тряски и возможного загрязнения. Поверхность поворотного дросселирующего элемента имеет малые зазоры с сопрягаемой поверхностью в корпусе. Наличие инородных частиц в рабочей среде устройства, образование налета, нагара на рабочей поверхности поворотного дросселирующего элемента приводит к увеличению момента сопротивления на валу и в конечном счете к его заклиниванию.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства в условиях вибрации и загрязнения посторонними частицами дросселирующей среды.

Для достижения технического результата в исполнительном устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, поворотный дросселирующий элемент, установленный на оси ротора, и привод, включающий два постоянных магнита, последний выполнен в виде двух тороидальных сердечников из магнитомягкого материала, на которые нанесены две встречно включенные полуобмотки, при этом сердечники вставлены в тонкостенный стакан и смещены друг относительно друга на 90^o, а на оси ротора закреплена призма из магнитомягкого материала, при этом магниты закреплены на призме, а дросселирующий элемент соединен с ней с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения, при этом длина магнитов на призме меньше суммарной длины двух тороидальных сердечников с полуобмотками.

Изобретение представлено чертежом, на котором устройство изображено в разрезе.

На два тороидальных сердечника 1 из магнитомягкого материала нанесены обмотки 2, состоящие из двух полуобмоток, включенных встречно.

Оба сердечника обмотками зафиксированы в полом стакане 3 со смещением на 90^o. Ротор устройства состоит из двух постоянных магнитов 4, закрепленных на прямоугольной призме 5 из магнитомягкого материала. К торцу призмы прикреплен поворотный дросселирующий элемент 6. По общей оси призмы и поворотного дросселирующего элемента выполнено сквозное отверстие, в котором зафиксированы два подшипника скольжения 7. Призма 5 с магнитами 4 и поворотным дросселирующим элементом 6 надеваются на вал 8, который закреплен в корпусе 9, содержащем проходные отверстия, входной и выходной патрубки. В корпус 9 вставляется стакан 3 с сердечниками 1 с последующей фиксацией. При этом постоянные магниты 4 ротора, размещаемые внутри сердечников 1 с обмотками, по длине выполнены короче их суммарной длины.

Устройство работает следующим образом.

При протекании тока через обмотки 2 сердечника 1 в них создаются магнитные потоки, которые замыкаются через магниты 4, призму 5 ротора, взаимодействуя с его магнитным потоком.

Суммарный магнитный поток от сердечников 1 занимает в пространстве угловое положение, которое определяется соотношением токов в обмотках 2 сердечников. При взаимодействии магнитного потока ротора и суммарного потока сердечника 1, который изменяет свое положение в пространстве, происходит поворот поворотного дросселирующего элемента и изменение сечения проходного отверстия.

Вследствие того что длина постоянных магнитов 4 выполнена меньше, чем суммарная длина сердечников 1 с обмотками 2, то призма 5 будет всегда иметь перемещение в сторону того сердечника 1, по обмотке 2 которого протекает большой ток.

Таким образом, изменением соотношения токов в обмотках 2 обеспечивается угловое и возвратно-поступательное перемещения поворотного дросселирующего элемента 6. Ширина поворотного дросселирующего элемента 6 выполняется с учетом величины осевого перемещения.

Такая конструкция исполнительного устройства обеспечивает надежную работу за счет исключения коллекторного узла, а также выполнения дросселирующим элементом при работе сложного движения, состоящего из вращательного в пределах расчетного угла и одновременно возвратно-поступательного. Наличие сложного движения препятствует образованию налета на поверхности, способствует удалению инородных частиц из рабочего зазора.

Исполнительное устройство предназначено для управления потоками топлива, воздуха, отработавших газов в различных системах. В корпусе исполнительного устройства размещен ротор, на оси которого закреплена призма из магнитомягкого материала. На призме закреплены постоянные магниты. Поворотный дросселирующий элемент соединен с призмой с возможностью вращательного возвратно-поступательного перемещения. Привод дросселирующего элемента выполнен в виде двух тороидальных сердечников из магнитомягкого материала, на которые нанесены две встречно включенные полуобмотки. Сердечники вставлены в тонкостенный стакан и смещены друг относительно друга на 90^o. Длина магнитов на призме меньше суммарной длины двух тороидальных сердечников с полуобмотками. Изобретение повышает надежность работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Исполнительное устройство, содержащее корпус с проходными отверстиями, входным и выходным патрубками, поворотный дросселирующий элемент, установленный на оси ротора, и привод, включающий два постоянных магнита, отличающееся тем, что привод выполнен в виде двух тороидальных сердечников из магнитомягкого материала, на которые нанесены две встречновключенные полуобмотки, при этом сердечники вставлены в тонкостенный стакан и смещены друг относительно друга на 90^o, а на оси ротора закреплена призма из магнитомягкого материала, при этом магниты закреплены на призме, а поворотный дросселирующий элемент соединен с ней с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина магнитов на призме меньше суммарной длины двух тороидальных сердечников с полуобмотками.