Регулятор расхода Советский патент 1981 года по МПК G05D7/06 

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования расходов жидких и газообразных .сред.

Известен регулятор расхода жидких и газообразных сред, содержащий электрический исполнительный механизм, представляющий собой реверсивный однофа.зный электродвигатель, в котором два конечных положения, соответствующих открытому и закрытому состояниям регулирующего клапана, фикси,руются при помощи конечных выключателей, отключающих соответствующие цепи подачи питающего напряжения на управляющую обмотку реверсивного электродвигателя. Конструкция такого регулятора содержит ряд механических частей и связей, преобразующих электрические сигналы вначале во вращательное движение ротора электродвигателя, а затем в возвратно-поступательное перемещение регулирующего органа. Ротор электродвигателя связан с регулирующим органом через редуктор и муфту предельного момента при помощи штифтовых и шпоночных соединений. Для ограничения крайних положений регулирующего органа регулятор снабжен конечными выключателя1«м и кулачковым механизмом 1 .

Однако наличие механических связей снижает нгщежностьрегулятора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор содержащий электрическую управляющую катушку и сердечник из магнитотвердого материсша, магнитное

0 поле которого замыкается на магнитную жидкость, помещенную в эластичной мембране 2 .

Недостатком такого крнструктивного решения регулятора является отсутствие фиксации положения Открыто. Положение Открыто соответствует размагниченному состоянию магнитотвердого материала сердечника, однако дальнейшее поступление импульса

0 тока на открытие клапана приводит к намагничиванию сердечника в обратном направлении следования полюсов и, следовательно, к закрытию клапана. В конечн 1 счете регулирование вбли5зи максимального расхода среды будет нарушено. .

Цель изобретения - повышение надежности регулятора.

поставленная цель достигается 0 тем, что регулятор содержит второй

полый цилиндрический сердечник, установленный коаксиально внутри первого причем первый полый цилиндрический сердечник выполнен из материала с коэрцитивной силой намагниченности меньшей, чем материал второго сердечника..;,

На чертеже показана конструкция регулятора расхода.

Регулятор содержит расположенный между входньш 1 и выходным 2 naTpy6i ками электромагнит 3 с первым полым цилиндрическим сердечником 4, внутри которого закреплена эластичная оболочка 5, образующая с первым сердечником. 4 камеру б, заполненную ферромагнитной жидкостью,.а также второй полый цилиндрический сердечник 7, установленный коаксиально внутри первого. Края эластичной оболочки 5 прикреплены к первому сердечнику 4 фланцами патрубков 1 и 2, стянутыми между собой винтами.8.

Регулятор расхода работает следующим образом.

На регулятор с начальным давлением подается рабочая, среда, которая проходит через пространство, ограниченное оболочкой 5. Гидродинамическое или газодинамическое сопротивление пространства, ограниченного оболочкой 5, определяет.расход среды. Это сопротивление, в свою очередь, находится в зависимости от положения оболочки 5, на которую действуют .две силы: сила рабочей среды с одной стороны и сила магнитного взаимодействия ферроматнитной жидкости с суммарным полем сердечников 4 и 7. Изменение суммарного поля регулируется намагничиванием либо размагничиванием первого сердечника 4, коэрцитивная сила намагничивания которого меньше коэрцитивной силы размагничивания второго сердечника. 7, начальная намагниченность которого произведена при изготовлении на специальном стенде. При ступенчатом намагничивании сердечника 4 импульсами тока, пропускаемыми через электромагнит 3 с намагничиванием сердечн ка 4 в направлении, противоположном направлению намагниченности сердечника 7, регулятор отрабатывает в положении Открыто . .При этом суммарное магнитное поле, взаимодействующее с ферромагнитной жидкостью в рабочем зазоре, с каждьам импульсом уменьшается. Отработка регулятора на открытие рассматривается с момента, соответствующего максимальному закрытию. Это положение обусловлено максимальным градиентом магнитного поля в рабочем зазоре, определенным суммЬй магнитных полей сердечника 7 и сердечника 4, намагниченного на свою максимальную величину в направлении, совпадающем с направлением поля сердечника 7. Сила взаимодействия

максимального магнитного поля сердечников 4 и 7 с ферромагнитной жидкостью создает такое противодействие давлению рабочей среды, при котором регулятор закрыт. В первоначальный е момент каждый импульс тока на открытие частично размагничивает сердечник 4, уменьшая суммарное магнитное поле и его градиент в рабочем зазоре, уменьшая его взаимодействие с ферромагнитной жидкостью и приоткрывая ,на некоторую величину оболочкой 5 рабочий зазор.

При полном размагничивании сердечника 4 градиент магнитного поля и

5 величина открытия, оболочки 5 определяются только намагниченностью сердечника 7. При дальнейшем поступлении ИIvшyльcoв тока в том же направлении (на открытие сердечник 4 с

Q каждым импульсом все больше-намагничивается, направление его намагниченности противоположное направлению намагниченности сердечника 7. Увеличение намагниченности сердечника 4 приводит к уменьшению градиента в рабочем зазоре, так как часть поля сердечника 7 замыкается по торцам и градиент определяется только оставшейся частью поля сердечника 7.. Регулятор по-прежнему продолжает открываться. При полной намагниченности сердечника 4 его поле равно полю сердечника 7 и полностью его скомпенсирует. Сила взаимодействия поля сердечников 4 и 7 с ферромагнитной

5 жидкостью в рабочем зазоре практически исчезает и на оболочку 5 действует только сила, создаваемая давлением рабочей среды Регулятор полностью открывается. Дальнейшее поступление сигналов на открытие не .нарушает состояния регулятора, так как величина индукции намагниченности сердечника 4 остается неизменной и градиент поля в зазоре отсутствует.

Закрытие регулятора осуществляется импульсами тока, пропускаемыми через электромагнит 3, в направлении, обеспечивающем намагничивание сердечf. ника 4 согласно с намагниченностью сердечника 7. Порядок работы регулятора на закрытие осуществляется вйовь . размагничиванием сердечника 4 и последующим его намагничиванием До ве личины насыщения, но при этом величина градиента магнитного поля в рабочем зазоре неизменно растет.

Таким образом в предлагаемом регуляторе конечные положения открытого и закрытого состояний строго фиксированы за счет выполнения сердечника из двух коаксиально расположенных частей. При этом нет необходимости в дополнительных устройстве для определения конечных положений регулятора и прекращения подачи сигнала.

Формула изобретения

Регулятор расхода, содержащий расположенный между входным и выходным патрубками электромагнит с первым полым цилиндрическим сердечником, внутри которого закреплена эластичная оболочка, образующая с сердечником камеру, заполненную ферромагнитной жидкостью, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит второй полый цилиндрический сердечник, установленный .коаксиально

внутри первого, причем первый полый Цилиндрический сердечник выполнен из материала с коэрцитивной силой намагниченности меньшей, чем материал второго сердечника.

Источники информации, принятые во внимание при эксперт11эе

1.Нудлер Г.И. и др. Основы автоматизации производства. М., Высшая школа, 1976, с. 97, 101.

2.Авторское свидетельство СССР №630617, кл.. G 05 О 7/06, 1976 (прототип) .