RU222087U1

RU222087U1 - Magnetic drive of hydraulic distributor

Info

Publication number: RU222087U1
Application number: RU2023112552U
Authority: RU
Inventors: Пётр Васильевич Рубцов; Алексей Владимирович Калинин; Василий Иванович Рубцов; Евгения Викторовна Ипполитова
Original assignee: Пётр Васильевич Рубцов
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2023-12-11

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может применяться в качестве преобразователя электрического управляющего сигнала в механическую силу в элементах гидроаппаратуры с пропорциональным управлением (распределителях, дросселях и прочих), используемых в гидросистемах авиации и мобильной техники. Техническим результатом является уменьшение сухого трения в устройстве. Магнитный привод гидравлического распределителя состоит из цилиндрического постоянного магнита с отверстием, который закреплен в корпусе, помещенной в него катушки индуктивности, с вставленным в нее сердечником, закрепленным в корпусе. Катушка индуктивности жестко соединена с золотником гидравлического распределителя, который закреплен на тарельчатых пружинах. Катушка имеет возможность перемещаться в корпусе привода. 1 ил.

The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a converter of an electrical control signal into mechanical force in hydraulic equipment elements with proportional control (distributors, throttles, etc.) used in hydraulic systems of aviation and mobile equipment. The technical result is to reduce dry friction in the device. The magnetic drive of the hydraulic distributor consists of a cylindrical permanent magnet with a hole, which is fixed in the housing, an inductance coil placed in it, with a core inserted into it, fixed in the housing. The inductor coil is rigidly connected to the hydraulic distributor spool, which is mounted on disc springs. The coil has the ability to move in the drive housing. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области автоматики, гидравлики и может применяться в качестве преобразователя электрического управляющего сигнала в механическую силу в элементах гидроаппаратуры с пропорциональным управлением (распределителях, дросселях и прочих), используемых в гидросистемах.The utility model relates to the field of automation, hydraulics and can be used as a converter of an electrical control signal into mechanical force in hydraulic equipment elements with proportional control (distributors, throttles, etc.) used in hydraulic systems.

Известен пропорциональный электромагнит, содержащий внешний магнитопровод, катушку возбуждения, магнитопровод внутри катушки, включающий в себя ферромагнитную направляющую втулку, неподвижный полюс с ферромагнитным кольцевым шунтом, механически соединенные и магнитоизолированные с указанной втулкой, и цилиндрический якорь, установленный с возможностью осевого перемещения (RU 2463 U1, 16.07.1996).A known proportional electromagnet contains an external magnetic circuit, an excitation coil, a magnetic circuit inside the coil, including a ferromagnetic guide bushing, a fixed pole with a ferromagnetic ring shunt, mechanically connected and magnetically insulated with the said bushing, and a cylindrical armature mounted with the possibility of axial movement (RU 2463 U1 , 07/16/1996).

Недостатком данного устройства является отсутствие реверсивности движения управляющего органа. Из-за этого, для обеспечения реверсивности движения золотника в гидравлическом распределителе, используется 2 пропорциональных электромагнита.The disadvantage of this device is the lack of reversibility of the movement of the control body. Because of this, to ensure reversibility of the movement of the spool in the hydraulic distributor, 2 proportional electromagnets are used.

Известен электромагнитный клапан, включающий корпус с крышкой, установленный на фланце трубопровода, отличающийся тем, что в рабочей камере корпуса расположена электромагнитная катушка, в отверстии корпуса соосно вертикальной оси рабочей камеры свободно перемещается полый шток, на одном конце которого закреплена тарелка, а другой конец закреплен в магнитопроводе с постоянным магнитом, расположенным под крышкой (RU 149170 U1, 20.12.2014).A known electromagnetic valve includes a housing with a cover mounted on a pipeline flange, characterized in that an electromagnetic coil is located in the working chamber of the housing; a hollow rod moves freely in the housing hole coaxially with the vertical axis of the working chamber, at one end of which a plate is fixed, and the other end is fixed in a magnetic circuit with a permanent magnet located under the cover (RU 149170 U1, 12/20/2014).

Недостатком данного устройства является низкая частотная характеристика и неподходящая к гидравлическому распределителю тяговая характеристика, что обусловлено конструктивными решениями устройства.The disadvantage of this device is the low frequency response and the traction characteristic that is not suitable for the hydraulic distributor, which is due to the design solutions of the device.

Известен линейный привод с якорем, имеющий магнитный носитель, имеющий, по меньшей мере, одну обмотку возбуждения с сердечником для создания переменного магнитного поля, якорь которого имеет магнитный носитель, по меньшей мере, с двумя постоянными, предпочтительно пластинчатыми магнитами, который приводится магнитным полем обмотки возбуждения в возвратно-поступательное колебательное движение (RU 2372704 С2, 15.09.2005).A known linear drive with an armature having a magnetic carrier having at least one field winding with a core to create an alternating magnetic field, the armature of which has a magnetic carrier with at least two permanent, preferably plate magnets, which is driven by the magnetic field of the winding excitation into reciprocating oscillatory motion (RU 2372704 C2, 09.15.2005).

Недостатком данного устройства является конструктивная невозможность обеспечивать требуемые усилия для перемещения управляющего органа.The disadvantage of this device is the design impossibility of providing the required forces to move the control body.

Наиболее близким аналогом является устройство, состоящие из неподвижной, закрепленной в корпусе катушки, нескольких пар постоянных электромагнитов, а также якоря сердечника, которые образуют линейный электродвигатель, одна сторона которого связана с управляемым органом, а другая сторона связана с ручным сбросом системы (CN 106641403, 07.11.2016),The closest analogue is a device consisting of a stationary coil fixed in the housing, several pairs of permanent electromagnets, as well as a core armature, which form a linear electric motor, one side of which is connected to the controlled element, and the other side is connected to the manual reset of the system (CN 106641403, 07.11.2016),

Одним из недостатков данной конструкции является повышенное сухое трение в системе в силу большого количества трущихся элементов. Еще одним недостатком данной конструкции является увеличение ее габаритов в силу повышенного количества пружин и наличия ручного сброса. Данная конструкция, в силу своей схожести с классическим линейным электродвигателем, более расположена к большим перемещениям, чем требуется в гидрораспределителях общего назначения.One of the disadvantages of this design is increased dry friction in the system due to the large number of rubbing elements. Another disadvantage of this design is the increase in its dimensions due to the increased number of springs and the presence of a manual reset. This design, due to its similarity to a classic linear electric motor, is more capable of larger movements than required in general-purpose hydraulic valves.

Задачей, поставленной в полезной модели, является разработка устройства с постоянным цилиндрическим магнитом, имеющим отверстие, закрепленным в корпусе, с вставленной в него катушкой индуктивности, имеющей возможность перемещаться в корпусе и сердечником, который жестко связан с корпусом привода, способного обеспечивать поступательное перемещение управляемого органа (золотника), обеспечивать реверсивность движения и обладающего пониженным трением.The task posed in the utility model is to develop a device with a permanent cylindrical magnet having a hole fixed in a housing, with an inductance coil inserted into it, which has the ability to move in the housing and a core that is rigidly connected to the drive housing, capable of providing translational movement of the controlled element (spool valve), ensure reversibility of movement and have reduced friction.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение сухого трения в устройстве.The technical result of the utility model is to reduce dry friction in the device.

Технический результат достигается за счет того, что магнитный привод гидравлического распределителя, состоящий из цилиндрического постоянного магнита, имеющего отверстие, закрепленного в корпусе, с вставленной в него катушкой индуктивности, имеющей возможность перемещаться в корпусе и сердечника, который жестко связан с корпусом привода, согласно настоящей полезной модели, катушка индуктивности жестко связана с управляемым органом (золотником), который закреплен в тарельчатых пружинах, что обеспечивает снижение сухого трения в системе и обеспечивает эффект пропорционального регулирования системы. При этом к самой катушке обеспечен подвод электрических контактов при учете, что катушка будет совершать поступательное перемещение с возможностью реверсии.The technical result is achieved due to the fact that the magnetic drive of the hydraulic distributor, consisting of a cylindrical permanent magnet having a hole, fixed in the housing, with an inductance coil inserted into it, which has the ability to move in the housing and a core, which is rigidly connected to the drive housing, according to this utility model, the inductance coil is rigidly connected to the controlled element (spool), which is fixed in disc springs, which reduces dry friction in the system and provides the effect of proportional control of the system. At the same time, a supply of electrical contacts is provided to the coil itself, taking into account that the coil will perform translational movement with the possibility of reversal.

Полезная модель поясняется чертежом. На чертеже представлен магнитный привод (далее - привод) в разрезе, где 1 - сердечник, закрепленный в корпусе привода 6, 2 - катушка индуктивности, которая имеет возможность поступательного перемещения, 3 - цилиндрический постоянный магнит с отверстием, 4 - тарельчатые пружины, в которых закреплен управляемый орган (золотник) 5.The utility model is illustrated by a drawing. The drawing shows a magnetic drive (hereinafter referred to as the drive) in cross-section, where 1 is a core fixed in the drive housing 6, 2 is an inductor coil that has the possibility of translational movement, 3 is a cylindrical permanent magnet with a hole, 4 is disc springs in which the controlled element (spool) is fixed 5.

Предлагаемая конструкция состоит из корпуса 6, в котором закреплен цилиндрический постоянный магнит 3, в отверстии которого находится катушка индуктивности 2, имеющая возможность совершать реверсивное поступательное движение, в которой находится сердечник 1, который жестко закреплен в корпусе привода, катушка индуктивности жестко связана с управляемым органом (золотником) 5, который закреплен в тарельчатых пружинах 4.The proposed design consists of a housing 6, in which a cylindrical permanent magnet 3 is fixed, in the hole of which there is an inductor 2, which has the ability to perform reverse translational movement, in which there is a core 1, which is rigidly fixed in the drive housing, the inductor is rigidly connected to the controlled element (spool valve) 5, which is fixed in disc springs 4.

Предлагаемый магнитный привод гидравлического распределителя работает следующим образом:The proposed magnetic drive of the hydraulic distributor works as follows:

При подаче электрического сигнала (тока) на катушку индуктивности 2 начинает формироваться магнитное поле, в это же время сердечник 1 начинает насыщаться и усиливать создаваемое магнитное поле, что приводит к появлению силы, пытающейся переместить катушку с током. За счет цилиндрической формы постоянного магнита 3, сила, которая действует на катушку, будет направлена параллельно оси движения управляемого органа (золотника) 5. При развитии достаточной силы, чтобы преодолеть влияние нагрузки и силы деформации тарельчатых пружин 4, катушка индуктивности вместе с золотником будут перемещаться, тем самым выполняя пропорциональное регулирование гидрораспределителя, так как величина смещения будет пропорциональна деформации пружин.When an electrical signal (current) is applied to inductor 2, a magnetic field begins to form, at the same time core 1 begins to become saturated and strengthen the generated magnetic field, which leads to the appearance of a force trying to move the coil with current. Due to the cylindrical shape of the permanent magnet 3, the force that acts on the coil will be directed parallel to the axis of movement of the controlled element (spool) 5. When sufficient force is developed to overcome the influence of the load and the deformation force of the disc springs 4, the inductor along with the spool will move , thereby performing proportional control of the hydraulic distributor, since the amount of displacement will be proportional to the deformation of the springs.

Основной особенностью предлагаемой конструкции является возможность обеспечения реверсивного движения управляемого органа (золотника) и обеспечения пропорционального регулирования системы без использования парного исполнения управляющих органов, а также техническое решение по закреплению управляемого органа в тарельчатых пружинах способно снизить сухое трение системы. The main feature of the proposed design is the ability to provide reverse movement of the controlled element (spool) and ensure proportional control of the system without using a pair of control elements, as well as a technical solution for fixing the controlled element in disc springs can reduce dry friction of the system.

Claims

A magnetic drive of a hydraulic distributor, consisting of a cylindrical permanent magnet with a hole, which is fixed in the housing, an inductance coil placed in it, with a core inserted into it, fixed in the housing, characterized in that the inductance coil is rigidly connected to the spool of the hydraulic distributor, which is fixed to disc springs, and the coil itself has the ability to move in the drive housing.