Устройство для контроля положения рабочих органов механизмов

Устройство для контроля положения рабочих органов механизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МЕХАНИЗМОВ, содержащее связанный с контролируемьш рабочим органом якорь, ус тановленный внутри ферромагнитной оболочки, на противоположных концах диаметра которой установлены; первый и второй электромагнитные датчики, выходы обмоток которых соединены с катушкой , размешенной в шепи генераторного путевого выключателя, на клходе которого включено реле первая и вторая обмотки подмагничивания, расположенные на противоположных сторонах 0-обраэного магнитопровода, расположенного вокруг ферромагнитной оболочки, выходы ойлоток подмагничивашш включены между собой встречно-параллельно, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы з тройства, в него введены третья и четвертая обмотки подмагничивания, выпрямитель, источник переменного тока, четыре из токопроводящего немагнитного материала , ферромагнитные стержни, третья и четвертая о& лотки подмагничивания расположены соосно первой и второй обмоткам подмагкичивания на О-образном Mai нитопроводе и включены встречно-последоватеяьно между первым выходом источника переменного тока и первым Екодом выпрймителя, первая и вторая обмотки подсл магничивания подключены к выходам выпрямителя , второй вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, первая и втекая трубки ржшоложены торцами к первому электромагнитному . датчику с противоположных его сторон, а третья и четвертая трубки расположены ю торцами к второму электромагнитному ел с датчику с противоположных его сторон, внутри всех трубок расположено по ферромагнитному стержню .

„SU„„1023374

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(SD G08 С 9/04

Г ввзю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Й ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3384791/18-24 (22) 18.01.82 (46) 15.06.83. Бюл. № 22 (72) В. И. Сажин, А. И. Юрченко, В. М. Мясников и М. А. Фадеев (71) Горьковский политехнический институт им. А. А. Жданова. (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №. 474034., кл. 608. С 9/04 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 744699, кл. 608 С 9/04, 1Э79 (проготип); (54) (57) СтГОЙСтио ДЛЯ КОН ГРО

ЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

МЕХАНИЗМОВ, содержащее связанный с контролируемым рабочим органом якорь, установленный внутри ферромагнитной оболочки, на противоположных концах диаметра которой установлены: первый и второй электромагнитные датчики, выходы обмоток которых соединены с катушкой, размещенной в щели генераторного путевого выключателя, на выходе которого включено реле, первая и вторая обмотки подмагничивания, расположенные на противоположных сторонах 0-образного магнитопровода, расположенного вокруг ферромагнитной оболочки, выходы обмоток подмагничивания включены между собой встречно-параллельно, о гл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства, в него введены третья и четвертая обмотки подмагничивания, выпрямитель, источныс переменного тока, четыре трубки из токопроводяшего немагнитного материала, ферромагнитные стержни, третья и четвертая обмотки подмагничивания расположены соосно первой и второй обмоткам подмагничивания на 0-образном магии топроводе и включены встречно-после- довательно между первым выходом источника переменного тока и первым входом Е выпрямителя, первая и вторая обмотки под« магничивания подключены к выходам выпря мителя, второй вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, первая и вторая трубки расположены а горцами к первому электромагнитному . датчику с противоположных его сторон, а третья и четвертая трубки расположены торцами к второму электромагнитному датчику с противоположных его сторон, внутри всех трубок расположено по ферромагнитному стержню .

Изобретение относится к контрольнойэмерительной технике и может 6ить ис пользовано, например, для контроля положения рабочих органов, механизмов и ма иин, перемешажедихся внутри топстостен- 5 нщс трубных оболочек.

Известно устройство для контроля путевых положений рабочих органов„механизмов и машин, содержащее перемещающийся внутри трубы постоянный магнит, связанный с контррпируемым рабочим органом и взаимодействующий с электромагнитным датчиком, pacerоложенным снаружи трубы и включенным последовательно с Обмоткой, размещенной в щели гене- r5

-фаторного путевого Выключателя. При подмагничивании сердечника эпектрома нитного датчика полей йостоянного магнита происходит срабатывание генераторного путевого Выключателя (1 ) . 20

Недостаток известного устройства состоит в ограниченности области применения и недостаточной чувствительности, В укаэанном, устройстве между датчиком и постоянным магнитом не должно 25 быть никаких ферромагнитных элементов, а труба должна быль из неферромагнитного материала. Так как в качестве якоря использован нестойкий к коррозии постоянный магнит, то дпя его длительной 30 и нормальной работоспособности должна быть обеспечена сухая среда или он

:допжжн быть заключен в оболочку из немагнитного неркавеюкего материала;

Но последнее обстоятельство усложняет конструкцию устройства и уменинает чувствительность, так как увеличивается зазор между датчиком и постоянным, магнитом. На недостаточную чувствительность Влияет и то что магнитный Поток 40 постоянного магнита замыкается по всему конгуру, а не направленно через сердечник индуктивного датчика.

Наиболее близким к предлагаемому яВляется rpolc:,rÂÎ дпя контроля рабо» 45 чих. органов механизмов, содержащее свя.занный с контролируемым рабочим органом ферромагнитный якорь, установленный внутри ферромагнитной оболочки с диаметрально расположенными продольными проточками, Охватывающий оболочку, 0-образный магнитопровод с расположенными напротив проточек встречно включенными обмотками, электромагнит ный датчик подмагничивания и индукторЯ, 55 известное устройс гво характеризует ся недостаточной надакностью и четкостью работы.

1023 374 2

Укаэанный недостаток обмсняется недос» таточной кратностью изменения магнит/ ного потока, проходящего через сердечник электромагнитного датчика при отсутствии и наличии ферромагнитного якоря в зоне расположения 0-образного магнитол ровода.

Действительно, при отсутствии ферромагнитного якоря тонкая ферромагнитная стенка проточки, выполненной в ферромагнитной оболочке, находится в насышении и какаяго часть потока, достаточная для подмагничмвания электромагнитного датчика, замыкается через егосердечник. При приближении ферромагнитного якоря происходит перераспределение путей прохождения магнитных потоков, часть потока начинает за- мыкаться через него, уменьшается доля магнитного потока, замыкаюшаяся че-. рез сердечник элеткромагнитного датчика подмагничивания. Уменьшение этой части потока должно привести к исключению насышения сердечника электромаг-. нитного датчика. При недостаточной Kpar» ности изменения укаэанной части магнит ного потока работа устройства атановиг-. ся ненадежной, возможны как ложные срабатывания, так и несрабатывания.

Необходимо уменьшить бы толщину стенки проточки,. ио это уменьшает црочность оболочки, усложняет выполнение парочки. Все устройство в целом и егомонтаж и эксплуатация усложняются, так как

0-образный магнитопровод с оболочками подмагничивания и сам датчик подмагничивания с его вторичной схемой представ» пяют на единую конструкцию, а по сути

I дела два разд альных устройства. Это вызывает трудности как при сборке и монтаже устройства, так и при его изготовлении и эксплуатации.

Цель изобретения - поиышение надежности работы устройства.

° *

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля положения рабочих органов механизмов, содержащее связанный с контролируемым рабочим органом якорь, установленный внутри ферромагнитной оболочки, на про, тивоположных концах диаметра которой установлены первыйи второй электромагнитные датчики, выходы обмоток которых соединены с катушкой, раэмешенной в щели генераторного путевого выключателя, на Выходе которого включено реле, цервая и вторая обмотки подмагничивания, расположенные на противоположных сторонах 0-образного магнитопровода, расположенного вокруг ферромагнитной ой 3 1023374 ; 4 лочки, выходы обмоток подмагничнвания гречески связан с катушхой 13, раэвключены между собой встречно-парал- . Мещенной в щели генерагорного путевого лельно, введены третья и четвертая обмог- выключателя 15, на выходе хогорого ки подмагничивания, выпрямитель, исгоч- включено реле 16. Конденсатор 17, ник переменного гока, четыре трубки 5 включенный параллельно реле 16, исыпа. из гокопроводящего немагнигного матерна- чает дребезг контактов при включениях ла, ферромагнитные старкин, третья и и выключениях его, т.е. В переходных четвертая обмотки подмагничивания рас- режимах. Вместо реле 16 может быть положены соосно первой и второй обмот- быть использован логический элемент кам подмагничивания на 0-образном маг- 10 или сигнал с генераторного путевого выкиитопроводе и вюпочены встречно-после- лючателя 15 может быть подан на дру довагельно междуш.рвым выходом исгоч- гое командное устройство. Элехтромш

МИха переменного тока и первым входом нитный датчик 8 состоит из обмотки 18 выпрямителя, первая и вторая обмотки и сердечника 19 с прямоугольной петлей подмагничнвания подключены к Выходам 15 намагничивания. Воэможность изменения выпрямителя, второй вход которого соеди- положения стержня 12 в осевом наиравнен со вторым вькодом источника пере - ленни позволяет обеспечить регулировменного гока, первая и вторая трубки . ку момента срабатывания устройства. расположены торцами к первому алектро- Размещение двух электромагнитных даг.Магнигному датчику с противоположныс 20 чиков 8 оправдано, хогда к устройству его сторон, а третья и четвертая трубки предъявляется высокое требование по расположены торцами ко второму электро числу отказов. Якорь установлен внутмагнигному датчику с противоположных ри ферромагнитной оболочки 20, его сторон, внутри всех трубок располо- Устройство работает следухицим ображено по ферромагнитному стеркню. - .. 25 зом.

На фиг. 1 приведено устройство, При отсутствии якоря 1 в зоне расобщнй вид; на фнг. 2 - электрическая положения 0-образного MBT Hèroïpoâoäa схема устройства. 4 магнитные потоки встречно вюпоченУстройство состоит иэ феррома нит ных обмоток 5 подмагннчнвання эамыханого якоря 1, связанного с конгролируе- З0 ютсЯ "o "acrH магнитопРОВОДа 4 феРРО мым рабочим органом 2 и перемещайщего. магнитным стеРжнЯм 12 и.сеРдечникУ ся внутри.трубы 3, охватывающего: тру- 19 элекгРомагнигного датчика 8. Так бу 3 0-образного магнитопровода 4 с - как сердечник 19 при этом находится в диаметрально расположенными и Встреч- режиме насыщения, то индукгивнос жиме насыщения, то индуктивность об но включенными- обмотками 5 подмагни- З5 мотки 18 мала и ток, пРотекающий чеиващЫ подхченмн чер э Выпра - Р последовательно с ней соединеннУю

-тель 6 к источнику 7 переменного тока, кагУшхУ 13 досгаточе- " Irons пеРенес электромагнитного датчика 8, вэаимодей- - ги генеРатоРный пУгевой Выключатель с в ще с магнитным полем обмоток 15 во Включенное состояние, в это врествующего с магнитным полем о моток

5 подмагшчиван, влчео ме ду 40 мя реле 16 в но. Пер менный m выпрямителем и источником . пе магнитный поток обмоток 9 замыкается по ферромагнитным стержням 12 в значительно меньшей степени, так как в .якорем 1 и выполненным в виде двух .токопроводящих трубках 10 наводятся встречно H последовательно включенных 45 вихревые токи, которые препятствуют, обмоток 9, расположенных на 0-образ- прохождению переменного магнитного иом магнитопроводе 4 соосно с обмотка- IloroHa Ilo crePIKHHM 12 большая часть ми. 5 подмагничиваиия. Электромагнит- переменного магнитного потока замыкает ный датчик 8 размещен между торцами ся через большой воздушный зазор мекду трубок 10 иэ токопроводящего немагниг- g0 6ozoasam croPoamm 11 0-o6Pawoxo ного материала, установленных парал- магнитопровода 4, г.е. это по существу лельно обмоткам 5 подмагяичивания поток Рассеинин. ПоэтомУ s данный мо- . и скрепленных другими торцами с боко- MeHr индУхтивность встРечно и последов вймн сторонами 11 0-образного магниго- тельно включенных обмоток 9 крайне прОВОда 41 Внутри КОТОрых с ВОзмОжнО- 55 стью перемещения в осевом направлении При подходе ферромагнитного якоря расположены ферромагнитные стержни 1 к зоне расположения 0-образного маг 12. Электромагнитный датчик 8 алек-, нигоцровода 4 лроисходиг перераопределе1023374 ние пугвй прохождения ма гнитных по токов обмоток 5 и 9. Постоянный магнитный поток обмоток 5 попмагничивания в значи» тельной части начинает проходить и через.. массивный ферромагнитный якорь 1, при этом магнитный поток через сердечнйк

19 электромагнитного датч,. и 8 умень- шаегся и он выходит из режима насыще, ния, магнитная проницаемость материала его резко возрастаег, индуктивность обмотки 18 увеличивается и генерагорный путевой вьпцпочатель 1 5, а следовательно н реле 16 выключаются, так как уменьшившийся ток, протекающий через последовательно соединенну|о с обмоткой 18 катушку 13, не в состоянии сорвать колебания генератора йьгключателя 15. Умень-/ шению постоянного магнитного потока, замыкающегося через стержни 12 и сер20 дечник 19 электрюманитного датчика, 8 способствует и умены тока через обмотки 5 подмагничивания, так как теперь переменный магнитный ноток последовательно с ними включенных обмоток 9 получает возможность замыкания через ферромагнитный якорь 1 и индуктивность их возрастает. а

Положительный эффект от использова ния предлагаемого изобретения заключает- 30 ся в увеличении надежности работы уст ройства. Объясняется это тем, что геперь переводсердечника 19 Ьлектромагнигного датчика 8 из насйшенного состо- яния в ненасыщенное при подходе фэрроу магнитного якоря 1 обеспечивается не только за счет уменьшения магнитного сопротивления между боковыми сторонами 11 магнигопровода 4 и перераспределения при этом путей прохождения постоянного магнитного потока обмоток

5 подмагничивания, но и уменьшения через последние одновременно и гока за счет увеличения индуктивности обмоток

9, включенныс до выпрямителя. Усгройст во отличается компактностью, электромагнитный датчик 8 и О-образный магнитопровод 4 с обмотками представляют практически единую конструкцию, что очень важно и удобно при изготовлении, монтаже и эксплуатации ycrpoAcrsa.

И устройстве обеспечивается регулировка момента срабатывания. Предлагаемое» устройство может использоваться для контроля положения рабочего органа, перемещающегося в трубе как из неферромагнитного материала, гак и нз ферромагнитного. Только в последнем случае необходимо выполнение прогечек. как и в прототипе. Но в обоих случаях использование ферромагнитных стержней

12 позволяет обеспечить более направленное прохождение постоянного магнитного потока через сердечник 19 электромагнитного датчика 8.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими преимушествами.

1О23374

Составитель А. Сидоренко

Техред Т.Маточка Корректор А. Таско

Редактор Н. Горюет

Э Э в Заи

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ун. Проеитнаа, 4 .Заказ 4218/36, Vapm 618 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио депам изобретений и открытий

13035 Москва Ж-35 Ра скан наб. д. 4/8