[发明专利]永磁体电磁式调节执行机械

说明书

本发明涉及自动化系统中的执行机构，具体地说是永磁体电磁式调节执行机构。

在自动化控制领域中，执行元件的好坏是关系到整个过程控制成功与否的重要因素之一。而现地所使用的电动执行机构特点是：由电机转动通过齿轮减速及传动来产生位移，从而达到控制的目的。在传动过程中存在电机效率低及机械磨擦，降低效率，增加能耗和可靠性差等因素。

本发明的目的是提供一种低能耗，高可靠性，高速定位反应，基本无磨擦的永磁体电磁式调节执行机构。

本发明的目的是这样实现的：本机构由机械部分和电器部分构成，在阀杆内有永磁柱体及阀杆外的电磁线圈、永磁柱体的下部是阀杆齿轮和与之啮合的调节齿轮(11)，齿轮轴与调节齿轮(11、13)及反馈电位器连接，与手轮联接的齿轮(14)与齿轮(13)啮合，反馈电位器与转换器联接，转换器与电源、放大调节器联接并输出电信号，放大调节器又与电磁线圈、电源联接并接收外输入控制电信号，电源还与转换器及放大调节器联接。

其原理是：永磁柱体于电磁线圈中，当电流经过线圈时产生一个电磁场，如果电磁场的磁极性与永磁的磁极性相同时就产生了排斥力，从而推动连接永磁体的金属或者非金属杆即阀杆移动，其移动的位置或距离及输出的推动力受线圈的电流强度及控制物质的反作用力影响。因此阀杆需要的准确位置又由位置反馈器提供的反馈电阻信号经转换器转换成电信号与外部调节器或手操器等输出的控制电信号共同对线圈的电流强度进行控制调节，从而快速地运到所要求的准确位置。位置反馈电位器同时又把反馈信号输出给其它控制器从而精确地控制整个系统。

当需要拉动阀杆时，又由电磁线圈产生一个与永磁体磁性相反的磁场来吸引阀杆移动，其拉动的位置或距离同样也受到线圈及阀杆的反作用力影响。因此阀杆需要移动的准确位置又由反馈信号与外部控制信号共同对线圈的电流强度进行控制，调节放大，从而快速地达到所要求的准确位置，达到控制的目的。

当断电或断信号时，可用手轮调节阀杆的位置。

以下结合附图对本发明作进一步的详述，但不限于附图所示。

图1为本发明的结构示意图

图中，1-手轮，2-电磁线圈，3-永磁体柱，4-放大调节器，5-电源，6-转换器，7-反馈电位器，8-齿轮轴，9-阀杆，10-阀杆齿轮，11-齿轮，12-活接头，13-齿轮，14-齿轮，15-电磁线圈。

如图所示，本发明由机械部分和电器部分构成，在阀杆9内有永磁柱体3及阀杆外的电磁线圈2、永磁柱体的下部是阀杆齿轮10和与之啮合的调节齿轮11，齿轮轴8与调节齿轮11、13及反馈电位器7连接，与手轮联接的齿轮14与齿轮13啮合，反馈电位器与转换器6联接，转换器与电源5、放大调节器4联接并输出电信号，放大调节器又与电磁线圈、电源联接并接收外输入控制电信号，电源还与转换器及放大调节器联接。其中，齿轮轴通过活接头12与齿轮13连接，转换器采用将电阻转换为电信号的转换器，放大调节器采用将二信号比较进行差值放大的调节放大器。

当要求阀杆输出力矩较大时，还可在电磁线圈2下串接一个通电后电磁极性与2相反的线圈15，这样可以大大提高阀杆的输出力矩。

工作时，当有信号输入，该信号与反馈信号在调节放大器内进行比较放大，放大的相应电流到电磁线圈，产生一个电磁场与永磁体相同的磁极，从而推动阀杆运动，运动的位置由反馈电位器输出信号到转换器，转换器转换成相应的电信号到调节放大器，与输入电信号进行比较放大。放大成相应电流输出到电磁线圈，从而变为相应的电磁场强度及极性来拉动，推动阀杆到达控制目的。

当断电或其它原因使电信号无法工作时，转动手轮，其机械力通过齿轮14、13及通过活接头与小齿轮11传动到齿轮10，从而带动阀杆运动，调节阀杆的位置，达到手动控制的目的。

本发明具有以下特点：

1、由于连接永磁体的阀杆及永磁体与线圈是非接触式的，并且无机械传动机构，因此可视为无磨擦运动。从而减小能耗，减小体积重量，加快移动及定位速度(该速度只受电子传换部份元件的影响)以及可视为无限使用寿命的优点(使用寿命只受线圈及永磁退磁的影响)；

2、在断电或断信号时，可用手轮调节阀杆的位置；

3、可适用于各种自动控制过程中作为执行单元使用，替代现用的电动、气动、液动执行机构。从而节约了能源，提高了控制精度及速度，延长了使用寿命。