BRPI0712785A2

BRPI0712785A2 - medidor de engrenagens ovais

Info

Publication number: BRPI0712785A2
Application number: BRPI0712785-5A
Authority: BR
Inventors: Teuvo Moilanen; Raumo Vehmaa
Original assignee: Osakeyhtio Skf Aktiebolag
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2012-09-11
Also published as: JP2009537011A; WO2007132062A1; AU2007251522A1; FI119298B; ZA200809572B; FI20065318A0; CN101490513A; CA2651571A1; EP2018525A1; CN101490513B; FI20065318L; EP2018525A4; US20090126478A1

Abstract

MEDIDOR DE ENGRENAGENS OVAIS. A invenção refere-se a um medidor de engrenagens ovais para medição de fluxo, o medidor compreendendo: duas engrenagens configuradas ovais (1, 2) arranjadas para girar em sincronismo em uma câmara provida em uma carcaça (3), câmara esta através da qual um meio a ser medido é disposto para fluir, o movimento de rotação das engrenagens (1, 2) sendo proporcional à vazão. O medidor é equipado com meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais (1, 2). Os meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais (1, 2) compreendem um ímã permanente (8) disposto em uma das engrenagens ovais (1 ou 2), centricamente com o eixo de rotação (7) da mesma, e um circuito de sensor (9) arranjado sobre a superficie externa da carcaça (3) wall, em um local coincidente com aquele do ímã permanente (8).

Description

"MEDIDOR DE ENGRENAGENS OVAIS"

A invenção refere-se a um medidor de engrenagens ovais para medição de fluxo, o medidor compreendendo: duas engrenagens configuradas ovais arranjadas para girar em sincronismo em uma câmara provida em uma carcaça, câmara esta através da qual um meio a ser medido é disposto para fluir, o movimento de rotação das engrenagens sendo proporcional à vazão e o medidor sendo equipado com meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais.

Rodas de engrenagem ovais do tipo acima são correntemente bem conhecidas em conexão com a medição de fluxo de um meio, tal como um líquido, realizada em diferentes campos da tecnologia, por exemplo.

Um aspecto essencial que se refere ao uso de medidores de engrenagens ovais é a detecção do movimento de rotação das engrenagens. Os dados obtidos do movimento de rotação das engrenagens permitem que a vazão seja determinada. Em soluções da arte anterior, o movimento de rotação das engrenagens é freqüentemente detectado pela provisão da engrenagem com uma peça de detecção ou um número plural de peças de detecção. Quando uma estrutura de carcaça de engrenagem e sensor, feita de um material não condutor eletricamente, é usada, uma peça de detecção feita de metal pode ser detectada usando um sensor indutivo. No caso de uma engrenagem eletricamente condutora, não-magnética, e carcaça serem usadas, a peça de detecção pode ser um ímã que é detectado por meio de um sensor do tipo de Reed ou Hall colocado fora da carcaça.

Uma vantagem dos princípios de solução acima é que o sensor pode ser colocado fora de uma parte de medidor encerrada em uma carcaça. Uma desvantagem, por sua vez, é que eles permitem que somente poucos pulsos por revolução de engrenagem, por exemplo, 1 a 4 pulsos por revolução de engrenagem, sejam obtidos e, por conseguinte, a informação sobre a vazão permanece inadequada. Para eliminar problemas que se referem à imprecisão das soluções acima, soluções nas quais um sensor de ângulo é montado no eixo de engrenagem oval foram apresentadas no campo. Uma vantagem de tais soluções é o número de pulsos obtidos, o qual pode ser 1000 pulsos por revolução, por exemplo, dependendo do tipo de sensor.

Todavia, um problema com soluções que empregam um sensor de ângulo aparece a partir de como se deve vedar o eixo de rotação na carcaça da parte de medição.

Exemplos de soluções da arte anterior incluem aqueles descritos nas publicações Japonesas 7190828, 8285654, 5264315 e na publicação US 5992230.

É um objetivo da invenção prover uma solução que permite que as desvantagens da arte anterior sejam eliminadas. Isto é atingido por meio de um medidor de engrenagens ovais da invenção. O medidor de engrenagens ovais da invenção é caracterizado pelo fato de que os meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais compreendem um ímã permanente disposto em uma das engrenagens ovais, centricamente com o eixo de rotação da mesma, e um circuito de sensor arranjado sobre a superfície externa sobre a parede da carcaça em um local coincidente com aquele do ímã permanente.

Uma vantagem da invenção é, sobretudo, que ela permite que uma medição precisa seja medida, sem quaisquer problemas associados com vedação. Em outras palavras, a invenção é bem sucedida em combinar as vantagens das soluções da arte anterior e eliminar suas desvantagens.

A seguir, a invenção será exposta com referência a um exemplo de uma forma de concretização ilustrada nos desenhos acompanhantes, nos quais:

as figuras 1a a 1e provêem uma série de vistas esquemáticas do princípio de operação de um medidor de engrenagens ovais;

a figura 2 ilustra um exemplo de uma solução da arte anterior para a detecção de movimento de engrenagem;

a figura 3 é uma vista ilustrando o exemplo da figura 2 a partir

de outra direção;

a figura 4 ilustra o princípio básico de um sensor usado na

solução da invenção;

a figura 5 é uma vista esquemática da detecção de uma

engrenagem oval em um medidor da invenção; e

a figura 6 é um diagrama de blocos de uma função de sensor e diferentes alternativas de acoplamento da solução da invenção.

As figuras Ia a Ie provêem uma série de vistas esquemáticas do princípio de operação de um medidor de engrenagens ovais. As engrenagens ovais são indicadas com os números de referência 1 e 2. As engrenagens 1, 2 são arranjadas para girar em sincronismo dentro de uma câmara 4 formada em uma carcaça 3, um meio a ser medido sendo disposto para fluir através da câmara. O movimento de rotação das engrenagens 1, 2 é

proporcional à vazão.

Uma vez que a tecnologia que se refere ao princípio de operação de um medidor de engrenagens ovais é geralmente conhecida entre as pessoas versadas, aspectos relacionados com ela não são discutidas em maior detalhe neste contexto.

Ainda, uma característica essencial na operação do medidor de engrenagens ovais é a detecção da rotação das engrenagens. As figuras 2 e 3 ilustram um exemplo de um princípio de detecção de movimento da arte anterior.

Os mesmos números de referência são usados nas figuras 2 e 3 para as mesmas partes mostradas nas figuras Ia a le. A operação do exemplo mostrado nas figuras 2 e 3 é baseada no uso de um sensor de Hall. O elemento de Hall é indicado nas figuras pelo número de referência 5 e um ímã disposto na engrenagem, por sua vez, pelo número de referência 6. Em adição, a figura 3 claramente mostra eixos 7 sobre os quais as engrenagens ovais são arranjadas para girar.

A solução que opera na base de um elemento de Hall também representa tecnologia que é geralmente conhecida para uma pessoa versada na arte e, por conseguinte, aspectos relacionados com ela não são expostos em maior detalhe neste contexto. As figuras 2 e 3 também mostram que uma desvantagem da solução é que a quantidade de pulsos obtidos por revolução de engrenagem é pequena e, por conseguinte, o medidor não provê as melhores características possíveis com respeito à precisão.

Uma idéia básica da invenção é de prover uma solução para medidor de engrenagens ovais que combina as vantagens da arte anterior, isto é, detecção do movimento de engrenagem a partir de fora da carcaça e uso de um princípio de medição do tipo de sensor de ângulo, pelo qual um grande número de pulsos por revolução de engrenagem é obtido e uma alta resolução de medição é atingida.

De acordo com a invenção, movimento de engrenagem é detectado por meio de um sensor de ângulo magnético, cujo princípio básico é mostrado na figura 4. A construção consiste de um ímã permanente 8 e um circuito de sensor 9. O ímã permanente 8 é colocado em uma das engrenagens ovais, centricamente com o eixo de rotação 7 da mesma, e é arranjado para girar ao longo da engrenagem. O circuito de sensor 9 é colocado sobre a superfície externa sobre a parede da carcaça 3, em um local coincidente com aquele do ímã permanente 8. A figura 5 é uma vista esquemática da construção da invenção. A figura 5 também mostra uma placa de circuito, indicada pelo número de referência 10, na qual o circuito de sensor 9 é arranjado.

A espessura da parede de carcaça 3 entre o circuito de sensor 9 e o ímã permanente 8 pode ser 0,5 - 1,8 mm, por exemplo. A carcaça pode ser feita de qualquer material apropriado, tal como aço não magnetizável.

O circuito de sensor 9 é arranjado para produzir um pulso por revolução para a posição angular do ímã permanente 8, preferivelmente em intervalos menores que um grau, por exemplo, 0,35 graus. Qualquer circuito de sensor apropriado pode ser usado como o circuito de sensor 9. Exemplos de circuitos de sensor apropriados incluem Áustria Microsystems AS5040, cuja resolução é 10 bits, o que significa que 1024 pulsos são obtidos para cada volta completa do ímã permanente 8, isto é, o intervalo de pulso é 0,35 graus. Em adição ao provimento dos pulsos, o circuito de sensor 9 indica a direção de rotação e a posição absoluta do ímã permanente 8 na forma de tanto de um sinal digital quanto de um sinal de modulador por duração de pulso (PWM). Circuitos de sensor apropriados são também disponíveis de outros fabricantes de circuitos.

A figura 6 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo da função de sensores e diferentes alternativas de acoplamento da solução da invenção. Os mesmos números de referência são usados na figura 6 para as mesmas partes mostradas nas figuras discutidas acima. Em adição, o número de referência 11 indica uma fonte de energia e o número de referência 12 uma parte de acoplamento.

O exemplo acima de uma forma de concretização, não é, de maneira alguma, para significar a restrição da invenção, mas a invenção pode ser totalmente livremente modificada dentro do escopo das reivindicações. Conseqüentemente, é óbvio que o medidor de engrenagens ovais da invenção ou detalhes do mesmo não precisam necessariamente ser exatamente como mostrados nas figuras, mas outras soluções são também possíveis. Por exemplo, a figura 6 não deve ser considerada como um tipo de solução restritiva, mas somente como um exemplo de várias outras alternativas, etc.

Claims

1. Medidor de engrenagens ovais para medição de fluxo, o medidor compreendendo: duas engrenagens configuradas ovais (1, 2) arranjadas para girar em sincronismo em uma câmara (4) provida em uma carcaça (3), câmara esta através da qual um meio a ser medido é disposto para fluir, o movimento de rotação das engrenagens (1,2) sendo proporcional à vazão e o medidor sendo equipado com meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais (1, 2), caracterizado pelo fato de que os meios para detectar o movimento de rotação das engrenagens ovais (1, 2) compreendem um ímã permanente (8) disposto em uma das engrenagens ovais (1 ou 2), centricamente com o eixo de rotação (7) da mesma, e um circuito de sensor (9) baseado em um princípio de medição do tipo sensor de ângulo arranjado sobre a superfície externa sobre a parede da carcaça (3) em um local coincidente com aquele do ímã permanente (8).

2. Medidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de sensor (9) é arranjado para fornecer um pulso para a posição angular do ímã permanente (8) em cada revolução em intervalos menores que um grau.

3. Medidor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o circuito de sensor (9) é arranjado para fornecer um pulso para a posição angular do ímã permanente (8) em intervalos de 0,35 graus.