PL220101B1

PL220101B1 - Magnetic coupling of dry runner wing flowmeter, especially a water meter

Info

Publication number: PL220101B1
Application number: PL393172A
Authority: PL
Inventors: Piotr Gawryś; Marek Przybylski; Barbara Ślusarek
Original assignee: Inst Tele I Radiotech
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL393172A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sprzęgło magnetyczne suchobieżnego przepływomierza skrzydełkowego, zwłaszcza wodomierza.The subject of the invention is a magnetic coupling of a dry-running vane flow meter, in particular a water meter.

Znane są sprzęgła magnetyczne w wodomierzach przedstawiane w opisach patentowych EP 1248 080A1, CN 2445295Y, LT 4567(B). Sprzęgła te charakteryzują się tym, że magnesy sprzęgła, z których jeden pracuje w przestrzeni suchej a drugi w przestrzeni mokrej wodomierza umieszczone są względem siebie równolegle, oddzielone płytą uszczelniającą tworząc sprzęgło magnetyczne czołowe. Taki rodzaj sprzęgła niezależnie od kierunku namagnesowania magnesów niezależnie wzdłuż czy prostopadle do osi obrotu magnesów zawsze będzie wytwarzał dipol magnetyczny, który przy przyłożeniu zewnętrznego pola magnetycznego będzie z tym polem oddziaływał powodując poślizg sprzęgła. Ponadto ekranowanie takiego magnetycznego sprzęgła czołowego przed zewnętrznym polem magnetycznym jest utrudnione, gdyż musimy zachować odpowiednio dużą odległość ekranu od sprzęgła, aby linie sił pola sprzęgającego oba magnesy sprzęgła nie wnikały do ekranu skutkując osłabieniem momentu siły przenoszonego przez sprzęgło. Z kolei oddalenie ekranu od sprzęgła centralnie umieszczonego w wodomierzu zbliża ekran do ścianek zewnętrznych wodomierza, czyli do źródła zakłócającego pola magnetycznego, co wiąże się to ze znacznie większym natężeniem pola magnetycznego i koniecznością stosowania grubszej warstwy materiału ekranującego.Magnetic couplings in water meters are known, as shown in EP 1248 080A1, CN 2445295Y, LT 4567 (B). These clutches are characterized by the fact that the clutch magnets, one of which works in the dry space and the other in the wet space of the water meter, are placed in parallel, separated by a sealing plate, forming a front magnetic clutch. This type of clutch, regardless of the direction of magnetization of the magnets, regardless of along or perpendicular to the axis of rotation of the magnets, will always produce a magnetic dipole which, when an external magnetic field is applied, will interact with this field, causing the clutch to slip. Moreover, shielding such a magnetic front clutch against an external magnetic field is difficult, because we have to keep a sufficiently large distance between the shield and the clutch, so that the lines of force of the field coupling both clutch magnets do not penetrate the screen, resulting in a weakening of the torque transmitted by the clutch. In turn, moving the screen away from the coupling centrally located in the water meter brings the screen closer to the external walls of the water meter, i.e. to the source of the disturbing magnetic field, which is associated with a much greater intensity of the magnetic field and the need to use a thicker layer of shielding material.

Sprzęgło magnetyczne według wynalazku posiada jeden większy magnes pierścieniowy osadzony na wirniku skrzydełkowym, znajdującym się w części mokrej wodomierza, oraz drugi mniejszy magnes pierścieniowy przymocowany do wałka koła zębatego napędzającego przekładnię zliczającą znajdującego się w części suchej wodomierza oddzielonej od części mokrej płytą uszczelniającą. W centralnej części płyty znajduje się z jednej strony nieprzelotowy otwór cylindryczny, a z drugiej strony wybranie pierścieniowe, w którym to wybraniu przy jego zewnętrznej ściance osadzony został pierścień z materiału magnetycznie miękkiego. Otwór cylindryczny wraz z wybraniem tworzy w centralnej części płyty cienkościennej formę kubkową której powierzchnie boczne znajdują się w szczelinie magnetowodu sprzęgła. Ponadto mniejszy magnes pierścieniowy sprzęgła jest namagnesowany w kierunku prostopadłym do swojej osi obrotu i jest umieszczony w wewnątrz formy kubkowej utworzonej w płycie uszczelniającej. Większy magnes pierścieniowy namagnesowany w kierunku prostopadłym do swojej osi obrotu otoczony jest przylegającym do jego zewnętrznych ścianek pierścieniem z materiału magnetycznie miękkiego i obraca się centrycznie, po środku pierścienia wykonanego z materiału magnetycznie miękkiego osadzonego w płycie uszczelniającej, otaczając jednocześnie centrycznie formę kubkową wewnątrz której, centrycznie po środku względem magnesu większego znajduje się mniejszy magnes pierścieniowy.The magnetic clutch according to the invention has one larger ring magnet mounted on the impeller in the wet end of the water meter and a second smaller ring magnet attached to the gear shaft driving the counting gear in the dry portion of the water meter separated from the wet end by a sealing plate. In the central part of the plate there is a cylindrical blind hole on one side and an annular recess on the other side, in which recess there is a ring made of a soft magnetic material at its outer wall. The cylindrical bore, together with the recess, forms a cup-shaped form in the central part of the thin-walled plate, the side surfaces of which are located in the slot of the magnetic core of the clutch. In addition, the smaller clutch ring magnet is magnetized in a direction perpendicular to its axis of rotation and is housed within the cup mold formed in the seal plate. The larger ring magnet magnetized perpendicular to its axis of rotation is surrounded by a ring of soft magnetic material adjacent to its outer walls and rotates centrally, in the center of the ring made of soft magnetic material embedded in the sealing plate, centrically surrounding the cup-shaped form inside which in the center of the larger magnet is a smaller ring magnet.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku pole magnetyczne wytworzone w magnesie mniejszym przenika przez ścianki boczne formy kubkowej wykonanej w płycie uszczelniającej i sprzęga się z polem magnetycznym magnesu większego, na zewnątrz którego jest zamknięte poprzez przylgowo otaczający go pierścień magnetycznie miękki. W ten sposób całe pole robocze sprzęgła magnetycznego zamyka się wewnątrz objętości magnesu większego otoczonego pierścieniem magnetycznie miękkim, dzięki czemu nie ma oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego z dipolem magnetycznym sprzęgła. Jednak tworzy się oddziaływanie zewnętrznego pola magnetycznego z materiałem magnetycznie miękkim części wirującej, co przyczynia się do zwiększenia oporów tarcia na łożyskach i podobnie jak obecność dipola magnetycznego również może rzutować na poprawność wskazań wodomierza. W celu wyeliminowania tego niekorzystnego zjawiska zastosowany został dodatkowy pierścień ekranujący umieszczony w płycie uszczelniającej w minimalnej odległości od pierścienia zamykającego obwód magnetyczny magnesu większego.Thanks to the solution according to the invention, the magnetic field generated in the smaller magnet penetrates through the side walls of the cup mold made in the sealing plate and engages the magnetic field of the larger magnet, outside of which it is closed by a soft magnetic ring surrounding it. In this way, the entire working field of the magnetic clutch is closed inside the volume of the larger magnet surrounded by a soft magnetic ring, so that there is no interaction of the external magnetic field with the magnetic dipole of the clutch. However, an interaction of the external magnetic field with the soft magnetic material of the rotating part is created, which contributes to increasing the frictional resistance on the bearings and, like the presence of a magnetic dipole, may also affect the correctness of the water meter indications. In order to eliminate this disadvantageous phenomenon, an additional shielding ring was applied, placed in the sealing plate at a minimum distance from the ring closing the magnetic circuit of the larger magnet.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia osiowy przekrój sprzęgła w wodomierzu skrzydełkowym, a fig. 2 - poprzeczny przekrój sprzęgła.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the axial section of the coupling in a vane water meter, and Fig. 2 - the cross section of the coupling.

Sprzęgło magnetyczne posiada jeden większy magnes pierścieniowy 4 osadzony na wirniku skrzydełkowym 7, znajdującym się w części mokrej wodomierza, oraz drugi mniejszy magnes pierścieniowy 1 przymocowany do wałka koła zębatego 8 napędzającego przekładnię zliczającą znajdującego się w części suchej wodomierza oddzielonej od części mokrej płytą uszczelniającą 3. W centralnej części płyty znajduje się z jednej strony nieprzelotowy otwór cylindryczny, a z drugiej strony wybranie pierścieniowe, w którym to wybraniu przy jego zewnętrznej ściance osadzony został pierścień 6 z materiału magnetycznie miękkiego. Otwór cylindryczny wraz z wybraniem tworzy w centralnej częściThe magnetic clutch has one larger ring magnet 4 mounted on the impeller 7 in the wet part of the water meter, and a second smaller ring magnet 1 attached to the gear shaft 8 driving the counting gear located in the dry part of the water meter separated from the wet part by a sealing plate 3. In the central part of the plate there is a cylindrical blind hole on one side and an annular recess on the other side, in which recess there is a ring 6 made of a soft magnetic material at its outer wall. A cylindrical bore along with a recess forms in the central part

PL 220 101 B1 płyty cienkościennej formę kubkową, której powierzchnie boczne znajdują się w szczelinie magnetowodu sprzęgła. Ponadto mniejszy magnes pierścieniowy 1 sprzęgła jest namagnesowany w kierunku prostopadłym do swojej osi obrotu i jest umieszczony w wewnątrz formy kubkowej 2 utworzonej w płycie uszczelniającej 3. Większy magnes pierścieniowy 4 namagnesowany w kierunku prostopadłym do swojej osi obrotu otoczony jest przylegającym do jego zewnętrznych ścianek pierścieniem 5 z materiału magnetycznie miękkiego i obraca się centrycznie, po środku pierścienia 6 wykonanego z materiału magnetycznie miękkiego osadzonego w płycie uszczelniającej 3, otaczając jednocześnie centrycznie formę kubkową 2, wewnątrz której, centrycznie po środku względem magnesu większego znajduje się mniejszy magnes pierścieniowy 1.The thin-walled plate is cup-shaped, the side surfaces of which are located in the slot of the magnetic core of the clutch. Moreover, the smaller ring magnet 1 of the clutch is magnetized in the direction perpendicular to its axis of rotation and is placed inside the cup mold 2 formed in the sealing plate 3. The larger ring magnet 4 magnetized perpendicular to its axis of rotation is surrounded by a ring 5 adjacent to its outer walls. made of soft magnetic material and rotates centrally, in the center of the ring 6 made of soft magnetic material embedded in the sealing plate 3, while centrically surrounding the cup-shaped form 2, inside which, centrally in the center of the larger magnet, there is a smaller ring magnet 1.

Claims

Magnetic clutch of a dry-running vane flowmeter, especially a water meter, in which one ring magnet is mounted on the blade rotor in the wet part of the water meter, and the other ring magnet is attached to the gear shaft driving the counting gear located in the dry part of the water meter separated from the wet part by a plate sealing, where in the central part of the plate there is a cylindrical blind hole on one side and an annular recess on the other side, in which recess, at its outer wall, a ring of soft magnetic material is embedded, creating a thin-walled cup-shaped form in the central part of the plate the side ones are located in the clutch magnetic core slot, characterized in that the smaller clutch ring magnet (1) magnetized perpendicular to its axis of rotation is placed inside the cup mold (2) formed in the plate (3), and the larger ring magnet (4) magnetized perpendicularly to its axis of rotation is surrounded by a ring (5) made of a soft magnetic material adjacent to its outer walls and rotates centrally, in the center of the ring (6) made of a magnetic material inside which, in the center of the larger magnet, there is a smaller ring magnet (1).