Accionadores electromagnéticos.

Una válvula configurada para su uso en una máquina, comprendiendo la válvula:

un dispositivo

(24) móvil dispuesto parcialmente en una carcasa (26);

un plato (34) de válvula acoplado al dispositivo (24) móvil, y

5 un accionador (20) electromagnético lineal que comprende

: un primer conjunto de imanes (38) permanentes proporcionados al dispositivo (24) móvil;

al menos un núcleo (40) del estátor dispuesto próximo al dispositivo (24) móvil con una holgura (42) entre el núcleo (40) del estátor y el dispositivo (24) móvil;

al menos una bobina (44) de estátor bobinada en cada núcleo (40) del estátor; y

una fuente (46) de alimentación acoplada a al menos una bobina (44) de estátor y configurada para suministrar corriente eléctrica a la al menos una bobina (44) de estátor; en la que la apertura y cierre del plato (34) de válvula se controla mediante el cambio de la dirección del flujo de la corriente eléctrica a través de la al menos una bobina (44) de estátor;

caracterizada porque

la carcasa (26) se dispone entre el al menos un núcleo (40) del estátor y el dispositivo (24) móvil; y la al menos una bobina (44) de estátor se dispone en el exterior de la carcasa (26).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09177146.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: Kopecek,Herbert, SCHMITZ,MICHAEL BERNHARD, ALI,MOHAMED AHMED.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno... > F16K31/08 (utilizando un imán permanente)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno... > F16K31/06 (utilizando un imán)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Motores con imán, inducido o sistema de bobinas... > H02K33/12 (con inducidos desplazándose en direcciones opuestas por excitación alternativa de sistemas de dos bobinas)

PDF original: ES-2467102_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Accionadores electromagnéticos Antecedentes La invención se refiere en general a accionadores de válvulas electromagnéticas para el control de la operación de la válvula. Más particularmente, la invención se refiere a accionadores electromagnéticos para el control de la temporización de las válvulas en compresores.

Un compresor se usa típicamente para elevar la presión de un fluido de trabajo mediante la recepción de potencia desde una máquina eléctrica o una turbina y la aplicación de una fuerza de compresión al fluido de trabajo. El fluido de trabajo puede ser aire, refrigerante o similar. Los compresores se clasifican típicamente como compresores de desplazamiento positivo, compresores dinámicos o turbocompresores, dependiendo del procedimiento que emplean para la compresión.

Los compresores de desplazamiento positivo se usan típicamente para elevar la presión del fluido de trabajo mediante reducción del volumen, y pueden clasificarse adicionalmente en las categorías de compresores alternativos y compresores rotativos. Los compresores alternativos comprimen típicamente el fluido de trabajo Por medio de un pistón en movimiento alternativo en el interior de un cilindro. Los compresores rotativos comprimen típicamente el fluido de trabajo por medio de un rodillo giratorio en el interior de un cilindro que tiene una excentricidad.

Los compresores alternativos industriales se operan frecuentemente a velocidad constante. Dichos compresores se pueden operar a carga parcial mediante el control de la apertura y cierre de válvulas interiores del compresor. Mediante la variación de los tiempos de apertura y cierre de las válvulas del compresor, se reduce el caudal másico del fluido a través del compresor. Por ello, se puede mejorar el rendimiento global del compresor a lo largo de intervalos de velocidad y de carga ampliamente variables. Los expertos en la técnica apreciarán que el ángulo de fase entre un cigüeñal y un árbol de levas puede cambiarse de modo que se ajusten los eventos de temporización de las válvulas. En esta forma, es posible obtener un rendimiento mejorado para un intervalo más amplio de características y condiciones de funcionamiento del motor que cuando se emplean tiempos de válvulas fijos.

El documento EP-A-0 955 645 desvela un accionador electromagnético en el que una parte móvil, un elemento estatórico coaxial con la parte móvil y un imán permanente se encierran dentro de una carcasa.

En un ejemplo, se acciona una válvula mediante un accionador electromagnético que tiene un solenoide. El solenoide incluye al menos una bobina dispuesta dentro del núcleo y conectada a un conjunto de electrónica de potencia configurado para suministrar corriente a las bobinas. El accionador incluye adicionalmente un émbolo acoplado a una placa de anclaje y al menos un muelle configurado para guiar el émbolo. La apertura y cierre de la válvula se controla mediante el paso de corriente a través de la bobina. El accionador electromagnético convencional tiene una superficie de uso relativamente grande. Dado que las bobinas se sitúan en el interior de la carcasa de un accionador, el transporte del calor desde las bobinas a la atmósfera ambiente es menos eficiente. Como resultado, la máxima temperatura permitida de la bobina limita una fuerza máxima y velocidad de accionamiento del accionador. Más aún, las fuerzas de impacto elevadas que actúan sobre el solenoide pueden influenciar la precisión del dispositivo y, en consecuencia, afectar a una deriva a largo plazo de la fuerza de mantenimiento y la velocidad de accionamiento. Es necesario elegir materiales de alto rendimiento y mayores dimensiones de las piezas para reducir el desgaste y mantener la precisión del dispositivo en niveles aceptables.

Es deseable un sistema de accionamiento mejorado y más pequeño para el control de la temporización de las válvulas en máquinas tales como compresores de pistón para conseguir flexibilidad durante las condiciones de operación transitorias.

Breve descripción La presente invención proporciona una válvula configurada para su uso en una máquina tal como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención, se desvela una válvula configurada para su uso en una máquina. La válvula incluye un plato de válvula acoplado al dispositivo móvil dispuesta parcialmente dentro de una carcasa. Un accionador electromagnético incluye un primer conjunto de imanes permanentes proporcionados al dispositivo móvil. Se dispone al menos un núcleo del estátor próximo al dispositivo móvil con una holgura entre el núcleo del estátor y el dispositivo móvil. Se bobina al menos una bobina de estátor en cada núcleo del estátor. Se conecta una fuente de alimentación a al menos una bobina de estátor y se configura para suministrar corriente eléctrica a al menos una bobina de estátor. La apertura y cierre del plato de válvula se controla mediante el cambio de dirección del flujo de la corriente eléctrica a través de la al menos una bobina de estátor.

De acuerdo con otra realización ejemplar de la presente invención, se conecta una unidad de control a la fuente de alimentación y se configura para controlar la alimentación de corriente eléctrica a la al menos una bobina de estátor

en base a una condición de carga de la máquina. La apertura y cierre del plato de válvula se controla mediante el cambio de dirección del flujo de la corriente eléctrica a través de al menos una bobina de estátor.

De acuerdo con otra realización ejemplar de la presente invención, se dispone al menos un núcleo del estátor próximo al dispositivo móvil con una holgura entre el núcleo del estátor y el dispositivo móvil. La carcasa se dispone en la holgura entre el núcleo del estátor y el dispositivo móvil.

Dibujos Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor cuando se lea la descripción detallada a continuación con referencia a los dibujos adjuntos en los que los caracteres iguales representan partes iguales a todo lo largo de los dibujos, en los que:

la FIG. 1 es una vista esquemática de una máquina de pistón, por ejemplo un compresor de pistón que tiene un sistema de accionamiento de válvula electromagnética de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención;

la FIG. 2 es una vista esquemática de un conjunto de válvula de succión de una máquina de pistón que tiene un sistema de accionamiento de válvula electromagnética de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención;

la FIG. 3 es una vista esquemática de un conjunto de válvula de succión de una máquina de pistón que tiene un sistema de accionamiento de válvula electromagnética con un núcleo del estátor y bobinas dispuestas en el exterior de una carcasa de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención;

la FIG. 4 es una vista esquemática de un conjunto de válvula de succión de una máquina de pistón que tiene un sistema de accionamiento de válvula electromagnética con un núcleo del estátor y bobinas dispuestas en el interior de una carcasa de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención; y

la FIG. 5 es una vista esquemática de un conjunto de válvula de succión de una máquina de pistón que tiene un sistema de accionamiento de válvula electromagnética con una pluralidad de imanes permanentes que tienen algunas orientaciones proporcionadas a una placa de anclaje de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención.

Descripción detallada Como se explica en detalle a continuación, ciertas realizaciones de la presente invención proporcionan una válvula que opera en un... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una válvula configurada para su uso en una máquina, comprendiendo la válvula:

un dispositivo (24) móvil dispuesto parcialmente en una carcasa (26) ; un plato (34) de válvula acoplado al dispositivo (24) móvil, y un accionador (20) electromagnético lineal que comprende:

un primer conjunto de imanes (38) permanentes proporcionados al dispositivo (24) móvil; al menos un núcleo (40) del estátor dispuesto próximo al dispositivo (24) móvil con una holgura (42) entre el núcleo (40) del estátor y el dispositivo (24) móvil; al menos una bobina (44) de estátor bobinada en cada núcleo (40) del estátor; y una fuente (46) de alimentación acoplada a al menos una bobina (44) de estátor y configurada para suministrar corriente eléctrica a la al menos una bobina (44) de estátor; en la que la apertura y cierre del plato (34) de válvula se controla mediante el cambio de la dirección del flujo de la corriente eléctrica a través de la al menos una bobina (44) de estátor;

caracterizada porque la carcasa (26) se dispone entre el al menos un núcleo (40) del estátor y el dispositivo (24) móvil; y la al menos una bobina (44) de estátor se dispone en el exterior de la carcasa (26) .

2. La válvula de la reivindicación 1, en la que la válvula comprende una válvula (16) de succión configurada para su uso en un compresor (10) de pistón.

3. La válvula de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende adicionalmente un sellado (37) para alta presión configurado para mantener una presión predeterminada dentro de la carcasa (26) .

4. La válvula de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo adicionalmente una pluralidad de dientes (58) de hierro dispuestos entre el primer conjunto de imanes (38) permanentes que tienen las mismas polaridades.

5. La válvula de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un dispositivo (39, 52) de impulsión dispuesto entre un dispositivo (24) móvil y la carcasa (26) ; en la que el dispositivo (39, 52) de impulsión se configura para impulsar el plato (34) de válvula a una posición predeterminada cuando se interrumpe o desconecta la fuente de alimentación a la al menos una bobina (44) de estátor.

6. La válvula de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un dispositivo (39, 52) de impulsión dispuesto en el exterior de la carcasa (26) ; en la que el dispositivo (39, 52) de impulsión se configura para impulsar el plato (34) de válvula a una posición predeterminada cuando se interrumpe o desconecta la fuente de alimentación a la al menos una bobina (44) de estátor.

7. La válvula de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente:

una pluralidad de imanes permanentes proporcionados al dispositivo (24) móvil; y una unidad (22) de control conectada a la fuente (46) de alimentación y configurada para controlar el suministro de corriente eléctrica a la al menos una bobina (44) de estátor en base a una condición de carga de las máquinas.

8. La válvula de la reivindicación 7, en la que el dispositivo (24) móvil comprende una placa (28) de anclaje dispuesta parcialmente dentro de la carcasa (26) .

9. La válvula de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente:

una pluralidad de imanes permanentes proporcionados al dispositivo (24) móvil; y en la que la carcasa (26) se dispone en la holgura (42) entre el núcleo (40) del estátor y el dispositivo (24) móvil.