Изобретение относится к промышленным системам автоматического регулирования, обеспечивающим функционирование сложных процессов, в частности, химических процессов, где осуществляют регулирование потока вещества. Изобретение может быть применено с целью повышения удобства управления запорной арматурой и другими подобными логическими элементами на ее основе, например, для автономной работы устройств таких систем, как умный дом, производственные машины для обработки деталей и материалов и т.п.

Известны аналогичные системы управления устройством регулирования потока вещества, среди которых ближайшими являются системы, где применяют соленоиды прямого действия (электромагнитные клапаны), например, описанные в https://www.ita az.com.ua/ua/wiki/solenoid- valve.html. Такие системы содержат расположенные в корпусе электромагнитную катушку (соленоид) и сердечник, расположенный внутри катушки. Сердечник является подвижным запорным элементом, расположенным с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси при подаче управляющего электрического сигнала на электромагнитную катушку. Как правило, электромагнитная катушка работает под рабочим напряжением 12-220 Вольт при относительно большой мощности, что требует подключения системы к сети электропитания или к питанию от аккумуляторов большой емкости и габаритов и поэтому приводит к ограничению применения из-за недостаточной автономность таких систем.

В основу изобретения поставлена задача создания упрощенной системы управления устройством регулирования потока вещества, которая позволяет уменьшить рабочее напряжение и электрическую мощность, необходимые для управления и осуществления автономного управления, и которая не требует подключения к сети электропитания или применения крупногабаритных аккумуляторов.

Для решения поставленной задачи предложена альтернативная система управления устройством регулирования потока вещества, содержащим подвижный запорный элемент, расположенный с возможностью возвратно- поступательного движения вдоль своей оси, которая, согласно изобретению, дополнительно содержит постоянный магнит, расположенный коаксиально подвижному запорному элементу с возможностью движения вместе с ним, и позиционер, управляемый электрическим сигналом, причем подвижный запорный элемент приводится в движение позиционером, имеющим степень свободы, коллинеарную вектору линейного перемещения постоянного магнита для возвратно-поступательного движения подвижного запорного элемента.

В такой системе, которая альтернативна соленоидной системе, соленоид и устройство, которое обеспечивает управляющий электрический сигнал последнему, заменены подвижным постоянным магнитом, коаксиальным подвижному запорному элементу (подвижному сердечнику соленоида, как в прототипе). Такой подвижный сердечник приводится в движение позиционером, который имеет степень свободы, коллинеарную вектору линейного перемещения постоянного магнита в соответствии с законами электромагнитного поля, что придает возвратно-поступательное движение подвижному сердечнику и обеспечивает алгоритм работы, по сути, аналогичный известной соленоидной системе. Однако, в отличие от соленоидной системы, в результате замены соленоида, который работает, как правило, от напряжения 12-220 Вольт, на позиционер, который имеет меньшую мощность и меньшее рабочее напряжение (3-5 Вольт), появляется возможность применения малогабаритных аккумуляторов небольшой емкости, которые обеспечивают работу системы, автономную от сети.

Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения системы, как позиционер может быть использован пневматический привод или гидравлический привод или механический привод или ручной привод или их комбинация, которые приспособлены обеспечить перемещение постоянного магнита и выполнения алгоритма работы, аналогичного соленоидной системе. Выбор типа привода зависит от требований, которым должна соответствовать система.

Следующим приведен пример выполнения системы управления устройством регулирования потока вещества и его работы. Например, система использована в конструкции клапана управления водой, измененной согласно изобретению. Конструкция проиллюстрирована изображениями, на которых приведены: на фиг. 1 - подетальный общий вид системы такого клапана, на фиг. 2 - общий вид клапана в сборе (со снятым корпусом), на фиг. 3 - вид клапана со стороны, на фиг. 4 - вид клапана спереди. Приведенные пример и изображение не ограничивают других возможных вариантов выполнения предложенной альтернативной системы, а только объясняют ее суть и подтверждают возможность выполнения изобретения.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:

1 - корпус,

2 - основа,

3 - двигатель,

4 - гидрораспределитель, 5 - электромеханический привод,

6 - магнит,

7 - плата,

8 - конечный микропереключатель, 9 - стойка,

10 - гайка,

11 - планка,

12 - штифт,

13 - стопорное кольцо, 14 - болт,

15 - винт,

16-19 - саморезы.

Клапан для реализации системы управления устройством регулирования потока вещества создан на основе стандартного электромеханического клапана, например, производства компании

Camozzi, http://catalog.camozzi.ua/, в котором отсутствует электромагнитная катушка (соленоид), которая приводит сердечник в возвратно- поступательное движение, что обеспечивает управление потоком воды. Вместо электромагнитной катушки система клапана содержит кольцевой магнит 6, прикрепленный стопорным кольцом 13 к движку 3. Движок 3 имеет вертикальную степень свободы вдоль штока клапана, который выполняет роль подвижного запорного элемента и входит в состав гидрораспределителя 4 как сердечник, а также дополнительную направляющую в виде штифта 12. Движок 3 выполнен как ходовая втулка - конструктивный элемент, необходимый для того, чтобы магнит 6 имел возможность свободного перемещения и тем самым мог перемещать подвижной запорный элемент клапана. Движок 3 также обеспечивает ручное управление работой клапана. Движок 3 с магнитом 6 приводится в движение электромеханическим приводом 5 (рычажным электромеханическим мотор-редуктором), который выполняет роль позиционера и таким образом перемещает сердечник (подвижный запорный элемент), обеспечивая функционирование клапана для регулирования потока воды. Система дополнительно может содержать блок управления (на чертеже не показан), выполненный для передачи управляющего электрического сигнала позиционеру. Блок управления одновременно может быть и аккумулятором.

Промышленная применимость. Конструкция системы управления устройством регулирования потока вещества, например, в виде описанного выше клапана управлением водой может быть выполнена из стандартных и известных элементов, которые применяются в подобной отрасли, в частности, и для электромагнитных клапанов. Например, корпус 1 , основание 2 и позиционер 3 могут быть выполнены из пластика, стойка 9, гайка 10, планка 11 и штифт 12 могут быть стальными, а магнит 6 выполнен из сплава железо-никель-алюминиевой основе (AlNiCo, альнико) или на основе сплава неодима, бора и железа (неодимовый магнит) или другого подобного.

Таким образом, изобретение обеспечивает альтернативную упрощенную систему управления устройством регулирования потока вещества, приводит к уменьшению рабочего напряжения и электрической мощности, необходимых для управления, и к осуществлению автономного управления, а также не требует подключения к сети электропитания или применения крупногабаритных аккумуляторов.