Сенсорный клапан овандера в. б.

(71) Центральный нский институт автом(54) СЕНСОРНЫЙ КЛ (57) Изобретение отн ной арматуре и гидр изобретения - сниже клапаном до значе сенсорное управлен чайного открытия кл пан работает след нажатии на кнопку дит замыкание магн АПАН ОВАНДЕРА В.Б. осится к трубопроводопневмоприводу. Цель ние усилий управления ний, обеспечивающих ие и исключение слуапана оператором, Клаующим образом. При 13 "Открыто" происхоитопровода 8 основной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР магнитной цепи. Магнитный поток и сила притяжения затвора-якоря 6 возрастают в десятки раз. Запасенная магнитом энергия идет на перемещение затвора с преодолением силы пружины 5 и трения в уплотнении поршня 7, Затвор отходит от седла 4, а клапан открывается. При нажатии на кнопку 11 "Закрыто" происходит замыкание шунтирующего магнитопровода 10, магнитная проводимость которого выше, чем у основного магнитопровода 8. Благодаря этому магнитный шток в основном магнитопроводе и магнитные силы притяжения затвора-якоря 6 и кнопки 13 ослабляются, пружина 5 прижимает затвор к седлу 4, закрывая клапан, а пружина 14 отжимает кнопку 13 в исходное состояние. Сенсорное управление при за- Я крытии клапана обеспечивается, как при его открытии, за счет использования магнитных сил притяжения кнопки 11. 4 з,п.ф-лы, 4 ил.ЦИзобретение относится к трубопроводному арматуростроению и гидропневмосмазочным системам и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. 5Цель изобретения - снижение усилия управления при однократном и многократном действии клапана и исключение его случайного открытия оператором.На фиг.1 представлена конструкция 10 клапана; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг,3 - схема магнитных, гидравлических и механических цепей клапана; на фиг,4 - диаграмма баланса упругих и магнитных сил на кнопке управления. 15Клапан содержит корпус 1 с каналами подвода 2 и отвода 3 среды и седло 4, к которому прижат пружиной 5 затвор-якорь 6 с поршнем 7 гидростатической разгрузки и магнитным проводом, состоящим из ос новного магнитопровода 8 с магнитом 9 и . шунтирующего магнитопровода 10 с замыкателем 11 магнитной цепи в виде подвижного кольца - управляющей кнопки "Закрыто", опертого на пружину 12 сжатия. 25 Основной магнитопровод 8 также снабжен кнопкой-замыкателем 13 "Открыто" и пружиной 14 и сопрягается с магнитопроводом по торцовым поверхностям 15,Механизм отжатия замыкателя 11 в слу чае ручного привода содержит выполненные в корпусе по окружности окна, нижние торцы 16 которых направлены под углом к основанию (торцу) корпуса, и соединенные с замыкателем 11 штифты 17, пропущенные 35 сквозь эти окна.Механизм отжатия замыкателя 11 автоматического действия содержит исполнительный цилиндр 18, полости 19 и 20 которого соединены с каналами 2 и 3, а 40 поршневой шток 21 оперт на замыкатель 11 и снабжен возвратной пружиной 22. Замыкатели 11 и 13 выполнены в виде соосных кнопок, причем кнопка 13 размещена внутри кнопки 11 и заглублена относительно ее 45 торца 23.Постоянный магнит 9 с полюсами на торцах может быть выполнен в виде кольца или набора плиток, размещенных по кольцу вокруг диамагнитной вставки 24, окружаю щей затвор-якорь б. Магнитопроводы 8 и 10 могут быть совмещены с корпусом 1, а поршень 7, предназначенный для гидростатической разгрузки, затвора б совмещен с поршнем и штоком 21 исполнительного ци линдра 18, Для удобства вращения кнопки 11 ее наружная цилиндрическая поверхность 25 выполнена рифленой.Стрелками Р и Т обозначены направления подвода и отвода среды от клапана. Стрелками О 0 и Озуказаны силы управления на кнопках клапана. Знак Ои обозначает магнитные силь 1 на замыкателе, Аи и Ао - работу магнитных сил и сил управления соответственно при ходе кнопки дмакс. Кнопка-замыкатель 13 предназначена для открытия клапана, а кнопка-замыкатель 11 - для его закрытия.Размеры и жесткость пружин 12 и 14 назначаются такими, чтобы их силы в прижатом к магнитопроводу положении замыкателя были меньше магнитных сил, а в отжатом положении больше их. Это условие легко выполнимо, так как магнитным силам свойственно резкое нелинейное возрастание по мере сближения замыкателя с магнитопроводом. Сопряжение кнопки-замыкателя с магнитопроводом по торцовым поверхностям исключает возникновение радиальных составляющих от магнитных сил и тем самым исключает возможность значительного трения кнопок о корпус при их перемещении,Для фиксации кнопок в исходном и прижатом положении используется эффект смены знака разности магнитных и упругих сил на замы кателях по ходу их сближения с магнитопроводами (фиг.4), В исходном положении затвор 6 прижат к седлу 4 пружиной 5 и клапан закрыт. Кнопки 11 и 13 отжаты от магнитопроводов и удерживаются пружинами 12 и 14.Клапан работает следующим образом.При нажатии на кнопку 13 "Открыто" происходит замыкание магнитопровода 8 основной магнитной цепи (фиг,3), Магнитный поток и сила притяжения затвора-якоря 6 возрастают в десятки раз, Запасенная магнитом энергия идет на перемещение затвора с преодолением силы пружины 5 и трения в уплотнении поршня 7, Затвор отходит от седла 4 и клапан открывается,Усилие Оо, необходимое для перемещения кнопки 13, может составлять сотые доли ньютона, так как оно определяется разностью отталкивающего усилия Оп пружины 14 и притягивающего усилия Ои магнита (фиг,4).Работа сил управления Ао также минимальна, так как по мере перемещения кнопки 13 магнитные силы, Оы нарастают быстрее усилия Ол пружины и большая головина хода д кнопки осуществляется за счет работы Аи магнитных сил, В результате обеспечивается сенсорное (высокочувствительное) управление клапаном при его открытии.При нажатии на кнопку 11 "Закрыто" происходит замыкание шунтирующего магнитопровода 10 фиг.3), магнитная проводимость которого выше, чем у основного магнитопровода 8. Благодаря этому магнитный шток в основном магнитопроводе и магнитные силы притяжения затвора-якоря 6 и кнопки 13 ослабляются, пружина 5 прижимает затвор к седлу 4, закрывая клапан, а пружина 14 отжимает кнопку 13 в исходное состояние. Сенсорное управление при закрытии клапана обеспечивается так же, как при его открытии, за счет использования магнитных сил притяжения кнопки 11,Для повторного цикла срабатывания клапана на открытие и закрытие производится возврат системы в исходное положение путем отжима кнопки 11 от магнитопровода 10 усилием, превышающим Ои. Совершаемая при этом работа накапливается магнитным приводом для последующего расхода при включении кнопок, При наличии перепада давления среды на затворе клапана при его закрытом положении отжим кнопки 11 происходит автоматически за счет срабатывания исполнительного цилиндра 18, поршень со штоком 21 которого сжимают пружину 22 и воздействуют на кнопку 11. Отжатая и зафиксированная штоком 22 кнопка 11 своим торцом и боковой поверхностью защищает кнопку 13 от случайного задевания за нее оператора. Фиксация кнопки 11 в отжатом положении прекращается сразу после открытия клапана, при котором перепад давления среды на затворе 6 и поршне цилиндра 18 приближается к нулю и пружина 22 отводит шток 21 от кнопки 11.Когда давление Р среды недостаточно для срабатывания цилиндра 18, возврат кнопки 11 в исходное положение осуществляется оператором вручную с захватом за рифленую поверхность 25 и поворотом ее вокруг центральной оси. При этом штифты 17 скользят по наклонным торцам 16 окон в корпусе и трансформируют вращение кнопки 11 в ее осевое перемещение, снижая тем самым усилие оператора, Работающая при этом на кручение пружина 12 после отжима кнопки 11 разворачивает ее в исходное положение. Формула изобретения1. Сенсорный клапан, содержащий корпусс каналами подвода и отвода рабочей среды, в котором размещены седло и взаимо 5 действующий с ним подпружиненныйзатвор, снабженный магнитным приводом,состоящим из постоянного магнита, основного и шунтирующего магнитопроводов изамыкателя шунтирующего магнитопрово 10 да, выполненного в виде подвижного кольцаили кнопки, опертых на пружину сжатия,торец которой контактирует с магнитопроводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения усилия управления, он снабжен15 дополнительным подпружиненным замыкателем в виде кнопки, установленным на основном магнитопроводе.2. Клапан по и 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что замыкатели сопряжены с магнито 20 проводами по торцовым поверхностям.3, Клапан по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения многократного действия, он снабжен ручныммеханизмом отжатия замыкателя шунтиру 25 ющего магнитопровода клинового типа, составленного из выполненных в корпусе поокружности окон, нижние торцы которыхнаправлены под углом к основанию, и соединенных с замыкателем штифтов, пропу 30 щенных сквозь окна.4, Клапан по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения многократного действия, он снабжен дополнительнымавтоматическим механизмом отжатия замы 35 кателя в виде исполнительного цилиндра,полости которого соединены с каналамиподвода и отвода рабочей среды, а поршневой шток снабжен возвратной пружиной иоперт на замыкатель, причем корпус этого40 цилиндра образован затвором, а поршеньсо штоком размещены в его расточке.5, Клапан по пп.1-4, отл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения его случайного открытия оператором, замыкатели маг 45 нитопроводов выполнены в виде соосныхкнопок, причем кнопка замыкателя основного магнитопровода размещена внутрикнопки шунтирующего магнитопровода изаглублена относительно ее торца,501721364 ФА Д а 19 18 20 Фиг.г Составитель Л. Семеновдактор А, Мотыль Техред М. Моргентал Корректор Н. Ревска нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,Произв Заказ 942 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5