Электромагнитный клапан

Союз СоветскикСоциалистнческниРеспублик п 945570 ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(23) Приоритет дарстванный каинтвСССРдаааи изобретенийи открытий Опубликовано 23. 07 82. Бюллетень М Дата опубликования описания 23. 07 г) Заяентел 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ Изобретение троению. Известен эле корпусе котор ы отверстий дл ы, и установле а 1. Однако данн лапаном прямо ичивает его ивляется упроого клапана явобусловленнаяагнитов. 1относится к арматуро тромагнитный клапан го выполнены две па подвода и отвода с ы два запорных орга ое устройство являетсяк го действия, что огран ропускную способность,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является электромагнитный клапан, содержащий два соосно установленных в росточке корпусаи нагруженных пружинами запорных органа, перекрывающих две независимыевыходные магистрали и имеющих общуюуправляемую полость, сообщенную черезразгрузочный клапан с одной из входных магистралей и дренажным клапаном 1 23,Недостатком известнляется его стоимость,наличием двух электром Целью изобретения ящение конструкции.Поставленная цель достигается тем что в корпусе установлен цилиндрический разделительный элемент, запор ные органы выполнены в виде разгруженных стаканов с уплотнительной поверхностью на закрытых торцах, ста-. каны сопряжены своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью разделительного элемента, а управляю щая полость образована между обращенными один к другому открытыми тор цами стаканов, поверхностью расточки корпуса и наружной поверхностью разделительного элемента.Причем один из запорных органов выполнен ступенчатым, а в корпусе образована дополнительная полость, которая сообщена коммуникационным каналом с одной из входных магистралей и давление в которой нагружает ступень указанного запорного органа в сторону его открытия.При этом в коммуникационном канале установлен дроссель одностороннего действия,Кроме того, в днище стакана запорного органа магистрали, сообщенной 5с управляющей полостью, выполненасквозная расточка, диаметр которойбольше диаметра его поверхности сопряжения с разделительным элементоми в которую неподвижно относительнокорпуса установлен разделительныйпоршень, причем в разделительном элементе выполнены отверстия, через которые полость над поршнем сообщенас внутренней полостью другого запорного органа,На фиг. 1 изображен электромагнитный клапан, для перекрытия двух независимых магистралей с рабочим .давлением в каждой, разрез; на фиг, 2 - 0то же, для случая, когда в магистрали, не связанной с управляющей полостью, давление рабочей среды значительно меньше, чем в магистрали, связанной с управляющей полостью; на фиг, 3- 5то же, для случая, когда сброс рабочей,среды из управляющей полости производится в магистраль с низким давлением; на фиг. 4 - конструктивный вариант клапана, выполненный для режима З 0работы "Нормально - закрыт"; нафиг, 5 - то же, для режима работы"Нормально - открыт".Клапан содержит две независимые выходные магистрали 1 и 2, две вход 35 ные 3 и 4 и электромагнит 5, установленный в корпусе 6 и управляющий разгрузочным клапаном 7, нагруженным пружиной 8, В расточке корпуса 6 соосно40 установлены два запорных органа 9 и 10, нагруженные пружинами 11 и 12 соответственно, и цилиндрический разделительный элемент 13. Запорные органы 9 и 1 О выполнены в виде раз 45 груженных стаканов с уплотнительной поверхностью на закрытых торцах, причем стаканы сопряжены своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью разделительного элемента 13. Между обращенными один к другому от 50 крытыми торцами стаканов, поверхностью расточки корпуса и наружной поверхностью разделительного элемента 13 образована общая управляющая полость 14, сообщенная через разгрузоч ный клапан 7 по каналам 15 и 16 с в входной магистралью 3 и дренажным каналом 17. В клапане согласно фиг, 2 запорный орган 10 выполнен ступенчатым,а в корпусе 6 образована дополнительная полость 18, которая сообщена коммуникационным каналом 1 9, в которомразмещен дроссель 20 одностороннегодействия, с входной магистралью 3.Давление этой магистрали нагружаетзапорный орган 10 в сторону его открытия.В клапане согласно фиг. 3 дренажный канал 17 сообщен с входной магистралью 4,В клапане согласно фиг, 4 в днищестакана запорного органа 9 выполненасквозная расточка, диаметр которойбольше диаметра его поверхности сопряжения с разделительным элементом13, и в которую неподвижно относительно корпуса установлен разделительныйпоршень 21. В разделительном элементе 13 выполнены отверстия 22, черезкоторые полость над поршнем сообщенас внутренней полостью запорногооргана 1 О, Внутри запорного органа 9установлен упор 23 для пружины 11.1Клапан согласно фиг. 5 отличаетсяот клапана по фиг. 4 иной установкойпружин для реализации режима работы"Нормально - открыт". Здесь пружина11 установлена между поршнем 21 иупором 23, а пружина 12 - между корпусом и запорным органом 1 О,Клапан работает следующим образом,Рабочая среда под давлением поступает в магистрали 3 и 4 (возможен подвод давления из магистрали 2 вместо4, что на работе клапана, изображенного на фиг, 1, не сказывается в томслучае, если запорный орган 10 делитрабочую площадь управляющей полости14 на равные участки; для вариантовисполнения, изображенных на фиг, 2 и3, это требование не обязательство).При обесточенном электромагните5 разгрузочный клапан 7 находитсяв крайнем верхнем положении. Управляющая полость 14 посредством каналов 15 и 16 сообщена с магистралью 3и разобщена со средой низкого давления - с дренажным каналом 17 (вданном случае - с атмосферой) . Запорные органы 9 и 1 О поджаты к седламкорпуса 6 . Магистрали 3 и 4 перекрыты,Электромагнитный клапан закрыт.При включении электромагнита 5разгрузочный клапан 7 перемещаетсяв крайнее нижнее положение, Управля5 945 ющая полость 14 разобщается с магистралью 3 и сообщается с дренажным каналом 17. Запорный орган 9 под действием давления в магистрали 3 перемещается в противоположное крайнее 5 положение, открывая проход в магистраль 1, а запорный орган 10 под действием давления среды в магистрали 4 (или 2) перемещается в противоположное крайнее положение (навстречу запорному органу 9), обеспечивая сообщение между магистралями 2 и 4.1.Закрытие клапана происходит при снятии напряжения с электромагнита 5 и перемещении разгрузочного клапана 7 под действием пружины 8 и давления среды из магистрали 3 в исходное положение. В результате чего управляющая полость 14.разобщается со средой низкого давления (атмосферой) и сообщается с магистралью 3. Среда под давлением из магистрали 3 заполняет управляющую полость 14, разгружая запорные органы 9 и 10, которые под действием пружин 11 и 12 перемещаются и прижимаются к седламкорпуса б.Работа клапана, изображенного на фиг, 2, происходит аналогично, но запорный орган 10 снабжен дополнительной полостью 18, сообщенной с магист- . ралью 3 высокого давления каналом 19, что позволяет ему перемещаться в то или другое крайнее положение35 при включенном и выключенном электромагните 5 независимо от того, есть ли давление в магистралях 4 и 2 или нет. При отсутствии давления в магистрали 4 и 2 рабочая среда в дополни тельной полости 18 создает давление на ступень запорного органа 10, перемещая его на открытие при включенном электромагните 5, В этом случае рабочая среда из магистрали 3 по каналу45 19, отжимая дроссель 20, свободно поступает в дополнительную полость 18. При включении электромагнита 5 и поступлении высокого давления из магистрали 3 в управляющую полость 14 запорный орган 10, перемещаясь на5 О закрытие, вытесняет рабочую среду из полости 18 обратно в магистраль 3 (так как рабочая площадь управляющей полости 14 больше рабочей площади дополнительной полости 18, и, кро ме того, на закрытие запорного органа 10 действует пружина 12). В этом случае дроссель 20 закрывает канал 570 6 19 и вытесняемая из дополнительнойполости 18 рабочая среда проходитчерез дроссель 20, обеспечивая необходимое уменьшение скорости перемещения запорного органа 10,Изображен электромагнитный клапан(фиг. 3), предназначенный для случая,когда в обеих магистралях одна рабочая среда, а в магистрали 4 давлениениже, чем в магистрали 3 (например,для одновременного открытия или закрытия гидросистемы, подводящей высокое давление к потребителю, напримергидромотору, и отводящей среду с низким давлением к насосу). В клапанах согласно фиг. 1-3 возможно заметное запаздывание по времени закрытия запорного органа 9 при пониженном давлении рабочей среды в магистрали 4 вследствие того, цто давление рабочей среды со стороны управляющей полости в сторону закрытия и противодавление в магистрали воздействуют на одну и ту же площадь, а закрытие запорного органа происходит только под действием пружины, усилие которой выбирается из условия преодоления силы трения уплотнительных элементов (в данном случае уплотнительных резиновых колец круглого сечения). Сила трения величина не стабильная и колеблется в широких пределах, так как коэффициент трения зависит от ряда физических и геометрических параметров (давления, температуры, вязкости и др,). Нестаоильность силы трения приводит к тому, что пружину нужно устанавливать с заведомо большим усилием (на величину возможного колебания силы трения). И для обеспечения необходимого времени закрытия при максимальной силе трения приходится увеличивать размеры пружины, что ведет к увеличению габаритов и веса клапана. В клапанах согласно фиг. и 5 этот недостаток устранен, Здесь у обоих запорных органов эффективная площадь, на которую воздействует давление из управляющей полости 14 больше, чем площадь, находящаяся под постоянным воздействием высокого давления (у запорногооргана 9 это его поперечная площадь, выходящая в полость 3, а у запорного органа 10 - поперечная площадь уступа, выходяшего в дополнительную полость 18). Часть площадей обоих запорных органов находится под воздействиемпониженного давления рабочей средыу запорного органа 9 - это кольцеваяплощадь, образованная разностью диаметров его поверхности сопряжения сразделительным элементом 13 и его зповерхности сопряжения с разделительным поршнем 21, а воздействие пониженного давления передается черезотверстие 22; у запорного органа 10 это площадь поперечного сечения, выходящая в полость 4 с пониженнымдавлением рабочей среды,В клапане согласно фиг, 5 пружины 11 и 12 установлены так, что отжимают запорные органы 9 и 10 от седелкорпуса 6 и удерживают их в открытомположении при отсутствии давления вуправляющей полости 14, т. е. когдаклапан преобразован для работы в режиме "Нормально открыт". гоУстановка пружины 11 осуществляется с переустановкой упора 23 на 180(применение упора в конструкции клапана сокращает его осевые габариты,при необходимости дальнейшего сокращения осевых размеров клапана такойже упор может быть установлен и в запорный орган 10).Такое выполнение клапана позволяет одновременно по одной команде ЗО(одним электромагнитом) управлятьдвумя независимыми магистралями вшироком диапазоне рабочих давлений и проходных сечений, вследствие чего уменьшается количество требуемой распреде- ззлительной арматуры, упрощается система управления арматурой, снижаетсяэнергоемкость системы управления,уменьшается общий вес системы и повышается ее надежность, 40формула изобретенияЭлектромагнитный клапан, со держащий два соосно установленных в расточке корпуса и нагруженных пружинами запорных органа, перекрывающих две независимые выходные магистрали и имеющих общую управляющую полость, сообщенную через разгрузочный клапан с одной из входных магистралей и дренажным каналом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения конструкции, в корпусе установлен цилиндрический разделитель.ный элемент, запорные органы выполнены в виде разгруженных стаканов с уплотнительной поверхностью на закрытыхторцах, стаканы сопряжены своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью разделительного элемента,а управляющая полость образована между обращенными один к другому открытыми торцами стаканов, поверхностьюрасточки корпуса и наружной поверхностью разделительного элемента.2. Клапан по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что один из запорных органов выполнен ступенчатым, ав корпусе образована дополнительнаяполость, которая сообщена коммуникационным каналом с одной из входныхмагистралей и давление которой нагружает ступень указанного запорного органа в сторону его открытия.3, Клапан по и. 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в коммуникационном канаде установлен дроссель одностороннего действия.Клапан по пп, 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в днищестакана запорного органа магистрали,сообщенной с управляющей полостью,выполнена сквозная расточка, диаметркоторой больше диаметра его поверхности сопряжения с разделительным элементом и в которую неподвижно . относительно корпуса установлен разделительный поршень, причем в разделительном элементе выполнены отверстия, через которые полость над поршнем сообщена с внутренней полостью другогозапорного органа.Приоритет по пунктам:09.04.80 по и. 4.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 408592 кл. Е 16 К 31/02, 1971,2. Патент Великобритании У 1100253,кл, Р 2 Ч, 1965.945570 Составитель Д, КурдаТехред К.Мыцьо Редактор Г. У рректор А. Дзят каз 5300/53 4/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проект илиал П Тираж 990 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, ЖРаушская наб., д