Управляемый запорный клапан
Изобретение относится к гидравлическим управляемым клапанам гидропневмосистем, в которых требуется быстрое и надежное дистанционное перекрытие магистрали. Целью изобретения является повышение надежности работы клапана без отбора рабочей среды на регулирование скорости движения запорного органа и повышение быстродействия. Устройство обеспечивает безударную посадку поршня на седло клапана за счет отрицательной обратной связи, обеспечивающей снижение усилия, воздействующего со стороны соленоида на ферромагнитный хвостовик, жестко связанный с поршнем, по мере продвижения поршня к седлу клапана. Элементом отрицательной обратной связи является линейный потенциометр 10, длина рабочей части 16 которого равна рабочему ходу поршня 5, а движок 14 жестко закреплен на ферромагнитном хвостовике 13. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 F!6 К 31 10
OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ц
paBn ewe
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ГЮ ИЗО РЕТЕНИ 1М H ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 3753406/25-63 (22) 13.06.84 (46) 23.03.90. Бюл. № 11 (71) Куйбышевский авиационный институт им; акад. С. П. Королева (72) Il,. Е. Чегодаев, О. П. Мулюкин и С. Д. Барас (53) 62 1 -567.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 165623, кл. F 16 К 31/10, 1964. (54) УПРАВЛЯЕМЫИ ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН (57) Изобретение относится к гидравлическим управляемым клапанам гидропневмосистем, в которых требуется быстрое и надежное дистанционное перекрытие магистра„„Яф„, 1551928 A1 ли. Целью изобретения является повышение надежности работы клапана без отбора рабочей среды на регулирование скорости движения запорного органа и повышение быстродействия. Устройство обеспечивает безударную посадку поршня на седло клапана за счет отрицательной обратнои связи, обеспечивающей снижение усилия, воздействующего со стороны соленоида на ферромагнитный хвостовик, жестко связанный с поршнем, по мере продвижения поршня к седлу клапана.
Злементом отрицательной обратной связи является линейный потенциометр 10, длина рабочей части 16 которого равна рабочему ходу поршня 5, а движок !4 жестко за.креплен на ферромагнитном хвостовике 13.
1 ил.
1551928!. Я < (2) 2 (упр P ) Sn — F — (лрф +Сщ» х) Ф
Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим управляемым клапанам гидропневмосистем, в которых требуется быстрое и надежное перекрытие магистрали по команде.
Цель изобретения — повышение надежности работы клапана без отбора рабочей среды на регулирование скорости движения запорного органа, повышение быстродействия.
На чертеже представлена принципиальная схема гидравлического клапана.
Управляемый запорный клапан состоит из корпуса 1, две герметичные полости 2 н 3 которого разделены подпружиненным (пружина 4) поршнем 5. В полости 2 сформированы два отверстия 6 н 7, связанные с рабочей магистралью. В полости 3 сформировано отверстие 8, связанное с управляющей магистралью. Клапан снабжен электромагнитом 9 соленоидного типа, потенциометром 10, источником 11 ЗДС и регулировочным резистором 12. Поршень 5 выполнен с хвостовиком 13, связанным жестко с движком 14 потенциометра 10. Обмотка !5 электромагнита 9, движок 14 потенциометра 10, рабочая часть 16 потенциометра
l0, регулировочный резистор !2 и источник
1! ЭДС образуют электрическую цепь последователын го включения этих элементов.
Рабочая час.з, 16 потенциометра .!О меньше рабочего хода поршня 5 на величину
ЛИ Н вЂ” H где H — ход поршня 5;
AH — ход движка 14 потенциометра 10 от исходного положения до начала контакта с обмоткой 15:
Н вЂ” длина обмотки 15 потенциометра 10, Управляемый. запорный клапан работает следующим образом.
При появлении давления в магистрали управления (в полости 3) поршень 5, хвостовик 13, движок 14 потенциометра !О начинают перемещаться, преодолевая жесткость пружины 4, в направлении отверстий 6и 7, При этом на участке, равном расстоянию от исходного положения до начала контакта движка 14 с рабочей частью 16„ ток в электрической цепи отсутствует, скорость движения увеличивается от нуля до максимального значения х н, а динамичеСкое состояние системы описывается уравнением а величина R,„, =КР„,„», где К -- коэффициент торможения, определяемый опытным путем для каждого конкретного случая. гпх=(Руфр — P ) SÄ â€” F — (F + C х ) где т — массы движущихся частей;
P — давление в управляющей магистрали;
P — давление в рабочей магистрали;
F — сила трения; — усилие сжатие пружины;
S„— площадь поршня;
C — жесткость поршня.
В момент, соответствующий началу контакта движка 14 с рабочей частью 16 потенциометра 10, в электрической цепи появляется ток, сила которого по мере перемещения движка 14 по рабочей части 16 увеличивается обратно пропорционально
15 уменьшению сопротивления обмотки 15. Увеличение силы тока в цепи приводит к наведению электромагнитного поля электромагнита 9, причем усилие электромагнитного поля направлено в сторону, противополож ную направлению движения поршня 5 и увеличивается по мере приближения его к отверстиям 6 и 7; р,p(p — пг Swr
ix г где Р® — усилие электромагнита;
2б 1го=4л 10 Гн/м — магнитная постоянная;
U — напряжение источника ЭДС; л — число витков на единицу длины соленоида", S — плошадь поперечного сечения якоря соленоида;
R — суммарное сопротивление электрической цепи без учета обмотки потенциометра;
Ri(x) — зависимость изменения сопротивления потенциометра от переме° щения движка;
35 х — перемещение поршня.
На . участке хода поршня 5 от Hi до
H ее динамическое состояние описывается уравнением
mx=(P — P )S» — F — (F„ +Сц, .х)упр г
Принимая закон изменения сопротивления потенцйометра линейным, получают
R(х) — . " (х — H,)+R,, (1)
Ф где величина минимального сопротивления обмотки потенциометра выбирается из условия равенства силы электромагнитного поля и суммы остальных сил, действующих на поршень 5.
55 Уравнение (1) с учетом уравнения (2) принимает вид
e (x)=a „1= „ и-e+a).
1551928
Формула изобретения
Составитель В. Павлов
Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор О. Кравцова
Заказ 318 Тираж 563 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета.но изобретениям и от><р>лтяям пря ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шгка я наб., д. 4, 5
Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужг< р<>л. ул. Гагарина, I 0 I
В момент касания поршнем 5 отверстия
6 движок 14 выходит из контакта с рабочей частью 16 потенциометра 10 и давлением в управляющей магистрали поджимается поршень 5 к .отверстию 6. с усилием герметиза ции. Проток среды по рабочей йагистрали прекращается. При сбросе дав- ления в управляющей магистрали пружина
4 возвращает поршень 5 в исходное положение.
С помощью регулируемого резистора 12 обеспечивается изменение силы тока в электромагните 9 с целью подрегулирования скорости движения поршня 5 в процессе отладки или эксплуатации.
Управляемый запорный клапан, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, запорный орган, выполненный в виде поршня, шток которого связан с демпфнрующим устройством, служащим для снижения энергии соударення запорного органа с седлом в процессе срабатывания, сг>яеноид, установленный на корпусе соосно с поршнем демпфнрую цего устройства и образующий со штоком поршня электромагнит, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы клапана без отбора рабочей среды на регулирование скорости движения запорного органа н повышения быстродействия, в цепь соленоида, являющегося элементом демпфирующего устроиства, включен ползунковый потенциометр, движок которого жестко связан с хвостовн15 ком штока, выполненным нз диэлектрического материала, при этом длина полного хода движка потенциометра равна полному ходу запорного органа, а начальныч участок потенциометра выполнен неэлектропроводным.
