Трехлинейный электропневмоклапан

 

Изобретение относится к пневмооборудованию и может быть использовано для управления пневматическими исполнительными и другими механизмами посредством переключения направления движения потока рабочей среды. Цель изобретения: повышение надежности электропневмоклапана. При отсутствии напряжения на катушке электромагнита запорный орган герметизиИзобретение относится к области пневмооборудования и может быть использовано в различных отраслях промышленности для управления пневматическим исполнительным и другими механизмами посредством переключения направления движения потока рабочей среды. Известен трехлинейный электропнев- .моклапан. содержащий катушку электромагнита с неподвижным сердечником в виде упора, корпус с входным (нижним) и 2 рует рабочее отверстие входного седла под воздействием усилия запирающей пружины , передаваемого толкаталем. При этом выходное отверстие соединено с атмосферным отверстием. При подаче напряжения на катушку электромагнита, якорь, двигаясь вверх, сжимает пружину и перемещает вверх толкатель, освобождая запорный орган . Запорный орган герметизирует рабочее отверстие седла, обеспечивая проход рабочей среды от входного отверстия к выходному . При отключении напряжения от катушки якорь и толкатель под воздействием разжимного усилия пружины движутся вниз. Толкатель, проходя через отверстие выхлопного седла, открывает запорный орган от седла. Происходит поворот запорного органа вокруг вертикальной оси за счет эксцентричного расположения оси отверстия седла. Запорный орган герметизирует входное седло, при этом якорь продолжает движение вниз под собственным весом до упора в торец выхлопного седла. Выходное отверстие соединено с атмосферным отверстием . 1 з.п.ф-лы, 3 ил. выхлопным (верхним) седлами и уплотнением. расположенным между седлами, запирающую пружину, якорь с толкающими выступами, выполненными за одно целое с якорем, прижимающим уплотнение к входному седлу при выключенном электромагните . Недостатком этого клапана является низкая долговечность, обусловленная быстрым износом уплотнения о рабочие поверхности седел, поскольку в прижатии ,- - о ё sj о О О N Os со

,фф

° ..Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 К 31/02

ГОСУДАРСТВГННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4904154/29 (22) 22.01.91 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Симферопольское головное специальное конструкторско-технологическое бюро пневмооборудования Производственного обьединения "Пневматика" (72) Е.В.Мейжис, M,А.Ногин и М.В.Михайлов (73) Симферопольское головное специальное конструкторско-технологическое бюро пневмооборудования (56) Авторское свидетельство СССР

hk 11006677228622, кл. F 16 К 31/02, 1982, (54) ТРЕХЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН (57) Изобретение относится к пневмооборудованию и может быть использовано для управления пневматическими исполнительными и другими механизмами посредством переключения направления движения потока рабочей среды, Цель изобретения: повышение надежности электропневмоклапана, При отсутствии напряжения на катушке электромагнита запорный орган герметизиИзобретение относится к области пневмооборудования и может быть использоваН0 в различных отраслях промышленности для управления пневматическим исполнительным и другими механизмами посредством переключения направления движения потока рабочей среды.

Известен трехлинейный электропнев.моклапан. содержащий катушку электромагнита с неподвижным сердечником в виде упора, корпус с входным (нижним) и

„„« Ц„„1796046 А3 рует рабочее отверстие входного седла под воздействием усилия запирающей пружины, передаваемого толкаталем. При этом выходное отверстие соединено с атмосферным отверстием. При подаче напряжения на катушку электромагнита. якорь, двигаясь вверх. сжимает пружину и перемещает вверх толкатель, освобождая запорный орган. Запорный орган герметизирует рабочее отверстие седла. обеспечивая проход рабочей среды от входного отверстия к выходному. При отключении напряжения от катушки якорь и толкатель под воздействием разжимного усилия пружины движутся вниз, Толкатель, проходя через отверстие выхлопного седла, открывает запорный орган от седла. Происходит поворот запорного органа вокруг вертикальной оси за счет эксцентричного расположения оси отверстия седла. Запорный орган герметизирует входное седло, при этом якорь продолжает движение вниз под собственным весом до упора в торец выхлопного седла. Выходное отверстие соединено с атмосферным отверстием. 1 з.п.ф-лы, 3 ил, выхлопным (верхним) седлами и уплотнением. расположенным между седлами, запирающую пружину, якорь с толкающими выступами. выполненными за одно целое с якорем, прижимающим уплотнение к входному седлу при выключенном электромагните.

Недостатком этого клапана является низкая долговечность, обусловленная быстрым износом уплотнения о рабочие поверхности седел, поскольку в прижатии

1796046 уплотнения к входному седлу при выключенном электромагните участвует вся масса якоря, а при включении электромагнита уплотнение прижимается давлением к выхлопному седлу одной и той же поверхностью верхнего торца уплотнения.

Известен трехлинейный электропневмоклапан, содержащий катушку электромагнита, гильзу с упором, закрепленную в корпусе клапана, в котором расположены входное и выхлопное седла и уплотнительный элемент между ними, запирающую пружину, опирающуюся одним концом на торец упора и расположенную в отверстии якоря, якорь с толкаталем, прижимающим при выключенном электромагните уплотнительный элемент к рабочей поверхности входного седла.

Недостатком известного электропневмоклапана является низкая долговечность, обусловленная интенсивным износом рабочих .поверхностей уплотнительного элемента, так как при выключенном электромагните герметизация входного седла посредством внедрения рабочей части последнего в уплотнительный элемент происходит под воздействием ударного импульса, величина которого складывается из усилия пружины и массы якоря, а при включвнном электромагните и герметизации выхлопного седла происходит внедрение рабочей части выхлопного седла в одну и ту же рабочую поверхность уплотнительного элемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропневмоклапан, содержащий корпус с входным и выхлопным седлами и клапанной полостью между ними, в которой расположен запорный орган, связанный через подпружиненный .. толкатель с якорем электромагнитного привода, Недостатком данного электропневмоклапана является низкая надежность из-за малой долговечности запорного органа, обусловленной тем, что контакт запорного органа с верхним (выхлопным) седлом происходит в одних и тех же точках верхнего торца уплотнения, что значительно снижает стойкость запорного органа, особенно при цИклических нагрузках.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности электропневмоклапэна, Поставленная цель достигается тем, что в электропневмоклапане, содержащем корпус с входным и выхлопным седлами и клапанной полостью между ними, в которой расположен запорный орган, связанный через подпружиненный толкатель с якорем электромагнитного привода, запорный орган выполнен так. что не менее трех элементов. его боковой поверхности фрикционно замкнуты со стенкой клапанной полости, а

5 отверстие выхлопного седла выполнено эксцентричным относительно вертикальной оси запорного органа, Линии фрикционного замыкания эле- . ментов боковой поверхности запорного органа со стенкой клапанной полости могут быть расположены и под углом относительно вертикальной оси запорного органа.

Выполнение запорного органа фрикционно замкнутым по его боковой поверхно15 сти не менее, чем тремя элементами последней со стенкой клапанной полости и, расположение рабочего отверстия выхлопного седла эксцентрично относительно оси запорного органа позволяют существенно

20 снизить износ верхнего рабочего торца запорного органа при включениях электромагнита за счет проворота запорного органа вокруг его вертикальной оси под действием несимметрично взаимодейству25 ющего с поверхностью запорного органа потока рабочей среды, возникающего в момент отрыва запорного органа от рабочей поверхности выхлопного седла. При этом упругие деформации от внедрения рабочей

З0 поверхности выхлопного седла в верхний торец запорного органа распространяются на значительно большую площадь и приходятся при каждом включении электромагнита на новый участок торца, в отличие от

35 прототипа, в котором деформация от внедрения. рабочей поверхности выхлопного седла приходится при каждом срабатывании в одни и те же точки поверхности верхнего торца запорного органа, "0 При расположении линий фрикционного замыкания элементов боковой поверхности запорного органа со стенкой клапанной полости под углом к вертикальной оси запорного органа обеспечивается действую45 щий на запорный орган дополнительный вращательный момент.

Таким образом, выполнение в предложенном электропневмоклапане запорного органа фрикционно замкнутым со стенкой

60 клапанной полости и расположение рабочего отверстия выхлопного седла,эксцентрично относительно оси запорного органа позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию

5 -> "Новизна";

В результате исследований патентной и научно-технической литературы не были выявлены аналогичные устройства с совокупностью предложенных отличительных признаков, отсутствие которых не дает воэ1796046

55 можности получить тот положительный эффект. который является целью предполагаемого изобретения, что отвечает требованию "Существенные отличия".

Отличительные существенные признаки заявляемого электропневмоклапана в совокупности с известными признаками прототипа позволяют повысить надежность электропневмоклапана посредством снижения износа верхнего торца запорного органа за счет поворота запорного органа вокруг вертикальной оси, обусловленного эксцентричным расположением рабочего отверстия выхлопного седла относительно оси запорного органа, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "Положительный эффект".

На фиг,1 изображен общий вид электропневмоклапана (продольный разрез); на фиг.2 — поперечное сечение А-А по фиг.1; на фиг.3 — вариант запорного органа, линии фрикционного замыкания элементов боковой поверхности которого расположены под углом к вертикальной оси запорного органа.

Электропневмоклапан содержит катушку электромагнита 1, в центральном отверстии которой расположена гильза 2, закрепленная на корпусе 3. В гильзе 2 неподвижно закреплен упор 4 с атмосферным отверстием 5. В гильзе 2 расположен с возможностью осевого перемещения якорь 6 с пазами 7 для прохода рабочей среды. В ступенчатом отверстии якоря 6 расположены с возможностью осевого перемещения толкатель 8 и запирающая пружина 9. нижний торец которой опирается на бурт толкателя

8, а верхний — на торец упора 4. В корпусе

3 неподвижно установлены входное седло

10 с рабочим отверстием 11 и периферийными отверстиями 12 для прохода рабочей среды и выхлопное седло 13 с рабочим отверстием 14, через которое проходит толкатель 8, S направляющем цилиндре седла 13 установлен с возможностью осевого перемещения запорный орган 15 с элементами

16 Hà его боковой поверхности. Запорный орган 15 подпружинен пружиной 17. В корпусе 3 выполнены входные — отверстие 18 и канал 19 и выходные — канал 20 и отверстие

21 для подвода и отвода рабочей среды.

Катушка электромагнита 1 крепится к корпусу 3 посредством гайки 22, Электропневмоклапан работает следующим образом, Рабочая среда, например, сжатый воздух, подводится к входному отверстию 18 и, через канал 1 — к входному седлу 10.

При выключенном электромагните, когда электрическое напряжение питания не подается на катушку 1, запорный орган 15 герметизирует рабочее отверстие 11 входного седла 10 под воздействием усилия запирающей пружины 9, передаваемого толкателем 8, перекрывая доступ рабочей среды к полости клапана, При этом выходное отверстие 21 через канал 20 и периферийные отверстия 12 в седле 10, проходы между элементами 16 запорного органа 15, рабочее отверстие 14 выхлопного седла 13, пазы 7 в якоре 6 и зазор между торцами якоря 6 и упора 4 соединено с атмосферным отверстием 5.

При включении электромагнита, т.е. при подаче электрического напряжения питания на катушку 1, магнитный поток. возникающий в обмотке катушки 1, обеспечивает притяжение якоря 6 к торцу упора 4, Якорь

6, двигаясь вверх, снимает запирающую пружину 9 и перемещает вверх толкатель 8, освобождая запорный орган 15. Запорный орган 15, перемещаясь вверх под действием давления рабочей среды в рабочем отверстии 11 входного седла 10 и пружины 17, герметизирует рабочее отверстие 14 выхлопного седла 13, отсекая атмосферный канал 5 от полости между входным 10 и выхлопным седлами и обеспечивая проход рабочей среды от входного отверстия 18 и канала 19 через рабочее отверстие 11 входного седла 10, его периферийные отверстия

12 к выходному каналу 20 и выходному отверстию 21.

При отключении электрического напряжения питания от катушки 1, магнитный поток, обусловливающий притяжение якоря 6 к упору 4 резко ослабевает, и якорь 6 и толкатель 8 под воздействием разжимного усилия запирающей пружины 9, передаваемого через бурт толкателя 8 движутся вниз, При этом толкатель 8, проходящий через . отверстие 14 выхлопного седла 13. открывает торец запорного органа 15 от рабочей поверхности выхлопного седла 13. разгерметизируя отверстие 14, В этот момент происходит поворот запорного органа 15 вокруг вертикальной оси, обусловленный тем, что в момент отрыва запорного органа от рабочей поверхности выхлопного седла

13 появляется несимметричный относительно вертикальной оси запорного органа поток рабочей среды, взаимодействующий с поверхностями запорного органа, При этом возникает вращательная составляющая сил взаимодействия, что приводит к повороту запорного органа 15. Происходит выхлоп рабочей среды между элементами боковой поверхности запорного органа 15. фрикци1796046

20 онно-замкнутыми со стенкой клапанной полости, через отверстие 14 выхлопного седла

13 и пазы 7 в якоре 6 в атмосферное отверстие 5 упора 4. Под действием усилия запирающей пружины 9, передаваемого толкателем 8 на эапорный орган 15, происходит герметизация последним рабочего отверстия .11 входного седла 10, что предотвращает доступ рабочей среды в полость клапана, а якорь 6 продолжает двигаться вниз под собственным весом до упора о торец выхлопного седла 13. При этом выходное отверстие 21 через канал 20, периферийные отверстия 12 входного седла 10, каналы между элементами 16 боковой поверхности запорного органа 15, отверстие 14 выхлопно.го седла 13, пазы 7 в якоре 6 соединяются с атмосферным отверстием 5 в упоре 4.

Формула изобретения

1. Трехлинейный электропневмоклапан, содержащий корпус с входным и вы-. хлопным седлами и клапанной полостью между ними, в которой расположен запорный орган, связанный через подпружиненный толкатель с якорем электромагнитного привода, отличающийся тем, что боковая поверхность запорного органа снабжена выступами, фрикционно замкнуВ случае применения запорного органа

15 с элементами 16, оси которых расположены под углом относительно вертикальной оси запорного органа 15, последний получа5 ет дополнительное вращение or рабочей среды, проходящей между элементами 16 при выхлопе рабочей среды в атмосферное отверстие 5.

10 Предлагаемый злектропневмоклапан обладает высокой надежностью. долговечностью, обусловленной меньшим износом запорного органа по сравнению с прототипом, что может дать эффект в народном хо15 зяйстве, заключающийся в общем повышении надежности и срока службы систем, в которых применяется предлагаемый клапан. тыми со стенкой клапанной полости, а отверстие выхлопного седла выполнено эксцентричным относительно вертикальной оси запорного органа.

2. Электропневмоклапан по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что линии фрикционного замыкания выступов запорного органа со стенкой клапанной полости расположены под углом к вертикальной оси запорного органа.

1796046

7б

Фиг. 2

Составитель M.Íîãèí

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5