Пневмоклапан



Пневмоклапан
Пневмоклапан

 


Владельцы патента RU 2503869:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах газоснабжения, включая оборудование ракетно-космических комплексов. Пневмоклапан содержит корпус, седло с клапаном. Уплотняющая поверхность седла расположена со стороны, противоположной входному штуцеру. Клапан установлен с опорой на двуплечий рычаг. Одно плечо указанного двуплечего рычага шарнирно соединено с подпружиненным штоком, а другое в закрытом положении клапана зафиксировано шепталом. Последнее шарнирно закреплено на корпусе пневмоклапана и застопорено чекой. При этом шептало установлено с возможностью контакта со штоком пиропривода, закрепленного на корпусе пневмоклапана. Указанный пиропривод состоит из цилиндра с заглушкой, двух последовательно установленных поршней, которые образуют две разобщенные рабочие полости. Каждая из указанных полостей сообщается с отдельной каморой, оснащенной пиропатроном. При срабатывании пиропатронов любой или обеих камор поршень пиропривода взаимодействует с шепталом. Реализация изобретения позволяет обеспечить многократное его использование, быстродействие, исчисляемое несколькими тысячными секунды, и достаточное проходное сечение. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах газоснабжения, включая оборудование ракетно-космических комплексов.

Из общедоступных информационных источников известно большое количество пневмоклапанов, обеспечивающих дистанционное открытие пневматических магистралей для выдачи сжатых газов потребителю.

Основными характеристиками таких пневмоклапанов являются рабочее давление, проходное сечение и время срабатывания от момента выдачи команды на открытие пневмоклапана до момента полного его открытия. При использовании пневмоклапанов в системах и агрегатах ракетно-космических комплексов зачастую приоритетной характеристикой становится время срабатывания пневмоклапана в связи с наличием быстротекущих процессов при старте ракеты.

Известны клапаны, выполненные на основе разрывных устройств, которые описаны, например, в книге «Системы газоснабжения и устройства пневмоавтоматики ракетно-космических комплексов» (Ю.Л. Арзуманов, Р.А. Петров, Е.М. Халатов, г.Москва «Машиностроение» 1997 г., УДК 624.074, стр.133). Такие клапаны, как правило, состоят из корпуса, мембраны, разделяющей входную и выходную полости клапана, штока, соединенного с мембраной, поршня, навинченного на шток, дно поршня обращено в сторону каморы, в которую установлен пиропатрон. Поршень имеет конусную поверхность, которая, при срабатывании клапана, контактирует с корпусной поверхностью в корпусе клапана, тем самым предотвращается попадание пороховых газов в газовую полость клапана.

Описанные клапаны обеспечивают полное открытие за время около 0,008c при достаточно большом проходном сечении (Ду 10 мм и более).

Однако этот клапан обладает следующими недостатками:

1. Клапан обеспечивает одно срабатывание, после чего утилизируется, или с использованием деталей отработавшего клапана изготавливается новый клапан.

2. Надежность клапана недостаточна вследствие установки одного пиропатрона. Для повышения надежности на практике устанавливается второй клапан параллельно основному. Возможен вариант установки в камору двух пиропатронов, однако этот вариант в клапанах не используется, т.к. в этом случае необходима установка специального буфера, обеспечивающего срабатывание клапана от одного пиропатрона и гашение избыточной энергии при срабатывании двух пиропатронов.

Свободным от указанных недостатков является электропневмоклапан АЭ-044 (прототип) («Арматура электропневмоавтоматики. Каталог», Центр научно-технической информации «Поиск» г.Москва, 1971, стр.150).

Электропневмоклапан состоит из корпуса, подпружиненного клапана, установленного со стороны входного штуцера, седла контактирующего с клапаном и электромагнита, якорь которого взаимодействует с клапаном, смещая его от седла, тем самым освобождается прохождение сжатого газа, поданного во входной штуцер.

Электропневмоклапан обеспечивает многократное открытие клапана и довольно малое время срабатывания, около 0,03 с.

Недостатками указанного электропневмоклапана, является малое проходное сечение (Ду 0,5 мм). Для увеличения проходного сечения необходимо увеличивать мощность электромагнита, т.к. при открытии клапана необходимо преодолеть усилие пружины, поджимающей клапан к седлу, и усилие от поданного на вход сжатого газа, равное давлению, умноженному на площадь седла.

Учитывая особенности электромагнитов, применение их в быстродействующих клапанах с большим проходным сечением ограничено, т.к. дальнейшее увеличение проходного сечения приводит к необходимости применения мощных электромагнитов с неприемлемыми габаритами и величинами потребляемого тока, которые растут пропорционально площади проходного сечения клапана.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение многократного применения пневмоклапана с обеспечением быстродействия при большом проходном сечении (не менее Ду 10 мм).

В соответствии с изобретением поставленная задача достигается тем, что в заявленном пневмоклапане уплотняющая поверхность седла расположена со стороны, противоположной входному штуцеру, клапан является опорой двуплечего рычага, одно плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным штоком, а другое, в закрытом положении клапана, зафиксировано шепталом, шарнирно закрепленным на корпусе пневмоклапана и застопоренного чекой, при этом шептало установлено с возможностью контакта со штоком пиропривода, закрепленного на корпусе пневмоклапана и состоящего из цилиндра с заглушкой, двух последовательно установленных поршней, которые образуют две разобщенные рабочие полости, каждая из которых сообщается с отдельной каморой, оснащенной пиропатроном, причем при срабатывании пиропатронов любой или обеих камор, поршень пиропривода взаимодействует с шепталом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид пневмоклапана, а на фиг.2 - его разрез.

Заявляемый пневмоклапан состоит из корпуса 1 с входным и выходным штуцерами, внутри корпуса соосно с входным штуцером крепится направляющая 2, в которой перемещается клапан 3, взаимодействующий с седлом.

К корпусу 1 крепится пружинный блок, состоящий из цилиндра 4, пружины 5, шайбы 6 и гайки 7, удерживающей пружину в поджатом состоянии. В отверстии цилиндра 4 размещается шток 8, на который навинчена гайка 9, а второй конец штока выполнен в виде проушины, соединенной осью 10 с двуплечим рычагом 11, короткий конец рычага 11 фиксируется шепталом 12, вращающимся на оси 13.

Рычаг 11 через регулируемый упор 14 взаимодействует с клапаном 3 и пружина 5, поджатая гайкой 9, прижимает клапан к седлу с усилием, обеспечивающим герметичность пары седло-клапан.

Открытие пневмоклапана осуществляется пироприводом 15, который выполнен быстросъемным и крепится к корпусу пневмоклапана двумя невыпадающими болтами.

Пиропривод состоит из цилиндра 16 с заглушкой 17, удерживаемой гайкой 18, заднего поршня 19, переднего поршня 20. Передний поршень 20 имеет цилиндрический стержень, взаимодействующий с шепталом 12. Гайкой 21 в цилиндре крепится упор 22 с буфером 23, выполненным, например, из алюминия, в виде полутора.

Между поршнем 19 и заглушкой 17 и поршнями 19 и 20 образованы две изолированные друг от друга рабочие полости, соединенные каналами с каморами, в которые ввинчены пиропатроны 24.

Для закрытия пневмоклапана необходимо свинтить гайку 9, исключив ее контакт с шайбой 6, тем самым пружина 5 отключается. Затем поджать рычагом 11 клапан 3 к седлу и зафиксировать рычаг шепталом 12.

Для герметизации пары седло-клапан необходимо поджать пружину 5, навинчивая на шток 8 гайку 9, затем установить пиропривод 15 на корпус пневмоклапана. Клапан закрыт и готов к работе.

Открытие клапана производится путем подачи электрического тока на спирали пиропатронов 24, происходит сгорание зарядов и пороховые газы из каморы попадают в рабочие полости или в одну из полостей, в случае срабатывания только одного пиропатрона. Далее поршень 20 в любом случае толкает шептало 12, освобождая рычаг 11, и под действием поданного на вход пневмоклапана сжатого газа пневмоклапан открывается. Для приведения пневмоклапана в рабочее закрытое состояние необходимо его закрыть, как описано выше, разобрать пиропривод, удалить продукты сгорания пороховых зарядов, собрать и установить его на место.

Заложенные в конструкцию заявляемого пневмоклапана технические решения обеспечивают многократное его использование, быстродействие, исчисляемое несколькими тысячными секунды, и достаточное проходное сечение.

В соответствии с заявленным изобретением в настоящее время разработаны и изготовлены два пневмоклапана, которые испытаны при температурах ±40°C, в результате при проходном сечении Ду 12 мм время полного открытия клапана от момента подачи электрического тока на пиропатроны не превысило 0,008 c.

Таким образом, проведенные испытания на заводе-изготовителе подтвердили эффективность и возможность получения, при осуществлении изобретения, вышеупомянутого технического результата.

Пневмоклапан, содержащий корпус, седло с клапаном, отличающийся тем, что уплотняющая поверхность седла расположена со стороны, противоположной входному штуцеру, клапан установлен с опорой на двуплечий рычаг, одно плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным штоком, а другое в закрытом положении клапана зафиксировано шепталом, шарнирно закрепленным на корпусе пневмоклапана и застопоренным чекой, при этом шептало установлено с возможностью контакта со штоком пиропривода, закрепленного на корпусе пневмоклапана и состоящего из цилиндра с заглушкой, двух последовательно установленных поршней, которые образуют две разобщенные рабочие полости, каждая из которых сообщается с отдельной каморой, оснащенной пиропатроном, причем при срабатывании пиропатронов любой или обеих камор поршень пиропривода взаимодействует с шепталом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к клапанному устройству регулировки давления согласно уровню техники, более детально определенному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к клапанному механизму гидравлической мощности, по меньшей мере, с одним электромагнитным клапаном, соленоид которого соединен или может быть соединен посредством всего двух управляющих линий с электронным устройством управления и (или) связи.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в системах управления жидкостно-газовыми потоками. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено в качестве клапанного модуля для подачи текучих, прежде всего газообразных, сред в двигатель внутреннего сгорания.

Изобретение относится к раздаточному устройству для аппарата раздачи воды, который рассчитан, прежде всего, на раздачу питьевой воды, с клапанным устройством, которое имеет стержень клапана, выполненный с возможностью уплотнительного прилегания к седлу клапана, и с раздаточным корпусом, который имеет первое входное отверстие и находящееся с первым входным отверстием в гидродинамической связи второе входное отверстие для подсоединения подводящих водопроводов, а также выходное отверстие для выдачи воды, которое находится в гидродинамической связи с первым входным отверстием и вторым входным отверстием, причем гидродинамическая связь между обоими входными отверстиями и выходным отверстием происходит через канальный участок, который на расположенном на торцевой стороне конце имеет седло клапана для стержня клапана.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к электромагнитным клапанам с импульсным управлением, используемым в системах безопасности теплоэнергетических установок для управления потоком природного газа.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам с электромагнитным приводом, и предназначено для использования в конструкциях вакуумных систем, в устройствах дистанционного управления потоками газа и жидкости.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к центробежным самовсасывающим насосам с предвключенным струйным аппаратом. .

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к предохранительным (отсечным) клапанам с электромагнитным приводом, используемым в системах автоматики теплоэнергетических установок, технологических трубопроводных системах для управления потоком природного газа.

Электромагнитный запорный клапан предназначен для использования в приборах и системах с автоматизированным управлением. Электромагнитный запорный клапан содержит соленоид с сердечником, постоянный магнит, полюсный наконечник, имеющий подводящий газовый канал, магнитопроводы, замыкающие внешнее магнитное поле соленоида. Причем первый магнитопровод окружает соленоид. Второй магнитопровод выполнен в форме кольца с отводящим газовым каналом и расположен со стороны торца соленоида. Внутренняя поверхность второго магнитопровода и торцевые поверхности сердечника и полюсного наконечника образуют проходную полость. В последней расположен якорь, выполненный по форме этой проходной полости. Указанный якорь установлен с возможностью осевого перемещения. Причем якорь, сердечник, первый и второй магнитопроводы выполнены из магнитомягкого материала. Газовые каналы открыты в проходную полость. Электромагнитный запорный клапан снабжен дополнительным магнитопроводом из магнитомягкого материала. Постоянный магнит выполнен кольцевым с осевой намагниченностью и расположен между вторым и дополнительным магнитопроводами в магнитном контакте с ними. Полюсный наконечник расположен коаксиально постоянному магниту и находится в магнитном контакте с дополнительным магнитопроводом. Изобретение направлено на повышение герметичности клапана и его рабочего давления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным клапанам. Технический результат состоит в повышении кпд путем уменьшения магнитного сопротивления, создаваемого пространством между подвижным железным сердечником и магнитной пластиной. Магнитная пластина, расположенная вокруг подвижного железного сердечника для формирования магнитопровода между магнитной рамкой и подвижным железным сердечником, содержит выступающий участок, который выступает в сторону неподвижного железного сердечника вдоль поверхности подвижного железного сердечника. Площадь Sa участка внешней поверхности подвижного железного сердечника, лежащего напротив внутренней поверхности магнитной пластины, и площадь Sb сечения подвижного железного сердечника заданы как К=Sa/Sb, К>1. Осевая длина h внутренней поверхности магнитной пластины и длина L от притягивающей поверхности подвижного железного сердечника, расположенного в положении, отделенном от неподвижного железного сердечника возвратной пружиной, до переднего концевого участка магнитной пластины удовлетворяет следующему условию: 2≤К≤ (величина К, когда h=L). 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к электромагнитному клапану, в соленоидной части которого, входящей в состав этого электромагнитного клапана, имеется каркас, на который намотана обмотка, а по внутренней периферийной поверхности каркаса установлен стакан. Этот стакан выполнен из магнитного материала и имеет цилиндрическую секцию и фланец, образованный на нижнем торце этой цилиндрической секции, а на верхнем торце упомянутой цилиндрической секции образована трапецеидальная часть, внешняя периферическая поверхность которой углубляется внутрь в радиальном направлении. Кроме того, трапецеидальная часть установлена так, что обращена в сторону и плотно примыкает к внешней периферической поверхности неподвижного железного сердечника, и при возбуждении соленоидной части плотность магнитного потока в трапецеидальной части повышается. Изобретение направлено на повышение притягивающей силы, действующей на подвижный железный сердечник, снижение числа технологических этапов сборки. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложен топливный насос (1) высокого давления, имеющий головку (2) цилиндра и насосный узел (6). При этом головка (2) цилиндра имеет цилиндрическое отверстие (4), в котором с возможностью направленного перемещения установлен плунжер (5) насосного узла (6). Плунжер (5) насосного узла (6) при этом ограничивает надплунжерное пространство (12) в цилиндрическом отверстии (4) в головке цилиндра. Помимо этого предусмотрен интегрированный в головку (2) цилиндра впускной клапан (20), который позволяет подавать через него топливо в надплунжерное пространство (12). Путем управления впускным клапаном (20) возможно дозирование подаваемого в надплунжерное пространство (12) топлива. Технический результат заключается в упрощении конструкции и удешевлении насоса, а также возможности дозирования топлива путем управления впускным клапаном. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Газовый клапан, содержащий корпус (100), который содержит полость с газом, которая содержит впускное отверстие (10), выпускное отверстие (11) и отверстие для соединения выпускного отверстия (11) с впускным отверстием (10), элемент с седлом клапана, который взаимодействует с отверстием в положении для блокирования прохождения газа через отверстие или в открытом положении для его обеспечения, исполнительные устройства для удержания седла клапана в открытом положении и соединительные средства, соединяющие исполнительные устройства с внешней стороной клапана (300). Клапан (300) также содержит печатную плату (6) на металлической основе, которая содержит соединительные средства. Элемент клапана содержит металлическую конструкцию, припаянную к печатной плате (6), которая образует кожух для исполнительных устройств и которая содержит проем (33), через который соединительные средства соединены с исполнительными устройствами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении дребезга якоря при закрытии клапана. Электромагнитный клапан (1) с электромагнитным узлом (2) имеет катушку (5) и сердечник, состоящий из внутреннего полюса (3) и внешнего полюса (4), с плоским якорем (7), с якорным пальцем. Ограничитель хода якоря образован в зоне торцевой стороны сердечника регулировочным диском для выставления остаточного воздушного зазора между якорем и электромагнитным узлом. В таком электромагнитном клапане (1) удается минимизировать дребезг якоря при закрытии электромагнитного клапана за счет того, что остаточный воздушный зазор (18) перекрыт в радиальном направлении на участке между внешним полюсом (4) сердечника и наружным диаметром плоского якоря (7). 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх