Триходовий електромагнітний клапан

1 Триходовий електромагнітний клапан, що складається з корпусу з двома сідлами, поверненими одне до одного, розташованого між сідлами двостороннього запірного органу з розвантажувальними поршнями, електромагніта з повзуном в трубці, який відрізняється тим, що на трубці намотані дві обмотки електромагніта, між ними зовні трубки навколо бокової поверхні повзуна встановлені ПОСТІЙНІ магніти з можливістю утримання повзуна в крайніх верхньому та нижньому положеннях, а повзун з'єднаний за допомогою штока та буферних пружин з двостороннім запірним органом та розвантажувальними поршнями 2 Триходовий електромагнітний клапан за п 1, який відрізняється тим, що конусна поверхня сідел виконана з боку низького тиску, а циліндрична - з боку подання тиску 3 Триходовий електромагнітний клапан за п 1 або 2, який відрізняється тим, що запірний орган і поршні виконані порожнистими О Винахід відноситься до трубопровідної арматури Триходові електромагнітні клапани відносяться до запірної арматури і забезпечують спрямування робочого середовища почергово то в один, то в другий трубопровід, або можливість підключати будь-який апарат до магістралі під тиском і відключати від дренажного трубопроводу Відомий триходовий електромагнітний клапан, котрий забезпечує функцію подання тиску в пневмо- або гідроциліндр, та дренажування пневмоциліндру, котрий взятий як аналог [Пржиалковский АЛ, Щучинский СX , Электромагнитные клапаны «Машиностроение», Л-д, 1967, crop 88] Клапан складається з корпусу з трьома вхідними отворами та електромагніту В корпусі виконані два сідла, котрі повернуті одне До одного, а між ними встановлений запірний орган, котрий почергово може притискатись до сідел, перекриваючи то одне то друге ВХІДНІ отвори та з'єднуючи середній отвір то з одним, то з другим отвором СПІВВІСНО з запірним органом на спільному штоку розташовані 2 поршні, що можуть переміщуватись в ВІДПОВІДНИХ циліндричних розточках корпуса Поршні здійснюють розвантаження запірного органу від дії тиску робочого середовища Повзун електромагніта являє собою продовження штока клапана Зворотна пружина, утримує повзун та запірний орган на нижньому СІДЛІ перекриваючи вхід робочого середовища до пневмоциліндру Коли в електромагніт вмикається струм, то повзун, поршні та запірний орган переборюючи силу пружини піднімаються вгору і запірний орган відкриває нижнє сідло та закриває верхнє і, таким чином, з'єднує вхідний отвір з середнім Після вимикання струму з електромагніту пружина повертає вниз запірний орган, котрий відкриває верхнє сідло і закриває нижнє До недоліків наведеного клапану відносяться постійне енергоспоживання електромагнітом, витікання робочого середовища через ущільнювачі в поршнях та складність виконання однакових ефективних площ запірного органу та поршнів Крім того, ущільнювальні елементи запірного ю 52770 органу швидко зношуються в момент ударів запірного органу об сідло та ненормованого притиснення ущільнювача до верхнього сідла під дією сили притягнення якоря до верхнього стопу Відомий триходовий електромагнітний клапан фірми Негюп, який взятий в якості прототипу [проспект фірми Негюп, Baugruppe A101ED-SBO, Automatik, Ausgabe 4 75 ] Клапан складається з корпуса з трьома штуцерами, електромагніту з якорем, поршня, розташованого у втулці, ущільненого манжетами, трубки, пружини, сідла, на яке спирається двосторонній запірний орган, та закладного сідла з проходом до штуцера Перевагою конструкції цього клапану є те, що тиск робочого середовища майже не спричиняє силової дії на запірний орган і електромагніт повинен виконувати роботу лише на переборювання сили тертя Клапану притаманні наступні недоліки - в поршні клапану виконаний осьовий отвір, в який через трубку з робочим тілом надходять тверді частки, постійне споживання електроенергії і саморозігрів обмотки електромагніта, - ненормоване притиснення ущільнювача запірного органа до верхнього сідла призводить до надлишкової деформації ущільнювача та прискореного руйнування останнього, - недоліками є і те, що запірний орган клапану жорстко з'єднаний з масивними елементами (якір, поршень), що призводить до удару і прискореного руйнування запірного органу, - наявність зазору між стопом і якорем, котрий викликає в кращому випадку гудіння, а в гіршому брязкіт Ще один недолік полягає в тому, що зменшення сили на запірний орган викликає зменшення ефективної площі запірного органу, коли тиск подається з боку конусної поверхні сідла Це призводить до розбалансу сил, котрі необхідно долати електромагніту В основу винаходу поставлена задача розробки конструкції електромагнітного триходового клапану шляхом вдосконалення конструкції електромагнітного приводу, вдосконалення герметизації влоговини повзуна, вдосконалення геометрії сідел, установки буферних пружин задля нормування притиснення запірного органу та зменшення динамічного удару запірного органу об сідло, за рахунок побудови конструкції запірного органу та розвантажуючого поршня порожнистими Поставлена задача та технічний результат досягаються тим, що в триходовому електромагнітному клапані, котрий складається з корпусу з двома сідлами, поверненими один до одного, розташованого між сідлами двостороннього запірного органу з розвантажувальними поршнями, електромагніту з повзуном в трубці, згідно винаходу на трубці електромагніта намотані дві обмотки і між ними зовні трубки навколо бокової поверхні повзуна встановлені ПОСТІЙНІ магніти, магнітне поле котрих забезпечує утримання розташованого між стопами повзуна біля кожного з двох стопів, і повзун з'єднаний за допомогою штока та буферних пружин з двостороннім запірним органом та розвантажувальними поршнями Крім того, конусна поверхня сідел виконана з боку низького тиску, а циліндрична - з боку подання тиску Крім того, запірний орган і поршні виконані порожнинними СПІЛЬНІ З прототипом суттєві ознаки, - корпус з двома сідлами, поверненими одне до одного, розташований між сідлами двосторонній запірний орган з розвантажувальними поршнями, електромагніт з повзуном в трубці Суттєві ВІДМІННІ ознаки триходового клапану, що заявляється - на трубці електромагніта намотані дві обмотки і між ними зовні трубки навколо бокової поверхні повзуна встановлені ПОСТІЙНІ магніти, магнітне поле котрих забезпечує утримання розташованого між стопами повзуна біля кожного з двох стопів, і повзун з'єднаний за допомогою штока та буферних пружин з двостороннім запірним органом та розвантажувальними поршнями, - конусна поверхня сідел виконана з боку низького тиску, а циліндрична - з боку подання тиску, запірний орган і поршні виконані порожнинними Подані суттєві ВІДМІННІ ознаки забезпечують наступний результат Розташування повзуна в трубці електромагніту між стопами, як показано на фіг 1, що взаємодіють з торцями повзуна завдяки магнітному потоку, що утворюється сталими магнітами, розташованими між обмотками радіально навколо бокової поверхні повзуна, дозволяє керувати клапаном з допомогою імпульсів і зафіксовувати повзун і запірний орган в кінцевих положеннях Магнітне поле постійних магнітів викликає магнітний потік, що входить в бокову поверхню повзуна і виходить з нього через той торець, котрий ближче до ВІДПОВІДНОГО стопа, наприклад, до нижнього Повзун цим торцем "приліплюється" до стопу і фіксується магнітною силою Таким чином, ця сила утримує повзун і запірний орган на СІДЛІ закриваючи прохід клапану знизу Щоб перевести повзун і запірний орган вгору, в верхню обмотку подається імпульс струму на 0,1 - 0,5 секунди В результаті дії магнітного потоку обмотки на якір останній переміщається вгору і "прилипає" до верхнього стопу після закінчення імпульсу струму Для переміщення запірного органу вниз імпульс струму подається в нижню обмотку Магнітне фіксування повзуна і запірного органу виключає витрачення електроенергії, коли клапан знаходиться в одному з кінцевих положень, що виключає перегрів і, якщо це випрямлений струм, зникає гудіння та брязкотіння Крім того, холодна обмотка більш стійка до пробивання електроізоляції, що підвищує надійність клапану Повзун, що з'єднаний з запірним органом і поршнем з допомогою закріплених на повзуні 52770 штока, і буферних пружин, які утворюють гнучке з'єднання між запірним органом і повзуном на початку і в КІНЦІ ходу повзуна, зменшує ефективність "молотка" за рахунок зменшення маси, котра б'є ущільнювачем по сідлу, і створює стале і, головне, нормоване притиснення ущільнювача до сідла Запірний орган, виконаний з двома поршнями, упереджує попадання робочого середовища, а з ним бруду і твердих частинок в трубку електромагніту, що підвищує надійність клапану Виконання конусної поверхні сідел з боку низького тиску, а циліндричної - з боку подання тиску, виключає зміну ефективної площини запірного органу від дії сторонніх сил і дозволяє досягти найбільш точної компенсації сил, котрі діють на запірний орган Виконання запірного органа спільно з порожнинними поршнями зменшує ефект "молотка", що збільшує ДОВГОВІЧНІСТЬ ущільнювачів та дозволяє зменшити величину переміщення запірного органа і зменшити хід якоря Технічне рішення, котре заявляється пояснюється кресленнями - на фіг 1 показаний загальний вигляд триходового електромагнітного клапана, - на фіг 2 - те ж саме, пояснення що до запірного органу та сідел на фіг 1 та компенсації сил, - на фіг 3 - те ж саме, пояснення щодо запірного органу на ф і г 1 , коли запірний орган розташований внизу, - на фіг 4 - те ж саме, переріз по А - А на фіг 1, - на фіг 5 - те ж саме, поз І на фіг,1, збільшено, - на фіг 6 - те ж саме, поз II на ф і г 1 , збільшено На фіг 1 показаний триходовий електромагнітний клапан, котрий заявляється, який складається з корпусу 1 і електромагніту 2 В корпусі 1 виконані 3 отвори вхідний отвір З, вихідний отвір 4 і отвір 5 для приєднання до гідроциліндра Вподовж осі корпусу розточений циліндр 6 і верхнє сідло 7 (фіг 5), знизу в розточку корпусу встановлене нижнє сідло 8 з циліндричною поверхнею 9 (фіг 6), діаметр якої рівний діаметру циліндра 6 Сідло 8 виконане з внутрішньою конусною поверхнею, а верхнє сідло 7 - 3 зовнішньою конусною поверхнею Пустотілий запірний орган 10, розташований між сідлами в ньому вмонтовано 2 ущільнюючих еластичних елементи 11 і 12, наприклад з гуми На циліндричних кінцях запірного органу 10 виконані кільцеві канавки для ущільнюючих кілець 13 і 14, і манжет 15 і 16 Всередині циліндричної розточки запірного органу виконаний виступ 17, який розташований навпроти ВІДПОВІДНОГО виступу 18, розташованого на штоці 19 Виступи 17 і 18 затиснені з двох боків завдяки шайбам 20 і 21 пружинами 22 і 23, котрі опираються на опірні кільця 24 і 25, які закріплені всередині запірного органу Шток 19 закріплений СПІВВІСНО на повзуні 26, котрий розташований в трубці 27 електромагніту 2 Біля верхнього торця повзуна розташований стоп 28, біля нижнього торця - стоп 29 На трубці 27 навиті обмотки ЗО і 31, між якими радіально встановлені ПОСТІЙНІ магніти 32, котрі створюють магнітний потік через бокову поверхню повзуна 26 до стопа 29 і далі до полюса "S" (фіг 4) Магнітний потік, що проходить через нижній торець до стопа 29, утворює магнітну силу притягнення повзуна до стопа 29, опускає вниз шток 19, який своїм виступом 18 стискає пружину 23 на 0,3 - 0,4мм, пружина, в свою чергу, притискає запірний орган 10 до сідла 8 Таким чином, нижній прохід закритий, а ущільнення по сідлу забезпечується пружиною 23, настроєною на задане зусилля В цей час пружина 22 стає затисненою між виступом 17 і упорним кільцем 24 і не здійснює ніякої силової дії на шток 19 Через верхній торець повзуна і стоп 2S магнітний потік практично не проходить і не збуджує сили притягнення повзуна до стопу 28 вгору, тому що повітряний проміжок є великим опором для магнітного потоку За правило, сідла виконуються з зовнішньою конусною поверхнею Як показано на фіг 2 і 3, тиск діє лише на площу, обмежену діаметром dei