Електроклапан

1. Електроклапан для ракет та космічних апаратів, який управляється електромагнітом постійного струму і може бути застосований у пневматичних чи гідравлічних системах у інших галузях техніки, який складається з корпусу, що має вхідну та вихідну порожнини з сідлом між ними і дренажну порожнину з сідлом між нею і вихідною порожниною, і які мають вид ущільнюючих кільцевих 3 ма запірними органами, пружину. Друге сідло, розташоване у регулюючому запірному органі, є елементом підсилення. Сідло у корпусі та сідло у регулюючому запірному органі мають запірний кільцевий обідок, який забезпечує відокремлення вхідної порожнини від вихідної та регулюючої. Недоліком цього електроклапана є також те, що висота запірного кільцевого обідка сідла згідно з загально прийнятими рекомендаціями дорівнює (0,4-0,6)мм. При цьому, так як мається два запірні органи, сумарна величина заглиблення їх при находженні у зачиненому стані при дії максимального тиску робочого тіла на нерозвантажену площу вхідного запірного органу і дії максимальної сили пружини подвоюється і небажане зростання ходу якоря може стати ще більшим: у нашому прикладі на (0,8-1,2)мм і при потрібному для відкриття електроклапана ході запірних органів (0,4-0,6)мм повний хід запірних органів і якоря може бути (1,21,8)мм, тобто, зростає у 2-3 рази відносно випадку, коли заглиблення відсутнє. Це у свою чергу зменшує силу тяги електромагніта перед відкриттям електроклапана у 2-3 рази і для забезпечення її на попередньому рівні потрібно збільшити розміри і масу електромагніта у 2-2,5 рази, а електроклапана - у 1,5-2 рази. До того ж, збільшення розмірів і маси електроклапана і якоря (за рахунок чого забезпечується незмінність попередньої сили тяги при збільшеному ході) зменшує швидкодію електроклапана, що є небажаним. Технічною задачею корисної моделі є вдосконалення конструкції електроклапана за масогабаритними та динамічними характеристиками, а також підвищення ресурсу спрацювань. Технічним результатом є зменшення маси і розмірів електроклапана на величину до 60%, зменшення часу відкриття та закриття на 10-20%, підвищення ресурсу безвідмовної роботи електроклапана. Технічна задача вирішується за рахунок наступних відомих суттєвих ознак: використання корпуса із вхідним та вихідним штуцерами, двох сідел, які мають запірний кільцевий обідок, і разом з двома запірними органами з жорстко закріпленими в них еластичними ущільнюючими елементами забезпечують відокремлення чи з'єднання відповідних порожнин, електромагніта постійного струму зі стопом та котушкою, якоря, жорстко зв'язаного з обома запірними органами, пружини, та наступних відмінних суттєвих ознак: кожне сідло постачено додатковим кільцевим опорним обідком, висота якого вибирається такою, що ущільнююче сідло може заглиблюватись у ущільнюючий елемент запірного органу на обмежену величину, наприклад, на (0,07-0,1)мм, до того як додаткове сідло торкнеться металевого торця запірного органу і подальше заглиблення припиняється; у додатковому опорному кільцевому виступаючому обідку виконані два радіальні прорізи. Для пояснення конструкції та роботи електроклапана, що заявляється, додаються креслення: на фіг. 1 - поздовжній переріз електроклапана, на фіг.2 - виносний елемент А, на фіг. 1. Електроклапан включає корпус 1, основний запірний орган 2, пружину 3, шток 4, дренажний 55015 4 запірний орган 5, пружину 6, котушка електромагніту 7, полюс (стоп) електромагніту 8, якір 9, шток 10, електромагніт 11. У проточці основного запірного органа 2 жорстко закріплене ущільнююче кільце 12, у проточці дренажного запірного органа 5 - ущільнююче кільце 16. Ущільнюючі сідла корпуса виконуються у вигляді кільцевих виступаючих обідків 13, 15 згідно з відомими рекомендаціями і герметизують місця посадок. Торці додаткових кільцевих опорних обідків виступають відносно спільного торця на меншу величину ніж у ущільнюючих кільцевих виступаючих обідків. Ця різниця обумовлюється бажаною величиною заглиблення , наприклад, (0,07-0,1)мм і може корегуватись в залежності від тиску робочого тіла та якості виконання розмірів (наприклад, величини неперпендикулярності поверхонь). При цьому співвідношення розмірів повинне бути: Б=Д+В+Г, де Б - сумарний потрібний хід запірних органів, який визначає потрібний хід якоря електромагніту; Д - хід запірного органу, обумовлений потрібною площею перерізу потоку робочого тіла; В, Г - величина заглиблення кільцевого виступаючого ущільнюючого обідка у еластичний ущільнювач (наприклад, В=Г=(0,07-0,1)мм). На додатковому опорному кільцевому виступаючому обідку 14 виконуються два радіальних прорізи Е для виключення можливої зміни (росту) нерозвантаженої площі, на яку діє тиск робочого тіла, і як наслідок, до відмови електроклапана по команді на його відкриття чи закриття. Робота електроклапана відбувається таким чином. При відсутності струму на клемах електромагніта електроклапан закритий: пружина 3 разом з тиском робочого тіла, що діє на нерозвантажену площу основного запірного органу 2, піджимає його до вхідного сідла 13 корпусу 1 і герметично відокремлює вхідну порожнину від вихідної. Вихідна порожнина сполучена із дренажною порожниною. Вказані сили та сила пружини 6 через штоки 4 та 10 віджимають якір 9 від торця полюсу (стопа) 8 електромагніта 11 і між ними існує зазор Б. Для відкриття електроклапана на клеми електромагніта подається від системи управління постійний струм. Якір 9 за рахунок електромагнітних сил притягується до полюсу 8, долаючи зазор Б. При цьому за допомогою штоків 10 і 4 основний запірний орган відходить від основного сідла корпуса 1, а дренажний запірний орган сідає на дренажне сідло корпуса. Вихідна порожнина з'єднується з вхідною, і роз'єднується з дренажною. При знятті струму з котушки електромагніту під дією сил пружин 3, 6 всі деталі електроклапана повертаються у початкова становище і електроклапан закривається. Зменшення маси та габаритів електроклапана, підвищення його динамічних характеристик досягається за допомогою зменшення потужності електромагніта за рахунок зменшення потрібного ходу запірних органів, а з ним і сумарного ходу якоря, через зменшення заглиблення ущільнюючих кільцевих виступаючих обідків сідла у елементи ущі 5 льнення запірних органів, для чого кожне сідло корпусу постачено додатковим опорним кільцевим обідком, розташованим концентрично першому і з такою його висотою, що забезпечується виступ торця ущільнюючого кільцевого виступаючого обідка над торцем додаткового на мінімальну величину, наприклад на (0,07-0,1)мм, що уточнюється 55015 6 при випробуваннях. Зменшення величини заглиблення та її стабілізація на низькому рівні дозволяє зменшити механічну напругу у еластичному матеріалі ущільнюючих елементів у місцях ущільнення, що сприяє підвищенню ресурсу роботи електроклапана. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 55015 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601