Клапанный распределитель с электромагнитным приводом

Предлагаемая полезная модель относится к области пневматических приборов и предназначена для дистанционного управления пневмоприводами одностороннего и двухстороннего действия.
Известны пневмораспределители, управляющие пневмоцилиндрами открытия дверей транспортных средств с цилиндрическим золотником, которые, как правило, содержат корпус, цилиндрический золотник, электропневматические клапаны управления и каналы, соединяющие пневмораспределитель с исполнительным механизмом, источником подачи сжатого воздуха и атмосферой. К ним можно отнести конструкции, изложенные в следующих источниках: описания изобретений к патентам RU №2241146, F15B 13/10, 2004; №2266439, F15B 13/043, 2005; каталог «SMC Пневматик, Япония, стр. 176, 1998».
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является пятилинейный двухпозиционный золотниковый электропневмораспределитель привода дверей (RU №2241146, F15B 13/10, 2004). Он содержит корпус, цилиндрический золотник, по крайней мере, один электропневматический клапан управления, систему каналов и пневмолиний, соединяющих электропневмораспределитель с исполнительным механизмом, при этом цилиндрический золотник установлен внутри цилиндрической расточки корпуса с образованием полостей распределения и управления с возможностью осевого перемещения и постоянного контактирования наружных уплотнений распределительных буртов с поверхностью расточки. Имеются два привода ручного дублирования электрического сигнала, расположенных соосно по обеим сторонам золотника.
К недостатку известной конструкции следует отнести то, что уплотнительные резиновые кольца, совершая поступательное движение вдоль оси при частом перепаде давлений, подвергаются значительному износу, их постоянное контактирование с поверхностью расточки также приводит к сокращению времени переключения распределителя. Два привода ручного дублирования электрического сигнала расположены в нижней части корпуса электропневмораспределителя, что препятствует успешно использовать его в пневмосистемах на атомных суднах и плавучих сооружениях в условиях повышенной тряски и износа.
В совокупности все эти недостатки приводят к снижению надежности распределителя.
Задачей данной полезной модели является разработка конструкции клапанного распределителя, который можно успешно использовать на атомных суднах и плавучих сооружениях в условиях повышенной тряски и износа.
Технический результат заключается в повышении надежности управления приводами запорно-регулирующей арматуры.
Технический результат достигается тем, что в клапанном распределителе, содержащем корпус, внутреннюю систему пневмоканалов, включающую в себя каналы управления, распределения и сброса воздуха в атмосферу, два выходных штуцера, один штуцер сброса воздуха и один штуцер подачи воздуха, два электромагнитных пневматических клапана управления, два привода ручного дублирования электрического сигнала, золотник установленный внутри цилиндрической расточки корпуса с образованием полостей распределения и управления с возможностью осевого перемещения, согласно полезной модели, содержит крышку с внутренними пневмоканалами, на крышке расположены два выходных штуцера, один штуцер сброса воздуха и один штуцер подачи воздуха с наружной поверхности, с внутренней гладкой поверхности крышки расположены выходы каналов сброса и подачи воздуха, двух распределительных каналов, внутри цилиндрической расточки установлен шток с двумя поршнями на его концах, который делит цилиндрическую расточку на полости управления и распределения, в средней части штока закреплен золотник с установленных в него с одной стороны твердой п-образной заслонкой, постоянно контактирующей с гладкой поверхностью крышки, и с противоположной стороны подпружиненных шариков для позиционирования заслонки в нужном положении, п-образная заслонка выполнена из фторопласта, образуя пару трения фторопласт-металл, две мягкие заслонки вкручены в якори электромагнитных приводов пневматических клапанов управления и подпружинены сверху, приводы ручного дублирования электрического сигнала выполнены в виде подпружиненных флажков и размещены под электромагнитными приводами пневматических клапанов управления с возможностью воздействия на мягкие заслонки.
В предложенной конструкции за счет сокращения узлов трения и замены пары трения резина-металл на фторопласт-металл, существенно уменьшается коэффициент трения, что приводит к уменьшению износостойкости, сокращению времени срабатывания и увеличению ресурса работы устройства. Время срабатывания клапанов от момента подачи напряжения на катушку электромагнитного привода менее 1 с. Предложена новая компоновка корпуса и удобное размещение приводов ручного дублирования электрического сигнала, позволяет улучшить условия эксплуатации пневмосистемы, в которой используется предложенный клапанный распределитель. Все это в совокупности повышает надежность управления приводами запорно-регулирующей арматуры в условиях повышенной тряски и износа. Данный общий технический результат не является суммой вышеуказанных результатов.
Корпус и все наружные детали изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 показан схематичный вид клапанного распределителя с электромагнитным приводом, когда на один из электромагнитных пневматических клапанов управления подано напряжение питания, а второй обесточен.
На фиг. 2 показан схематичный вид клапанного распределителя с электромагнитным приводом, когда на другой электромагнитный пневматический клапан управления подано напряжение питания, а первый обесточен.
На фиг. 3 показан узел А на фиг. 1 (фрагмент рабочего чертежа).
На фиг. 4 показан узел Б на фиг. 1 (фрагмент рабочего чертежа).
Клапанный распределитель с электромагнитным приводом (см. фиг. 1) содержит корпус 1, два электромагнитных пневматических клапана управления 2 и 3, якори со штоками 4 и 5, заслонки 6 и 7, вкрученные в якори 4 и 5 и подпружиненные пружинами 8 и 9 сверху, два выходных штуцера - 10 и 11, один штуцер сброса воздуха 12 и один штуцер подачи воздуха 13 с наружной поверхности. В корпусе выполнена цилиндрическая расточка 14, внутри нее установлен шток 15 с двумя поршнями 16 и 17 на его концах, который делит цилиндрическую расточку 14 на полости управления 18, 19 и распределения 20, в средней части штока 15 закреплен золотник 21 с установленной в него с одной стороны твердой п-образной заслонкой 22, постоянно контактирующей с гладкой поверхностью крышки 23, и с другой стороны два подпружиненных, с помощью пружин 24 и 25, шарика 26 и 27 для позиционирования заслонки 22 в нужном положении (см. фиг. 4). Имеются приводы ручного дублирования 28 электрического сигнала (см. фиг. 1 и 3), которые выполнены в виде подпружиненных флажков 29 и 30, и размещены соответственно под электромагнитными приводами пневматических клапанов управления 2 и 3 с возможностью воздействия на мягкие заслонки 6 и 7. Катушки электромагнитов (клапанов управления 2 и 3) находится над корпусом 1 под кожухом, основная часть клапанов управления 2 и 3 входит в полость корпуса 1.
Два выходных штуцера - 10 и 11, один штуцер сброса воздуха 12 и один штуцер подачи воздуха 13 с наружной поверхности размещены с внешней стороны крышки 23. Шарики 26 и 27 в процессе перемещения для позиционирования заслонки 22 в нужном положении не пересекают отверстие подачи воздуха 31 в полость 20 (см. фиг. 4). Подпружиненные флажки 29 и 30, как один из возможных вариантов, могут иметь на своем конце эксцентрик 32, обеспечивающий воздействие на мягкие заслонки 6 и 7.
Описание работы клапанного распределителя с электромагнитным приводом, имеющего цилиндрическую расточку 14, которую шток 15 с поршнями 16 и 17 делит на две полости управления 18, 19 и расположенной между ними полость распределения 20:
В соответствии с фиг. 1 при подаче напряжения питания на электромагнитный привод пневматического клапана управления 2 якорь со штоком 4 и вкрученной в него заслонкой 6 втягивается и тем самым заслонка 6 перекрывает отверстие из канала подачи давления 33 со штуцера входа 13 и открывая канал соединяющий полость 18 со штуцером сброса 12, тем самым сбрасывая давление с полости 18. Якорь со штоком 5 и заслонка 7 находятся в исходном положении, поджаты пружиной 9 и давлением со входа 13 закрывая отверстие 36 из канала сброса. Давление со входа 13 поступает в полости 19 и 20, тем самым шток 15 с поршнями 16 и 17, на котором закреплен золотник 21 с п-образной заслонкой 22, переходит в положение, при котором давление поступает на выход 11. Положения золотника 21 с заслонкой 22 фиксируются за счет шариков 26, 27 поджатых пружинами 24, 25. Выход 10 через штуцер сброса 12 сообщается с атмосферой. При отключении напряжения питания положение штока 15 с поршнями 16 и 17 сохраняется. При отсутствии питания клапанный распределитель переключается с помощью подпружиненных флажков 29 и 30 приводов ручного дублирования 28 электрического сигнала путем воздействия на мягкие заслонки 6 и 7, например, с помощью эксцентрика 32.
В соответствии с фиг. 2 при подаче напряжения питания на электромагнитный привод пневматического клапана управления 3 якорь со штоком 5 и вкрученной в него заслонкой 7 втягивается и тем самым заслонка 7 перекрывает отверстие 34 из канала подачи давления со штуцера входа 13 и открывая канал соединяющий полость 19 со штуцером сброса 12, тем самым сбрасывая давление с полости 19. Якорь со штоком 4 и заслонка 7 находятся в исходном положении, поджаты пружиной 8 и давлением со входа 13, закрывая отверстие 35 из канала сброса. Давление со входа 13 поступает в полости 18 и 20, тем самым шток 15 с поршнями 16 и 17, на котором закреплен золотник 21 с п-образной заслонкой 22, переходит в положение, при котором давление поступает на выход 10. Положения золотника 21 с заслонкой 22 фиксируются за счет шариков 26, 27, поджатых пружинами 24, 25. Выход 11 через штуцер сброса 12 сообщается с атмосферой. При отключении напряжения питания положение штока 15 с поршнями 16 и 17 сохраняется. При отсутствии питания клапанный распределитель переключается с помощью подпружиненных флажков 29 и 30 приводов ручного дублирования 28 электрического сигнала путем воздействия на мягкие заслонки 6 и 7.
Предлагаемая конструкция клапанного распределителя с электромагнитным приводом обеспечивает надежность управления приводами запорно-регулирующей арматуры в условиях повышенной тряски и износа.