ЗОЛОТНИКОВЫЙ КЛАПАН
SPOOL VALVE

Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к золотниковому клапану, в котором проточные каналы между множеством отверстий открываются и закрываются золотником, скользящим в отверстии клапана.
Предшествующий уровень техники
[0002] Золотниковый клапан, в котором проточные каналы между множеством отверстий открываются и закрываются золотником, скользящим в отверстии клапана хорошо известны, как описано, например, в патентном источнике 1. Как показано на фиг. 10 и 11, известный золотниковый клапан 60 в корпусе 61, имеющем множество отверстий Р, А1, А2, Е1 и Е2, имеет отверстие 62 круглого сечения, сообщающееся с отверстиями Р, А1, А2, Е1 и Е2, и сконфигурирован так, что золотник 63 находится в отверстии 62 с возможностью скольжения в направлении оси L, а на конце корпуса 61 расположен пилотный участок 67, в котором находится пилотный поршень 69, и пилотный клапан 68, который заставляет пилотную текучую среду воздействовать на пилотный поршень 69, в результате чего золотник 63 переключается пилотным клапаном 68 через пилотный поршень 69.
[0003] Золотник 63 имеет посадочные участки 64 круглого сечения, на периферии которого установлены уплотняющие элементы 65, и участки 66 вала круглого сечения, имеющие меньший диаметр, чем посадочные участки 64 и соединяющие соседние посадочные участки 64, пир этом золотник скользит в отверстии 62 клапана так, что посадочные участки 64 движутся по участкам 62а седла клапана, сформированным в частях клапанного отверстия 62 и отделяются от участков 62а седла клапана, тем самым открывая и закрывая проточные каналы, соединяющие соседние отверстия Р, А1, А2, Е1 и Е2.
[0004] В таком золотниковом клапане для увеличения расхода текучей среды с управляемым давлением необходимо повысить эффективную площадь сечения проточных каналов. К примерам способов такого увеличения площади сечения относится увеличение диаметра клапанного отверстия 62 и золотника 63 (посадочных участков 64), и увеличение хода золотника 63 и ширины отверстий Р, А1, А2, Е1 и Е2.
[0005] Из этих способов первый способ, при котором увеличивают диаметр отверстия 62 клапана и золотника 63 позволяет легко и эффективно увеличить эффективную площадь сечения проточных каналов, но наряду с этим, увеличивается поперечная ширина корпуса 61, т.е., ширина клапана, что приводит к увеличению габаритов золотникового клапана. Этот способ не является предпочтительным в обстоятельствах, которые требуют применения золотниковых клапанов как можно меньшего размера и с как можно большим расходом.
[0006] С другой стороны, способ, при котором увеличивают величину хода золотника 63 и ширину отверстий Р, А1, А2, Е1 и Е2, имеет преимущество, заключающееся в том, что нет необходимости увеличивать поперечную ширину корпуса 61, что позволяет избежать увеличения габаритов золотникового клапана. Однако, поскольку диаметр клапанного отверстия 62 и золотника 63 не изменяются, площадь поперечного сечения проточных каналов вокруг участков 66 вала золотника 63, т.е., площадь S0 сечения проточных каналов между внутренней периферией клапанного отверстия 62 и внешней периферией участков 66 вала не увеличивается. Следовательно, она неизбежно будет строго ограничена площадью сечения проточного канала вокруг участков вала, и сильно увеличить площадь сечения всего проточного канала оказалось весьма затруднительно.
Список источников
Патентные источники
[0007] Патентный источник 1: Японская зарегистрированная полезная модель № 2606483
Краткое описание изобретения
Техническая задача
[0008] Технической задачей настоящего изобретения является создание золотникового клапана, имеющего компактные габариты и рациональную структуру конструкции и в котором, по сравнению с известным золотниковым клапаном, в котором клапанное отверстие и золотник имеют круглое сечение, площадь сечения клапанного отверстия увеличена без увеличения ширины клапана, за счет этого увеличена площадь сечения проточных каналов между клапанным отверстием и участками вала золотника, тем самым увеличивая эффективную площадь сечения всего проточного канала.
Решение задачи
[0009] Для решения вышеописанных задач золотниковый клапан по настоящему изобретению содержит основную часть клапана, включая корпус, имеющий направление длины, направление ширины и направление высоты, клапанное отверстие, проходящее внутри корпуса в направлении длины корпуса, отверстия для ввода, вывода и сброса, сформированные в корпусе так, чтобы они сообщались с клапанным отверстием, и золотник, установленный с возможностью скольжения в клапанном отверстии в направлении оси клапанного отверстия; и пилотную часть клапана, которая прилагает к золотнику движущую силу в одном направлении и возвратную силу в противоположном направлении под действием пилотной текучей среды.
Сечение клапанного отверстия в направлении, перпендикулярном оси, имеет удлиненную форму, длинная ось которого ориентирована в направлении высоты корпуса, а короткая ось ориентирована в направлении ширины корпуса, и имеет правую и левую боковые стенки клапанного отверстия, которые проходят линейно в направлении длинной оси параллельно друг другу, первую концевую стенку отверстия, которая соединяет одни концы левой и правой боковых стенок отверстия, и вторую концевую стенку, которая соединяет другие концы левой и правой боковых стенок отверстия. Золотник имеет посадочные участки, которые открывают и закрывают проточные каналы, и участки вала, соединяющие соседние посадочные участки друг с другом и имеющие диаметр меньший, чем посадочные участки, при этом сечение посадочных участков в направлении, перпендикулярном оси имеет удлиненную форму, имеющую длинную ось, ориентированную в направлении высоты корпуса, и короткую ось, ориентированную в направлении ширины корпуса, и это сечение имеет такую же форму и размеры, что и форма сечения клапанного отверстия и имеет левую и правую посадочные боковые стенки, линейно проходящие в направлении длинной оси параллельно друг другу, первую посадочную концевую стенку, которая соединяет одни концы левой и правой посадочных боковых стенок, и вторую посадочную концевую стенку, которая соединяет другие концы левой и правой посадочных боковых стенок.
[0010] В настоящем изобретении пилотная часть клапана имеет пилотный поршень, прилагающий движущую силу к золотнику, и электромагнитный пилотный клапан, заставляющий пилотную текучую среду воздействовать на пилотный поршень, и сечение пилотного поршня в направлении, перпендикулярном оси имеет удлиненную форму, имеющую длинную ось, ориентированную в направлении высоты корпуса, и короткую ось, ориентированную в направлении ширины корпуса и имеет левую и правую боковые стенки поршня, линейно проходящие в направлении длинной оси параллельно друг другу, первую концевую стенку поршня, которая соединяет одни концы левой и правой боковых стенок поршня, и вторую концевую стенку поршня, которая соединяет другие концы левой и правой боковых стенок поршня.
В этом случае предпочтительно, чтобы диаметр в направлении длинной оси пилотного поршня был больше диаметра в направлении длинной оси посадочного участка золотника, а диаметр в направлении короткой оси поршня был равен диаметру в направлении короткой оси посадочных участков.
[0011] В настоящем изобретении сечение участков вала в направлении, перпендикулярном оси, имеет круглую форму или удлиненную форму, имеющую длинную ось, ориентированную в направлении высоты корпуса, и короткую ось, ориентированную в направлении ширины корпуса.
[0012] Согласно одному аспекту настоящего изобретения первая концевая стенка и вторая концевая стенка клапанного отверстия и первая посадочная концевая стенка и вторая посадочная концевая стенка посадочных участков имеют полукруглую форму и их соответствующие радиусы кривизны равны друг другу.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения первая концевая стенка и вторая концевая стенка клапанного отверстия и первая посадочная концевая стенка и вторая посадочная концевая стенка посадочных участков состоят из прямого участка, перпендикулярного боковым стенкам клапанного отверстия и посадочным боковым стенкам посадочных участков, и скругленных дугообразных угловых участков, плавно соединяющих прямые участки с конами боковых стенок отверстия и посадочных боковых стенок.
[0013] Согласно настоящему изобретению формируется распределительная гребенка, в которой на одном коллекторе установлено множество золотниковых клапанов, имеющий одинаковую ширину, по меньшей мере один из множества золотниковых клапанов является золотниковым клапаном по настоящему изобретению.
Положительные эффекты изобретения
[0014] В золотниковом клапане по настоящему изобретению сечение клапанного отверстия и посадочных участков золотника имеет удлиненную форму, имеющую длинную ось, проходящую в направлении высоты корпуса. Поэтому по сравнению с известным золотниковым клапаном, у которого клапанное отверстие м золотник имеют круглое сечение, площадь сечения клапанного отверстия можно увеличить, не увеличивая ширину клапана, и можно увеличить площадь сечения проточных каналов между клапанным отверстием и участками вала золотника. В результате, можно увеличить значительно и эффективно эффективную площадь сечения всего проточного канала.
Краткое описание чертежей
[0015]
Фиг. 1 - разнесенный вид в перспективе первого варианта золотникового клапана.
Фиг. 2 - продольное сечение первого варианта золотникового клапана в собранном состоянии по оси клапанного отверстия.
Фиг. 3 - вид сверху основной части клапана по фиг. 2.
Фиг. 4 - сечение в увеличенном масштабе по линии IV-IV на фиг. 2.
Фиг. 5 - сечение основной части, показывающее форму сечения клапанного отверстия и золотник второго варианта золотникового клапана.
Фиг. 6 - вид сбоку распределительной гребенки, образованной установкой золотникового клапана по настоящему изобретению на коллектор.
Фиг. 7 - вид сверху гребенки по фиг. 6.
Фиг. 8 - вид слева гребенки по фиг. 6.
Фиг. 9 - сечение в увеличенном масштабе по линии IX-IX на фиг. 7.
Фиг. 10 - разнесенный вид в перспективе известного золотникового клапана.
Фиг. 11 - сечение известного золотникового клапана в собранном состоянии.
Описание вариантов
[0016] На фиг. 1-4 показан первый вариант золотникового клапана по настоящему изобретению. Золотниковый клапан 1А является золотниковым клапаном с одной пилотной частью, имеющий один пилотный клапан 4 и содержащий основную часть 2 клапана, имеющую структуру пятилинейного распределителя, и пилотную часть 3 клапана расположенную на одном конце основной части 2 клапана в осевом направлении. Текучей средой под давлением, которую регулирует золотниковый клапан, 1А является сжатый воздух.
[0017] Корпус 7 основной части 2 клапана имеет форму прямоугольного блока, имеющего направления длины, ширины и высоты, а в нижней его поверхности сформированы пять отверстий Р А1, А2, Е1 м Е2 для ввода, вывода и сброса, расположенные рядом друг с другом в направлении длины корпуса 7. Расположение этих пяти отверстий таково, чтобы первое и второе выпускные отверстия А1 и А2 находились по бокам от центрального впускного отверстия, а первое и второе сбрасывающие отверстия Е1 и Е2 находились по бокам от первого и второго выпускных отверстий А1 и А2.
[0018] Как показано на фиг. 3, при виде спереди впускного отверстия Р и выпускные отверстия А1 и А2 имеют прямоугольную форму, удлиненную в направлении ширины корпуса 7, и ширина m отверстий Р, А1 и А2 в направлении ширины корпуса 7 больше, чем ширина n этих отверстий в направлении длины. С другой стороны, сбрасывающие отверстия Е1 и Е2 имеют форму по существу литеры "тоцу" японского набора иероглифов кандзи, если смотреть спереди, и одна половина отверстий Е1 и Е2 на стороне выпускных отверстий А1 и А2, и другая половина отверстий Е1 и Е2 на противоположной стороне отличаются друг от друга по ширине в направлении ширины корпуса 7, и ширина m1 одной половины отверстия больше, чем ширина m2 другой половины.
[0019] Клапанное отверстие 8, сообщающееся с пятью отверстиями Р, А1, А2, Е1 и Е2, сформировано в корпусе 7 так, чтобы проходить в корпусе 7 в продольном направлении. Как показано на фиг. 4, сечение клапанного отверстия 8 в направлении, перпендикулярном оси L имеет форму канавки, удлиненной в направлении высоты корпуса 7. То есть, клапанное отверстие 8 имеет удлиненную форму, имеющую длинную ось Х, ориентированную в направлении высоты корпуса 7, и короткую ось Y, ориентированную в направлении ширины корпуса 7, и окружено левой и правой боковыми стенками 8а, 8а отверстия, которые линейно проходят в направлении длинной оси Х параллельно друг другу, верхней первой концевой стенкой 8b, отверстия, которая соединяет одни концы левой и правой боковых стенок 8а, 8а отверстия, и нижней второй концевой стенкой 8с отверстия, которая соединяет другие концы левой и правой боковых стенок 8а, 8а отверстия. И первая концевая стенка 8b отверстия, и вторая концевая стенка 8с отверстия имеют полукруглую форму, и их соответствующие радиусы r кривизны равны друг другу.
[0020] Внутренний диаметр клапанного отверстия 8 увеличен в положения, где оно сообщается с отверстиями Р, А1, А2, Е1 и Е2, и выполнен так, что, когда уплотняющие элементы 18-21 золотника 10, который будет описан ниже, отделяются от клапанного отверстия 8, чтобы открыть проточные каналы, эти уплотняющие элементы 18-21 располагаются внутри увеличенных участков клапанного отверстия 8, т.е., в увеличенных участках 8А.
[0021] В показанном примере длины t в направлении оси Х левой и правой боковых стенок 8а, 8а отверстия, образующих прямые линии, равны друг другу и меньше, чем диаметр y клапанного отверстия 10 в направлении короткой оси Y. Однако, длины t могут быть равны диаметру y в направлении короткой стороны Y или превышать его.
[0022] Золотник 10, который открывает и закрывает проточные каналы, соединяющие соседние отверстия, вставлен с возможностью скольжения в клапанное отверстие 8 в направлении оси L клапанного отверстия 8. Золотник 10 имеет первый посадочный участок 11, расположенный в центре в направлении оси L, второй посадочный участок 12 и третий посадочный участок 13, расположенные по обе стороны от первого посадочного участка 11, четвертый посадочный участок 14 и пятый посадочный участок 15, расположенные с внешней стороны от второго посадочного участка 11 и третьего посадочного участка 13, соответственно, и участки 16 вала, соединяющие соседние посадочные участки друг с другом. Участки 16 вала имеют меньший диаметр, чем посадочные участки 11-15. Далее, посадочные участки 11-15 и участки 16 вала могут быть сформированы интегрально друг с другом, или могут быть изготовлены по-отдельности и соединены друг с другом.
[0023] Первый уплотняющий элемент 18, которые открывает и закрывает проточный канал, соединяющий впускное отверстие Р и первое выпускное отверстие А1, двигаясь по участкам 9 седла клапана, сформированным на участках клапанного отверстия 8, и отделяясь от этих участков 9 седла клапана, и второй уплотняющий элемент 19, который открывает и закрывает проточный канал, соединяющий впускное отверстие Р и второе выпускное отверстие А2 таким же образом, установлены в углубленных канавках на внешней периферии первого посадочного участка 11. Третий уплотняющий элемент 19, который открывает и закрывает проточный канал, соединяющий первое выпускное отверстие А1 и первое сбрасывающее отверстие Е1 таким же образом, установлено в углубленной канавке на внешней периферии второго посадочного участка 12. Четвертый уплотняющий элемент 21, который открывает и закрывает проточный канал, соединяющий второе выпускное отверстие А2 и второе сбрасывающее отверстие Е2 таким же образом, установлено в углубленной канавке на третьем посадочном участке 13. Пятый уплотняющий элемент 22, который нормально закрывает конец отверстия на первом конце клапанного отверстия 8, установлен в углубленной канавке на внешней периферии четвертого посадочного участка 14. Шестой уплотняющий элемент 23, который нормально закрывает конец отверстия на втором конце клапанного отверстия 8, установлен в углубленной канавке на внешней периферии пятого посадочного участка 15.
[0024] Первый, второй, третий и четвертый уплотняющие элементы 18-21 выполнены как прокладки, имеющие форму сечения, удлиненную в радиальном направлении уплотняющих элементов, а пятый уплотняющий элемент 22 и шестой уплотняющий элемент 23 выполнены как уплотняющие кольца.
[0025] Сечения посадочных первого второго третьего и четвертого участков 11-15 в направлении, перпендикулярном оси L имеют одинаковые форму и размеры, и по существу такие же форму и размеры, что и сечение клапанного отверстия 8, поэтому, репрезентативно описана будет конкретная форма первого посадочного участка 11, показанного на фиг. 4.
То есть, сечение посадочного участка 11 имеет форму канавки, удлиненной в направлении высоты корпуса 7, и имеет длинную ось Х, ориентированную в направлении высоты корпуса 7, и короткую ось Y, ориентированную в направлении ширины корпуса 7. Посадочный участок 11 имеет левую и правую посадочные боковые стенки 25а, 25а, которые проходят линейно вдоль оси Х параллельно друг другу; верхнюю первую посадочную концевую стенку 25b, которая соединяет одни концы левой и правой посадочных боковых стенок 125а, 25а; и нижнюю вторую посадочную концевую стенку 25с, которая соединяет другие концы левой и правой посадочных боковых стенок 25а, 25а. И первая посадочная концевая стенка 25b, и вторая посадочная концевая стенка 25с имеют полукруглую форму и из соответствующие радиусы кривизны равны друг другу.
[0026] Диаметр посадочного участка 11 по длинной оси Х равен диаметру х клапанного отверстия 8 по длинной оси Х, и диметр посадочного участка 11 по короткой оси Y равен диаметру y клапанного отверстия 8 по короткой оси Y. Длины левой и правой посадочных боковых стенок 25а, 25а посадочного участка 11 равны друг другу и равны длине t левой и правой боковых стенок 8а, 8а клапанного отверстия 8. Кроме того, радиусы кривизны первой посадочной концевой стенки 25b и второй посадочной концевой стенки 25с посадочного участка 11 равны друг другу и равны радиусу r кривизны первой концевой стенки 8b и второй концевой стенке 8с клапанного отверстия 8.
[0027] Диаметр х в направлении длинной оси Х и диаметр y в направлении короткой оси Y посадочного участка 11 являются диаметрами (диаметрами уплотнения) уплотняющего элемента 18 или 19, находящегося в положении контакта с внутренней поверхностью клапанного отверстия 8.
В показанном примере длина t левой и правой посадочных боковых стенок 25а, 25а в направлении длинной оси Х меньше, чем диаметр y в направлении короткой оси Y, но как и для клапанного отверстия 8, длина t может быть равна диаметру y в направлении короткой оси Y, или превышать его.
Первый посадочный участок 11 золотника 10 может быть разделе на участок, к которому крепится первый уплотняющий элемент 18, и участок, к котором крепится второй уплотняющий элемент 19.
[0028] Поскольку из множества посадочных участков 11-15 четвертый и пятый посадочные участки 14 и 15 нормально закрывают концы клапанного отверстия 8 и не открывают и закрывают проточные каналы, в дальнейшем описании, когда нет необходимости описывать четвертый и пятый посадочные участки 14 и 15, будут описываться только первый, второй и третий посадочные участки 11-13, а описание посадочных участков 14 и 15 опускается.
[0029] С другой стороны, сечение участков 16 вала, соединяющих соседние посадочные участки 11-13, в направлении, перпендикулярном оси L, является круглым. Диаметр d участков 15 вала может быть меньше диаметра y посадочных участков 11-13 в направлении короткой оси Y, и составлять, предпочтительно 2/3 или менее диаметра y, более предпочтительно, 1/2. В показанном примере, этот диаметр равен приблизительно 1/3 диаметра y.
[0030] В корпусе 7 параллельно клапанному отверстию 8 выполнен пилотный питающий канал 28, сообщающийся с впускным отверстием Р. Первый конец 28а пилотного питающего канала 28 открывается на первом конце 7а, который является одним концом в продольном направлении корпуса 7, а второй конец 28b пилотного питающего канала 28 открывается на втором конце 7b, который является противоположным концом в продольном направлении корпуса 7.
[0031] Часть 3 пилотного клапана, которая прилагает к золотнику 10 движущую силу в одном направлении и возвратную силу в противоположном направлении, благодаря воздуху, расположен на первом конце 7а корпуса 7, а ко второму концу 7b корпуса 7 прикреплен концевой блок 29.
[0032] В концевом блоке 30 сформированы возвратная камера 30 давления, к которой обращена принимающая давление поверхность 10а золотника 10, и коммуникационный канал 31, соединяющий возвратную камеру 30 давления и второй конец 28b пилотного питающего канала 28, при этом пилотный воздух всегда подается из впускного отверстия Р в возвратную камеру 30 давления через коммуникационный канал 31 и пилотный питающий канал 28. В возвратной камере 30 давления может быть расположена пружина, дополняющая пилотный воздух в создании возвратной силы.
[0033] С другой стороны, часть 4 пилотного клапана имеет поршневую коробку 34, соединенную с корпусом 7, и электромагнитный пилотный клапан 4, соединенный с поршневой коробкой 34.
[0034] В поршневой коробке 34 сформирована поршневая камера 35, сообщающаяся с концевой частью клапанного отверстия 8. В поршневой камере 35 с возможностью скольжения в направлении оси L установлен пилотный поршень 36, который прилагает движущую силу к золотнику 10. На поверхности пилотного поршня 36, обращенной к золотнику 10, сформирован шток 36а поршня, вставленный в клапанное отверстие 8, и конец штока 36а поршня находится в контакте с торцовой поверхностью золотника 10.
[0035] Прокладка 37 поршня, которая образует уплотнение между внешней периферией пилотного поршня 35 и внутренней периферией поршневой камеры 35, прикреплена к внешней периферии пилотного поршня 36. На одной стороне пилотного поршня 36 поршнем 36 и прокладкой 37 поршня определена движущая камера 38 давления. Движущая камера 38 давления сообщается с через пилотный питающий/сбрасывающий канал 38а с первым концом 28а пилотного питающего канала 28. При срабатывании ручной пилотной части 39 пилотного клапана 4 пилотный воздух подается в движущую камеру 38 давления и сбрасывается из нее через впускное отверстие Р.
[0036] Прокладка 37 поршня является уплотнением манжетного типа, создающим направленное уплотнение, и манжета прокладки 37 поршня направлена в сторону камеры 38 давления.
Открытая камера 40, сформированная между задней поверхностью пилотного поршня 36 и золотником 10 открыта в атмосферу.
[0037] Сечения поршневой камеры 35 и пилотного поршня 36 в направлении, перпендикулярном оси L, идентичны по форме друг другу и имеют форму канавки, удлиненной в направлении высоты корпуса 7. Ограничиваясь описанием пилотного поршня 36, пилотный поршень 36 имеет удлиненное сечение, имеющее длинную ось Х, ориентированную в направлении высоты корпуса 7, и короткую ось Y, ориентированную в направлении ширины корпуса 7, а также левую и правую боковые стенки 41а, 41а поршня, которые образуют прямые линии в направлении длинной оси Х и параллельны друг другу, верхнюю первую концевую стенку 41b поршня, которая соединяет одни концы левой и правой боковых стенок 41а, 41а поршня, и нижнюю вторую концевую стенку 41с поршня, которая соединяет другие концы левой и правой боковых стенок 41а, 41 поршня. И первая концевая стенка 41b, поршня и вторая концевая стенка 41с поршня имеют полукруглую форму и их соответствующие радиусы кривизны равны друг другу.
[0038] Диаметр yp пилотного поршня по короткой оси Y равен диаметру y посадочных участков 11-15 золотника 10 в направлении короткой оси Y, а диаметр хр пилотного поршня по длинной оси Х больше, чем диаметр х посадочных участков 11-15 в по длинной оси Х. Следовательно, площадь сечения пилотного поршня 36 больше, чем площадь сечения посадочных участков 11-15 золотника 10, и, поэтому, принимающая давление площадь принимающей давление поверхности 36b пилотного поршня 36 больше, чем принимающая давление площадь принимающей давление поверхности 10а торцовой поверхности посадочного участка 15 золотника 10.
Диаметр хр в направлении длинной оси Х и диаметр yp в направлении короткой оси Y пилотного поршня 36 являются диаметрами (диаметрами уплотнения) в положении контакта прокладки 37 поршня с внутренней поверхностью поршневой камеры 35 и равны диаметру в направлении длинной оси Х и диаметру в направлении короткой оси Y поршневой камеры 35.
[0039] Как и пилотный поршень 36, шток 36а поршня имеет сечение, удлиненное в направлении высоты корпуса 7, но шток 36а поршня может имеют любую форму и размер, позволяющие ему свободно входить в клапанное отверстие 8.
[0040] Пилотный клапан 4 является трехлинейным электромагнитным клапаном, сконфигурированным так, что, когда на пилотный клапан 4 подано питание, пилотный воздух подается в движущую камеру 38 давления через пилотный клапан 4 от впускного отверстия Р, через пилотный питающий/сбрасывающий канал 38а, а когда питание на пилотный клапан 4 не подается пилотный воздух сбрасывается в атмосферу из движущей камеры 38 давления через пилотный клапан 4.
[0041] Участок 39 ручной работы реализует такое же рабочее состояние, что и получающий питание пилотный клапан 4, и приводится в действие вручную пилотным элементом 39а во время сбоев в системе питания, при обслуживании и т.п. Поскольку его конфигурация и работа хорошо известны, его описание опускается.
[0042] В золотниковом клапане 1А, имеющем вышеописанную конфигурацию, на фиг. 2 показано состояние, когда пилотный клапан 4 выключен. В это время, поскольку пилотный воздух в движущей камере 38 давления сброшен пилотным клапаном 4 и в возвратную камеру 30 давления подается воздух, золотник 10 и пилотный поршень 36 сдвинуты в положение возврата пилотным воздухов, воздействующим на принимающую давление поверхность 10а золотника 10. Поэтому, первый уплотняющий элемент 18 первого посадочного участка 11 закрывает проточный канал, соединяющий впускное отверстие Р с первым выпускным отверстием А1, четвертый уплотняющий элемент 21 третьего посадочного участка 13 закрывает проточный канал, соединяющий второе выпускное отверстие А2 и второе сбрасывающее отверстие Е2, впускное отверстие Р и второе выпускное отверстие А2 сообщаются друг с другом, и первое выпускное отверстие А1 и первое сбрасывающее отверстие Е1 сообщаются друг с другом.
[0043] Из этого состояния, когда пилотный клапан 4 включается, пилотный воздух подается от пилотного клапана 4 в движущую камеру 38 давления и этот пилотный воздух воздействует на принимающую давление поверхность 36b пилотного поршня 36 и давит на поршень 36 к правой стороне чертежа. Поэтому, пилотный поршень 36 сдвигается вперед под действием этой силы на основе разницы в площади между принимающей давление поверхностью 36b и принимающей давление поверхностью 10а золотника 10, что приводит к смещению золотника 10 в выдвинутое положение. Поэтому, второй уплотняющий элемент 19 первого посадочного участка 11 закрывает проточный канал, соединяющий впускное отверстие Р и второе выпускное отверстие А2, третий уплотняющий элемент 20 второго посадочного участка 12 закрывает проточный канал, соединяющий первое выпускное отверстие А1 и первое сбрасывающее отверстие Е1, впускное отверстие Р и первое выпускное отверстие А1 сообщаются друг с другом, и второе выпускное отверстие А2 и второе сбрасывающее отверстие сообщаются друг с другом.
[0044] В золотниковом клапане 1А, имеющим вышеописанную конфигурацию, форма сечения клапанного отверстия 8 и посадочных участков 11-15 золотника является удлиненной. Потому по сравнению с известным золотниковым клапаном 60, показанным на фиг. 10 и 11, в котором клапанное отверстие 62 и золотник 63 имеют круглое сечение, площадь сечения клапанного отверстия 8 можно увеличить, не увеличивая поперечную ширину золотникового клапана, то есть, ширину клапана. Поэтому площадь S сечения проточных каналов, сформированных между внутренней периферией клапанного отверстия 8 и внешней периферией участков 16 вала золотника 10 (площадь сечения проточных каналов вокруг участков вала) увеличивается, и эффективная площадь сечения всего проточного канала существенно и эффективно увеличивается.
2
2
[0045] Таким образом, в хорошо известном золотниковом клапане 60 диаметр клапанного отверстия 62 равен y (=2r), а диаметр участков 66 вала золотника 63 равен d, и площадь S0 сечения проточных каналов вокруг участков 66 вала равна π×(y-d)/4.
[0046] С другой стороны, в золотниковом клапане 1А по настоящему изобретению, показанном на фиг. 1-4, площадь S сечения проточных каналов вокруг участков 16 вала золотника 10 равна (π×(y2-d2)/4)+(t×y), что больше площади S0 сечения известного золотникового клапана 60 на t×y.
[0047] В настоящем изобретении форма сечения участков 16 вала может быть такой же удлиненной, что и форма сечения посадочного участка 11, как показано штрихпунктирной линией на фиг. 4. В этом случае, поскольку в участках 16 вала длина по длинной оси Х левой и правой боковых стенок 16а вала, образующих прямые линии, равна t, диаметр участков вала по короткой оси Y равен d, а радиус кривизны первой осевой концевой стенки 16b и второй осевой концевой стенки 16с равен d/2, площадь S сечения проточных каналов вокруг участков вала золотника 10 равна (π×(y2-d2)/4+(t×(y⋅d)) и превышает площадь S0 сечения известного золотникового клапана 10 на t×(y⋅d).
[0048] Сечения клапанного отверстия 8 и посадочных участков 11-15 также могут быть эллиптическими. Однако, эллиптические клапанное отверстие и посадочные участки трудны в изготовлении, поскольку трудно добиться необходимой точности. Дополнительно, например, в случае формирования эллиптического клапанного отверстия того же сечения, что и у клапанного отверстия 8 по настоящему изобретению, когда диаметры y по короткой оси Y обоих клапанных отверстий одинаковы, диаметр по длинной оси Х эллиптического отверстия больше, чем диаметр х в направлении оси Х у клапанного отверстия 8 по настоящему изобретению и, следовательно, эллиптическое отверстие менее эффективно по сравнению с настоящим изобретением.
[0049] В настоящем изобретении сечение пилотного поршня 36 в части 3 пилотного клапана имеет удлиненную форму, аналогичную форме посадочных участков 11-5 золотника 10. Его диаметр хр по длинной оси Х больше, чем диаметр х по длиной оси Х посадочных участков 11-15 золотника 10, но диаметр yp по короткой оси Y пилотного поршня 36 равен диаметру y по короткой оси Y посадочных участков 11-15. Поэтому, поперечная ширина поршневой коробки 34, т.е., поперечная ширина золотникового клапана 1А не увеличена.
[0050] На фиг. 5 показано сечение основной части второго варианта золотникового клапана 1В. Второй вариант золотникового клапана 1В отличается от первого варианта золотникового клапана 1А тем, что первая концевая стенка 8 и вторая концевая стенка 8с клапанного отверстия 8, а также первая посадочная стенка 25b и вторая посадочная стенка 25с каждого из посадочных участков 11-15 золотника 10 не являются полукруглыми.
То есть, первая концевая стенка 8b и вторая концевая стенка 8с клапанного отверстия 8 имеют прямой участок 8d, перпендикулярный боковым стенкам 8а отверстия, и дугообразные угловые участки 8е, которые плавно соединяют оба конца прямого участка 8d с концами левой и правой боковых стенок 8а отверстия, и первая посадочная концевая стенка 25b и вторая посадочная концевая стенка 25с посадочных участков 11-15 имеют прямой участок 25d, перпендикулярный посадочным боковым стенкам 25а, и дугообразные угловые участки 25е, которые плавно соединяют оба конца прямых участков 25d с концами левой и правой посадочных боковых стенок 25а.
[0051] За счет формирования прямых участков 8d и 25d на первой концевой стенке 8b и второй концевой стенке 8с клапанного отверстия 8 и на первой посадочной концевой стенке 25b и второй посадочной концевой стенке 25с посадочных участков 11-15, во втором варианте золотникового клапана 1В площадь сечения клапанного отверстия 8 можно дополнительно увеличить по сравнению с первым вариантом золотникового клапана 1А, в котором первая концевая стенка 8b и вторая концевая стенка 8с клапанного отверстия, а также первая посадочная концевая стенка 25b и вторая посадочная концевая стенка 25с посадочных участков 11-15 имеют полукруглую форму, когда оба золотниковых клапана имеют одинаковые диаметры х по длинной оси Х и одинаковые диаметры y по короткой оси Y.
[0052] Во втором варианте золотникового клапана 1В пилотный поршень (не показан) также имеет вертикально удлиненную форму, подобную форме клапанного отверстия 8 и посадочных участков 11-15. Его диаметр по длинной оси больше, чем диаметр х клапанного отверстия и посадочных участков 11-15 по длинной оси Х, но диаметр по короткой оси такой же, что и диаметр y клапанного отверстия 8 и посадочных участков 11-15 по короткой оси Y.
Конфигурация второго варианта золотникового клапана 1В, за исключением вышеописанных отличий, по существу повторяет конфигурацию первого варианта золотникового клапана 1А.
[0053] На фиг. 6-9 показана распределительная гребенка, образованная установкой множества (на чертеже - трех) золотниковых клапанов V1, V2, V3 на секционный коллектор 50.
В такой распределительной гребенке коллектор 50 содержит общее отверстие 51 подачи воздуха, по которому сжатый воздух подается на множество золотниковых клапанов V1, V2, V3, общее сбрасывающее отверстие 52, которое сбрасывает сжатый воздух, сбрасываемый из множества золотниковых клапанов V1, V2, V3 наружу, и такое же количество наборов из двух выпускных отверстий 53А и 53В, сообщающихся с двумя выпускными отверстиями каждого из золотниковых клапанов V1, V2, V3, что и количество золотниковых клапанов V1, V2, V3.
Отверстие 51 подачи воздуха и сбрасывающее отверстие 52 сформированы так, чтобы проходить в продольном направлении коллектора 50, а выпускные отверстия 53А и 53В сформированы в положениях, соответствующих золотниковым клапанам V1, V2, V3 на боковой поверхности коллектора 50.
[0054] Как следует из фиг. 9, из трех золотниковых клапанов V1, V2, V3, первый золотниковый клапан V1, расположенный в крайнем правом положении, является вышеописанным известным золотниковым клапаном 60, у которого клапанное отверстие и золотник имеют круглое сечение, а второй и третий золотниковые клапаны V2 и V3 являются золотниковыми клапанами по настоящему изобретению, у которых клапанное отверстие и золотник 10 имеют удлиненное сечение.
[0055] Из второго и третьего золотниковых клапанов V2 и V3 по настоящему изобретению клапан V2, расположенный в центре фиг. 9, является первым вариантом золотникового клапана 1А. Как следует из фиг. 4, длина t левой и правой посадочных боковых стенок 25d, 25d посадочных участков 11-15 золотника 10 меньше, чем диаметр y посадочных участков 11-13 по короткой оси Y. С другой стороны, в третьем золотниковом клапане V3, расположенном слева на фиг. 9, длина t левой и правой боковых стенок 25d, 25d больше, чем диаметр y по короткой оси Y.
[0056] Поэтому, при сравнении высот корпусов 7, 61 трех золотниковых клапанов V1, V2, V3, корпус 7 первого золотникового клапана V1 является самым низким, корпус 7 третьего золотникового клапана V3 является самым высоким, а корпус 7 второго золотникового клапана V2 имеет промежуточную высоту. Однако высоты этих золотниковых клапанов, включая части 3 и 67 пилотного клапана, одинаковы. Ширина W всех трех золотниковых клапанов V1, V2, V3 одинакова.
[0057] Как описано выше, хотя в золотниковых клапанах V2 и V3 по настоящему изобретению сечение клапанного отверстия 8 и золотника 10 увеличено по сравнению с известным золотниковым клапаном V1 (60), клапанное отверстие 62 и золотник 63 которого имеют круглое сечение, у них можно сохранить ту же ширину, что и у известного золотникового клапана 60. Поэтому золотниковые клапаны V2 и V3 по настоящему изобретению можно монтировать на обычный коллектор 50 вместе с известным золотниковым клапаном 60.
На коллектор 50 можно также устанавливать только золотниковые клапаны V2 и V3 по настоящему изобретению.
[0058] Вышеописанные варианты золотниковых клапанов 1А и 1В являются золотниковыми клапанами, имеющими один пилотный клапан 4, но золотниковые клапаны 1А и 1В могут иметь два пилотных клапана 4. Такой золотниковый клапан с двумя пилотными клапанами можно получить из золотникового клапана 1А, показанного на фиг. 2, оснастив часть 3 пилотного клапана вторым пилотным клапаном и вторым участком 39 ручного управления, которые отличаются от пилотного клапана 4 и участка 39 ручного управления, и заставляют выпускное отверстие второго пилотного клапана сообщаться с возвратной камерой давления 30 через второй участок ручного управления и пилотный канал, проходящий внутри корпуса 7 и концевой блок 29. Поочередно включая и выключая пилотные клапаны и поочередно подавая и сбрасывая пилотный воздух в движущую камеру 38 давления и в возвратную камеру 30 давления, можно переключать золотник 10 между выдвинутым положением и исходным положением.
Второй пилотный клапан и второй участок ручного управления можно создать в концевом блоке 29, а не на части 3 пилотного клапана.
[0059] Далее, когда золотниковый клапан 1А по фиг. 2 имеет два пилотных клапан, как описано выше, в концевом блоке 29 можно установить возвращающий пилотный поршень, и золотник 10 может возвращаться возвращающим пилотным поршнем. В этом случае форма возвращающего пилотного поршня является удлиненной, как и форма движущего пилотного поршня 36, и принимающая давление площадь может быть такой же, или меньшей чем принимающая давление площадь пилотного поршня 36.
[0060] В золотниковом клапане 1А по первому варианту настоящего изобретения можно также применить пилотный поршень для возврата в концевом блоке 29, и возвращать золотник 10 этим возвращающим пилотным поршнем. В этом случае возвращающий пилотный поршень имеет удлиненную форму, как и пилотный поршень 36, и его размер, т.е., принимающая давление площадь, меньше, чем принимающая давление площадь пилотного поршня 36 и по существу равна принимающей давление площади поверхности 10а золотника 10.
[0061] В золотниковом клапане по вышеописанному варианту уплотняющие элементы 18-23 являются упругими телами, изготовленными из резины, синтетической смолы и т.п., и прикреплены к внешней периферии посадочных участков 11-15 золотника 10, но настоящее изобретение можно применять и для золотниковых клапанов с металлическими уплотнениями, в которых уплотняющие элементы не прикреплены к внешней периферии посадочных участков.
Хотя каждый из показанных вариантов является пятилинейным золотниковым клапаном, настоящее изобретение может применяться и в золотниковых клапанах, имеющих другое количество отверстий, например, к трехлинейным или четырехлинейным золотниковым клапанам.
Перечень позиций
[0062]
1А, 1В, V1, V2, V3 - золотниковый клапан
2 - основная часть клапана
3 - пилотная часть клапана
4 - пилотный клапан
7 - корпус
8 - клапанное отверстие
8а - боковая стенка отверстия
8b - первая концевая стенка отверстия
8с - вторая концевая стенка отверстия
8d прямой участок
8е - угловой участок
10 - золотник
11, 12, 13, 14, 15 - посадочный участок
25а - посадочная боковая стенка
25b - первая посадочная концевая стенка
25с - вторая посадочная концевая стенка
25d - прямой участок
25е - угловой участок
36 - пилотный поршень
41а - боковая стенка поршня
41b - первая концевая стенка поршня
41с - вторая концевая стенка поршня
Р, А1, А2, У1, Е2 - отверстие
L - ось
Х - длинная ось
Y - короткая ось
х, хр - диаметр по длинной оси
y, yp - диаметр по короткой оси
d - диаметр участка вала
t - длина
W - ширина