ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к арматуре управления, в частности, потоками и параметрами текучих сред в системах и агрегатах транспортных средств.
Из патента FR2509009 F 16 K 31/06 (публ. 07.01.1983 г.) известен регулирующий, пропорциональный, управляемый аксиальным электромагнитом с внутренним втяжным якорем гидравлический клапан, образованный направляющей втулкой, выполненной в виде неферромагнитной трубы, каркасом электромагнитной обмотки, неподвижно установленным на направляющей втулке, электромагнитной обмоткой, наружным магнитопроводом, стопом, пробкой, неподвижно закрепленной в противоположном от стопа торце направляющей втулки, магнитопроводом пробки, магнитопроводом стопа, выполненным в виде кольцевых пластин, коаксиально установленных между стенками наружного магнитопровода и стопом, якорем, установленным с возможностью продольного перемещения внутри направляющей втулки, штоком, седлом, расположенным в устье центрального канала стопа со стороны якоря, затвором, расположенным между торцом штока и седлом, согласной пружиной сжатия, расположенной между якорем и пробкой. Каркас электромагнитной обмотки выполнен в виде неферромагнитной трубы, ограниченной с торцов простирающимися в сторону наружного магнитопровода радиальными фланцами. Электромагнитная обмотка уложена на трубе каркаса электромагнитной обмотки между его фланцами. Наружный магнитопровод выполнен в виде трубы, расположенный со стороны пробки торец которой снабжен радиальным фланцем, простирающимся в
сторону ее продольной геометрической оси. Фланец наружного магнитопровода зафиксирован между магнитопроводом пробки и пробкой. Магнитопровод пробки выполнен в виде кольцевой пластины, установленной коаксиально стенкам направляющей втулки между фланцами наружного магнитопровода и каркаса электромагнитной обмоткии. Стоп выполнен в виде фасонной, преимущественно, ферромагнитной детали, снабженной центральным, коаксиальным продольной геометрической оси стопа и вспомогательным, продольная геометрическая ось которого параллельна продольной геометрической оси стопа, гидравлическими каналами одно из устьев каждого из которых расположено на торцевой поверхности стопа со стороны якоря. Якорь снабжен центральным, коаксиальным продольной геометрической оси якоря, каналом в котором неподвижно установлен шток, а также боковыми продольными открытыми каналами и кольцевой проточкой, расположенными на его внешней цилиндрической поверхности. Шток выполнен из неферромагнитного материала и неподвижно установлен в центральном канале якоря с возможностью выступания его торцов за торцевые поверхности якоря.
Среди недостатков описанного выше клапана можно выделить высокие трудоемкость изготовления и энергопотребление, являющиеся следствием большого количества деталей, повышенного количества переходных сопротивлений и увеличенных зазоров в магнитной цепи электромагнита.
Из патента US4250922 F 42 B 12/06 (публ. 17.02.1981 г.) известен управляемый аксиальным электромагнитом с внутренним втяжным якорем гидравлический клапан, образованный стопом, каркасом электромагнитной обмотки, электромагнитной обмоткой, магнитопроводом стопа и наружным магнитопроводом, пробкой, завальцованной с противоположной стопу стороны торцевыми стенками наружного магнитопровода, магнитопроводом пробки,
втулкой штока, расположенной в пробке, якорем, штоком, встречной пружиной сжатия, установленной коаксиально штоку между стенками расточки канала корпуса клапана и торцевой поверхностью якоря. Стоп состоит из, последовательно расположенных аксиальных корпуса каркаса электромагнитной обмотки, установленного в части канала трубы каркаса электромагнитной обмотки, корпуса плунжера, неподвижно и герметично установленного в расточке магнитопровода стопа, а также корпуса клапана, выступающего за расположенную на противоположной якорю торцевой поверхности магнитопровода стопа геометрическую плоскость, выполненных в виде неразъемной ферромагнитной фасонной трубы, снабженной уменьшающей ее наружный диаметр на длине корпуса клапана проточкой, увеличивающей диаметр канала трубы на длине корпуса каркаса электромагнитной обмотки и частично на длине корпуса плунжера расточкой, радиальными, расположенными в корпусе клапана и вспомогательным, первое устье которого расположено в канале корпуса каркаса электромагнитной обмотки, второе в радиальном канале корпуса клапана, каналами. Каркас электромагнитной обмотки выполнен в виде неферромагнитной трубы, ограниченной с торцов радиальными фланцами, направленными в сторону наружного магнитопровода, в противоположной пробке части канала которой расположен неподвижно установленный корпус каркаса электромагнитной обмотки. Электромагнитная обмотка уложена на трубе каркаса электромагнитной обмотки между его фланцами. Магнитопровод стопа и наружный магнитопровод выполнены заедино в виде фасонной ферромагнитной трубы, снабженной радиальным фланцем, простирающимся в сторону ее продольной геометрической оси, в расточку которого запрессован корпус плунжера. Магнитопровод пробки выполнен в виде кольцевой пластины, расположенной между фланцами каркаса
электромагнитной обмоткии и пробки. Якорь расположен с возможностью продольного перемещения в канале каркаса электромагнитной обмотки и кольце магнитопровода пробки и снабжен сквозным продольным каналом посредством которого якорь зафиксирован на проходящем через канал подвижном штоке. Шток изготовлен из неферромагнитного материала, первое, выступающее за торцевую, расположенную со стороны пробки, поверхность якоря плечо которого установлено с возможностью продольного перемещения во втулке штока, второе, выступающее за торцевую, расположенную со стороны стопа, поверхность якоря плечо которого снабжено выполненными заедино со штоком и последовательно расположенными на единой геометрической оси плунжером, установленным с возможностью продольного перемещения в коаксиальном к продольной геометрической оси электромагнита канале корпуса плунжера, и затвором, установленным с возможностью продольного перемещения в коаксиальном к продольной геометрической оси электромагнита канале корпуса клапана.
К недостаткам данной конструкции можно отнести высокую трудоемкость изготовления и увеличенное энергопотребление клапана из-за большого количества деталей и значительного зазора в магнитных цепях электромагнита.
Прототипом полезной модели является известный из авторского свидетельства SU1576764 F 16 K 31/02 (публ. 07.07.1990 г.) управляемый аксиальным электромагнитом с внутренним' втяжным якорем гидравлический клапан, образованный каркасом электромагнитной обмотки, электромагнитной обмоткой, магнитопроводом пробки, направляющей втулкой, неферромагнитной кольцевой вставкой, расположенной в разрыве направляющей втулки в районе торца стопа, наружным магнитопроводом,
расположенным коаксиально стенкам направляющей втулки, пробкой, завальцованной в противоположном стопу торце наружного магнитопровода, якорем, установленным с возможностью продольного перемещения внутри направляющей втулки, стопом и магнитопроводом стопа, штоком, расположенным с возможностью продольного перемещения в канале стопа, корпусом клапана, присоединенным к стопу с помощью элементов сочленения с обратной от якоря стороны стопа, фасонной крышкой, снабженной коаксиальным, относительно продольной геометрической оси корпуса клапана, каналом, установленной в расточке корпуса клапана со стороны стопа, затвором, установленным с возможностью продольного перемещения в расточке корпуса клапана и коаксиальном канале фасонной крышки, уплотнительными кольцами, установленными между стенками затвора и стенками расточки корпуса клапана, между стенками затвора и стенками коаксиального канала фасонной крышки, встречной пружиной сжатия, установленной коаксиально продольной геометрической оси затвора между стенками расточки корпуса клапана и фланцем затвора. Каркас электромагнитной обмотки выполнен в виде неферромагнитной трубы, ограниченной с торцов простирающимися в сторону наружного магнитопровода фланцами. Труба каркаса электромагнитной обмотки расположена коаксиально наружной поверхности направляющей втулки. Электромагнитная обмотка уложена на трубе каркаса электромагнитной обмотки между его фланцами. Магнитопровод пробки выполнен заедино с направляющей втулкой в виде простирающегося в сторону наружного магнитопровода фланца, расположенного на торце направляющей втулки со стороны пробки. Направляющая втулка выполнена из ферромагнитного материала заедино с магнитопроводом пробки. Противоположный магнитопроводу пробки торец
направляющей втулки соединен с торцом стопа. Стоп и магнитопровод стопа выполнены заедино в виде фасонной ферромагнитной трубы, снабженной радиальным фланцем, простирающимся в сторону наружного магнитопровода. Корпус клапана снабжен радиальными гидравлическими каналами и аксиально расположенной, относительно продольной геометрической оси корпуса клапана, ступенчатой расточкой. Затвор выполнен в виде заглушенной со стороны штока трубы, снабженной, расположенным на средине ее длины неподвижным радиальным фланцем и перфорированными между фланцем и заглушенным торцом трубы стенками.
Среди недостатков данной конструкции можно выделить повышенные требования к точности изготовления взаимосопрягаемых деталей, а также повышенное энергопотребление клапана из-за больших зазоров в магнитных цепях электромагнита.
Задачей полезной модели было создание электромеханической арматуры управления, в частности потоками и параметрами текучих сред, состоящей из минимального количества деталей, обладающей минимальными зазорами в магнитных цепях, минимальной массой и низкой трудоемкостью сборки.
Поставленная задача решается в электромагнитном клапане включающем в себя якорь, расположенный с возможностью продольного перемещения, по меньшей мере, внутри канала направляющей втулки, каркас электромагнитной обмотки, электромагнитную обмотку, направляющую втулку, стоп, магнитопровод стопа, пробку и магнитопровод пробки.
Поставленная задача решается тем, что каркас электромагнитной обмотки образован неподвижно и герметично соединенными аксиально расположенными стопом и магнитопроводом стопа, выполненными заедино в виде фасонной ферромагнитной трубы внешняя поверхность которой снабжена
простирающимся в радиальном направлении фланцем, направляющей втулкой, выполненной в виде неферромагнитной цилиндрической трубы, а также пробкой и магнитопроводом пробки, выполненными заедино в виде фасонной ферромагнитной трубы, также снабженной простирающимся в радиальном направлении фланцем, фланец фасонной трубы, образованной магнитопроводом пробки и пробкой и/или магнитопроводом стопа и стопом, содержит, по меньшей мере один, выполненный в виде открытой со стороны периферийной части фланца фасонной щели или закрытого со стороны периферийной части фланца цилиндрического канала, паз устья которого расположены на противолежащих сторонах фланца. При этом, направляющая втулка, стоп и пробка могут быть соединены различными способами, в зависимости от которых будут различаться и геометрические параметры сопрягаемых поверхностей направляющей втулки, стопа и пробки.
Полезная модель позволяет снизить энергопотребление клапана и трудоемкость его изготовления из-за уменьшения величины магнитного зазора и количества переходных сопротивлений в магнитной цепи электромагнита, исключения промежуточных деталей.
Полезная модель поясняется чертежом на Фиг.1, где изображено продольное сечение гидравлического электромагнитного клапана.
Полезная модель реализована наружным магнитопроводом 1, пробкой 2, магнитопроводом пробки 3, магнитопроводом стопа 4, стопом 5, направляющей втулкой 6, якорем 7, согласной пружиной сжатия 8, электромагнитной обмоткой 9, штоком 10, корпусом клапана 11 продольный канал которого снабжен расположенной в устье канала резьбовой расточкой геометрические размеры которой согласованы с геометрическими размерами резьбового штуцера стопа 5, расположенным в противоположном стопу конце продольного канала
корпуса клапана 11 кольцевым упором 12, расположенным с возможностью продольного перемещения в продольном канале корпуса клапана 11 затвором 13 и расположенной между кольцевым упором 12 и затвором 13 встречной пружиной сжатия 14. Направляющая втулка 6 выполнена в виде неферромагнитной цилиндрической трубы, первое, расположенное со стороны стопа, и второе, расположенное со стороны пробки, плечи которой снабжены, калиброванными расточками канала. Стоп 5 и магнитопровод стопа 4 выполнены заедино в виде фасонной ферромагнитной трубы, внешняя поверхность которой снабжена отстоящим от торцов трубы стопа фланцем, описывающая радиальный мидель окружность которого больше окружности, описывающей мидель трубы стопа, расположенной между фланцем и торцом стопа со стороны якоря калиброванной наружной проточкой, размеры которой согласованы с размерами калиброванной расточки канала первого плеча направляющей втулки 6, а также расположенным с противоположного якорю торца стопа резьбовым штуцером, размеры которого согласованы с резьбовой расточкой продольного канала корпуса клапана. Канал трубы стопа и магнитопровода стопа снабжен расположенной со стороны якоря конусной расточкой, размеры которой согласованы с размерами конусной проточки торца якоря. Пробка 2 и магнитопровод пробки 3 выполнены заедино в виде фасонной заглушенной с противоположного стопу торца ферромагнитной трубы, концевой участок открытого торца которой содержит калиброванную наружную проточку размеры которой согласованы с размерами калиброванной расточки канала второго плеча направляющей втулки б, снабженной отстоящим от торцов трубы простирающимся в радиальном направлении фланцем и расположенным во фланце пазом 15. Паз 15 выполнен в виде радиального открытого со стороны периферийной части фланца щелевого разреза устья
которого расположены на противолежащих сторонах фланца. Якорь 7 выполнен в виде цилиндрической детали снабженной первым, расположенным со стороны стопа, и вторым, расположенным со стороны пробки плечами. Первое плечо якоря снабжено расположенной на наружной поверхности со стороны стопа конусной проточкой геометрические размеры которой согласованы с геометрическими размерами конусной расточки канала стопа, а также расположенным коаксиально продольной геометрической оси якоря глухим каналом штока устье которого расположено на торце якоря со стороны стопа. При этом геометрические размеры канала первого плеча якоря согласованы с геометрическими размерами штока. Второе плечо якоря снабжено расположенным аксиально продольной геометрической оси глухим каналом согласной пружины сжатия, устье которого расположено на торце якоря со стороны пробки. При этом геометрические размеры канала второго плеча якоря согласованы с геометрическими размерами пружины и ходом якоря. Шток 10, выполненный в виде стержня, неподвижно закреплен в канале штока первого плеча якоря 7. Направляющая втулка б, стоп 5 с выполненным заедино магнитопроводом стопа 4, пробка 2 с выполненным заедино магнитопроводом пробки 3 неподвижно и герметично соединены с образованием канала якоря и каркаса электромагнитной обмотки. При этом, диаметры каналов направляющей втулки б и пробки 2 согласованы с наружными геометрическими размерами и ходом якоря 7. В полости канала якоря, образованной каналом стопа 5, каналом направляющей втулки 6, каналом пробки 2, с заглушенным с противоположного стопу концом, установлены якорь 7, расположенный с возможностью продольного перемещения в канале направляющей втулки б и канале пробки 2, неподвижно установленный в глухом канале первого плеча якоря 7 шток 10, расположенный с возможностью продольного перемещения в
канале стопа 5, и согласная пружина сжатия 8, расположенная между стенками глухого канала второго плеча якоря 7 и пробкой 2. Электромагнитная обмотка 9 уложена на каркасе электромагнитной обмотки между его фланцами, образованными магнитопроводом стопа 4 и магнитопроводом пробки 3, соединительные концы электромагнитной обмотки выведены посредством паза 15 за пределы каркаса электромагнитной обмотки. Наружный магнитопровод 1 выполнен в виде ферромагнитной трубы канал которой, снабжен первой, расположенной в районе магнитопровода стопа 4, второй, расположенной в районе магнитопровода пробки 3, концевыми калиброванными расточками геометрические размеры которых согласованы с соответствующими наружными геометрическими размерами магнитопроводов стопа и пробки. Каркас электромагнитной обмотки, с уложенной на каркас электромагнитной обмоткой 9 и расположенными в полости каркаса электромагнитной обмотки штоком 10, якорем 7 и согласной пружиной сжатия 8, неподвижно установлен в соответствующих расточках концевых калиброванных участков наружного магнитопровода 1.
При обесточенной электромагнитной обмотке 9 под воздействием встречной пружины сжатия 14, расположенной между кольцевым упором 12 и торцом затвора 13 линейная цепочка, образованная затвором 13, штоком 10 и якорем 7 смещена в сторону торца пробки 2, согласная пружина сжатия 8 сжата. При подключении электромагнитной обмотки к источнику электрического питания под воздействием магнитного поля электромагнитной обмотки 9 и согласной пружины сжатия 8 якорь 7 перемещается в сторону стопа 5. Установленный между торцевыми поверхностями якоря и затвора расположенный с возможностью продольного перемещения в канале стопа 5
шток 10 смещает затвор 13 в сторону кольцевого упора 12, сжимая встречную пружину сжатия 14.