РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
DISTRIBUTING MECHANISM

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и может быть применено в гидравлических и пневматических системах для управления рабочим процессом, управления потоком рабочего тела в газо- и гидропроводах и др.
Известен прямоточный отсечной клапан (RU 2182271 С2, кл. F16K 17/22, 10.05.2002), содержащий корпус с входным выходным отверстиями, расположенными соосно, поршень, запорный элемент, пружину. Внутри корпуса расположена неподвижная капсула, в которой размещена поршневая группа, а запорный элемент выполнен заодно со штоком.
Известна также конструкция с использованием распределительного механизма (RU 2131531 C1, кл. F02C 9/26, 10.06.1999), который состоит из корпуса, фланца входного, фланца выходного, в котором одновременно выполнено седло, к которому прижимается пружиной запорный клапан в виде поршня с резиновым кольцом круглого сечения, зафиксированного в торцевой канавке запорного клапана при помощи прижимной шайбы, который перемещается в расточке в корпусе со стороны выходного отверстия и образует с корпусом полость, в которую через систему управления подается давление рабочего тела, подведенного через входной фланец.
Основным недостатком известной конструкции является невозможность осуществить отвод остатков рабочего тела одновременно с перекрытием магистрали в перекрытом участке магистрали и снизить в нем давление.
Задача изобретения - наделить существующую конструкцию распределительного механизма новой функцией - одновременно с перекрытием магистрали отводить остаток рабочего тела и снижать давление в перекрытом участке магистрали «после себя».
Технический результат состоит в возможности отвода остатка рабочего тела одновременно с перекрытием магистрали за счет применения полого штока и поршня.
Технический результат достигается тем, что в распределительном механизме, состоящем из корпуса, фланца входного, фланца выходного, в котором одновременно выполнено седло, к которому прижимается пружиной запорный клапан с резиновым кольцом круглого сечения, зафиксированного в торцевой канавке запорного клапана при помощи прижимной шайбы, который перемещается в расточке в корпусе со стороны выходного отверстия и образует с корпусом полость, в которую через систему управления подается давление рабочего тела, подведенного через входной фланец, согласно изобретению выход распределительного механизма из фланца выходного, соединенного с дренажным каналом через полый шток, жестко связанный с запорным клапаном при помощи гайки и уплотненный с корпусом и поршнем, имеющим торцевое резиновое кольцо и двигающимся в расточке в корпусе со стороны входного отверстия, поджатый пружиной и давлением рабочего тела, поступающего через входной фланец, а также тем, что герметичность полости, образованной запорный клапаном и расточкой в корпусе со стороны выходного отверстия, в положении «открыто» обеспечивается за счет уплотнения по дну расточки в корпусе.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена конструктивная схема распределительного механизма в закрытом положении; на фиг 2 - то же, у что и на фиг.1 в открытом положении; на фиг.3 - узел Н на фиг.1; на фиг.4 - узел М на фиг.2.
Распределительный механизм состоит из корпуса 1, имеющего входное 2 и выходное 3 отверстия, выполненные соосно и центрируемые по оси корпуса. По входному отверстию присоединен входной фланец 4, а по выходному отверстию - выходной фланец 5 с выполненным в нем седлом 6. Внутри расточки 7 в корпусе со стороны выходного отверстия, центрированной по оси корпуса, перемещается запорный клапан 8, жестко соединенный с полым штоком 9 с помощью гайки 10, центрированным по оси запорного клапана. На торце запорного клапана размещается резиновое кольцо круглого сечения 11, зафиксированное в канавке прижимной шайбой 12. Внутренняя торцевая стенка запорного клапана является опорой для пружины, которая другим концом опирается на шайбу опорную 14, которая фиксирует в торцевой канавке по дну расточки 7 резиновое кольцо круглого сечения 15.
Со стороны входного отверстия 3 в корпусе 1 выполнена расточка 16, центрированная по оси корпуса, внутри которой перемещается поршень 17 с торцевым резиновым кольцом 18. Ход поршня в сторону выходного отверстия ограничен буртиком 19 на поршне. В дно поршня упирается пружина 20, другим концом опирающаяся на опору 21, зафиксированную в расточке 16 стопорным кольцом 22. В опоре 21 выполнено центральное отверстие, через которое давление рабочего тела воздействует на поршень 17.
На корпусе 1 установлен элемент управления распределительным механизмом - электроклапан, в корпусе 23 которого выполнена расточка 24, образующая полости К, Б, И, В, по которой перемещается клапан управляющий двухседельный 25, опирающийся на пружину 26, которая другим концом упирается в дно расточки 24.
В корпусе 23 выполнена также расточка 27 с полостями Э и Ю, по которой перемещается клапан разгрузочный электромагнитный 28, приводимый в движение электромагнитом 29. В открытом положении клапан удерживает пружина 30.
На корпусе 1 установлен также сигнализатор 32 положения запорного клапана 8.
Полость И расточки 24 сообщается с полостью Э расточки 27 каналом Д, и по каналу Т через фильтр 31 со входом корпуса 1 распределительного механизма, полость В расточки 24 сообщается с полостью Э расточки 27 каналом Ф, полость Б расточки 24 каналом Ш сообщается с полостью А под запорным клапаном 8 распределительного механизма.
Распределительный механизм работает следующим образом.
В исходном положении (электромагнит 29 обесточен, распределительный механизм закрыт) запорный клапан 8 прижат к седлу 6 на фланце выходном 5 пружиной 13. Клапан управляющий двухседельный 25 под действием пружины 26 находится в крайнем правом положении. Рабочее тело, подведенное под давлением к входному отверстию 2 распределительного механизма, по каналу Т, через фильтр 31, через полость И, через полость Б, по каналу Ш поступает в полость А под запорный клапан 8, обеспечивая дополнительное прижатие запорного клапана к седлу 6. Через открытый клапан разгрузочный электромагнитный 28 рабочее тело поступает в полость Э и через канал Ф в полость В под клапан управляющий двухседельный 25.
Открытие распределительного механизма происходит при подаче электрического сигнала на электромагнит 29. Шток электромагнита перемещает клапан разгрузочный электромагнитный 28 в крайнее левое положение, который перекрывает канал Д и соединяет полость В через канал Ф с полостью Ю, и далее с дренажным каналом X, снижая давление рабочего тела в полости В. Под действием разности давления рабочего тела в полостях В и И, клапан управляющий двухседельный 25, преодолев усилие пружины 26, смещается в крайнее левое положение и перекрывает проход рабочего тела в полость Б, соединяя ее через полость К с дренажным каналом С. Рабочее тело уходит также из подклапанной полости А через канал Ш, далее через полости Б и К в дренаж. При этом запорный клапан 8, преодолев усилие пружины 13, под действием входного давления рабочего тела перемещается в крайнее правое положение, открывая выходное отверстие 3. Вместе с запорным клапаном перемещается также жестко соединенный с ним полый шток 9, который упирается в торцевое резиновое кольцо 18 на поршне 17 раньше, чем запорный клапан 8 упрется в дно расточки 7, вследствие чего начинает движение и поршень 17, преодолевая усилие пружины 20 и входного давления рабочего тела, которое воздействует на поршень. Таким образом перекрывается доступ рабочего тела в полость У и дренажный канал Ц.
Дальнейшее удержание распределительного механизма в открытом положении происходит при удержании электромагнита под электрическим током и сохранении минимального давления рабочего тела на входе в распределительный механизм.
Закрытие распределительного механизма происходит при отключении электромагнита 29 или при падении давления ниже минимально установленного. Клапан разгрузочный электромагнитный 28 под действием пружины 30 возвращается в крайнее правое положение, соединив при этом полость В через каналы с давлением на входе. Клапан управляющий двухседельный 25 снова смещается в крайнее правое положение. При этом перекрывается дренажный канал С и рабочее тело под действием входного давления поступает в полость А. Давление рабочего тела на запорный клапан 8 и в полости А под клапаном выравнивается и усилием пружины 13 распределительный механизм закрывается. Одновременно при движении запорного клапана 8 и жестко соединенного с ним полого штока 9 движется влево и поршень 17 до упора буртиком 19 в расточку 16. В результате между полым штоком и поршнем образуется щель, соединяющая участок магистрали «после себя» через отверстие в полом штоке 9 и полость У с дренажным каналом Ц, через который отводится излишек рабочего тела.
В изобретении использованы следующие новации:
- в конструкции распределительного механизма предусмотрена функция отвода остатка рабочего тела и сброса давления из перекрытого участка магистрали «после себя» при закрытии запорного клапана 8. Через отверстие в полом штоке 9 избыток рабочего тела поступает в полость У и отводится через дренажный канал Ц. В положении «открыто» отверстие в полом штоке 9 перекрывается поршнем 17 и уплотняется с помощью торцевого резинового кольца 18. Поршень 17 разгружен по давлению рабочего тела и уплотнение происходит только за счет прижима пружиной 20, что повышает надежность и долговечность работы клапана.
- уплотнение запорного клапана 8 по седлу 6 в выходном фланце 5 обеспечивается резиновым кольцом круглого сечения 11, зафиксированным в торцевой канавке запорного клапана 8 с помощью прижимной шайбы 12. Такой способ фиксации предупреждает вырывание кольца в процессе работы при процессах адгезии, которое имеет место при установке кольца в канавке треугольного сечения на клапане без вспомогательного прижатия (выноска Н).
- герметичность полости А в положении «открыто» обеспечивается за счет уплотнения по дну расточки 7 в корпусе 1 с помощью резинового кольца круглого сечения 15, зафиксированного в канавке шайбой опорной 14 с помощью усилия пружины 13 (выноска М). Этот способ уплотнения позволяет отказаться от подвижного уплотнения по цилиндрической поверхности запорного клапана 8 и обеспечивает более надежную и долговечную работу уплотнения.