ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Область техники
Полезная модель относится к средствам автоматики, в частности к электромагнитным клапанам, используемым в пневматических системах машин и механизмов.
Предшествующий уровень техники
Известен электромагнитный пневмоклапан, содержащий корпус с входным, выходным и дренажным клапанами, в котором установлен пустотелый якорь - запорный орган, управляемый электромагнитным приводом и попеременно взаимодействующий с герметизированными уплотнительными элементами седлами выходного и дренажного клапанов, причем последний выполнен в стопе электромагнитного привода (см. патент ФРГ №1199087, МКИ 47g45/02, 1965 г.). Это решение принимаем за аналог.
Недостатком предлагаемой модели известного клапана является недостаточно высокая надежность за счет неплотного прилегания торцов затвора к седлу во включенном положении, а также за счет значительной отталкивающей силы, действующей на якорь. Кроме того, известный клапан имеет достаточно сложную конструкцию.
Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным, выходным и дренажным каналами, в котором установлен пустотелый якорь - запорный орган, управляемый электромагнитным приводом и попеременно взаимодействующий с герметизированными уплотнительными элементами седлами выходного и дренажного каналов, причем последний выполнен в стопе электромагнитного привода, снабженный пустотелым толкателем с отверстиями в боковых стенках, в стопе со стороны якоря выполнен паз, а уплотнительный элемент седла дренажного канала выполнен в виде манжеты, установленной в указанном пазу, причем толкатель размещен одним концом в полости якоря, а другим - в полости манжеты и нагружен пружиной в направлении, противоположном стопу (авт. свид. RU 1006840, МКИ F16K 31/02, 1983 г). (Прототип).
Недостатком прототипа является достаточно сложная конструкция якорь - запорного органа. Это снижает надежность клапана и увеличивает его массу.
Задача полезной модели - упрощение конструкции и повышение надежности электромагнитного клапана.
Эта задача решена за счет того, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с входным и выходным каналами, электромагнитный привод, включающий катушку, полый якорь, фланец, охватывающий якорь, немагнитную вставку, неподвижный сердечник, дренажный и впускной клапаны, при этом седла указанных клапанов расположены со стороны фланца, охватывающего якорь, и неподвижного сердечника, кроме того, вдоль оси электромагнитного привода и корпуса электромагнитного клапана выполнен продольный канал, в котором с кольцевым зазором установлена втулка, на внешней поверхности которой расположены центрирующие пояски, с двух противоположных концов которой размещены дренажный и впускной клапаны, каждый из которых имеют полый цилиндрический хвостовик и конический затвор, при этом в затворах выполнены боковые каналы, а концевые участки хвостовиков снабжены буртиками, причем буртик дренажного клапана взаимодействует с торцом якоря, выполненным на его внутренней поверхности, а буртик впускного клапана поджат пружиной, причем седло дренажного клапана выполнено в крышке фланца, охватывающего якорь, а седло впускного клапана выполнено в бобышке корпуса электромагнитного клапана, вставленной в цилиндрическое отверстие неподвижного сердечника.
Другими отличиями являются:
- внутренний и внешний диаметры втулки и хвостовиков дренажного и впускного клапанов равны по всей длине продольного канала;
- крышка фланца, охватывающего якорь, выполнена из немагнитного материала;
- между цилиндрическими поверхностями крышки и фланца, охватывающего якорь, размещена уплотнительная прокладка;
- между цилиндрическими поверхностями неподвижного сердечника и бобышки размещена уплотнительная прокладка
Технический результат - повышение надежности и уменьшение массы клапана.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемого клапана в открытом (левая часть сечения клапана) и закрытом (правая часть сечения клапана) положениях.
На Фиг.2 представлен фрагмент А увеличенного сечения сопрягаемых поверхностей якоря и дренажного клапана.
На Фиг.3 представлен фрагмент В увеличенного сечения сопрягаемых поверхностей буртика полого цилиндрического хвостовика впускного клапана и втулки.
Пример реализации изобретения
Клапан (Фиг.1) содержит корпус 1, в котором выполнены входной 2 и выходной 3 каналы, и электромагнитный привод 4. Электромагнитный привод 4 включает якорь 5, неподвижный сердечник 6, выполненный за одно целое с фланцем 7, проходной фланец 8, охватывающий якорь 5, немагнитную вставку 9, кожух 10, являющийся частью магнитопровода, и катушку 11. Рабочий зазор δ расположен между якорем 5 и неподвижным сердечником 6. Вдоль оси привода 4 и корпуса клапана 1 выполнен продольный канал 12, в котором размещены последовательно дренажный клапан 13, втулка 14 и впускной клапан 15. На внешней поверхности втулки 14 расположены центрирующие пояски 16. Дренажный клапан 13 имеет конический затвор 17, в котором выполнены боковые каналы 18. Седло 19 этого клапана выполнено в крышке 20 проходного фланца 8. Крышка 20 выполнена из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава. Это позволяет уменьшить массу клапана. Затвор 17 содержит полый цилиндрический хвостовик 21 с буртиком 22 на конце. Торец этого буртика (Фиг.2, фрагмент А) находится в контакте с торцом 23, выполненным на внутренней поверхности 24 якоря 5. Впускной клапан 15 (Фиг.3, фрагмент В) имеет конический затвор 25 с боковыми каналами 26, полый цилиндрический хвостовик 27 с буртиком 28, возвратную пружину 29. Седло 30 этого клапана размещено в корпусе 1. Внутренний и внешний диаметры втулки 14 и хвостовиков дренажного 13 и впускного 15 клапанов равны по всей длине продольного канала 12. Пружина 29 установлена между торцом буртика 28 и торцом 31, выполненным в проточке бобышки 32, выполненной за одно целое с корпусом 1. В хвостовике 27 и втулке 14 выполнены радиальные каналы 33 и 34 соответственно, через которые осуществляется быстрый сброс среды высокого давления из продольного канала 12 при закрытом впускном подпружиненном клапане 15.
Герметизация электромагнитного клапана осуществляется с помощью уплотнительных прокладок 35 и 36, установленных со стороны проходного фланца 8 и неподвижного сердечника 6 соответственно.
Работа устройства
При отсутствии напряжения на катушке 11 пружина 29 прижимает затвор дренажного клапана 13 к седлу 19, в результате чего входной канал 2 сообщается с выходным каналом 3, а через него с управляющей полостью агрегата (не показано). Усилие пружины 29 передается через буртик 28 хвостовика 27 впускного клапана 15 на втулку 14, которая прижимается к буртику 22 хвостовика 21 дренажного клапана 13, а через него к торцу 23 якоря 5, и дренажный клапан 13 закрывается.
При подаче напряжения на катушку 11 якорь 5 притягивается к неподвижному сердечнику 6, открывает дренажный клапан 13 и закрывает впускной клапан 15, преодолевая усилие пружины 29. Сжатый газ, находящийся во внутренней полости электромагнитного клапана через боковые каналы 26 затвора 25 в хвостовике 27 впускного клапана 15, поступает в полость хвостовика 27, в полость втулки 14, в полость хвостовика 21 дренажного клапана 13, и через боковые каналы 18 в затворе 17 дренажного клапана 13 поступает в атмосферу.
При снятии напряжения пружина 29 переключает впускной клапан 15 в исходное положение и сжатый газ поступает в управляющую полость агрегата.
Промышленная применимость
Предлагаемый электромагнитный клапан найдет применение в качестве пилотного клапана во многих пневматических системах машин и механизмов.