БЕСШУМНЫЙ КЛАПАН С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МАГНИТАМИ

Полезная модель относится к арматуростроению, в частности к электромагнитным (соленоидным) клапанам, используемым в системах гидравлических установок для открытия или закрытия потока жидкости.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является электромагнитный клапан (патент RU 2059140, опубл. 1996.04.27), в корпусе которого соосно установлены якорь с каналами, седла, впускной и выпускной запорные органы, и пружина, размещенная между якорем и упором. Недостатком данного устройства является шумная работа клапана.
Существуют решения по снижению шума открытия клапана методом помещения клапана в шумоизоляционные короба (коробки). Основными недостатками подобного решения являются:
- увеличение размеров клапана;
- дороговизна эффективных шумопоглощающих материалов;
- возможность размещения экранирующего короба имеется не во всех типах компоновки гидравлических систем;
- возможный перегрев клапана ввиду отсутствия отверстий вентиляции в шумоизоляционных коробах.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение шума при работе клапана.
Данная задача решается тем, что клапан содержит магнитную катушку, запорный поршень, седло с выпускными каналами, возвратную пружину, запорный поршень имеет уплотнитель в нижней части, а в верхней части углубление для установки пружины, клапан также содержит два дополнительных постоянных магнита, создающих магнитное поле, обратно направленное полю основной магнитной катушки, при этом один магнит установлен в верхней части запорного поршня, а второй установлен на верхней части устройства.
Технический результат - снижение шума, создаваемого при открытии клапана.
Технический результат достигается за счет добавления двух постоянных магнитов, тормозящих поршень, в конце хода открытия клапана, за счет установки первого на поршень, а второго на верхнюю часть штока, таким образом, что встречно направленные плоскости магнитов имеют одинаковую полярность, характеристики постоянных магнитов подбираются в соответствии с параметрами открывающей электромагнитной катушки и массой запирающего поршня.
Принципиальная схема конструкции клапана (часть клапана в разрезе) показана на фиг.1, где:
1 - магнитная катушка,
2 - шток,
3 - пружина,
4 - запорный поршень,
5 - перепускной канал,
6 - перекрываемый канал,
7 - канал подачи,
8 - седло,
9 - полость под запорным поршнем,
10 - полость над запорным поршнем,
11 - уплотнитель,
12 - дополнительная магнитная катушка,
13 - вторая дополнительная катушка.
Клапан включает шток 2, вкрученный в полость седла 8. Во внутренней части штока 2 установлена возвратная пружина 3 и запорный поршень 4 с уплотнителем 11, при этом пружина 3 устанавливается одним концом в специальное углубление в верхней части запорного поршня 4. После закручивания штока 2 в седло 8 возвратная пружина 3 прижимает уплотнитель 11, установленный в нижней части запорного поршня 4, к перекрываемому каналу 6. Затем на шток 2 одевается и фиксируется магнитная катушка 1. В верхней части запорного поршня 4 устанавливается первый дополнительный постоянный магнит 12. Второй дополнительный магнит 13 устанавливается на верхнюю часть штока 2. Магниты 12 и 13 устанавливаются таким образом, что встречно направленные плоскости магнитов имеют одинаковую полярность. Такое размещение магнитов создает отталкивающее их друг от друга усилие, которое тормозит запирающий поршень 4, а после уравнивания сил, действующих на запорный поршень 4 со стороны открывающего магнитного поля и тормозных магнитов, оставляет его в положении равновесия, в котором касание поршня 4 и штока 2 не происходит. Параметры тормозящих магнитов 12 и 13 подбираются в соответствии с параметрами открывающей электромагнитной катушкой 1 и массой запирающего поршня 4.
Принцип работы клапана заключается в следующем.
Жидкость под давлением поступает через канал подачи 7 в полость 10 над запорным поршнем 4, откуда по перепускному каналу 5, расположенному между запорным поршнем 4 и внутренней стенкой штока 2 в клапане попадает в полость 9 под запорным поршнем 4. При включении магнитной катушки 1 симметрично расположенный в его сердцевине запорный поршень 4 под действием, создаваемым магнитным полем, начинает резкое движение вверх, открывая тем самым перекрываемый канал 6, и жидкость из полости седла 9 начинает течь в открытый канал 6. Встречно направленные плоскости магнитов 12 и 13, имеющие одинаковую полярность, создают отталкивающее их друг от друга усилие, которое тормозит запирающий поршень 4. После уравнивания сил, действующих на запорный поршень 4 со стороны открывающего магнитного поля 1 и тормозных магнитов 12 и 13, оставляет его в положении равновесия, в котором касание поршня 4 и штока 2 не происходит.
Заявляемое техническое решение позволяет провести модернизацию любого имеющегося клапана. Преимуществом модернизации является:
- габариты клапана остаются без изменений, т.к. габариты катушки возможно оставить неизменными;
- невысокая стоимость изготовления новых конструктивных элементов (шток и запирающий поршень);
- отсутствует ограничение использования в различных компоновках гидравлических систем.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет значительно уменьшить уровень шума, возникающего во время соударения запорного поршня об шток за счет торможения запорного поршня усилием, создаваемым однополярно направленными постоянными магнитами и удержание запорного поршня в открытом состоянии в таком положении, что отсутствует контакт между поршнем и штоком.