БЕСШУМНЫЙ КЛАПАН

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 корпус с каналом подачи, магнитную катушку, седло с впускными и выпускными каналами, запорный поршень с возвратной пружиной и уплотнителем в нижней части, запорный поршень в верхней части имеет не менее одного отверстия с размещенным в каждом из них демпфирующим элементом.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение шума, создаваемого при открытии клапана.
Технический результат достигается за счет добавления демпфирующего элемента в верхнюю часть запорного поршня, демпфирующий элемент выполнен из таких материалов как, резина, каучук, силикон, FKM, FPM, EPDM, а также аналогичных им, диаметр, высота и жесткость демпфирующих элементов подбираются в соответствии с массой запорного поршня и мощностью электромагнитной катушки.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - принципиальная схема конструкции клапана с каналом подачи в нижней части (часть клапана в разрезе),
на фиг. 2 - принципиальная схема конструкции клапана с каналом подачи в верхней части (часть клапана в разрезе),
где
1 - магнитная катушка,
2 - корпус клапана,
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 - демпфирующий элемент.
Корпус клапана 2 вкручивается в полость седла 8, предварительно во внутреннюю часть корпуса клапана 2 устанавливается возвратная пружина 3 и запорный поршень 4 с уплотнителем 11. После закручивания корпуса клапана 2 в седло 8 возвратная пружина 3 прижимает уплотнитель 11, установленный в нижней части запорного поршня 4 к перекрываемому каналу 6. Затем на корпус клапана 2 одевается и фиксируется магнитная катушка 1.
Запорный поршень 4 в верхней части имеет несколько отверстий, внутрь которых устанавливаются дополнительные демпфирующие элементы 12, изготовленные из таких материалов, как резина, каучук, силикон, FKM, FPM, EPDM, а также аналогичных им. Размеры и количество демпфирующих элементов 12 зависят от массы запорного поршня 4 и мощности электромагнитной катушки 1.
Устройство работает следующим образом.
Жидкость под давлением через канал подачи 7 (фиг.1) попадает в полость седла 8, откуда по перепускному каналу 5, расположенному внутри ферромагнитного запорного поршня 4, попадает в полость 10 над запорным поршнем 4 и совместно с возвратной пружиной прижимает запорный поршень к перекрываемому каналу 6. При включении магнитной катушки 1 симметрично расположенный в его сердцевине запорный поршень 4 под действием, создаваемым магнитным полем начинает резкое движение вверх, после чего ударяется о корпус клапана 2, открывая тем самым перекрываемый канал 6, и жидкость из полости седла 9 начинает течь в открытый канал 6. Удар запорного поршня 4 о корпус клапана 2 благодаря демпфирующему элементу 12 не вызывает шум.
Жидкость под давлением через канал подачи 7 (фиг.2) попадает в полость в полость 10 над запорным поршнем 4, откуда по перепускному каналу 5, расположенному между запорным поршнем 4 и внутренней стенкой штока 2 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, после чего ударяется о корпус клапана 2, открывая там самым перекрываемый канал 6, и жидкость из полости седла 9 начинает течь в открытый канал 6. Удар запорного поршня 4 о корпус клапана 2 благодаря демпфирующему элементу 12 не вызывает шум.
Таким образом, заявленная конструкция позволяет значительно уменьшить уровень шума, возникающего во время соударения запорного поршня 4 о корпус клапана 2. За счет упругости устанавливаемого демпфирующего элемента 12 поглощается и амортизируется часть энергии соударения и не происходит резкого контакта внутренний поверхности корпуса 2 о верхнюю часть запорного поршня 4 в момент открытия, что как следствие снижает шум при открытии клапана.
Заявляемое техническое решение позволяет провести модернизацию любого имеющегося клапана. Преимуществом модернизации является:
- габариты клапана остаются без изменений т. к. габарит клапана возможно оставить неизменным;
- невысокая стоимость изготовления новых конструктивных элементов (дополнительный демпфирующий элемент и доработка запорного поршня);
- отсутствует ограничение использования в различных компоновках гидравлических систем.