ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН

Полезная модель относится к электромагнитным средствам управления и может быть использована в пневматических приводах различных систем управления рабочим потоком сжатого воздуха.
Известны конструкции электропневмоклапанов, в частности, из патентов Украины на полезные модели №№1828,4046, патентов Российской Федерации на изобретения 2038520, 2025631, обеспечивающие функцию управления потоком сжатого воз духа. Однако эти конструкции имеют недостатки, влияющие на надежность работы клапанов. Кроме того, они достаточно сложны по конструкции, что вызывает дополнительные условия и недостатки при сборке, вытекающие из обеспечения точности и подгонки контактирующих поверхностей.
Известен пневмораспределитель П-РЭ3/1 с электромагнитным управлением (см. «Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления». Отраслевой каталог, под редакцией к.т.н. А.И.Кудрявцева, М., ВНИИТЭМР, 1990 г., стр.42, рис.27).
Электропневмоклапан пневмораспределителя П-РЭ3/1 состоит из корпуса, имеющего входную и выходную полости, электромагнитную катушку, закрепленную при помощи гильзы, в которой установлены якорь и стоп. Гильза непосредственно закреплена на корпусе при помощи фланца. Клапанная система выполнена в виде двухседельного клапана, одно седло которого может перекрывать осевой канал в стопе, второе, противоположное, взаимодействует с седлом на впускном канале. Клапан подпружинен относительно корпуса и через якорь - относительно стопа.
Недостатком аналога является то, что зазоры между седлами клапана образуются цепью линейных размеров: двух пружин, трех элементов самого клапана, двух элементов якоря и ряда элементов корпусных деталей (впускного седла, гильзы, стопа). Обеспечить оптимальные зазоры, гарантирующие надежность срабатывания электропневмоклапана и герметичность перекрытия того или иного канала, возможно только при исключительной точности выполнения линейных размеров перечисленных элементов, что требует
значительных технологически усилий. Отсутствие надежного срабатывания изделия является следствием того, что между неплотно прижимающимися поверхностями остается какое-то пространство, магнитная индукция не достигает максимума, так как нет непосредственного контакта между плоскостями якоря и стопа (имеет место «недожим»). Кроме того, прижатие выпускного клапана к плоскости стопа обеспечивается силами электромагнита, разницей усилий двух пружин и давлением воздуха по площади якоря без площади его переферийных каналов. Наличие зазора между стопом и якорем исключает эту площадь из создания герметичности, оставляя площадь выпускного клапана.
В основу полезной модели положена задача уменьшения воздушного зазора между стопом и якорем, что обеспечивает рост магнитной индукции, увеличивая силу тяги электромагнита до максимальной (при отсутствии зазора между стопом и якорем). При этом сопротивление магнитопровода при замкнутой магнитной цепи является минимальным и для поддержания магнитного потока в рабочем зазоре на заданном уровне необходима магнитодвижущая сила меньше (см. Б.В.Кармугин и др. «Современные конструкции малогабаритной пневмоаппаратуры», Киев, »Техника», 1980 г. стр.168).
Поставленная задача решается следующим образом. В электропневмоклапане, содержащем корпус с входной и выходной полостями, соединительные каналы для прохождения сжатого воздуха, электромагнитную катушку, посаженную каркасом на закрепленную на корпусе гильзу, в верхней части которой закреплен стоп с осевым сквозным отверстием для выпуска сжатого воздуха, размещенный в нижней части якорь с переферийными каналами для прохода сжатого воздуха, впускной и выпускной независимые клапаны. Выпускной клапан, подпружиненный относительно стопа, размещен в гнезде якоря. Впускной клапан выполнен заодно с якорем в виде седла на торце, взаимодействующего с уплотнителем. Уплотнитель имеет отверстие на входном канале корпуса, которое соединяется или разъединяется с впускным каналом.
Независимость впускного и выпускного клапанов в цепи линейных размеров, влияющих на зазор или его отсутствие между стопом и якорем, оставляет только касающиеся выпускного клапана. Упрощается конструкция элементов клапанной системы устройства и технология их изготовления прежде всего по требованиям к их точности.
На рисунке изображен электропневмоклапан в разрезе при отсутствии тока в катушке.
Устройство состоит из корпуса 1 с каналами 2, 3 подвода и отвода (соответственно) сжатого воздуха. На корпусе 1 закреплена гильза 4 при помощи фланца 5. В верхней части гильзы 4 герметично закреплен стоп 6, имеющий канал 7 для прохода сжатого воздуха к сапуну 8. В нижней части гильзы 4 размещен якорь 9, в верхней части которого, в гнезде помещен выпускной клапан 10 с пружиной 11. По переферийным каналам 12 между
боковой поверхностью якоря 9 и внутренней поверхностью гильзы 4 канал 7 соединяется с каналом отвода 3. В нижней части якоря 9 выполнен впускной клапан в виде седла 13, взаимодействующего с уплотнителем 14. Уплотнитель 14 имеет отверстие 15, совмещенное с каналом 2. На гильзу 4 герметично посажена электромагнитная катушка в каркасе 16.
Работает электропневмоклапан следующим образом.
В нормально закрытом положении взаимодействие составляющих устройства следующее (см. рис.).
Впускной клапан 13 пружиной 11 прижат к уплотнителю 14 и препятствует проходу сжатого воздуха по каналу 2 и отверстию 15 к каналу 3. Канал 3 соединяется при этом через канал 12, далее через канал 7 стопа 6, через отверстия сапуна 8 с атмосферой.
При подаче тока на электромагнитную катушку 16 якорь 9, преодолевая усилие пружины 11, стремится прижаться верхней плоскостью к нижней поверхности стопа 6, а выпускной клапан 10 закрывает осевой канал 7 стопа 6. При этом седло впускного клапана 13 отрывается от уплотнителя 14, соединяя кал 2 и отверстие 15 с каналом 3, т.е. с потребителем.
В то же время сжатый воздух по зазорам между поверхностями стопа 6 и якоря 9, в гнезде якоря, где размещен клапан 10, попадает под последний, прижимая его к нижней поверхности стопа, преодолевая сопротивление пружины 11.
При необходимости выключают электроток, якорь 9 под усилием пружины 11 возвращается в положение, как показано на рисунке.