CZ2022507A3 - Elektromagnetický ventil s tlakovou komorou - Google Patents

Abstract

Elektromagnetický ventil pro jednorázové ovládání tlaků a objemů různých plynných médií je tvořen základním tělesem (1), v němž je na jedné straně vytvořena tlaková komora (2) uzavřená zvenčí uzavíracím tělesem (3). V tlakové komoře (2) je uložen píst (4) opatřený těsněním (5) přívodu (6) pracovního média, který je umístěn na druhé straně základního tělesa (1). K uzavíracímu tělesu (3) vymezujícímu vstupní prostor (10) tlakové komory je zvenčí uchycena vodicí trubka (7) s magnetickým nástavcem (12). Ve vodicí trubce (7) je posuvně uloženo magnetické jádro (8) vybavené pružinou (11) a těsněním (9) sedla ventilu, které uzavírá sedlo (16) přívodního kanálu. Na vodicí trubce (7) je umístěna elektromagnetická cívka (13). Ucelená tlaková komora (2) je pak vytvořena pomocí spojovacího kanálu (14) navazujícího na vstupní prostor (10) tlakové komory. V uzavíracím tělese (3) je zvenčí vytvořen vstup/výstup (15) ovládacího média vedoucí na sedlo (16) přívodního kanálu ovládacího média.

Description

Elektromagnetickÿ ventil s tlakovou komorou

Oblast techniky

Vynâlez se tÿkâ elektromagnetického ventila pro jednorâzové ovlâdâni tlakù a objemù rùznÿch plynnÿch médii.

Dosavadni stay techniky

Elektromagnetické ventily jsou znâmou a casto vyuzivanou soucâsti nejrùznëjsich systémù pracujicich s kapalnÿm nebo plynnÿm médiem. Funkce bëzného elektromagnetického ventila je postavena na principa civky s elektromagnetickÿm jâdrem, kdy pfivedenim napëti na civka je vyvolân pohyb elektromagnetického jâdra a tim akce ventila - jeho otevfeni/azavfeni.

Elektromagnetickÿ ventil sam o sobë je schopen spolehlivë plnit svon fünkci ponze v nrëitém rozsahn tlakù pùsobicich v systémn. Ventil sam o sobë mnsi bÿt vzdy pfizpùsoben pozadovanémn média, tlaka, fankci, anebo naopak. Elektromagnetické ventily json dvojiho typa: primo ovlâdané, jejichz fùnkënost nezâvisi na ovlâdaném tlaka média, a nepfimo ovlâdané, zâvisejici na tlaka ovlâdaného média. Nevÿhodoa nepfimo ovlâdanÿch ventilù je omezeni jejich fùnkënosti diky tlakové ztrâtë (rozdiln tlakù na vstnpn a vÿstnpn ventila), kdy ëâst tlaka spotfebaje ventil pro mechanickon prâci a pri poklesn pod nrëiton ùroven dochâzi k nzavfeni hlavniho prùtokn ventila.

Dale se elektromagnetické ventily lisi podle pozadavkù systémn, pro kterÿ json nrëeny. Poknd jde o systém, ktery vyzadnje obonsmëmon fünkci ventila a regalaci jeho ùrovnë otevfeni, jsoa tim do arëité miry omezeny moznosti ve smysla bezpeëného azavfeni v pfipadë vysoké tlakové nerovnovâhy. Pfikladem mùze bÿt feseni podle dokamenta US 2015027557, kde jsoa pohyblivé ëâsti ovlâdâny hydraalicky. V pfipadë systémù pracajicich na principa jednorâzového otevfeni na maxirmim, a pfitom vyzadnjicich provozni bezpeënost i pfi vysoké tlakové nerovnovâze, podobné systémy jiz dostateënë nereflektnji vÿse nvedené sknteënosti a vznikâ prostor pro vÿhodnëjsi a zâroven bezpeënëjsi feseni.

Ukolem vynâlezn je tedy nalézt takové feseni, které rnnozni jednorâzové ovlâdâni rùznÿch tlakù, objemù a prùtokn médii, bez spotfebovâni tlaka ovlâdaného média a nzavfeni hlavniho prùtokn ventila pfi poklesa vstapniho tlaka pod arëitoa ùroven. Znamenâ to zabezpeëit plnÿ prùtok ventilem po celon dobn jeho stavn „otevfeno“ i bez trvalého ovlâdaciho napëti.

Podstata vynâlezn

Uvedené nevÿhody a nedostatky dosnd znâmÿch feseni elektromagnetickÿch ventilù do znaëné miry odstrannje elektromagnetickÿ ventil pro jednorâzové ovlâdâni tlakù a objemù plynnÿch médii, ve kterém je pomoci ovlâdaciho média fizen tlak pracovniho média a kterÿ obsahnje sestavn magnetického jâdra a civky s ovlâdacimi prvky a dâle vstnp a vÿstnp ovlâdaciho média opatfenÿ tësnënim, podle vynâlezn. Podstata vynâlezn spoëivâ v tom, ze tlakovâ komora nrëenâ pro vyvozeni defmovaného nzaviraciho tlaka ovlâdaciho média vyssiho nez tlak pracovniho média, kterâ je vytvofena na jedné stranë zâkladniho tëlesa, je nzavfena zvenëi nzaviracim tëlesem, pfiëemz v tlakové komofe je na drnhé stranë zâkladniho tëlesa nlozen pist s tësnënim pro ovlâdâni pfivodn pracovniho média. K nzaviracimn tëlesa, které vymezaje vstapni prostor tlakové komory a obsahaje dâle avedenoa sestava prvkù pro ovlâdâni elektromagnetického ventila, je zvenëi nchycena vodici trnbka s magnetickÿm nâstavcem, ve vodici trnbce je posnvnë nlozeno magnetické jâdro vybavené prnzinon a tësnënim sedla ventila, kterÿ azavirâ skrze sedlo pnvodniho kanâla tlakem praziny prostor tlakové komory k dosazeni defmovaného nzaviraciho

- 1 CZ 2022 - 507 A3 tlaku ovlâdaciho média. V uzaviracim tëlese je na vodici trubce umistëna elektromagnetickâ civka pro uvolnëni uzaviraciho tlaku pracovniho média skrze vyvozeni posuvu magnetického jâdra proti tlaku pruziny, uvolnëni tësnëni sedla ventilu a otevfeni tlakové komory se spojovacim kanâlem navazujicim na vstupni prostor tlakové komory. V uzaviracim tëlese je zvenëi vytvofen vstup ovlâdaciho média, navazujici na sedlo pfivodniho kanâlu ovlâdaciho média a urcenÿ pro plnëni tlakové komory k dosazeni uzaviraciho tlaku a soucasnë pro tinik ovlâdaciho média pri otevfeném elektromagnetickém ventilu.

Hlavni pfednosti feseni elektromagnetického ventilu podle vynâlezu je skuteënost, ze ventil umoznuje jednorâzové ovlâdâni rûznÿch tlakù, objemù a prûtoku médii bez poklesu tlaku ovlâdaciho média a uzavfeni hlavniho prûtoku ventilu pri poklesu vstupniho tlaku pod urcitou ûroven. Je tedy schopen zabezpecit plnÿ prûtok ventilem po celou dobu jeho stavu „otevfeno“ i bez trvalého ovlâdaciho napëti.

Konstrukcni feseni elektromagnetického ventilu podle vynâlezu vyuzivâ skuteënosti, ze ovlâdâni tlaku média je zde pouze jednorâzové a neni tfeba zajistit jeho regulovanÿ prûtok. Systémy, pro nez je tento ventil urëen, pfechâzeji ze stavu „uzavfeno“ do stavu „otevfeno“. S ohledem na tuto skutecnost je mozné zaclenëni tlakové komory s uzaviracim tëlesem a dosazeni vysoké provozni bezpecnosti systému a redukce poctu ovlâdacich prvkû.

Objasnëni vÿkresû

Kblizsimu objasnëni konstrukce a fûnkce elektromagnetického ventilu s tlakovou komorou podle vynâlezu slouzi schéma pfikladného provedeni této sestavy, znâzomëné na pfilozenÿch vÿkresech, kde znaëi:

- obr. 1 - sestava ve vÿchozi pozici - pfed natlakovânim;

- obr. 2 - sestava v prùbëhu natlakovâni - sedlovÿ ventil otevfen;

- obr. 3 - natlakovâni sestavy ukonëeno - sedlovÿ ventil uzavfen;

- obr. 4 - spustëni sestavy - uvolnëni tlaku - sedlovÿ ventil otevfen, pist posunut vlevo, prùchod pracovniho média otevfen.

Pfiklad uskutecnëni vynâlezu

Elektromagnetickÿ ventil znâzomënÿ na obr. 1 az 4 tvofi zâkladni tëleso 1, v nëmz je na jedné stranë vytvofena tlakovâ komora 2, uzavfenâ zvenëi uzaviracim tëlesem 3. V tlakové komofe 2 je ulozen pist 4, opatfenÿ tësnënim 5 pfivodu 6 pracovniho média, K uzaviracimu tëlesu 3 je zvenëi uchycena vodici trubka 7, v niz je posuvnë ulozeno magnetické jâdro 8, opatfené tësnënim 9 sedla ventilu, dosedajicim na sedlo 16 pfivodniho kanâlu v tlakové komofe 2, a na vodici trubce 7 je umistëna elektromagnetickâ civka 13.

V otvoru magnetického jâdra 8 je umistëna pruzina 11 opirajici se svÿm druhÿm koncem o magnetickÿ nâstavec 12, kterÿ zvenëi uzavirâ vodici trubku 7. Souëâsti tlakové komory 2 je pak spojovaci kanâl 14 navazujici na vstupni prostor 10 tlakové komory, kterÿ je vymezen uzaviracim tëlesem 3 a vodici trubkou 7 s magnetickÿm nâstavcem 12.

V uzaviracim tëlese 3 je zvenëi vytvofen vstup/vÿstup 15 ovlâdaciho média, na kterÿ navazuje pnvodni kanâl 16 ovlâdaciho média, vedouci pod tësnëni 9 sedla ventilu.

Tato sestava elektromagnetického ventilu pracuje nâsledujicim zpûsobem:

-2CZ 2022 - 507 A3

Ve vÿchozi pozici je magnetické jâdro 8 drzeno pruzinou 11 vpoloze vpravo - viz obr. 1, ovlâdaci sestava je bez tlaku.

V dalsim kroku - viz obr. 2 - je ovlâdaci/tlakové médium (vzduch) plnëno près vstup 15 ovlâdaciho média proti tlaku pruziny 11 do prostoru kolem magnetického jâdra 8 a také skrze spojovaci kanâl 14 do tlakové komory 2 (plnëni znâzomëno zelenë v obr. 2). Tim se vyvodi potfebnÿ tlak na pist 4, ktery uzavfe tësnëni 5 pfivodu 6 pracovniho média. Zâroven tlak ovlâdaciho média v prostoru kolem magnetického jâdra 8 a vjeho dutinë po vyrovnâni tlakù, umozni pfesun magnetického jâdra 8 pùsobenim pruziny 11 do polohy vpravo, kdy se skrze tësnëni 9 sedla ventilu uzavfe pracovni ëâst tlakové komory 2 a zafixuje jeji stav a poloha pistu 4. Tim konëi fâze natlakovâni elektromagnetického ventilu; obr. 3 znâzomuje stav po natlakovâni.

Obr. 4 znâzomuje stav, kdy pfivedenim elektrického napëti na elektromagnetickou civku 13 umistënou na vodici trubce 7 dojde k pfesunuti magnetického jâdra 8 do levé krajni polohy proti sile pruziny 11. Tim se otevfe sedlo 16 pfivodniho kanâlu a vstupem/vÿstupem 15 ovlâdaciho média unikne ovlâdaci médium zpët z celého prostoru tlakové komory 2 do ovzdusi, tlak klesne na ùroven atmosférického tlaku a tlak na pfivodu 6 pracovniho média (hnaciho plynu) pfesune pist 4 vlevo a uvolni tim prûtok 6 pracovniho média prostorem nad pistem 4 skrze vÿstup znâzomënÿ vÿstupni sipkou na obr. 4.

Celÿ procès je jednorâzovÿ a je mozno jej opakovat po opëtovném natlakovâni tlakové komory 2.

Zaëlenëni tlakové komory 2 s uzaviracim tëlesem 3 umoznuje redukci poëtu ovlâdacich prvkù a oproti znâmÿm fesenim, napfiklad dokumentu US 2015027557, vyuzivâ silové nerovnovâhy v systému k dosazeni vysoké provozni bezpeënosti systému. Elektromagnetickÿ ventil podle vynâlezu se otevirâ naplno a v tomto stavu setrvâvâ az do nového uvedeni systému do funkce. Pfitom se jednâ o otevfenÿ systém, v nëmz je ovlâdaci tlak uvolnën do atmosféry.

Prùmyslovâ vyuzitelnost

Elektromagnetického ventilu podle vynâlezu Ize ùspësnë vyuzivat pro zajistëni a odjistëni jednorâzovë pouzitelnÿch tlakovÿch systémù pracujicich s definovanÿm tlakem. Je vsak mozné jej vyuzivat pro jakékoliv aplikace vyzadujici vysoké tlaky, prûtoky a objemy ovlâdanÿch médii.

Claims (1)

1. Elektromagnetickÿ ventil pro jednorâzové ovlâdâni vysokÿch tlakù a objemù plynnÿch médii, ve kterém je pomoci ovlâdaciho média fizen tlak pracovniho média a ktery obsahuje sestavu magnetického jâdra a civky s ovlâdacimi prvky a dale vstup a vÿstup ovlâdaciho média opatfenÿ tësnënim, vyznacujici se tim, ze tlakovâ komora (2) urëenâpro vyvozeni defmovaného uzaviraciho tlaku ovlâdaciho média vyssiho nez tlak pracovniho média, vytvofenâ na jedné stranë zâkladniho tëlesa (1), je uzavfena zvenëi uzaviracim tëlesem (3), pfiëemz v tlakové komofe (2) je na druhé stranë zâkladniho tëlesa (1) ulozen pist (4) s tësnënim (5) pro ovlâdâni pfivodu (6) pracovniho média, k uzaviracimu tëlesu (3), které vymezuje vstupni prostor (10) tlakové komory a obsahuje dâle uvedenou sestavu prvkù pro ovlâdâni elektromagnetického ventilu, je zvenëi uchycena vodici trubka (7) s magnetickÿm nâstavcem (12), ve vodici trubce (7) je posuvnë ulozeno magnetické jâdro (8) vybavené pruzinou (11) a tësnënim (9) sedla ventilu, uzavirajiciho skrze sedlo (16) pnvodniho kanâlu prostor tlakové komory (2) k dosazeni defmovaného uzaviraciho tlaku ovlâdaciho média, v uzaviracim tëlese (3) je na vodici trubce (7) umistëna elektromagnetickâ civka (13) pro uvolnëni uzaviraciho tlaku pracovniho média skrze vyvozeni posuvu magnetického jâdra (8), uvolnëni tësnëni (9) sedla ventilu a otevfeni tlakové komory (2) se spojovacim kanâlem (14) navazujicim na vstupni prostor (10) tlakové komory, dâle v uzaviracim tëlese (3) je zvenëi vytvofen vstup (15) ovlâdaciho média, navazujici na sedlo (16) pnvodniho kanâlu ovlâdaciho média a urëenÿ pro plnëni tlakové komory (2) k dosazeni uzaviraciho tlaku a souëasnë pro ùnik ovlâdaciho média pfi otevfeném elektromagnetickém ventilu.