CZ36798U1 - Elektromagnetický ventil s tlakovou komorou - Google Patents

Description

Elektromagnetický ventil s tlakovou komorou

Oblast techniky

Technické řešení se týká elektromagnetického ventilu pro jednorázové ovládání tlaků a objemů různých plynných médií.

Dosavadní stav techniky

Elektromagnetické ventily jsou známou a často využívanou součástí nejrůznějších systémů pracujících s kapalným nebo plynným médiem. Funkce běžného elektromagnetického ventilu je postavena na principu cívky s elektromagnetickým jádrem, kdy přivedením napětí na cívku je vyvolán pohyb elektromagnetického jádra a tím akce ventilu - jeho otevření/uzavření.

Elektromagnetický ventil sám o sobě je schopen spolehlivě plnit svou funkci pouze v určitém rozsahu tlaků působících v systému. Ventil sám o sobě musí být vždy přizpůsoben požadovanému médiu, tlaku, funkci, anebo naopak. Elektromagnetické ventily jsou dvojího typu: přímo ovládané, jejichž funkčnost nezávisí na ovládaném tlaku media, a nepřímo ovládané, závisející na tlaku ovládaného média. Nevýhodou nepřímo ovládaných ventilů je omezení jejich funkčnosti díky tlakové ztrátě (rozdílu tlaků na vstupu a výstupu ventilu), kdy část tlaku spotřebuje ventil pro mechanickou práci a při poklesu pod určitou úroveň dochází k uzavření hlavního průtoku ventilu.

Úkolem technického řešení je tedy nalézt takové řešení, které umožní jednorázové ovládání různých tlaků, objemů a průtoku médií, bez spotřebování tlaku ovládaného média a uzavření hlavního průtoku ventilu při poklesu vstupního tlaku pod určitou úroveň. Znamená to zabezpečit plný průtok ventilem po celou dobu jeho stavu „otevřeno“ i bez trvalého ovládacího napětí.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení elektromagnetických ventilů do značné míry odstraňuje elektromagnetický ventil pro jednorázové ovládání tlaků a objemů plynných médií podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že konstrukce elektromagnetického ventilu je tvořena základním tělesem, v němž je na jedné straně vytvořena tlaková komora pro vyvození definovaného uzavíracího tlaku ovládacího média vyššího než tlak pracovního média, a tato tlaková komora je uzavřená zvenčí uzavíracím tělesem, na druhé straně základního tělesa je v tlakové komoře uložen píst s těsněním pro ovládání přívodu pracovního média. K uzavíracímu tělesu, které vymezuje vstupní prostor tlakové komory a obsahuje dále uvedenou sestavu prvků pro ovládání elektromagnetického ventilu, je zvenčí uchycena vodicí trubka s magnetickým nástavcem, ve vodicí trubce je posuvně uloženo magnetické jádro vybavené pružinou a těsněním sedla ventilu, který uzavírá skrze sedlo přívodního kanálu tlakem pružiny prostor tlakové komory k dosažení definovaného uzavíracího tlaku ovládacího média. V uzavíracím tělese je na vodicí trubce umístěna elektromagnetická cívka pro uvolnění uzavíracího tlaku pracovního média skrze vyvození posuvu magnetického jádra proti tlaku pružiny, uvolnění těsnění sedla ventilu a otevření tlakové komory se spojovacím kanálem navazujícím na vstupní prostor tlakové komory. V uzavíracím tělese je zvenčí vytvořen vstup ovládacího média, navazující na sedlo přívodního kanálu ovládacího média a určený pro plnění tlakové komory k dosažení uzavíracího tlaku a současně pro únik ovládacího média při otevřeném elektromagnetickém ventilu.

Hlavní předností řešení elektromagnetického ventilu podle technického řešení je skutečnost, že ventil umožňuje jednorázové ovládání různých tlaků, objemů a průtoku médií bez poklesu tlaku ovládacího média a uzavření hlavního průtoku ventilu při poklesu vstupního tlaku pod určitou

- 1 CZ 36798 U1 úroveň. Je tedy schopen zabezpečit plný průtok ventilem po celou dobu jeho stavu „otevřeno“ i bez trvalého ovládacího napětí.

Objasnění výkresů

K bližšímu objasnění konstrukce a funkce elektromagnetického ventilu s tlakovou komorou podle technického řešení slouží schéma příkladného provedení této sestavy, znázorněné na přiložených výkresech, kde značí:

- obr. 1 - sestava ve výchozí pozici - před natlakováním;

- obr. 2 - sestava v průběhu natlakování - sedlový ventil otevřen;

- obr. 3 - natlakování sestavy ukončeno - sedlový ventil uzavřen;

- obr. 4 - spuštění sestavy - uvolnění tlaku - sedlový ventil otevřen, píst posunut vlevo, průchod pracovního média otevřen.

Příklad uskutečnění technického řešení

Elektromagnetický ventil znázorněný na obr. 1 až 4 tvoří základní těleso 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, K uzavíracímu tělesu 3 je zvenčí uchycena vodicí trubka 7, v níž je posuvně uloženo magnetické jádro 8, opatřené těsněním 9 sedla ventilu, dosedajícím na sedlo 16 přívodního kanálu v tlakové komoře 2, a na vodicí trubce 7 je umístěna elektromagnetická cívka 13.

V otvoru magnetického jádra 8 je umístěna pružina 11 opírající se svým druhým koncem o magnetický nástavec 12, který zvenčí uzavírá vodicí trubku 7. Součástí tlakové komory 2 je pak spojovací kanál 14 navazující na vstupní prostor 10 tlakové komory, který je vymezen uzavíracím tělesem 3 a vodicí trubkou 7 s magnetickým nástavcem 12.

V uzavíracím tělese 3 je zvenčí vytvořen vstup/výstup 15 ovládacího média, na který navazuje přívodní kanál 16 ovládacího média, vedoucí pod těsnění 9 sedla ventilu.

Tato sestava elektromagnetického ventilu pracuje následujícím způsobem:

Ve výchozí pozici je magnetické jádro 8 drženo pružinou 11 v poloze vpravo - viz obr. 1, ovládací sestava je bez tlaku.

V dalším kroku - viz obr. 2 - je ovládací/tlakové médium (vzduch) plněno přes vstup 15 ovládacího média proti tlaku pružiny 11 do prostoru kolem magnetického jádra 8 a také skrze spojovací kanál 14 do tlakové komory 2. Tím se vyvodí potřebný tlak na píst 4, který uzavře těsnění 5 přívodu 6 pracovního média. Zároveň tlak ovládacího média v prostoru kolem magnetického jádra 8 a v jeho dutině po vyrovnání tlaků, umožní přesun magnetického jádra 8 působením pružiny 11 do polohy vpravo, kdy se skrze těsnění 9 sedla ventilu uzavře pracovní část tlakové komory 2 a zafixuje její stav a poloha pístu 4. Tím končí fáze natlakování elektromagnetického ventilu; obr. 3 znázorňuje stav po natlakování.

Obr. 4 znázorňuje stav, kdy přivedením elektrického napětí na elektromagnetickou cívku 13 umístěnou na vodící trubce 7 dojde k přesunutí magnetického jádra 8 do levé krajní polohy proti síle pružiny 11. Tím se otevře sedlo 16 přívodního kanálu a vstupem/výstupem 15 ovládacího média unikne ovládací médium zpět z celého prostoru tlakové komory 2 do ovzduší, tlak klesne na

- 2 CZ 36798 U1 úroveň atmosférického tlaku a tlak na přívodu 6 pracovního média (hnacího plynu) přesune píst 4 vlevo a uvolní tím průtok 6 pracovního média prostorem nad pístem 4 skrze výstup znázorněný výstupní šipkou na obr. 4.

Celý proces je jednorázový a je možno jej opakovat po opětovném natlakování tlakové komory 2.

Průmyslová využitelnost

Elektromagnetického ventilu podle technického řešení lze úspěšně využívat pro zajištění a odjištění jednorázově použitelných tlakových systémů pracujících s definovaným tlakem. Je však možné jej využívat pro jakékoliv aplikace vyžadující vysoké tlaky, průtoky a objemy ovládaných médií.

Claims (1)

1. Elektromagnetický ventil pro jednorázové ovládání vysokých tlaků a objemů plynných médií, vyznačující se tím, že je tvořen základním tělesem (1), v němž je na jedné straně vytvořena tlaková komora (2) pro vyvození definovaného uzavíracího tlaku ovládacího média vyššího než tlak pracovního média, tlaková komora (2) je uzavřená zvenčí uzavíracím tělesem (3), přičemž v tlakové komoře (2) je na druhé straně základního tělesa (1) uložen píst (4) s těsněním (5) pro ovládání přívodu (6) pracovního média; k uzavíracímu tělesu (3), které vymezuje 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 uzavírajícího skrze sedlo (16) přívodního kanálu prostor tlakové komory (2) k dosažení definovaného uzavíracího tlaku ovládacího média; v uzavíracím tělese (3) je na vodicí trubce (7) umístěna elektromagnetická cívka (13) pro uvolnění uzavíracího tlaku pracovního média skrze vyvození posuvu magnetického jádra (8), uvolnění těsnění (9) sedla ventilu a otevření tlakové komory (2) se spojovacím kanálem (14) navazujícím na vstupní prostor (10) tlakové komory; dále v uzavíracím tělese (3) je zvenčí vytvořen vstup (15) ovládacího média, navazující na sedlo (16) přívodního kanálu ovládacího média a určený pro plnění tlakové komory (2) k dosažení uzavíracího tlaku a současně pro únik ovládacího média při otevřeném elektromagnetickém ventilu.