RU2105223C1

RU2105223C1 - Electromagnetic valve

Info

Publication number: RU2105223C1
Application number: RU94041712A
Authority: RU
Inventors: Ф.А. Казанкин; Л.А. Потабачный
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1994-11-16
Publication date: 1998-02-20
Also published as: RU94041712A

Abstract

FIELD: manufacture of fittings. SUBSTANCE: armature is located in cavity of electromagnetic valve electromagnet between cover and stop. Control cavity of body and pressure line are brought in communication by means of loading passage. Piston is made integral with main shut-off member where unloading passage is made. Passed through axial passage of piston and main shut-off member is rod connecting the armature of electromagnet and reversible control shut-off member. Main shut-off member made from ferromagnetic material is mounted in yoke of electromagnet; movable stop is rigidly connected with ferromagnetic piston. Armature may be made in form of separate part connected with control shut-off member through spring-loaded rod. Loading passage may be made in movable stop and movable stop is sealed in electromagnet. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в конструкциях электромагнитных клапанов с пневмогидроусилением. The invention relates to pipe fittings and can be used in the construction of solenoid valves with pneumatic reinforcement.

Известен электромагнитный клапан [1], в электромагните которого последовательно установлены два сердечника. Недостатком устройства является большое количество подвижных деталей и значительные потери электромагнитной энергии, связанные с наличием нескольких немагнитных зазоров между сердечниками электромагнита, которые, в свою очередь, требуют дополнительных затрат потребляемой энергии либо повышенных габаритно-массовых характеристик электромагнита, что снижает динамические характеристики. Known solenoid valve [1], in the electromagnet of which two cores are sequentially installed. The disadvantage of this device is the large number of moving parts and significant losses of electromagnetic energy associated with the presence of several non-magnetic gaps between the cores of the electromagnet, which, in turn, require additional energy consumption or increased overall mass characteristics of the electromagnet, which reduces the dynamic characteristics.

Наиболее близким к предлагаемому клапану является электромагнитный клапан [2] , который состоит из электромагнита, в полости которого, между крышкой и стопом размещен якорь, корпуса с управляющей полостью и напорной магистралью. Указанные полости сообщены загрузочным каналом. Известный клапан содержит также поршень, выполненный за одно целое с основным запорным органом, в котором выполнен разгрузочный канал, перекрываемый управляющим запорным органом обратного действия, связанным с якорем электромагнита через шток, пропущенный через осевой канал поршня и основного запорного органа. Closest to the proposed valve is an electromagnetic valve [2], which consists of an electromagnet in the cavity of which, between the cover and the stop, an armature is placed, the body with a control cavity and a pressure line. These cavities are communicated by the loading channel. The known valve also contains a piston, integral with the main locking element, in which an unloading channel is made, which is blocked by a reverse acting control locking element connected to the electromagnet armature through a rod passed through the axial channel of the piston and the main locking element.

Недостатками известного устройства являются наличие больших немагнитных зазоров, связанных с наличием дополнительного якоря, неподвижной перегородки - стопа и поршни, а также зависимость внутреннего диаметра катушки от диаметра поршня основного запорного органа. Все эти недостатки приводят к увеличению потребляемой энергии, либо габаритно-массовых характеристик, что, в свою очередь, ухудшает динамические характеристики клапана. The disadvantages of the known device are the presence of large non-magnetic gaps associated with the presence of an additional armature, a fixed partition - the stop and pistons, as well as the dependence of the inner diameter of the coil on the diameter of the piston of the main locking element. All these disadvantages lead to an increase in energy consumption, or overall mass characteristics, which, in turn, affects the dynamic characteristics of the valve.

Дополнительным недостатком является сложность устройства, обусловленная наличием жесткой связи между дополнительным якорем и управляющим запорным органом, а также наличием неподвижной перегородки между ними. An additional disadvantage is the complexity of the device, due to the presence of a rigid connection between the additional armature and the governing locking element, as well as the presence of a fixed partition between them.

Задачей изобретения является уменьшение массы, улучшение динамических характеристик, снижение энергопотребления и упрощение конструкции. The objective of the invention is to reduce mass, improve dynamic performance, reduce energy consumption and simplify the design.

Технический результат достигается тем, что в известном клапане, содержащем электромагнит в полости которого между крышкой и стопом размещен якорь, корпус с управляющей полостью и напорной магистралью, сообщенными загрузочным каналом, поршень, выполненный за одно целое с основным запорным органом, в котором выполнен разгрузочный канал, перекрываемый управляющим запорным органом обратного действия, связанным с якорем электромагнита через шток, пропущенный через осевой канал поршня и основного запорного органа, поршень основного запорного органа выполнен из ферромагнитного материала и установлен в ярме электромагнита, а стоп выполнен подвижным и жестко связан с ферромагнитным поршнем. The technical result is achieved by the fact that in the known valve containing an electromagnet in the cavity of which an armature is placed between the cover and the stop, a housing with a control cavity and a pressure line communicated by the loading channel, a piston made in one piece with the main locking body in which the discharge channel is made , overlapped by the control locking element of the reverse action associated with the armature of the electromagnet through the rod, passed through the axial channel of the piston and the main locking element, the piston of the main locking second body is made of a ferromagnetic material and mounted in the yoke of the electromagnet and the stop is movable and rigidly connected to the ferromagnetic piston.

Технический результат достигается также тем, что якорь выполняется в виде отдельной детали, связанной с управляющим запорным органом через подпружиненный шток. The technical result is also achieved by the fact that the anchor is made in the form of a separate part connected with the governing locking element through a spring-loaded rod.

Кроме того, загрузочный канал может быть выполнен в подвижном стопе для сообщения напорной магистрали с управляющей полостью через рабочий зазор между якорем и подвижным стопом. In addition, the loading channel can be made in a movable foot for communicating the pressure line with the control cavity through the working gap between the armature and the movable stop.

Подвижной стоп может быть уплотнен в электромагните, при этом полость, в которой размещен якорь, сообщена с напорной магистралью, а через загрузочный канал в стопе и рабочий зазор между якорем и подвижным стопом - с управляющей полостью. The movable stop can be sealed in an electromagnet, while the cavity in which the anchor is placed is connected with the pressure line, and through the loading channel in the foot and the working clearance between the anchor and the movable stop, with the control cavity.

На фиг. 1 приведен общий вид клапана. In FIG. 1 shows a General view of the valve.

На фиг. 2 приведен общий вид клапана с раздельными деталями якоря и шток управляющего клапана. In FIG. Figure 2 shows a general view of the valve with separate parts of the armature and the stem of the control valve.

На фиг. 3 приведен общий вид клапана, где разгрузочный канал выполнен в подвижном стопе и соединяет напорную магистраль с управляющей полостью через рабочий зазор между якорем и подвижным стопом. In FIG. Figure 3 shows a general view of the valve, where the discharge channel is made in a movable foot and connects the pressure line to the control cavity through the working gap between the armature and the movable stop.

На фиг. 4 приведен общий вид клапана, где подвижной стоп уплотнен в электромагните. In FIG. Figure 4 shows a general view of the valve, where the movable stop is sealed in an electromagnet.

Электромагнитный клапан состоит из основного запорного органа 1, подпружиненного пружиной 2, с расположенным в нем управляющим запорным органом 3 обратного действия, разгрузочным 4 и загрузочным 5 каналами, электромагнита управляющего клапана 6 с якорем 7, расположенным между крышкой 8 и подвижным стопом 9, жестко связанным с ферромагнитным поршнем 10 основного запорного органа. Ферромагнитный поршень подвижно установлен в ярме 11 электромагнитного клапана, а якорь воздействует на управляющий запорный орган через шток 12 подпружиненный пружиной 13. The solenoid valve consists of a main locking element 1, spring-loaded with a spring 2, with a reverse locking control 3 located in it, an unloading 4 and loading 5 channels, an electromagnet of the control valve 6 with an armature 7 located between the cover 8 and the movable stop 9, rigidly connected with a ferromagnetic piston 10 of the main locking element. The ferromagnetic piston is movably mounted in the yoke 11 of the electromagnetic valve, and the anchor acts on the control locking element through the rod 12 spring-loaded spring 13.

На фиг. 2 якорь 7 выполнен в виде отдельной от штока 12 детали не имеющей с ним жесткой связи. In FIG. 2, the anchor 7 is made in the form of a part separate from the rod 12, which does not have a rigid connection with it.

На фиг. 3 приведен вариант загрузочного канала 5, выполненного внутри подвижного стопа и соединяющего напорную магистраль 14 клапана с управляющей полостью 15 через рабочий зазор 16 между якорем и подвижным стопом и канал 17. In FIG. 3 shows a variant of the loading channel 5, made inside the movable stop and connecting the pressure line 14 of the valve with the control cavity 15 through the working gap 16 between the armature and the moving stop and channel 17.

На фиг. 4 приведен вариант электромагнитного клапана, где подвижной стоп 9 уплотнен манжетой 18 в электромагните, а напорная магистраль 14 соединена с управляющей полостью 15 через загрузочный канал 5, рабочий зазор 16 между якорем и подвижным стопом, полость 19, в которой расположен якорь, и соединяющий ее с напорной магистралью канал 20. In FIG. 4 shows a variant of the electromagnetic valve, where the movable stop 9 is sealed by a cuff 18 in an electromagnet, and the pressure line 14 is connected to the control cavity 15 through the loading channel 5, the working gap 16 between the anchor and the movable stop, the cavity 19 in which the anchor is located, and connecting it with pressure line channel 20.

Электромагнитный клапан работает следующим образом. The solenoid valve operates as follows.

При подаче электрического напряжения на электромагнит 6 якорь 7 притягивается к подвижному стопу 9. При этом якорь воздействует через шток 12 на управляющий запорный орган 3. Управляющий запорный орган открывает разгрузочный канал 4. В связи с тем, что расход через разгрузочный канал 4 превышает величину расхода через загрузочный канал 5, давление в надпоршневой управляющей полости 15 по отношению к давлению в напорной магистрали 14 снижается и под действием несбалансированной силы ферромагнитный поршень 10 с подвижным стопом 9, якорем 7, основным запорным органом 1 и открытым управляющим запорным органом двигаются в сторону крышки 8 электромагнита клапана на величину хода основного запорного органа до торцевой поверхности ярма 11. Клапан открыт и увеличивается в открытом положении за счет магнитного потока проходящего через торцевые поверхности ярма и ферромагнитного поршня. При этом, для обеспечения гарантированного закрытия управляющего запорного органа 3, между крышкой 8 и якорем должен остаться зазор превышающий рабочий зазор управляющего запорного органа. When applying electric voltage to the electromagnet 6, the anchor 7 is attracted to the movable foot 9. In this case, the anchor acts through the rod 12 on the control locking member 3. The controlling locking member opens the discharge channel 4. Due to the fact that the flow through the discharge channel 4 exceeds the flow rate through the loading channel 5, the pressure in the above-piston control cavity 15 with respect to the pressure in the pressure line 14 decreases and under the influence of an unbalanced force the ferromagnetic piston 10 with a movable stop 9, anchor 7, the main m the locking body 1 and the open shut-off control body move toward the cover 8 to the solenoid valve the stroke of the main closure member to the end surface of the yoke 11. The valve is open and increasing in the open position due to the magnetic flux passing through the end surfaces of the yoke and ferromagnetic piston. At the same time, to ensure guaranteed closure of the governing locking element 3, between the cover 8 and the anchor must remain a gap exceeding the working gap of the governing locking element.

После снятия электрического напряжения с электромагнита 6 под действием пружин 13 управляющей запорный орган 3 закрывается и через загрузочный канал 5 давление в управляющей полости 15 и напорный магистрали 14 выравнивается и под действием пружины 2 основной запорный орган закрывается. Клапан закрыт. After removing the voltage from the electromagnet 6 under the action of the springs 13, the control shut-off element 3 is closed and through the loading channel 5, the pressure in the control cavity 15 and the pressure line 14 is equalized and under the action of the spring 2, the main shut-off element is closed. The valve is closed.

При реализации описанного решения якорь и шток могут быть выполнены в виде отдельных деталей. Один из вариантов такого исполнения приведен на фиг. 2. В этом случае якорь и шток взаимодействуют друг с другом через торцевые поверхности. При этом, с целью упрощения сборки, шток также может быть составным. When implementing the described solution, the anchor and the rod can be made in the form of separate parts. One embodiment of this embodiment is shown in FIG. 2. In this case, the armature and the rod interact with each other through the end surfaces. At the same time, in order to simplify assembly, the stem can also be composite.

С целью повышения быстродействия, загрузочный канал 5 может быть расположен в подвижном стопе, как это изображено на фиг. 3. In order to improve performance, the feed channel 5 may be located in a movable stack, as shown in FIG. 3.

В этом случае загрузочный канал 5 соединяет управляющую полость 15 через рабочий зазор 16 между якорем и подвижным стопом и канал 17. В данном устройстве при включении клапана якорь при движении к подвижному стопу перекрывает загрузочный канал, тем самым ускоряя движение ферромагнитного поршня на открытие клапана за счет значительного уменьшения, либо исключения, расхода через загрузочный канал. In this case, the loading channel 5 connects the control cavity 15 through the working gap 16 between the anchor and the moving foot and channel 17. In this device, when the valve is turned on, the armature, when moving to the moving foot, closes the loading channel, thereby accelerating the movement of the ferromagnetic piston to open the valve due to a significant reduction, or exclusion, flow through the loading channel.

С целью исключения "подрабатывания" клапана при заполнении полостей клапана рабочим телом, необходимо ликвидировать запаздывание нарастания давления в управляющей полости по отношению к напорной магистрали. Данное требование гарантируется при исполнении клапана приведенного на фиг. 4. In order to eliminate the “underworking” of the valve when filling the valve cavities with a working fluid, it is necessary to eliminate the delay in the increase in pressure in the control cavity relative to the pressure line. This requirement is guaranteed when the valve of FIG. 4.

В данном устройстве при заполнении клапана рабочее тело через канал 20, полость 19, рабочий зазор 16 и загрузочный канал 5 поступает в управляющую полость 15 до того как рабочее тело поступит в подпоршневую полость напорной магистрали, тем самым исключается возможность "подрабатывания" клапана в период заполнения его полостей рабочим телом. Уплотнение 18 служит для разделения полостей 19 и 15 при включении клапана. In this device, when filling the valve, the working fluid through the channel 20, the cavity 19, the working gap 16 and the loading channel 5 enters the control cavity 15 before the working fluid enters the piston cavity of the pressure line, thereby eliminating the possibility of "underworking" of the valve during filling its cavities with a working fluid. The seal 18 serves to separate the cavities 19 and 15 when the valve is turned on.

Данное изобретение позволяет снизить энергопотребление за счет концентрации электромагнитной энергии в малом рабочем зазоре между якорем управляющего клапана и подвижным стопом; улучшить динамические характеристики путем уменьшения габаритов и массы электромагнитной системы; упростить конструкцию; повысить технологичность сборки. This invention allows to reduce energy consumption due to the concentration of electromagnetic energy in a small working gap between the armature of the control valve and the movable stop; improve dynamic performance by reducing the size and weight of the electromagnetic system; simplify the design; improve the manufacturability of the assembly.

Claims

1. An electromagnetic valve containing an electromagnet, in the cavity of which an anchor is placed between the lid and the stop, a housing with a control cavity and a pressure line communicated by the loading channel, a piston made in one piece with the main locking body, in which the discharge channel is blocked by the control locking the reverse action body associated with the armature of the electromagnet through the rod, passed through the axial channel of the piston and the main locking member, characterized in that the piston of the main locking member It is made of ferromagnetic material and installed in the yoke of the electromagnet, and the stop is movable and rigidly connected to the ferromagnetic piston.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the anchor is made in the form of a separate part associated with the governing locking element through a spring-loaded rod.

3. The valve according to claims 1 and 2, characterized in that the feed channel is made in a movable foot and communicates a pressure line with a control cavity through the working gap between the armature and the movable stop.

4. The valve according to paragraphs. 1 3, characterized in that the movable stop is sealed in an electromagnet, while the cavity in which the anchor is placed is in communication with the pressure line, and through the loading channel in the foot and the working clearance between the armature and the movable stop with the control cavity.