RU2190142C2

RU2190142C2 - Electromagnetic valve

Info

Publication number: RU2190142C2
Application number: RU2000117563A
Authority: RU
Inventors: В.В. Двирный; М.М. Михнев; Л.М. Бородин; А.В. Леканов; В.И. Халиманович; К.Г. Смирнов-Васильев; Г.И. Овечкин; Ф.К. Синьковский; Н.И. Зверев; М.А. Логинов; Н.Г. Гензик
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: systems for emergency closing of fuel feed in diesel engines. SUBSTANCE: electromagnetic valve includes inlet and outlet openings for fuel; housing in which are arranged: cylindrical armature of electromagnet joined by means of rod with spring-loaded shutoff member, electromagnet winding in jacket. One end of housing is in the form of tube with inner thread and with seat mounted inside tube. End surface of seat is placed at level of inlet. Another end of housing is provided with lid. Threaded limiter of armature is placed in axial part of housing. Shutoff member engaging with cone limiter of rod at side of armature is in the form of ball. EFFECT: enhanced operational reliability of valve. 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению. The present invention relates to valve manufacturing.

Известны электромагнитные клапаны (а.с. 257243, кл. F 16 К 31/02, 1969; а. с. 257242, кл. F 16 K 31/02, 1969), в которых для привода подпружиненного запорного органа используются электромагниты. В конструкциях этих клапанов ослаблено тяговое усилие из-за рассеивания магнитной энергии в пружине и элементах конструкции клапанов, что в свою очередь приводит к снижению надежности их работы. Solenoid valves are known (AS 257243, CL F 16 K 31/02, 1969; AS page 257242, CL F 16 K 31/02, 1969), in which electromagnets are used to drive a spring-loaded shut-off element. In the designs of these valves, traction is weakened due to the dissipation of magnetic energy in the spring and the structural elements of the valves, which in turn leads to a decrease in the reliability of their operation.

В качестве прототипа выбран электромагнитный клапан (а.с. 568778, МКИ F 16 К 31/02, заявлено 19.04.1976 г.), содержащий: корпус с входным и выходным патрубками; кожух, в котором расположены катушки; корпус электромагнита. As a prototype, a solenoid valve was selected (AS 568778, MKI F 16 K 31/02, announced April 19, 1976), comprising: a housing with inlet and outlet nozzles; a casing in which the coils are located; electromagnet case.

В верхней части кожуха установлен постоянный магнит. Якорь электромагнитного привода посредством штока соединен с запорным органом. В корпусе клапана между пружиной и корпусом электромагнита установлена втулка, выполненная из немагнитного материала с низким коэффициентом трения, например из фторопласта. A permanent magnet is installed in the upper part of the casing. The armature of the electromagnetic drive through the rod is connected to the locking element. A sleeve made of a non-magnetic material with a low coefficient of friction, for example, fluoroplastic, is installed in the valve body between the spring and the body of the electromagnet.

В прототипе, с целью повышения тягового усилия, в корпусе клапана между электромагнитом и запорным органом установлена соосно пружина, охватывающая шток втулка из немагнитного материала с низким коэффициентом трения, снабженная опорным диском, размещенным между пружиной и электромагнитом. In the prototype, in order to increase traction, a coaxial spring is installed in the valve body between the electromagnet and the shut-off element, and the sleeve is made of a non-magnetic material with a low coefficient of friction and is equipped with a support disk located between the spring and the electromagnet.

При подаче на катушку управления электрического сигнала (импульса) в магнитной цепи электромагнита возникает магнитный поток, перемещающий якорь электромагнита на величину рабочего хода и намагничивающий постоянный магнит. После снятия электрического сигнала в магнитной цепи электромагнита имеет место остаточный поток постоянного магнита, который удерживает якорь у штока, преодолевая усилие взведенной пружины, действующей в направлении седла. Клапан открыт. Для закрытия клапана необходимо на катушку управления подать импульс противоположной полярности. При этом постоянный магнит размагничивается, пружина, воздействуя на запорный орган, открывает якорь от штока, и запорный орган перекрывает магистраль. When an electric signal (impulse) is applied to the control coil, a magnetic flux appears in the magnetic circuit of the electromagnet, which moves the armature of the electromagnet by the magnitude of the stroke and magnetizes a permanent magnet. After removing the electrical signal in the magnetic circuit of the electromagnet, there is a residual flux of a permanent magnet that holds the anchor at the rod, overcoming the force of the charged spring acting in the direction of the saddle. The valve is open. To close the valve, it is necessary to apply a pulse of opposite polarity to the control coil. At the same time, the permanent magnet is demagnetized, the spring, acting on the locking element, opens the anchor from the rod, and the locking element closes the line.

Изоляция пружины с помощью втулки от электромагнита уменьшает рассеивание магнитной энергии, уменьшает потери активной площади якоря и, следовательно, увеличивает тяговое усилие привода при одинаковой потребляемой мощности. Insulation of the spring with the help of a sleeve from an electromagnet reduces the dissipation of magnetic energy, reduces the loss of the active area of the armature and, therefore, increases the traction force of the drive with the same power consumption.

Прототип может быть использован в системах питания дизельных двигателей для перекрытия подачи топлива в двигатель, а также в различных системах нагрева (охлаждения) для перекрытия потока рабочей жидкости, однако прототип обладает недостаточной надежностью. The prototype can be used in diesel engine power systems to shut off the fuel supply to the engine, as well as in various heating (cooling) systems to shut off the flow of the working fluid, however, the prototype has insufficient reliability.

1. Запорный орган клапана имеет тарельчатую форму с прикрепленной на плоскости контакта запорного органа с седлом резиновым уплотнителем. Применение резинового уплотнителя в месте контакта запорного органа с металлическим седлом, а также из-за воздействия рабочей среды, проходящей через клапан, приводит к постепенному разрушению резинового уплотнителя (потере герметичности) и, как следствие, снижению надежности работы клапана. 1. The valve shut-off element has a plate shape with a rubber seal attached to the contact plane of the shut-off element with the seat. The use of a rubber sealant at the point of contact of the locking element with the metal seat, as well as due to the influence of the working medium passing through the valve, leads to the gradual destruction of the rubber seal (loss of tightness) and, as a result, reduces the reliability of the valve.

2. Плоскость контакта запорного органа с седлом представляет собой кольцо. При таком конструктивном исполнении очень сложно достичь требуемую степень герметичности перекрытия канала, т.к. в этом случае требуется более точное изготовление поверхности седла, а также обеспечение параллельности плоскостей (по которым осуществляется контакт) запорного органа и седла. 2. The contact plane of the locking member with the seat is a ring. With this design it is very difficult to achieve the required degree of tightness of the channel overlap, because in this case, a more accurate manufacture of the surface of the saddle is required, as well as ensuring the parallelism of the planes (along which the contact is made) of the locking member and the saddle.

3. Не обеспечена защита электромагнита клапана от воздействия рабочей среды, проходящей через клапан. Постоянное воздействие рабочей среды на изоляцию обмотки электромагнита клапана приводит к постепенному ее разрушению и, как следствие, выходу из строя электроклапана. 3. The valve solenoid is not protected from the influence of the working medium passing through the valve. The constant influence of the working medium on the insulation of the valve's electromagnet winding leads to its gradual destruction and, as a result, failure of the electrovalve.

Цель предлагаемого решения - повышение надежности. Поставленная цель достигнута за счет того, что один конец корпуса выполнен в виде трубы с внутренней резьбой с установленным в ней седлом, торцевая поверхность которого установлена на уровне дренажного отверстия, выполненного в корпусе клапана, а другой конец корпуса снабжен крышкой, в осевой части которого установлен винтовой ограничитель якоря, а запорный орган выполнен в виде шара, взаимодействующего с коническим ограничителем штока со стороны якоря, а торцевые поверхности корпуса выполнены герметичными, например, с помощью герметизирующей пленки. The purpose of the proposed solution is to increase reliability. This goal was achieved due to the fact that one end of the body is made in the form of a pipe with an internal thread with a saddle installed in it, the end surface of which is installed at the level of the drainage hole made in the valve body, and the other end of the body is equipped with a cover, in the axial part of which is installed screw limiter of the anchor, and the locking element is made in the form of a ball interacting with the conical limiter of the rod from the side of the anchor, and the end surfaces of the housing are sealed, for example, by using a seal fusing film.

Техническая суть предложенного электромагнитного клапана показана на чертеже. Клапан содержит корпус 1, шток 2 с коническим ограничителем запорного органа, пружину 3, запорный орган 4, цилиндрический якорь 5 электромагнита, труба 6 корпуса с внутренней резьбой 7 и с установленным в ней седлом 8, торцевая поверхность которого установлена на уровне входа 9, выход 10, крышка корпуса 11, регулирующий винт 12, герметизирующая пленка 13, уплотнительная резиновая прокладка 16 катушки 14 электромагнита в кожухе 15. The technical essence of the proposed electromagnetic valve is shown in the drawing. The valve comprises a housing 1, a stem 2 with a conical stopper of a locking member, a spring 3, a locking member 4, a cylindrical armature 5 of an electromagnet, a pipe 6 of the housing with an internal thread 7 and with a seat 8 installed therein, the end surface of which is installed at the entrance level 9, output 10, the housing cover 11, the adjusting screw 12, the sealing film 13, the rubber sealing strip 16 of the coil 14 of the electromagnet in the casing 15.

При подаче напряжения на катушку 14 электромагнита якорь 5 перемещается одновременно со штоком 2, запорным органом 4, преодолевая усилие пружины 3 до перекрытия отверстия в седле 8. Топливо прекращает поступать в двигатель, и он останавливается до выхода его из строя. When voltage is applied to the coil of the electromagnet 14, the armature 5 moves simultaneously with the rod 2, the locking member 4, overcoming the force of the spring 3 until the hole in the seat 8 is closed. The fuel stops entering the engine, and it stops before it fails.

При снятии напряжения питания с катушки 14 выталкивающее магнитное усилие на якорь 5 исчезает и пружина отталкивает запорный орган 4, шток 2 и якорь 5 в исходное положение, при котором открывается отверстие в седле 8 для поступления горючего в двигатель. When the supply voltage is removed from the coil 14, the buoyant magnetic force on the armature 5 disappears and the spring pushes the shut-off element 4, the rod 2 and the armature 5 to its original position, at which the hole in the saddle 8 opens for the fuel to enter the engine.

Запорный орган 4, выполненный в виде шара, имеет возможность свободной посадки в седло 8, что обеспечивает высокую плотность закрытия выхода клапана при длительной эксплуатации клапана, так как он выполнен из металла (в прототипе он выполнен с резиновым уплотнением) и тем самым повышает надежность клапана. The locking element 4, made in the form of a ball, has the ability to freely fit into the seat 8, which ensures a high density of closing the valve outlet during long-term operation of the valve, since it is made of metal (in the prototype it is made with rubber seal) and thereby increases the reliability of the valve .

Седло 8 позволяет оптимально отрегулировать взаимодействия усилий пружины магнита и тем самым повысить надежность работы клапана в течение длительного срока его эксплуатации. The seat 8 allows you to optimally adjust the interaction of the efforts of the magnet spring and thereby increase the reliability of the valve over a long period of its operation.

Соединения частей клапана, требующие герметичность, снабжены герметизирующей пленкой 13, стойкой к воздействию топлива двигателя. Это позволяет повысить надежность работоспособности клапана за счет снижения вероятности появления подтекания топлива, проникновения его в кожух 15 с катушкой 14. Connections of valve parts requiring tightness are provided with a sealing film 13 that is resistant to engine fuel. This improves the reliability of the valve by reducing the likelihood of leakage of fuel, its penetration into the casing 15 with the coil 14.

Корпус клапана выполнен с регулируемым в направлении движения якоря седлом для запорного органа (более точная регулировка осуществляется регулирующим винтом 12) и с крышкой для катушки электромагнита клапана, а запорный орган выполнен в виде шара, взаимодействующего с коническим ограничителем штока со стороны якоря, что позволило повысить герметичность посадки запорного органа на седло. Это позволяет оптимально регулировать взаимодействие усилий электромагнита и пружины при свободном движении шара в посадочное седло, что обеспечивает достаточную плотность закрытия выхода металлическим шаром, обладающим высоким ресурсом и надежностью, и таким образом повышает надежность электроклапана в целом. The valve body is made with a saddle for the locking element that is adjustable in the direction of the armature movement (more precise adjustment is made with the adjusting screw 12) and with a cover for the valve’s electromagnet coil, and the locking body is made in the form of a ball interacting with the conical stem limiter from the armature side, which made it possible to increase tightness of landing of a locking organ on a saddle. This allows you to optimally control the interaction of the efforts of the electromagnet and the spring with the free movement of the ball into the seat, which provides a sufficient density for closing the exit with a metal ball having a high resource and reliability, and thus increases the reliability of the electrovalve as a whole.

Торцевые поверхности корпуса снабжены герметизирующей пленкой, что повышает надежность клапана в части возможного появления подтекания топлива. The end surfaces of the body are equipped with a sealing film, which increases the reliability of the valve in terms of the possible occurrence of fuel leakage.

Claims

1. An electromagnetic valve with an inlet and an outlet for fuel, in the housing of which there is a cylindrical armature of an electromagnet connected to a rod and loaded with a spring by a locking member, an electromagnet coil in a casing, characterized in that one end of the casing is made in the form of a pipe with an internal thread with a saddle installed in it , the end surface of which is installed at the entrance level, and the other end of the housing is equipped with a cover, in the axial part of which there is a screw limiter of the armature, and the locking element is made in the form of a ball, interactions connecting rod with conical stop on the armature side.

2. The electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the housing are provided with a sealing film, for example, an adhesive.