RU2200266C2

RU2200266C2 - Electromagnetic valve

Info

Publication number: RU2200266C2
Application number: RU2001108255A
Authority: RU
Inventors: А.В. Лепихин; В.Н. Мочалов
Original assignee: ООО "Объединение Родина"
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: machine engineering, automobile construction, chemical, gas production and other industry branches, namely shutoff fittings for different gaseous and liquid media. SUBSTANCE: electromagnetic valve includes electromagnet; housing; control cavity with portion having variable cross section. Main shutoff organ is in the form of sleeve with slit elastic ring and discharging duct. The last is closed by means of spring-loaded armature. Slit elastic ring includes slot-like charging duct with controlled area of its flow-through cross section. Such valve allows to eliminate influence of temperature of environment and of working fluid upon valve operation. EFFECT: enhanced operational reliability, simplified design, possibility for controlling operation time interval. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, может быть использовано в газовой, химической, энергетической промышленности, в автомобилестроении, в частности, для установки на газовых и газобензиновых топливных системах двигателей внутреннего сгорания, на газовых трубопроводах различного назначения. The invention relates to mechanical engineering, namely to valve engineering, can be used in the gas, chemical, energy industries, in the automotive industry, in particular, for installation on gas and gas-fuel fuel systems of internal combustion engines, on gas pipelines for various purposes.

Известны электромагнитные клапаны, предназначенные для подачи и отключения рабочей среды (газа, жидкости), обеспечивающие открытие или закрытие клапанов при подаче электрического напряжения (сигнала) на катушку (обмотку) электромагнита (патенты РФ 2052164, 2063573, 2003907, 2073155, 2059140, 2065534, 2132011, 2073812, 1753153, патент ФРГ 3938136 и др.). Known electromagnetic valves designed to supply and shut off a working medium (gas, liquid), providing opening or closing of valves when applying electric voltage (signal) to the coil (winding) of an electromagnet (RF patents 2052164, 2063573, 2003907, 2073155, 2059140, 2065534, 2132011, 2073812, 1753153, German patent 3938136 and others).

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа по максимальному количеству совпадающих признаков, является электромагнитный клапан с демпфирующим устройством по патенту РФ 1753153, МПК F 16 K 31/02, 1989 г, опубликовано в бюллетене 29 от 07.08.92 г. The closest analogue, selected as a prototype for the maximum number of matching features, is an electromagnetic valve with a damping device according to the patent of the Russian Federation 1753153, IPC F 16 K 31/02, 1989, published in bulletin 29 of 08/07/92.

В данном клапане, содержащем электромагнит, корпус, седло, управляющую полость, подпружиненный основной запорный орган из магнитомягкого материала с разгрузочным каналом, перекрываемым подпружиненным якорем, размещенным внутри основного запорного органа над разгрузочным каналом, основной запорный орган выполнен с юбкой, образующей с корпусом клапана кольцевой загрузочный канал, а часть полости корпуса клапана на уровне юбки основного запорного органа выполнена переменного сечения. In this valve, containing an electromagnet, a housing, a seat, a control cavity, a spring-loaded main locking element made of soft magnetic material with a discharge channel blocked by a spring-loaded armature located inside the main locking element above the discharge channel, the main locking element is made with a skirt forming an annular ring with the valve body loading channel, and part of the valve body cavity at the level of the skirt of the main locking element is made of variable cross section.

В этом электромагнитном клапане при высоких значениях температуры рабочей или окружающей среды возможно заклинивание юбки в корпусе клапана, а при низких - кольцевой зазор между юбкой и корпусом становится сопоставим по площади сечения с разгрузочным каналом, что затрудняет срабатывание клапана. Для срабатывания клапана необходимо наличие на выходе клапана противодавления, воздействующего на основной запорный орган. Все эти недостатки ведут к снижению надежности работы клапана. В указанном клапане отсутствует возможность регулировки времени срабатывания. Кроме того, при изготовлении корпуса и основного запорного органа требуются высокая точность и чистота обработки соприкасающихся поверхностей, что ведет к повышению стоимости изготовления клапана. In this solenoid valve, at high operating or ambient temperatures, the skirt may jam in the valve body, and at low temperatures, the annular gap between the skirt and the body becomes comparable in cross-sectional area with the discharge channel, which makes valve actuation difficult. For the valve to operate, it is necessary to have a backpressure at the valve outlet acting on the main locking element. All these disadvantages lead to a decrease in the reliability of the valve. The specified valve does not have the ability to adjust the response time. In addition, in the manufacture of the body and the main locking element, high accuracy and cleanliness of the processing of the contacting surfaces are required, which leads to an increase in the cost of manufacturing the valve.

Цель изобретения - повышение надежности работы клапана с одновременным упрощением конструкции, устранение зависимости от температуры окружающей среды и температуры рабочего тела (газа, жидкости), возможность регулирования времени срабатывания. The purpose of the invention is to increase the reliability of the valve while simplifying the design, eliminating the dependence on the ambient temperature and the temperature of the working fluid (gas, liquid), the ability to control the response time.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве демпфирования применено упругое разрезное кольцо. This goal is achieved by the fact that an elastic split ring is used in the damping device.

На фиг. 1 представлен электромагнитный клапан в разрезе, на фиг.2 - упругое разрезное кольцо. In FIG. 1 shows a solenoid valve in a section, figure 2 - elastic split ring.

Электромагнитный клапан включает в себя электромагнит 1 с обмоткой 2 и сердечником 3, корпус 4 клапана с немагнитной гильзой 5, седлом 6 выходного канала 7, входным каналом 8 и управляющей полостью 9, часть которой имеет переменное сечение 10, якорь 11 с уплотняющим элементом 12, пружиной 13 и штифтом 14, основной запорный орган в виде немагнитной втулки 15 с разгрузочным каналом 16, седлом 17, уплотняющим элементом 18, отверстием для перемещения штифта и упругим разрезным кольцом 19, установленным в кольцевой проточке втулки 15. The electromagnetic valve includes an electromagnet 1 with a winding 2 and a core 3, a valve body 4 with a non-magnetic sleeve 5, a seat 6 of the output channel 7, an input channel 8 and a control cavity 9, part of which has a variable cross section 10, an armature 11 with a sealing element 12, spring 13 and pin 14, the main locking element in the form of a non-magnetic sleeve 15 with a discharge channel 16, a seat 17, a sealing element 18, a hole for moving the pin and an elastic split ring 19 installed in the annular groove of the sleeve 15.

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

Нормальное положение клапана - закрытое. В этом положении во входном канале 8 и управляющей полости 9 находится рабочее тело под давлением. При подаче напряжения на обмотку 2 электромагнита 1 под действием возникающих магнитных сил якорь 11, преодолевая усилие пружины 13, переместится на величину зазора Δ₁ в штифтовом соединении якоря и немагнитной втулки 15, открывая разгрузочный канал 16. Площадь проходного сечения разгрузочного канала 16 больше, чем площадь проходного сечения щелевого загрузочного канала Δ₂ упругого разрезного кольца 19 при закрытом клапане. Давление в управляющей полости 9 начинает падать. При достижении значения перепада давлений между входным каналом 8 и управляющей полостью 9, достаточного для преодоления усилия пружины 13 и сил давления, действующих на якорь и втулку, якорь 11 через штифтовое соединение начинает поднимать втулку 15 над седлом 6 корпуса клапана. Таким образом, входной и выходной каналы клапана соединяются. При перемещении втулки 15 вдоль немагнитной гильзы 5, имеющей переменное сечение 10, вследствие упругих свойств разрезного кольца 19 происходит увеличение проходного сечения щелевого загрузочного канала Δ₂ и быстрое нарастание давления в управляющей полости 9, что приводит к замедлению перемещения якоря 11 с втулкой 15 в сторону сердечника 3. Под действием возросших с уменьшением зазора между якорем 11 и сердечником 3 магнитных сил якорь плавно притягивается к сердечнику, тем самым полностью открывая клапан.The normal position of the valve is closed. In this position in the inlet channel 8 and the control cavity 9 is a working fluid under pressure. When voltage is applied to the winding 2 of the electromagnet 1 under the action of the arising magnetic forces, the armature 11, overcoming the force of the spring 13, will move by the gap Δ ₁ in the pin connection of the armature and the non-magnetic sleeve 15, opening the discharge channel 16. The passage area of the discharge channel 16 is larger than the passage area of the slotted feed channel Δ _{2 of the} elastic split ring 19 with the valve closed. The pressure in the control cavity 9 begins to fall. Upon reaching the pressure drop between the inlet channel 8 and the control cavity 9, sufficient to overcome the force of the spring 13 and the pressure forces acting on the armature and the sleeve, the armature 11 through the pin connection begins to lift the sleeve 15 above the seat 6 of the valve body. Thus, the inlet and outlet channels of the valve are connected. When moving the sleeve 15 along the non-magnetic sleeve 5 having a variable cross-section 10, due to the elastic properties of the split ring 19, the passage section of the slotted feed channel Δ ₂ increases and the pressure builds up rapidly in the control cavity 9, which slows down the movement of the armature 11 with the sleeve 15 to the side core 3. Under the action of increased magnetic forces between the armature 11 and core 3, the armature gradually attracts the core to the core, thereby completely opening the valve.

При снятии напряжения с обмотки электромагнита магнитные силы исчезают, и под действием усилия пружины 13 якорь 11 перекрывает разгрузочный канал 16 втулки 15, а втулка начинает прикрывать выходной канал 7 клапана. При таком перемещении происходит уменьшение проходного сечения щелевого загрузочного канала Δ₂ в упругом разрезном кольце 19 втулки 15 и изменение соотношения давлений во входном канале 8 и управляющей полости 9. Перемещение втулки 15 к седлу 6 выходного канала 7 совершается плавно, с замедлением. Втулка 15 опускается упругим элементом 18 на седло 6 и клапан закрывается.When the voltage is removed from the winding of the electromagnet, the magnetic forces disappear, and under the action of the spring force 13, the armature 11 closes the discharge channel 16 of the sleeve 15, and the sleeve begins to cover the output channel 7 of the valve. With this movement, the passage section of the slotted feed channel Δ ₂ decreases in the elastic split ring 19 of the sleeve 15 and the pressure ratio in the input channel 8 and the control cavity 9 changes. The sleeve 15 moves to the seat 6 of the output channel 7 smoothly, with a slowdown. The sleeve 15 is lowered by the elastic element 18 onto the seat 6 and the valve closes.

Время срабатывания (открывания и закрывания) клапана можно регулировать подбором упругого разрезного кольца с необходимыми размерами щелевого разгрузочного канала Δ₂ в нем.The response time (opening and closing) of the valve can be adjusted by selecting an elastic split ring with the required dimensions of the slotted discharge channel Δ ₂ in it.

Заявляемая конструкция может быть изготовлена на обычном технологическом оборудовании посредством обычных инструментов. The inventive design can be manufactured on conventional technological equipment using conventional tools.

В настоящее время изготовлен макет описанного электромагнитного клапана, который успешно прошел испытания. В ООО "Объединение Родина" производится изготовление опытной партии. Currently, a mock-up of the described electromagnetic valve is made, which has successfully passed the tests. Association Rodina LLC produces an experimental batch.

Claims

An electromagnetic valve containing an electromagnet, a housing, a control cavity, part of which is made of variable cross-section, a main locking element with a discharge channel blocked by a spring-loaded armature located above the discharge channel, a loading channel whose passage area is smaller than the area of the discharge channel, characterized in that the main the locking body is made in the form of a sleeve with an elastic split ring forming a slotted feed channel, and the elastic split ring can be made from the slit m loading channel of various passage area.