RU2592708C1

RU2592708C1 - Electromagnetic valve

Info

Publication number: RU2592708C1
Application number: RU2015106951/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Викторович Китаев; Александр Владимирович Фомин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Технопроект"
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-07-27

Abstract

FIELD: valves production.

SUBSTANCE: invention relates to pipeline valves and is used for control of gaseous and liquid working media. Valve comprises body with inlet and outlet pipes, cylinder, piston with sealing element, electromagnet armature with sealing element, and spring. Piston and armature are mechanically connected to each other with gripper. Inside piston leakage channel is made connecting inlet branch pipe and above-piston cavity, and discharge channel. At that, inside leakage channel shut-off valve is installed, which is controlled by means of electromagnet armature with pusher.

EFFECT: significant increase of electromagnetic valve response speed.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к трубопроводной арматуре и используется для управления газообразными и жидкими рабочими средами.The present invention relates to valves and is used to control gaseous and liquid working environments.

В патенте RU 2194900, МПК F16K 31/02 описан электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, крышку, мембрану, установленную между корпусом и крышкой, запорный орган, состоящий из верхнего диска и нижней мягкой прокладки, сервопривод (электромагнит).Patent RU 2194900, IPC F16K 31/02 describes an electromagnetic valve comprising a housing with a seat, a cover, a membrane installed between the housing and the cover, a shut-off element consisting of an upper disk and a lower soft pad, and a servo-driver (electromagnet).

В патенте SU 1218229, МПК F16K 31/02 описан блок питания газовый (клапан), содержащий корпус с входным и двумя выходными каналами (патрубками), в котором установлен электромагнит с разомкнутым с двух сторон магнитопроводом, и три соосных якоря - запорных органа, нагруженных пружинами в виде плоских тарелей разных диаметров, расположенных с двух сторон электромагнита.Patent SU 1218229, IPC F16K 31/02 describes a gas power supply (valve), comprising a housing with input and two output channels (pipes), in which an electromagnet is installed with a magnetic circuit open on both sides, and three coaxial anchors are shut-off bodies loaded springs in the form of flat plates of different diameters located on both sides of the electromagnet.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электромагнитный клапан, описанный в патенте RU 2078273, МПК F16K 31/02, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, основной затвор, импульсный (управляющий) затвор, седло которого выполнено в основном затворе, общий механизм перемещения обоих затворов и электромагнитный привод с сердечником (якорем).The closest in technical essence to the present invention is an electromagnetic valve described in patent RU 2078273, IPC F16K 31/02, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a main shutter, a pulse (control) shutter, the seat of which is made in the main shutter, a common mechanism movements of both shutters and an electromagnetic drive with a core (anchor).

Данный клапан позволяет достаточно эффективно управлять газообразными и жидкими рабочими средами. Однако с увеличением номинального диаметра клапана существенно снижается скорость срабатывания электромагнитного клапана. Это обусловлено тем, что увеличение номинального диаметра клапана приводит к увеличению диаметра поршня, что в свою очередь приводит к увеличению объема надпоршневой полости, при этом диаметр отверстия, через которое осуществляется наполнение надпоршневой полости, остается неизменным. Увеличивать диаметр отверстия, через которое осуществляется наполнение надпоршневой полости, зачастую нерационально, поскольку это приводит к увеличению диаметра сбросного отверстия, что в свою очередь требует увеличения мощности и габаритов электромагнита и соответственно всего клапана в целом.This valve allows you to quite effectively control gaseous and liquid fluids. However, as the nominal diameter of the valve increases, the response rate of the solenoid valve decreases significantly. This is due to the fact that an increase in the nominal diameter of the valve leads to an increase in the diameter of the piston, which in turn leads to an increase in the volume of the over-piston cavity, while the diameter of the hole through which the over-piston cavity is filled remains unchanged. Increasing the diameter of the hole through which the over-piston cavity is filled is often irrational, since this leads to an increase in the diameter of the discharge hole, which in turn requires an increase in the power and dimensions of the electromagnet and, accordingly, of the valve as a whole.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно увеличить скорость срабатывания клапана электромагнитного. Это особенно важно в случае применения электромагнитного клапана в системах безопасности.The present invention allows to significantly increase the response speed of the electromagnetic valve. This is especially important when using a solenoid valve in safety systems.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемому изобретению и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана электромагнитного реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.As a result of a search on the sources of scientific, technical and patent information, no design solutions were found, the set of essential features of which is similar to the invention and ensures the achievement of the same technical result. The implementation of the claimed electromagnetic valve is feasible in a conventional machine-building enterprise. Thus, it can be noted that the present invention is a solution to the technical problem, is new, provides industrial applicability and has an inventive step.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на нижеследующем чертеже.The essence of the invention is illustrated in the following drawing.

Клапан электромагнитный состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3, цилиндра 4, поршня 5, электромагнита 6, якоря 7 с захватом 17, уплотнительного элемента 8 поршня 5, уплотнительного элемента 9 якоря 7, пружины 10. Внутри поршня 5 располагаются отсечной клапан 11 с пружиной 12, толкатель 13. В теле поршня 5 выполнены канал натекания 15 и канал сброса 16.The electromagnetic valve consists of a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3, a cylinder 4, a piston 5, an electromagnet 6, an armature 7 with a grip 17, a sealing element 8 of the piston 5, a sealing element 9 of the armature 7, a spring 10. Inside the piston 5, a shut-off a valve 11 with a spring 12, a pusher 13. In the body of the piston 5 there is a leakage channel 15 and a discharge channel 16.

В исходном состоянии электромагнит 6 обесточен. Пружина 10 прижимает якорь 7 к седлу 19 поршня 5, а поршень 5 к седлу 18 корпуса 1. Уплотнительный элемент 9 обеспечивает герметичность управляющего затвора, образованного уплотнительным элементом 9 и седлом 19 поршня 5. Уплотнительный элемент 8 обеспечивает герметичность основного затвора, образованного уплотнительным элементом 8 и седлом 18 корпуса 1. Также пружина 10 через толкатель 13 удерживает отсечной клапан 11 в открытом состоянии. Входной патрубок 2 через канал натекания 15 и открытый отсечной клапан 11 связан с надпоршневой полостью 14. Рабочая среда, подаваемая во входной патрубок 2 корпуса 1, не попадает в выходной патрубок 3.In the initial state, the electromagnet 6 is de-energized. The spring 10 presses the anchor 7 to the seat 19 of the piston 5, and the piston 5 to the seat 18 of the housing 1. The sealing element 9 ensures the tightness of the control valve formed by the sealing element 9 and the seat 19 of the piston 5. The sealing element 8 ensures the tightness of the main valve formed by the sealing element 8 and the seat 18 of the housing 1. Also, the spring 10 through the pusher 13 holds the shut-off valve 11 in the open state. The inlet pipe 2 through the leakage channel 15 and the open shut-off valve 11 is connected with the over-piston cavity 14. The working medium supplied to the inlet pipe 2 of the housing 1 does not enter the outlet pipe 3.

При подаче напряжения на электромагнит 6 якорь 7 перемещается, сжимает пружину 10, открывает управляющий затвор. В процессе движения якорь 7 освобождает толкатель 13. Пружина 12 закрывает отсечной клапан 11, тем самым перекрывает поток рабочей среды из входного патрубка 2 в надпоршневую полость 14. В процессе перемещения якорь 7 открывает управляющий затвор. Рабочая среда через канал сброса 16 из надпоршневой полости 14 быстро сбрасывается в выходной патрубок 3. Благодаря этому поршень 5 разгружается и якорь 7 без значительных усилий посредством захвата 17 перемещает поршень 5 из исходного положения в рабочее. Рабочая среда, подаваемая во входной патрубок 2 корпуса 1, попадает в выходной патрубок 3.When applying voltage to the electromagnet 6, the armature 7 moves, compresses the spring 10, opens the control shutter. In the process of movement, the anchor 7 releases the pusher 13. The spring 12 closes the shut-off valve 11, thereby blocking the flow of the working medium from the inlet pipe 2 into the over-piston cavity 14. During the movement, the anchor 7 opens the control valve. The working medium through the discharge channel 16 from the over-piston cavity 14 is quickly discharged into the outlet pipe 3. Due to this, the piston 5 is unloaded and the armature 7 without significant efforts by means of the gripper 17 moves the piston 5 from its original position to the working. The working medium supplied to the inlet pipe 2 of the housing 1, enters the outlet pipe 3.

При снятии напряжения с электромагнита 6 пружина 10 перемещает якорь 7 и поршень 5 в исходное положение. В процессе этого закрывается управляющий затвор и посредством толкателя 13 открывается отсечной клапан 11. Рабочая среда из входного патрубка 2 через канал натекания 15 быстро наполняет надпоршневую полость 14. В результате действия давления в надпоршневой полости 14 движение 5 поршня к седлу значительно ускоряется. Возвращаясь в исходное положение, закрываются управляющий и основной затворы. Рабочая среда, подаваемая во входной патрубок 2 корпуса 1, не попадает в выходной патрубок 3.When removing the voltage from the electromagnet 6, the spring 10 moves the armature 7 and the piston 5 to its original position. In the process, the control shutter closes and the shut-off valve 11 opens by means of the pusher 13. The working medium from the inlet pipe 2 through the leakage channel 15 quickly fills the over-piston cavity 14. As a result of the pressure in the over-piston cavity 14, the piston movement 5 to the saddle is significantly accelerated. Returning to the starting position, the control and the main shutters are closed. The working medium supplied to the inlet pipe 2 of the housing 1 does not fall into the outlet pipe 3.

Именно благодаря тому, что в известном клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, цилиндр, поршень с уплотнительным элементом, электромагнит, якорь с уплотнительным элементом, пружину, в котором поршень и якорь механически связаны между собой захватом, внутри поршня выполнены канал натекания, соединяющий входной патрубок и надпоршневую полость, и канал сброса, при этом внутри канала натекания установлен отсечной клапан, который управляется посредством толкателя якорем электромагнита, достигается технический результат, выраженный в существенном увеличении скорости срабатывания клапана электромагнитного.It is precisely due to the fact that in a known valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a cylinder, a piston with a sealing element, an electromagnet, an armature with a sealing element, a spring in which the piston and the armature are mechanically connected to each other by a gripper, a leakage channel is made inside the piston, connecting the inlet pipe and the over-piston cavity, and the discharge channel, while a shut-off valve is installed inside the leakage channel, which is controlled by a pusher with an electromagnet anchor, a technical result is achieved, expressed as a significant increase in the response speed of the electromagnetic valve.

Детали клапана изготавливаются в условиях обычного машиностроительного предприятия из сталей марки 12X17, 40X14, 12Х18Н10Т, уплотнительные элементы изготавливаются из резины марки В-14.Valve parts are manufactured in a conventional machine-building enterprise from steel grades 12X17, 40X14, 12X18H10T, sealing elements are made from rubber grade B-14.

Реализация клапана номинальным диаметром DN 80 номинальным давлением PN 10 с применением описанного решения позволила увеличить скорость открытия в семь раз, а закрытия - в восемь раз.The implementation of the valve with a nominal diameter of DN 80 with a nominal pressure of PN 10 using the described solution allowed to increase the opening speed by seven times, and closing by eight times.

Claims

An electromagnetic valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a cylinder, a piston with a sealing element, an electromagnet, an anchor with a sealing element, a spring, characterized in that the piston and the armature are mechanically connected by a gripper, a leakage channel is made inside the piston connecting the inlet pipe and an over-piston cavity, and a discharge channel, while a shut-off valve is installed inside the leakage channel, which is controlled by a pusher with an electromagnetic anchor.