RU2621456C2

RU2621456C2 - Solenoid valve

Info

Publication number: RU2621456C2
Application number: RU2015127133A
Authority: RU
Inventors: Михаил Викторович Макарьянц; Руслан Сергеевич Барышников; Артем Владимирович Фролов; Виктор Анатольевич Пантелейчук; Александр Анатольевич Грошев; Владимир Николаевич Жаворонков; Татьяна Вячеславовна Косырева
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации; Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2017-06-06
Also published as: RU2015127133A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: electrovalve consists of coaxially-arranged electromagnetic coil, cylindrical casing, locking element placed in its inner cavity, filters. Each filter is a mesh placed on the grate. Set of filters with the rings placed between them form a filter block. The filters are placed in series with respect to the operating element fluid flow. Every subsequent filter has a fine meshed grid. The holes diameters of each successive grid is smaller than the previous one. Wherein the grid holes total areas are approximately equal.

EFFECT: expansion of operational capabilities, reducing the size and increasing reliability by changing the design of the filter on the valve upstream.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к клапанам с электромагнитными приводами, и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов в качестве исполнительного устройства для перепуска рабочих сред в гидравлических или воздушных топливных системах.The invention relates to mechanical engineering, mainly to valves with electromagnetic actuators, and can be used in aircraft control systems as an actuator for bypassing working media in hydraulic or air fuel systems.

Известна конструкция импульсного электроклапана (см. авторское свидетельство SU №1114843), состоящего из цилиндрического корпуса, электромагнитной катушки, запорного органа, имеющего возможность осевого перемещения.A known design of a pulsed solenoid valve (see copyright certificate SU No. 1114843), consisting of a cylindrical body, an electromagnetic coil, a shut-off element with axial movement.

Недостатком известного клапана является возможность попадания посторонних частиц в запорный элемент клапана и, как следствие, его полная или частичная разгерметизация, приводящая к снижению надежности изделия.A disadvantage of the known valve is the possibility of foreign particles entering the valve shutoff element and, as a result, its complete or partial depressurization, leading to a decrease in the reliability of the product.

Известен клапан (см. патент на полезную модель RU №38878 - прототип), состоящий из расположенных соосно электромагнитной катушки в кожухе, цилиндрического корпуса с кольцевыми пазами и отверстиями в пазах для прохода рабочего тела, запорных элементов, размещенных в его внутренней полости, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрической спиралью и сетчатым фильтром, размещенными одновременно как минимум в одном кольцевом пазе, в дне которого выполнено не менее двух отверстий, расположенных по окружности паза, при этом цилиндрическая спираль расположена в кольцевом пазе между дном паза и сетчатым фильтром, плотно охватывая дно паза, а началом и концом прилегает к боковым стенкам паза и выполнена из проволоки круглого сечения, диаметр которой меньше ширины паза, и при любом расположении в пазе не перекрывает хотя бы одно из отверстий в дне паза, а сетчатый фильтр выполнен в виде ленты, концы которой сложены вместе и механически соединены, плотно охватывая спираль.Known valve (see patent for utility model RU No. 388878 - prototype), consisting of coaxially located electromagnetic coils in the casing, a cylindrical body with annular grooves and holes in the grooves for the passage of the working fluid, locking elements located in its inner cavity, characterized in that it is equipped with a cylindrical spiral and a strainer located simultaneously in at least one annular groove, in the bottom of which at least two holes are made located around the circumference of the groove, while the cylindrical spiral positioned in an annular groove between the bottom of the groove and the strainer, tightly covering the bottom of the groove, and beginning and end is adjacent to the side walls of the groove and is made of round wire, the diameter of which is less than the width of the groove, and at any location in the groove does not overlap at least one of holes in the bottom of the groove, and the strainer is made in the form of a tape, the ends of which are folded together and mechanically connected, tightly covering the spiral.

Недостатком известного клапана является то, что применение цилиндрической спирали не обеспечивает постоянного зазора между сеткой и поверхностью паза, поскольку сетка не является жестким элементом, и при воздействии на сетку потока рабочего тела возможен контакт сетки с поверхностью паза, т.е. прижатая поверхность сетки не будет работать. При полном исключении контакта сетки с поверхностью паза за счет увеличения толщины проволоки спирали возможен разрыв сетки при воздействии потока рабочего тела, что приводит к снижению надежности всей системы в целом. К тому же диаметр кольцевого паза сетчатого фильтра, как правило, превосходит диаметр трубопроводов летательных аппаратов, что существенно ограничивает его применение.A disadvantage of the known valve is that the use of a cylindrical spiral does not provide a constant gap between the mesh and the groove surface, since the mesh is not a rigid element, and when the working fluid is exposed to the mesh, the mesh may contact the groove surface, i.e. the pressed mesh surface will not work. With the complete exclusion of the contact of the mesh with the groove surface due to an increase in the thickness of the spiral wire, the mesh may break when exposed to the flow of the working fluid, which leads to a decrease in the reliability of the whole system. In addition, the diameter of the annular groove of the mesh filter, as a rule, exceeds the diameter of the pipelines of the aircraft, which significantly limits its application.

Задачей предложенного технического решения является расширение эксплуатационных возможностей, уменьшение габаритов и повышение надежности за счет изменения конструкции фильтра на входе клапана.The objective of the proposed technical solution is to expand operational capabilities, reduce the size and increase reliability by changing the design of the filter at the valve inlet.

Поставленная задача решается тем, что в электроклапане, состоящем из соосно расположенных электромагнитной катушки, цилиндрического корпуса, запорного элемента, размещенного в его внутренней полости, фильтров, каждый фильтр представляет из себя сетку, размещенную на решетке, а набор фильтров с размещенным между ними кольцами образует фильтроблок, причем фильтры размещены последовательно относительно потока рабочего тела и каждый последующий фильтр имеет сетку с более мелкими ячейками, а диаметры отверстий каждой последующей решетки меньше, чем предыдущей, причем суммарные площади отверстий решеток приблизительно равны.The problem is solved in that in the solenoid valve, consisting of a coaxially arranged electromagnetic coil, a cylindrical body, a shut-off element located in its inner cavity, filters, each filter is a grid placed on the grid, and a set of filters with rings placed between them forms filter block, and the filters are placed sequentially relative to the flow of the working fluid and each subsequent filter has a grid with smaller cells, and the diameters of the holes of each subsequent grating enshe than the previous one, with the total area of grating holes are approximately equal.

На чертежах изображен разрез общего вида клапана (Фиг. 1), выносной элемент С (Фиг. 2).The drawings show a sectional view of a General view of the valve (Fig. 1), an external element C (Fig. 2).

Клапан, показанный на общем виде в нерабочем состоянии (обесточен-закрыт), включает в себя следующие основные конструктивные элементы: цилиндрический корпус 1 с установленными в нем входным и выходным штуцерами 2 и 3, на внешней поверхности которого расположена электромагнитная катушка 4, защищенная снаружи кожухом 5. Внутри цилиндрического корпуса расположен подпружиненный пружиной 6 запорный элемент 7, обеспечивающий объединение (разобщение) входной и выходной полостей Е и У. Подключение клапана к бортовой электросети изделия осуществляется через разъем 8.The valve, shown in a general view inoperative (de-energized-closed), includes the following main structural elements: a cylindrical body 1 with inlet and outlet fittings 2 and 3 installed in it, on the external surface of which there is an electromagnetic coil 4, protected outside by a casing 5. Inside the cylindrical body, a locking element 7, spring-loaded with a spring 6, is provided, which provides the combination (isolation) of the input and output cavities E and U. The valve is connected to the on-board power supply of the product via connector 8.

Между входным штуцером 2 и цилиндрическим корпусом 1 размещен фильтроблок 9, изготовленный в виде цилиндра, по торцу которого размещена сетка 11 с крупными ячейками, контактирующая с решеткой 12, где выполнены N отверстий с диаметром А. С другой стороны решетка 12 контактирует с торцом кольца 13, противоположный торец которого взаимодействует с сеткой 14 с более мелкими ячейками. Сетка 14, в свою очередь, контактирует с решеткой 15, в которой выполнены М отверстий с диаметром В, причем N<М при А>В, таким образом, что площадь всех отверстий А ≅ площади всех отверстий В. После сборки фильтроблока 9 его корпус 10 завальцовывается с одного из торцов либо детали в нем фиксируются любым другим способом.Between the inlet fitting 2 and the cylindrical body 1 there is a filter unit 9 made in the form of a cylinder, at the end of which there is a grid 11 with large cells in contact with the grill 12, where N holes are made with a diameter A. On the other hand, the grill 12 is in contact with the end face of the ring 13 , the opposite end of which interacts with the grid 14 with smaller cells. The grid 14, in turn, is in contact with the lattice 15, in which there are M holes with a diameter B, with N <M at A> B, so that the area of all holes A is the area of all holes B. After assembly of the filter unit 9, its body 10 is rolled from one of the ends or the parts in it are fixed in any other way.

Клапан работает следующим образом.The valve operates as follows.

По команде от системы управления изделием на обмотку электромагнитной катушки 4 подается заданное напряжение. Под воздействием электромагнитного поля, возникающего при этом, запорный элемент 7 сдвигается влево на расстояние Т, сжимая пружину 6 и объединяя полости Е и У до тех пор, пока обмотка электромагнитной катушки 4 находится под напряжением. Рабочее тело (РТ) проходит сетку 11 с крупными ячейками, где происходит его предварительная (грубая) очистка. При этом под воздействием потока РТ (его направление показано стрелкой на Фиг. 2, вид С) сетка 11 прижимается к решетке 12, которая частично воспринимает нагрузки, действующие на сетку 12. Пройдя грубую очистку, затем - через кольцо 13, поток РТ попадает на сетку 14 с мелкими ячейками, где происходит его окончательная (тонкая) очистка. Решетка 15 с более мелкими отверстиями, установленная сразу за сеткой 14 с мелкими ячейками, также частично воспринимает нагрузки от движения РТ, действующие на сетку 14.On command from the product control system, a predetermined voltage is supplied to the winding of the electromagnetic coil 4. Under the influence of the electromagnetic field arising in this case, the locking element 7 moves to the left by a distance T, compressing the spring 6 and combining the cavity E and Y until the winding of the electromagnetic coil 4 is energized. The working fluid (RT) passes through the grid 11 with large cells, where it is pre-treated (rough). At the same time, under the influence of the RT flow (its direction is shown by the arrow in Fig. 2, view C), the grid 11 is pressed against the grid 12, which partially accepts the loads acting on the grid 12. After rough cleaning, then through the ring 13, the RT flow enters mesh 14 with small cells, where it is final (fine) cleaning. The lattice 15 with smaller holes, installed immediately behind the grid 14 with small cells, also partially accepts the loads from the movement of the PT acting on the grid 14.

Предложенное техническое решение позволит применять на входе клапана арматуру любого диаметра и, следовательно, уменьшить габариты клапана, поскольку диаметр цилиндрического корпуса не зависит от размеров встроенной в клапан конструкции фильтроблока, которая работает как система фильтров с минимальными линейными габаритами, а также увеличить скорость потока РТ, поскольку решетки, установленные непосредственно за сетками, воспринимают часть нагрузок от потока РТ, снижая возможность разрыва (разрушения) сеток что ведет к повышению надежности и расширению эксплуатационных возможностей.The proposed technical solution will allow the use of valves of any diameter at the valve inlet and, therefore, reduce the dimensions of the valve, since the diameter of the cylindrical body does not depend on the size of the filter block structure integrated in the valve, which works as a filter system with minimal linear dimensions, and also increase the flow rate of the RT since the gratings installed directly behind the grids absorb part of the loads from the RT flow, reducing the possibility of rupture (destruction) of the grids, which leads to an increase over Shelf life and enhanced operational capabilities.

Claims

An electrovalve, consisting of a coaxially arranged electromagnetic coil, a cylindrical body, a shut-off element located in its inner cavity, filters, characterized in that each filter is a grid placed on the grill, and a set of filters with rings placed between them forms a filter unit, and the filters are arranged sequentially relative to the flow of the working fluid and each subsequent filter has a grid with smaller cells, and the diameters of the holes of each subsequent grid are smaller than the previous s, the total area of the holes arrays are approximately equal.