RU2810100C1 - Solenoid valve - Google Patents

Solenoid valve Download PDF

Info

Publication number
RU2810100C1
RU2810100C1 RU2023113459A RU2023113459A RU2810100C1 RU 2810100 C1 RU2810100 C1 RU 2810100C1 RU 2023113459 A RU2023113459 A RU 2023113459A RU 2023113459 A RU2023113459 A RU 2023113459A RU 2810100 C1 RU2810100 C1 RU 2810100C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
armature
stop
valve
unloading
frame
Prior art date
Application number
RU2023113459A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Николаевич Горин
Юлия Николаевна Каплина
Наталья Сергеевна Млынаржевская
Анатолий Иванович Каширин
Original Assignee
Акционерное общество "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810100C1 publication Critical patent/RU2810100C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electric valves.
SUBSTANCE: used in power engineering in aircraft. The armature protruding from the electromagnet is sealed along the body and has a larger diameter in the form of a hollow cylinder, which hermetically covers the outer diameter of the main valve. The stop is made movable, with the possibility of axial movement together with the armature when the valve opens, compressing an additional spring located between the stop and the spacer installed at the exit from the frame, and thereby increases the armature stroke. The spacer has an axial hole for the passage of a threaded rod, rigidly connected to the stop, and a nut is screwed onto the rod to adjust the gap between the armature and the stop of the initial armature stroke. When voltage is applied, the armature is pulled toward the stop, lifting the unloading valve from the seat and relieving the pressure in the frame. A force appears on the unbalanced surfaces of the armature and the main valve from the difference in the working pressure of the input and residual pressure in the frame, which moves the stop until the end of the large diameter of the armature reaches the end of the frame.
EFFECT: increasing the flow area of the valve by increasing the armature stroke without significantly increasing the dimensions and weight of the solenoid valve.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромагнитным клапанам (ЭК) и может быть использовано в энергетическом машиностроении, например, в летательных аппаратах.The invention relates to electromagnetic valves (EC) and can be used in power engineering, for example, in aircraft.

Известен ЭК с разгрузкой (см. книгу А.Л. Пржиалковского и С.Х. Щучинского «Электромагнитные клапаны», издательство «Машиностроение», Ленинград 1967, стр. 34, Рис. 14), взятый за аналог изобретения, в котором в корпус ЭК установлен основной затвор, перекрывающий выход и делящий клапан на две полости: входную и разгрузочную, которые соединены обводным отверстием. В разгрузочной полости расположен подпружиненный якорь с жестко установленным на торце разгрузочным затвором и связанный полужестко с основным затвором, посредством штифта, а разгрузочный затвор уплотняет выход из клапана через разгрузочное седло, выполненное на основном затворе. При подаче напряжения в катушку электромагнита, якорь с разгрузочным затвором перемещается, сжимает пружину и открывает проход рабочему телу на выход из клапана через седло разгрузочного затвора, выполненного на основном затворе. Штифт, установленный в якоре, движется внутри канавки основного затвора до контакта со стенкой канавки. Давление рабочего тела в разгрузочной полости электромагнита падает, основной затвор поднимается, открывая основной проход рабочему телу на выход из клапана и давая возможность якорю выбрать весь ход. При снятии напряжения с катушки электромагнита пружина разжимается, и якорь с установленным на его торце разгрузочным клапаном садится на седло разгрузки, выполненное на основном затворе. Клапан закрыт, концы штифта занимают промежуточную позицию в канавке основного запорного органа. В случае отсутствия давления рабочего тела основной затвор отрывается от седла при помощи штифта.An EC with unloading is known (see the book by A.L. Przhialkovsky and S.Kh. Shchuchinsky “Solenoid valves”, publishing house “Mashinostroenie”, Leningrad 1967, p. 34, Fig. 14), taken as an analogue of the invention, in which the housing The EC has a main valve installed, blocking the outlet and dividing the valve into two cavities: inlet and discharge, which are connected by a bypass hole. In the unloading cavity there is a spring-loaded anchor with a unloading valve rigidly mounted at the end and connected semi-rigidly to the main valve by means of a pin, and the unloading valve seals the outlet of the valve through the unloading seat made on the main valve. When voltage is applied to the electromagnet coil, the armature with the unloading gate moves, compresses the spring and opens the passage for the working fluid to exit the valve through the seat of the unloading gate made on the main gate. A pin installed in the armature moves inside the groove of the main gate until it contacts the wall of the groove. The pressure of the working fluid in the discharge cavity of the electromagnet drops, the main shutter rises, opening the main passage for the working fluid to exit the valve and allowing the armature to select the entire stroke. When the voltage is removed from the electromagnet coil, the spring is decompressed, and the armature with the unloading valve installed at its end sits on the unloading seat made on the main valve. The valve is closed, the ends of the pin occupy an intermediate position in the groove of the main shut-off element. In the absence of pressure from the working fluid, the main valve is torn off from the seat using a pin.

Такая конструкция работоспособна, но имеет ряд недостатков:This design is workable, but has a number of disadvantages:

- ход якоря этой конструкции зависит от глубины внедрения седел в уплотняющие поверхности разгрузочного и основного затворов. Увеличение хода якоря увеличивает время открытия ЭК;- the stroke of the armature of this design depends on the depth of penetration of the seats into the sealing surfaces of the unloading and main valves. Increasing the armature stroke increases the opening time of the EC;

- деформация - смятие цилиндрической поверхности штифтов при открытии клапана (из-за большого удельного давления на площадь контакта основного затвора и цилиндрической поверхности штифта), которая приводит к нестабильности величин параметров ЭК, а именно сопротивлению и времени срабатывания из-за изменения хода основного затвора;- deformation - collapse of the cylindrical surface of the pins when the valve is opened (due to the large specific pressure on the contact area of the main valve and the cylindrical surface of the pin), which leads to instability of the values of the EC parameters, namely resistance and response time due to changes in the stroke of the main valve;

- появление множественных отпечатков седла на контактирующей поверхности разгрузочного затвора из-за консольного расположения разгрузочного затвора на торце якоря и, как следствие, появление негерметичности по разгрузочному затвору;- the appearance of multiple seat marks on the contacting surface of the unloading gate due to the cantilever arrangement of the unloading gate at the end of the armature and, as a consequence, the appearance of leaks along the unloading gate;

- плохая ремонтоспособность ЭК из-за необходимости замены большого количества узлов и деталей в виду невозможности доработки контактирующей поверхности разгрузочного затвора для удаления отпечатков и прочих дефектов из-за крепления разгрузочного затвора, и штифта в якоре.- poor repairability of the EC due to the need to replace a large number of components and parts due to the impossibility of modifying the contacting surface of the unloading gate to remove prints and other defects due to the fastening of the unloading gate and the pin in the armature.

Известен электромагнитный клапан (ЭК) (см. Патент РФ №2593731 С1, опубл. 2016 г.), взятый за прототип изобретения. В этом клапане, в отличие от известной конструкции предыдущего клапана, все направлено на устранение указанных ранее недостатков:An electromagnetic valve (EC) is known (see RF Patent No. 2593731 C1, published 2016), taken as a prototype of the invention. In this valve, in contrast to the well-known design of the previous valve, everything is aimed at eliminating the previously mentioned disadvantages:

- для улучшения герметичности уменьшения консоли седло разгрузочное расположили в центральной части якоря;- to improve the tightness of the cantilever reduction, the unloading saddle was placed in the central part of the anchor;

- на наружной поверхности якоря, выступающей из электромагнита, выполнена канавка для кинематической связи с основным затвором, в кольцевую канавку которого установлено стопорное кольцо, и между якорем и основным затвором установлена демпфирующая пружина;- on the outer surface of the armature, protruding from the electromagnet, there is a groove for kinematic connection with the main gate, in the annular groove of which a locking ring is installed, and a damping spring is installed between the armature and the main gate;

- демпфирующая пружина обеспечивает торможение якоря при закрытии ЭК. Использование стопорного кольца для кинематической связи якоря и основного затвора увеличивает площадь контакта между поверхностями при открытии ЭК, что приводит к стабилизации параметров при срабатываниях ЭК;- a damping spring provides braking of the armature when closing the EC. The use of a locking ring for the kinematic connection of the armature and the main shutter increases the contact area between the surfaces when opening the EC, which leads to stabilization of the parameters when the EC is activated;

- якорь при закрытии ЭК имеет возможность осевого перемещения относительно разгрузочного затвора, находящегося на седле, и перемещается далее в сторону закрытия, сжимая установленную между ним и основным затвором демпфирующую пружину, в результате чего кинетическая энергия якоря не влияет на глубину внедрения седла в контактирующую поверхность разгрузочного затвора. Свободная установка разгрузочного затвора в якоре делает ЭК ремонтоспособным при изготовлении без замены большого количества деталей;- when closing the EC, the anchor has the possibility of axial movement relative to the unloading valve located on the saddle, and moves further towards the closure, compressing the damping spring installed between it and the main valve, as a result of which the kinetic energy of the armature does not affect the depth of penetration of the saddle into the contacting surface of the unloading shutter The free installation of the unloading valve in the armature makes the EC repairable during manufacture without replacing a large number of parts;

- расположение разгрузочного клапана с седлом в одном направляющем отверстии и в центральной части якоря исключает возможность создания множественных отпечатков на контактирующей поверхности разгрузочного затвора и появления негерметичности.- the location of the unloading valve with a seat in one guide hole and in the central part of the armature eliminates the possibility of creating multiple prints on the contacting surface of the unloading valve and the appearance of leaks.

Однако у данного электромагнитного клапана имеется существенный недостаток - из-за малого хода якоря невозможно увеличение проходного сечения. Увеличение проходного сечения увеличивает ход якоря с увеличением мощности электромагнита, увеличение габаритов и соответственно веса ЭК.However, this solenoid valve has a significant drawback - due to the small armature stroke, it is impossible to increase the flow area. An increase in the flow area increases the armature stroke with an increase in the power of the electromagnet, increasing the dimensions and, accordingly, the weight of the EC.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанного недостатка: на увеличение проходного сечения на максимально возможное для применяемого электромагнита в прототипе без существенного увеличения габаритов и веса электроклапана или уменьшения габаритов и веса без изменения проходного сечения.The present invention is aimed at eliminating this drawback: increasing the flow area to the maximum possible for the electromagnet used in the prototype without significantly increasing the dimensions and weight of the solenoid valve or reducing the dimensions and weight without changing the flow area.

Для этого, в отличие от известной конструкции клапана прототипа, в предлагаемом электромагнитном клапане выступающая из каркаса часть якоря выполнена большего диаметра и герметично охватывает наружную поверхность основного затвора и соединена с ним и так же кольцом стопорным. Кроме этого, наружная поверхность якоря находится в направляющем отверстии корпуса и уплотняется в нем, а расстояние от торца перехода с большого диаметра на меньший до торца каркаса - максимальный ход якоря. Каркас имеет сквозное отверстие, в которое установлены якорь и стоп, и, при подаче напряжения на вилку электромагнита, якорь втягивается, открывая затвор от разгрузочного седла, и после притяжения якоря к стопе они продолжают перемещаться совместно от усилия, вызванного перепадом давления рабочего тела на входе и давления в каркасе, действующего на поверхности основного затвора и якоря, уплотненного в корпусе. Внутренняя полость электромагнита за стопом закрыта крышкой, а между крышкой и стопом установлена проставка - опора для пружины, которая отжимает стоп от проставки. В проставке имеется осевое отверстие для прохода через проставку стержня, жестко соединенного со стопом. На стержне имеется резьба для навернутой регулировочной гайки вращением, которой установлен зазор от якоря до стопы, и для чего между стопом и проставкой имеется дополнительная пружина. Якорь со стопом перемещаются, сжимая расположенную между стопом и проставкой пружину, пока торец большого диаметра якоря не дойдет до торца каркаса. При снятии напряжения с обмотки электромагнита от усилий пружин клапан закроется.For this purpose, in contrast to the known design of the prototype valve, in the proposed electromagnetic valve the part of the armature protruding from the frame is made of a larger diameter and hermetically covers the outer surface of the main valve and is connected to it and also to a retaining ring. In addition, the outer surface of the armature is located in the guide hole of the housing and is sealed in it, and the distance from the end of the transition from a large diameter to a smaller one to the end of the frame is the maximum stroke of the armature. The frame has a through hole into which the anchor and stop are installed, and when voltage is applied to the electromagnet plug, the armature is retracted, opening the shutter from the unloading seat, and after the anchor is attracted to the stop, they continue to move together from the force caused by the pressure difference of the working fluid at the inlet and the pressure in the frame acting on the surface of the main valve and the anchor sealed in the body. The internal cavity of the electromagnet behind the stop is closed with a lid, and a spacer is installed between the lid and the stop - a support for the spring that presses the stop away from the spacer. The spacer has an axial hole for the passage of a rod rigidly connected to the stop through the spacer. The rod has a thread for a screwed-in adjusting nut by rotation, which sets the gap from the armature to the foot, and for which there is an additional spring between the stop and the spacer. The anchor and the stop move, compressing the spring located between the stop and the spacer, until the end of the large diameter of the anchor reaches the end of the frame. When the voltage is removed from the electromagnet winding from the forces of the springs, the valve will close.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где предоставлен общий вид электромагнитного клапана.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a general view of the solenoid valve.

Электромагнитный клапан состоит из корпуса 1 с основным седлом 2 и патрубками 3 и 4, электромагнита 5 с каркасом 6 и якоря 7 с обводным отверстием 8 и уплотнением 9 на большом диаметре якоря, и стопа 10, основного затвора 11 с кольцом стопорным 12, седла разгрузочного 13, разгрузочного затвора 14, пружины 15, установленной в стопе 10, проставки 16, дополнительной пружины 17, крышки 18, гайки регулировочной 19, навернутой на стержень 20, жестко связанным со стопом 10, в основном затворе 11 установлена демпфирующая пружина 21.The electromagnetic valve consists of a body 1 with a main seat 2 and pipes 3 and 4, an electromagnet 5 with a frame 6 and an armature 7 with a bypass hole 8 and a seal 9 on the large diameter of the armature, and a stop 10, a main valve 11 with a retaining ring 12, a relief seat 13, unloading valve 14, spring 15 installed in the stop 10, spacer 16, additional spring 17, cover 18, adjusting nut 19 screwed onto the rod 20, rigidly connected to the stop 10, a damping spring 21 is installed in the main valve 11.

При подаче рабочего тела через наконечник электромагнитного клапана оно поступает через обводное отверстие 8 в разгрузочную полость, которая отделяется от выходной полости основным затвором 11 с седлом 2 и разгрузочным затвором 14 на седле 13, выполненным на основном затворе 11. При подаче напряжения на электромагнит якорь 7 притягивается к стопу 10 и заплечиком отрывает разгрузочный затвор 14 от седла разгрузочного 13, и сжимает пружину 15. Давление рабочего тела в разгрузочной полости падает и появляется усилие от действия входного давления на площадь ограниченную седлом 2 и кольцом уплотнительным 9, которое отрывает основной затвор 11 от седла 2. Клапан открывается, усилие от давления продолжает перемещать якорь, и стоп, который, сжимая пружину 17, перемещается, увеличивая ход якоря до упора последнего в торец каркаса 6, и удерживается в этом положении от усилия, полученного от разности давлений входного и давления внутри каркаса, а также от магнитной силы притяжения торца якоря к торцу каркаса. При отсутствии входного давления рабочего тела якорь 7 отрывает основной затвор 11 от седла 2 при помощи кольца стопорного 12 до упора якоря в стоп.When the working fluid is supplied through the tip of the solenoid valve, it enters through the bypass hole 8 into the unloading cavity, which is separated from the outlet cavity by the main gate 11 with seat 2 and the unloading gate 14 on seat 13, made on the main gate 11. When voltage is applied to the electromagnet, armature 7 is attracted to the stop 10 and with its shoulder lifts the unloading valve 14 from the unloading seat 13, and compresses the spring 15. The pressure of the working fluid in the unloading cavity drops and a force appears from the action of the input pressure on the area limited by the seat 2 and the sealing ring 9, which tears the main valve 11 from seat 2. The valve opens, the force from the pressure continues to move the armature, and the stop, which, compressing the spring 17, moves, increasing the stroke of the armature until the latter stops at the end of the frame 6, and is held in this position by the force obtained from the difference between the input pressure and the pressure inside the frame, as well as from the magnetic force of attraction of the end of the armature to the end of the frame. In the absence of input pressure of the working fluid, the armature 7 lifts the main valve 11 from the seat 2 using the locking ring 12 until the armature stops.

При снятии напряжения якорь 7 отрывается от стопа 10 под действием пружины 15, разгрузочный затвор 14 садится на седло разгрузочное 13 и перекрывает выход рабочему телу из разгрузочной полости. Давление в разгрузочной полости становится равным давлению на входе, появляется перепад на основном затворе 11, который садится на седло 2. Клапан закрыт.When the stress is removed, the anchor 7 is torn away from the stop 10 under the action of the spring 15, the unloading valve 14 sits on the unloading saddle 13 and blocks the exit of the working fluid from the unloading cavity. The pressure in the unloading cavity becomes equal to the inlet pressure, a difference appears at the main valve 11, which sits on seat 2. The valve is closed.

Использование изобретения позволяет увеличить проходное сечение клапана без существенного увеличения габаритов и веса ЭК.The use of the invention makes it possible to increase the flow area of the valve without significantly increasing the dimensions and weight of the valve.

Claims (1)

Электромагнитный клапан, содержащий: корпус с основным седлом, электромагнит, подпружиненные основной и разгрузочный затворы, якорь, кинематически связанный с основным затвором, на другом конце которого выполнено разгрузочное седло, расположенное в центральной части отверстия якоря, демпферную пружину, и отличающийся тем, что часть якоря с перепускным отверстием, выступающая из электромагнита, имеет наружную поверхность большего диаметра, герметично уплотненную в направляющем отверстии корпуса, и направляющее отверстие, охватывающее и герметично соединенное по наружному диаметру, основной затвор и расстояние от торца перехода большого диаметра якоря на малый до торца катушки электромагнита равно максимальному ходу якоря с подвижным стопом, который перемещается вместе с якорем от действия входного давления на подвижные поверхности при открытии разгрузочного седла и сбросе давления в каркасе, а зазор между якорем и стопом настраивается гайкой, установленной на конце резьбового стержня, жестко соединенного со стопом и проходящего через дополнительную пружину, и выходящего через осевое отверстие в проставке.An electromagnetic valve containing: a housing with a main seat, an electromagnet, spring-loaded main and unloading valves, an armature kinematically connected to the main valve, at the other end of which there is a unloading seat located in the central part of the armature hole, a damper spring, and characterized in that part armature with a bypass hole protruding from the electromagnet has an outer surface of a larger diameter, hermetically sealed in the guide hole of the housing, and a guide hole covering and hermetically connected along the outer diameter, the main shutter and the distance from the end of the transition of the large diameter of the armature to the small one to the end of the electromagnet coil is equal to the maximum stroke of the anchor with a movable stop, which moves together with the anchor from the action of the input pressure on the moving surfaces when the unloading seat is opened and the pressure in the frame is released, and the gap between the anchor and the stop is adjusted by a nut installed at the end of a threaded rod rigidly connected to the stop and passing through the additional spring, and exiting through the axial hole in the spacer.
RU2023113459A 2023-05-23 Solenoid valve RU2810100C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810100C1 true RU2810100C1 (en) 2023-12-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU594386A1 (en) * 1975-12-15 1978-02-25 Производственное Объединение "Киевпромарматура" Solenoid valve
RU2277664C1 (en) * 2004-12-14 2006-06-10 Петр Тихонович Харитонов Pipeline solenoid valve
CN103185164B (en) * 2011-12-31 2014-12-17 丹佛斯(天津)有限公司 Electromagnetic valve
RU2593731C1 (en) * 2015-04-09 2016-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Electromagnetic valve
EP3203127B1 (en) * 2016-01-28 2019-09-04 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Needle valve
RU2749630C1 (en) * 2020-11-25 2021-06-16 Общество с ограниченной ответственностью "Промавтоматика-Саров" Locking and regulating device with electromagnet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU594386A1 (en) * 1975-12-15 1978-02-25 Производственное Объединение "Киевпромарматура" Solenoid valve
RU2277664C1 (en) * 2004-12-14 2006-06-10 Петр Тихонович Харитонов Pipeline solenoid valve
CN103185164B (en) * 2011-12-31 2014-12-17 丹佛斯(天津)有限公司 Electromagnetic valve
RU2593731C1 (en) * 2015-04-09 2016-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Electromagnetic valve
EP3203127B1 (en) * 2016-01-28 2019-09-04 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Needle valve
RU2749630C1 (en) * 2020-11-25 2021-06-16 Общество с ограниченной ответственностью "Промавтоматика-Саров" Locking and regulating device with electromagnet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3409037A (en) Pressure relief or flow control valve
US3108777A (en) Oil-filled solenoid gas valve
JP5763186B2 (en) Solenoid valve for pressure vessel
US10969034B2 (en) Inflation electric valve with manual override
US3921111A (en) Solenoid actuator for high pressure valve
RU2810100C1 (en) Solenoid valve
US3058486A (en) Check valve
CN107763294B (en) Thermal capacity control of actuator assembly
US4473189A (en) Fuel injection valve, particularly for diesel engines
US3726187A (en) Servo-actuator mechanism
US4669702A (en) Erosion resistant soft seated valve trim
RU2302576C2 (en) Electromagnetic valve
RU181287U1 (en) Solenoid valve
US9371934B2 (en) Force multiplying solenoid valve
US3523556A (en) Fluid control valves
RU2593731C1 (en) Electromagnetic valve
RU2711798C1 (en) Safety valve
RU2432512C2 (en) Normally open electro-magnetic valve
US1809419A (en) Valve
WO2007045067A1 (en) In-tube solenoid gas valve
RU2749630C1 (en) Locking and regulating device with electromagnet
RU2583479C1 (en) Valve
RU160240U1 (en) ELECTROMAGNETIC VALVE VALVE PULSE NORMALLY CLOSED
RU221266U1 (en) Magnetic valve
KR20130057956A (en) Arrestable piston-cylinder-unit