RU33991U1

RU33991U1 - Solenoid valve (options)

Info

Publication number: RU33991U1
Application number: RU2003123232U
Authority: RU
Inventors: М.И. Касьян; Ю.Н. Пушин; А.В. Силинг
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "АВРОРА"
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2003-11-20

Description

Электромагнитный клапан (варианты)Solenoid valve (options)

F 16 к 31/02 F 16 to 31/02

Полезная модель относится к элементам гидро- и пневмоавтоматики и может быть использована в системах автоматического управления.The utility model relates to elements of hydraulic and pneumatic automation and can be used in automatic control systems.

Известен электромагнитный клапан нормально закрытого типа, содержащий корпус с седлом, размещённую герметично в корпусе электромагнитную катушку, запорный орган, закреплённый на торце подвижного сердечника, возвратную пружину Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с. 34, рис.22.A normally-closed type electromagnetic valve is known, comprising a housing with a saddle, an electromagnetic coil placed tightly in the housing, a shut-off element fixed to the end of the movable core, and a return spring Schuchinsky S.Kh. Solenoid valves. - M .: Energoatomizdat, 1998, p. 34, Fig. 22.

Недостатками этого клапана являются: большое время срабатывания /1с/ из-за больших массы и хода подвижного сердечника, низкая надёжность из-за применения резинового запирающего элемента.The disadvantages of this valve are: long response time / 1s / due to the large mass and stroke of the movable core, low reliability due to the use of a rubber locking element.

Известен так же электромагнитный клапан, содержащий размещённую герметично в корпусе электромагнитную катушку, между торцами которой и крышками корпуса с закреплёнными в них сёдлами образованы две камеры, в которых установлены два подпружиненных дисковых якоря с запорными органами Заявка ФРГ № 3501708, кл. F 16 К 31/06, 1991.There is also known an electromagnetic valve containing an electromagnetic coil placed tightly in the housing, between the ends of which and the housing covers with saddles fixed in them, two chambers are formed in which two spring-loaded disk anchors with locking elements are installed. Application of Germany No. 3501708, class. F 16 K 31/06, 1991.

Недостатком этого клапана является то, что при длительной работе на запирающих элементах, выполненных в виде конусов, появляются канавки или выкрашивания, снижающие надёжность, а также вызывающие увеличение хода дисковых якорей, и, следовательно, увеличивающие время срабатывания клапана.The disadvantage of this valve is that during prolonged operation on locking elements made in the form of cones, grooves or chipping appear, which reduce reliability, as well as increase the stroke of the disk anchors and, therefore, increase the valve response time.

между разделительными втулками электромагнитную катушку, между торцами сердечника которой и крышками корпуса с входными и выходными каналами и закреплёнными в них седлами образованы две камеры, в которых установлены два подпружиненных дисковых якоря с запорными органами Патент РФ № 2092736, МПК F 16 К 31/02 (прототип).between the dividing bushes there is an electromagnetic coil, between the ends of the core of which and the covers of the housing with input and output channels and the saddles fixed in them, two chambers are formed in which two spring-loaded disk anchors with locking elements are installed. RF Patent No. 2092736, IPC F 16 K 31/02 ( prototype).

Недостатком данного клапана является то, что для увеличении расхода рабочей среды необходимо увеличить: входные и выходные отверстия в крышках и диаметр сопла и соответственно увеличить начальный рабочий зазор магнитной системы. Вследствие этого возрастут ток срабатывания, т.е. потребляемая мощность, время срабатывания клапана, а также увеличатся масса и габариты клапана.The disadvantage of this valve is that to increase the flow rate of the working medium, it is necessary to increase: the inlet and outlet openings in the caps and the diameter of the nozzle and, accordingly, increase the initial working clearance of the magnetic system. As a result, the tripping current will increase, i.e. power consumption, valve response time, and also the mass and dimensions of the valve will increase.

Задача полезной модели - повышение надёжности работы, быстродействия, увеличение расхода рабочей среды при малой потребляемой мощности.The objective of the utility model is to increase the reliability of operation, speed, increase the flow of the working medium with low power consumption.

Для решения указанной задачи в электромагнитном клапане содержащем корпус из магнитомягкого материала, катушку, крышку с отверстиями для прохода рабочей среды, подпружиненный якорь, связанную с якорем заслонку, в крышке по первому варианту полезной модели выполнен кольцевой выступ, в котором расположены несколько отверстий для прохода рабочей среды; в кольцевом выступе крышки по второму варианту полезной модели выполнена кольцевая канавка, соединённая с отверстиями для прохода рабочей среды; в крышке по третьему варианту полезной модели установлены несколько сопел, соединённых с отверстиями для прохода рабочей среды и дополнительные упоры, поверхность которых находится на одной плоскости с поверхностью сопел.To solve this problem, in an electromagnetic valve containing a casing of magnetically soft material, a coil, a cover with openings for the passage of the working medium, a spring-loaded anchor, a flap connected to the anchor, an annular protrusion is made in the cover according to the first embodiment of the utility model, in which there are several openings for the passage of the working environment; in the annular protrusion of the lid according to the second embodiment of the utility model, an annular groove is made, connected to the openings for the passage of the working medium; in the cap according to the third embodiment of the utility model, several nozzles are mounted connected to the openings for the passage of the working medium and additional stops, the surface of which is on the same plane as the surface of the nozzles.

,,

На фиг. 1 представлен электромагнитный клапан, продольный разрез, на фиг. 2-4 представлен разрез по А-А соответственно для 1-3 вариантов полезной модели, на фиг. 5 представлена зависимость тягового усилия от зазора.In FIG. 1 shows a solenoid valve, a longitudinal section, in FIG. 2-4 are a section along AA, respectively, for 1-3 variants of a utility model; FIG. 5 shows the dependence of traction on clearance.

Электромагнитный клапан по первому варианту полезной модели содержит корпус 1, состоящий из собственно корпуса 1.1, выполненного из магнитомягкого материала, в котором размещена электромагнитная катушка 2, и обечайки 1.2, выполненной из немагнитного материала. Якорь-заслонка 3 состоит из собственно якоря 3.1, конструктивно связанного с заслонкой 3.2 и подпружинен пружинами 4. Крышка 5 сочленена с собственно корпусом 1.1 с помощью обечайки 1.2. В якорь-заслонку 3 для дополнительной центровки запрессована направляющая 6. В крышке 5 выполнен кольцевой выступ 7, в котором выполнены отверстия 8, выполняющие роль сопел и подводящие отверстия 9. В обечайке 1.2 выполнены отверстия 10 для прохода рабочей среды. Полости 11 и 12, разделённые выступом 7, соединяются либо канавками, либо отверстиями в выступе см. фиг.2 и фиг.З.The solenoid valve according to the first embodiment of the utility model comprises a housing 1, consisting of the housing 1.1 itself, made of soft magnetic material, in which the electromagnetic coil 2 is placed, and the shell 1.2 made of non-magnetic material. The flap anchor 3 consists of the actual armature 3.1, structurally connected with the flap 3.2 and is spring-loaded with springs 4. The cover 5 is articulated with the casing 1.1 itself using the shell 1.2. A guide 6 is pressed into the anchor flap 3 for additional alignment. An annular protrusion 7 is made in the cover 5, in which holes 8 are made, which act as nozzles and supply holes 9. In the casing 1.2, holes 10 are made for the passage of the working medium. The cavities 11 and 12, separated by the protrusion 7, are connected either by grooves or by holes in the protrusion, see FIG. 2 and FIG.

В электромагнитном клапане по второму варианту полезной модели вместо отверстий 8 в кольцевом утолщении выполнены не отверстия, а кольцевая канавка 13, соединённая с подводящими отверстиями 9 в крышке 5.In the electromagnetic valve according to the second embodiment of the utility model, instead of holes 8 in the annular thickening, not holes are made, but an annular groove 13 connected to the supply holes 9 in the cover 5.

В электромагнитном кпапане по третьему варианту полезной модели отверстия 8 выполнены в виде отдельных сопел 14, располагающихся в разрезе опорного выступа 15 или внутри него. Поверхности сопел 14 и опорного выступа 15 находятся в одной плоскости. Это обеспечивается совместным шлифованием и притиркой.In the electromagnetic valve according to the third embodiment of the utility model, the openings 8 are made in the form of separate nozzles 14 located in a section of the support protrusion 15 or inside it. The surfaces of the nozzles 14 and the support protrusion 15 are in the same plane. This is ensured by joint grinding and grinding.

При обесточенной электромагнитной катушке 2 якорь-заслонка 3 прижимается к торцу кольцевого выступа 7 (кольцевой канавки 13, сопел 14), выполненного в крышке 5, и закрывает отверстия 8. Контактное давление, обеспечивающее герметичность, создаётся установочным усилием пружин 4. Клапан закрыт. Отверстия 9 не соединяются с отверстиями 10.When the electromagnetic coil 2 is de-energized, the anchor flap 3 is pressed against the end of the annular protrusion 7 (annular groove 13, nozzles 14) made in the cover 5 and closes the openings 8. Contact pressure, ensuring tightness, is created by the installation force of the springs 4. The valve is closed. Holes 9 do not connect with holes 10.

После подачи напряжения на обмотку электромагнитной катушки 2 якорь-заслонка 3 перемещается к торцу собственно корпуса 1.1. Через образовавшийся зазор между торцом выступа 7 (кольцевой канавки 13, сопел 14) и, соответственно отверстиями 8 в выступе 7 (кольцевой канавке 13, соплах 14) и заслонкой 3.2 поступает рабочая среда и уходит через отверстия 10, выполненные в обечайки 1.2. Клапан открыт.After applying voltage to the winding of the electromagnetic coil 2, the armature-flap 3 moves to the end of the housing 1.1 itself. Through the gap formed between the end face of the protrusion 7 (annular groove 13, nozzles 14) and, accordingly, the openings 8 in the protrusion 7 (annular groove 13, nozzles 14) and the shutter 3.2, the working medium enters and leaves through the holes 10 made in the shell 1.2. The valve is open.

После обесточивания обмотки электромагнитной катушки 2 якорь-заслонка 3 под воздействием рабочего усилия пружин 4 перемещается к отверстиям 8 в выступа 7 (кольцевой канавки 13, сопел 14) и закрывает их. Клапан закрыт.After de-energizing the winding of the electromagnetic coil 2, the armature-flap 3 under the influence of the working force of the springs 4 moves to the holes 8 in the protrusion 7 (annular groove 13, nozzles 14) and closes them. The valve is closed.

Предлагаемая конструкция электромагнитного клапана позволяет повысить надёжность устройства и уменьшить износ сопел, вследствие большой площади опорной поверхности выступа 7, кольцевого сопла 13 и опорного пояска 15, воспринимающей ударные нагрузки от действия пружин, уменьшить энергопотребление, а также повысить быстродействие кпапана.The proposed design of the electromagnetic valve allows to increase the reliability of the device and reduce the wear of the nozzles, due to the large area of the supporting surface of the protrusion 7, the annular nozzle 13 and the support belt 15, which perceives shock loads from the action of the springs, to reduce power consumption, and also to increase the speed of the valve.

Пропускная способность одиночного сопла-заслонки определяется формулой:The throughput of a single damper nozzle is determined by the formula:

где: без- расход через кольцевую щель;where: no-flow through the annular gap;

-L,- -.-L, - -.

, ,(1), ,(1)

1 - зазор между заслонкой и отверстием. Расход через сопло:1 - the gap between the shutter and the hole. Flow rate through nozzle:

Для обеспечения равенства пропускной способности, полагая , приравнивая (1) и (2) получаем зазор i равный:To ensure equal throughput, assuming, equating (1) and (2) we get a gap i equal to:

т.е. для увеличения пропускной способности клапана при увеличении D необходимо увеличивать h. Обозначим новое значение диаметра и зазора соответственно DZ и Ла- Как правило, тяговое усилие элеетромагнита имеет ярко выраженный нелинейный характер в функции зазора, что иллюстрируется на фиг.5. Поэтому кроме увеличения действующих сил вследствие увеличения площади необходимо увеличивать ток электромагнита для компенсации падения тягового усилия из-за увеличения зазора с величины /7i до величины h2 см. фиг.5. Если же вместо одного отверстия диаметром Da делать несколько отверстий меньшего диаметра c/i так, чтобыthose. to increase valve capacity with increasing D, it is necessary to increase h. Let us denote the new value of the diameter and the gap, respectively, DZ and ЛА. As a rule, the traction force of the electromagnet has a pronounced nonlinear character in the gap function, which is illustrated in Fig. 5. Therefore, in addition to increasing the acting forces due to the increase in area, it is necessary to increase the current of the electromagnet to compensate for the drop in traction due to an increase in the gap from / 7i to h2, see Fig. 5. If, instead of one hole with a diameter Da, make several holes of a smaller diameter c / i so that

ТО необходимый зазор Л будет меньшим:THEN the necessary clearance A will be smaller:

лг-)2л:d гсlg-) 2l: d gf

- п- n-n-d,-h(о)- p-n-n-d, -h (o)

4444

отсюда получаем:from here we get:

h (6)h (6)

Т.е. при сохранении пропускной способности, соответствующей новому диаметру Da, / будет в «п раз меньше Ла. Т.к. тяговая характеристика нелинейная, то тяговое усилие электромагнита увеличится значительно более, чем в «п раз. Это позволит соответственно уменьшитьпотребляемую мощностьThose. while maintaining the throughput corresponding to the new diameter Da, / will be "n times less than La. Because Since the traction characteristic is nonlinear, the traction force of the electromagnet will increase significantly more than "n times. This will accordingly reduce power consumption.

(2)(2)

.f(3).f (3)

(4)(4)

4 п 4-п4 p 4-p

электромагнита. Уменьшение зазора соответственно уменьшает расстояние проходимое якорем. Это увеличивает быстродействие клапана.electromagnet. Reducing the gap, respectively, reduces the distance traveled by the anchor. This increases valve performance.

При кольцевом сопле истечение идёт в две стороны, следовательно получается соотношение:With an annular nozzle, the outflow goes in two directions, therefore the ratio is obtained:

2- :-Dcp-h -Dcp-b(7) 2-: -Dcp-h -Dcp-b (7)

где: DCP- средний диаметр кольцевого сопла; Ь - ширина кольцевой канавки. Из(6) и (7)получаем:where: DCP is the average diameter of the annular nozzle; B is the width of the annular groove. From (6) and (7) we obtain:

т.е. при кольцевой канавке, т.к. рабочий зазор может быть уменьшен (более чем) в два раза по сравнению с соплом в виде отверстия. Следствия указаны выше.those. with an annular groove, as the working gap can be reduced (more than) by half compared with the nozzle in the form of holes. The corollaries are indicated above.

Заявляемое техническое решение, по мнению авторов, не является очевидным, а его изобретательский уровень достаточно высок.The claimed technical solution, according to the authors, is not obvious, and its inventive step is quite high.

Устройство предназначено для использования в конкретной отрасли народного хозяйства, а именно в пневмо- и гидроавтоматике.The device is intended for use in a specific sector of the national economy, namely in pneumatic and hydraulic automation.

Возможность реализации устройства обеспечивается с помошью описанных в заявке технических средств.The ability to implement the device is provided using the technical means described in the application.

Устройство способно обеспечить достижение заявленного эффекта.The device is capable of achieving the claimed effect.

Возможность изготовления устройства не вызывает сомнений, т.к. в нём использованы детали и узлы, применяемые в промышленности.The possibility of manufacturing the device is not in doubt, because it used parts and assemblies used in industry.

(8) (8)

2 DCP2 DCP

Claims

1. An electromagnetic valve comprising a housing of soft magnetic material, a coil, a cover with an opening for the passage of the working medium, a spring-loaded anchor, a shutter connected to the anchor, characterized in that an annular protrusion is made in the cover, in which several openings for the passage of the working medium are located.

2. An electromagnetic valve comprising a casing of soft magnetic material, a coil, a spring-loaded anchor, a cover with an opening for the passage of the working medium, a shutter connected to the anchor, characterized in that an annular groove is made in the annular protrusion of the cover connected to the openings for the passage of the working medium.

3. An electromagnetic valve comprising a casing of soft magnetic material, a coil, a cover with openings for the passage of the working medium, a spring-loaded anchor, a shutter connected to the anchor, characterized in that several nozzles are connected to the cover connected to the openings for the passage of the working medium and additional stops, whose surface is on the same plane as the surface of the nozzles.