ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ КЛАПАН-СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК F16K11/00 F16K31/02 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к устройствам для подачи и смешения текучих сред.

Известны двухкомпонентные клапаны, содержащие входные и выходные полости с раздельными запорными органами и с электромагнитным приводом клапана (1).

Недостатком этих устройств является их сложность при значительных габаритах, весе и энергозатратах.

Наиболее близким из известных по технической сущности является клапан, содержащий корпус с полостью подвода рабочего тела к основному запорному органу, который перемещается за счет изменения давления в управляющей полости, расположенной над связанными с основным запорным органом поршнем или мембраной. Давление в управляющей полости изменяется посредством подачи в нее или сброса рабочего тела с помощью управляющего клапана (2).

Недостатком этого устройства является ограниченная область применения.

Задачей изобретения является уменьшение габаритно-массовых характеристик, энергозатрат, улучшение динамических характеристик и расширение области применения.

Решение задач достигается тем, что в двухкомпонентном клапане-смесителе, состоящем из корпуса с полостями подвода компонентов и управляющей полостью, в которой установлены управляющий клапан, запорный орган, контактирующий с седлом, полости подвода компонентов разделены друг от друга разделительным элементом, выполненным в виде перегородки с втулкой, в которой выполнены проходные окна одного или двух компонентов, одно из которых выполнено в полости подвода первого компонента, другое в полости подвода второго и расположенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском, а перегородка уплотнена в корпусе, например, мембранной манжетой и др. причем торец втулки разделительного элемента уплотненно введен в управляющую полость.

На фиг. 1 изображен двухкомпонентный клапан-смеситель;
на фиг. 2 открытое положение клапана.

Двухкомпонентный клапан-носитель (фиг. 1) состоит из корпуса 1, двух полостей 2 и 3 с подводящими магистралями 4 и 5, разделительного элемента 6, выполненного в виде перегородки, уплотненной по корпусу манжетой, мембраной и др. с кольцевым пояском, расположенным между седлом 7 и запорным органом 8 и втулкой 9 с проходным окнами одного или двух компонентов, управляющего клапана 10 с приводом 11 и каналами 12 и 13, управляющей полости 14.

При открытом клапане-смесителе (фиг. 2) образуется камера смешения 15 двухкомпонентной форсунки с соплом 16, а между кольцевым пояском разделительного элемента 6 и седлом 7, а также кольцевым пояском и запорным органом 8 образуются рабочие зазоры 17 и 18 для прохода компонента ll и компонента l соответственно.

В качестве привода управляющего клапана может быть использован электромагнитный, пневматический или любой другой, а управляющая полость может быть соединена с полостью подвода компонента l либо компонента ll клапана-смесителя, либо с подводом любого внешнего источника рабочего тела.

Введение торца втулки разделительного элемента 6 в управляющую полость 14 позволяет гидравлически объединить управление открытием и закрытием рабочих зазоров 17 и 18 для прохода обоих компонентов. Подбор соотношения площадей торца втулки разделительного элемента 6 и торца запорного органа 8 позволяет открывать и закрывать рабочие зазоры либо в строгой последовательности первым открывать и закрывать рабочий зазор 17 для прохода компонента ll, а вторым рабочим зазор 18 для прохода компонента l, либо одновременно. При одновременном открытии и закрытии рабочих зазоров достигаются наиболее высокие динамические характеристики устройства.

При открытом клапане-смесителе (фиг. 2) образуется камера смещения 15 двухкомпонентной форсунки с соплом 16, а между кольцевым пояском разделительного элемента 6 и седлом 7, а также кольцевым пояском и запорным органом 8 образуются рабочие зазоры 17 и 18 для прохода компонента ll и компонента l соответственно.

Двухкомпонентный клапан-смеситель работает следующим образом.

В исходном состоянии управляющий клапан закрывает канал 13. Запорный орган 8 прижат к кольцевому пояску разделительного элемента 6, а тот, в свою очередь, к седлу 7, что закрывает проход компонентов I и II. Все внутренние полости 2, 3, 14, канал 12 до клапана 10 и кольцевого пояска разделительного элемента 6 заполнены компонентами.

При подаче управляющего сигнала на привод 11 управляющий клапан 10 открывает канал 13 и закрывает канал 12. Компонент l из полости 14 истекает через канал 13 в камеру смешения 15.

Давление в управляющей полости 14 снижается и становится меньше, чем в полости 3 на величину, достаточную для перемещения запорного органа 8 и разделительного элемента 6.

Разделительный элемент 6 и запорный орган 8 независимо друг от друга перемещаются и открывают рабочие зазоры 17 и 18 для прохода компонента II и компонента I соответственно. Клапан смеситель открыт.

При закрытии управляющего клапана 10 давление в управляющей полости 14 за счет перетекания компонента l по каналу 12 становится равным давлению в полости 3 и запорный орган 8 поджимается к кольцевому пояску разделительного элемента 6, что закрывает рабочий зазор 18. В свою очередь, разделительный элемент 6 поджимается кольцевым пояском к седлу 7 и закрывает рабочий зазор 17. Клапан-смеситель закрыт.

Данное решение позволяет снизить энергопотребление, улучшить габаритно-массовые и динамические характеристики, повысить точность дозировки, расширить область применения существующих устройств за счет использования одного управляющего клапана, одновременной раздельной подачи различных компонентов через предельно приближенные друг к другу рабочие зазоры рабочих органов, обеспечить, при необходимости, общий для них выход и соединить оба компонента непосредственно после прохождения их через рабочие зазоры. Причем начало подачи компонентов в камеру смешения и перекрытие подачи осуществляется либо в строгой последовательности друг относительно друга, либо одновременно.

Использование: в клапанах, форсунках и смесительных головках. Сущность изобретения: полости подвода компонентов разделены друг от друга разделительным элементом. Разделительный элемент выполнен в виде уплотненной в корпусе перегородки. Между седлом и запорным органом расположен кольцевой поясок и втулка. Во втулке выполнены окна для прохода одного или двух компонентов. Одно окно выполнено в полости подвода первого компонента. Другое окно выполнено в полости подвода второго компонента. Торец втулки герметично введен в управляющую полость. 2 ил.

Двухкомпонентный клапан-смеситель, содержащий корпус с полостями подвода компонентов и управляющей полостью, в которой установлены управляющий клапан, запорный орган, контактирующий с седлом, отличающийся тем, что полости подвода компонентов разделены друг от друга разделительным элементом, выполненным в виде перегородки с размещенными между седлом и запорным органом кольцевым пояском и втулкой с проходными окнами одного или двух компонентов, одно из которых расположено в полости подвода первого компонента, другое в полости подвода второго, а перегородка уплотнена в корпусе, причем торец втулки разделительного элемента герметично введен в управляющую полость.