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 связанным 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 задачи достигается тем, что в устройстве, 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 расположены проходные окна одного или двух компонентов и расположенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском, а перегородка уплотнена в корпусе, например мембраной, манжетой и др.

На фиг. 1 изображена конструкция двухкомпонентного клапана-смесителя; на фиг. 2 открытое положение клапана; на фиг. 3 клапан в закрытом положении; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 2.

Двухкомпонентный клапан-смеситель (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 с втулкой 9 с проходными окнами одного или двух компонентов, управляющего клапана 10 с приводом 11 и каналами 12 и 14, 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.

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 l и ll. Все внутренние полости 2, 3, 1, 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.

При открытии запорного органа 8 компонент l через проходные окна 20 и образовавшийся рабочий зазор 18 поступает в камеру смешения 15.

Открытие рабочего зазора 17 осуществляется за счет упругих свойств мембраны либо упругого элемента. Открытие рабочего зазора 17 может также производиться за счет большего давления компонента ll в полости 2 по сравнению с давлением компонента l в полости 3, либо при равных давлениях компонентов подводящая магистраль 5 выполняется с большими гидравлическими потерями (например за счет установки настроечного жиклера) по отношению к подводящей магистрали 4. При истечении компонента l через зазор 18 за счет повышенных потерь в магистрали 5 давление в полости 3 устанавливается ниже давления в полости 2 на величину, достаточную для перемещения разделительного элемента 6. Компонент ll через проходные окна 19 и образовавшийся рабочий зазор 17 поступает в камеру смешения 15. 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 проход компонента l в камеру смешения 15. Далее двигатель совместно с запорным органом 8 разделительного элемента 6 закрывает кольцевым пояском рабочий зазор 17 и поджимается к седлу 7. Клапан-смеситель закрыт.

На фиг. 3 показано устройство, где втулка разделительного элемента 6 с проходными окнами 19 и 20 расположена за седлом 7 и запорным органом 8 по течению компонентов. Работа устройства аналогична работе клапана-смесителя, показанного на фиг. 1, но в этом случае компоненты попадают непосредственно на внутреннюю поверхность втулки, являющуюся одновременно камерой закрутки двухкомпонентной эмульсионной форсунки. Такое выполнение уменьшает заклапанные объемы и снижает время с момента открытия клапана до смешения компонентов.

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 в строгой последовательности друг относительно друга.

Использование: в клапанах, форсунках и смесительных головках. Сущность изобретения: полости подвода компонентов разделены друг от друга разделительным элементом. Разделительный элемент выполнен в виде перегородки с расположенными между седлом и запорным органом кольцевым пояском и втулкой. 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. Перегородка уплотнена в корпусе. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Двухкомпонентный клапан-смеситель, содержащий корпус с полостями подвода компонентов и управляющей полостью, в которой установлен 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. 2. Клапан-смеситель по п. 1, отличающийся тем, что втулка с проходными окнами одного или двух компонентов расположена за запорным органом и седлом по течению компонентов.