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 задачи достигается тем, что в двухкомпонентном клапане-смесителе, содержащем корпус 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 расположенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском, по обе стороны которого выполнены проходные окна, одно из которых расположено в полости подвода первого компонента, а другое в полости подвода второго, а перегородка уплотнена в корпусе, например, мембраной, манжетой и др.

На фиг. 1 представлен клапан в закрытом положении; на фиг. 2 клапан в открытом положении.

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, управляющий клапан 9 с приводом 10 и каналами 11 и 12, управляющей полости 13.

При открытом клапане-смесителе (фиг. 2) образуется камера смешения 14 двухкомпонентной форсунки с соплом 15, а между кольцевым пояском разделительного элемента 6 и седлом 7, а также кольцевым пояском и запорным органом 8 образуются рабочие зазоры 16 и 17 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 9 закрывает канал 12. 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, 13, канал 11 до клапана 9 и кольцевого пояска разделительного элемента 6 заполнены компонентами.

При подаче управляющего сигнала на привод 10 управляющий клапан 9 открывает канал 12 и закрывает канал 11. Компонент l из полости 13 истекает через канал 12 в камеру смешения 14. Давление в управляющей полости 13 снижается и становится меньше, чем в полости 3 на величину, достаточную для перемещения запорного органа 8.

При открытии запорного органа 8 компонент l через образовавшийся зазор 17 поступает в камеру смешения 14.

Открытие рабочего зазора 16 осуществляется за счет упругих свойств мембраны либо упругого элемента. Открытие рабочего зазора 16 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 17 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, что открывает рабочий зазор 16 для протока компонента ll. Клапан-смеситель открывается.

При закрытии управляющего клапана 9 давление в управляющей полости 13 за счет перетекания компонента l по каналу 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 14. Далее, двигаясь совместно с запорным органом 8, разделительный элемент 6 закрывает кольцевым пояском рабочий зазор 16 и поджимается к седлу 7. Клапан-смеситель закрыт.

Данное решение позволяет снизить энергопотребление, улучшить габаритно-массовые и динамические характеристики, повысить точность дозировки, расширитель 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 гооловках. Сущность изобретения: полости подвода компонентов разделены друг от друга разделительным элементом. Разделительный элемент выполнен в виде перегородки с расположенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском. По обе стороны пояска расположены проходные окна. Одно окно выполнено в полости подвода первого компонента. Другое окно выполнено в полости подвода второго. Перегородка уплотнена в корпусе. 2 ил.

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 размещенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском, по обе стороны которого выполнены проходные окна, одно из них расположено в полости подвода первого компонента, другое в полости подвода второго, а перегородка уплотнена в корпусе.