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 установлен 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 расположены проходные окна, одно из которых выполнено в полости подвода первого компонента, а другое в полости подвода второго, а перегородка уплотнена в корпусе, например мембраной, манжетой и др. причем в корпусе между перегородкой и первым проходным окном выполнена дополнительная перегородка, образующая с первой перегородкой полость с каналом, сообщающим эту полость с первым проходным окном.

На фиг.1 представлен двухкомпонентный клапан-смеситель; на фиг.2 клапан в открытом положении; на фиг.3 вид Б на фиг.2; на фиг.4 представлен вариант выполнения клапана со втулкой в закрытом положении; на фиг.5 тот же вариант клапана в открытом положении; на фиг.6 разрез А А на фиг.5; на фиг.7 вид Б на фиг.5.

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, управляющего клапана 9 с приводом 10 и каналами 11 и 12, управляющей полости 13, полости 14, образованной дополнительной перегородкой 15.

При открытом клапане-смесителе (фиг. 2) образуется камера смешения 16 двухкомпонентной форсунки с соплом 17, а между кольцевым пояском разделительного элемента 6 и седлом 7, а также кольцевым пояском и запорным органом 8 образуются рабочие зазоры 18 и 19 для прохода компонента 11 и компонента 1 соответственно.

В кольцевом пояске разделительного элемента 6 выполнены дренажные каналы 20, соединяющие полость 14 с зоной наименьшей величины рабочего зазора 19.

В качестве привода управляющего клапана может быть использован электромагнитный, пневматический или любой другой, а управляющая полость может быть соединена с полостью подвода компонента I либо компонента II 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 I и II. 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 1 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 зпорного органа 8 компонент 1 через образовавшийся рабочий зазор 19 поступает в камеру смешения 16.

При течении компонента I у среза выходной кромки каналов 20 реализуется зона пониженного давления. Компонент 1 через дренажные каналы 20 истекает из полости 14, где давление снижается по отношению к давлению в полости 2 компонента II до величины, достаточной для перемещения разделительного элемента 6.

При этом между кольцевым пояском разделительного элемента 6 и седлом 7 образуется рабочий зазор 18, по которому компонент II поступает в камеру смешения 16 и далее в сопло образовавшейся форсунки.

При закрытии управляющего клапана 9 давление в управляющей полости 13 за счет перетекания компонента I по каналу 11 становится равным давлению в полости 3 и запорный орган 8 поджимается к кольцевому пояску разделительного элемента 6, что закрывает проход компонента I в камеру смешения 16.

При этом выравнивается давление в полости 3 и 14 и разделительный элемент 6, двигаясь вместе с запорным органом 8, поджимается к седлу 7, что закрывает проход компонента II в камеру смешения 16. Клапан-смеситель приведен в исходное состояние.

На фиг. 4 показано устройство клапана-смесителя, отличающегося тем, что на перегородке разделительного элемента 6 выполнена втулка с проходными окнами одного или двух компонентов. Полость между перегородками сообщена каналами 20 с проходными окнами 21 первого компонента.

Работа данного устройства аналогична описанному выше и отличается тем, что при открытии клапана-смесителя сброс давления из полости между перегородками осуществляется по каналам 20 в зону пониженного давления, которое реализуется у выходной кромки проходных окон первого 21 компонента.

Изобретение позволяет снизить энергозатраты, 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 относительно друг 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 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. В корпусе между перегородкой и первым проходным окном выполнена дополнительная перегородка. Дополнительная перегородка образует с первой перегородкой полость с каналом, сообщающим эту полость с первым проходным окном. 7 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 расположенным между седлом и запорным органом кольцевым пояском, по обе стороны которого расположены проходные окна, одно из которых выполнено в полости подвода первого компонента, другое в полости подвода второго, а перегородка уплотнена в корпусе, в котором между перегородкой и первым проходным окном выполнена дополнительная перегородка, образующая с первой перегородкой полость с каналом, сообщающим эту полость с первым проходным окном.