КЛАПАН Российский патент 2000 года по МПК F16K31/02 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системах управления летательных аппаратов, где требуется посредством подачи электрического сигнала на электромагнитный привод клапана и путем перемещения его органов изменять направление потока рабочей жидкости из линии нагнетания в канал управления гидравлическими механизмами с последующим соединением этих каналов с линией слива.

Наиболее близким по технической сущности является клапан, в корпусе которого расположены два стакана, запорные органы в виде шариков, взаимодействующие с кромками отверстий стаканов, упругие элементы, воздействующие на запорные органы со стороны слива и нагнетания, толкатель, электромагнитный привод, посредством которого полость управления соединяется попеременно со сливом или нагнетанием (см. авт. св. СССР N 579490 кл. F 16 K 31/02, F 15 B 9/03).

Недостатком известного клапана является то, что он не пригоден для установки в гидравлические системы, где давление нагнетания не превышает 50 кгс/см², так как не могут обеспечивать отключение канала управления от линии нагнетания из-за превышения напряжения отключения электромагнитного привода клапана остаточным напряжением электронных коммутаторов системы управления, необходимым для обеспечения заданного уровня надежности в работе летательного аппарата в целом.

Причины препятствующие этому - отсутствие в известном клапане ряда элементов и определенной связи между его составными частями, а также их исполнение) что не позволяет обеспечить условия по выполнению заданных требований.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная задача по обеспечению заданной величины напряжения отключения канала управления от линии нагнетания, при величинах его до 50 кгс/см², решается в заявленном клапане, состоящим из корпуса с каналами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой, с установленными в нем двумя стаканами, с соосно выполненными внутри их расточками, в которых размещен, с возможностью перемещения, толкатель с отверстиями в стаканах по обе стороны толкателя, контактирующими наружными кромками с запорными органами в виде шариков, один из которых, со стороны слива, взаимодействует с перемещающимся внутри статора электромагнитного привода, размещенного также на корпусе, подпружиненным штоком таким образом, что в одном его положении канал управления сообщается со сливом, в другом - с нагнетанием, является то, что в корпусе клапана установлена втулка с размещенным в ней подпружиненным плунжером, торец которого взаимодействует с запорным органом со стороны нагнетания, а величина перемещения шариков и величина их диаметров, а также величины усилий пружин, воздействующих на шарики, соответственно, со стороны слива и нагнетания, связаны соотношением как 1:10, а с целью улучшения условий отключения клапана, за счет снижения коэффициента трения, в виде уменьшения усилий притягивания штока к статору, наружная поверхность штока покрыта немагнитным материалом.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, где представлена его общая схема.

Клапан, применяемый при давлении нагнетания, преимущественно до 50 кгс/см², содержит корпус 1 с каналами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой, и размещенный на нем электромагнитный привод 2.

В корпусе установлены два стакана 3 с соосно выполненными внутри их расточками, в которых размещен, посредством центрирующей втулки 4, толкатель 5, перемещающий своими торцами запорные органы в виде шариков, контактирующих с наружными кромками отверстий стаканов 3. Левый шарик 6, со стороны слива, взаимодействует со штоком 7, опертым на пружину 8, перемещающимся внутри статора 9 электромагнитного привода 2, причем наружная поверхность штока покрыта немагнитным материалом. Правый шарик 6, со стороны нагнетания, взаимодействует с плунжером 10 (торец которого взаимодействует с запорным органом со стороны нагнетания), опертым на пружину 11, размещенными во втулке 12 корпуса 1, причем величина перемещения S шариков 6 при включении (выключении) привода 2 и величина их диаметра D, а также величина усилий пружин 8 и 11 связаны, соответственно, соотношением как 1:10. Величина перемещения S обеспечивается подбором шайб 13. При этом габариты клапана не увеличиваются.

Работа клапана заключается в следующем.

При отсутствии электрического сигнала давление рабочей жидкости и плунжер 10 с пружиной 11, воздействуя на правый шарик 6, прижимает его к кромке отверстия стакана 3 и разъединяет тем самым канал управления от канала нагнетания. При этом толкатель 5 отжимает левый шарик 6 и подпружиненный шток 7, посредством чего канал управления соединяется со сливом. При включении электромагнитного привода 2 шток 7 перемещает левый шарик 6 до упора в кромку отверстия станка 3, перекрывая тем самым слив от канала управления, одновременно толкатель 5 перемещает правый шарик, открывая доступ рабочей жидкости из канала нагнетания в канал управления.

В случае снижения напряжения в системе управления до величины, определяемой необходимостью отключения клапана (а следовательно и канала управления от линии нагнетания), и при этом превышающей минимальную величину остаточного напряжения электронных коммутаторов системы управления, требуемую для поддержания ее функционирования и обеспечивающую тем самым заданный уровень надежности, выполнение клапана в соответствии с предлагаемой схемой позволяет создать во внутренних полостях клапана соотношение гидромеханических сил, обуславливающее обеспечение заданных требований по отключению клапана.

Многочисленные исследования клапанов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известным клапаном в диапазоне давлений нагнетания до 50 кгс/см².

Клапан предназначен для использования в системах управления летательных аппаратов. Клапан содержит корпус с каналами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой. В корпусе установлены два стакана, с соосно выполненными внутри них расточками, в которых размещен с возможностью перемещения, толкатель. В стаканах по обе стороны толкателя выполнены отверстия, контактирующие наружными кромками с запорными органами в виде шариков. Один из шариков - со стороны слива - взаимодействует с перемещающимся внутри статора электромагнитного привода, размещенного также на корпусе, подпружиненным штоком. Причем в одном положении штока канал управления сообщается со сливом, в другом - с нагнетанием. В корпусе клапана установлена втулка с размещенным в ней подпружиненным плунжером. Торец плунжера взаимодействует с запорным органом со стороны нагнетания. Величина перемещения шариков и величина их диаметров, а также величины усилий пружин, воздействующих на шарики, соответственно, со стороны слива и нагнетания связаны соотношением как 1:10. Наружная поверхность штока покрыта немагнитным материалом. Изобретение позволяет повысить надежность и безопасность конструкции, создать во внутренних полостях клапана соотношение гидромеханических сил, обуславливающее обеспечение заданных требований по отключению клапана. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Клапан, состоящий из корпуса с клапанами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой, с установленными в нем двумя стаканами, с соосно выполненными внутри их расточками, в которых размещен с возможностью перемещения толкатель, и отверстиями в стаканах по обе стороны толкателя, контактирующими наружными кромками с запорными органами в виде шариков, один из которых - со стороны слива - взаимодействует с перемещающимся внутри статора электромагнитного привода, размещенного также на корпусе, подпружиненным штоком таким образом, что в одном его положении канал управления сообщается со сливом, в другом - с нагнетанием, отличающийся тем, что в корпусе клапана установлена втулка с размещенным в ней подпружиненным плунжером, торец которого взаимодействует с запорным органом со стороны нагнетания, а величина перемещения шариков и величина их диаметров, а также величины усилий пружин, воздействующих на шарики, соответственно, со стороны слива и нагнетания связаны соотношением как 1:10. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность штока покрыта немагнитным материалом.