КЛАПАН ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ РАБОЧЕГО ТЕЛА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА Российский патент 2005 года по МПК F16K31/02 F16K31/06 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к клапанам с электромагнитными приводами, и может быть использовано, в частности, в качестве устройства дозированной подачи рабочего тела в системе регулирования авиационных двигателей.

Известна конструкция электромагнитного клапана, содержащая вход и выход для топлива, корпус, в котором размещены соединенный штоком с нагруженным пружиной запорным органом цилиндрический якорь электромагнита, катушка электромагнита в кожухе, при этом один конец корпуса выполнен в виде трубы с внутренней резьбой с установленным в ней седлом, торцевая поверхность которого установлена на уровне входа, а другой конец корпуса снабжен крышкой, в осевой части которого установлен винтовой ограничитель якоря, а запорный орган выполнен в виде шара, взаимодействующего с коническим ограничителем штока со стороны якоря (см. патент РФ на изобретение №2190142, МПК F 16 K 31/02, опубл. 27.09.2002).

Недостатками данной конструкции являются негерметичность корпуса из-за сквозного резьбового отверстия для регулирующего винта в крышке корпуса, а также невозможность регулирования магнитной проводимости магнитопровода с помощью регулирующего винта, не нарушая регулировку хода якоря.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клапан дозирования топливных паров для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащий корпус с двумя патрубками

- подвода и отвода топливных паров, внутри которого расположен электромагнит в виде соленоида с металлическим сердечником, который может совершать возвратно-поступательные движения с заданной частотой в осевом направлении внутри соленоида, ограниченные с одной стороны неподвижным регулирующимся упором, а с другой - торцом одного из патрубков, выведенного внутрь корпуса, с возможностью перекрытия его проходного сечения, причем один из взаимно соприкасающихся концов металлического сердечника или регулирующегося упора имеет прокладку из эластичного материала, а металлический сердечник и упор соосны (см. патент РФ на изобретение №2166114, МПК F 16 K 31/06, опубл. 27.04.2001).

Недостатком данной конструкции является невозможность регулирования в процессе изготовления и эксплуатации проводимости магнитной цепи клапана и, как следствие, невозможность дополнительного регулирования тягового усилия электромагнита, а в конечном счете - быстроты срабатывания электроклапана, что при работе его в режиме включения - выключения с высокой частотой сказывается на обеспечении точности расходной характеристики клапана.

Задачей заявляемого изобретения является получение заданной расходной характеристики клапана.

Технический результат достигается путем изменения магнитной проводимости магнитной цепи клапана.

Поставленная задача решается тем, что в клапан дозированной подачи рабочего тела для гидравлической системы регулирования перемещения исполнительного механизма, содержащий герметичный корпус с двумя патрубками - подвода и отвода рабочего тела, полюсный наконечник, расположенный внутри корпуса, в котором соосно расположены подпружиненный якорь - запорный орган с возможностью осевого перемещения, катушку, кожух, являющийся магнитопроводом, причем клапан снабжен цилиндрическим вкладышем, согласно изобретению, полюсный наконечник выполнен заодно с корпусом, при этом с внешнего торца полюсного наконечника, соосно ему, выполнено глухое отверстие, в которое помещен цилиндрический вкладыш с возможностью осевого перемещения, причем цилиндрический вкладыш выполнен из магнитомягкого материала, и магнитная проницаемость материала цилиндрического вкладыша больше магнитной проницаемости материала полюсного наконечника.

Технический результат - изменение магнитной проводимости цепи клапана, достигается за счет изготовления полюсного наконечника заодно с корпусом и выполнения в полюсном наконечнике глухого отверстия, соосно корпусу, в которое помещен цилиндрический вкладыш с возможностью осевого перемещения, что обеспечивает возможность изменения величины зазора между нижним торцом цилиндрического вкладыша и дном глухого отверстия полюсного наконечника.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен клапан дозированной подачи рабочего тела в продольном разрезе.

Клапан дозированной подачи рабочего тела для гидравлической системы регулирования перемещения исполнительного механизма содержит герметичный корпус 1, патрубок подвода рабочего тела 2 и патрубок отвода рабочего тела 3, полюсный наконечник 4, якорь - запорный орган 5, катушку 6, кожух 7, цилиндрический вкладыш 8, глухое отверстие 9, выполненное в полюсном наконечнике 4, крепежный винт 10, пружину 11 и немагнитную перемычку 12.

Рассмотрим работу клапана дозированной подачи рабочего тела при подключении его в гидравлическую систему регулирования перемещения исполнительного механизма, например дозированной подачи топлива авиационного двигателя.

При подключении клапана в гидравлическую магистраль (на чертеже не показано) клапан находится в закрытом состоянии, рабочее тело в исполнительный механизм не поступает и он находится в неподвижном положении. При включении клапана от электронной системы регулирования (на чертеже не показано) с высокой частотой включения-выключения якорь - запорный орган 5 клапана совершает возвратно-поступательное движение, открывая и закрывая клапан, при этом, в момент открытого состояния клапана, рабочее тело, например жидкость, под давлением перетекает в исполнительный механизм, перемещая его. Объем перетекаемой жидкости и, следовательно, величина перемещения исполнительного механизма в заданный отрезок времени зависит от соотношения времени включенного и выключенного состояния клапана, при этом существенную роль играет быстрота срабатывания (включения и выключения) клапана, и эта зависимость должна соответствовать заданной характеристике (линейная, криволинейная и т.д.). Регулировка достигается с помощью цилиндрического вкладыша 8, выполненного из магнитомягкого материала, магнитная проницаемость которого, например, больше, чем магнитная проницаемость материала полюсного наконечника 4, который перемещают (вворачивают или выворачивают), например, по резьбе в полюсном наконечнике 4, изменяя магнитную проводимость участка цепи и магнитный поток, тем самым изменяя тяговое усилие и время срабатывания клапана (открытие или закрытие якоря - запорного органа 5 клапана) от момента подачи или снятия напряжения.

Таким образом, преимущество заявляемого клапана дозированной подачи рабочего тела для гидравлической системы регулирования перемещения исполнительного механизма заключается в возможности дополнительной регулировки проводимости магнитной цепи клапана, что приводит к изменению тяги электромагнита клапана, т.е. к изменению времени срабатывания клапана.

Таким образом, заявляемая конструкция клапана дозированной подачи рабочего тела при работе в режиме включения-выключения с высокой частотой обеспечивает возможность дополнительной регулировки тягового усилия электромагнита, и, следовательно, его расходной характеристики, т.е. расход рабочего тела через клапан. При заданной, например, линейной расходной характеристике клапана, при изменении соотношения времени включенного и выключенного состояния клапана его работа обеспечивает пропорциональное линейное дозирование подачи рабочего тела.

Преимущества заявляемой конструкции клапана дозированной подачи рабочего тела достигаются за счет:

- выполнения в полюсном наконечнике 4 глухого отверстия 9, соосно корпусу, выполненному заодно с полюсным наконечником;

- наличия цилиндрического вкладыша 8, расположенного в глухом отверстии 9 полюсного наконечника 4, с возможностью осевого перемещения;

- выполнения цилиндрического вкладыша 8 из магнитомягкого материала, например, с большей магнитной проницаемостью, чем магнитная проницаемость материала полюсного наконечника 4.

В примере конкретного выполнения в качестве материала полюсного наконечника 4 использована сталь 10880-Ш, а в качестве материала цилиндрического вкладыша 8 использован сплав 49КФА.

Клапан дозированной подачи рабочего тела для гидравлической системы регулирования перемещения исполнительного механизма предназначен для использования в области машиностроения. Клапан снабжен цилиндрическим вкладышем. Последний выполнен из магнитомягкого материала. Магнитная проницаемость цилиндрического вкладыша больше магнитной проницаемости материала полюсного наконечника. С внешнего торца полюсного наконечника и соосно ему выполнено глухое отверстие. В последнее помещен цилиндрический вкладыш с возможностью осевого перемещения. Обеспечивается получение заданной расходной характеристики путем изменения проводимости магнитной цепи клапана. 1 ил.

Клапан дозированной подачи рабочего тела для гидравлической системы регулирования перемещения исполнительного механизма, содержащий герметичный корпус с двумя патрубками - подвода и отвода рабочего тела, полюсный наконечник, расположенный внутри корпуса, в котором соосно расположен подпружиненный якорь - запорный орган с возможностью осевого перемещения, катушка, кожух, являющийся магнитопроводом, причем клапан снабжен цилиндрическим вкладышем, отличающийся тем, что полюсный наконечник выполнен заодно с корпусом, при этом с внешнего торца полюсного наконечника соосно ему выполнено глухое отверстие, в которое помещен цилиндрический вкладыш с возможностью осевого перемещения, причем цилиндрический вкладыш выполнен из магнитомягкого материала, магнитная проницаемость которого больше магнитной проницаемости материала полюсного наконечника.