ПУСКООТСЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОПНЕВМОКЛАПАН ПОСТОЯННОГО НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК G05D16/10 

Изобретения относятся к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а более конкретно к устройствам газовой автоматики, обеспечивающим подачу, отсечку, сброс и регулирование давления газа.

Известна система газоснабжения, содержащая баллон со сжатым газом, заправочно-дренажный клапан, пускоотсечной электропневмоклапан, регулятор давления и сбросовый клапан (см. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.45, рис.2.5).

Применение регулятора давления и сбросового клапана увеличивает габариты и массу системы газоснабжения, в то время как двухкаскадные пускоотсечные электропневмоклапаны содержат все наиболее громоздкие элементы, которые можно использовать для обеспечения постоянного низкого давления как в режиме работы регулятора давления, так и в режиме работы сбросового клапана.

Известен регулятор давления, содержащий полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость подвода высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную каналом с полостью низкого давления, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной и элементом настройки на заданное низкое давление (см. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.189, рис.6.2).

В случае настройки устройства с помощью пружины на заданное постоянное низкое давление подача управляющего давления во вспомогательную полость не приводит к отсечке расхода газа (см. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.190, рис.6.5).

Известны двухкаскадные пускоотсечные электропневмоклапаны, содержащие управляющий электромагнитный клапан со впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом, сообщенным с атмосферой, полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость подвода высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную с полостью управляющего клапана, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной (см. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.196, рис.6.7, С.201, рис.6.13).

К недостаткам этих устройств следует отнести зависимость низкого давления от параметров газа на входе и невозможность сброса из полости низкого давления в атмосферу утечки газа, возникающей в случае неплотного прилегания отсечного затвора к неподвижному седлу при работе потребителей в режиме "без расхода", т.е. отключении всех микродвигателей реактивной системы управления (см. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.196, рис.6.7, С.201, рис.6.13).

Задачами настоящего изобретения является уменьшение габаритов и массы системы газоснабжения за счет расширения функциональных возможностей двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана и обеспечения им постоянного низкого давления без применения в составе системы самостоятельных регулятора давления и сбросового клапана.

Решением первой задачи устранения зависимости низкого давления от параметров газа на входе достигается тем, что в известном двухкаскадном пускоотсечном электропневмоклапане, содержащем электромагнитный клапан со впускным седлом, соединенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом и выпускным седлом, полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную с полостью управляющего клапана, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной и элементом настройки, выпускное седло управляющего клапана сообщается каналом с полостью низкого давления.

Решение второй задачи сброса из полости низкого давления утечки газа при работе потребителей в режиме "без расхода" достигается тем, что в известном двухкаскадном пускоотсечном электропневмоклапане выпускное седло управляющего клапана сообщается каналом с полостью низкого давления, а в торце толкателя, кинематически взаимодействующего с отсечным затвором, выполнено выпускное подвижное седло, сообщенное со вспомогательной полостью через отверстие в подвижном элементе и толкателе.

Сущность изобретений поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана постоянного низкого давления.

Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит управляющий электромагнитный клапан 1 со впускным седлом 2, сообщенным с газоподводящим каналом 3, регулирующим органом 4, приводимым в действие втяжным электромагнитом 5 и выпускным седлом 6. В состав устройства также входят сообщенная каналом с выпускным седлом 6 управляющего клапана 1 полость низкого давления 7 с отводящим каналом 8 и отделенная от нее неподвижным седлом 9 и отсечным затвором 10 полость подвода 11 высокого давления Р_В, цилиндрическая камера 12 с подвижным элементом 13, взаимодействующим через толкатель 14 с отсечным затвором 10 и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость 15, сообщенную с полостью управляющего клапана 1, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость 16 с расположенной в ней механической пружиной 17 и элементом настройки 18 на заданное постоянное низкое давление.

Устройство работает следующим образом.

При подаче входного сигнала U_вх на электромагнит 5, последний перемещает регулирующий орган 4 на впускное седло 2, обеспечивая сообщение полости низкого давления и рабочей полости 15 устройства, которое в этом состоянии перед началом работы настраивается на заданное низкое давление с помощью пружины 17 и элемента настройки 18. Указанное давление благодаря отрицательной обратной связи по низкому давлению в полостях 7 и 15 поддерживается постоянным в отличие от прототипа, у которого выпускное седло 6 управляющего клапана 1 сообщено с атмосферой.

При снятии входного сигнала регулирующий орган 4 под действием давления в газоподводящем канале 3 перемещается на выпускное седло 6, что вызывает повышение давления в рабочей полости 15 до давления в газоподводящем канале 3, перемещение подвижного элемента 13, толкателя 14 и затвора 10 в крайние нижние положения и отсечку полости 7 низкого давления.

Заметим, что данное устройство по существу является двухфункциональным агрегатом, выполняющим в составе системы газоснабжения одновременно функции двух однофункциональных устройств: двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана и регулятора давления, обеспечивающих подачу в потребитель газа с постоянным давлением и его отсечку. Если в качестве потребителя использовать сопло, то полученное газореактивное устройство будет создавать постоянную реактивную силу.

На фиг.2 представлена схема пускоотсечного клапана постоянного низкого давления со сбросом утечки газа. В данном устройстве в отличие от предыдущего:

для обеспечения сброса утечки газа из полости низкого давления после посадки отсечного затвора на неподвижное седло, в торце толкателя 14, кинематически взаимодействующего с отсечным затвором 10, может быть выполнено подвижное седло 19, сообщенное со вспомогательной полостью 16 через отверстие 20 в подвижном элементе 13 и толкателе 14 (см. фиг.2).

Данное устройство в открытом состоянии выполняет функции не только пружинного регулятора давления, но и сбросового (предохранительного) клапана, обеспечивающего при работе потребителя в режиме "без расхода" сброс через подвижное седло утечки газа, появляющейся при неплотном прилегании отсечного затвора к неподвижному седлу в этом режиме.

В закрытом состоянии устройство обеспечивает при отсечке полости низкого давления дренаж из нее и из потребителя газа за счет большего перемещения подвижного элемента 13 и толкателя 14 по сравнению с отсечным затвором 10. Если в качестве потребителя использовать сопло, то полученное устройство будет создавать постоянную реактивную силу с уменьшенным последействием за счет более быстрого опорожнения полости низкого давления не только через сопло, но и через подвижное седло 19. Следует отметить, что в последнем случае при подаче входного сигнала U_ВХ и перемещении регулирующего органа 4 с выпускного седла 6 на впускное седло 2 происходит более быстрое опорожнение рабочей полости 15 одновременно через сопло и подвижное седло 19, что способствует повышению быстродействия устройства.

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, к устройствам газовой автоматики, обеспечивающим подачу, отсечку, сброс и регулирование давления газа. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит управляющий электромагнитный клапан со впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом, полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость подвода высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную с полостью управляющего клапана, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной и элемент настройки на заданное низкое давление. Выпускное седло управляющего клапана сообщено каналом с полостью низкого давления. Предусмотрено выполнение в торце толкателя, кинематически взаимодействующего с отсечным затвором, подвижного седла, сообщенного со вспомогательной полостью через отверстие в подвижном элементе и толкателе. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления, содержащий управляющий электромагнитный клапан с впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом, полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость подвода высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную с полостью управляющего клапана, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной и элементом настройки, отличающийся тем, что выпускное седло управляющего клапана сообщено каналом с полостью низкого давления.2. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления, содержащий управляющий электромагнитный клапан с впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом, полость низкого давления с отводящим каналом и отделенную от нее неподвижным седлом и отсечным затвором полость подвода высокого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, взаимодействующим через толкатель с отсечным затвором и образующим в камере со стороны толкателя рабочую полость, сообщенную с полостью управляющего клапана, а с противоположной стороны сообщенную с атмосферой вспомогательную полость с расположенной в ней механической пружиной и элементом настройки, отличающийся тем, что выпускное седло управляющего клапана сообщено каналом с полостью низкого давления, а в торце толкателя, кинематически взаимодействующего с отсечным затвором, выполнено подвижное седло, сообщенное со вспомогательной полостью через отверстие в подвижном элементе и толкателе.