КЛАПАН Российский патент 2009 года по МПК F16K11/44 F16K31/02 F15B13/44 

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.

Известен 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 со сливом и нагнетанием (см. авт. свид. СССР №579490, кл. F16K 31/02, F15B 9/03).

Наиболее близким по технической сущности является клапан, состоящий 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 расположен с возможностью перемещаться 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, установленной со стороны нагнетания втулкой с размещенным в ней подпружиненным плунжером, торец которого взаимодействует с запорным органом, находящимся также со стороны нагнетания (патент РФ №2150628).

Недостатком известных клапанов является то, что в гидравлических механизмах системы управления они не могут обеспечивать требуемую герметичность по запорным органам в течение ресурса, необходимую для обеспечения заданного уровня надежности в работе летательного аппарата в целом.

Это обусловлено следующим:

1. В клапанах по патенту РФ №2150628:

- установка в отверстиях втулок запорных органов не обеспечивает концентричное их прилегание к наружным кромкам отверстий вследствие того, что отверстия во втулках и стаканах не сцентрированы относительно друг друга. Это приводит к тому, что шарики во втулках занимают сдвинутое относительно наружных кромок отверстий стаканов положение, и, как следствие, к образованию щели между ними и нарушению герметичности между каналами клапана при его работе.

2. В клапанах по авт. свид. СССР №579490:

- установка запорных органов в отверстиях втулок в виде ограничителей со стороны нагнетания, аналогичная установке их в клапанах по патенту РФ №2150628, также не обеспечивают требуемую герметичность;

- установка запорных органов (со стороны слива) в отверстие проставки, наружным диаметром центрирующейся в направляющей, которая своими заплечиками направляет стоп и стакан, несколько улучшает расположение шарика относительно наружных кромок отверстий стаканов, но не исключает их взаимного смещения, так как проставка с шариком также имеет возможность смещаться в плоскости, перпендикулярной оси отверстия стакана на величину зазора между наружным диаметром проставки и внутренним диаметром направляющей.

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

Технической задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная задача по обеспечению требуемой герметичности по запорным органам решается тем, что в заявляемом клапане, содержащем корпус с каналами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой, с установленными в нем двумя стаканами, с соосно выполненными внутри них 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, с установленной со стороны нагнетания втулкой с размещенным в ней подпружиненным плунжером, торец которого взаимодействует с запорным органом, находящимся также со стороны нагнетания, согласно изобретению на наружной поверхности каждого из стаканов со стороны отверстий и соосно с ними выполнены цилиндрические бурты, на один из них со стороны слива установлена с возможностью фиксации посредством глухой расточки втулка, причем указанная расточка выполнена в ней соосно со сквозным отверстием втулки, в котором размещен шарик, на бурт другого стакана со стороны нагнетания втулка выполнена и установлена с размещенным в ее отверстии шариком, аналогично втулке со стороны слива.

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

Клапан 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 них расточками, в которых размещен посредством центрирующей втулки 4 толкатель 5, перемещающий своими торцами запорные органы в виде шариков 6, контактирующих с наружными кромками отверстий 7 стаканов 3.

Левый шарик 6 со стороны слива взаимодействует со штоком 8, опертым на пружину 9, перемещающимся внутри статора 10 электромагнитного привода 2.

Правый шарик 6 со стороны нагнетания взаимодействует с торцом подпружиненного плунжера 11, с размещенным во втулке 12, также находящейся со стороны нагнетания.

На наружной поверхности каждого из стаканов 3 со стороны отверстий 7 и соосно с ними выполнены цилиндрические бурты 13, на один из них со стороны слива установлена с возможностью фиксации посредством глухой расточки 14 втулка 15, причем указанная расточка 14 выполнена в ней соосно с ее сквозным отверстием 16, в котором установлен шарик 6. На бурт 13 другого стакана 3 со стороны нагнетания выполнена и установлена втулка 12 с размещенным в ее отверстии 17 шариком 6, аналогично втулке 15 (со стороны слива).

Работа клапана заключается в следующем. При отсутствии электрического сигнала давление рабочей жидкости и плунжер 11 с пружиной, воздействуя на правый шарик 6, прижимают его к кромке отверстия стакана 3, разъединяя тем самым канал управления от канала нагнетания. При этом толкатель 5 отжимает левый шарик 6 и подпружиненный шток 8, посредством чего канал управления соединяется со сливом. При включении электромагнитного привода 2 шток 8 перемещает левый шарик 6 вправо до упора в кромку отверстия 7 левого стакана 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 связи с тем, что бурты 13 на втулках 12 и 15 выполнены соосно с отверстиями 7, соответственно, а их глухие расточки 14 также, соответственно, выполнены соосно с отверстиями 16 и 17, обеспечиваются концентричное расположение шариков 6 относительно наружных кромок отверстий 7 стаканов 3 и, как следствие, требуемая герметичность по запорным органам.

Таким образом, качественно улучшается эффективность в работе гидравлических механизмов системы управления и летательного аппарата в целом.

Многочисленные исследования клапанов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известными клапанами.

Изобретение относится к области гидропневоавтоматики и предназначено для использования в гидравлических механизмах систем управления летательных аппаратов. Клапан содержит корпус с каналами нагнетания, управления и слива. Каналы разделены между собой двумя стаканами. Стаканы установлены в корпусе и выполнены с соосными расточками и отверстиями. В расточках размещен с возможностью перемещения толкатель. Отверстия в стаканах расположены по обе стороны от толкателя и контактируют наружными кромками с запорными органами в виде шариков. Один из шариков - со стороны слива - взаимодействует с перемещающимся внутри статора электромагнитного привода подпружиненным штоком. Причем в одном положении штока канал управления сообщается со сливом, а в другом - с нагнетанием. В корпусе клапана со стороны нагнетания установлена втулка с размещенным в ней подпружиненным плунжером. Торец плунжера взаимодействует с запорным органом со стороны нагнетания. На наружной поверхности каждого из стаканов со стороны отверстий и соосно с ними выполнены цилиндрические бурты. На один из них, со стороны слива, установлена с возможностью фиксации посредством глухой расточки втулка. Указанная расточка выполнена в ней соосно сквозному отверстию втулки, в котором расположен шарик. На бурт другого стакана со стороны нагнетания выполнена и установлена втулка с размещенным в ее отверстии шариком аналогично втулке со стороны слива. Изобретение направлено на повышение герметичности клапана. 1 ил.

Клапан, содержащий корпус с каналами нагнетания, управления и слива, разделенными между собой, с установленными в нем двумя стаканами с соосно выполненными внутри них 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, с установленной со стороны нагнетания втулкой с размещенным в ней подпружиненным плунжером, торец которого взаимодействует с запорным органом, находящимся также со стороны нагнетания, отличающийся тем, что на наружной поверхности каждого из стаканов со стороны отверстий и соосно с ними выполнены цилиндрические бурты, на один из них со стороны слива установлена с возможностью фиксации посредством глухой расточки втулка, причем указанная расточка выполнена в ней соосно со сквозным отверстием втулки, в котором размещен шарик, на бурт другого стакана со стороны нагнетания втулка выполнена и установлена с размещенным в ее отверстии шариком, аналогично втулке со стороны слива.