ГАЗОВЫЙ КЛАПАН И СПОСОБ СБОРКИ ГАЗОВОГО КЛАПАНА Российский патент 2016 года по МПК F16K27/02 F16K31/06 F23N1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к газовым клапанам с внешней подачей и к способам сборки газовых клапанов.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Применение газовых клапанов для управления прохождением газа, достигающего горелки (или другое устройство такого типа), известно очень хорошо. Газовый клапан может обеспечивать или блокировать прохождение газа: для его блокировки газовый клапан полностью закрывается, а для обеспечения его прохождения газовый клапан открывается. Такие типы клапанов известны как двухпозиционные клапаны, несмотря на то, что известны другие типы газовых клапанов, а именно регулировочные клапаны, которые могут регулировать поток газа при обеспечении его прохождения, так что проход газа может быть открыт в большей или меньшей степени, обеспечивая прохождение большего или меньшего потока газа в зависимости от необходимости.

Клапан содержит впускное отверстие для газа, через которое газ поступает, например, от источника газа, выпускное отверстие для газа, через которое поток газа выходит регулируемым способом к заданной точке, например горелке, через отверстие, которое соединяет впускное отверстие с выпускным, и седло клапана или головку, которая взаимодействует со сквозным отверстием, когда она приведена в действие для обеспечения и блокировки прохождения газа.

Седло клапана может быть приведено в действие механическим или электрическим способом. Когда оно приводится в действие механическим способом, создается усилие, перемещающее его в соответствующее положение, и во многих случаях для его удержания в указанном положении необходим электрический блок, в основном магнитный, на который необходимо подавать электричество для поддержания действия на седло клапана.

В случае приведения его в действие электрическим способом в действие его приводит электрический блок, в основном магнитный, на который для поддержания действия на седло клапана необходимо подавать электричество. Аналогично для его удержания в требуемом положении можно использовать дополнительный электрический или магнитный блок, если требования к мощности ниже требований, предъявляемых для перемещения седла клапана, в случае чего на электрический или магнитный блок также необходима подача электричества.

В целом подача на электрический или магнитный блоки обеспечивается снаружи клапана, и когда седло клапана приводится в действие механическим способом, и когда оно приводится в действие электрическим способом. Таким образом, указанный клапан должен содержать внешнее соединение, посредством которого питание на электрический или магнитный блоки может подаваться извне, при этом поддерживая герметичность клапана внутри.

В документе EP 1640664 A2 раскрыт блок клапанов управления, содержащий впускное отверстие для поступления потока газа и выпускное отверстие для подачи потока газа к газовой горелке. Блок также содержит клапан отсечения при повышенном давлении для прерывания потока газа от впускного отверстия. Клапан на основе микроэлектромеханических систем (MEMS) последовательно соединен с клапаном отсечения при повышенном давлении между впускным отверстием и выпускным отверстием для регулирования потока газа от впускного отверстия к выпускному отверстию.

В документе WO 98/57081 A1 раскрыт уменьшенный магнитный клапан, пригодный для встраивания в электрическую или электронную цепь путем установки на печатную плату.

В документе WO 2008/034525 A1 раскрыт блок управления клапана для модулятора давления в коммерческих транспортных средствах. Блок содержит электромагнитные клапаны, оснащенные электромагнитами, установленными на печатной плате.

В документе EP 1382907 A1 раскрыт клапан, содержащий электрический или магнитный блок и соединения, проходящие наружу для подачи питания на электрический или магнитный блок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является обеспечение газового клапана, описанного в формуле изобретения.

Газовый клапан содержит полость с газом, содержащую впускное отверстие, выпускное отверстие и сквозное отверстие для соединения выпускного отверстия с впускным отверстием, и элемент клапана, который содержит седло клапана, которое взаимодействует со сквозным отверстием для обеспечения или блокировки прохождения газа через сквозное отверстие. Также клапан содержит исполнительные устройства, которые действуют на элемент клапана, по меньшей мере, для удержания седла клапана в требуемом положении, и соединительные средства для подачи питания на исполнительные устройства снаружи клапана.

Клапан также содержит металлическую печатную плату, к которой припаян элемент клапана и которая содержит, по меньшей мере частично, соединительные средства. Элемент клапана имеет металлическую конструкцию, выполненную из паяемого материала, которая прикреплена к печатной плате, которая образует внутренний кожух, в котором расположены исполнительные устройства, и который содержит по меньшей мере один проем, через который соединительные средства соединяют с исполнительными устройствами.

Таким образом питание на клапан можно подавать снаружи простым и несложным образом, при этом также обеспечивается герметичный затвор клапана. В результате питание на клапан можно подавать извне, одновременно сохраняя необходимую целостность уплотнения в полости с газом простым способом, поскольку целостность уплотнения обеспечивает непосредственно печатная плата. Кроме того, поскольку конструкция припаяна к печатной плате, сборку клапана можно осуществить простым способом, например, с применением автоматизированных процессов пайки.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление способа сборки газового клапана, содержащего элемент клапана с седлом клапана, блокирующим или обеспечивающим прохождение газа через него, и исполнительные устройства, предназначенные для удержания седла клапана в открытом положении, в котором обеспечено прохождение газа, и питание на которые подается снаружи клапана, как описано в формуле изобретения.

Согласно способу исполнительные устройства размещают в элементе клапана, причем элемент клапана располагают вместе с исполнительными устройствами на металлической печатной плате, а элемент клапана припаивают к печатной плате. В результате газовый клапан можно собрать простым способом.

Эти и другие преимущества и характеристики настоящего изобретения станут понятными посредством графических материалов и их подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлен вид в перспективе варианта осуществления клапана согласно изобретению.

На фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении клапана, показанного на фиг. 1, с закрытым сквозным отверстием клапана.

На фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении клапана, показанного на фиг. 1, с открытым сквозным отверстием клапана.

На фиг. 4 показаны исполнительные устройства клапана, показанного на фиг. 1.

На фиг. 5 показана конструкция элемента клапана, показанного на фиг. 1, расположенная на печатной плате клапана.

На фиг. 6 показан вариант осуществления промежуточной детали исполнительных устройств клапана, показанного на фиг. 1, в поперечном сечении.

На фиг. 7 показано поперечное сечение печатной платы клапана, показанного на фиг. 1.

На фиг. 8 показан вид в поперечном сечении варианта осуществления седла клапана, показанного на фиг. 1.

На фиг. 9 показан вид в поперечном сечении первой детали седла клапана, показанного на фиг. 8.

На фиг. 10 показан вид в поперечном сечении второй детали седла клапана, показанного на фиг. 8.

На фиг. 11 показан вид в поперечном сечении третьей детали седла клапана, показанного на фиг. 8.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первый аспект изобретения относится к газовому клапану 300, который представляет собой двухпозиционный клапан. На фиг. 1 и 2 показан вариант осуществления клапана 300, который содержит полость 1 с газом, содержащую впускное отверстие 10 для газа, выпускное отверстие 11 для указанного газа и сквозное отверстие 13, соединяющее выпускное отверстие 11 с впускным отверстием 10. Клапан 300 также содержит элемент клапана, предпочтительно в полости 1 с газом, содержащий седло или головку 30 клапана, которое взаимодействует со сквозным отверстием 13 для блокировки или обеспечения потока газа, который достигает выпускное отверстие 11. Следовательно, седло 30 клапана может иметь два положения: закрытое положение, показанное на фиг. 2, в котором прохождение газа через сквозное отверстие 13 блокировано, и открытое положение, показанное на фиг. 3, в котором обеспечено прохождение конкретного потока газа через сквозное отверстие 13.

Клапан 300 содержит корпус 100 клапана, который содержит полость 1 с газом, впускное отверстие 10 и выпускное отверстие 11, причем элемент клапана и исполнительные устройства расположены в полости 1 с газом. Предпочтительно полость 1 с газом содержит камеру 109, в которой расположены элемент клапана и, по меньшей мере частично, исполнительные устройства, впускную трубку 110, соединяющую впускное отверстие 10 с камерой 109, и выпускную трубку 111, соединяющую камеру 109 с выпускным отверстием 11, при этом сквозное отверстие 13 может соответствовать началу выпускной трубки 111.

Клапан 300 содержит исполнительные устройства, которые действуют на элемент клапана, по меньшей мере, для удержания седла 30 клапана в требуемом положении, и соединительные средства для подачи питания на исполнительные устройства снаружи 300 клапана. В остальных случаях, когда клапан 300 не используется и когда на него не подается питание, сквозное отверстие 13 должно быть закрыто для блокировки прохождения через него газа в целях безопасности, так что требуемое положение соответствует в этом случае открытому положению. Для обеспечения закрытия клапан 300 содержит закрывающее устройство, предпочтительно пружину 4, которая будет описана далее, и которая прижимает седло 30 клапана к сквозному отверстию 13.

Клапан 300 содержит металлическую печатную плату 6, также известную в уровне техники как печатная плата на металлической основе (MCPCB), к которой прикреплен элемент клапана и которая содержит, по меньшей мере частично, соединительные средства, причем элемент клапана содержит металлическую конструкцию 31, прикрепленную к печатной плате 6 предпочтительно посредством пайки, которая образует внутренний кожух, в котором, по меньшей мере, частично расположены исполнительные устройства, и который содержит по меньшей мере один проем 33, через который соединительные средства соединены с исполнительными устройствами. Материал конструкции 31, если его припаивают к печатной плате 6, соответствует паяемому материалу, такому как никелированная сталь, и печатная плата 6 содержит, по меньшей мере, на участках, припаиваемых к конструкции 31, паяемый материал, такой как олово (обычно в форме дорожки или ламели).

В результате исполнительные устройства могут запитываться снаружи простым способом, при этом с сохранением необходимой целостности уплотнения в полости 1 с газом, поскольку печатная плата 6 непосредственно обеспечивает целостность уплотнения. Кроме того, поскольку конструкцию 31 припаивают к печатной плате 6, сборку клапана 300 можно осуществить простым способом с использованием, например, автоматизированных процессов пайки. Корпус 100 клапана может содержать кожух для размещения уплотнения 101 или равнозначного элемента для обеспечения герметичного затвора между печатной платой 6 и корпусом 100 клапана. В этом случае для закрытия сквозного отверстия 13 элемент 30 клапана взаимодействует с корпусом 100 клапана, как показано на фиг. 2.

Согласно фиг. 4 исполнительные устройства содержат магнитный сердечник 23, расположенный во внутреннем кожухе, который образует конструкцию 31, предпочтительно стальную раму, по меньшей мере одну катушку 24, расположенную в указанном внутреннем кожухе, первый вывод 26, прикрепленный к одному концу катушки 24, который проходит через проем 33, и второй вывод 27, прикрепленный к противоположному концу катушки 24, который проходит через проем 33, так что питание подается на катушку 24 через выводы 26 и 27, таким образом происходит подача питания на исполнительные устройства. Когда на клапан 300 подано питание, под действием электрического тока, протекающего через катушку 24, образуется магнитное поле, которое создает противодействующее усилие на пружину 4, и когда указанное усилие превышает усилие, создаваемое пружиной 4, седло 30 клапана отводится из закрытого положение в открытое положение, при этом обеспечивается прохождение газа через сквозное отверстие 13. Электрический ток, необходимый для поддержания прохода для газа открытым, меньше электрического тока, необходимого для его открытия, в результате чего согласно одному варианту осуществления клапан 300 может содержать две катушки, одну для открытия прохода, а вторую - для удержания его открытым. Согласно другому варианту осуществления проход газа может открываться механически, так что катушка обеспечивает только его удержание в открытом положении. Седло 30 клапана расположено на конструкции 31, которая позволяет отводить его посредством усилия, создаваемого магнитным полем, и/или удерживать в открытом положении.

Соединительные средства содержат по меньшей мере один проводящий путь 66 и 67 на печатной плате 6 для каждого вывода 26 и 27, как показано в качестве примера на фиг. 5. Каждый вывод 26 и 27 прикреплен к соответствующему проводящему пути 66 и 67 на внешней стороне конструкции 31 с помощью пайки. Печатная плата 6 содержит соединительную область 60, предназначенную для поддержания соединения с электрическим разъемом или, например, равнозначным элементом, посредством которого клапан соединяется с внешним источником питания. Проводящие пути 66 и 67 проходят от соединительной области 60 к, по меньшей мере, точке соединения с выводами 26 и 27, так что питание поступает на выводы 26 и 27 от внешнего источника питания посредством соединительной области 60 и проводящих путей 66 и 67, таким образом подавая питание на катушку 24 и, следовательно, исполнительные устройства. Конструкция 31 предпочтительно содержит проем 33 для каждого вывода 26 и 27, причем один проем 33 расположен под углом 180° относительно другого проема 33. Кроме того, предпочтительно, каждый проем 33 проходит по всей длине оси конструкции 31, как показано на фиг. 5.

Конструкция 31 содержит по существу цилиндрическую, а исполнительные средства содержат промежуточную кольцеобразную деталь 22, показанную на фиг. 6, которая расположена во внутреннем кожухе конструкции 31, который содержит центральное сквозное отверстие 22a, через которое проходит, по меньшей мере, частично сердечник 23, и который имеет по существу C-образную форму, образующую кольцеобразный корпус 22b вместе с конструкцией 31, в которой расположена катушка 24, намотанная относительно центрального отверстия 22a. Таким образом, внутренний кожух ограничен самой конструкцией 31, печатной платой 6 и седлом 30 клапана, когда он находится в открытом положении. Материал промежуточной детали 22 представляет собой материал, который не проводит электричество, например эластомер, хотя предпочтительно он соответствует жаростойкому пластику, который также выдерживает высокие температуры, образуемые, например, в процессе пайки. В результате, несмотря на то, что клапан 300 помещают, например, в печь для пайки, обеспечивая таким образом выполнение соответствующих паяльных операций, промежуточная деталь не деформируется или, например, не плавится.

Промежуточная деталь 22 предпочтительно содержит кольцеобразный выступ 22c, закрывающий и удерживающий часть выводов 26 и 27, который расположен во внутреннем кожухе конструкции 31, хотя также она может содержать выступ 22c для каждого вывода 26 и 27. Выступ 22c (или в других случаях выступы 22c) распложен между кольцеобразным кожухом 22b промежуточной детали 22 и печатной платой 6, и, как показано на фиг. 7 в качестве примера, печатная плата 6 содержит первую область 61, в которой припаяны выводы 26 и 27, и вторую область 62, в которой припаяна конструкция 31 элемента клапана, при этом вторая область 62 соответствует углублению на печатной плате 6. Выводы 26 и 27 проходят по существу параллельно печатной плате 6, и за счет выступа 22c (или выступов 22c), если в печатной плате 6 не будет углубления, выводы 26 и 27 буду располагаться на расстоянии от паяемой поверхности печатной платы 6, и понадобится дополнительное действие для их соединения или другой необходимый способ для обеспечения пайки. За счет углубления выводы 26 и 27 продолжают контактировать или располагаются очень близко к паяемой поверхности печатной платы 6, исключая необходимость дополнительных действий для правильной пайки, обеспечивая упрощение процесса сборки или установки клапана и снижение затрат на указанную сборку или установку. Вторая область 62 предпочтительно имеет по существу круглую форму, и ее глубина позволяет правильно выполнять пайку выводов 26 и 27, исключая необходимость выполнения дополнительных действий, как было описано.

Также промежуточная деталь 22 на части выступа 22c, который закрывает вывод 26, также содержит канал, не показанный на фигурах, предназначенный для направления конца катушки 24, который соединен с соответствующим выводом 26, к внутреннему кожуху конструкции 31 от указанного вывода 26, и канавку 22e на части выступа 22c, который закрывает другой вывод 27, предназначенную для направления конца катушки 24, соединенного с указанным выводом 27, к указанному выводу 27 от внутреннего кожуха конструкции 31.

Как было указано выше, закрывающие устройства предпочтительно содержат пружину 4. Пружина 4 намотана на седле 30 клапана и на конструкции 31, и при отсутствии подачи питания на исполнительные устройства усилие, которое она создает, отсоединяет седло 30 клапана от исполнительных устройств и закрывает сквозное отверстие 13, блокируя прохождение через него газа. В результате эта ситуация соответствует положению покоя пружины 4. Когда под действием подаваемого питания усилие, создаваемое исполнительными устройствами, превышает усилие пружины 4, пружина 4 сжимается и, как следствие, седло 30 клапана перемещается ближе к исполнительным устройствам, открывая сквозное отверстие 13, тем самым обеспечивая прохождение через него газа. В результате, эта ситуация соответствует положению сжатия пружины 4. Если в случае, когда пружина 4 находится в положении сжатия, подача питания на исполнительные устройства прекращается, то прекращается создание усилия, удерживающего пружину 4 в этом положении, и пружина 4 возвращается в положение покоя.

Конструкция 31 может содержать кольцеобразное утолщение 31a, на котором удерживается, по меньшей мере, часть витка пружины 4. Утолщение 31a делит конструкцию 31 на первую область 31b, диаметр которой по существу равен диаметру седла 30 клапана, и вторую область 31c с меньшим диаметром, причем вторая область 31c находится между первой областью 31b и седлом 30 клапана. За счет такого разделения и, в частности, за счет утолщения 31a, когда пружина 4 меняет положение, ее витки не будут размещаться между седлом 30 клапана и исполнительными средствами, что может приводить, например, к неправильной работе клапана 300, блокировке 300 клапана или даже поломке 300 клапана.

Согласно фиг. 8, на которой показан вариант осуществления седла 30 клапана, седло 30 клапана может содержать по меньшей мере три разных элемента, соединенных и перемещающихся в виде цельного корпуса в направлении закрытия сквозного отверстия 13 или в направлении его открытия: первую деталь 301 из ферромагнитного материала, вторую деталь 302 из эластомерного материала, такого как, например, силоксан, вайтон, NBR или HNBR, и третью деталь 303, которая предпочтительно соответствует стальной пружинной шайбе.

Когда на катушку 24 подают электрический ток, образуется магнитное поле, которое создает усилие для отведения седла 30 клапана к ней или для удержания его в указанном отведенном положении (открытом положении). Для обеспечения его отведения или удержания, седло 30 клапана содержит ферромагнитный материал, который благодаря электромагнитным свойствам притягивается за счет усилия, создаваемого магнитным полем. В результате в этом варианте осуществления часть седла 30 клапана, на которую действует притягивающее усилие, является первой деталью 301, и поскольку вторая деталь 302 и третья деталь 303 соединены с первой деталью 301, указанные детали 302 и 303 также притягиваются, таким образом притягивая седло 30 клапана. В результате обеспечивается прохождение газа через сквозное отверстие 13.

Когда седло 30 клапана находится в закрытом положении, в варианте осуществления седла 30 клапана, показанного на фигурах, деталь, отвечающая за закрытие сквозного отверстия 13, является второй деталью 302, которая прижимается к поверхности 102 корпуса 100 клапана, которая окружает сквозное отверстие 13. Корпус 100 клапана является предпочтительно металлическим, так что вторая деталь 302 выполнена из эластомерного материала, для того чтобы обеспечивать герметичный затвор сквозного отверстия 13 и безопасно блокировать прохождение газа через него.

В варианте осуществления седла 30 клапана, показанного на фигурах, основная функция третьей детали 303 седла 30 клапана заключается в удержании второй детали 302, соединенной с первой деталью 301 и, таким образом, когда первая деталь 301 отведена или удержана в ее положении усилием, созданным магнитным полем, предотвращении выхода второй детали 302 из первой детали 301, что может препятствовать открытию сквозного отверстия 13 или приводить к его неправильному открытию, или даже когда оно откроется, оно не будет закрыто правильно при необходимости.

Предпочтительно в варианте осуществления седла 30 клапана, показанного на фигурах, седло 30 клапана имеет круглую или цилиндрическую форму. Три детали 301, 302 и 303, составляющие седло 30 клапана, имеют, следовательно, одинаковую форму. Первая деталь 301 содержит центральную стойку 311 и круговую наружную стойку 312, которая проходит по ее периметру, при этом кольцеобразный кожух 313 образован между стойками 311 и 312. Таким образом, в поперечном сечении, например, показанном на фиг. 9, первая деталь 301 имеет форму по существу перевернутой буквы «M». В других вариантах осуществления она может и не содержать наружную стойку 312.

Вторая деталь 302, показанная в качестве примера на фиг. 10, расположена в кольцеобразном кожухе 313, образованном между стойками 311 и 312 первой детали 301, и содержит центральное отверстие, через которое проходит центральная стойка 311 первой детали 301. Первая деталь 301 может содержать первую канавку на наружной поверхности центральной стойки 311 для размещения одного конца второй детали 302, таким образом соединяя обе детали 301 и 302 друг с другом, причем хотя диаметр D1 центральной стойки 311 первой детали 301 предпочтительно больше диаметра D2 центрального отверстия второй детали 302, так что вторая деталь 302 испытывает растяжение, когда она расположена в кольцеобразном корпусе 313, таким образом она соединена с первой деталью 301 с обеспечением целостности уплотнения в затворе между первой деталью 301 и второй деталью 302. Предпочтительно диаметр D2 центрального отверстия второй детали 302 меньше приблизительно на 10-20% диаметра D1 центральной стойки 311 первой детали 301. Например, диаметр D2 может быть на 16% меньше диаметра D1, причем диаметр D1 равен 4,2 миллиметра, а диаметр D1 равен 5 миллиметрам. Кроме того, для обеспечения размещения на первой детали 301 и/или растяжения вторая деталь 302 может содержать наклонную область 329, расположенную смежно с центральным отверстием.

Вторая деталь 302 закрывает поверхность первой детали 301, на которой она расположена, обеспечивая, таким образом, то, что деталь седла 30 клапана, которая соприкасается с поверхностью 102 корпуса 100 клапана, которая окружает сквозное отверстие 13, является второй деталью 302, и ни в коем случае не является первой деталью 301. Таким образом, вторая деталь 302 предпочтительно содержит первую область 321, которая является по существу горизонтальной и расположенной смежно с центральным отверстием, и которая закрывает область первой детали 301, расположенной между стойками 311 и 312, вторую область 322, которая представляет собой по существу вертикальную стенку и закрывает поверхность наружной стойки 312 первой области 301, которая направлена к центральной стойке 311 первой детали 301, и третью область 323, которая является по существу горизонтальной и закрывает наружную поверхность наружной стойки 312. Длина центральной стойки 311 первой детали 301 такова, что вторая область 322 второй детали 302 направлена к ней, при этом между ними образован кольцеобразный кожух 324. Если первая деталь 301 не содержит наружную стойку 312, вторая деталь 302 может и не содержать области 322 и 323, а кольцеобразный кожух 324 не будет дополнительно образовываться.

Третья деталь 303, показанная в качестве примера на фиг. 11, расположена в кольцеобразном корпусе 324, образованном между центральной стойкой 311 первой детали 301 и второй областью 322 второй детали 302, и содержит центральное отверстие, через которое проходит центральная стойка 311 первой детали 301. Первая деталь 301 может содержать канавку на наружной поверхности центральной стойки 311, предназначенную для размещения одного конца третьей детали 303, при этом обе детали 301 и 303 соединены вместе, при этом диаметр D1 центральной стойки 311 первой детали 301 предпочтительно больше диаметра D3 центрального отверстия третьей детали 303, так что третья деталь 303 испытывает упругую деформацию при размещении в кольцеобразном корпусе 324 и давит на центральную стойку 311 первой детали 301. Таким образом, третья деталь 303 жестко соединена с первой деталью 302 и предотвращает отсоединение второй детали 302. Предпочтительно диаметр D3 центрального отверстия третьей детали 303 приблизительно на 515% меньше диаметра D1 центральной стойки 311 первой детали 301. Например, диаметр D3 может быть на 10% меньше диаметра D1, при этом диаметр D3 равен 4,5 миллиметрам, а диаметр D1 равен 5 миллиметрам. Кроме того, для обеспечения размещения на второй детали 302 и/или ее деформации третья деталь 303 может содержать наклонную область 339, расположенную смежно с центральным отверстием.

Кроме того, третья деталь 303 давит на вторую деталь 302, усложняя таким образом еще больше отсоединение второй детали 302 от первой детали 301. Третья деталь 303 также может содержать по существу вертикальную наружную стенку 330 на конце, противоположном концу, который соприкасается с центральной стойкой 311 первой детали 301. Предпочтительно третья область 323 второй детали 302 расположена выше наружной стенки 330 третьей детали 303 и центральной стойки 311 первой детали 301, тем самым обеспечивая контакт указанной второй детали 302 с поверхностью 102 корпуса 100 клапана, которая окружает сквозное отверстие 13. Если вторая деталь 302 не образует кольцеобразный кожух 324, третья деталь 303 может быть расположена сверху второй детали 302, в случае чего она не будет содержать наружную стенку 330, или предпочтительно вторая деталь 302 будет содержать кожух, не показанный на фигурах, в котором будет расположена третья деталь 303.

Для осуществления вставки деталей 302 и 303 и, следовательно, сборки седла 30 клапана центральная стойка 311 первой детали 301 содержит торец 319 в форме фаски, при этом указанный торец 319 соответствует свободному торцу первой детали 301. Кроме того, высота H1 центральной стойки 311 больше высоты H2, образованной деталями 302 и 303, когда они расположены в кольцеобразном кожухе 313 и 324 соответственно, так что обеспечивается правильная фиксация обеих деталей 302 и 303 в указанном положении.

Сборка седла 30 клапана описана ниже. Во-первых, вторую деталь 302 располагают в кольцеобразном корпусе 313, образованном в первой детали 301, прикладывая к ней давление. Затем третью деталь 303 располагают в кольцеобразном корпусе 324, образованном между центральной стойкой 311 первой детали 301 и второй областью 322 второй детали 302, прикладывая к ней давление. После сборки седло 30 клапана располагают в требуемой части клапана 300.

Применение описанного выше седла 30 клапана не ограничено клапаном 300, предлагаемым согласно изобретению, его также можно располагать в любом другом электромагнитном клапане, предпочтительно в газовом клапане.

Второй аспект изобретения относится к способу сборки газового клапана 300, который содержит элемент клапана с седлом клапана для блокировки или обеспечения прохождения газа через него и исполнительные устройства, предназначенные для удержания седла клапана в открытом положении, в котором обеспечивается прохождение газа, и питание на которые подается снаружи клапана. Согласно способу собирают исполнительные устройства, предпочтительно содержащие по меньшей мере одну катушку и сердечник, при этом исполнительные устройства помещают в элемент клапана, при этом элемент клапана с исполнительными устройствами располагают на металлической печатной плате, также известной в области техники как печатная плата на металлической основе (MCPCB), и элемент клапана припаивают к печатной плате.

Способ согласно изобретению также можно осуществлять для сборки клапана 300, такого как описан в соответствии с первым аспектом изобретения, в любом его варианте осуществления и/или конфигурации.

Газовый клапан, содержащий корпус (100), который содержит полость с газом, которая содержит впускное отверстие (10), выпускное отверстие (11) и отверстие для соединения выпускного отверстия (11) с впускным отверстием (10), элемент с седлом клапана, который взаимодействует с отверстием в положении для блокирования прохождения газа через отверстие или в открытом положении для его обеспечения, исполнительные устройства для удержания седла клапана в открытом положении и соединительные средства, соединяющие исполнительные устройства с внешней стороной клапана (300). Клапан (300) также содержит печатную плату (6) на металлической основе, которая содержит соединительные средства. Элемент клапана содержит металлическую конструкцию, припаянную к печатной плате (6), которая образует кожух для исполнительных устройств и которая содержит проем (33), через который соединительные средства соединены с исполнительными устройствами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Газовый клапан, содержащий корпус (100) клапана, содержащий полость (1) с газом, содержащую впускное отверстие (10), выпускное отверстие (11) и сквозное отверстие (13) для соединения выпускного отверстия (11) с впускным отверстием (10), элемент клапана, который содержит седло (30) клапана, которое взаимодействует со сквозным отверстием (13) в закрытом положении для блокировки прохождения газа через сквозное отверстие (13) или в открытом положении для его обеспечения, исполнительные устройства, предназначенные для удержания седла (30) клапана в открытом положении, и соединительные средства, которые соединяют исполнительные устройства с наружной стороной клапана (300), отличающийся тем, что клапан (300) содержит печатную плату (6) на металлической основе, к которой припаян элемент клапана и которая содержит, по меньшей мере частично, соединительные средства, при этом элемент клапана содержит металлическую конструкцию (31), припаянную к печатной плате (6), которая образует внутренний кожух, в котором, по меньшей мере, частично расположены исполнительные устройства, и который содержит по меньшей мере один проем (33), через который соединительные средства соединены с исполнительными устройствами.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что исполнительные устройства содержат магнитный сердечник (23), расположенный во внутреннем кожухе, который образует конструкцию (31), по меньшей мере одну катушку (24), расположенную в указанном внутреннем кожухе, первый вывод (26), прикрепленный к одному концу катушки (24) и который проходит через проем (33), и второй вывод (27), прикрепленный к противоположному концу катушки (24), который проходит через проем (33), и при этом соединительные средства содержат по меньшей мере один проводящий путь (66, 67) на печатной плате (6) для каждого вывода (26, 27), причем каждый вывод (26, 27) прикреплен к соответствующему проводящему пути (66, 67) на наружной стороне конструкции (31).

3. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что печатная плата (6) содержит соединительную область (60), предназначенную для поддержания соединения с электрическим разъемом, проводящие пути (66, 67), проходящие от соединительной области (60) по меньшей мере к точке соединения с выводами (26, 27).

4. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что конструкция (31) имеет по существу цилиндрическую форму и при этом исполнительные устройства содержат кольцеобразную промежуточную деталь (22), расположенную во внутреннем кожухе конструкции (31), которая содержит центральное сквозное отверстие (22a), которое проходит, по меньшей мере частично, через сердечник (23), и которая имеет по существу «C»-образную форму, образующую кольцеобразный кожух (22b) вдоль конструкции (31), в которой катушка (24) намотана относительно центрального отверстия (22a).

5. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что промежуточная деталь (22) содержит кольцеобразный выступ (22c), закрывающий и удерживающий часть выводов (26, 27), которые расположены на внутреннем кожухе конструкции (31), или выступ (22c) для каждого вывода (26, 27), который закрывает и удерживает часть соответствующего вывода (26, 27), который расположен во внутреннем кожухе конструкции (31), причем выступ (22c) или выступы (22c) расположены между кольцеобразным кожухом (22b) промежуточной детали (22) и печатной платой (6).

6. Клапан по п. 5, отличающийся тем, что промежуточная деталь (22) содержит канал на выступе (22c) или части выступа (22c), который закрывает вывод (26) для направления конца катушки (24), соединенной с соответствующим выводом (26), к внутреннему кожуху конструкции (31) от указанного вывода (26), и канавку (22e) на выступе (22c) или части выступа (22c), который закрывает другой вывод (27) для направления конца катушки (24), соединенной с указанным выводом (27), к указанному выводу (27) от внутреннего кожуха конструкции (31).

7. Клапан по п. 5, отличающийся тем, что печатная плата (6) содержит первую область (61), в которой закреплены выводы (26, 27), и вторую область (62), в которой закреплена конструкция (31) элемента клапана, причем вторая область (62) соответствует углублению на печатной плате (6).

8. Клапан по п. 7, отличающийся тем, что глубина углубления такова, что выводы (26, 27) проходят по существу параллельно печатной плате (6), и часть выводов (26, 27), находящаяся снаружи конструкции (31), расположена во второй области (62) печатной платы (6), соприкасаясь с ней (62) или находясь на расстоянии от второй области, что позволяет правильно припаивать выводы (26, 27) к печатной плате (6).

9. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что материал промежуточной детали (22) представляет собой материал, который не проводит электричество и выдерживает высокие температуры, которые возникают, например, в ходе процесса пайки.

10. Клапан по любому из пп. 2-9, отличающийся тем, что конструкция (31) содержит проем (33) для каждого вывода (26, 27), которые расположены под углом 180° друг к другу.

11. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что содержит пружину (4), предназначенную для воздействия на седло (30) клапана с определенным усилием в направлении сквозного отверстия (13).

12. Клапан по п. 11, отличающийся тем, что пружина (4) намотана на седло (30) клапана и на конструкцию (31), при этом конструкция (31) содержит утолщение (31a) вдоль ее периметра, на котором удерживается, по меньшей мере, часть витка пружины (4).

13. Клапан по п. 12, отличающийся тем, что утолщение (31a) делит конструкцию (31) на первую область (31b), диаметр которой по существу равен диаметру седла (30) клапана, и вторую область (31c) с меньшим диаметром, причем вторая область (31c) расположена между первой областью (31b) и седлом (30) клапана.

14. Способ сборки газового клапана, содержащего корпус клапана с седлом клапана для блокировки или обеспечения прохождения газа через него и исполнительные устройства, предназначенные для удержания седла клапана в открытом положении, в котором обеспечено прохождение газа, и питание на которые подают извне, согласно которому исполнительные устройства помещают в корпус клапана, отличающийся тем, что также включает этапы размещения печатной платы на металлической основе, размещения корпуса клапана с исполнительными устройствами на печатной плате и припаивания корпуса клапана к печатной плате.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что одновременно с припаиванием корпуса клапана к печатной плате по меньшей мере два вывода, через которые подают питание на исполнительные средства извне корпуса клапана, также припаивают к печатной плате.