АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОКЛАПАН ДЛЯ КРИОГЕННОГО ГАЗА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F16K31/06 

Область техники

[0001] Изобретение относится к газовому клапану с дополнительной заслонкой внутри основной заслонки. Изобретение также относится к электроклапану с соленоидом, плунжер которого погружен в текучую среду.

Уровень техники

[0002] Для управления распределением текучей среды распределительные контуры оборудованы электроклапанами. Электроклапан обычно содержит привод, например соленоид, приводящий заслонку клапана из закрытого положения в открытое и наоборот. В целях безопасности электроклапан может быть сконфигурирован таким образом, чтобы давление текучей среды удерживало его закрытым. В этом случае давление оказывает на заслонку закрывающее усилие, пропорциональное указанному давлению. В свою очередь, электроклапан должен иметь такие размеры, чтобы уравновешивать закрывающее усилие.

[0003] В связи с прикладываемым высоким давлением соленоид должен быть массивным и тяжелым для обеспечения достаточного открывающего усилия. Влияние этого на массу становится в этом случае критическим для установки на летательный аппарат. Таким образом, существует необходимость в снижении закрывающего усилия. Известное решение заключается в разделении заслонки на основную заслонку и дополнительную заслонку, открывающую и закрывающую отверстие основной заслонки. Это отверстие сконфигурировано для создания баланса давления с каждой стороны основной заслонки для облегчения ее приведения в действие. Открывающее усилие снижено, поскольку разница в давлении имеет место только для дополнительной заслонки, и, таким образом, уменьшены габаритные размеры.

[0004] В документе US4928733 A раскрыт клапан с основным корпусом, основной заслонкой и дополнительной заслонкой. Основная заслонка содержит нижний канал, который может закрывать дополнительная заслонка. Последняя также способна приводить в действие основную заслонку в направлении открытия и закрытия. Закрытие и приведение в действие во время закрытия выполняются посредством головки дополнительной заслонки. Клапан содержит направляющую, предусмотренную для основной заслонки, в дополнение к штоку дополнительной заслонки, на котором она скользит. После открытия дополнительной заслонки, возникает просачивающийся поток между основной заслонкой и ее направляющей. Затем достигается баланс давления вблизи дополнительной заслонки посредством осевых каналов, выполненных в массиве основной заслонки.

[0005] Этот клапан позволяет снизить открывающее усилие. Однако его конструкция сложна для производства. У него сложные формы и имеется участок, расположенный в полости с ограниченным доступом. Также открытие не является постепенным. В контексте применения для газа высокого давления открывающее движение дополнительной заслонки создает пик давления, способный повредить задействованное оборудование.

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0006] Целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере одной из технических проблем, существующих на уровне техники. Точнее, цель настоящего изобретения - сделать открывающее движение клапана с основной заслонкой и дополнительной заслонкой более постепенным. Целью настоящего изобретения также является замедление начала открытия клапана с основной заслонкой и дополнительной заслонкой.

Техническое решение

[0007] Целью изобретения является клапан, в частности, для криогенного газа, при этом клапан содержит корпус с основным впускным отверстием, основным выпускным отверстием и основным проходом, соединяющим основное впускное отверстие с основным выпускным отверстием; основную заслонку для основного прохода, при этом основная заслонка содержит дополнительное впускное отверстие и дополнительное выпускное отверстие, сообщающееся с основным выпускным отверстием, и дополнительный проход, соединяющий дополнительное впускное отверстие с дополнительным выпускным отверстием; дополнительную заслонку, содержащую закрывающую поверхность, сконфигурированную для закрытия дополнительного прохода и для приведения в действие основной заслонки в направлении закрытия, отличающийся тем, что дополнительная заслонка также содержит поверхность приведения в действие, сконфигурированную для приведения в действие основной заслонки в направлении открытия при ее расположении на краю дополнительного впускного отверстия и частичной его блокировки для прерывания проходящего через него потока.

[0008] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительная заслонка содержит по меньшей мере один хвостовик, выступающий в поперечном направлении относительно направления движения дополнительной заслонки, при этом по меньшей мере на одном хвостовике предусмотрена поверхность приведения в действие.

[0009] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения край дополнительного впускного отверстия основной заслонки содержит по меньшей мере один паз, контур которого соответствует контуру по меньшей мере одного хвостовика, допуская, таким образом, вхождение каждого хвостовика в дополнительный проход, при этом хвостовик смещен под углом относительно паза.

[0010] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительная заслонка содержит несколько хвостовиков, распределенных под углом вокруг дополнительной заслонки, каждый из которых содержит часть поверхности приведения в действие, предпочтительно, основная заслонка содержит пазы, соединяемые с хвостовиками с образованием байонетного соединения.

[0011] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительная заслонка содержит регулировочный шток, проходящий через дополнительное впускное отверстие, и головку, на которой сформирована закрывающая поверхность, при этом поверхность приведения в действие связана с регулировочным штоком через головку.

[0012] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения головка проходит по большей части участка прохода дополнительного впускного отверстия, и/или головка занимает большую часть объема дополнительного прохода.

[0013] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения контур головки соответствует контуру дополнительного впускного отверстия, при этом головка сконфигурирована таким образом, что, когда поверхность приведения в действие находится в контакте с основной заслонкой, головка находится на одном уровне в осевом направлении с дополнительным впускным отверстием, создавая, таким образом, сброс нагрузки.

[0014] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительный проход обычно имеет форму диска, при этом дополнительная заслонка занимает большую часть объема этого диска.

[0015] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительное впускное отверстие содержит пространство, окружающее дополнительную заслонку, при этом край дополнительного впускного отверстия образует кольцевое сужение в дополнительном проходе.

[0016] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительная заслонка содержит приводную часть, при этом закрывающая поверхность и поверхность приведения в действие расположены на противоположных относительно оси стенках приводной части, ориентированных в противоположные направления относительно указанных поверхностей.

[0017] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения клапан содержит основную направляющую для направления основной заслонки посредством направляющего участка, по которому скользит основная заслонка, при этом большая часть основной заслонки заключена в направляющий участок в закрытом положении, при этом контакт между основной заслонкой и основной направляющей обычно является герметическим, предпочтительно герметический контакт сконфигурирован для возможности прохождения текучей среды под давлением более 50 бар, более предпочтительно более 100 бар.

[0018] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения направляющий участок содержит отверстие, расположенное на расстоянии от основной заслонки, когда последняя находится в закрытом положении, предпочтительно отверстие закрыто, когда основная заслонка находится в открытом положении.

[0019] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения основной проход содержит две противолежащие стенки в направлении движения основной заслонки, при этом направляющий участок проходит от одной стенки к другой стенке, находясь на расстоянии D от другой стенки, при этом расстояние D меньше хода основной заслонки и/или дополнительной заслонки между открытым положением и закрытым положением, предпочтительно в открытом положении основная заслонка и основная направляющая образуют по сути замкнутую область.

[0020] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения основной проход содержит основную камеру, в которой заключена основная заслонка, при этом основная заслонка выполнена с возможностью поступательного перемещения из одного конца основной камеры в другой.

[0021] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения закрывающая поверхность и/или поверхность приведения в действие являются цельными и/или гладкими.

[0022] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения клапан является клапаном высокого давления.

[0023] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительное выпускное отверстие сообщается по возможности непосредственно с основным выпускным отверстием.

[0024] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительное выпускное отверстие является каналом, проходящим через основную заслонку.

[0025] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения каждый хвостовик установлен внутри дополнительного прохода.

[0026] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения головка имеет ширину, большую, чем регулировочный шток, и размер, меньший, чем дополнительное впускное отверстие.

[0027] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения головка проходит в осевом направлении через большую часть дополнительного прохода.

[0028] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительный проход выполнен в дальней по ходу среды части основной заслонки. Дальняя по ходу среды часть является частью со стороны дополнительного выпускного отверстия.

[0029] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительное выпускное отверстие формирует осевой конец основной заслонки.

[0030] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения каждая направляющая проходит в осевом направлении по большей части соответствующей заслонки.

[0031] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения основная заслонка и дополнительная заслонка выполнены из одного материала.

[0032] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения клапан сконфигурирован таким образом, что направление закрытия дополнительной заслонки соответствует направлению закрытия основной заслонки.

[0033] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения основная заслонка расположена между противолежащими стенками основного прохода.

[0034] Изобретение также относится к электроклапану, включающему газовый клапан, отличающемуся тем, что клапан является клапаном согласно изобретению, при этом электроклапан содержит электромагнитный привод по меньшей мере с одним соленоидом, магнитный контур для проведения магнитного тока соленоида, при этом контур содержит ферромагнитный сердечник и ферромагнитный плунжер, с которым соединена дополнительная заслонка, при этом электроклапан сконфигурирован таким образом, что в закрытом состоянии разница в давлении между основным впускным отверстием и основным выпускным отверстием оказывает закрывающее усилие на плунжер, удерживающее электроклапан закрытым посредством основной заслонки и дополнительной заслонки.

Преимущества изобретения

[0035] Изобретение позволяет управлять открытием клапана. Это открытие происходит в два этапа, при этом первый этап осуществляется при контроле дополнительного потока через основную заслонку благодаря поверхности приведения в действие. Оно работает как фильтр, регулирующий поток дополнительного впускного отверстия.

[0036] Полость, ограниченная основной заслонкой и ее направляющей, образует резервуар для текучей среды, применяемый для прерывания открытия основной заслонки. Фактически, при этом движении поток текучей среды прерывается благодаря хвостовикам, преграждающим поток через дополнительное впускное отверстие.

[0037] Специалист в данной области техники имеет возможность дальнейшего усовершенствования каждого из указанных преимуществ.

Краткое описание графических материалов

[0038] На Фиг. 1 показан клапан в закрытом положении согласно изобретению.

[0039] На Фиг. 2 показан увеличенный вид заслонок, при этом дополнительная заслонка находится в закрытом положении согласно изобретению.

[0040] На Фиг. 3 показаны заслонки согласно изобретению, изображенные на Фиг. 2, в сечении вдоль оси 3-3.

[0041] На Фиг. 4 показан клапан согласно изобретению в промежуточном положении, при этом основная заслонка находится в закрытом положении, а дополнительная заслонка находится в открытом положении.

[0042] На Фиг. 5 показан клапан согласно изобретению в положении, при котором обе заслонки находятся в открытом положении.

Описание возможных вариантов осуществления

[0043] В следующем описании осевое направление может соответствовать оси вращения заслонки или направлению поступательного движения закрытия заслонки. Поперечное или радиальное направление является перпендикулярным к осевому направлению.

[0044] На Фиг. 1 показан клапан согласно изобретению, который в данном случае изображен в закрытом положении. Это может быть моностабильный или бистабильный клапан. Он может применяться в авиакосмической области и может противостоять вибрациям, равным по меньшей мере 20g.

[0045] Клапан 2 может быть электроклапаном. Клапан 2 может содержать соленоидный привод или любой другой эквивалентный привод. Он может содержать магнитный контур с катушкой 4 и обшивкой 6, проводящей ток по виткам катушки 4. Катушка 4 может быть продублирована для повышения надежности и/или для выполнения клапана бистабильным. Обшивка 6 может содержать сердечник 8, расположенный внутри катушки 4. Альтернативно, сердечник 8 может быть предусмотрен в обшивке 6 отдельно.

[0046] Клапан 2 также может содержать подвижный плунжер 10, который может быть расположен внутри обшивки 6. Плунжер 10 и сердечник 8 образуют воздушный зазор 12, который открыт, когда катушка 4 не запитана, и который при необходимости постепенно закрывается при подаче питания на привод. Клапан 2 также может содержать постоянный магнит или пружину (не показана) для удерживания плунжера 10 в желаемом положении, таком как закрытое положение. Крышка 14 может использоваться для герметичного закрытия каждой катушки 4 в обшивке 6. Следует понимать, что обшивка, ее сердечник и плунжер могут быть выполнены из ферромагнитных материалов.

[0047] Клапан 2 также содержит корпус 16, который может быть крышкой, при необходимости прикрепленной к обшивке. Корпус 16 содержит основное впускное отверстие 18, которое может быть ориентировано в радиальном направлении, основное выпускное отверстие 20, которое может быть ориентировано в осевом направлении, и основной проход 22, соединяющий основное впускное отверстие 18 с основным выпускным отверстием 20. Основное впускное отверстие 18 соединено с источником текучей среды, например газом высокого давления, при необходимости криогенным. Термин "высокое давление" означает давление выше 50 бар, предпочтительно выше 100 бар, более предпочтительно выше 400 бар. Основной проход 22 может иметь основную камеру, при необходимости цилиндрической формы. Основная камера может содержать две противолежащие в осевом направлении стенки 24, одна из которых окружает основное гнездо 26, а другая находится со стороны привода. Основная камера может быть цилиндрической.

[0048] Клапан 2 также содержит основную заслонку 28 для перекрытия циркуляции текучей среды в основном проходе 22. Основная заслонка 28 взаимодействует с основным гнездом 26, выполненным в корпусе 16 внутри основного прохода 22 со стороны основного выпускного отверстия 20. Основная заслонка 28 может быть выполнена с возможностью поступательного перемещения. Она имеет в целом цилиндрическую форму, в некоторых случаях является полой. Она содержит дополнительное впускное отверстие, дополнительное выпускное отверстие 29 и дополнительный проход для соединения дополнительного впускного отверстия с дополнительным выпускным отверстием. Выпускные отверстия 20 и 29 могут сообщаться, в том числе непосредственно. Клапан 2 может содержать пружину 30 для удерживания основной заслонки в закрытом положении. Дополнительный проход может иметь плоскую форму, такую как по сути дискообразная форма. Высота в осевом направлении может быть меньшей либо равной ширине в поперечном направлении.

[0049] Клапан 2 содержит дополнительную заслонку 32 для перекрывания дополнительного прохода. Она приводится в действие приводом. Один из ее концов может быть прикреплен к плунжеру 10. Дополнительная заслонка 32 может занимать большую часть объема дополнительного прохода, предпочтительно большую часть объема диска камеры. Клапан 2 может содержать дополнительную направляющую 34 для дополнительной заслонки 32. Эта направляющая 34 может содержать опору направляющей, в которой скользит регулировочный шток дополнительной заслонки. Текучая среда может проникать между штоком и опорой направляющей по мере воздушного зазора таким образом, чтобы давление текучей среды на основном входном отверстии 18 оказывало осевую нагрузку на шток, направленную в сторону закрытого положения. Дополнительная направляющая 34 может образовывать упор для плунжера 10.

[0050] Клапан 2 может содержать основную направляющую 36 для основной заслонки. Эта основная направляющая 36 может иметь перегородку 38, возможно цилиндрической формы, внутренняя поверхность которой находится в контакте с внешней поверхностью основной заслонки 28. Основная направляющая 36 может проходить в осевом направлении по большей части основной заслонки 28 как в закрытом положении, так и в открытом положении. Перегородка 38 может проходить в осевом направлении по большей части основной камеры. Она может проходить от одной стенки 24 к другой стенке 24 основной камеры на расстоянии D от другой стенки 24. Основная направляющая 36 отстоит в радиальном направлении от боковых стенок основного прохода 22. Направляющие 34, 36 могут контактировать друг с другом. Заслонки 28, 32 и направляющие 34, 36, в случае применения основной направляющей, связанной с основной заслонкой, могут формировать по сути замкнутую полость.

[0051] Циркуляция текучей среды может прикладывать динамическое давление, оказывающее открывающее усилие на основную заслонку 28, позволяя ей открываться сильнее, чем допускается для дополнительной заслонки 32. Каждая из заслонок выполнена с возможностью перемещения между по меньшей мере открытым положением, удаленным от соответствующего гнезда 26, и закрытым положением, в контакте с соответствующим гнездом 26. Ход основной заслонки 28 может быть больше, чем ход дополнительной заслонки 32. Расстояние D может быть меньше, чем ход основной заслонки 28 и/или дополнительной заслонки 32 между открытым положением и закрытым положением.

[0052] На Фиг. 2 показан увеличенный вид заслонок, при этом дополнительная заслонка 32 показана в закрытом положении относительно основной заслонки 28.

[0053] Дополнительная заслонка 32 расположена в основной заслонке 28, занимая, таким образом, дополнительный проход 40; при этом регулировочный шток 44 может проходить через дополнительное впускное отверстие 42 и в некоторых случаях через основной проход. Благодаря своей форме она позволяет регулировать поток в дополнительном проходе 40. Дополнительная заслонка 28 выполнена с возможностью перемещения, например, поступательного. Она также может проскакивать через свои положения, совершая вращательное движение, что свойственно основной заслонке.

[0054] Дополнительная заслонка 32 содержит закрывающую поверхность 46 для дополнительного прохода 40. Когда закрывающая поверхность 46 находится в контакте с дополнительным гнездом 48 основной заслонки 28, она может и перекрывать циркуляцию, и удерживать основную заслонку 28 в закрытом положении. Также она может приводить основную заслонку 28 в движение в направлении закрытия. Дополнительная заслонка 32 выполняет функцию привода для основной заслонки. Приводной шток 44 механически соединяет плунжер с закрывающей поверхностью 46.

[0055] Дополнительная заслонка 28 также содержит по меньшей мере одну поверхность 50 приведения в действие для приведения в движение основной заслонки 28 в направлении открытия. С этой целью поверхность 50 приведения в действие опирается на основную заслонку 28 на уровне дополнительного входного отверстия 42, частично блокируя его. Она может пересекать край дополнительного впускного отверстия 42. Таким образом, поверхность 50 приведения в действие локально блокирует дополнительное впускное отверстие 42 и ограничивает поток. Поверхность 50 приведения в действие может распределять поток на дополнительное впускное отверстие 42, например, контактируя с его краем.

[0056] Поверхность 50 приведения в действие и закрывающая поверхность 46 могут быть скомбинированы на одной приводной части основной заслонки 28. Приводная часть может быть заключена в дополнительный проход 40. Поверхность 50 приведения в действие и закрывающая поверхность 46 расположены на противолежащих в осевом направлении стенках приводной части; они могут быть смещены в осевом направлении и в противоположных направлениях для каждой стенки.

[0057] Дополнительная заслонка 28 может содержать по меньшей мере один хвостовик 52, например два или более. Хвостовики 52 могут быть распределены под углом по периметру дополнительной заслонки 28. Поверхность 50 приведения в действие может быть расположена на хвостовике 52 или может быть разделена на множество хвостовиков 52, при необходимости создания уравновешенной и/или распределенной тяги. Каждый хвостовик 52 проходит в поперечном направлении относительно направления движения дополнительной заслонки 32.

[0058] Дополнительная заслонка 32 может содержать головку 54, на которой сформирована закрывающая поверхность 46. Закрывающая поверхность 46 может взаимодействовать с дополнительным гнездом 56, выполненным на основной заслонке 28, для перекрывания циркуляции в дополнительном проходе 40. Головка 54 может занимать большую часть внутреннего объема дополнительного прохода 40. Она формирует одновременно и заслонку, и элемент для регулирования потока путем сброса нагрузки. Она может усиливать блокировку между штоком 44 и краем дополнительного впускного отверстия 42. Ее контур по сути соответствует контуру основного впускного отверстия, но в то же время она имеет меньший размер и, таким образом, может быть введена в него. Ее контур может быть локально больше и может требовать установки с усилием. Хвостовики 52 могут быть соединены с головкой 54 или быть образованы ею. Хвостовики 52 и головка 54 могут иметь общую плоскость, одна часть которой образует поверхность 50 приведения в действие.

[0059] На Фиг. 3 показаны заслонки, изображенные на Фиг. 2, в сечении вдоль оси 3-3.

[0060] Контур дополнительного внутреннего отверстия 42 основной заслонки 28 имеет по меньшей мере один паз 58, предпочтительно несколько пазов 58, форма которых по сути соответствует форме поверхности 50 приведения в действие или формам частей поверхностей приведения в действие. В случае когда каждая поверхность 50 приведения в действие находится на одном или нескольких хвостовиках 52, контур паза или каждого из пазов 58 соответствует контуру каждого хвостовика 52, при этом будучи значительно крупнее. Такая конструкция позволяет выполнить соединение заслонок соединением байонетного типа. Дополнительная заслонка 32 в осевом направлении входит в основную заслонку 28, затем поворачивается на часть оборота для возможности ограничения в осевом направлении. Дискообразная форма дополнительного прохода 40 является предпочтительной, поскольку она позволяет осуществлять поворот дополнительной заслонки 32. В клапане могут быть предусмотрены средства блокировки поворота заслонок.

[0061] На Фиг. 4 показан промежуточный этап открытия клапана. Основная заслонка остается в своем закрытом положении, тогда как дополнительная заслонка находится вне своего гнезда и в открытом положении.

[0062] На промежуточном этапе плунжер 10 перемещается от дополнительной направляющей 34 и подходит к сердечнику 8. Воздушный зазор 12 частично закрывается, но остается открытым. Уменьшенный начальный поток проходит через дополнительный проход 40.

[0063] На промежуточном этапе дополнительная заслонка 32 перемещается до тех пор, пока не будет опираться на стенку дополнительного прохода 40 напротив дополнительного гнезда. Она открывает дополнительный проход 40 для возможности сообщения с дополнительным проходом. Это открытие может позволить снизить давление на основную заслонку 28.

[0064] Контакт между основной направляющей 36 и основной заслонкой 28 может быть по сути герметичным контактом. Этот контакт может оставаться герметичным до достижения порога давления, например, по меньшей мере 50 бар, предпочтительно по меньшей мере 100 бар, еще предпочтительнее по меньшей мере 200 бар, в некоторых случаях по меньшей мере 400 бар. Это уплотнение может быть слабее, чем уплотнение между основной заслонкой 28 и основным гнездом 26. Следовательно, когда клапан 2 находится в промежуточном положении и разница в давлении между основным впускным отверстием 18 и основным выпускным отверстием 20 больше порогового давления, на их границе может возникать дополнительный просачивающийся поток 60. Это помогает уравновешивать давления с обеих сторон основной заслонки 28, снижая, таким образом, приводное усилие, направленное из закрытого положение в открытое.

[0065] Дополнительно или альтернативно, перегородка основной направляющей имеет отверстие 62, допускающее сообщение между внешней стороной перегородки 38 и внутренней стороной полости основной заслонки. Когда дополнительная заслонка 32 открыта, давление с каждой из сторон основной заслонки уравновешено, что облегчает ее работу.

[0066] На Фиг. 5 показано открытое состояние клапана, при котором основная заслонка и дополнительная заслонка находятся в открытом положении относительно их соответствующих гнезд.

[0067] В этом состоянии плунжер 10 входит в контакт с сердечником 8. Воздушный зазор 12 открывается под действием магнитной силы. Пружина 30 может удерживать в контакте основную заслонку 28 и поверхность приведения в действие.

[0068] Дополнительная заслонка 32 завершает свой ход, приводя к перемещению основной заслонки 28 от основного гнезда 26. Таким образом, основной проход 22 открыт для основной циркуляции 64.

[0069] В альтернативном варианте осуществления изобретения динамическое давление основной циркуляции может оказывать усилие на основную заслонку для дальнейшего ее открытия. Это давление может перемещать основную заслонку от поверхности приведения в действие, при этом при необходимости основная заслонка может продолжать свое движение открытия до вхождения в контакт с закрывающей поверхностью дополнительной заслонки и/или одной из поверхностей стенки основного прохода.

Группа изобретений относится к газовому клапану с дополнительной заслонкой внутри основной заслонки. Клапан содержит корпус с основным впускным отверстием, основным выпускным отверстием и основным проходом. Клапан также содержит основную заслонку для основного прохода. При этом основная заслонка содержит дополнительное впускное отверстие, дополнительное выпускное отверстие и дополнительный проход, в котором расположена дополнительная заслонка. Дополнительная заслонка содержит закрывающую поверхность, сконфигурированную для закрытия дополнительного выпускного отверстия и для приведения в действие основной заслонки в направлении закрытия, и поверхность приведения в действие, сконфигурированную для приведения в действие основной заслонки в направлении открытия при ее расположении на краю дополнительного впускного отверстия и частичной его блокировки для прерывания проходящего через него тока. Поверхность приведения в действие образована двумя хвостовиками, которые соединены с головкой дополнительной заслонки. Хвостовики образуют байонетное соединение между заслонками. Изобретение также относится к электроклапану. Технический результат – более постепенное открывающее движение клапана, замедление начала открытия клапана. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Клапан (2), в частности, для криогенного газа, при этом клапан (2) содержит:

- корпус (16) с основным впускным отверстием (18), основным выпускным отверстием (20) и основным проходом (22), соединяющим основное впускное отверстие с основным выпускным отверстием;

- основную заслонку (28) для основного прохода (22), при этом основная заслонка содержит дополнительное впускное отверстие (42), дополнительное выпускное отверстие (29), сообщающееся с основным выпускным отверстием, и дополнительный проход (40), соединяющий дополнительное впускное отверстие с дополнительным выпускным отверстием;

- дополнительную заслонку (32), содержащую закрывающую поверхность (46), сконфигурированную для закрытия дополнительного прохода (40) и для приведения в действие основной заслонки (28) в направлении закрытия,

дополнительная заслонка (32) также содержит поверхность (50) приведения в действие, сконфигурированную для приведения в действие основной заслонки (28) в направлении открытия при ее расположении на краю дополнительного впускного отверстия (42) и частичной его блокировки для прерывания проходящего через него тока,

отличающийся тем, что

дополнительная заслонка (32) содержит по меньшей мере один хвостовик (52), выступающий в поперечном направлении относительно направления движения дополнительной заслонки (32), при этом по меньшей мере на одном хвостовике (52) предусмотрена поверхность (50) приведения в действие.

2. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что край дополнительного впускного отверстия (42) основной заслонки (28) содержит по меньшей мере один паз (58), контур которого соответствует контуру по меньшей мере одного хвостовика (52), допуская, таким образом, вхождение каждого хвостовика в дополнительный проход (40), при этом хвостовик смещен под углом относительно паза.

3. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная заслонка (32) содержит несколько хвостовиков (52), распределенных под углом вокруг дополнительной заслонки, каждый из которых содержит часть поверхности (50) приведения в действие, предпочтительно основная заслонка содержит пазы, соединяемые с хвостовиками с образованием байонетного соединения.

4. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная заслонка (32) содержит регулировочный шток (44), проходящий через дополнительное впускное отверстие (42), и головку (54), на которой сформирована закрывающая поверхность (46), при этом поверхность приведения в действие связана с регулировочным штоком через головку.

5. Клапан (2) по п. 4, отличающийся тем, что головка (54) проходит по большей части участка прохода дополнительного впускного отверстия (42) и/или головка (54) занимает большую часть объема дополнительного прохода (40).

6. Клапан (2) по п. 5, отличающийся тем, что контур головки (54) соответствует контуру дополнительного впускного отверстия (42), при этом головка сконфигурирована таким образом, что, когда поверхность (50) приведения в действие находится в контакте с основной заслонкой (28), головка находится на одном уровне в осевом направлении с дополнительным впускным отверстием, создавая, таким образом, сброс нагрузки.

7. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный проход (40) обычно имеет форму диска, при этом дополнительная заслонка (28) занимает большую часть объема этого диска.

8. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное впускное отверстие (42) содержит пространство, окружающее дополнительную заслонку (28), при этом край дополнительного впускного отверстия образует кольцевое сужение в дополнительном проходе.

9. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная заслонка (32) содержит приводную часть, при этом закрывающая поверхность (46) и поверхность (50) приведения в действие расположены на противоположных относительно оси стенках приводной части, ориентированных в противоположные направления относительно указанных поверхностей.

10. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что он содержит основную направляющую (36) для направления основной заслонки (28) посредством перегородки (38) направляющей, по которой скользит основная заслонка, при этом большая часть основной заслонки заключена в перегородке направляющей в закрытом положении, при этом контакт между основной заслонкой (28) и основной направляющей (36) обычно является герметическим, предпочтительно герметический контакт сконфигурирован для возможности прохождения текучей среды под давлением более 50 бар, предпочтительно более 100 бар.

11. Клапан (2) по п. 10, отличающийся тем, что перегородка направляющей содержит отверстие (62), расположенное на расстоянии от основной заслонки (28), когда последняя находится в закрытом положении, предпочтительно отверстие (62) закрыто, когда основная заслонка находится в открытом положении.

12. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что основной проход (22) содержит две противолежащие стенки (24) в направлении движения основной заслонки (32), при этом перегородка (38) направляющей проходит от одной стенки (24) к другой стенке (24), находясь на расстоянии D от другой стенки, при этом расстояние D меньше хода основной заслонки (28) и/или дополнительной заслонки (32) между открытым положением и закрытым положением, предпочтительно в открытом положении основная заслонка и основная направляющая образуют по сути замкнутую область.

13. Клапан (2) по п. 1, отличающийся тем, что основной проход (22) содержит основную камеру, в которой заключена основная заслонка (28), при этом основная заслонка (28) выполнена с возможностью поступательного перемещения из одного конца основной камеры в другой.

14. Электроклапан, включающий газовый клапан (2), отличающийся тем, что клапан (2) является клапаном по любому из пп. 1-13, при этом электроклапан содержит электромагнитный привод по меньшей мере с одним соленоидом, магнитный контур для проведения магнитного тока соленоида, при этом контур содержит ферромагнитный сердечник (8) и ферромагнитный плунжер (10), с которым соединена дополнительная заслонка (32), при этом электроклапан сконфигурирован таким образом, что в закрытом состоянии разница в давлении между основным впускным отверстием и основным выпускным отверстием оказывает закрывающее усилие на плунжер, удерживающее электроклапан закрытым посредством основной заслонки (28) и дополнительной заслонки (32).