КЛАПАН ОТСЕЧНОЙ КАРТРИДЖНЫЙ С ЭЛЕКТРОУПРАВЛЕНИЕМ Российский патент 2018 года по МПК F15B13/43 F16K31/02 

Изобретение относится к элементам гидравлических цепей с подвижными частями и может применяться в качестве элемента управления рабочих исполнительных органов подвижных транспортных средств.

Клапан состоит из гильзы, золотника, шарика, пружины, электромагнита и электрической катушки. Изделие имеет картриджное исполнение и монтируется в корпус гидравлической системы, соединяя полости с линией подачи и слива соответственно.

Технический результат заключается в уменьшении массогабаритных характеристик, увеличении ресурса изделия, улучшении расходных характеристик, а также возможности дистанционного управления гидроаппаратурой при высоком давлении.

Известен клапан электромагнитный, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, цилиндр, поршень с уплотнительным элементом, электромагнит, якорь с уплотнительным элементом, пружину. Поршень и якорь механически связаны между собой захватом. Внутри поршня выполнены канал подачи, соединяющий входной патрубок и надпоршневую полость, и канал слива. При этом внутри канала подачи установлен отсечной клапан, который управляется посредством толкателя якорем электромагнита (RU 2592708 С1, 27.02.2015).

Известное устройство имеет следующие недостатки:

- имеет фланцевое крепление, в связи с чем обладает достаточно большими габаритами,

- имеет уплотнительный элемент поршня, что снижает ресурс герметичности изделия.

Также известен клапан картриджный с электроуправлением, корпус которого изготовлен неразборным (цельным) из немагнитного материала. Резьбовое соединение соединяет полюс электромагнита с корпусом клапана. Цельный затвор и якорь имеют достаточную длину, что минимизирует его наклон. Цельный корпус позволяет выполнить одно направляющее отверстие для плунжера и якоря с затвором (US 5205531 А, 27.04.1993).

Известное устройство имеет следующие недостатки:

- корпус изготовлен неразборным, что увеличивает трудоемкость его изготовления и снижает ремонтопригодность,

- имеет цельный якорь с толкателем, который изготовлен из магнитопроводящего материала, что снижает ресурс толкателя.

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному техническому решению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является картриджный клапан с электромагнитным управлением с применением унифицированного электромагнита для различных типоразмеров клапана, содержащий гильзу, золотник, затвор, закрепленный в якоре, корпус, пружины и катушку (US 4540154 А, 10.09.1985) (прототип).

Известное устройство имеет следующие недостатки:

- при направлении движения жидкости в осевом направлении (из П1 в П2 согласно фиг. 1), золотник может открыться не полностью, так как рабочая жидкость, проходя через центровое отверстие в золотнике, при определенных условиях может пересилить пружину и открыть только затвор, удерживающий золотник. В этом случае прохождение максимального расхода не будет обеспечено в данном направлении,

- свободное положение затвора относительно якоря электромагнита может привести к заклиниванию якоря.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются:

- уменьшение массогабаритных характеристик,

- возможность дистанционного управления гидроаппаратурой,

- работоспособность при высоких давлениях,

- полное открытие золотника при работе в оба направления,

- снижение трудоемкости изготовления изделия,

- повышенный ресурс работы и надежности изделия.

Это достигается тем, что в отличие от известных технологических решений в конструкции применяется пилотный каскад управления с электроуправлением, в котором затвор высокой твердости жестко запрессован в якорь. Для обеспечения полного открытия золотника при работе клапана из полости П1 в П2 (см. фиг. 1), в отверстии золотника установлен шарик, исключающий перемещение под воздействием перепада давлений только одного затвора, в результате чего обеспечивается максимальный расход рабочей жидкости в данном направлении. Подачей управляющего сигнала затвор открывает отверстие-дроссель, в результате чего с золотника клапана снимается усилие, поджимающее его к рабочей кромке гильз. Под воздействием перепада давления золотник открывается, пропуская через себя расход рабочей жидкости. Использование пилотного затвора с электроуправлением позволяет применять предлагаемое изобретение в гидравлических системах, где необходима высокая герметичность и имеется требование по работе на высоких давлениях (свыше 300 кгс/см²).

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (см. фиг. 1), на котором изображена схема клапана отсечного картриджного с электроуправлением. На фиг. 2 представлена схема гидравлическая клапана.

Клапан отсечной картриджный с электроуправлением содержит:

- корпус (1), состоящий из четырех сваренных между собой элементов,

- якорь (2) с запрессованным в него затвором,

- электрическую катушку (3),

- гильзу (4),

- золотник (5),

- втулку (6),

- гайку (7),

- шарик (8),

- пружину (9).

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии якорь 2 посредством затвора и за счет действия пружины 9 поджимает золотник 5 к кромке К гильзы. В данном случае при подаче рабочей жидкости под давлением в полость П1 золотник 5 под действием перепада давления, превышающего жесткость пружины 9, отжимает ее и перемещается, позволяя жидкости течь из полости П1 в полость П2. При подаче рабочей жидкости под давлением в полость П2 возникает перепад давлений, который, наоборот, поджимает сильнее золотник 5 к кромкам гильзы 4, блокируя истечение жидкости из полости П2 в П1. Перепад возникает благодаря отверстию Д, через которое жидкость из полости П2 попадает в П3.

При подаче электрического сигнала в обмотку катушки 3 возникает электрическое поле, которое притягивает якорь 2 к полюсу, тем самым сжимая пружину 9 и освобождая золотник 5. При подаче давления в полость П1 шарик 8, выполняя роль затвора, закрывает канал, соединяющий полости П1 и П3. В полости П1 создается перепад, перемещающий золотник 5 и благодаря которому полости П1 и П2 соединяются.

При подаче давления в полость П2 жидкость немедленно создает перепад в данной полости и перемещает золотник в крайнее правое положение, соединяя полости П2 и П1. Создание перепада происходит ввиду малого диаметра отверстия Д (дросселя) в золотнике, соединяющего полости П2 и П3 - жидкость не успевает попасть из полости П2 в П3.

Все вышеуказанные показатели подтверждены путем изготовления опытных образцов и проведением экспериментов.

Клапан предназначен для управления рабочими исполнительными органами подвижных транспортных средств. Золотник (5) установлен в гильзу (4), закрученную в корпус (1), куда установлен якорь (2), поджатый пружиной (9) к золотнику (5). В золотнике (5) установлен шарик (8), закрытый втулкой (6). Клапан имеет пилотное электрическое управление при помощи затвора высокой твердости, запрессованного в якорь, выполненные в золотнике микродроссели и обратный клапан. Клапан имеет компактные размеры благодаря размещению обратного клапана в виде шарика внутри золотника. Технический результат заключается в уменьшении массогабаритных характеристик, увеличении ресурса изделия, улучшении расходных характеристик, а также возможности дистанционного управления гидроаппаратурой при высоком давлении. 2 ил.

Клапан отсечной картриджный с электроуправлением, состоящий из гильзы, золотника, поджатого якорем и пружиной, шарика, втулки, корпуса, состоящего из четырех сваренных между собой частей, и катушки, имеющий пилотное управление, отличающийся тем, что имеет встроенный в золотник обратный клапан в виде шарика и затвор, жестко запрессованный в якорь, поджимающий золотник с плоским торцом без поднутрения.