Пневмоклапан Советский патент 1992 года по МПК F16K3/22 

Изобретение относится к регулированию давления в пневматических системах, в частности к запорно-регулирующим устройствам, vi может быть использовано, например, в системах кондиционирования, нефтехимической и газовой промышленности.

Применяемые пневматические клапаны являются, как правило, быстродействующими устройствами. Но при установке таких клапанов в пневматических системах в не ко торых случаях недопустимо быстрое .открытие системы, так как оно приводит.к резкому повышению давления в трубопроводе и выходу из строя приборов и агрегатов регулирования параметров системы.

.

Для управления быстродействием пневматических устройств в узком диапазоне давлений, в системе в машиностроении широко используется аккумулирование сжатого воздуха совместно с обратными клапанами и дросселями в линии управле ния.

Недостатком таких устройств является недостаточная надежность вследствие засоряемости дросселей продуктами износа подвижных деталей. Для обеспечения их надежной работы требуется тщательная очистка воздуха.

Известно запорное устройство для трубопроводов воздушных систем, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, пневмопривод, с поршнем которого посредством штока жестко связан запорный орган. Для замедления открытия запорного органа используются два обратных клапана и два дросселя, соединяющие камеру переменного объема с входом устройства.

Недостатком устройства является недостаточная надежность работы, вызванная засоряемрстью дросселей и неплавностью открытия, увеличивающейся с увеличением давления в трубопроводе. Неплавность открытия возникает из-за наличия неуравновешенного усилия на штоке.

Целью изобретения является повышение надежности работы пневмоклапана, выраженной в обеспечении плавности открытия в широком диапазоне давлений и обеспечении работоспособности на сжатом воздухе, не требующем тщательной очистки.

Для этого обратные клапаны установлены последовательно 8 линии управления перед рабочей камерой пневмопривода, клапан снабжен ресивером, сообщенным с полостью между обратными клапанами, а между поршнем и цилиндром пневмоприводу выполнен зазор, причем камера переменного объема соединена с выходным патрубком.

Для замедления (повышения плавности) открытия запорного органа используются последовательно установленные обратные клапаны, которые расположены в линии управления перед рабочей камерой пневмопривода и ресивер, соединенный с полостью между клапанами. Кроме того, между поршнем и цилиндром пневмопривода выполнен зазор, позволяющий стравливать воздух из рабочей камеры.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого пневмоклапана; на фиг. 2, 3, 4 - варианты конструктивного исполнения клапана (фиг. 2 - в открытом положении; фиг. 3 - в закрытом положении; фиг. 4 - конструкция блока обратных клапанов).

Пневмоклапан содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками, в котором расположен запорный орган 2, образующий с корпусом 1 камеру переменного объема 3, соединенную с полостью выходного патрубка, пневмопривод, состоящий из поршня 4, цилиндра 5, возвратной пружины 6. Поршень 4 с цилиндром 5 образуют дренажную камеру 7 и рабочую камеру 8, которая соединена через два последовательно расположенные обратные клапаны 9 и 10 и полость 11 между ними со штуцером 12 подачи управляющего пневматического сигнала. Ресивер 13 соединен с полостью 11 каналом 14. Между поршнем 4 и цилиндром 5 пневмопривода выполнен зазор А.

Камера переменного объема 3 соединена с выходным патрубком при помощи отверстия 15.

Пневмоклапан работает следующим образом.

При отсутствии подачи воздуха в управляющую линию через штуцер 12 запорный орган 2 под действием пружины 6 находится в верхнем положении, полости входного и выходного патрубков соединены.

При подаче воздуха в штуцер 12 обратные клапаны 9 и 10 обеспечивают проход воздуха в рабочую камеру 8 и через канал 14 в ресивер 13. Поршень 4 под действием давления воздуха в рабочей камере 8 перемещает запорный орган 2 в нижнее положение, разъединяя полости входного и выходного патрубков. Утечки воздуха через кольцевой зазор А попадают в дренажную

камеру 7 и отводятся в окружающую среду. После прекращения подачи управляющего сигнала через штуцер 12 давление в линии управления сравнивается с окружающим, обратный клапан 9 перекрывает канал

штуцера 12 прд действием давления в полости 11 и ресивере 13. Воздух из рабочей камерыВ вытекает через зазор А в дренажную камеру 7, давление в рабочей камере 8 уменьшается и становится меньше давления в полости 11, обратный клапан 10 открывает проход воздуху из полости 11 и ресивера 13 в рабочую камеру 8.

При уменьшении давления в{ здуха в рабочей камере 8 до величины, определяемой

усилием сжатой пружины 6, поршень 4 начинает перемещаться вверх под действием пружины 6. Перемещение поршня 4 продолжается непрерывно и плавно до упора запорного органа 2 в корпус 1, так как

давление и рабочей камере 8 и усилие пружины 6 уменьшаются монотонно, а длительность процесса движения поршня 4 определяется объемом ресивера 13, являющимс я аккумулятором, и величиной зазора А.

При подаче воздуха во входной патрубок и отсутствии давления в управляющей линии давление в камере 3 равно давлению в полости выходного патрубка, при зтом запорный орган 2 поджимается к цилиндру 5

пружиной б и силой давления на шток поршня 4 со стороны выходного патрубка.

При подаче сигнала в управляющую линию через штуцер 12 запорный орган 2 под действием поршня 4 перемещается в нижнее положение. Давление в камере 3 становится равным давлению в полости выходного патрубка. На запорный орган 2 действует сила от перепада давлений в полостях входного и выходного патрубков.

После прекращения подачи сигнала через штуцер 12 давление в рабочей камере 8 уменьшается, и поршень 4 под действием силы, действующей на запорный орган 2 от перепада давлений, начинает перемещаться вверх.

При перемещении запорного органа из

нижнего положения в верхнее давление в

полости выходного патрубка монотонно

увеличивается, следовательно, плавно уменьшаются перепад давления и сила, действующая на запорный орган 2. При плавном уменьшении силы, де йствующей на запорный орган 2, и плавном уменьшении давления в рабочей камере 8 движение запорного органа 2 будет плавным во всем диапазоне рабочих давлений воздуха, а длительность движения запорного органа 2 определяется объемом ресивера 13. Предлагаемая взаимосвязь элементов пневмоклапанд, а именно последовательная установка обратных клапанов в линии упра.вления перед рабочей камерой пневмопривода, наличие ресивера, соединенного с полостью между клапанами, соединение камеры переменной емкости запорного органа с полостью выходного патрубка, сброс воздуха из рабочей камеры пневмопривода через зазор (неплотность) между поршнем и цилиндром пневмопривода, обеспечивает большую, чем в прототипе, степень плавности открытия запорного органа во всем диапазоне давлений, вследствие чего повышается и надежность работы. Фиг./ Кроме того, указанная взаимосвязь злементов позволяет упростить конструкцию, исключив дроссели, которые подвержены засоряемости продуктами износа трущихся поверхностей, попадаемыми в рабочую среду, и вследствие этого также повысить надежность пневмоклапана. Формула изобретения Пневмоклапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган, пневмопривод одностороннего действия, соединенный с линией управления и жестко связанный с запорным органом, обратные клапаны, камеру переменного обьема, образуемую .запорным органом и корпусом, от л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности работы обратные клапаны установлены последовательно в линии управления перед рабочей камерой пневмопривода, клапан снабжен рессивером, сообщенным с полостью междуобратными клапанами, а между поршнем и цилиндром пневмопривода выполнен зазор, причем камера переменного объема соединена с выходным патрубком.

Фие.2

13

fui. J

te

Изобретение относится к регулированию давления в пневматических системах.2Цель изобретения - повышение надежности работы за счет плавности открытия запорного органа в широком диапазоне рабочих давлений. После прекращения подачи управляющего сигнала через штуцер 12 давление в линии управления сравнивается с окружающим. Клапан 9 закрывается. Воздух из камеры 8 вытекает, через зазор А в камеру 7. Давление в камере 8 уменьшается, клапан 10 открывается и среда из ресивера 13 поступает в камеру 8. Среда из камеры 8 истекает через зазор А и клапан открывается. 4 ил.