Клапан Советский патент 1993 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к арматурост- роению и может найти применение в системах для дистанционого управления подачей сжатого газа, в вакуумной технике.

На фиг.1 представлена схема клапана; фиг.2 -диаграмма работы упругой системы аккумулятора кинетической энергии, где hi- зазор между стаканом 5 и дном втулки 4; h2 - полный ход аккумулятора энергии.

Клапан состоит из корпуса 1, штока 2, седла 3, фасонной втулки 4, стакана 5, внутренней пружины 6 и наружной пружины 7. Пружина 6 нижней частью упирается в стакан 5. а верхней - в упор 8, положение которого регулируется винтом 9, Привод изготовлен в виде обмотки 10 электромагнита с сердечником 11, выполненным из магнитного материала. В обмотке 10 установлен ограничитель 12. Между штоком 2 и основанием 13 имеется сильфон 14. Основание 13 опирается на фасонную шайбу 15, под которой расположено сопло 16. Пружина 7 закрыта крышкой 17.

В основе принципа работы клапана лежит явление упругого удара большей массы аккумулятора энергии (дет. 5, 6, 7, 9 и 11) об упругую систему запорного узла (дет.2 и 14) меньшей массы, причем открывающий удар происходит за 5-10 мкс до прихода аккумулятора энергии в верхнюю точку. Сначала производится монтаж клапана с учетом того, что пружина 6 должна быть рассчитана на усилие герметизации клапана, которое приложено через стакан 5 к штоку 2 запорного узла. Глубина стакана 5 должна превышать толщину голозки штока 2 на величину рабочего хода клапана (например, 0,2 мм). Этот зазор между стаканом 5 и дном фасонной втулки 4 позволяет получить некоторую начальную скорость аккумулятора энергии, включающего в себя пружины 6 и 7, в момент удара втулки 4 о головку штока 2, что обеспечивает значительное усилие отрыва штока 2 от седла 3.

При подаче напряжения на обмотку 10 электромагнита происходит втягивание сердечника 11 внутрь обмотки. Также вверх песл

с

со со о сл о

00

со

ремещается и система аккумулирования энергии. После удара втулки 4 о головку штока 2 система тормозится пружиной 7. Одновременно шток 2 движется в пространстве между дном втулки 4 и дном стакана 5, который в это время упирается в дно втулки 4. При обратном ходе штока 2 значительная скорость в момент удара о дно втулки 4 гасится почти до нуля, причем контакт штока 2 с седлом во время удара о дно втулки 4 при обратном ходе штока не происходит, Поэтому контакт уплотняющей пары осуществляется практически при нулевой скорости штока 2. Таким образом, динамическая нагрузка на кромку седла существенно уменьшается, что повышает срок службы герметизирующей пары.

Использование наружной пружины 7 позволяет получить совместно с пружиной 6 упругую систему переменной жесткости в течение хода аккумулятора энергии. На фиг.2 показано, что упругая сила системы пружин 6 и 7 меньше, чем сила одной пружины, что снижает необходимую силу тяги электромагнита, причем упругая сила системы пружин не зависит от усилия герметизации и определяется лишь разность характеристик пружин. Такое конструктивное решение позволяет снизить технологические требования на изготовление пружин 6 и 7.Ц

Ю

0

5

0.

5

0

Седло 3 клапана расположено между деталями 13 и 15 с осевым и радиальным зазорами. Такая конструкция позволяет существенно снизить технологические требования и, следовательно, стоимость изготовления запорного узла. Регулирование усилия герметизации осуществляется винтом 9, а полный ход аккумулятора энергии - ограничителем 12.

Применение устройства позволяет упростить блок управления клапаном,снизить уровень электромагнитных помех и увеличить срок службы герметизирующей пары. Регулировку клапана можно производить непосредственно на вакуумной камере. Клапан может использоваться для напуска агрессивных газов, Удается снизить мощность привода.

Формулаизобретения

Клапан, содержащий корпус с седлом и запорный узел, снабженный электромагнитным приводом и взаимодействующий через шток с аккумулирующей пружиной, размещенной между головкой штока и регулируе- . мым упором, отличающийся тем, что аккумулирующая пружина снабжена дополнительной пружиной, установленной коак- сиально ей, и втулкой, размещенной между пружинами, с образованием зазора между ее торцевой поверхностью и головкой штока.

,мн

Использование: в системах для дистанционного управления подачей сжатого газа, в вакуумной технике. Сущность изобретения: запорный узел снабжен электромагнитным приводом и взаимодействует через шток с аккумулирующей пружиной, размещенной между головкой штока и регулируемым упором. Пружина снабжена дополнительной пружиной, установленной коаксиально ей. Втулка размещена между пружинами с образованием зазора между ее торцовой поверхностью и головкой штока. 2 ил.

.2