Импульсный электродинамический клапан Советский патент 1976 года по МПК F16K31/02 

которой, пружина клапана действует на его диск. В корпусе 1 с соплом 2 закреплена эл трическая обмотка - спираль 3. Через спи раль пропущен шток 4, к которому с одно стороны прикреплен поршень 5, а с другой металлический диск 6. К поршню 5 прикре лен упругий деформируемый элемент 7 {фиг.2) с массой, много меньшей массы штока 4 с диском 6. Между стенкой корпуса 1 и диском 6 размещена 8. В стенке корпуса укреплен отражатель 9, В корпусе имеется канал 1О. Диаметр сопла 2-О,15 м Корпус клапана служит, во-первых, ОСНОВОЙ для крепления его деталей, и во-вторых, форкамерой, из которой ис- екает рабочий газ. Поршень 5 с упругим элементом 7 п екрывает сопло 2. Пружи на 8 прижимает поршень 5 с элементом 7 к соплу 2.,- создавая заданную начальную деформацию упругого элемента 7 и препятствуя истечению газа через сопло, Отражатель 9 изменяет направление дчи- ження штока 4, обеспечивая закры.ие кла пана, а также регулирует быстродействие клапана путем изменеш.я его хода. В нормальном (закрытом) положении сопло 2 перекрыто поршнем 5 с упругим элементом 7, которые прижаты к соплу пружиной 8 с Fri Упругий элемен 7 и пружина 8 подобраны так, что началь ная дефор йция элемента 7 приближенно равна пути, кото ый проходит иток 4 во время действия на диск 6 электродинамической силы РЭ . В заданные мo.энты времени через спираль 3 пропускают импульсы тока в виде отдельных полуволн синусоиды 3 Djj struct с амплитудой Э и -фуговой частотой UJ . Величина Jj до 4 ка, длительность полуволн - 65 мк сек частота повторения импульсов 5 гп (фиг. З). Элeктpoдинa шчecкaя сгла F действуя на диск 6, разгоняет его до скорости ( - максимальной ско эсти движения штока, при открытии клапана. Максимальная скорость LTj достигается в мо мент, когда уменьшающаяся сила F равна противоположной по направлению силе ff, , деьствуюшей на диск со стороны пружины 8. В этот момент деформация упругого элемента 7 становится равной нулю, сопло открывается и через него начинается истечение рабочего газа а упругий элемент 7, имеющий малую массу, ускоряется и движе- ся вместе со штоко.м 4. При столкновении с отражателем шток изменяет направление движеНИИ на противоположное, причем абсолютная величина сг.орости прыстачизки не изменяется, и возвращается в первоначальное положение. Ход запирающего упругого элемента О,О4 мм. Введение отражателя в Конструкцию клапана позволяет при заданном ходе штока и заданном згшчении энергии, затрачиаемой на однократное открытие клапана, значительно увеличить его быстродействие. Быстродействие клапана увеличивается также при введении в конструкцию клапана упругого элемента, запирающего con/io и имеющего указанную выше начальную деформацию. Действительно, быстродействие клапана при заданном отходе запирающего сопло элемерта тем аьпие, чем выше скорость движения этого элемента. В предлагаемой конструкции запирающий сопло элемент практически все время движется со скоростью, близкой к максимальной скорости движения потока при заданной величине. силы Fg. В настоящее время изготовлен и испы- тан опытный образец клапана. В результате испытаний, проведенных в Отделе новьтх методов ускорений Объединенного института ядерных исследований,было установлено, ,- что быстродействие клапана составляет l6 мк сек, то в 2-3 раза мечьщем, чем у , прототипа. Установлено,.также, что клапан обладает достаточно большим ресурсом после нескольких сот ть.сяч срабатываний и., его динамические характеристики практически не изменились. Следует заметить, что в отличие от описанных ранее ЭДК, предлагаемый клапан должен работать с частотой не менее 5 циклов в секунду. Следовательно, в качестве коммутирующего устройства, подающего в обмотку клапана импульсы тока, не может быть использован разрядник . Поэтому весьма существенно, что быстродействие было получено при меньших, чем у известных ЭДК, знач Ьмях тока спирали Эй и напряжении Uj (0 13GO в, DM 3,3 ка). Это позволило в качестве коммутирующего устройства клапана использовать, например, тиратрон ТГ-1-1ООО/25 и отказаться от применения рассчитанных на большие напряжения и токи дорогостоящих коммутаторов. Формула изобретения Импульсный электродинамический клапан, , содержащий корпус с соплом, расположенную, соосно с соплом и укрепленную в корпусе

..504О41

Sб

апектрическую обмотку, проходящий по осиклапана, он снабжен жесгким огрежагелен;

обкюткк шток, к одному концу которого прик- I например, из титана, укрепленным ш ств реплен поршень, а к друтч му -диск, и рас- кв корпуса, противоположной соплу, и положенную между стенкой: корпуса и диском ; упругим деформируемым элементом, напри пру «з1ну, отличающийся тем, 5 ;«ер, из резины, укрепленным на поршне сю что, с целью сокращения времени открытия стороны, обращенной к соплу.

г S

I /

У771//1777771//77/77/777/л

XXX//у УххX XX/ууу /ххx//y;/j

/У//7Х/7/7///)У//////////Л(/7//

J7

8 Ю

I I

У//// /7//р

Фцг,1

.2