Пневмоклапан с электромагнитным управлением Советский патент 1982 года по МПК G05D16/00 

(54)

ПНЕВМОКЛАПАН С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к импульсным пневматически управляемым устройствам а вдленно к быстродейсчгуюишм электроуправляемым пневмоклапанам, и может быть использовано для сортировки кусков минера шного сырья размером более 200 мм, движущихся со скоростью около 4 м/с. Известен клапан с электроприводом, содержащий корпус с направляющими по верхиостами, входньай и выходным каналами, сор&цакицимися между собой с помощью распределительного устройства, выполненного в ввде золотника с кошэпеBbOvCH канавками, причем правая торцовая I поверхность зояотвика расположена в кач мере с давлением текущей среды, а механически соединена с электроприводом состоящим из электродинамического д гателя о подвижной охоткой, выполненной на цилиндрическом каркасе и помещённой в магнитное поле. Каркас о6мо1 :ки связан.с подпружиненным направляю- вщм стаканом, яно которого через пружину связано с правой торцовой поверхностью золотника 13. i При поступлении электрического импулв |са на обмотку двигателя, последняя втягивается в зазОр магнитопровода и ет осевую нагрузку пружины, дейс-геукхщую на торец золотника распределительного устройства При этом усилие давления среды, действующее на противоположную торцовую поверхность золотника, перемещает его в крайнее положение, в результате чего входной и выходной кана лы клапана соеданяются кажду собой через кольцевые канавки золотоика. Недостаткам этого устройства являет ся то, что проходйью сечения входного и выходногоканалов не обеспечивают необходимые энергетические выходной струи сжатого во АУса при сортв- рсжке кускового минеральнЬго с размерами 1сусков более 25 мм, а увели чение сечения этих каналов не дает желаемого реа(ульта(га, так как при этом -. , увеличивается {в квадратичной зависимос ти) масса золотника.распределительного устройства и соответственно требуемая мощность его электромагнитного привода. Увеличение инерционных масс электр динамического привода значительно умен шает быстродействие клапана, вследствие чего применение его в современных рудо сортировочных машинах при сортировке кусков размером более 2ОО мм становится невыгодным. Наиболее бшюким к предлагаемому является пневмоклапан с электромагнитнь М управлением, содержащий корпус с запорными элементами, установленными между входной и выходной камерами, эжектор, соединенный с входной полостью и щу еющий на выходе .регулирующую заслонку, которая жестко связана с suiopeM электромагнита С 2 .. Недостатком известного устройства 5шляется то, что сравнительно малое про ходное сечение рабочего сопла не обеспе чивает энергетические параметры выходной струи сжатого воздуха при сортировке минерального icycKOBoro сырья с разм ром кусков более 150 мм, Повышение мощности управляемого выходного рабочегопотока.и частоты , подачи его в импульсном режиме путем увеличения геометрических размеров рабочего звена без принципиальных конструктивных изменений управляющего звена не дает положительного результата значительного снижения частоты срабатывания пневмоклапана, вследствие чего известное устройство не применяется в современных рудосортировочных сепараторах для обогащения минерального кусКОВ9ГО сьфья с размерами icycKOB более 150 мм, движущихся со скоростью около 3-4 м/с. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления и быстродействия пневмоклапаиа. Поставленная цель достигается тем, что в эжекторной камере установлены запорный ступенчатьй с центральным сквозным отверстием клапан, хвостовик которого, имеющий обратную конусную поверхность, установлен во входной камере, в которой также установлено первое кольцевое седло, уплотняющая повер Hocib которого, вьшолненная конусной, обращена в сторону обратной конусной поверхности хвостовика, и второе кольцевое седло, уплотняющая поверхность которого обращена в сторону кольцевого пояса запорного элемента, причем между уплотняющими поверхностями первого и второго кольцевых седел в корпусе выполнена камера, обеспечивающая упра&ление запорными элементами. На чертеже изображен предлагаемый пневмоклапан. . Пневмоклапан содержит корпус 1 с запорными элементами 2, установленными между входной 3 и выходной 4 камерами. Входная- камера 3 соединена с источником питания (не показан) входным штуцером 5, Эжектор 6 соединен с входной полостью, а на выходном сопле 7 | эжектора установлена регулирующая заслонка 8, жестко связанная с подпружиненным якорем 9 электромагнита 10. В эжекторной камере 11 установлен запорный ступенчатый клапан 12 с центральным сквозным отверстием 13, соединенным с камерой разрежения 14 через впускное сопло 15. апорный ступенчатый клапан 12 вьшолнён с хвостовиком 16, имеющим обратную конусную поверхность 17 и установленным во входной камере, в которой также установлено первое кольцевое седло 18, уплотняющая поверхность 19 которого, выполненная конусной, обращена в сторону обратной конусной поверхности хвостовика. В эжекторной камере установлено второе кольцевое седло 20, уплотняющая поверхность 21 которого обращена в сторону кольцевого пояса 22 запорного ступенчатого клапана. Между уш1отн5пощкми поверхностями первого ги второго кольцевых седел в корпусе 1 вьшолнена камера 23, обеспечивающая управление запорными элементами, соосно установленными с выходными соплами 24. В корпусе 1 выполнена камера 25 соединенная с атмосферой. Пневмоклапан работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха.через входной штуцер 5 во входную камеру 3 и отключении электромагнита 10 пневмоклапан находится в закрытом состоянии. При этом подпружиненный якорь 9 прижимает регулируюпогю заслонку 8 к седлу выходного сопла 7 эжектора 6. Камера разрежейия 14 с 25, соединенной с атмосферой, сообщаются. Сжатый воздух из входной камеры 3 через центральное отверстие 13 и впускное сопло 15 поступает в камеру разрежения 14 эжектора, где давление среды возрастает до максимального значения. С противоположной стороны запорного ступенчатого клапана 12 расположена камера 23, которая сообщается, с атмосферой, вследствие чего запорный ступенчатьй клапан под действием результирующей силы пере местится вниз на величину хода сЛ. За порный ступенчатый клапан своим коль- цёвым поясом 22 прижимается к упло няющей поверхности 21 второго кольцевого седла 20 и закрывает выход из камеры 23 в атмосферу. В этом случае обратная конусная поверхность 17 хвое- товика 16 отойдет от уплотняющей поверхности 19, выполненной конусной первого кольцевого седла 18, и входная камера 3 соединяется с управляющей камерой 23. Да.вление, действующее на запорные элементы 2 со стороны камеры 23, переместит запорные элементы в крайнее нижнее положение.. Рабочие сопла 24 закроются и сжатьс воздух перестанет поступать в выходную камеру 4. При включении электромагнита 10 якорь 9 с регулирующей заслонкой 8 под действием электромагнитной силы, преодолевая противодействующую силу пружины, переместится на величину хода к сердечнику электромагнита и откроет вь ходное сопло 7 эжектора, вследствие чего JssctAQpa разрежения 14 последнего сое динится с атмосферой. В этом случае со осно расположенные (впускное 15 и выход ное 7) сопла и камера разрежения 14 выполняют функции пневматического, эжек тора, благодаря чему давление в камере разрежения 14 быстро снизится до отриц тельного значения. При падении давления в камере разрежения запорный клапан результирующей силой, действующей со стороны входной камеры 3, переместится в верхнее крайнее положение и откроет второе кольцевое седло 20 управляющей камеры 23 на величину максимального зазора (Л, . Управляющая камера 23 соединится с атмосферой. Хвостовик 16 запорного клапана 12 обратной конусной поверхности перекроет кольцевое йервое седло 18 и поступление сжатого воздуха в управляющую камеру 23 прекратится, вследствие чегю запорные элементы 2 результирующей силой, действующей со стороны камеры 3, переместятся на ве- личину кода сЛ в крайнее верхнее положение и откроют выходные сопла 24 для выброса потока сжатого воздуха в выходную камеру 4, воздействуя при этом. им на сортируемый материал. Применение в пневмоклапане промежуточного запорного элемента, вьшолненного в виде ступенчатого клапана с хвостовиком переменного профиля, перемещаю щегося с сил давления среды, KOTOpide во много раз превышают силы электромагнитного привода, позволяет Применить при увеличенных проходных сечениях дополнительные впускн ые и выходные седла управляющей и рабочей ступени пневмоклапана. Тем самым увеличена мощность выходного рабочего потока и noBbiw щена частота срабатьшания пненмоклешана потому, что при увеличенных проходных сечениях управляющих каналов времй за- полнени;я и опорожнения объема управляющей камеры соответственно уменьщйтся. Предлагаемый пневмоклапа позволя- ет сортировать куски руды с массой увеличенной более, чем в 5 раз (до 30 кг) при скорости движения их около 4 м/с с разрещающей способностью не более 15 мс. Частота срабатывания пневмоклапана увеличилась более, чем в 2 раза. Кроме того, применение предлагаемого пневмоклапана в рудосортировочном сепараторе в качестве раздел5пощего устройства позволяет вовлечь в переработ1ку дополнительные объемы минерального сьфья и соответственно, повысить производительность сепаратора. Формула изобретения Пневмоклалан с. электромагнитным управлением, содержащий корпус с запорными элементами, установленными между входной и выходной камерами, и с сое диненным с входной полостью эжектором, на выходе которого установлена регулирующая заслонка, жертко связанная с якорем электромагнита, отличаю- . щ и и с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и быстродействия пневмоклапана, в эжекторной камере установлены запорный ступенчатый с центр льным сквозным отверстием клапан, ХВОСТОВИК которого, имеющий обратную конусную поверхность, установлен во входной камере, в которой также установлено первое кольцевое седло, упло1 няющая поверхность которого, вьшолненная конусной, обращена в сторону обратной конусной поверхности хвостовика, и второе кольцевое седло, уплотняющая поверзоНос-пь которого обращена в сторону кольцевого пояса запорного клапана, причем между угшотняющими повер:хж остями первого и второго кольцевых седел в корпусе выполнена камера, обеспечивающая управление запорными элементами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Паагент США № 3840045, кл. F 16 К 31/04, опубпик. 1971. 985766.8 2. Авторское свидетепьстао СССР № 421810, кл. F 15 С 3/04, 1974 (прототип).