Пьезоэлектрический клапан

 

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к конструкциям гидравлических клапанов с дистанционно управляемым приводом. Целью изобретения является повышение надежности клапана в работе за счет гидростатической разгрузки затвора. Клапан содержит соосно расположенные седловой 4 и золотниковый 7 затворы, шток 6, пьезопакет 2 и поршень 3 привода, причем седловой 4 и золотниковый 7 затворы установлены с возможностью нагружения их в закрытом положении давлением рабочей среды. Затвор, запирающий с положительным перекрытием сливное отверстие, передает гидростатическое усилие рабочей среды через шток 6, уплотненно пропущенный через отверстие в поршне 3 привода, на седловой затвор 4 таким образом, что осуществляется гидростатическая разгрузка седлового затвора 4. Срабатывание клапана осуществляется импульсом усилия пьезоэлектрического привода , выполненного в виде пакета 2 синфазно соединенных пьезопластин. Пьезопакет 2 жестко связан с поршнем 3 привода, который воздействует непосредственно на седловой затвор. 1 ил. Ј 00 ю OJ ю 00 Сл

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s F 16 К 21/12

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ лавой затвор. 1 ил. (21) 4770757/29

22) 05.12.89

46) 23.06.93. Бюл. М 23 (76) M.Å.Ìàðêóøèí и А,В.Диваев (56) Прижалковский А.Л., Щучинский С.Х.

Электромагнитные клапаны. Л.: Машиностроение, 1967, с. 27, Авторское свидетельство СССР

М 1008549, кл. F 16 К 21/12, 1981. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЛАПАН (57) Изобретение относится к арматуростроению, в частности к конструкциям гидравлических клапанов с дистанционно управляемым приводом. Целью изобретения является повышение надежности клапана в работе за счет гидростатической разгрузки затвора. Клапан содержит соосно расположенные седловой 4 и золотниковый

1. Ж „„1823918 А3

7 затворы, шток 6, пьеэопакет 2 и поршень

3 привода, причем седловой 4 и эолотниковый 7 затворы установлены с возможностью нагружения их в закрытом положении давлением рабочей среды. Затвор. запирающий с положительным перекрытием сливное отверстие, передает гидростатиче.ское усилие рабочей среды через шток 6, уплотненно пропущенный через отверстие в поршне 3 привода, на седловой затвор 4 таким образом, что осуществляется гидростатическая разгрузка седлового затвора 4.

Срабатывание клапана осуществляется импульсом усилия пьезоэлектрического привода, выполненного в виде пакета 2 синфаэно соединенных пьезопластин. Пьезопакет 2 жестко связан с поршнем 3 привода. который воздействует непосредственно на сед1823918

50

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к гидравлическим клапанам с дистанционным управлением.

Цель изобретения — повышение надежности клапана в работе эа счет гидростатической разгрузки затвора.

На чертеже показан предлагаемый клапан.

Клапан имеет корпус 1, пьезопакет 2, соединенный с поршнем привода 3, седловой затвор 4, нагруженный пружиной 5, шток 6, золотниковый затвор 7 с пружиной

8. В исходном положении эолотниковый затеор 7 удерживается усилием пружины 8 и штоком 6, упирающимся в седловой затвор

4, который удерживается в исходном положении перепадом давления на клапане и усилием пружины 5, Диаметр затвора 7 меньше диаметра седла затвор 4, пээтому исходное положение затворов 4 и 7 устойчивое. В корпусе 1 образована полость цилиндра 9.

Клапан работает следующим образом.

Система включения подает напряжение на электроды пьезопакета 2, полярно совпадающие с их знаком. В результате обратного пьезоэффекта пьезопакет 2 удлиняется и двигает поршень привода 3, который передает усилие пьезопакета через рабочую жидкость в полость цилиндра привода 9 на седловой затвор 4. Когда суммарное усилие, действующее на седловой затвор 4 со стороны штока 6 и поршня привода 3, превзойдет суммарное усилие гидростатического давления и усилие пружины 5 с противоположной стороны, седловой затвор 4 отойдет от седла. Поскольку объем поршневой полости 9 достаточно мал, давление в полости скачкообразно возрастет от начального до номинального. При этом усилие, действующее на затвор 7 со стороны штока 6, скачкообразно уменьшится и он начнет интенсивно перемещаться под действием гидростатического усилия на свободный торец, преодолевая усилие со стороны штока, равное сумме гидростатического давления на шток и усилия пружины 5. В результате перемещения золотникового затвора 7 открывается сливной канал клапана. При уменьшении перепада давления на клапане до определенной величины, соответствующей величине разности усилий пружин 5 и

8, седловой затвор 4. шток 6 и затвор 7 возвращаются в исходное положение усилием пружийы 5. После фиксировзния затвора

4 в седле давление в полости 9 за счет утечек в уплотнениях поршня привода 3 и штока 6 падает до исходного, чем завершается цикл срябатывания клапана.

Использование пьезоэлектрического привода в виде пакета синфазно соединенных пьезопластин, жестко связанного с поршнем привода 3, позволяет за малое время создать необходимый импульс усилия привода, что обусловливает повышение быстродействия клапана.

Использование непосредственного воздействия поршня привода 3 на седловой затвор 4 позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения объема сжимаемой рабочей жидкости при срабатывании привода. Непосредственное воздействие поршня привода 3 на затвор 4 уменьшает гидравлическое сопротивление клапана за счет упрощения конструкции проточной части.

Использование гидростатической разгрузки седлового затвора 4 повышает надежность работы клапана, так как для его срабатывания достаточно импульса усилия привода, практически равного усилию пружины 5 при любом перепаде давления на клапане. Гидростатическая разгрузка затвора 4 позволяет увеличить диаметр условного прохода клапана при сохранении усилия пьезопривода. Использование механической развязки золотникового 7 и седлового

4 затворов позволяет устранить необходимость соосного выполнения цилиндра золотника и седла затвора и соосную установку затвора 7, штока 6 и седлового затвора 4.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический клапан, содержащий эолотниковый затвор, запирающий с положительным перекрытием сливное отверстие, седловой затвор, шток, расположенный между золотниковым и седловым затворами, вспомогательные элементы, смещающие затвор в закрытое положение, и импульсный привод, причем затворы установлены с возможностьЮ нагружения их давлением рабочей среды в закрытом положении, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, импульсный привод выполнен в виде пакета синфазно соед1ненных пьезопластин, жестко связанных с поршнем, расположенным в цилиндре, седловой затвор в закрытом положении размещен на торце указанного цилиндра, внутренняя кромка которого совмещена с седлом затвора, причем диаметр седла этого затвора выполнен большим диаметра золотникового затвора, в пьезопакете и поршне привода выполнено отверстие, через которое уплотненно пропущен шток, один торец которого свободно уперт в нагруженный давлением рабочей

1823918

Составитель ll. Балашов

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н, Ревская

Заказ 2194 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 среды торец золотникового затвора, а другой — в ненагруженную давлением рабочей среды поверхность седлового затвора.