Электромагнитный регулятор давления

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования, предназначено для регулирования давления жидкости или газа и может быть использовано в системах гидропневмоавтоматики как звено, преобразующее входной электрический сигнал в давление жидкости или газа на выходе системы, управляющей гидравлическими и пневматическими исполнительными механизмами. Цель изобретения - улучшение регулировочных характеристик. Регулятор давления содержит корпус 1, радиальные входной 2, сливной 3 и осевой выходной 4 каналы, втулку 5 с радиальным входным 8 и сливным 7 каналами, регулирующий орган - поршень 8 с осевым каналом 9, напорными 10 и сливными 11 отверстиями, выполненными каждые в виде двух рядов отверстий с диаметрами в каждом ряду D1, D2, D3, D4 с соотношением D1/D2 = D4/D3 = 0,2..0,3, L1/D2 = L2/D3 = 0,38... 0,63, где L1, L2 - расстояния между центрами отверстий рядов напорных и сливных отверстий. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования, предназначено для регулирования давления текучей среды и может быть использовано в системах гидропневмоавтоматики как звено, преобразующее входной электрический сигнал в давление жидкости или газа на выходе системы, управляющей гидравлическими и пневматическими исполнительными механизмами.

Известен регулятор давления, предназначенный для регулирования давления в зависимости от тока в силовой цепи, содержащий корпус с входным, выходным и сливным каналами, в котором установлен клапанный элемент, связанный через шток с якорем электромагнита [1].

Недостатком указанного регулятора давления является то, что он не обеспечивает пропорционального изменения давления на выходе при подаче управляющего сигнала, т.е. при изменении тока в катушке электромагнита.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный регулятор давления, содержащий корпус с радиальными каналами, в котором установлена втулка с радиальными каналами соответственно входному и сливному каналам корпуса, регулирующий орган, выполненный в виде установленного во втулке поршня, в котором с одного его торца выполнены осевой канал, а также радиальные напорные и сливные отверстия, а другой торец поршня соединен с толкателем якоря электромагнита, закрепленного на корпусе, причем поршень подпружинен в сторону электромагнита, осевой выходной канал корпуса соединен через полость втулки с осевым каналом поршня, а напорные и сливные радиальные отверстия поршня выполнены с возможностью соединения их соответственно с радиальными входным и сливным каналами втулки [2].

Недостатком известного регулятора является низкая точность за счет того, что он не обеспечивает пропорционального регулирования давления на выходе при пропорциональном изменении тока в силовой цепи.

Указанная цель достигается за счет того, что в электромагнитном регуляторе давления напорные и сливные отверстия поршня выполнены каждые в виде двух рядов отверстий по высоте поршня соответственно с диаметрами отверстий в каждом ряду D1, D2 и D3, D4 с соотношением диаметров отверстий D1/D2 = D4/D3 = 0,2-0,3 с соотношением расстояний между центрами отверстий рядов напорных отверстий L1 к диаметру отверстий второго ряда D2 (L1/D2) и между центрами отверстий рядов сливных отверстий L2 к диаметру отверстий третьего ряда отверстий D3 (L2/D3) равным 0,38-0,63.

Анализ известных в технике решений не выявил технических решений с заявленной совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии заявленного изобретения условию патентоспособности: "новизна". Кроме того предлагаемый регулятор давления не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет "изобретательский уровень". Практика эксплуатации регулятора давления свидетельствует о том, что заявленное решение обладает "промышленной применимостью".

Электромагнитный регулятор давления представлен на чертеже.

Регулятор давления содержит корпус 1, радиальные входной 2, сливной 3 и осевой выходной 4 каналы, втулку 5 с радиальным входным 6 и сливным 7 каналами, регулирующий орган, выполненный в виде поршня 8 с осевым каналом 9, напорными 10 и сливными 11 отверстиями, выполненными каждые в виде двух рядов отверстий с диаметрами в каждом ряду D1, D2, D3, D4, толкатель 12 якоря электромагнита 13, пружину 14, воздействующую на поршень в сторону электромагнита. Втулка в корпусе установлена с уплотнительными кольцами 15.

Электромагнитный регулятор давления работает следующим образом.

В исходном состоянии поршень 8 находится в верхнем положении. Под воздействием пружины 14 он прижат к электромагниту 13. При этом радиальные входные каналы корпуса и втулки 2 и 6 перекрыты стенкой поршня 8, осевой входной канал 4 соединен через осевой канал 9 и сливные отверстия 11 поршня со сливными каналами 7 и 3 втулки и корпуса.

При подаче сигнала управления на обмотку катушки электромагнита 13 толкатель 12 якоря электромагнита 13 и смещает поршень 8, сжимая пружину 14.

При этом через радиальные напорные отверстия 10 поршня 8 рабочая среда поступает от входного канала на выход регулятора. В это время радиальные сливные отверстия 11 перекрываются, разобщая канал слива от каналов входа и выхода.

По мере роста давления на выходе регулятора поршень 8 перемещается в сторону электромагнита 13, перемещая толкатель 12 вверх, до тех пор, пока радиальные напорные отверстия 10 не перекроются, разобщая осевой канал 9 от входных каналов 6 и 2, а сливные радиальные отверстия 11 не соединятся со сливными каналами 7 и 3. Напорные каналы 10 и сливные каналы 11 образуют со втулкой 5 переменные дроссели, соотношение площадей которых определяет на выходе регулятора давление, пропорциональное величине тока, подаваемого на обмотку электродвигателя.

Выполнение дросселирующих отверстий в виде двух рядов напорных и сливных отверстий корпуса с указанными соотношениями обеспечивает улучшение регулировочных характеристик регулятора давления.

Формула изобретения

Электромагнитный регулятор давления, содержащий корпус с радиальными входным и сливным и осевым выходным каналами, в котором установлена втулка с радиальными каналами соответственно радиальным входному и сливному каналам корпуса, регулирующий орган, выполненный в виде установленного во втулке поршня, в котором с одного его торца выполнены осевой канал, а также радиальные напорные и сливные отверстия, а другой торец поршня соединен с толкателем якоря электромагнита, закрепленного на корпусе, причем поршень подпружинен в сторону электромагнита, осевой выходной канал корпуса соединен через полость втулки с осевым каналом поршня, а радиальные напорные и сливные отверстия поршня выполнены с возможностью соединения их соответственно с радиальными входным и сливным каналами втулки, отличающийся тем, что напорные и сливные отверстия поршня выполнены каждые в виде двух рядов отверстий по высоте поршня соответственно с диаметрами отверстий в каждом ряду D₁, D₂ и D₃, D₄ с соотношением диаметров отверстий D₁/D₂ D₄/D₃ 0,2 0,3, с соотношением расстояний L₁ между центрами отверстий рядов напорных отверстий к диаметру отверстий второго ряда D₂ и отношением расстояний L₂ между центрами отверстий рядов сливных отверстий к диаметру отверстий третьего ряда D₃ L₁/D₂ L₂/D₃ 0,38 0,63.

РИСУНКИ

Рисунок 1