Клапан трехходовый электромагнитный и электромагнитный клапан к нему

 

Изобретение предназначено для управления потоками жидкости или газа в гидро- и пневмосистемах соответственно. Клапан трехходовой электромагнитный с каналом подвода рабочего тела, каналом отвода рабочего тела в систему с исполнительными механизмами и каналом дренажного выхода содержит корпус с седлом затвора, контактирующим с ответными уплотнительными поверхностями запорного органа, поджатого к седлу давлением рабочего тела и упругим элементом, например пружиной. Пружина расположена коаксиально хвостовику запорного органа и опирается одним торцом на торец запорного органа, а другим - на внутреннюю поверхность крышки, представляющей собой камеру, закрывающую затвор, подводящую рабочее тело под торец запорного органа, установленную своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса. Электромагнитный клапан, нормально открытый, установлен своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса аксиально затвору и соединен посредством штока с запорным органом. Затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих металлических поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся выступов и впадин на уплотнительных поверхностях, по крайней мере, одной пары. Электромагнитный клапан содержит магнитопровод, представляющий собой магнитопроводящую втулку с фланцами, между которыми на втулке магнитопровода размещена электромагнитная обмотка, закрытая магнитопроводящим кожухом, сопряженным с поверхностями фланцев. Втулка магнитопровода разделена диамагнитной кольцевой проставкой, перекрывающей магнитный поток втулки и расположенной напротив зоны замыкания магнитного потока втулки магнитопровода и якоря. Якорь установлен в сквозном отверстии втулки с возможностью осевого перемещения, имеет каналы для прохода рабочего тела в виде лысок, пазов или отверстий и ограничен с одной стороны стопом, закрепленным в одном из фланцев, контактирующим своими уплотнительными поверхностями с ответными поверхностями втулки и имеющим канал для выхода рабочего тела, а с другой стороны опирается своим торцом на шток, проходящий через отверстие в другом фланце и взаимодействующий с запорным органом затвора. На указанном торце выполнена металлическая уплотнительная поверхность, контактирующая при срабатывании с ответной металлической уплотнительной поверхностью седла втулки магнитопровода. Якорь и втулка магнитопровода образуют затвор, представляющий собой две пары одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин. Изобретение обеспечивает высокую внешнюю и внутреннюю герметичность, имеет повышенный ресурс и высокую надежность при эксплуатации. 2 с. и 29 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано для дистанционного управления потоками жидкости или газа в гидро- и пневмосистемах соответственно.

Известен клапан электромагнитный, содержащий электромагнит, представляющий собой магнитопровод с электромагнитной обмоткой, соединенный с корпусом, снабженным каналами подвода и отвода рабочего тела и седлом, выполненным со стороны магнитопровода с обмоткой и контактирующего с уплотнительной поверхностью якоря, расположенного в отверстии магнитопровода, подпираемого к седлу пружиной, опирающейся на стоп, установленный в магнитопроводе. Причем седло размещено вне электромагнита в отдельной корпусной детали [1].

Известное устройство характеризуется недостаточной надежностью и не обеспечивает необходимого уровня герметичности вследствие возможных технологических погрешностей, обусловленных размещением седла в одной детали, а направляющей для якоря - в другой.

Возникающие при обработке погрешности взаимного расположения не позволяют обеспечить надежность работы клапана.

Известен клапан трехходовой электромагнитный [2] (прототип) с каналом подвода рабочего тела, каналом отвода рабочего тела в систему с исполнительными механизмами и каналом дренажного выхода, содержащий корпус с седлом затвора, контактирующим с ответными уплотнительными поверхностями запорного органа, отформованного в зоне контакта с седлом уплотняющим материалом и имеющим плоскую или сферическую форму, поджатого к седлу давлением рабочего тела или упругим элементом, например пружиной, расположенной коаксиально хвостовику запорного органа, опирающейся одним торцом на торец запорного органа, а другим на внутреннюю поверхность крышки, представляющей собой камеру, закрывающую затвор, подводящую рабочее тело под торец запорного органа, установленную своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса, клапан электромагнитный нормально открытый, установленный своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса, аксиально затвору, соединенный посредством штока с запорным органом.

Клапан электромагнитный трехходового клапана, содержащий магнитопровод, представляющий собой магнитопроводящую втулку с фланцами, между которыми на втулке магнитопровода размещена электромагнитная обмотка, закрытая магнитопроводящим кожухом, сопряженным с поверхностями фланцев, причем втулка магнитопровода разделена диамагнитной кольцевой проставкой, перекрывающей магнитный поток втулки и расположенной напротив зоны замыкания магнитного потока втулки магнитопровода и якоря, установленного в сквозном отверстии втулки с возможностью осевого перемещения, ограниченного с одной стороны стопом, закрепленным в одном из фланцев и имеющим канал для выхода рабочего тела, а с другой стороны опирающегося своим торцом на шток, проходящий через отверстие в другом фланце и взаимодействующий с запорным органом затвора, причем на указанном торце выполнена металлическая уплотнительная поверхность, контактирующая при срабатывании с ответной металлической уплотнительной поверхностью седла втулки магнитопровода, которая образует затвор, при этом уплотнительные поверхности якоря и магнитопровода могут быть плоскими, сферическими или в виде одной конической поверхности.

Известное техническое решение, предусматривающее применение эластичных материалов в качестве уплотняющих элементов, позволяет частично компенсировать погрешности геометрических параметров затворов. Однако их использование ограничено допустимыми контактными нагрузками и, как следствие, давлением рабочего тела.

На работоспособность оказывает существенное влияние температура рабочего тела, его химическая активность.

Кроме того, ресурс уплотнительных поверхностей из эластичных материалов уступает ресурсу работы затворов из металлических материалов.

Однако использование металлических уплотнений требует либо больших усилий герметизации, что невозможно обеспечить в электромагнитных клапанах из-за небольшого тягового усилия электромагнита, либо значительно повысить точность изготовления уплотнений, что приводит к существенному удорожанию производства.

Кроме того, недостатком известного технического решения является то, что вследствие погрешности взаимного расположения уплотнительных поверхностей седла и запорного органа, обусловленных размещением седла в одной детали, а направляющий запорного органа в другой детали, не может быть достигнут высокий технический результат в виде герметичности ресурса и надежности. Конструкция контактирующих уплотнительных поверхностей седла и запорного органа позволяет осуществить контакт по линии, что повышает компенсационные возможности уплотнительной поверхности запорного органа, однако не обеспечивает устойчивого и однозначного его положения в процессе срабатывания, что приводит к снижению ресурса и надежности.

Использование в известном техническом решении якоря с металлическим уплотнением является прогрессивным, однако его практическое применение затруднено из-за высоких требований, представляемых к точности обработки уплотнительной поверхности седла магнитопровода и уплотнительной поверхности якоря.

При обеспечении внешней герметичности клапана в известном техническом решении используются резьбовые соединения, что приводит к необходимости применять герметизирующие материалы.

Конструкция магнитопровода в известном техническом решении, основанная на неразъемных соединениях, сварке, пайке, завальцовке, приводит к возникновению внутренних напряжений в магнитопроводе и, как следствие, к его деформациям, что снижает герметичность и надежность работы клапана.

Технический результат изобретения, заключающийся в повышении уровня герметичности, ресурса и долговечности, достигается тем, что в клапане трехходовом электромагнитном с каналом подвода рабочего тела, каналом отвода рабочего тела в систему с исполнительными механизмами и каналом дренажного выхода, содержащем корпус с седлом затвора, контактирующим с ответными уплотнительными поверхностями запорного органа, поджатого к седлу давлением рабочего тела или упругим элементом, например пружиной, расположенной коаксиально хвостовику запорного органа, опирающейся одним торцом на торец запорного органа, а другим на внутреннюю поверхность крышки, представляющей собой камеру, закрывающую затвор, подводящую рабочее тело под торец запорного органа, установленную своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса, клапан электромагнитный нормально открытый, установленный своими уплотнительными поверхностями на уплотнительные поверхности корпуса, аксиально затвору, соединенный посредством штока с запорным органом, согласно изобретению затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих металлических поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин на уплотнительных поверхностях хотя бы одной пары.

Как вариант исполнения, возможно, что затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих уплотнительных конических поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, одна пара - плоские поверхности, а вторая пара - конические поверхности, расположенные со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и конической поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и конической поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - плоские уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - конические уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Кроме того, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей вторая пара образована технологическим элементом, поверхность которого сопряжена с уплотнительной поверхностью первой пары и корпусом с микрорельефом на уплотнительных поверхностях первой пары.

Как вариант исполнения, возможно, что технологический элемент выполнен в виде конуса с размерами у основания больше или равными размеру проходного отверстия корпуса.

Как вариант исполнения, возможно, что технологический элемент выполнен в виде сферы с размерами у основания больше или равными размеру проходного отверстия корпуса.

Возможно, что из двух пар одновременно контактирующих поверхностей вторая пара образована запорным органом и штоком с микрорельефом на уплотнительных поверхностях первой пары.

Как вариант исполнения, возможно, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены в виде сферической и конической поверхностей.

Как вариант исполнения, возможно, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены коническими.

Как вариант исполнения, возможно, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены цилиндрическими.

Результат достигается также тем, что уплотнительные поверхности крышки и корпуса представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

Результат достигается также тем, что уплотнительные поверхности клапана электромагнитного и корпуса представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

Технический результат в виде высокого уровня герметичности, долговечности и надежности достигается также тем, что в клапане электромагнитном, содержащем магнитопровод, представляющий собой магнитопроводящую втулку с фланцами, между которыми на втулке размещена электромагнитная обмотка, закрытая магнитопроводящим кожухом, сопряженным с поверхностями фланцев, причем втулка магнитопровода разделена диамагнитной кольцевой проставкой, перекрывающей магнитный поток втулки и расположенной напротив зоны замыкания магнитного потока втулки магнитопровода и якоря, установленного в сквозном отверстии втулки с возможностью осевого перемещения, ограниченного с одной стороны стопом, закрепленным в одном из фланцев и имеющим канал для выхода рабочего тела, а с другой стороны опирающегося своим торцом на шток, проходящий через отверстие в другом фланце и взаимодействующий с запорным органом затвора, причем на указанном торце выполнена металлическая уплотнительная поверхность, контактирующая при срабатывании с ответной металлической уплотнительной поверхностью седла втулки магнитопровода, которые образуют затвор, согласно изобретению, якорь и втулка магнитопровода, образующие затвор, представляют собой две пары одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин на уплотнительных поверхностях хотя бы одной пары.

Как вариант исполнения, возможно, что затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих конических поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - плоские поверхности, а вторая пара - конические поверхности, расположенные со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей одна пара - плоские уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

Как вариант исполнения, возможно, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей одна пара - конические уплотнительные поверхности, а вторая - цилиндрические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

Кроме того, во втулке магнитопровода установлена дополнительная кольцевая диамагнитная проставка, расположенная напротив зоны контакта второй пары одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, перекрывающая магнитный поток втулки с возможностью его замыкания через якорь.

Как вариант исполнения, возможно, что втулка магнитопровода выполнена составной по меньшей мере из трех частей в виде последовательно установленных и сцентрированных втулок и фланцев, зафиксированных в осевом направлении.

Как вариант исполнения, возможно, что магнитопровод представляет собой магнитопроводящий фланец, соединенный с кожухом из магнитопроводящего материала посредством, например, стопорного кольца или кольцевого выступа на внутренней поверхности кожуха, на поверхность фланца установлена нижним торцом по центрирующему пояску магнитопроводящая втулка, на ступень втулки установлена нижним торцом диамагнитная проставка в виде кольца, с которым по центрирующему пояску сопряжена магнитопроводящая втулка, с торцевой уплотнительной поверхностью которой контактирует своей уплотнительной поверхностью стоп, расположенный в отверстии второго магнитопроводящего фланца, соединенного с магнитопроводящим кожухом посредством, например, стопорного кольца, при этом фиксация магнитопровода в осевом направлении осуществляется винтами, проходящими через стоп и ввернутыми во фланец.

Как вариант исполнения, возможно, что уплотнительные поверхности втулки и стопа представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

Затвор корпуса клапана трехходового электромагнитного, а также затвор клапана электромагнитного нормально открытого, представляющие собой согласно изобретению две пары одновременно контактирующих поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин с различными вариантами конструктивного исполнения затворов частично компенсирует погрешности взаимного расположения элементов затвора, обладает высокой герметичностью и надежностью.

Высокая герметичность обусловлена также наличием кольцевых микронеровностей на конических или плоских уплотнительных поверхностях, которые увеличивают фактическую площадь и постоянство контакта указанных поверхностей.

Присоединение крышки и клапана электромагнитного нормально открытого к корпусу, а также соединение втулки магнитопровода со стопом осуществляется посредством металлических уплотнительных поверхностей с кольцевым микрорельефом, что обеспечивает высокую внешнюю герметичность клапана.

Кроме того, втулка магнитопровода клапана электромагнитного нормально открытого может быть выполнена в виде последовательно установленных, сцентрированных и зафиксированных в осевом направлении втулок с фланцами, что существенно повышает технологичность магнитопровода, а также снижает погрешности, возникающие от внутренних напряжений, связанных с технологическими процессами изготовления магнитопровода, такие как сварка, пайка, завальцовка.

В процессе проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не обнаружено устройства, обладающего такой же совокупностью существенных конструктивных признаков, которая бы обеспечивала указанный технический результат.

Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой техническое решение задачи, обладает новизной. Оно имеет промышленную применимость, изобретательский уровень, выраженный в заявленной совокупности признаков, и, в отличие от прототипа, обеспечивает достижение технического результата.

Технические решения согласно изобретению позволяют существенно повысить герметичность, надежность и долговечность клапана до 10⁷ и более циклов срабатывания без отказов, под которыми понимается нарушение герметичности или несрабатывания затвора.

На фиг. 1 изображен клапан трехходовой электромагнитный в разрезе, на фиг. 2-15 изображены варианты исполнения двух пар одновременно контактирующих поверхностей клапана; на фиг. 16 изображен фрагмент увеличенного кольцевого микрорельефа, формируемого на контактирующих конических поверхностях клапана; на фиг. 17 изображен фрагмент увеличенного кольцевого микрорельефа, формируемого на контактирующих плоских поверхностях клапана.

На фиг. 18 изображен клапан электромагнитный нормально открытый.

На фиг. 19-26 возможные варианты исполнения затвора, образованного магнитопроводом и якорем.

На фиг. 27 - вариант конструктивного исполнения магнитопровода с дополнительной диамагнитной проставкой.

На фиг. 28 вариант исполнения составного магнитопровода.

Клапан трехходовой электромагнитный (фиг. 1) с каналом подвода рабочего тела А, каналом отвода рабочего тела в систему с исполнительными механизмами Б и каналом дренажного выхода В, содержащий корпус 1 с седлом затвора 2 с металлическими уплотнительными поверхностями, расположенным на одной из наружных поверхностей корпуса 1, что обеспечивает доступность при обработке и ремонте уплотнительных поверхностей седла.

С седлом затвора 2 взаимодействует запорный орган 3 с металлическими уплотнительными поверхностями, разобщающий каналы подвода А и отвода Б рабочего тела. Уплотнительные поверхности седла и запорного органа 3 представляют собой две пары одновременно контактирующих металлических поверхностей с кольцевым микрорельефом, в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин, как показано на фиг. 16, 17.

Запорный орган 3 поджат к седлу давлением рабочего тела и упругим элементом, например пружиной 4, расположенной коаксиально хвостовику 5 запорного органа 3. Пружина 4 опирается одним торцом на торец запорного органа 3, другим - на внутреннюю поверхность крышки 6, представляющей собой камеру, закрывающую затвор 2 и подводящую рабочее тело от входного канала А под торец запорного органа 3, поджимая его к седлу. Крышка 6, закрепленная на корпусе 1 винтами 7, контактирует с ним по металлическим уплотнительным поверхностям 8 с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин, как показано на фиг. 17.

Уплотнительные поверхности затвора 2 корпуса 1 могут быть выполнены в виде сочетания двух пар одновременно контактирующих конических поверхностей (фиг. 2 или 3) с кольцевым микрорельефом, как показано на фиг. 16, или, как варианты исполнения, в виде двух пар одновременно контактирующих плоских и конических поверхностей (фиг. 4) с кольцевым микрорельефом на обеих парах (фиг. 16, 17), в виде двух пар одновременно контактирующих поверхностей: одна - сфера-конус а, вторая - конус-конус б (фиг. 5) с микрорельефом на конических уплотнительных поверхностях (фиг. 16), или, как вариант, одна сфера - конус а, вторая - плоскость-плоскость б (фиг. 6) с кольцевым микрорельефом на плоских уплотнениях (фиг. 17), или одна сфера - тор а, вторая - конус-конус б (фиг. 7) с кольцевым микрорельефом на конических уплотнительных поверхностях (фиг. 16), или одна сфера - тор а, вторая - плоскость-плоскость б (фиг. 8) с кольцевым микрорельефом на плоских уплотнительных поверхностях (фиг. 17), или одна - цилиндр-цилиндр а, вторая - плоскость-плоскость б (фиг. 9) с кольцевым микрорельефом на плоских уплотнительных поверхностях (фиг. 17), или одна - цилиндр-цилиндр а, вторая - конус-конус б, (фиг. 10) с кольцевым микрорельефом на конических уплотнительных поверхностях (фиг. 16).

Возможны также исполнения с сочетанием двух пар одновременно контактирующих поверхностей, одна из которых образована запорным органом и седлом, а вторая - запорным органом и штоком с кольцевым микрорельефом на уплотнительных поверхностях седла и запорного органа, а варианты сочетаний контактирующих поверхностей штока и запорного органа могут быть, как показано на фиг. 11-13, следующие: сфера - конус (фиг. 11), конус - конус (фиг. 12), цилиндр - цилиндр (фиг. 13). Возможны исполнения, как показано на фиг. 14, 15, с сочетанием двух пар одновременно контактирующих поверхностей, одна из которых образована уплотнительными поверхностями запорного органа и седла, а вторая технологическими элементами, например конусом (фиг. 14) или сферой (фиг. 15) и корпусом, причем размер конуса или сферы у основания больше размера проходного отверстия корпуса с кольцевым микрорельефом на уплотнениях запорного органа и седла.

С противоположной стороны корпуса 1 установлен клапан электромагнитный нормально открытый 9 (фиг. 18), расположенный аксиально затвору 2 корпуса 1 и контактирующий с ним своими металлическими уплотнительными поверхностями 10 с кольцевым микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин (фиг. 17).

Клапан электромагнитный 9 с отверстием 11 для прохода рабочего тела к каналу дренажного выхода В, содержащий магнитопровод, представляющий собой магнитопроводящую втулку 12 с фланцами, между которыми на втулке магнитопровода 12 размещена электромагнитная обмотка 13, закрытая магнитопроводящим кожухом 14, сопряженным с поверхностями фланцев.

Втулка магнитопровода 12 разделена диамагнитной кольцевой проставкой 15, перекрывающей магнитный поток втулки 12, расположенной напротив зоны замыкания магнитного потока втулки магнитопровода 12 и якоря 16, установленного в сквозном отверстии втулки магнитопровода 12, снабженного каналами 17 для прохода рабочего тела в виде лысок, пазов или отверстий, ограниченного с одной стороны стопом 18, закрепленным в одном из фланцев, взаимодействующим своими металлическими уплотнительными поверхностями с ответными металлическими уплотнительными поверхностями 20 втулки магнитопровода 12 с кольцевым микрорельефом в виде последовательно чередующихся выступов и впадин (фиг. 17). Стоп 18 имеет канал для дренажного выхода рабочего тела В.

С другой стороны якорь 16 опирается своим торцом на шток 21, проходящий через отверстие 11 другого фланца и взаимодействующий с запорным органом 3 затвора 2. На якоре 16 выполнены металлические уплотнительные поверхности 22, 23, контактирующие при срабатывании с ответными металлическими уплотнительными поверхностями 24, 25 седла втулки магнитопровода 12, которые образуют затвор, представляющий собой две пары одновременно контактирующих поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин на уплотнительных поверхностях хотя бы одной пары, как показано на фиг. 16, 17.

Затвор клапана электромагнитного может быть выполнен в виде сочетания двух пар одновременно контактирующих конических поверхностей (фиг. 18 и 19) с кольцевым микрорельефом на обеих парах (фиг. 16), или, как варианты исполнения, в виде двух пар одновременно контактирующих плоских и конических поверхностей (фиг. 20) с кольцевым микрорельефом на обеих парах (фиг. 16, 17), в виде двух пар одновременно контактирующих поверхностей: одна - сфера-конус, вторая - конус-конус (фиг. 21) с кольцевым микрорельефом на конических уплотнениях (фиг. 16), или одна - сфера-конус, вторая - плоскость-плоскость (фиг. 22) с микрорельефом на плоских уплотнениях (фиг. 17).

Как вариант, возможно, что из двух пар одновременно контактирующих поверхностей одна - сфера-тор, вторая - конус-конус (фиг 23) с кольцевым микрорельефом на уплотнениях конус-конус (фиг. 16), или одна - сфера-тор, вторая - плоскость-плоскость (фиг. 24) с кольцевым микрорельефом на плоских уплотнительных поверхностях (фиг. 17), или одна - цилиндр-цилиндр, вторая - плоскость-плоскость (фиг. 25) с микрорельефом на уплотнениях плоскость-плоскость (фиг. 17), или одна - цилиндр-цилиндр, вторая - конус-конус (фиг. 26) с микрорельефом на конических уплотнительных поверхностях (фиг. 16).

На втулке магнитопровода 12 может быть установлена дополнительная диамагнитная кольцевая проставка 26 в зоне контакта второй пары одновременно контактирующих поверхностей, как показано на фиг. 27.

Как вариант исполнения, магнитопровод может быть выполнен составным без использования неразъемных соединений, как показано на фиг. 28.

Магнитопровод представляет собой магнитопроводящий фланец 27 с входным отверстием 11, соединенный с кожухом 14 посредством стопорного кольца 28 или с помощью кольцевого выступа на внутренней поверхности кожуха 14. На фланец 27 по центрирующему пояску установлена нижним торцом ступенчатая втулка 29 из магнитопроводящего материала. Верхний торец втулки 29 представляет собой одну из двух уплотнительных поверхностей 30 седла затвора. На ступень втулки 29 установлена диамагнитная проставка 31 в виде кольца, с которым по центрирующему пояску сопряжена втулка 32 из магнитопроводящего материала, на которой выполнена вторая уплотнительная поверхность 33 седла затвора. На магнитопроводящей втулке 32 по центрирующему пояску установлен фланец 34 из магнитопроводящего материала. На магнитопроводе размещена обмотка 13.

Фланец 34 соединен с кожухом 14 посредством стопорного кольца 35. На торце втулки 32 выполнена уплотнительная поверхность с микрорельефом, с которой контактирует стоп 36 своими уплотнительными поверхностями 37 с микрорельефом (фиг. 17). Стоп 36 установлен в отверстии фланца 34. Фиксация втулок 29, 31, 32 магнитопровода в осевом направлении осуществляется посредством винтов 38, проходящих через стоп 36 и ввернутых во фланец 34. Во стопе 36 выполнено отверстие для выхода рабочего тела В.

Работает клапан электромагнитный трехходовой (фиг. 1) следующим образом. Рабочее тело поступает из питающей магистрали через вход клапана А и проходит в полость крышки 6 в подклапанную зону, поджимая запорный орган 3 к седлу.

При подаче на обмотку 13 клапана электромагнитного 9 (фиг. 18) напряжения питания в элементах магнитопровода возникает магнитный поток. При этом, поскольку в магнитопроводе имеется диамагнитная проставка 15, то замыкание линий магнитного потока происходит не по диамагнитной проставке, а по телу якоря 16, и он, преодолевая сопротивление пружины 4 и давление рабочего тела, притягивается к седлу, открывая штоком 21 запорный орган 3, пропуская рабочее тело через затвор 2 корпуса 1 к выходу Б в систему с исполнительными механизмами, перекрывая выход из системы к дренажному выходу через канал В.

При отключении напряжения питания якорь 16, возвращаясь в исходное положение под действием пружины 4 и давления рабочего тела, перемещается вверх, запорный орган 3 поджимается к седлу затвора 2 и перекрывает входной канал А от выходного канала Б в систему. При этом открывается проход из системы в канал Б через отверстие 11, каналы 17 якоря 16 к дренажному выходу рабочего тела В.

При последующих подачах напряжения питания на обмотку электромагнита описанный процесс повторяется.

Клапан трехходовой электромагнитный может быть изготовлен с условными проходами Ду 6 на давления до 0,8 МПа с различными конструктивными исполнениями затвора в условиях машиностроительных предприятий.

Таким образом, совокупность конструктивных признаков по заявленному изобретению обеспечивает технический результат, выраженный в повышении основных показателей качества клапана, т.е. герметичности, надежности, долговечности, и снижении затрат при производстве.

Литература 1. Патент ФРГ N 2257211, кл. F 16 K 31/06, 1975.

2. Патент РФ N 2046238, кл. F 16 K 31/02, 1995 - прототип.

Формула изобретения

1. Клапан трехходовой электромагнитный с каналом подвода рабочего тела, каналом отвода рабочего тела в систему с исполнительными механизмами и каналом дренажного выхода, содержащий корпус с седлом затвора, контактирующим с ответными уплотнительными поверхностями запорного органа, поджатого к седлу давлением рабочего тела и упругим элементом, например пружиной, расположенной коаксиально хвостовику запорного органа, опирающейся одним торцом на торец запорного органа, а другим - на внутреннюю поверхность крышки, представляющей собой камеру, закрывающую затвор, подводящую рабочее тело под торец запорного органа, установленную своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса, электромагнитный клапан нормально открытый, установленный своими уплотнительными поверхностями на уплотнительных поверхностях корпуса, аксиально затвору, соединенный посредством штока с запорным органом, отличающийся тем, что затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих металлических поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин на уплотнительных поверхностях, по крайней мере, одной пары.

2. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих уплотнительных конических поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

3. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - плоские поверхности, а вторая пара - конические поверхности, расположенные со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

4. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

5. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

6. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

7. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

8. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - плоские уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

9. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей одна пара - конические уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

10. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих поверхностей вторая пара образована технологическим элементом, поверхность которого сопряжена с уплотнительной поверхностью первой пары и корпусом с микрорельефом на уплотнительных поверхностях первой пары.

11. Клапан трехходовой электромагнитный по пп.1 и 10, отличающийся тем, что технологический элемент выполнен в виде конуса с размерами у основания большими или равными размеру проходного отверстия корпуса.

12. Клапан трехходовой электромагнитный по пп.1 и 10, отличающийся тем, что технологический элемент выполнен в виде сферы с размерами у основания большими или равными размеру проходного отверстия корпуса.

13. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что из двух пар одновременно контактирующих поверхностей вторая пара образована запорным органом и штоком с микрорельефом на уплотнительных поверхностях первой пары.

14. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1 или 13, отличающийся тем, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены в виде сферической и конической поверхностей.

15. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1 или 13, отличающийся тем, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены коническими.

16. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1 или 13, отличающийся тем, что контактирующие поверхности запорного органа и штока выполнены цилиндрическими.

17. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности крышки и корпуса представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

18. Клапан трехходовой электромагнитный по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности клапана электромагнитного и корпуса представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

19. Электромагнитный клапан, содержащий магнитопровод, представляющий собой магнитопроводящую втулку с фланцами, между которыми на втулке магнитопровода размещена электромагнитная обмотка, закрытая магнитопроводящим кожухом, сопряженным с поверхностями фланцев, причем втулка магнитопровода разделена диамагнитной кольцевой проставкой, перекрывающей магнитный поток втулки и расположенной напротив зоны замыкания магнитного потока втулки магнитопровода и якоря, установленного в сквозном отверстии втулки с возможностью осевого перемещения и имеющего каналы для прохода рабочего тела в виде, например, лысок, пазом или отверстий, ограниченного с одной стороны стопом, закрепленным в одном из фланцев, контактирующим своими уплотнительными поверхностями с ответными уплотнительными поверхностями втулки и имеющим канал для выхода рабочего тела, а с другой стороны опирающегося своим торцом на шток, проходящий через отверстие в другом фланце и взаимодействующий с запорным органом затвора, причем на указанном торце выполнена металлическая уплотнительная поверхность, контактирующая при срабатывании с ответной металлической уплотнительной поверхностью седла втулки магнитопровода, отличающийся тем, что якорь и втулка магнитопровода образуют затвор, представляющий собой две пары одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

20. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что затвор представляет собой две пары одновременно контактирующих конических поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

21. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей одна пара - плоские поверхности, а вторая пара - конические поверхности, расположенные со смещением в осевом направлении относительно друг друга с микрорельефом на обеих парах.

22. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

23. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание конической и сферической поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

24. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - конические поверхности с микрорельефом на конических поверхностях.

25. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - сочетание сферической и тороидальной поверхностей, а вторая - плоские поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

26. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - плоские уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом на плоских поверхностях.

27. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что в затворе из двух пар одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, расположенных со смещением в осевом направлении относительно друг друга, одна пара - конические уплотнительные поверхности, а вторая пара - цилиндрические поверхности с микрорельефом.

28. Электромагнитный клапан по п.19 или по одному из пп.20 - 25, отличающийся тем, что во втулке магнитопровода установлена дополнительная кольцевая диамагнитная проставка, расположенная напротив зоны контакта второй пары одновременно контактирующих уплотнительных поверхностей, перекрывающей магнитный поток втулки с возможностью его замыкания через якорь.

29. Электромагнитный клапан по п.19, отличающийся тем, что втулка магнитопровода выполнена составной, по меньшей мере из трех частей, в виде последовательно установленных и сцентрированных втулок и фланцев, зафиксированных в осевом направлении.

30. Электромагнитный клапан по п.19 или 24, отличающийся тем, что магнитопровод представляет собой магнитопроводящий фланец, соединенный с кожухом из магнитопроводящего материала посредством, например, стопорного кольца или кольцевого выступа на внутренней поверхности кожуха, на поверхность фланца установлена нижним торцом по центрирующему пояску магнитопроводящая ступенчатая втулка, на ступень втулки установлена нижним торцом диамагнитная проставка в виде кольца, с которым по центрирующему пояску сопряжена магнитопроводящая втулка, с ее торцевой уплотнительной поверхностью контактирует своей уплотнительной поверхностью стоп, расположенный в отверстии второго магнитопроводящего фланца, соединенного с магнитопроводящим кожухом посредством, например, стопорного кольца, при этом фиксация магнитопровода в осевом направлении осуществляется посредством винтов, проходящих через стоп и ввернутых во фланец.

31. Электромагнитный клапан по п.19, или 29, или 30, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности втулки и стопа представляют собой металлические поверхности с микрорельефом в виде последовательно чередующихся кольцевых выступов и впадин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.09.2004        БИ: 25/2004

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.09.2007

Извещение опубликовано: 10.09.2007        БИ: 25/2007

---