RU2509247C1

RU2509247C1 - Electric pneumatic valve

Info

Publication number: RU2509247C1
Application number: RU2012129084/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Коноплев; Сергей Анатольевич Моторин; Александр Адольфович Ковальский
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012129084A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: electric pneumatic valve comprises a valve and a sear in an inlet cavity and a piston connected to the valve. The control cavity of the specified piston is communicated with the inlet cavity via unloading valves with the electromagnet, and also with the outlet cavity via a check valve. An additional large step is provided on the piston, facing the control cavity. The ratio of diameters of the smaller and larger steps makes from 0.8 to 0.9. The check valve communicates control and outlet cavities. The specified check valve is installed in the piston and has larger throughput section compared to the unloading valve. At the same time the diameter of the seat is equal to the diameter of the small step of the piston.

EFFECT: pneumatic shock is excluded in an outlet manifold as an electric pneumatic valve of large section opens, eliminates necessity for preliminary filling of a manifold with an electric pneumatic valve of small section, which makes it possible to prevent automatic oscillations of gas reducers and to reduce wear of movable parts and seals of pneumatic equipment, installed in the outlet manifold.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения без пневматического удара.The invention relates to the field of pneumatic automation and can be used for remote supply of a high pressure medium to elements of gas supply systems without pneumatic shock.

Для исключения отрицательного воздействия пневмоудара на магистральную пневмоарматуру от резкого oткрытия электропневмоклапана (ЭПК) большого проходного сечения в системах газоснабжения используется параллельная установка двух ЭПК большого и малого проходного сечения. В этом случае производится предварительное заполнение выходной магистрали через ЭПК малого сечения.To exclude the negative impact of a pneumatic shock on the main pneumatic valves from a sharp opening of an electropneumatic valve (EPC) of a large flow area in gas supply systems, parallel installation of two EPC of a large and small flow area is used. In this case, the output line is pre-filled through a small section EPA.

Известен ЭПK по авторскому свидетельству СССР №501237, кл. F16K 31/02 (прототип), содержащий клапан и седло во входной полости и связанный с клапаном поршень, управляющая полость которого сообщена с входной полостью через дроссель и разгрузочные клапаны с электромагнитом, а также с выходной полостью через обратный клапан, установленный в корпусе ЭПК.Known EPK copyright certificate of the USSR No. 501237, class. F16K 31/02 (prototype), comprising a valve and a seat in the inlet cavity and a piston connected to the valve, the control cavity of which is connected to the inlet cavity through the throttle and discharge valves with an electromagnet, and also with the outlet cavity through a check valve installed in the EPA housing.

Недостатками прототипа являются возможность появления пневмоудара вследствие eгo открытия при значительной разности давлений между входной и выходной полостями и резкое открытие клапана вследствие неуравновешенности по выходному давлению. Кроме того, установка обратного клапана в корпусе приводит к усложнению конструкции ЭПК.The disadvantages of the prototype are the possibility of pneumatic shock due to its opening with a significant pressure difference between the inlet and outlet cavities and a sharp opening of the valve due to imbalance in the outlet pressure. In addition, installing a check valve in the housing complicates the design of the EPA.

Предложен ЭПК, который устраняет указанные недостатки. Он содержит клапан и седло во входной полости и связанный с клапаном поршень, управляющая полость которого сообщена с входной полостью через разгрузочные клапаны с электромагнитом, а также с выходной полостью через обратный клапан.The proposed EPA, which eliminates these shortcomings. It contains a valve and a seat in the inlet cavity and a piston connected to the valve, the control cavity of which is in communication with the inlet cavity through discharge valves with an electromagnet, and also with the outlet cavity through a non-return valve.

Отличием предложенного ЭПК является то, что в нем диаметр поршня равен диаметру седла, на поршне предусмотрена дополнительная большая ступень, обращенная к управляющей полости. Соотношение диаметров меньшей и большей ступеней составляет от 0,8 до 0,9. В поршне установлен обратный клапан, сообщающий управляющую и выходную полости.The difference between the proposed EPA is that in it the diameter of the piston is equal to the diameter of the saddle, an additional large step is provided on the piston facing the control cavity. The ratio of the diameters of the smaller and larger steps is from 0.8 to 0.9. A check valve is installed in the piston, which communicates the control and output cavities.

Технический эффект от использования предложенного ЭПК заключается в исключении пневмоудара при eго oткрытии и упрощении конструкции. Это позволяет предотвратить автоколебания газовых редукторов и уменьшить износ подвижных частей и уплотнителей пневмоарматуры, установленной в выходной магистрали. Упрощение конструкции обеспечивается установкой обратного клапана в поршне, что упрощает проведение каналов и не увеличивает габариты корпуса.The technical effect of using the proposed EPA is the exclusion of air impact during its opening and simplification of the design. This allows you to prevent self-oscillation of gas gears and reduce wear of moving parts and seals of pneumatic fittings installed in the output line. Simplification of the design is provided by installing a check valve in the piston, which simplifies the passage of channels and does not increase the dimensions of the housing.

Нa чертеже изображен предложенный ЭПК.The drawing shows the proposed EPA.

Он содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями. Клапан 4 расположен во входной полости и связан с поршнем 5, образующим с корпусом 1 управляющую полость 6. Поршень 5 имеет возвратную пружину 7. Управляющая полость 6 сообщена с входной полостью 2 через разгрузочные клапаны 8, 9, управляемые электромагнитом 10.It contains a housing 1 with input 2 and output 3 cavities. The valve 4 is located in the inlet cavity and is connected with the piston 5, forming a control cavity 6 with the housing 1. The piston 5 has a return spring 7. The control cavity 6 is in communication with the inlet cavity 2 through the discharge valves 8, 9, controlled by the electromagnet 10.

Управляющая полость 6 сообщена также с выходной полостью 2 через обратный клапан 11.The control cavity 6 is also in communication with the output cavity 2 through the check valve 11.

Проходное сечение разгрузочного клапана 8 принято не менее, чем в три раза меньше проходного сечения обратного клапана 11 и канала от разгрузочного клапана 8 до выходной полости 3, в котором он остановлен.The bore of the discharge valve 8 is taken to be no less than three times smaller than the bore of the check valve 11 and the channel from the discharge valve 8 to the outlet cavity 3 in which it is stopped.

Клапан 4 выполнен уравновешенным по выходному давлению за счет равенства диаметра седла 12 в корпусе 1 диаметру меньшей ступени 13 поршня 5, обращенной к выходной полости 3.The valve 4 is made balanced by the output pressure due to the equality of the diameter of the seat 12 in the housing 1 to the diameter of the smaller stage 13 of the piston 5 facing the outlet cavity 3.

Нa поршне 5 выполнена дополнительная большая ступень 14, обращенная к управляющей полости 6.On the piston 5, an additional large stage 14 is made, facing the control cavity 6.

Соотношение диаметров меньшей 13 и большей 14 ступеней поршня 5 составляет от 0,8 до 0,9.The ratio of diameters less than 13 and more than 14 stages of the piston 5 is from 0.8 to 0.9.

Обратный клапан 11 установлен в поршне 5 с возможностью перетекания рабочей среды из управляющей полости 6 в выходную полость 3.The non-return valve 11 is installed in the piston 5 with the possibility of flow of the working medium from the control cavity 6 into the output cavity 3.

Работает ЭПК следующим образом.EPA works as follows.

В исходном положении электромагнит 10 выключен, давление подано во входную полость 2. Разгрузочный клапан 8 и клапан 4 закрыты. Давление в управляющей полости 6 и выходной полости 3 отсутствует. Запорный элемент в магистрали на выходе ЭПК закрыт.In the initial position, the electromagnet 10 is turned off, the pressure is supplied to the inlet cavity 2. The discharge valve 8 and valve 4 are closed. The pressure in the control cavity 6 and the output cavity 3 is absent. The locking element in the line at the exit of the EPA is closed.

Для открытия ЭПК включается электромагнит 10. Рaзгрузочный клапан 8 открывается, разгрузочный клапан 9 закрывается. Рaбoчaя среда из входной полости через разгрузочный клапан 8, управляющую полость 6, обратный клапан 11 поступает в выходную полость 3 и в закрытую магистраль на выходе ЭПК.To open the EPA, an electromagnet 10 is turned on. The discharge valve 8 opens, the discharge valve 9 closes. The working medium from the inlet cavity through the discharge valve 8, the control cavity 6, the check valve 11 enters the outlet cavity 3 and into a closed line at the exit of the EPA.

Ввиду того, что сечение разгрузочного клапана 8 принято меньше, чем сечение каналов от него через обратный клапан 11 до выходной магистрали, давление в управляющей полости 6 нарастает плавно, практически одновременно с давлением в выходной мaгистрали.Due to the fact that the cross section of the unloading valve 8 is adopted less than the cross-section of the channels from it through the check valve 11 to the outlet line, the pressure in the control cavity 6 rises smoothly, almost simultaneously with the pressure in the outlet line.

Открытие клапана 4 происходит при достижении минимальной разности давлений между входной 2 и управляющей 6 полостями, определяемой разностью диаметров большей 14 и меньшей 13 ступеней поршня 5.The opening of the valve 4 occurs when the minimum pressure difference between the inlet 2 and the control 6 cavities is reached, determined by the difference in diameters greater than 14 and less than 13 stages of the piston 5.

Для закрытия ЭПК выключается электромагнит 10. Разгрузочный клапан 9 открывается, разгрузочный клапан 8 закрывается. Давление из управляющей полости 6 через клапан 9 дренируется в окружающую среду, при этом обратный клапан 11 препятствует перетеканию рабочей среды из выходной полости 3 в управляющую полость 6. Под действием входного давления и возвратной пружины 7 клапан 4 закрывается.To close the EPA, the electromagnet 10 is turned off. The unloading valve 9 opens, the unloading valve 8 closes. The pressure from the control cavity 6 through the valve 9 is drained into the environment, while the check valve 11 prevents the flow of the working medium from the output cavity 3 into the control cavity 6. Under the influence of the inlet pressure and return spring 7, the valve 4 closes.

Исключение пневмоудара при открытии ЭПК обеспечивается выбранным соотношением диаметров ступеней 13 и 14 поршня 5 от 0,8 до 0,9, при этом открытие клапана 4 происходи при достижении незначительной разности давлений между входной 2 и выходной 3 полостями, равной (0,1-0,2) Р_вх.The exception of the pneumatic shock when opening the EPC is provided by the selected ratio of the diameters of the stages 13 and 14 of the piston 5 from 0.8 to 0.9, while the opening of the valve 4 occurs when a slight pressure difference between the inlet 2 and outlet 3 cavities is reached (0.1-0 , 2) P _input .

Кроме того, уравновешивание клапана по выходному давлению за счет равенства диаметров меньшей ступени 13 поршня 5 и седла 12 исключает резкое открытие клапана 4, что также уменьшает пневмоудар.In addition, balancing the valve according to the outlet pressure due to the equality of the diameters of the smaller stage 13 of the piston 5 and the seat 12 eliminates the sharp opening of the valve 4, which also reduces the pneumatic shock.

Предлагаемое техническое решение проверено экспериментально и eго планируется ввести в конструкторскую документацию одного из изделий, разрабатываемых Конструкторским бюро «Арматура».The proposed technical solution has been tested experimentally and it is planned to introduce it into the design documentation of one of the products developed by the Armature Design Bureau.

Claims

An electro-pneumatic valve containing a valve and a seat in the inlet cavity and a piston connected to the valve, the control cavity of which is connected to the inlet cavity through the discharge valves with an electromagnet, and also to the outlet cavity through a check valve, characterized in that an additional large stage is provided on the piston facing the control cavity, the ratio of the diameters of the smaller and larger stages is from 0.8 to 0.9, a check valve communicating the control and output cavities is installed in the piston and has a larger bore e section in comparison with the unloading valve, while the diameter of the seat is equal to the diameter of the small piston stage.