RU2016331C1 - Electromagnetic valve - Google Patents
Electromagnetic valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016331C1 RU2016331C1 SU5036806A RU2016331C1 RU 2016331 C1 RU2016331 C1 RU 2016331C1 SU 5036806 A SU5036806 A SU 5036806A RU 2016331 C1 RU2016331 C1 RU 2016331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- height
- valve
- spring
- protrusion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть применено в качестве перекрывающих клапанов во всех областях промышленности и в машиностроении. The invention relates to valves and can be used as shutoff valves in all industries and in mechanical engineering.
Известен электромагнитный клапан [1], содержащий электромагнит, якорь которого соединен с размещенным в корпусе затвором. Принцип действия такого электромагнитного клапана основан на перемещении затвора якорем электромагнита, который, в свою очередь, перемещается к стопу под действием сил притяжения, возбуждаемых магнитным потоком, возникающем в обмотке электромагнита. Known solenoid valve [1], containing an electromagnet, the anchor of which is connected to a shutter located in the housing. The principle of operation of such an electromagnetic valve is based on the movement of the shutter by the anchor of an electromagnet, which, in turn, moves to the foot under the action of attractive forces excited by magnetic flux arising in the winding of the electromagnet.
Наиболее близким по технической сущности является электромагнитный клапан прямого действия [2], содержащий корпус с седлом, электромагнит с якорем, затвор, основную и дополнительную пружины, стакан с донышком, закрепленный на якоре. Это позволяет в момент "срыва" затвора, прижатого давлением среды к седлу, получать более высокое тяговое усилие привода, чем оно было в начальный момент трогания якоря. The closest in technical essence is a direct-acting solenoid valve [2], comprising a housing with a seat, an electromagnet with an anchor, a bolt, a main and additional spring, a glass with a bottom fixed to the anchor. This makes it possible to obtain a higher traction force of the drive at the moment the shutter “stalls”, pressed by the pressure of the medium against the seat, than it was at the initial moment of moving the armature.
Недостатками такого электромагнитного клапана являются большая масса, габариты и энергопотребление из-за недостаточно эффективного использования энергии электромагнитного привода. The disadvantages of such an electromagnetic valve are the large mass, dimensions and power consumption due to the insufficiently efficient use of the energy of the electromagnetic actuator.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение габаритов и массы клапана, уменьшение энергопотребления, повышение надежности и долговечности, расширение функциональных возможностей. The task to which the invention is directed is to reduce the size and weight of the valve, reduce power consumption, increase reliability and durability, expand functionality.
Отличием предлагаемого клапана является то, что стакан закреплен на якоре со стороны затвора, в донышке стакана выполнено отверстие, вокруг которого внутри стакана выполнен кольцевой выступ, затвор подпружинен дополнительной пружиной в сторону седла, усилие дополнительной пружины в сжатом состоянии меньше начального усилия поджатия основной пружины, а элементы клапана выполнены с соблюдением следующих соотношений:
hя ≥ 0,20 dc; dз≥ 1,35 dc;
hпр = (0,10...0,95) hя, где hя - полный ход якоря электромагнита;
dc - внутренний диаметр седла клапан;
dз - наружный диаметр затвора;
hпр - ход дополнительной пружины.The difference of the proposed valve is that the cup is anchored from the side of the shutter, a hole is made in the bottom of the cup, around which an annular protrusion is made inside the cup, the shutter is spring-loaded with an additional spring towards the seat, the additional spring in the compressed state is less than the initial preload of the main spring, and valve elements are made in compliance with the following ratios:
h i ≥ 0.20 d c ; d s ≥ 1.35 d c ;
h ol = (0.10 ... 0.95) h i , where h i - the full stroke of the armature of the electromagnet;
d c is the inner diameter of the valve seat;
d s - the outer diameter of the shutter;
h CR - stroke of the additional spring.
Клапан может быть выполнен в двух вариантах -
первый, отличающийся тем, что затвор снабжен кольцевым осесимметричным выступом, направленным в сторону седла и между внутренней поверхностью отверстия в выступе и наружной поверхностью седла выполнен калиброванный зазор, а высота седла больше высоты выступа,
и второй, отличающийся тем, что затвор размещен внутри якоря, толщина донышка стакана вместе с высотой выступа составляет не менее 0,2 dc, между внутренней поверхностью отверстия в донышке стакана и наружной поверхностью седла выполнен калиброванный зазор, а высота седла больше суммы размеров толщины донышка стакана вместе с высотой кольцевого выступа и хода дополнительной пружины.The valve can be made in two versions -
the first, characterized in that the shutter is equipped with an annular axisymmetric protrusion directed towards the saddle and a calibrated gap is made between the inner surface of the hole in the protrusion and the outer surface of the saddle, and the height of the saddle is greater than the height of the protrusion,
and the second, characterized in that the shutter is placed inside the anchor, the thickness of the bottom of the cup together with the height of the protrusion is at least 0.2 d c , a calibrated gap is made between the inner surface of the hole in the bottom of the cup and the outer surface of the saddle, and the height of the saddle is greater than the sum of the thickness dimensions the bottom of the glass along with the height of the annular protrusion and the stroke of the additional spring.
Сущностью изобретения является то, что затвор, подпружиненный дополнительной пружиной в сторону седла, более долговечен, а также как в начальный момент движения якоря на открытие усилия основной и дополнительной пружин частично уравновешивают друг друга, то якорю необходимо преодолевать лишь разность их усилия и жесткостей, что позволяет накопить большую кинетическую энергию для "срыва" затвора. Перечисленные отличия позволяют уменьшить массу, габариты и энергопотребление клапана, повысить его надежность и долговечность, расширить функциональные возможности. The essence of the invention is that the bolt, spring-loaded with an additional spring towards the saddle, is more durable, and just as at the initial moment of the movement of the armature to open the efforts of the main and additional springs partially balance each other, the anchor needs to overcome only the difference in their efforts and stiffness, which allows you to accumulate more kinetic energy to "break" the shutter. These differences can reduce the weight, dimensions and power consumption of the valve, increase its reliability and durability, expand the functionality.
Дополнительное улучшение характеристик клапана достигается тем, что в момент "срыва" затвора вокруг наружной поверхности седла образуется кольцевой зазор либо с помощью выступа, направленного в сторону седла, либо с помощью отверстия в донышке стакана. Поток жидкости или газа после движения по кольцевому зазору при проходе через седло поворачивается почти на 180о, что увеличивает силу воздействия потока на затвор в сторону его открытия.An additional improvement in the valve characteristics is achieved by the fact that at the moment of the valve “stalling” around the outer surface of the seat, an annular gap is formed either by means of a protrusion directed towards the seat or by means of an opening in the bottom of the glass. The fluid flow after the movement of the annulus during passage through the saddle is rotated by almost 180 °, which increases the impact force on the flow valve towards its opening.
На фиг. 1 и фиг. 2 изображены конструктивные схемы электромагнитного клапана. In FIG. 1 and FIG. 2 shows the design of the electromagnetic valve.
Клапан содержит корпус 1 с седлом 2, входным 3 и выходным 4 патрубками. Затвор 5 прижимается к седлу основной пружиной 6 и разностью входного и выходного давления среды. На корпусе установлен электромагнит 7 с якорем 8. На торце якоря со стороны затвора закреплен стакан 9, на донышке которого выполнен кольцевой выступ 10. Внутри якоря размещена дополнительная пружина 11. The valve comprises a
На фиг. 1 показан клапан с затвором, снабженным кольцевым выступом 12; на фиг.2 - клапан с затвором, размещенным внутри якоря. In FIG. 1 shows a valve with a shutter provided with an
Работает клапан следующим образом. The valve operates as follows.
При подаче напряжения на катушку электромагнита якорь 7 вместе со стаканом 9 перемещается к стопу и отжимает основную пружину 6, а усилие дополнительной пружины 11 суммируется с усилием якоря 8. Воздушный зазор между якорем и стопом при этом уменьшается и усилие электромагнита возрастает. Разность между усилием на якоре и разностью усилий пружин используется для накопления кинетической энергии якоря. Когда якорь проходит расстояние hпр зазор между выступом 10 и поверхностью, на которую он воздействует, становится равным нулю, выпуклая поверхность выступа 10 производит удар и кинетическая энергия якоря передается затвору.When voltage is applied to the coil of the electromagnet, the
Для накопления достаточной энергии для удара выдерживаются соотношения: hпр= (0,10...0,95) hя и hя ≥ 0,28 dc.For the accumulation of sufficient energy for the impact, the following relationships are maintained: h pr = (0.10 ... 0.95) h i and h i ≥ 0.28 d c .
Кинетическая энергия якоря расходуется затем на необходимую для перемещения затвора работу, которая должна быть как можно меньше, что достигается увеличением крутизны падения гидравлической характеристики затвора по мере его удаления от седла. Для обеспечения достаточной крутизны гидравлической характеристики выдерживаются соотношения между диаметрами затвора и седла в виде dз ≥ 1,35 dc, а также вокруг наружной поверхности седла образуется кольцевой зазор, позволяющий увеличить угол поворота потока среды при проходе его через седло.The kinetic energy of the armature is then spent on the work necessary to move the shutter, which should be as small as possible, which is achieved by increasing the steepness of the hydraulic drop of the shutter as it moves away from the saddle. To ensure sufficient steepness of the hydraulic characteristic, the ratios between the bolt and seat diameters are maintained in the form of dz ≥ 1.35 d c , and an annular gap is formed around the outer surface of the saddle, which allows increasing the angle of rotation of the medium flow when it passes through the saddle.
Обратный ход происходит после снятия напряжения с катушки электромагнита. При этом затвор и якорь возвращаются в исходное положение под воздействием основной пружины якоря и собственного веса подвижных деталей. The reverse stroke occurs after voltage is removed from the coil of the electromagnet. At the same time, the bolt and anchor return to their original position under the influence of the main spring of the anchor and the dead weight of the moving parts.
Проведенные эксперименты показали, что предлагаемое решение позволяет при неизменных мощности, массе и габаритах электромагнита и неизменном диаметре седла повысить рабочее давление в 15...30 раз или, если это необходимо, сохранить значение давления рабочей среды, но зато улучшить энергетические, массовые и габаритные характеристики привода. Например, в одной из экспериментальных конструкций при неизменных Р и D масса электромагнита была уменьшена с 1 до 0,2 кг, т.е. в 5 раз, его мощность уменьшена с 35 до 7 Вт, т.е. также в 5 раз. The experiments showed that the proposed solution allows for constant power, mass and dimensions of the electromagnet and a constant diameter of the seat to increase the working pressure by 15 ... 30 times or, if necessary, maintain the pressure of the working medium, but to improve the energy, mass and overall drive characteristics. For example, in one of the experimental designs with unchanged P and D, the mass of the electromagnet was reduced from 1 to 0.2 kg, i.e. 5 times, its power is reduced from 35 to 7 watts, i.e. also 5 times.
Таким образом, данное изобретение позволяет значительно уменьшить потребляемую мощность, массу и габариты электромагнита, расширить функциональные возможности, диапазон рабочих давлений, диаметров трубопроводов и температур рабочей и окружающей сред, повысить коэффициент запаса по усилиям и уменьшить массу подвижных деталей, тем самым повысив надежность электромагнитного клапана. Thus, this invention can significantly reduce the power consumption, mass and dimensions of the electromagnet, expand the functionality, range of operating pressures, pipe diameters and operating and ambient temperatures, increase the safety factor in efforts and reduce the mass of moving parts, thereby increasing the reliability of the electromagnetic valve .
Claims (3)
hя ≥ 0,20dс;
dз ≥ 1,35dс;
hпр = (0,10...0,95)hя,
где hя - полный ход якоря электромагнита;
dс - внутренний диаметр седла клапана;
dз - наружный диаметр затвора;
hпр - ход дополнительной пружины.1. ELECTROMAGNETIC VALVE, comprising a housing with a saddle, an electromagnet with an anchor on which the glass is fixed, a bolt pressed to the saddle by the main spring, and an additional spring, characterized in that the glass is fixed to the anchor from the bolt side, a hole is made in the bottom of the glass, concentric to which an annular protrusion is made inside the cup, the shutter is spring-loaded with an additional spring towards the seat, and the additional spring in the compressed state is less than the initial preload force of the main spring, and the valve elements are us with the following ratios:
h i ≥ 0.20d s ;
d with s ≥ 1,35d;
h ol = (0.10 ... 0.95) h i ,
where h i - full stroke of the armature of the electromagnet;
d with - the inner diameter of the valve seat;
d s - the outer diameter of the shutter;
h CR - stroke of the additional spring.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036806 RU2016331C1 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Electromagnetic valve |
PCT/RO1992/000123 WO1993000538A1 (en) | 1991-06-25 | 1992-06-24 | Electromagnetic valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036806 RU2016331C1 (en) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | Electromagnetic valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016331C1 true RU2016331C1 (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=21601604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5036806 RU2016331C1 (en) | 1991-06-25 | 1992-04-10 | Electromagnetic valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016331C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669423C2 (en) * | 2012-11-12 | 2018-10-11 | Андрей Анатольевич Быков | Electromagnetic valve |
RU2705129C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью Арматурный Завод "АМАКС" | Double electromagnetic valve |
-
1992
- 1992-04-10 RU SU5036806 patent/RU2016331C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Пржиалковский А.Л., Щучинский С.Х. Электромагнитные клапаны. - Л.: Энергоатомиздат, 1967, с.20, рис.4. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1341436, кл. F 16K 31/02, 1987. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669423C2 (en) * | 2012-11-12 | 2018-10-11 | Андрей Анатольевич Быков | Electromagnetic valve |
RU2705129C1 (en) * | 2019-02-18 | 2019-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью Арматурный Завод "АМАКС" | Double electromagnetic valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7828265B2 (en) | Solenoid valve | |
US5501425A (en) | Magnetostrictively actuated valve | |
US3043336A (en) | Solenoid valve | |
KR101236593B1 (en) | Fluid-working machine | |
US7651069B2 (en) | Electromagnetic actuators | |
US5139224A (en) | Solenoid armature bounce eliminator | |
JPH0610629A (en) | Electric control hydraulic operated valve actuator | |
US4449691A (en) | Electromagnet | |
JPH0259348B2 (en) | ||
RU2016331C1 (en) | Electromagnetic valve | |
EP1343993B1 (en) | An electromagnetically-actuated two-way valve | |
JP3227471B2 (en) | Piston type pilot type 2-way solenoid valve | |
RU2016333C1 (en) | Electromagnetic valve | |
US3759293A (en) | Solenoid valve | |
RU2016332C1 (en) | Electromagnetic valve | |
JP2000045904A (en) | Quick opening solenoid valve | |
RU2011096C1 (en) | Electromagnetic valve | |
US6832748B2 (en) | Outwardly opening, seat-sealed, force balanced, hydraulic valve and actuator assembly | |
RU2016334C1 (en) | Three-way direct-acting electromagnetic distributing valve | |
CN107191661B (en) | Stop valve | |
US20050156697A1 (en) | Electronic valve actuator having vibration cancellation | |
EP0589929A1 (en) | Valve. | |
CA2862415C (en) | Force multiplying solenoid valve | |
JP2003156170A (en) | Two-stage type hydraulic solenoid valve | |
RU2004846C1 (en) | Piston pump |