RU2103720C1 - Electromagnetic pressure controller - Google Patents

Abstract

FIELD: automatic control over pressure of liquid or gas, hydraulic and pneumatic automatic control systems as element converting input electric signal to pressure of liquid or gas across outlet of system controlling hydraulic and pneumatic actuators. SUBSTANCE: electromagnetic pressure controller includes body 1, radial inlet 2, discharge 3 and axial outlet 4 conduits, bushing 5 with radial inlet 6 and discharge 7 conduits, controlling element - piston 8 with axial conduit 9, pressure 10 and drain 11 holes each made in the form of two rows of holes with diameters D1, D2, D3, D4 with relations D1/D2= D4/D3=0.2-0.3, L1/D2=L2/D3=0.38-O.63, where L1,L2 are distances between centers of holes of rows of pressure and drain holes. EFFECT: improved controlling characteristics. 1 dwg

Description

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. The invention relates to the field of automatic control, is intended to control the pressure of the fluid and can be used in hydropneumatic systems as a unit that converts the input electrical signal to the pressure of a liquid or gas at the output of a system that controls hydraulic and pneumatic actuators.

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]. Known pressure regulator, designed to regulate the pressure depending on the current in the power circuit, containing a housing with inlet, outlet and drain channels, in which a valve element is installed, connected through the rod with the armature of an electromagnet [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. The disadvantage of this pressure regulator is that it does not provide a proportional change in the outlet pressure when a control signal is supplied, i.e. when the current in the coil of the electromagnet changes.

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]. The closest to the invention in technical essence is an electromagnetic pressure regulator comprising a housing with radial channels, in which a sleeve with radial channels is installed, respectively, to the input and drain channels of the housing, a regulatory body made in the form of a piston installed in the sleeve, in which one end is made the axial channel, as well as radial pressure and drain holes, and the other end of the piston is connected to a pusher of the armature of an electromagnet mounted on the housing, and the piston is spring loaded towards the electromagnet, the axial body passage outlet connected through the sleeve cavity with an axial passage of the piston, and the pressure and drain the radial openings of the piston are connectable to their respective radial inlet and discharge channels sleeve [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. A disadvantage of the known controller is the low accuracy due to the fact that it does not provide proportional control of the outlet pressure with a proportional change in the current in the power circuit.

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. This goal is achieved due to the fact that in the electromagnetic pressure regulator the pressure and drain holes of the piston are each made in the form of two rows of holes along the height of the piston, respectively, with the diameters of the holes in each row D1, D2 and D3, D4 with the ratio of the diameters of the holes D1 / D2 = D4 / D3 = 0.2-0.3 with the ratio of the distances between the centers of the holes of the rows of pressure holes L1 to the diameter of the holes of the second row D2 (L1 / D2) and between the centers of the holes of the rows of drain holes L2 to the diameter of the holes of the third row of holes D3 (L2 / D3 ) equal to 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". An analysis of the solutions known in the art did not reveal technical solutions with the claimed combination of essential features, which indicates the compliance of the claimed invention with the patentability condition: "novelty." In addition, the proposed pressure regulator does not follow explicitly from the prior art, i.e. has an "inventive step". The practice of operating the pressure regulator indicates that the claimed solution has "industrial applicability".

Электромагнитный регулятор давления представлен на чертеже. An electromagnetic pressure regulator is shown in the drawing.

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. The pressure regulator comprises a housing 1, a radial inlet 2, a drain 3 and an axial output 4 channels, a sleeve 5 with a radial inlet 6 and a drain 7 channels, a regulating body made in the form of a piston 8 with an axial channel 9, pressure 10 and drain 11 holes made each in the form of two rows of holes with diameters in each row D1, D2, D3, D4, the pusher 12 of the armature of the electromagnet 13, the spring 14, acting on the piston in the direction of the electromagnet. The sleeve in the housing is installed with o-rings 15.

Электромагнитный регулятор давления работает следующим образом. An electromagnetic pressure regulator operates as follows.

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. In the initial state, the piston 8 is in the upper position. Under the influence of the spring 14, it is pressed against the electromagnet 13. In this case, the radial inlet channels of the housing and bushings 2 and 6 are blocked by the piston wall 8, the axial inlet channel 4 is connected through the axial channel 9 and the drain holes of the piston 11 to the drain channels 7 and 3 of the sleeve and the housing.

При подаче сигнала управления на обмотку катушки электромагнита 13 толкатель 12 якоря электромагнита 13 и смещает поршень 8, сжимая пружину 14. When applying a control signal to the coil of the electromagnet 13, the pusher 12 of the armature of the electromagnet 13 and biases the piston 8, compressing the spring 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. In this case, through the radial pressure openings 10 of the piston 8, the working medium is supplied from the input channel to the output of the regulator. At this time, the radial drain holes 11 overlap, separating the drain channel from the inlet and outlet channels.

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. As the pressure at the output of the regulator increases, the piston 8 moves towards the electromagnet 13, moving the pusher 12 up until the radial pressure openings 10 overlap, separating the axial channel 9 from the input channels 6 and 2, and the drain radial holes 11 are not connected with drain channels 7 and 3. Pressure channels 10 and drain channels 11 form variable chokes with sleeve 5, the ratio of the areas of which determines the pressure at the output of the regulator, which is proportional to the amount of current supplied to the motor winding.

Выполнение дросселирующих отверстий в виде двух рядов напорных и сливных отверстий корпуса с указанными соотношениями обеспечивает улучшение регулировочных характеристик регулятора давления. The performance of the throttling holes in the form of two rows of pressure and drain holes of the housing with the indicated ratios provides an improvement in the regulatory characteristics of the pressure regulator.

Claims (1)

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.An electromagnetic pressure regulator comprising a housing with radial inlet and drain and axial output channels, in which a sleeve with radial channels is installed, respectively, with radial inlet and drain channels of the housing, a regulating body made in the form of a piston installed in the sleeve, in which an axial is made from one end thereof the channel, as well as radial pressure and drain holes, and the other end of the piston is connected to a pusher of the armature of an electromagnet mounted on the housing, and the piston is spring-loaded towards the electric magnet, the axial output channel of the housing is connected through the cavity of the sleeve with the axial channel of the piston, and the radial pressure and drain holes of the piston are configured to connect them respectively with the radial inlet and drain channels of the sleeve, characterized in that the pressure and drain holes of the piston are made each in the form of two rows of holes along the piston height, respectively, with the diameters of the holes in each row D ₁ , D ₂ and D ₃ , D ₄ with the ratio of the diameters of the holes D ₁ / D ₂ D ₄ / D ₃ 0,2 0,3, with the ratio of the distances L ₁ between hole centers near pressure openings to the diameter of the holes of the second row and the ratio D ₂ distance L ₂ between centers of openings of rows of drain holes to the third row of holes to the diameter D _3, L ₁ / D ₂ L ₂ / D ₃ 0.38 0.63.