RU2319055C1 - Solenoid-operated valve - Google Patents
Solenoid-operated valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319055C1 RU2319055C1 RU2006123861/06A RU2006123861A RU2319055C1 RU 2319055 C1 RU2319055 C1 RU 2319055C1 RU 2006123861/06 A RU2006123861/06 A RU 2006123861/06A RU 2006123861 A RU2006123861 A RU 2006123861A RU 2319055 C1 RU2319055 C1 RU 2319055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- anchor
- armature
- valve according
- servo
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для дистанционного и ручного управления потоком рабочей жидкости по трубопроводу с диаметром условного прохода от 6 мм до 125 мм при входном давлении рабочей жидкости от 0,06 до 6,3 МПа.The invention relates to pipe fittings and can be used for remote and manual control of the flow of working fluid through a pipeline with a nominal diameter of 6 mm to 125 mm at an inlet pressure of the working fluid from 0.06 to 6.3 MPa.
Известен серийно выпускаемый нормально закрытый электромагнитный клапан с ручным дублером КЭО 15/04/151/111/1 (Паспорт ТП 5122-0221-01 ПС. Изготовитель ООО НПП "Технопроект", г.Пенза) (1), содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, электромагнит с якорем, имеющим уплотнительные элементы на боковой поверхности и на торце, перекрывающем седло клапана. Якорь поджат к седлу клапана пружиной, а для открывания аналога используется мощная катушка, способная преодолеть как усилие пружины, так и дополнительное усилие поджатия давлением рабочей жидкости. Соосно с якорем в корпусе выполнен ручной дублер в составе втулки, штока с пружиной и уплотнительных элементов. Якорь аналога (1) имеет сквозное отверстие малого сечения, через которое на внутренний торец якоря воздействует давление рабочей жидкости, чем создается дополнительная сила поджатия якоря к седлу клапана.Known commercially available normally closed solenoid valve with manual backup KEO 15/04/151/111/1 (Passport TP 5122-0221-01 PS. Manufacturer LLC NPP Tekhnoproekt, Penza) (1) containing a housing with a supply and outlet pipes, an electromagnet with an anchor having sealing elements on the side surface and at the end that overlaps the valve seat. The anchor is pressed against the valve seat by a spring, and a powerful coil is used to open the analogue, able to overcome both the spring force and the additional pressure force of the working fluid. Aligned with the anchor in the housing is a manual override comprising a sleeve, a rod with a spring, and sealing elements. The analog armature (1) has a through hole of small cross section through which the pressure of the working fluid acts on the inner end of the armature, which creates an additional force to compress the armature to the valve seat.
Существенными недостатками аналога (1) являются:Significant disadvantages of the analogue (1) are:
- повышенное энергопотребление из-за отсутствия сервопривода, что не позволяет управлять давлением рабочей жидкости более 0,3 МПа и в трубопроводах с условным проходным сечением более 15 мм;- increased energy consumption due to the lack of a servo drive, which does not allow controlling the pressure of the working fluid of more than 0.3 MPa in pipelines with a conditional flow area of more than 15 mm;
- большое время переключения (до 3 сек) из-за дренажа жидкости через отверстие малого сечения и значительной длины в якоре;- long switching time (up to 3 seconds) due to drainage of fluid through the hole of small cross section and considerable length in the anchor;
- значительное усилие ручного управления, связанное с преодолением усилия как пружин электромагнита и штока, так и дополнительного усилия поджатия якоря давлением рабочей среды.- significant manual control effort associated with overcoming the efforts of both the electromagnet springs and the rod, and the additional force of the armature preload by the pressure of the working medium.
Эти недостатки существенно ограничивают область применимости аналога (1).These disadvantages significantly limit the scope of applicability of the analogue (1).
Наиболее близким известным техническим решением является нормально закрытый клапан электромагнитный магистральный RU 2277664 С1 (заявка №2004136474/06) (2), содержащий корпус с подводящим патрубком и сервоприводом на торцевой стенке, соосно соединенный с корпусом клапана корпус электромагнитного привода с отводящим патрубком на торцевой стенке. Сервопривод прототипа содержит цилиндрический корпус с юбкой, поршень с уплотнительными манжетами и стопорным кольцом на боковой поверхности, а также возвратную пружину и разгрузочное отверстие с дополнительным седлом на торцевой поверхности цилиндра сервопривода. Торец поршня имеет загрузочное отверстие и уплотнительное кольцо для перекрытия основного седла клапана. Электромагнитный привод содержит центральный кольцевой элемент, обмотку, а также ярмо и якорь с конусообразными поверхностями. Якорь имеет две группы дренажных отверстий и уплотнительный диск для перекрытия седла сервопривода. Между центральным кольцевым элементом и ярмом образован магнитный зазор, в котором создается повышенная сила притяжения якоря, позволяющая вкупе с сервоприводом управлять малой мощностью в обмотке электромагнитного привода при давлении рабочей жидкости до 2,5 МПа и при величине условного проходного сечения клапана до 125 мм.The closest known technical solution is a normally closed solenoid valve RU 2277664 C1 (application No. 2004136474/06) (2), comprising a housing with a supply pipe and a servo-drive on the end wall, an electromagnetic drive body coaxially connected to the valve body and a discharge pipe on the end wall . The prototype servo drive contains a cylindrical body with a skirt, a piston with sealing cuffs and a retaining ring on the side surface, as well as a return spring and a discharge hole with an additional seat on the end surface of the servo cylinder. The end face of the piston has a loading hole and an o-ring to close the main valve seat. The electromagnetic drive contains a central annular element, a winding, as well as a yoke and an armature with cone-shaped surfaces. The anchor has two groups of drainage holes and a sealing disk for closing the servo seat. A magnetic gap is formed between the central annular element and the yoke, in which an increased force of attraction of the armature is created, which, together with a servo-drive, allows controlling low power in the winding of the electromagnetic drive at a working fluid pressure of up to 2.5 MPa and with a nominal valve passage size of up to 125 mm.
Тем не менее, есть необходимость и возможность дополнительного повышения эффективности силового воздействия на якорь магнитного зазора в прототипе путем изменения конструкции якоря и центрального кольцевого элемента. Кроме того, прототип не обеспечивает функции ручного управления клапаном и практически непригоден при давлении рабочей жидкости более 2,5 МПа.However, there is a need and the possibility of further increasing the effectiveness of the force acting on the armature of the magnetic gap in the prototype by changing the design of the armature and the central annular element. In addition, the prototype does not provide the functions of manual control of the valve and is practically unsuitable at a working fluid pressure of more than 2.5 MPa.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности силового воздействия на якорь магнитного зазора путем изменения конструкции якоря и центрального кольцевого элемента, а также расширение возможностей применения путем обеспечения функции ручного управления наряду с имеющим место дистанционным управлением состоянием клапана. Этот результат обеспечен выполнением взаимодействующей с якорем поверхности центрального кольцевого элемента конусообразной и введением в клапан ручного дублера в составе поворотной оси с уплотнительными элементами, кулачком, ручкой и возвратной пружиной, причем закрепленный на оси кулачок размещен между торцевыми поверхностями якоря и сервопривода, кроме того конусообразный якорь выполнен полым в составе конусообразного корпуса с выходным дренажным отверстием и торцевой стенки с входными дренажными отверстиями, в центре которой выполнена глухая направляющая втулка с уплотнительным диском якоря на дне и с боковыми дренажными отверстиями. Уплотнительный диск якоря при этом перекрывает торец направляющей трубки с разгрузочным отверстием сервопривода, выполняющий роль седла сервопривода.The technical result of the invention is to increase the effectiveness of the force acting on the armature of the magnetic gap by changing the design of the armature and the central annular element, as well as expanding the possibilities of application by providing a manual control function along with the remote control of the valve state. This result is ensured by making the surface of the central annular element interacting with the anchor tapered and introducing a handwheel into the valve as part of the rotary axis with sealing elements, a cam, a handle and a return spring, the cam fixed on the axis being placed between the end surfaces of the armature and the servo, in addition, the cone-shaped anchor made hollow as part of a cone-shaped body with an outlet drainage hole and an end wall with inlet drainage holes, in the center of which Execute the blind guide sleeve with the sealing disk on the armature and the bottom with the lateral drainage holes. The sealing disk of the armature in this case overlaps the end face of the guide tube with the discharge hole of the servo drive, which acts as a servo seat.
Конструкция клапана приведена на Фиг.1 /разрез по осевой линии/, на Фиг.2 приведена конструкция полого дискового якоря /вид сверху и вид снизу/, на Фиг.3 показана конструкция оси ручного дублера с кулачком /вид сбоку, вид сверху/, на Фиг.4 изображен вариант оси ручного дублера с кулачком в виде кольца, на фиг.5 показан вариант конструктивного исполнения ручного дублера /вид снаружи клапана и разрез по оси/.The valve design is shown in Figure 1 / section along the center line /, Figure 2 shows the design of the hollow disk armature / top view and bottom view /, Figure 3 shows the axis design of the handwheel with a cam / side view, top view /, figure 4 shows a variant of the axis of the handwheel with a cam in the form of a ring, figure 5 shows a variant of the design of the handwheel / external view of the valve and a section along the axis /.
Клапан Фиг.1 содержит корпус 1, на торцевой стенке 2 которого размещен подводящий патрубок 3 с основным седлом 4, перекрываемым кольцевым уплотнительным элементом 5, размещенным на торце поршня 6 сервопривода. Цилиндр 7 сервопривода имеет юбку 8 с отверстиями 9 и крепежными элементами 10, жестко закреплен на торцевой стенке 2. Протечку рабочей жидкости между поршнем 6 и цилиндром 7 исключают манжеты 11, закрепленные стопорным кольцом 12 на боковой поверхности поршня 6. Поджатие поршня 6 с уплотнительным кольцом 5 к седлу 4 обеспечено пружиной 13 сервопривода. Загрузочное 14 и разгрузочное 15 отверстия сервопривода обеспечивают дополнительное, пропорциональное входному давлению рабочей среды, поджатие поршня к седлу 4 /при перекрытом отверстии 15/ и преодоление усилия пружины 13 поршнем 6 при открытом отверстии 15, которое выполнено в направляющей трубке 16, закрепленной на торце цилиндра 7. По направляющей трубке 16 скользит направляющая глухая втулка 17 якоря, размещенная на торцевой стенке 18 якоря. Торцевая стенка 18 якоря жестко соединена с конусообразным корпусом 19 якоря и имеет отверстия 20 для свободного /или с небольшим перепадом давлений/ протекания рабочей жидкости при открытом клапане. Дистанционное управление клапаном обеспечено подачей тока в размещенную в каркасе 21 обмотку 22 электромагнитного привода клапана, образованного якорем, ярмом 23, корпусом 24 электромагнитного привода и центральным кольцевым элементом 25. Между ярмом 23 и центральным кольцевым элементом 25 образован магнитный зазор 26. За счет сопряженных конусообразных поверхностей якоря, ярма 23 и центрального кольцевого элемента 25, зазор между поверхностями якоря и ярма 23 с центральным кольцевым элементом 25 минимален, а площадь взаимодействия этих элементов максимальна, что и обеспечивает высокое силовое воздействие на якорь при подаче в обмотку 22 минимальной мощности. Конструкция якоря раскрыта на Фиг.2, из которого очевидна высокая технологичность его изготовления в условиях серийного и массового производства. Элементы 17, 18 и 19 якоря можно изготовить штамповкой или литьем под давлением с последующей минимальной доводкой размеров методом шлифования.The valve of FIG. 1 comprises a
При отсутствии тока в обмотке 22 якорь поджат пружиной 27 к торцу направляющей трубки 16 уплотнительным диском 28 - отверстие 15 перекрыто и клапан нормально закрыт. Внутренняя полость сервопривода находится под входным давлением рабочей жидкости, чем обеспечено дополнительное к усилию пружины 13 усилие поджатия поршня 6 к седлу 4. При подаче тока в обмотку 22 якорь преодолевает усилие пружины 27 и поджимается к конусообразным поверхностям ярма 23 и центрального кольцевого элемента 25 - рабочая жидкость вытекает из внутренней полости сервопривода через отверстие 15 быстрее, чем втекает через отверстие 14 - поршень 6 отходит от седла 4, открывая проход рабочей жидкости через отверстия 9, 20 и 29 в выходной патрубок 30. После отключения тока питания обмотки 22 якорь под действием пружины 27 поджимется уплотнительным диском 28 к торцу направляющей втулки 16, давление во внутренней полости сервопривода повышается до входного давления рабочей жидкости и поршень 6 кольцевым уплотнительным элементом 5 перекрывает седло 4 - клапан возвращается в нормально закрытое состояние.In the absence of current in the winding 22, the armature is spring-loaded 27 to the end of the guide tube 16 by the sealing disk 28 - the hole 15 is closed and the valve is normally closed. The internal cavity of the servo-driver is under the inlet pressure of the working fluid, which ensures the additional pressure of the piston 6 on the seat 4, which is additional to the spring force 13. When current is supplied to the winding 22, the armature overcomes the spring force 27 and is pressed against the conical surfaces of the yoke 23 and the central ring element 25 — working the liquid flows from the internal cavity of the servo through the hole 15 faster than flows through the hole 14 - the piston 6 moves away from the seat 4, opening the passage of the working fluid through the
Для ручного дублирования в клапан введены ось 31 с уплотнительными элементами 32 и элементом 33 воздействия на якорь. На оси 31 снаружи клапана закреплена ручка 34 с возвратной пружиной 35. На Фиг.3 показана конструкция оси 31. Ось 31 снабжена упором 36 и хвостовиком 37 для закрепления на нем ручки 34 ручного дублера. Поворотом ручки 34 обеспечивается воздействие элемента 33 на торцевые стенки цилиндра 7 и 18, как следствие якорь с уплотнительным диском 28 отводится от торца направляющей втулки 16 - внутренняя полость сервопривода разгружается и поршень 6 с уплотнительным кольцом 5 отходит от седла 4 - клапан открывается на время удержания ручки 34 в новом положении. После снятия внешнего воздействия на ручку 34 вместе с осью 31 и элементом 33 возращается в исходное состояние за счет пружины 35 - якорь под воздействием пружины 27 поджимается уплотнительным диском 28 к торцу направляющей трубки 16 - давление во внутренней полости сервопривода повышается до входного давления рабочей жидкости и клапан закрывается. При диаметре условного прохода клапана более 25 мм предпочтительно использование элемента 33 в виде вилки или эллипса, как это изображено на Фиг.4. В этом случае обеспечен отвод якоря от торца втулки 16 без перекосов.For manual duplication, an
На Фиг.5 приведен вариант конструктивного исполнения ручного дублера и его размещение на корпусе 1 клапана. Ручка 34 имеет глухое отверстие, в котором размещены возвратная пружина 35 и фиксатор 38 /шарик/, скользящий по канавке с углублением 39 на корпусе 1. Между ручкой 34 и уплотнительным элементом 32 оси 31 размещена шайба 40. При отсутствии внешнего воздействия на ручку 34 шарик 38 находится в углублении 39, при этом элемент 33 /см. Фиг.1/ не влияет на положение торцевой стенки 18 якоря и состояние клапана определяется только подачей тока в обмотку 22 электромагнитного привода. Принудительное срабатывание /открывание/ клапана обеспечивается поворотом ручки 34 на (30-60) угловых градусов. Поскольку усилие пружины 27, воздействующей на якорь, невелико, а воздействие силы ручного воздействия на ручку 34 при передаче на элемент 33 усиливается, то предложенный вариант ручного дублера позволяет производить открывание клапана легким поворотным воздействием на ручку 34 ручного дублера, что является дополнительным эксплуатационным преимуществом предложенного технического решения.Figure 5 shows a variant of the design of the manual backup and its placement on the
Выбором соотношения сечений S20 и S29 якоря в пределах:The choice of the ratio of the sections S20 and S29 anchors in the range:
S20=(0,5-0,95) S29 можно обеспечить самоблокировку открытого состояния клапана потоком рабочей жидкости. При протекании рабочей жидкости через якорь создается сила Fp противодействия усилию пружины 27, пропорциональная перепаду давлений Р до и после торцевой стенки 18 якоря: Fp=Sя×Р - Fпр, где Sя - площадь торцевой стенки 18, Fпр - усилие пружины 27. Например, при Fпр=15 Н, Sя=8 см2, достаточно разности давлений Р>0,187 кг/см для удержания уплотнительного диска 28, размещенного в направляющей втулке 17 торцевой стенки 18 якоря в отжатом от торца направляющей трубки 16 цилиндре 7. Конкретное значение перепада давления Р зависит от скорости потока рабочей жидкости через якорь и от соотношения сечений отверстий S20 и S29 якоря.S 20 = (0.5-0.95) S29 it is possible to ensure self-locking of the valve open state by the flow of working fluid. When the working fluid flows through the armature, the force Fp is created to counter the force of the spring 27, proportional to the pressure drop P before and after the
Таким образом, сохранив все преимущества прототипа (2), предложенное техническое решение обеспечивает дополнительную функцию - ручное дублирование открыванием клапана. Кроме того, исполнение центрального кольцевого элемента электромагнитного привода с конусообразной поверхностью, прилегающей к аналогичной поверхности якоря, позволяет повысить эффективность силового воздействия магнитного зазора на якорь электромагнитного привода клапана. К тому же, исполнение якоря полым из двух штампованных деталей повышает технологичность конструкции и снижает массу якоря, что также важно при любом пространственном положении клапана. Следует отметить также дополнительное технологическое преимущество предложенного варианта магнитного зазора 26 - возможность более простой и надежной защиты обмотки 22 от воздействия рабочей среды как следствие предложенного варианта исполнения магнитного зазора в электромагнитном приводе. Действительно, по сравнению с прототипом (2) зазор между ярмом 23 и центральным кольцевым элементом имеет значительную глубину и может быть загерметизирован компаундом, способным выдерживать давление рабочей жидкости до 6,3 МПа.Thus, while retaining all the advantages of the prototype (2), the proposed technical solution provides an additional function - manual duplication by opening the valve. In addition, the execution of the central annular element of the electromagnetic actuator with a cone-shaped surface adjacent to a similar surface of the armature, allows to increase the efficiency of the force impact of the magnetic gap on the armature of the electromagnetic actuator of the valve. In addition, the execution of an anchor hollow of two stamped parts increases the manufacturability of the structure and reduces the weight of the anchor, which is also important for any spatial position of the valve. It should also be noted an additional technological advantage of the proposed embodiment of the magnetic gap 26 - the possibility of a simpler and more reliable protection of the winding 22 from exposure to the working medium as a consequence of the proposed embodiment of the magnetic gap in the electromagnetic drive. Indeed, compared with the prototype (2), the gap between the yoke 23 and the central annular element has a significant depth and can be sealed with a compound capable of withstanding the pressure of the working fluid up to 6.3 MPa.
По сравнению с серийным аналогом (1) предложенный клапан работоспособен в широком диапазоне давлений рабочей среды, при применении на трубопроводах с диаметром условного прохода до 125 мм, при времени переключения не более 0,5 сек и при меньшей в (5-6) раз мощности, потребляемой обмоткой электромагнитного привода.Compared with the serial analogue (1), the proposed valve is operable in a wide pressure range of the working medium, when used on pipelines with a nominal diameter of up to 125 mm, with a switching time of no more than 0.5 seconds and at a power less than (5-6) times consumed by the winding of the electromagnetic drive.
Предложенное техническое решение может использоваться при разработке и производстве клапанов на давление рабочей жидкости от 0,06 МПа до 6,3 МПа для трубопроводов с диаметром условного прохода от 6 до 125 мм.The proposed technical solution can be used in the design and manufacture of valves for working fluid pressure from 0.06 MPa to 6.3 MPa for pipelines with nominal diameters from 6 to 125 mm.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123861/06A RU2319055C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Solenoid-operated valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123861/06A RU2319055C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Solenoid-operated valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2319055C1 true RU2319055C1 (en) | 2008-03-10 |
Family
ID=39280991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006123861/06A RU2319055C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Solenoid-operated valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2319055C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614555C2 (en) * | 2011-07-04 | 2017-03-28 | Аума Ристер Гмбх Унд Ко. Кг | Automation technology device |
| RU174371U1 (en) * | 2016-07-20 | 2017-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "СарГазКом" | Electromagnetic gas valve |
| RU197670U1 (en) * | 2020-02-28 | 2020-05-21 | Илья Александрович Новгородов | SILENT VALVE |
| RU208667U1 (en) * | 2021-04-26 | 2021-12-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Энергосистемы" | Solenoid gas valve |
| RU212704U1 (en) * | 2022-05-12 | 2022-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | FUEL INJECTOR SOLENOID |
-
2006
- 2006-07-03 RU RU2006123861/06A patent/RU2319055C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614555C2 (en) * | 2011-07-04 | 2017-03-28 | Аума Ристер Гмбх Унд Ко. Кг | Automation technology device |
| RU174371U1 (en) * | 2016-07-20 | 2017-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "СарГазКом" | Electromagnetic gas valve |
| RU197670U1 (en) * | 2020-02-28 | 2020-05-21 | Илья Александрович Новгородов | SILENT VALVE |
| RU208667U1 (en) * | 2021-04-26 | 2021-12-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Энергосистемы" | Solenoid gas valve |
| RU212704U1 (en) * | 2022-05-12 | 2022-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | FUEL INJECTOR SOLENOID |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2350880C (en) | Solenoid valve piston | |
| US7290564B2 (en) | Solenoid valve | |
| JPH06207677A (en) | Valve and its actuator | |
| JP2010144928A (en) | Poppet valve operated by electrohydraulic poppet pilot valve | |
| JP5763186B2 (en) | Solenoid valve for pressure vessel | |
| RU2319055C1 (en) | Solenoid-operated valve | |
| KR20180135914A (en) | Fluid control valve | |
| CN108700202B (en) | Solenoid valve and use of a solenoid valve | |
| JP2003314736A (en) | Valve device with electromagnetic actuation | |
| US8662107B2 (en) | Switch device for water conduit valve | |
| CN107725820B (en) | No leakage Solenoid ball valve | |
| RU2631844C1 (en) | Valve and control unit used therein | |
| RU2302576C2 (en) | Electromagnetic valve | |
| RU2432512C2 (en) | Normally open electro-magnetic valve | |
| RU2386880C1 (en) | Isolation stop and control valve | |
| CA2862415C (en) | Force multiplying solenoid valve | |
| LU100577B1 (en) | Pilot controlled electromagnetic valve with auxiliary piston | |
| CN111036437A (en) | Spray assembly | |
| LU100576B1 (en) | Electromagnetic sleeve for hydrogen valve | |
| JP2002061764A (en) | Valve gear | |
| KR100669517B1 (en) | Valve | |
| RU2344328C2 (en) | Electromagnet valve (versions) | |
| RU2612665C1 (en) | Hydraulic safety valve | |
| JP2007333194A (en) | Solenoid valve | |
| RU2298127C1 (en) | Valve |