RU2339991C1 - Constant low-pressure shut-off electropneumatic valve - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: constant low-pressure shut-off valve incorporates a control electromagnetic valve, a high-pressure chamber with a gas feed channel, a low-pressure discharge channel, a cylindrical bore with a movable element furnished with the valve stem and forming the control chamber on the rod side communicating with the aforesaid electromagnetic valve chamber, the said control chamber being furnished with a spring and communicating via the movable element and stem channel, on the other side, with the high-pressure chamber. The low-pressure chamber of the proposed valve is separated from the discharge channel by a discharge seat and a shut-off gate made integral with the said movable element. The aforesaid movable element and rod channel is separated from the high-pressure chamber by an additional seat arranged on the stem end face surface and an additional shut-off gate coupled with an additional device adjusted for a preset low pressure.

EFFECT: reduced overall sizes and weight of gas supply system due to expanded performances of two-stage shut-off electropneumatic valve.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а более конкретно к устройствам газовой автоматики, обеспечивающим подачу, отсечку и регулирование давления газа.The invention relates to the field of gas supply systems and industrial pneumatic automation, and more particularly to gas automation devices for supplying, cutting off and regulating gas pressure.

Известна система газоснабжения, содержащая баллон со сжатым газом, заправочно-дренажный клапан, пускоотсечной электропневмоклапан, регулятор давления и сбросовый клапан (см. «Реактивные системы управления космических летательных аппаратов» / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.45, рис.2.5).A known gas supply system containing a cylinder with compressed gas, a filling and drain valve, a start-off electro-pneumatic valve, a pressure regulator and a relief valve (see. "Reactive control systems for spacecraft" / N. M. Belyaev, N. P. Belik, E. I. .Uvarov. - M.: Mechanical Engineering, 1979. - P.45, Fig. 2.5).

Применение регулятора давления увеличивает габариты и массу системы газоснабжения, в то время как двухкаскадные электропневмоклапаны содержат элементы, которые можно использовать для обеспечения постоянного низкого давления без применения регулятора.The use of a pressure regulator increases the size and weight of the gas supply system, while two-stage electro-pneumatic valves contain elements that can be used to provide a constant low pressure without the use of a regulator.

Известен регулятор давления, содержащий полость высокого давления с газоподводящим каналом, канал отвода низкого давления, элемент настройки на заданное низкое давление, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным штоком и образующим в камере со стороны штока полость управления с расположенной в ней механической пружиной, а с противоположной стороны сообщенную с полостью высокого давления каналом в подвижном элементе и штоке полость низкого давления. Этот канал отделен от полости высокого давления проточным седлом, выполненным на торцевой поверхности штока, и отсечным непроточным затвором (см. "Редукторы давления газа" / А.И.Эдельман. - М.: Машиностроение, 1980. - С.58, рис.3.40, б).Known pressure regulator containing a high pressure cavity with a gas supply channel, a low pressure discharge channel, a setting element for a given low pressure, a cylindrical chamber with a movable element provided with a rod and forming a control cavity in the chamber from the side of the rod with a mechanical spring located in it, and with the opposite side is in communication with the high-pressure cavity by a channel in the movable element and the rod low-pressure cavity. This channel is separated from the high-pressure cavity by a flowing seat made on the end surface of the rod and a shut-off non-flow shutter (see "Gas pressure reducers" / A.I. Edelman. - M .: Mashinostroenie, 1980. - P. 58, Fig. 3.40, b).

Подача управляющего давления в полость управления регулятора не приводит к отсечке расхода газа.The supply of control pressure to the control cavity of the regulator does not cut off the gas flow.

Известен двухкаскадный пускоотсечной электропневмоклапан, содержащий управляющий электромагнитный клапан, полость высокого давления с газоподводящим каналом, канал отвода низкого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным штоком и образующим в камере со стороны штока сообщенную с полостью электромагнитного клапана полость управления с расположенной в ней механической пружиной, а с противоположной стороны сообщенную с полостью высокого давления каналом полость, отделенную от канала отвода выпускным седлом и отсечным затвором, составляющим одно целое с подвижным элементом (см. «Реактивные системы управления космических летательных аппаратов» / Н.М.Беляев, Н.П.Белик, Е.И.Уваров. - М.: Машиностроение, 1979. - С.201, рис.6.14).Known two-stage start-off electro-pneumatic valve containing a control solenoid valve, a high-pressure cavity with a gas supply channel, a low-pressure exhaust channel, a cylindrical chamber with a movable element provided with a rod and forming a control cavity in communication with the electromagnetic valve cavity with a mechanical spring located in the chamber from the rod side and, on the opposite side, a cavity communicated with the high-pressure cavity by the channel, separated from the exhaust channel by the exhaust saddle and shut-off valve, integral with the movable element (see. "Reactive control systems for spacecraft" / N.M. Belyaev, N.P. Belik, E.I. Uvarov. - M.: Mechanical Engineering, 1979. - P. 201, Fig. 6.14).

К недостатку этого устройства следует отнести зависимость выходного низкого давления в канале отвода от параметров газа на входе, что требует последующего использования регулятора давления.The disadvantage of this device is the dependence of the output low pressure in the exhaust channel on the gas parameters at the inlet, which requires the subsequent use of a pressure regulator.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов и массы системы газоснабжения за счет расширения функциональных возможностей двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана и обеспечения им постоянного низкого давления без применения в составе системы самостоятельного регулятора давления.The objective of the present invention is to reduce the size and weight of the gas supply system by expanding the functionality of a two-stage start-off electro-pneumatic valve and providing them with a constant low pressure without the use of an independent pressure regulator in the system.

Решение задачи устранения зависимости низкого давления от параметров газа на входе достигается тем, что в известном пускоотсечном электропневмоклапане, содержащем управляющий электромагнитный клапан, полость высокого давления с газоподводящим каналом, канал отвода низкого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным штоком и образующим в камере со стороны штока сообщенную с полостью электромагнитного клапана полость управления с расположенной в ней механической пружиной, а с противоположной стороны сообщенную с полостью высокого давления каналом в подвижном элементе и штоке полость низкого давления, отделенную от канала отвода выпускным седлом и отсечным затвором, составляющим одно целое с подвижным элементом, канал в подвижном элементе и штоке отделен от полости высокого давления дополнительным седлом, выполненным на торцевой поверхности штока и дополнительным отсечным затвором, соединенным с дополнительно введенным элементом настройки на заданное низкое давление.The solution to the problem of eliminating the dependence of low pressure on the gas parameters at the inlet is achieved by the fact that in the well-known shut-off electro-pneumatic valve containing a control solenoid valve, a high-pressure cavity with a gas supply channel, a low pressure discharge channel, a cylindrical chamber with a movable element provided with a rod and forming in the chamber with the side of the rod is connected to the cavity of the electromagnetic valve control cavity with a mechanical spring located in it, and from the opposite side is communicated with a high-pressure cavity by a channel in the movable element and the rod, a low-pressure cavity separated from the tap channel by the outlet seat and a shut-off valve integral with the movable element, the channel in the movable element and the rod is separated from the high-pressure cavity by an additional saddle made on the end surface of the rod and an additional shut-off valve connected to an additionally introduced adjustment element for a predetermined low pressure.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже показана схема двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана постоянного низкого давления.The drawing shows a diagram of a two-stage starting cut-off electro-pneumatic valve of constant low pressure.

Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит управляющий электромагнитный клапан 1, полость высокого давления 2 с газоподводящим каналом 3, канал отвода низкого давления 4, цилиндрическую камеру 5 с подвижным элементом 6, снабженным штоком 7 и образующим в камере со стороны штока сообщенную с полостью электромагнитного клапана 1 полость управления 8 с расположенной в ней механической пружиной 9, а с противоположной стороны сообщенную с полостью высокого давления 2 каналом 10 в подвижном элементе 6 и штоке 7 полость низкого давления 11, отделенную от канала отвода 4 выпускным седлом 12 и отсечным затвором 13, составляющим одно целое с подвижным элементом 6. Канал 10 в подвижном элементе и штоке отделен от полости высокого давления 2 дополнительным седлом 14, выполненным на торцевой поверхности штока 7, и дополнительным отсечным затвором 15, соединенным с элементом настройки 16 на заданное низкое давление.The constant-pressure low-pressure start-up electro-pneumatic valve comprises a control solenoid valve 1, a high-pressure cavity 2 with a gas supply channel 3, a low-pressure exhaust channel 4, a cylindrical chamber 5 with a movable element 6 provided with a stem 7 and forming in the chamber from the side of the rod communicated with the cavity of the electromagnetic valve 1 control cavity 8 with a mechanical spring 9 located therein, and on the opposite side communicated with the high-pressure cavity 2 by channel 10 in the movable element 6 and rod 7 cavity a low pressure 11, separated from the exhaust channel 4 by an outlet seat 12 and a shut-off valve 13, integral with the movable element 6. The channel 10 in the movable element and the rod is separated from the high-pressure cavity 2 by an additional seat 14 made on the end surface of the rod 7, and an additional shut-off valve 15 connected to the setting element 16 for a given low pressure.

При исключении из состава устройства дополнительного седла 14 и дополнительного отсечного затвора 15 образуется известный пускоотсечной электропневмоклапан с подводом газа от газоподводящего канала 3 к выпускному седлу 12 через полость высокого давления 2 и канал 10 в подвижном элементе 6 и штоке 7, что в данном случае не является существенным отличительным признаком и включено в доотличительную часть формулы изобретения.With the exclusion of the additional seat 14 and the additional shut-off valve 15 from the device, a well-known start-off electro-pneumatic valve with gas supply from the gas supply channel 3 to the exhaust seat 12 through the high-pressure cavity 2 and channel 10 in the movable element 6 and rod 7 is formed, which is not essential distinguishing feature and is included in the pre-distinctive part of the claims.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии отсутствует сигнал Uвх на входе показанного на чертеже нормально открытого электромагнитного клапана 1, давление в полости управления 8 равно высокому давлению Рв в газоподводящем канале 3, а затворы 13 и 15 находятся на своих седлах 12 и 14 в крайних нижних положениях. Механическая пружина может быть полностью разгружена.The device operates as follows. In the initial state, there is no signal Uin at the input of the normally open solenoid valve 1 shown in the drawing, the pressure in the control cavity 8 is equal to the high pressure Pb in the gas supply channel 3, and the shutters 13 and 15 are on their seats 12 and 14 in their lowermost positions. The mechanical spring can be completely unloaded.

При подаче входного сигнала Uвх давление в полости управления 8 уменьшается до давления окружающей среды и устройство настраивается на заданное низкое давление Рн с помощью элемента настройки, перемещающего вверх дополнительный отсечной затвор 15. При этом низкое давление Рн в полости 11 возрастает и подвижный элемент 6, сжимая первоначально разгруженную пружину 9, перемещается вслед за затвором 15 на довольно значительное расстояние, при котором практически прекращается дросселирование газа между отсечным затвором 13 и выпускным седлом 12, а давление в канале отвода 4 становится близким к давлению Рн в полости 11. В данном случае устройство, как и описанный выше аналог, работает в режиме регулятора давления, обеспечивая подачу газа в потребитель с постоянным низким давлением. Однако в отличие от аналога в заявленном устройстве используется более компактный элемент настройки, позволяющий достаточно просто реализовать дистанционную настройку на заданное низкое давление.When the input signal Uin is applied, the pressure in the control cavity 8 decreases to the ambient pressure and the device is adjusted to a predetermined low pressure Рн with the help of a setting element that moves up the additional shut-off valve 15. In this case, the low pressure Рн in the cavity 11 increases and the movable element 6 compresses the initially unloaded spring 9, moves after the shutter 15 to a fairly significant distance at which the throttling of gas between the shut-off valve 13 and the outlet seat 12 practically stops and the pressure in the outlet channel 4 becomes close to the pressure Рн in the cavity 11. In this case, the device, like the analogue described above, operates in the pressure regulator mode, providing gas supply to the consumer with a constant low pressure. However, in contrast to the analogue, the claimed device uses a more compact tuning element, which makes it quite simple to realize remote tuning for a given low pressure.

При снятии входного сигнала Uвх давление в полости управления 8 возрастает до давления Рв, и подвижный элемент 6 перемещается в крайнее нижнее положение до посадки отсечного затвора 13 на выпускное седло 12.When removing the input signal Uin, the pressure in the control cavity 8 rises to the pressure Pb, and the movable element 6 moves to its lowest position until the shut-off valve 13 fits on the outlet seat 12.

Для исключения ударного силового воздействия подвижного элемента 6 через шток 7 на элемент настройки 16 при последующем открытии устройства дополнительный затвор 15 можно заменить на плунжер.To eliminate the shock force of the movable element 6 through the rod 7 to the setting element 16, the next time the device is opened, the additional shutter 15 can be replaced by a plunger.

Таким образом, данное устройство по существу является малогабаритным двухфункциональным агрегатом, выполняющим в составе системы газоснабжения одновременно функции двух однофункциональных устройств: двухкаскадного пускоотсечного электропневмоклапана и регулятора давления, обеспечивающих подачу в потребитель газа с постоянным низким давлением и его отсечку.Thus, this device is essentially a small-sized two-function unit that simultaneously performs two single-function devices as part of a gas supply system: a two-stage start-off electro-pneumatic valve and a pressure regulator that supply gas to the consumer with a constant low pressure and cut it off.

Claims (1)

Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления, содержащий управляющий электромагнитный клапан, полость высокого давления с газоподводящим каналом, канал отвода низкого давления, цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным штоком и образующим в камере со стороны штока сообщенную с полостью электромагнитного клапана полость управления с расположенной в ней механической пружиной, а с противоположной стороны сообщенную с полостью высокого давления каналом в подвижном элементе и штоке полость низкого давления, отделенную от канала отвода выпускным седлом и отсечным затвором, составляющим одно целое с подвижным элементом, отличающийся тем, что канал в подвижном элементе и штоке отделен от полости высокого давления дополнительным седлом, выполненным на торцевой поверхности штока, и дополнительным отсечным затвором, соединенным с дополнительно введенным элементом настройки на заданное низкое давление.A constant-pressure low-pressure start-up electro-pneumatic valve, comprising a control solenoid valve, a high-pressure cavity with a gas supply channel, a low-pressure discharge channel, a cylindrical chamber with a movable element equipped with a rod and forming a control cavity connected to the electromagnetic valve cavity with a mechanical cavity located in it from the electromagnetic side of the valve spring, and on the opposite side communicated with the high-pressure cavity by a channel in the movable element and the rod low-pressure cavity separate from the exhaust channel by an outlet seat and a shut-off valve, integral with the movable element, characterized in that the channel in the movable element and the rod is separated from the high-pressure cavity by an additional saddle made on the end surface of the rod, and an additional shut-off valve connected to an additionally entered setting element for a preset low pressure.