SU712584A1 - Three-way valve - Google Patents

Description

Изобретение относится к области арматуростроения и может применяться для управления пневмоприводами.The invention relates to the field of valve engineering and can be used to control pneumatic actuators.

Известен трехходовой клапан, применяемый для управления газовыми выключателями [1].Known three-way valve used to control gas switches [1].

Известен также трехходовой клапан, который используется для управления пневмоприводами горных машин [2].Also known is a three-way valve, which is used to control the pneumatic drives of mining machines [2].

Основным недостатком этих клапанов является низкая скорость срабатывания.The main disadvantage of these valves is the low response rate.

Цель изобретения — повышение быстродействия клапана и уменьшение мощности привода.The purpose of the invention is to improve valve performance and reduce drive power.

Это достигается тем, что в клапане, содержащем привод управления, корпус с двумя седлами, между которыми расположен подпружиненный затвор, соединенный через шток с уравновешивающим элементом, выполненным, например, в виде мембраны, между входной камерой и уравновешивающим элементом выполнена дополнительная камера, а шток снабжен насадкой цилиндрической формы, образующей с внутренней поверхностью седла входной камеры кольцевой зазор, сообщающийся с дополнительной камерой через каналы, выполненные в цилиндрической насадке и штоке.This is achieved by the fact that in the valve containing the control actuator, a housing with two seats, between which a spring-loaded shutter is located, connected through the rod with a balancing element made, for example, in the form of a membrane, an additional chamber is made between the inlet chamber and the balancing element, and the rod equipped with a nozzle of cylindrical shape, forming an annular gap with the inner surface of the seat of the inlet chamber, communicating with the additional chamber through channels made in the cylindrical nozzle and rod.

На чертеже представлен предлагаемый клапан в закрытом положении.The drawing shows the proposed valve in the closed position.

Предлагаемый клапан содержит корпус 1 с седлами 2 и 3, между которыми располо5 жен затвор 4, входную 5 и выходную 6 камеры, пружину 7, уравновешивающий элемент 8, выполненный, например, в виде мембраны, и привода 9 (например, пневматического). Между входной камерой 5 и уравновешивающим элементом 8 расположена дополнительная камера 10, образованная уравновешивающим элементом 8 и перегородкой 11 с направляющей втулкой 12.The proposed valve comprises a housing 1 with seats 2 and 3, between which there is a shutter 4, input 5 and output 6 of the chamber, spring 7, balancing element 8, made, for example, in the form of a membrane, and actuator 9 (for example, pneumatic). Between the inlet chamber 5 and the balancing element 8, there is an additional chamber 10 formed by the balancing element 8 and the partition 11 with the guide sleeve 12.

Затвор 4 соединен с уравновешивающим элементом 8, штоком 13, который в нижней части снабжен насадкой 14 с цилиндрической поверхностью. Внутренняя поверхность седла 2 образует с насадкой 14 кольцевой зазор 15, сообщающийся с дополнительной камерой 10 каналами 16, 17 и 18, выполненными в насадке 14 и штоке 13.The shutter 4 is connected to the balancing element 8, the rod 13, which in the lower part is equipped with a nozzle 14 with a cylindrical surface. The inner surface of the seat 2 forms with the nozzle 14 an annular gap 15, communicating with the additional chamber 10 channels 16, 17 and 18, made in the nozzle 14 and the rod 13.

Нижнее седло 3 имеет дренажное отверстие 19, сообщенное с окружающей атмосферой.The lower saddle 3 has a drainage hole 19 in communication with the surrounding atmosphere.

При подаче давления во входную камеру 5 подвижная система клапана, состоящая из затвора 4, штока 13 с насадкой 14 и уравновешивающего элемента 8 с приводом 9, остается в устойчивом статическом равновесии, так как площадь, ограниченная посадочной кромкой седла 2, и эффективная площадь уравновешивающего элемента 8, подобраны так, что равнодействующая сил давления, действующих на подвижную систему с учетом сил пружины 7, направлена в сторону закрытия затвора 4.When pressure is applied to the inlet chamber 5, the movable valve system, consisting of a shutter 4, a stem 13 with a nozzle 14, and a balancing element 8 with a drive 9, remains in stable static equilibrium, since the area limited by the seating edge of the seat 2 and the effective area of the balancing element 8, are selected so that the resultant pressure forces acting on the movable system, taking into account the forces of the spring 7, is directed towards the closure of the shutter 4.

Работа клапана происходит следующим образом.The operation of the valve is as follows.

При подаче управляющего сигнала на привод 9 сила, действующая на подвижную систему клапана, отжимает затвор 4 от седла 2, обеспечивая проход рабочей среды из входной камеры 5 в выходную 6.When applying the control signal to the actuator 9, the force acting on the movable valve system, squeezes the shutter 4 from the seat 2, providing a passage of the working medium from the input chamber 5 to the output 6.

В начальный момент открытия между затвором 4 и седлом 2 образуется щель и происходит дросселирование рабочей среды, т. е. образуется зона максимальных скоростей потока, что вызывает всасывание рабочей среды в поток по каналам 16, 17 и 18 из дополнительной камеры 10, давление в которой в этот момент резко понижается, в то время, как площадь затвора 4, ограниченная седлом 2, благодаря наличию насадки 14, остается под давлением во входной камере 5. В результате понижения давления в дополнительной камере 10 происходит перераспределение сил, действующих на подвижную систему, в сторону открытия затвора 4. Под действием этих сил подвижная система совершает полный ход до седла 3, перекрывая дренажное отверстие 19, и одновременно сообщая входную камеру с выходной 6.At the initial moment of opening, a gap forms between the valve 4 and the seat 2 and the medium is throttled, i.e., a zone of maximum flow rates is formed, which causes the medium to be sucked into the stream through channels 16, 17 and 18 from the additional chamber 10, the pressure in which at this moment, it sharply decreases, while the area of the shutter 4, limited by the seat 2, due to the nozzle 14, remains under pressure in the inlet chamber 5. As a result of lowering the pressure in the additional chamber 10, the forces redistributed and the movable system, toward the opening of the shutter 4. Under the influence of these forces, the movable system makes a full stroke to the seat 3, blocking the drainage hole 19, and at the same time communicating the inlet chamber with the outlet 6.

При снятии управляющего сигнала клапан закрывается под действием пружины 7. При возвращении подвижной системы в исходное положение затвор 4 открывает дренажное отверстие 19 и закрывает доступ рабочей среды из входной камеры 5 в выходную 6.When removing the control signal, the valve closes under the action of the spring 7. When the movable system returns to its original position, the shutter 4 opens the drainage hole 19 and closes the access of the working medium from the inlet chamber 5 to the outlet 6.

Таким образом, в момент открытия клапана, благодаря наличию дополнительной камеры и связи ее каналами с зоной максимальных скоростей потока, уравновешивающий элемент будет находиться под пониженным статическим давлением. За счет этого повышается быстродействие клапана и уменьшается усилие привода или его мощности.Thus, at the time of opening the valve, due to the presence of an additional chamber and the connection of its channels with the zone of maximum flow rates, the balancing element will be under reduced static pressure. Due to this, the valve performance is increased and the drive force or its power is reduced.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim Трехходовой клапан, включающий корпус с двумя седлами, между которыми расположен подпружиненный затвор, соединенный через шток с уравновешивающим элементом, выполненным, например, в виде мембраны, входную и выходную камеры и привод управления, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения быстродействия клапана и уменьшения мощности привода, в клапане между входной камерой и уравновешивающим элементом образована дополнительная камера, а шток снабжен на10 садкой цилиндрической формы, образующей с внутренней поверхностью седла входной камеры кольцевой зазор, в нем выполнены каналы, сообщающие зазор с дополнительной камерой.A three-way valve, comprising a housing with two seats, between which a spring-loaded valve is located, connected through the stem to a balancing element made, for example, in the form of a membrane, an input and output chamber and a control actuator, characterized in that in order to increase the valve performance and reduction of drive power, an additional chamber is formed in the valve between the inlet chamber and the balancing element, and the stem is equipped with a 10 cylinder-shaped cradle forming the inlet chambers with the inner surface of the seat There is an annular gap; channels are made in it, communicating the gap with an additional camera. 15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе15 Sources of information taken into account in the examination 1. Патент Швейцарии № 520891, кл. F 16К 11/04, опубл. 1972.1. Swiss patent No. 520891, cl. F 16K 11/04, publ. 1972. 2. Трехходовые клапаны КТС для управ20 ления пневмоприводами горных машин. — «Уголь Украины», 1974, № 6, с. 36.2. KTS three-way valves for controlling pneumatic drives of mining machines. - “Coal of Ukraine”, 1974, No. 6, p. 36. ''9''9