Электропневмоклапан

Электропневмоклапан

Электропневмоклапаны ( ЭПК) работают следующим образом: при подаче напряжения штуцер А соединяется со штуцером В, при снятии напряжения штуцер А соединяется со штуцером С.  [1]

Электропневмоклапан 8у — 031 ( рис. УП1 — 23) предназначен для включения и выключения подачи сжатого газа в дренажную линию. В нормальных условиях электромагнит включен и клапан закрыт, а выхоД ная магистраль дренируется. Под действием давления газа в камере Б на втулку 5 затвор 7 плотно садится на седло корпуса, перекрывая доступ газа в выходную магистраль. Выходная магистраль сообщена с дренажной через затвор.  [2]

Электропневмоклапан ЭПК-400-25 ( рис. У1П — 22) служит для дистанционного и ручного управления подачей сжатого газа.  [3]

Питание электропневмоклапана осуществляется кабелем, протянутым через штуцер в и уплотненным сальником 26, который подтягивается гайкой 24 через кольца. Герметичность электрической части электропневмоклапана контролируется через штуцер б, который после испытания уплотняется прокладкой 22 и заглушкой.  [5]

При выключении электропневмоклапана отключают подачу электротока в обмотКу электромагнита. Магнитное поле исчезает, клапан 5 под действием давления сжатого газа в отверстии Д и усилия пружины поднимается вверх и конусным концом закрывает дренажное отверстие. Полость А через открывшиеся отверстия Д VL Г сообщается с полостью В. Под действием давления таза в полости В и усилия пружины 18 золотник 2 опускается вниз и уплотнительным кольцом перекрывает, проходное сечение электропневмоклапана и выключает подачу газа.  [6]

При включении электропневмоклапанов 11 или 12 сжатый воздух соответственно поступает в пневмокамеру 21 фрикциона включения подъема груза или в пневмокамеру 22 фрикциона включения опускания груза. Одновременно сжатый воздух через двойной клапан 23 поступает в пневмокамеру тормоза грузовой лебедки 24 и размыкает тормоз.  [7]

Блок управления и электропневмоклапан неремонтопригодны и разборке не подлежат. Схема БУ выполнена на печатной плате, заключена в пластмассовый корпус, выводы выполнены в виде штекерного разъема. В схеме БУ имеется автоматическая защита от коротких замыканий в цепи электропневмоклапана.  [9]

Включение и отключение электропневмоклапана в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме принудительного холостого хода осуществляет блок управления V. Он имеет четыре вывода. Через выводы 2 и 3, один из которых соединен с контактами выключателя SI, a другой — с корпусом, осуществляется питание блока V. Вывод / соединен с обмоткой клапана. Через вывод 4 в блок поступает сигнал о частоте вращения коленчатого вала двигателя. Источником сигнала является первичная цепь системы зажигания.  [11]

ЭКМ) 5д, электропневмоклапаны трехходовые ( ЭМ1 — ЭМЗ) и двухходовой электропневмоклапан ЭМ4, задатчик 5и, двухстрелочный манометр 5ж на 0 16 МПа ( 1 6 кгс / см2), реле Р, ключи переключения В1 с самовозвратом и В2, лампы сигнализации Л1 — ЛЗ.  [12]

Электропневмоклапаны

Под понятием агрегаты пневмомагистралей (АПМ) в настоящем курсе объединены разнородные элементы, стоящие между сточником сжатого газа (ИСГ) и потребителем (приводом).

— подача сжатого газа на вход привода (трубки, соединения, уплотнения),

— стабилизация параметров сжатого газа (регуляторы давления),

— предотвращение аварийных ситуаций в пневмосистеме (сбросные клапаны, прорывные мембраны),

— управление потоками сжатого газа (электроклапаны).

Из всего многообразия указанных элементов ниж будут рассмотрены только некоторые.

Электропневмоклапаны (ЭПК) используются в пневмосистемах ЛА в качестве регулирующих или запорных органов, непосредствено воздействующих на газовые потоки. Коммутация газовых потоков осуществляется в соответствии с электрическими командными сигналами путем изменения проходных сечений переменных пневматических дросселей. Функциональная схема ЭПК может быть представлена следующим образом

По принципу управления ЭПК делятся на:

— ЭПК преобразующие непрерывные сигналы, в этом случае реализуется зависимость

— ЭПК преобразующие дискретные сигналы управления, в этом случае реализуется зависимость

где Iупор — пороговое значение управляющего сигнала.

Итак, ЭПК состоит из переменного дроселя того или иного вида и привода, обеспечивающего изменение проходного сечения этого дросселя. Для расчета указанных элементов ЭПК необходимо знать основные характеристики этих устройств.

Электромагнитный привод характеризуется мощностью управления (IуUу ) и величиной тягового усития F э.

Переменный дроссель или, как принято называть его в данном устройстве, запорная пара характеризуется величиной проходного сечения Акл и усилием газового потока воздействующего на подвижный элемент запорной пары Fн. При переменнгом дросселе сопло-заслонка проходное сечение определяется боковым зазором между соплом и заслонкой.

Для нормальной работы ЭПК необходимо обеспечить

6.2. Конструктивные схемы ЭПК.

Различные схемы ЭПК можно ранжировать по степени сложности.

— ЭПК прямого действия,

— ЭПК разгруженные от входного давления,

— двухкаскадные ЭПК или сервоклапаны.

Ниже приведены схемы ЭПК прямого действия и ЭПК разгруженного от входного давления.

Электропневмоклапан

Основное различие приведенных схем ЭПК в величине усилия Fm необходимого для перемещения подвижной системы. Для первой схемы

Пм — предварительное поджатие клапана, dc — диаметр седла клапана. Для второй схемы

dп — диаметр поршня, который выбирается равным диаметру седла. В этом случае последние два слагаемых взаимно уничтожаются и усилие Fm определяется только поджатием пружины. Однако нужно иметь в виду, что и в этом случае усилие предварительного поджатия зависит от давления.

Предварительное поджатие, необходимое для создания уплотнительного контакта для плоской поверхности контакта определяется соотношением

где Dср — средний диаметр уплотнения, b — ширина уплотнительной поверхности, qуд — удельное давление, необходимое для создания уплотнительного контакта. Удельное давление определяется по эмпирической формуле (Справочник машиностроителя, т.4, кн.2 стр.792. М:.Машгиз. 1963.)

a и c — постоянные коэффициенты (для резины а = 3. 5, с = 0,4. 0,5, для стали а = 35, с = 1), b — ширина уплотнительной поверхности, рр — рабочее давление (все величины в технической системе единиц). Из приведенных соотношений следует, что предварительное поджатие тоже зависит от рабочего давлениям и при высоких давлениях приводит к недопусимо большим усилиям, а большие усилия требуют применения больших приводов. При недопусимо больших приводах переходят к двухкаскадным клапанам (сервоклапанам).

В обоих рассмотренных случаях проходное сечение клапана Аэк определяется величиной бокового зазора в запорной паре

где dc — диаметр седла клапана, x — перемещение клапана. Обычно перемещение клапана равно перемещению якоря электромагнита.

При больших величинах давления газового потока приводной электромагнит становится недопустимо большим, в этом случае применяют двухкаскадные ЭПК, схема которого приведена ниже. На схеме обозначено: 1 — клапан выходного каскада, 2 — седло клапана, 3 — пружина, 4 — электромагнитный привод первого каскада, 5 — входной штуцер, 6 — выходной штуцер, 7 — поршень, 8 — сбросной дроссель, 9 – клапан первого каскада.

В исходном положении оба клапана 1 и 9 закрыты. Клапан первого каскада 9 закрыт под действием пружины, клапан выходного каскада 1 закрыт под действием своей пружины и входного давления pz. При подаче сигнала управления на электромагнитный привод 4 клапан первого каскада 9 открывается и сжатый воздух по каналу поступает в полость над поршнем 7. Происходит одновременное наполнение через клапан 9 и опорожнение через дроссель 8 полости над поршнем. На подвижную систему выходного каскада действуют силы: в право – сила Пп пружины 3 и входного давления pz на площадь клапана Акл 1, в лево – давление pп в полости над поршнем на площадь Ап поршня 7. Так как площадь поршня достаточно велика, то при определенном давлении над поршнем клапан выходного каскада открывается, т.е становится рп Ап > Пп + pz Акл .

При снятии сигнала с электромагнитного привода клапан 9 под действием пружыны закрывается. Сжатый газ из полости над поршнем стравливается через дроссель 8 и выходной каскад закрывается. Если дроссель 8 сделать управляемым (поставить маленький электроклапан), то получится электропневмоклапан с памятью.

Электропневмоклапан

Вид конструктивного исполнения ЭПК прямого действия (ПЭКС-МАИ) приведн на рисунке ниже.

Электропневмоклапан

Электропневмоклапан

Конструктивное исполнение двухкаскадного ЭПК (ЭК-МАИ-200) приведено на рисунке выше. Левая цилиндрическая часть конструкции (1) – электромагнитный привод, правая часть констркуции (2) – пневмомеханическая, 3 – входной штуцер, 4 – выходной штуцер, 5 – электрический разъем..

В соответствии со своей функцией ЭК преобразуют электрические командные сигналы в пневматические, при анализе их динамики приходится рассматривать три типа процессов:

В связи со сложностью протекания процессов и их нелинейным характером задача исследования динамики ЭК часто сводится к определению времени срабатывания или времени установления давления в магистрали за клапаном. Задача решается путем по-этапного анализа работы ЭК и решения соответствующих дифференциальных уравнений с целью определения длительности каждого этапа. Общее время срабатывния ЭК определяется как сумма длительностей отдельных этапов. Рассмотрим последовательно однокаскадный и двух каскадный электроклапаны.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Электропневмоклапан Камаз

Электропневмоклапан состоит из корпуса 3, крышки 1, электромагнита 4, штока 5, пружин 6, кла­панов 8. Воздух из пневмосистемы подво­дится к выводу I в полость в крышке кла­пана. При включении электромагнита шток, выдвигаясь, прижимает верхний кла­пан 8 к седлу корпуса 3. При этом нижний клапан 8 отходит от седла и воздух из по­лости в крышке клапана через канал в кор­пусе и вывод III поступает к пневмати­ческим исполнительным камерам крана управления или в корпус пневмоцилиндра коробки отбора мощности. При выключе­нии электромагнита нижний клапан под­жимается пружиной к седлу корпуса, а верхний клапан отходит от седла. Воздух из пневмокамеры выходит в атмосферу че­рез выход II.

На кране управления автомобиля-само­свала КамАЗ-55102 закреплен распреде­литель. служащий для распреде­ления потока масла либо в гидроцилиндр тягача, либо в гидроцилиндр прицепа. В корпусе / установлены седла 6, зафикси­рованные стопорными кольцами 5. Резьбо­вой конец клапана 8 с мембраной 12 входит в полость пневмокамеры, закрытой крыш­кой 13. Пружина // удерживает клапан в крайнем левом положении. Посадочные места втулок и клапана уплотнены коль­цами 9 и 10 соответственно. Возможные утечки через уплотнения клапана выводят­ся с одной стороны через дренажное отвер­стие заглушки 4, с другой — через отвер­стие пневмокамеры под мембраной.

Масло через отверстие в корпусе рас­пределителя проходит под клапаном 7 через седло, штуцер и попадает в магист­раль гидроцилиндра автосамосвала. При подаче сжатого воздуха в полость пневмо­камеры над мембраной клапан 8 перемеща­ется вправо, магистраль гидроцилиндра автосамосвала перекрывается и масло начинает поступать через штуцер 2 в магистраль гидроцилиндра прицепа.

Электропневмоклапан

F16K31/02 — электрические; магнитные

Владельцы патента RU 2267685:

Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева» (RU)

Изобретение относится к области электропневмоавтоматики и предназначено для перекрытия магистралей при использовании его в устройствах и системах на рабочей среде — природный газ при высоких рабочих давлениях. Электропневмоклапан содержит основной клапан. Основной клапан выполнен заодно с поршнем. Поршень имеет загрузочный и разгрузочный каналы. Имеется пилотный клапан с двумя торцевыми уплотнителями и соответствующие им два седла. Первое из двух седел выполнено в разгрузочном канале основного клапана. Имеются также электромагнитный привод и механизм принудительного открытия основного клапана. Второе седло для уплотнителя пилотного клапана выполнено в загрузочном канале основного клапана. Электромагнитный привод имеет толкающий тип действия. Механизм принудительного открытия основного клапана включает в себя толкатель и пилотный клапан. Толкатель и пилотный клапан взаимодействуют со вторым седлом разгрузочного канала основного клапана. Изобретение направлено на повышение надежности в работе электропневмоклапана, на снижение усилия электромагнита и на упрощение конструкции механизма принудительного открытия основного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к области электропневмоавтоматики и может быть использовано для перекрытия магистралей в системах газоснабжения высокого давления.

Известен электропневмоклапан по a.c. SU 593039 А, кл. F 16 К 31/02, 15.02.1978 (прототип), характеризующийся следующими основными признаками:

— основной клапан, выполненный заодно с поршнем;

— пилотный клапан с первым и вторым уплотнителями;

— загрузочный канал в корпусе и разгрузочный канал в основном клапане;

— седло в разгрузочном канале основного клапана для первого уплотнителя пилотного клапана;

— седло в загрузочном канале корпуса для второго уплотнителя пилотного клапана;

— электромагнит тянущего типа действия;

— механизм принудительного открытия основного клапана тянущего типа, состоящий из бономной пружины, предварительно сжатой между пилотным клапаном и упорной шайбой, двух резьбовых соединений между якорем электромагнита и двумя уплотнителями пилотного клапана, осуществляемых через шток в седле корпуса.

Этот электропневмоклапан имеет следующие недостатки:

— пониженная надежность открытия основного клапана от механизма принудительного открытия. Это определяется тем, что открытие осуществляется не непосредственно электромагнитом, а бономной пружиной, имеющей меньшее усилие, чем электромагнит;

— повышенное усилие электромагнита, необходимое для управления закрытием пилотного клапана со стороны второго седла в загрузочном канале корпуса. Это вызвано относительно большим диаметром второго седла и соответственно усилием давления по площади седла. Увеличенный диаметр седла вызван необходимостью выполнения резьбового соединения на штоке, связывающем пилотный клапан и якорь электромагнита тянущего типа. Особенно этот эффект проявляется при высоких давлениях рабочей среды, например при 400 кгс/см 2 ;

— сложность конструкции механизма принудительного открытия основного клапана, влекущая за собой трудности обеспечения герметичности пилотного клапана, соосного выполнения элементов пилотного клапана и якоря электромагнита.

Известен электропневмоклапан по a.c. SU 495485 A, кл. F 16 К 31/02, 15.12.1975 (аналог), содержащий электромагнит толкающего типа действия и пилотный клапан в корпусе. Этот электропневмоклапан не требует повышенного усилия электромагнита в отличие от прототипа. В нем толкатель внутри седла и седло выполнены относительно малого диаметра и электромагниту противодействует уменьшенное усилие от давления на площадь седла. Однако в этом электропневмоклапане электромагнит не связан с основным клапаном и в нем не обеспечен эффект принудительного открытия основного клапана.

Известен клапан по SU а.с. 429234 А, кл. F 16 К 39/02, 25.05.1974 (аналог), в котором пилотный клапан с двумя уплотнениями размещен в основном клапане. Первое уплотнение выполнено в виде торцевого или конического уплотнителя клапана и для него в разгрузочном канале предусмотрено седло. Второе уплотнение выполнено в виде золотника на пилотном клапане с возможностью перекрытия радиального отверстия в загрузочном канале основного клапана. Однако такое выполнение пилотного клапана с золотниковым уплотнителем не выполняет функции принудительного открытия основного клапана.

Сущность изобретения поясняется описанием известных, отличительных признаков и технического результата, обеспечиваемого предложенным электропневмоклапаном.

Известные признаки изобретения следующие:

— основной клапан, выполненный заодно с поршнем;

— загрузочный и разгрузочный каналы;

— пилотный клапан с двумя торцевыми уплотнителями;

— два седла для уплотнителей пилотного клапана, первое из которых выполнено в разгрузочном канале основного клапана;

— механизм принудительного открытия основного клапана от действия электромагнита.

Отличительные признаки изобретения следующие:

— второе седло для пилотного клапана выполнено в загрузочном канале основного клапана;

— электромагнитный привод имеет толкающий тип действия;

— механизм принудительного открытия основного клапана включает в себя толкатель и пилотный клапан, взаимодействующие с седлом разгрузочного канала основного клапана.

Технический результат, обеспечиваемый при использовании предложенного изобретения, следующий:

— повышение надежности электропневмоклапана за счет увеличения усилия открытия основного клапана от механизма принудительного открытия. В заявленном электропневмоклапане открытие производится непосредственно электромагнитом, а не пружиной бонома между пилотным клапаном и упорной шайбой прототипа. Усилие этой пружины меньше усилия возвратной пружины якоря, которое в свою очередь меньше усилия электромагнита;

— снижение усилия электромагнита, необходимого для преодоления усилия действия давления рабочей среды на седло пилотного клапана. Это обеспечивается возможностью уменьшения диаметра толкающего штока внутри седла пилотного клапана относительно диаметра тянущего штока с резьбовым соединением в прототипе. Следовательно, становится возможным уменьшение диаметра седла и усилия действия давления на площадь седла пилотного клапана и соответственно уменьшение усилия электромагнита;

— упрощение конструкции механизма принудительного открытия основного клапана, включающего в себя в заявленном устройстве шток толкающего типа, а также выполняющие функции механизма принудительного открытия пилотный клапан и седло в основном клапане. В прототипе механизм принудительного открытия состоит из штока тянущего типа с резьбовым соединением, пружины бонома, упорной шайбы для пружины, буртика в основном клапане для упорной шайбы. При этом жесткая связь между якорем электромагнита и уплотнителями пилотного клапана с использованием двух резьбовых соединений требует повышенной точности по соосности и перпендикулярности элементов для достижения герметичности и живучести прототипа.

На чертеже изображен общий вид предложенного электропневмоклапана.

В корпусе 1 с входной и выходной полостями имеется основной клапан 2, выполненный заодно с поршнем 3, в котором размещен пилотный клапан 4, взаимодействующий с электромагнитным приводом толкающего типа — электромагнит 5. Управляющая полость 6 сообщена с входной полостью загрузочным каналом 7 через канал 8 и с выходной полостью разгрузочным каналом 9.

Пилотный клапан 4 имеет два торцевых уплотнителя 10, 11 для перекрытия седел 12, 13, выполненных соответственно в разгрузочном 9 и загрузочном 7 каналах. Поджатие клапанов осуществляется пружинами 14, 15. Уплотнение основного клапана осуществляется седлом 16. Электромагнит 5 и пилотный клапан 4 связаны между собой через толкатель 17, при этом малая ступень толкателя расположена внутри седла 12.

Механизм принудительного открытия основного клапана от усилия электромагнита 5 включает в себя толкатель 17, пилотный клапан 4, взаимодействующие со вторым седлом 13 разгрузочного канала основного клапана.

Работает электропневмоклапан следующим образом. В исходном положении электромагнит 5 выключен, рабочее давление подано во входную полость. Пилотный клапан 4 прижат к седлу 12, перекрывая разгрузочный канал 9. Загрузочный канал 7 открыт. Рабочая среда попадает в управляющую полость 6, прижимая вместе с пружиной 14 основной клапан 2 к седлу 16. Электропневмоклапан закрыт.

Для открытия электропневмоклапана необходимо включить электромагнит 5. При этом пилотный клапан 4 открывает разгрузочный канал 8 и перекрывает загрузочный канал 7 посадкой уплотнителя 11 на седло 13.

Рабочая среда из управляющей полости 6 перетекает в выходную полость.

Основной клапан 2 открывается действием входного давления на кольцевую площадь между диаметрами поршня 3 и седла 16. Электропневмоклапан открывается.

Открытие электропневмоклапана при отсутствии рабочего давления от механизма принудительного открытия происходит при включении электромагнита 5 и передаче его усилия через толкатель 17, пилотный клапан 4, седло 13 основного клапана 2. Электропневмоклапан открывается.

Для закрытия электропневмоклапана необходимо выключить электромагнит 5. При этом открывается загрузочный канал 7 и закрывается разгрузочный канал 9. Рабочая среда со входа попадает в управляющую полость 6. Основной клапан 2 закрывается под действием перепада входного и выходного давления на площадь седла 16 и усилием пружины 14. Электропневмоклапан закрывается.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, подтверждается следующим образом:

— повышение надежности принудительного открытия основного клапана при отсутствии рабочего давления обеспечивается увеличением усилия открытия сравнительно с прототипом. В предложенном электропневмоклапане усилие открытия основного клапана определяется усилием электромагнита 5 за вычетом усилия пружины 14. Например, при усилии электромагнита 25 кгс, усилии пружины 5 кгс усилие открытия составляет 20 кгс.

В прототипе открытие основного клапана осуществляет пружина бонома, установленная между пилотным клапаном и упорной шайбой. Усилие этой пружины составляет меньшую часть усилия электромагнита. Например, при усилии электромагнита 25 кгс большая часть его 10 кгс при высоком давлении рабочей среды должна уйти на преодоление усилия от давления на площадь седла пилотного клапана, усилие возвратной пружины якоря составит 5 кгс, запас усилия электромагнита над суммарным усилием нагрузки 5 кгс. Таким образом, усилие пружины бинома, обеспечивающей открытие основного клапана, не превышает 5 кгс. Это значительно меньше 20 кгс в предложенном электропневмоклапане. Следовательно, последний более надежен;

— снижение усилия электромагнита, необходимого для преодоления усилия от давления на площадь седла пилотного клапана, обеспечивается возможностью выполнения в предложенном электропневмоклапане диаметра седла меньшим, чем в прототипе. Например, в предложенном электропневмоклапане шток толкающего типа, размещенный в седле разгрузочного канала, может быть выполнен диаметром 1 мм, средний диаметр седла пилотного клапана 1,5 мм. Усилие действия давления 400 кгс/см 2 на площадь седла составляет 7 кгс.

В прототипе шток тянущего типа, размещенный в седле разгрузочного канала, может быть соединен с якорем электромагнита резьбовым соединением не менее 3 мм. Средний диаметр седла пилотного клапана может быть принят не менее 3,5 мм. При этом усилие действия давления 400 кгс/см 2 на площадь седла составит 30 кгс.

Следовательно, необходимое усилие у предложенного электропневмоклапана меньше, чем у прототипа;

— упрощение конструкции механизма принудительного открытия основного клапана определяется тем, что в заявленном электропневмоклапане исключены следующие элементы, имеющиеся в механизме принудительного открытия прототипа: пружина бонома в пилотном клапане, упорная шайба, буртик на основном клапане для упорной шайбы, два резьбовых соединения пилотного клапана и якоря электромагнита.

Функции механизма принудительного открытия в заявленном электропневмоклапане выполняют толкатель, пилотный клапан и седло в основном клапане.

Электропневмоклапан, содержащий основной клапан, выполненный заодно с поршнем, имеющим загрузочный и разгрузочный каналы, пилотный клапан с двумя торцевыми уплотнителями и соответствующие им два седла, первое из которых выполнено в разгрузочном канале основного клапана, электромагнитный привод и механизм принудительного открытия основного клапана, отличающийся тем, что второе седло для уплотнителя пилотного клапана выполнено в загрузочном канале основного клапана, электромагнитный привод имеет толкающий тип действия, механизм принудительного открытия основного клапана включает в себя толкатель и пилотный клапан, взаимодействующие со вторым седлом разгрузочного канала основного клапана.

электропневмоклапан

Использование: в моpской сейсморазведке для точного по времени запуска пневмоисточников сейсмических сигналов. Сущность изобретения: электропневмоклапан содержит: корпус, электромагнит, якорь с толкателями, проведенными в направляющих каналах, подвижный затвор со штоком, крышкой и седлом первой ступени. На седле установлен подпружиненный запирающий элемент, способный к взаимодействию с толкателями. В дне электропневмоклапана выполнены каналы подачи и выброса сжатого воздуха из полости электропневмоклапана. Центральное отверстие, выходящее в каналы выброса исходно перекрыто штоком, упирающимся в седло второй ступени. Внутри затвора размещен поршень с плунжером, образующие промежуточную полость, а с крышкой — управляющую полость, соединенную центральным отверстием в крышке с полостью внутри клапана и исходно перекрытую запирающим элементом. Плунжер упирается в дно клапана так, что между затвором и якорем сохраняется зазор. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2069875

Изобретение относится к пневматическим устройствам управления, в частности, к морской сейсморазведке и предназначено для точного по времени запуска пневмоисточников сейсмических сигналов.

В настоящее время морская сейсморазведка выполняется с пневматическими источниками сейсмических сигналов, которые буксируются за судном по 2, 4, иногда 6 линий, включающих до 6 10 излучателей. Для одновременного или последовательного (по заданному закону) срабатывания (с точностью 0,05 мс) излучателей, входящих в комплекс необходимо применение запускающих электромагнитных пневмоклапанов, обладающих высокой стабильностью времени открытия каналов выброса сжатого воздуха к исполнительному органу пневмоизлучателя.

Известны электропневмоклапаны (1, 2), состоящие из корпуса, электромагнита, якоря, помещенного в полость внутри электромагнита, выполненные в дне клапана канал подачи воздуха в полость с якорем, канал выброса воздуха, исходно перекрытый подпружиненным якорем.

Недостатком обоих устройств является малое проходное сечение канала выброса сжатого воздуха, что является основным источником разброса (нестабильности) момента срабатывания пневмоисточника, т. к. поступающего в его исполнительный орган воздуха недостаточно для обеспечения мгновенного разуплотнения. Повысить расход воздуха можно увеличением сечения канала выброса. Повышение усилия отрыва якоря с седла клапана ведет к улучшению стабильности инициализации электропневмоклапана и к необходимости увеличивать напряжение инициализации электромагнита. При этом растут массогабаритные характеристики бортового пульта управления и клапана, что нежелательно. Кроме того, возникают наводки на линию обратной связи, по которой на бортовой пульт контроля и управления поступает сигнал о фактическом моменте срабатывания пневмоисточника. Иначе говоря, предпочтительными являются низкие напряжения инициализации клапана.

Наиболее близким к изобретению по ткхнической сущности является электропневмоклапан (3), включающий катушку с обмоткой, подпружиненный якорь, седло, запирающий элемент, жестко связанный с якорем и имеющий отверстие в дне, стакан с перфорированными стенками, причем запирающий элемент размещен в стакане с возможностью перемещения, оперт на седло, выступающее над дном стакана, и подпружинен со стороны якоря, в дне клапана выполнены канал подачи воздуха в полость с якорем, канал выброса воздуха, исходно перекрытый запирающим элементом.

Недостатком обоих устройств является малое проходное сечение канала выброса сжатого воздуха, что является основным источником разброса (нестабильности) момента срабатывания пневмоисточника.

В основу изобретения положена техническая задача создания быстродействующего электропневмоклапана, главным образом, для морских пневмоисточников с повышенным секундным расходом сжатого воздуха через каналы выброса, в котором при этом одновременно достигается повышение стабильности инициализации и уменьшаются массогабаритные характеристики устройства, повышается простота технического обслуживания.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электропневмоклапане, включающем корпус, электромагнит, состоящий из обмотки и магнитопровода, якорь, установленный с зазором относительно магнитопровода, седло первой ступени с центральным отверстием, запирающим элементом, средства снятия запирающего элемента с седла первой ступени, сопряженные с якорем, дно электропневмоклапана с каналами подачи и и выброса сжатого воздуха, подвижный затвор, с осевым каналом, согласно изобретению подвижный затвор выполнен в составе магнитопровода, раздельно от якоря и установлен с зазором относительно якоря, снабжен крышкой, седлом первой ступени, направляющими отверстиями и полым штоком, проведенным через якорь, средства снятия выполнены в виде толкателей, проведенных через направляющие отверстия, дно снабжено седлом второй ступени с центральным отверстием, соединенным с каналами выброса и перекрытым штоком, через шток проведен плунжер, одним концом соединенный с поршнем, образующим с крышкой управляющую полость, а другим концом установленный на дно.

В одном из частных случаев дно клапана выполнено в виде крышки пневмоисточника.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что электропневмоклапан выполняют двухступенчатым. Снятие запирающего элемента с седла первой ступени производят толкателями якоря, что требует незначительных усилий, создаваемых электромагнитом. При этом легкий якорь совершает короткое перемещение до упора в запирающий элемент и в дальнейшей работе клапана не участвует. Такой же короткий ход якоря предусмотрен и до подвижного затвора. Малый зазор между якорем и подвижным затвором служит разрывом магнитопровода. Чем меньше это расстояние, тем больше сила взаимодействия этих двух элементов. Большая сила взаимодействия наряду с малой массой якоря является предпосылкой высокого ускорения перемещения якоря. Как следствие, сокращается время до вскрытия центрального отверстия в седле первой ступени, уменьшается его среднеквадратичный разброс.

Отрыв штока с седла второй ступени требует значительного усилия, которое создают сжатым воздухом. Для этого под крышкой затвора предусмотрена управляющая полость, в которую через осевое отверстие в седле первой ступени попадает сжатый воздух из полости в клапане. Сжатый воздух действует на поршень, не способный перемещаться, т. е. плунжер установлен на дне. Тогда перемещается затвор. Возникающее усилие отрыва затвора с седла второй ступени равно произведению давления в управляющей полости на площадь крышки за вычетом площади сечения малорасходного канала в ней.

Таким образом, сопряжение седла первой ступени с крышкой затвора позволяет смещать запирающий элемент толкателями якоря при сохранении неподвижности затвора, затем подавать воздух из полости якоря внутрь подвижного затвора между крышкой и поршнем, далее перемещать затвор с отрывом от седла второй ступени и соединять каналы выброса с полостью клапана и каналом подвода сжатого воздуха.

Таким образом, новое исполнение магнитопровода, смена расположения якоря, отделение его от подвижного затвора зазором, снабжение затвора седлом первой ступени, обеспечение направления перемещения якорю с помощью направляющих отверстий и толкателей позволяет уменьшить величину зазора магнитопровода, время срабатывания клапана и снизить нестабильность момента отрыва запирающего элемента с седла первой ступени. При этом уменьшается длина клапана почти в полтора раза в сравнении с известными.

Все отличительные признаки необходимы, а вместе они достаточны для достижения работоспособности заявляемого устройства.

На чертеже схематично изображен электропневмоклапан согласно изобретению.

Электропневмоклапан состоит из корпуса 1, электромагнита 2, якоря 3 с толкателями 4, проведенными в направляющих каналах 5 подвижного затвора 6 со штоком 7, крышкой 8 и седлом 9 первой ступени. На седле первой ступени установлен подпружиненный запирающий элемент 10, способный к взаимодействию с толкателями 4. Электропневмоклапан снабжен дном 11, в котором выполнены каналы 12 и 13 подачи и выброса из полости 14 сжатого воздуха. Центральное отверстие 15, входящее в каналы 13 исходно перекрыто штоком 7, упирающимся в седло 16 второй ступени. Внутри затвора 6 размещен поршень 17 с плунжером 18, образующие промежуточную полость 19, а с крышкой 8 управляющую полость 20, соединенную центральным отверстием 21 в крышке 8 с полостью внутри клапана и исходно перекрытую запирающим элементом 10. Плунжер 18 упирается в дно 11 клапана так, что между затвором 6 и якорем 3 сохраняется зазор 22.

Работа устройства будет понятной из следующего описания.

Сжатый воздух из камеры высокого давления пневмоисточника по каналу 12 подается в полость 14. При этом подпружиненный запирающий элемент 10 находится на седле 9, а затвор 6 взаимодействует с седлом 16 Первоначально внутри затвора 6 сжатый воздух отсутствует, т. к. имеется возможность его удаления через каналы 13 выброса. После подачи напряжения на обмотку электромагнита 2 якорь 3 втягивается вверх, выбирая зазор 22. Запирающий элемент 10 снимают с седла 9 толкатели 4. Сжатый воздух из полости над затвором 6 через отверстие 21 устремляется в управляющую полость 20, действует на поршень 17 и крышку 8. Т. к. плунжер 18 упирается в дно 11, то поршень 17 остается неподвижным, тогда как затвор 6 смещается вверх. Шток 7 отделяется от седла 16 второй ступени. Происходит соединение полости 14 с каналами 13 выброса. Воздух из камеры высокого давления пневмоисточника через канал 12 подачи, полость 14 и каналы 13 выброса поступает на исполнительный орган (не показан) пневмоисточника, приводя его в действие.

После сброса давления из рабочей камеры пневмоисточника и снятия напряжения с обмотки электромагнита 2 запирающий элемент 10 и затвор 6 занимают исходное положение, когда каналы 13 отделены от полости 14.

Момент сброса сжатого воздуха из рабочей камеры контролируется по резкому снижению усилия, передаваемого дном 11 на датчики давления, установленные между крышкой корпуса 1 и электромагнитом 2.

В конкретном примере исполнения электропневмоклапан имеет габаритные размеры (Dxh) 100 x 75, массу 4,0 кг, напряжение инициализации 60 150 В, эффективную площадь проходного сечения каналов выброса сжатого воздуха 50 кв. мм, задержку вскрытия каналов выброса после подачи напряжения на катушку 4 мс, стабильность момента вскрытия канала выброса 0,04 мс.

Преимущества электропневмоклапана в сравнении с прототипом состоят в увеличении стабильности момента срабатывания, в четырехкратном увеличении расхода сжатого воздуха через канал выброса. Высота клапана сокращена в полтора раза. Достигается значительно более высокая стабильность срабатывания самого пневмоисточника, обеспечивается его высокая управляемость с бортового пульта, повышается качество исходной сейсмической информации, сохраняются неизменными акустические характеристики группы пневмоисточников в процессе работ. Этим создается возможность паспортизации источников и их систем, исключается необходимость контроля сигнатуры в каждом пункте возбуждения и расчета множества обратных фильтров при обработке. Экономический эффект возникает в связи с получением дополнительной более точной и достоверной информации о поисковых объектах, с сокращением объемов машинной обработки информации. Существенно повышаются экспортные возможности продукции.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электропневмоклапан, включающий корпус, электромагнит, состоящий из обмотки и магнитопровода, якорь, установленный с зазором относительно магнитопровода и снабженный центральным отверстием, седло первой ступени с центральным отверстием, запирающий элемент, средства снятия запирающего элемента с седла первой ступени, связанные с якорем, дно электропневмоклапана с каналами подачи и выброса сжатого воздуха, отличающийся тем, что дополнительно содержит подвижный затвор и седло второй ступени, при этом подвижный затвор выполнен в виде полых поршня со штоком, поршень соединен крышкой с седлом первой ступени, а его дно установлено с зазором относительно якоря, шток проходит через центральное отверстие якоря и опирается на седло второй ступени, установленное в дне электропневмоклапана и снабженное центральным отверстием, соединенным с каналом выброса сжатого воздуха и перекрытым штоком, через шток проведен плунжер, одним концом соединенный с поршнем, образующим с крышкой управляющую камеру, а другим концом опирающийся на дно электропневмоклапана, средства снятия запирающего элемента с седла первой ступени выполнены в виде толкателей, проведенных через направляющие отверстия, выполненные в якоре.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *