Результат интеллектуальной деятельности: Электроклапан

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к клапанам с электромагнитными приводами, и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов в качестве исполнительного устройства для перепуска рабочих сред в гидравлических или воздушных топливных системах.

Известна конструкция импульсного электроклапана (см. авторское свидетельство SU №1114843), состоящего из цилиндрического корпуса, электромагнитной катушки, запорного органа, имеющего возможность осевого перемещения.

Недостатком известного клапана является возможность попадания посторонних частиц в запорный элемент клапана и, как следствие, его полная или частичная разгерметизация, приводящая к снижению надежности изделия.

Известен клапан (см. патент на полезную модель RU №38878 - прототип), состоящий из расположенных соосно электромагнитной катушки в кожухе, цилиндрического корпуса с кольцевыми пазами и отверстиями в пазах для прохода рабочего тела, запорных элементов, размещенных в его внутренней полости, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрической спиралью и сетчатым фильтром, размещенными одновременно как минимум в одном кольцевом пазе, в дне которого выполнено не менее двух отверстий, расположенных по окружности паза, при этом цилиндрическая спираль расположена в кольцевом пазе между дном паза и сетчатым фильтром, плотно охватывая дно паза, а началом и концом прилегает к боковым стенкам паза и выполнена из проволоки круглого сечения, диаметр которой меньше ширины паза, и при любом расположении в пазе не перекрывает хотя бы одно из отверстий в дне паза, а сетчатый фильтр выполнен в виде ленты, концы которой сложены вместе и механически соединены, плотно охватывая спираль.

Недостатком известного клапана является то, что применение цилиндрической спирали не обеспечивает постоянного зазора между сеткой и поверхностью паза, поскольку сетка не является жестким элементом, и при воздействии на сетку потока рабочего тела возможен контакт сетки с поверхностью паза, т.е. прижатая поверхность сетки не будет работать. При полном исключении контакта сетки с поверхностью паза за счет увеличения толщины проволоки спирали возможен разрыв сетки при воздействии потока рабочего тела, что приводит к снижению надежности всей системы в целом. К тому же диаметр кольцевого паза сетчатого фильтра, как правило, превосходит диаметр трубопроводов летательных аппаратов, что существенно ограничивает его применение.

Задачей предложенного технического решения является расширение эксплуатационных возможностей, уменьшение габаритов и повышение надежности за счет изменения конструкции фильтра на входе клапана.

Поставленная задача решается тем, что в электроклапане, состоящем из соосно расположенных электромагнитной катушки, цилиндрического корпуса, запорного элемента, размещенного в его внутренней полости, фильтров, каждый фильтр представляет из себя сетку, размещенную на решетке, а набор фильтров с размещенным между ними кольцами образует фильтроблок, причем фильтры размещены последовательно относительно потока рабочего тела и каждый последующий фильтр имеет сетку с более мелкими ячейками, а диаметры отверстий каждой последующей решетки меньше, чем предыдущей, причем суммарные площади отверстий решеток приблизительно равны.

На чертежах изображен разрез общего вида клапана (Фиг. 1), выносной элемент С (Фиг. 2).

Клапан, показанный на общем виде в нерабочем состоянии (обесточен-закрыт), включает в себя следующие основные конструктивные элементы: цилиндрический корпус 1 с установленными в нем входным и выходным штуцерами 2 и 3, на внешней поверхности которого расположена электромагнитная катушка 4, защищенная снаружи кожухом 5. Внутри цилиндрического корпуса расположен подпружиненный пружиной 6 запорный элемент 7, обеспечивающий объединение (разобщение) входной и выходной полостей Е и У. Подключение клапана к бортовой электросети изделия осуществляется через разъем 8.

Между входным штуцером 2 и цилиндрическим корпусом 1 размещен фильтроблок 9, изготовленный в виде цилиндра, по торцу которого размещена сетка 11 с крупными ячейками, контактирующая с решеткой 12, где выполнены N отверстий с диаметром А. С другой стороны решетка 12 контактирует с торцом кольца 13, противоположный торец которого взаимодействует с сеткой 14 с более мелкими ячейками. Сетка 14, в свою очередь, контактирует с решеткой 15, в которой выполнены М отверстий с диаметром В, причем N<М при А>В, таким образом, что площадь всех отверстий А ≅ площади всех отверстий В. После сборки фильтроблока 9 его корпус 10 завальцовывается с одного из торцов либо детали в нем фиксируются любым другим способом.

Клапан работает следующим образом.

По команде от системы управления изделием на обмотку электромагнитной катушки 4 подается заданное напряжение. Под воздействием электромагнитного поля, возникающего при этом, запорный элемент 7 сдвигается влево на расстояние Т, сжимая пружину 6 и объединяя полости Е и У до тех пор, пока обмотка электромагнитной катушки 4 находится под напряжением. Рабочее тело (РТ) проходит сетку 11 с крупными ячейками, где происходит его предварительная (грубая) очистка. При этом под воздействием потока РТ (его направление показано стрелкой на Фиг. 2, вид С) сетка 11 прижимается к решетке 12, которая частично воспринимает нагрузки, действующие на сетку 12. Пройдя грубую очистку, затем - через кольцо 13, поток РТ попадает на сетку 14 с мелкими ячейками, где происходит его окончательная (тонкая) очистка. Решетка 15 с более мелкими отверстиями, установленная сразу за сеткой 14 с мелкими ячейками, также частично воспринимает нагрузки от движения РТ, действующие на сетку 14.

Предложенное техническое решение позволит применять на входе клапана арматуру любого диаметра и, следовательно, уменьшить габариты клапана, поскольку диаметр цилиндрического корпуса не зависит от размеров встроенной в клапан конструкции фильтроблока, которая работает как система фильтров с минимальными линейными габаритами, а также увеличить скорость потока РТ, поскольку решетки, установленные непосредственно за сетками, воспринимают часть нагрузок от потока РТ, снижая возможность разрыва (разрушения) сеток что ведет к повышению надежности и расширению эксплуатационных возможностей.