Клапан запорно-регулирующий

Полезная модель относится к области автоматики и может быть использована для управления потоками газа в системах струйной техники (пневмонике). Техническим результатом является получение клапаном возможности прикрывать относительно большие проходные сечения с помощью малых позиционных перемещений для управления большими потоками газа до 20 м³/ч при низком давлении (0,1-100 кПа) с уменьшенным энергопотреблением привода и возможностью изготовления клапана из легких неметаллических материалов. Технический результат достигается тем, что клапан запорно-регулирующий, содержит корпус с патрубками входа и выхода, подвижную и неподвижную с проходным отверстием части клапана и электрический прямоходный исполни тельный механизм с толкателем, передающим линейное перемещение к подвижной части клапана, шток, электродвижитель привода, направляющие и опоры, по полезной модели в исполнительном механизме шток закреплен неподвижно и охвачен толкателем в виде перпендикулярной к штоку подвижной в направляющих платформы с прорезью посередине, через которую пропропущен шток и в которой против двух его сторон размещены в пазах упругие пластины, контактирующие с штоком под встречными углами по отношению к продольной оси штока, при этом в этих пазах размещены и вибрирующие вдоль гибких пластин контактирующие с ними пьезоэлементы электродвижителя привода. 1 фиг.

Полезная модель относится к области автоматики и может быть использована для управления потоками газа в системах струйной техники (пневмонике).

Известны клапаны запорно-регулирующие с электрическим прямоходным исполнительным механизмом, например, клапаны серии ЗТ с прямоходным электроприводом серии ST группы компаний «Авангард» (сайт http://saz-avangard.ru/upload/files_katalog/soz_2014.pdf просмотрен 02.03.2014).

Кроме этого, известны линейные пьезоэлектрические двигатели, например, немецкой фирмы Physik Instruments (PI), производящая пьезоприводы для позиционирования различного оборудования (сайт http://www.kit-e.ru/articles/powerel/2006-10-36.php просмотрен 27.02.2014). Такие пьезодвигатели практически безинерционные, обеспечивают достаточную приемистость, практически бесшумны. Точность позиционирования может достигаться без использования датчиков положения, при этом перемещение привода прямо пропорционально числу импульсных сигналов, поданных на его пьезокерамические пластины.

Известны также пьезопневматические управляющие клапаны фирмы Hoerbiger GmbH (www.directindustry.com/prod/hoerbiger/catalog/Piezo-Pneumatic Control Valves-1/4 Pages), обеспечивающие работу клапана при больших давлениях с относительно малыми расходами и малыми проходными сечениями (1/4 и менее), не удовлетворяющими требованиям эксплуатации предлагаемого запорно-регулирующего клапана.

Наиболее близким аналогом к предложенному клапану является клапан запорно-регулирующий (КЗР) 25Ч945п с электрическим прямоходным исполнительным механизмом (ЭИМ), принятый за прототип (сайт http://saz-avangard.ru/upload/files_katalog/.pdf), содержит корпус с патрубками входа и выхода, подвижную и неподвижную с проходным отверстием части клапана и электрический прямоходный исполнительный механизм с толкателем, передающим линейное перемещение к подвижной части клапана, шток, электродвижитель привода, направляющие и опоры.

Недостатками прототипа являются трудность отрабатывания очень малых позиционных перемещений исполнительного механизма, большая металлоемкость, усилие, габариты и энергопотребление.

Техническим результатом является получение клапаном возможности прикрывать относительно большие проходные сечения с помощью малых позиционных перемещений для управления большими потоками газа до 20 м³/ч при низком давлении (0,1-100 кПа) с уменьшенным энергопотреблением привода и возможностью изготовления клапана из легких неметаллических материалов.

Технический результат достигается тем, что клапан запорно-регулирующий содержит корпус с патрубками входа и выхода, подвижную и неподвижную с проходным отверстием части клапана и электрический прямоходный исполнительный механизм с толкателем, передающим линейное перемещение к подвижной части клапана, шток, электродвижитель привода, направляющие и опоры, при этом в исполнительном механизме шток закреплен неподвижно и охвачен толкателем в виде перпендикулярной к штоку подвижной в направляющих платформы с прорезью посередине, через которую пропропущен шток и в которой против двух его сторон размещены в пазах упругие пластины, контактирующие с штоком под встречными углами по отношению к продольной оси штока, при этом в этих пазах размещены и вибрирующие вдоль гибких пластин контактирующие с ними пьезоэлементы электродвижителя привода.

Сущность предложенного клапана поясняется фиг., на которой показана конструктивная схема предложенного клапана.

Клапан содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3, подвижную часть 4 клапана, неподвижную часть 5 клапана с проходным отверстием 6. Неподвижный шток 7, толкатель 8 в виде платформы с направляющими 9 и прорезью 10 посередине, через которую пропущен штока 7, гибкие пластины 11, взаимодействующие со штоком 7 и размещенные в пазах толкателя 8 совместно с пьезоэлементами 12 электродвижителя привода. Подсоединение пьезоэлементов к источнику управления не показано.

Клапан работает следующим образом. Регулируемый поток газа поступает через патрубок 2 и проходит через проходное отверстие 6 к патрубку 3 (или наоборот). Подвижная часть 4 клапана вместе с платформой толкателя 8 перемещается по направляющим 9 вниз или вверх по штоку 7 с помощью одной из двух упругих пластин 11 в зависимости от того, в какой их них возбуждены продольные колебания с помощью пьезоэлементов 12. Вверх (по чертежу), когда возбуждены колебания в левом пьезоэлементе, и вниз, когда возбуждены колебания в правом пьезоэлементе. В это время невозбужденная с другой стороны пьезоэлементом пластина 10, находясь не в силовом контакте со штоком 7, не препятствует движению толкателя 8, поскольку нет достаточного давления на шток 7. Когда пьезоэлементы не возбуждают палстины 10 с обеих сторон штока 7, толкатель 8 заторможен и удерживается двумя пластинами 10 за счет оптимального контакта со штоком.

Вибрация пьезоэлементов 12 создается дозированным количеством электрических импульсов с частотой, задающей скорость перемещения подвижной части 4 клапана, прикрывая или открывая проходное сечение 6 клапана.

Предложенный клапан с таким исполнительным механизмом может с успехом использоваться для тонкого регулирования и запирания расхода газа в системах управления газовыми потоками низкого давления, например в струйной технике (пневмонике). Клапан не требует датчиков позиционирования и принудительного торможения.

Клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с патрубками входа и выхода, подвижную и неподвижную с проходным отверстием части клапана и электрический прямоходный исполнительный механизм с толкателем, передающим линейное перемещение к подвижной части клапана, шток, электродвижитель привода, направляющие и опоры, отличающийся тем, что в исполнительном механизме шток закреплен неподвижно и охвачен толкателем в виде перпендикулярной к штоку подвижной в направляющих платформы с прорезью посередине, через которую пропропущен шток и в которой против двух его сторон размещены в пазах упругие пластины, контактирующие с штоком под встречными углами по отношению к продольной оси штока, при этом в этих пазах размещены и вибрирующие вдоль гибких пластин контактирующие с ними пьезоэлементы электродвижителя привода.

РИСУНКИ