RU144313U1

RU144313U1 - VALVE-CONTROLLING VALVE

Info

Publication number: RU144313U1
Application number: RU2014111924/06U
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Беляев; Асим Мустафаевич Касимов; Александр Иванович Попов
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-08-20

Abstract

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.The locking and regulating valve, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, movable and stationary with a passage part of the valve and an electric linear actuator with a pusher transmitting linear movement to the movable part of the valve, a rod, an actuator motor, guides and bearings, characterized in that in the actuator, the rod is fixed motionless and covered by a pusher in the form of a platform, perpendicular to the rod, movable in the guides with a slot in the middle through which the rod is passed and in Torah against two of the sides are placed in the grooves of the elastic plate, in contact with the rod under counter angles relative to the longitudinal axis of the rod, wherein these grooves are arranged along the flexible and vibrating plates in contact with them elektrodvizhitelya piezoelectric actuator.

Description

Полезная модель относится к области автоматики и может быть использована для управления потоками газа в системах струйной техники (пневмонике).The utility model relates to the field of automation and can be used to control gas flows in systems of jet technology (pneumonics).

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).Known locking and regulating valves with an electric linear actuator, for example, valves of the ZT series with linear actuators of the ST series of the Avangard group of companies (site http://saz-avangard.ru/upload/files_katalog/soz_2014.pdf viewed 03.03.2014) .

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.In addition, linear piezoelectric motors are known, for example, the German company Physik Instruments (PI), which produces piezoelectric actuators for positioning various equipment (website http://www.kit-e.ru/articles/powerel/2006-10-36.php viewed 02/27/2014). Such piezoelectric motors are practically inertia-free, provide sufficient throttle response, and are virtually silent. Positioning accuracy can be achieved without the use of position sensors, while the movement of the actuator is directly proportional to the number of pulse signals applied to its piezoceramic plates.

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.Also known are piezopneumatic control valves from Hoerbiger GmbH (www.directindustry.com/prod/hoerbiger/catalog/Piezo-Pneumatic Control Valves-1/4 Pages), which provide valve operation at high pressures with relatively low flow rates and small flow sections (1 / 4 ″ or less) that do not meet the requirements of the proposed shut-off and control valve.

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.The closest analogue to the proposed valve is a shut-off valve (KZR) 25CH945p with an electric linear actuator (EIM), adopted as a prototype (site http://saz-avangard.ru/upload/files_katalog/.pdf), contains a housing with inlet and outlet nozzles, movable and stationary with a passage part of the valve and an electric linear actuator with a pusher transmitting linear movement to the moving part of the valve, rod, actuator motor, guides and bearings.

Недостатками прототипа являются трудность отрабатывания очень малых позиционных перемещений исполнительного механизма, большая металлоемкость, усилие, габариты и энергопотребление.The disadvantages of the prototype are the difficulty of practicing very small positional movements of the actuator, high metal consumption, effort, dimensions and power consumption.

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.The technical result is that the valve is able to cover relatively large flow areas using small positional movements to control large gas flows of up to 20 m ³ / h at low pressure (0.1-100 kPa) with reduced power consumption of the actuator and the possibility of manufacturing the valve from light non-metallic materials .

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.The technical result is achieved by the fact that the shutoff-regulating valve comprises a body with inlet and outlet nozzles, a movable and stationary with a passage part of the valve and an electric linear actuator with a pusher transmitting linear movement to the moving part of the valve, a rod, an actuator motor, guides and bearings while in the actuator the rod is fixed motionless and covered by a pusher in the form of a platform, perpendicular to the rod, movable in the guides with a slot in the middle, through oruyu propropuschen rod and in which two opposite sides thereof are arranged in slots of the elastic plate, in contact with the rod under counter angles relative to the longitudinal axis of the rod, wherein these grooves are arranged along the flexible and vibrating plates in contact with them elektrodvizhitelya piezoelectric actuator.

Сущность предложенного клапана поясняется фиг., на которой показана конструктивная схема предложенного клапана.The essence of the proposed valve is illustrated in Fig., Which shows a structural diagram of the proposed valve.

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.The valve comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3, a movable part 4 of the valve, a fixed part 5 of the valve with a bore 6. A fixed rod 7, a pusher 8 in the form of a platform with guides 9 and a slot 10 in the middle through which the rod 7 is passed, flexible plates 11 interacting with the rod 7 and placed in the grooves of the pusher 8 together with the piezoelectric elements 12 of the electric motor drive. The connection of the piezoelectric elements to the control source is not shown.

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.The valve operates as follows. An adjustable gas flow enters through the pipe 2 and passes through the bore 6 to the pipe 3 (or vice versa). The movable part 4 of the valve together with the platform of the pusher 8 is moved along the guides 9 up or down the rod 7 using one of the two elastic plates 11, depending on which of them longitudinal vibrations are excited using the piezoelectric elements 12. Up (according to the drawing), when oscillations in the left piezoelectric element are excited, and down, when oscillations in the right piezoelectric element are excited. At this time, the plate 10, which is not excited on the other hand by the piezoelectric element, while not in force contact with the rod 7, does not interfere with the movement of the pusher 8, since there is not enough pressure on the rod 7. When the piezoelectric elements do not excite the pallet 10 on both sides of the rod 7, the pusher 8 is inhibited and held by two plates 10 due to optimal contact with the rod.

Вибрация пьезоэлементов 12 создается дозированным количеством электрических импульсов с частотой, задающей скорость перемещения подвижной части 4 клапана, прикрывая или открывая проходное сечение 6 клапана.The vibration of the piezoelectric elements 12 is created by the dosed number of electrical pulses with a frequency that sets the speed of movement of the movable part 4 of the valve, covering or opening the passage section 6 of the valve.

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.The proposed valve with such an actuator can be successfully used for fine control and locking of gas flow in low pressure gas flow control systems, for example, in jet technology (pneumonics). The valve does not require positioning sensors and forced braking.

Claims

The locking and regulating valve, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, movable and stationary with a passage part of the valve and an electric linear actuator with a pusher transmitting linear movement to the movable part of the valve, a rod, an actuator motor, guides and bearings, characterized in that in the actuator, the rod is fixed motionless and covered by a pusher in the form of a platform, perpendicular to the rod, movable in the guides with a slot in the middle through which the rod is passed and in Torah against two of the sides are placed in the grooves of the elastic plate, in contact with the rod under counter angles relative to the longitudinal axis of the rod, wherein these grooves are arranged along the flexible and vibrating plates in contact with them elektrodvizhitelya piezoelectric actuator.