ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1994 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть применено в качестве перекрывающих клапанов во всех областях промышленности, в частности в холодильной и криогенной технике, в машиностроении, в химической и нефтяной добыче и переработке.

Известен электромагнитный клапан, содержащий электромагнит, якорь которого соединен с размещенным в корпусе затвором. Принцип действия такого электромагнитного клапана основан на перемещении затвора якорем электромагнита, который, в свою очередь, перемещается к стопу под действием сил притяжения, возбуждаемых магнитным потоком, возникающим в обмотке электромагнита.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный клапан, содержащий корпус с выполненными в нем седлом, сообщенным с выходным каналом, и концентричной седлу цилиндрической расточкой, открытой частью сообщенной с входным каналом, установленный в расточке основной затвор поршневого типа с загрузочным отверстием и связанный с электромагнитным приводом управляющий затвор, входной канал которого выведен в днище расточки.

Недостатком такого клапана является его низкая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности работы, расширение функциональных возможностей, снижение стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с выполненными в нем седлом, сообщенным с выходным каналом, и концентричной седлу цилиндрической расточкой, открытой частью сообщенной с входным каналом, установленный в расточке основной затвор поршневого типа с загрузочным отверстием и связанный с электромагнитным приводом управляющий затвор, входной канал которого выведен в днище расточки, согласно изобретению основной затвор установлен с зазором относительно стенок расточки, в днище расточки с внешней стороны входного канала управляющего затвора выполнена уплотняющая поверхность, а на основном затворе - ответная указанной поверхности уплотнительная кромка и закрылки с внешней стороны загрузочного отверстия.

На чертеже изображена конструктивная схема электромагнитного клапана.

Электромагнитный клапан имеет корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе 1 оборудована основная запорная пара, состоящая из основного седла 4, подпружиненного пружиной 5, и основного затвора 6 поршневого типа. В основном затворе 6 установлен уплотнительный элемент 7 и выполнено загрузочное отверстие 8, соединяющее проточную полость 9 с управляющей полостью 10. На корпусе 1 установлена крышка 11, в которой выполнены разгрузочные каналы 12 и 13, а также встроена управляющая пара, состоящая из управляющего седла 14 и управляющего затвора 15, в котором установлен уплотнительный элемент 16. На крышке 11 закреплен электромагнитный привод 17, связанный с управляющим затвором 15. Управляющий затвор 15 может являться одновременно сердечником электромагнитного привода 17 или соединяться с сердечником посредством штока. На нижней части основного затвора 6 выполнены закрылки 18, имеющие вогнутую форму со стороны потока рабочей среды, т.е. центр кривизны закрылков 18 расположен со стороны проточной полости 9. Между верхней частью основного затвора 6 и внутренней частью крышки 11 установлена дополнительная запорная пара, состоящая из дополнительного седла 19 и дополнительного уплотнительного элемента 20. Причем дополнительное седло 19 может быть выполнено как на верхней части основного затвора 6 (что показано на чертеже), так и на внутренней части крышки 11, а уплотнительный элемент 20 соответственно может быть установлен как на внутренней части крышки 11, так и на верхней части основного затвора 6. Дополнительная запорная пара выполнена для герметизации управляющей полости 10 по периметру основного затвора 6, на боковой поверхности которого отсутствуют в данном случае резиновые уплотнительные элементы (кольца), и натекание в управляющую полость 10 в крайнем нижнем и промежуточном положениях основного затвора 6 происходит как через загрузочное отверстие 8, так и через зазор между крышкой 11 и боковой поверхностью основного затвора 6; и крайнем же верхнем положении основного затвора 6 натекание в управляющую полость 10 может происходить только через калиброванное загрузочное отверстие 8.

Работает клапан следующим образом. При подаче напряжения на катушку электромагнитного привода 17 управляющий затвор 15 с уплотнительным элементом 16 перемещается к стопу от седла 14, открывая выход рабочей среды из управляющей полости 10 через каналы 12 и 13 в выходной канал 3. Под действием возникающего перепада давлений основной затвор 6 перемещается вверх. При этом, как только откроется проходное сечение между седлом 4 и уплотнительным элементом 7, к силе, возникающей от статического перепада давлений, добавляется сила динамического воздействия потока на основной затвор 6, поднимающая его до крайнего верхнего положения.

Обратный ход происходит после снятия напряжения с катушки электромагнитного привода. При этом затвор 6 возвращается в исходное положение под действием основной пружины 5 и собственного веса, а затем прижимается к седлу 4 перепадом давления Р_вх-Р_вых.

Таким образом, повышение надежности достигается путем устранения возможности залипания (закливания) основного затвора 6 за счет исключения уплотнительных элементов (резиновых колец) на боковой поверхности основного затвора, наличие которых приводило к их залипанию к внутренней поверхности крышки и, как следствие, к заклиниванию основного затвора.

Расширение функциональных возможностей достигается за счет снижения нижнего предела давления трогания основного затвора 6 при открытии путем уменьшения сил трения благодаря устранению боковых уплотнительных колец, увеличения скорости перемещения основного затвора путем организации дополнительного натекания рабочей среды в управляющую полость 10 через зазор между боковой поверхностью основного затвора и направляющей поверхностью крышки 11, а также за счет снижения потерь на поднятие основного затвора (открытие клапана) путем организации дополнительной подъемной силы, действующей на основной затвор и возникающей в результате взаимодействия двигающейся рабочей среды в проточной полости 9 с закрылками 18.

Снижение стоимости достигается за счет возможного снижения классности сопрягаемых поверхностей основного затвора 6 и крышки 11, а также за счет снятия резинового уплотнительного кольца.

Использование: в холодильной и криогенной технике. Сущность изобретения: в корпусе выполнено седло, сообщенное с выходным каналом. Концентричная седлу цилиндрическая расточка открытой частью сообщена с входным каналом. В расточке установлен основной затвор поршневого типа с загрузочным отверстием. С электромагнитным приводом связан управляющий затвор, входной канал которого выведен в днище расточки. Основной затвор установлен с зазором относительно стенок расточки. В днище расточки с внешней стороны входного канала управляющего затвора выполнена уплотняющая поверхность, на основном затворе - ответная указанной поверхности уплотнительная кромка и закрылки с внешней стороны загрузочного отверстия. 1 ил.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с выполненным в нем седлом, сообщенным с выходным каналом, и концентрично седлу цилиндрической расточкой, открытой частью сообщенной с входным каналом, установленный в расточке основной затвор поршневого типа с загрузочным отверстием и связанный с электромагнитным приводом управляющий затвор, входной канала которого выведен в днище расточки, отличающийся тем, что основной затвор установлен с зазором относительно стенок расточки, в днище расточки с внешней стороны входного канала управляющего затвора выполнена уплотнительная поверхность, а на основном затворе - ответная указанной поверхности уплотнительная кромка и закрылки с внешней стороны загрузочного отверстия.