АВАРИЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1997 года по МПК F16K31/08 

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для применения в газовых приборах.

Известен импульсный электромагнитный клапан, содержащий две обмотки и якорь, на котором укреплен постоянный магнит [1]
При подаче в обмотку электрического импульса якорь притягивается к крышке и удерживается в этом положении за счет остаточной намагниченности постоянного магнита. Для закрытия клапана электрический импульс подают в другую обмотку.

Известен также привод клапана, содержащий корпус, цилиндрическая обечайка которого изготовлена из магнитомягкого материала. Якорь изготовлен из магнитомягкого материала и установлен в трубчатой направляющей с возможностью перемещения. В корпусе расположена катушка, которая окружает часть направляющей. Вблизи одного из концов корпуса установлен постоянный магнит. Его полюса расположены так, что большая часть магнитного потока, проходя через обечайку корпуса и якорь, стремится удерживать якорь во втором положении, в котором якорь удален от седла.

Для перевода якоря в первое положение необходимо подать импульс обратной полярности [2]
Наиболее близким к изобретению является электромагнитный клапан с магнитной защелкой, содержащий якорь с запорным органом, корпус, постоянный магнит и обмотку [3]
При подаче в обмотку импульса постоянного тока якорь, сжимая пружину, поднимается и удерживается в верхнем положении при обесточенной обмотке за счет остаточной намагниченности постоянного магнита клапан открыт. Для закрытия клапана в обмотку подают импульс постоянного тока обратной полярности.

Недостатком известных конструкций является необходимость введения либо дополнительной обмотки, либо устройства переключения полярности подаваемого напряжения.

Кроме того, все эти электромагнитные клапаны требуют дополнительной подачи напряжения на обмотку для изменения положения якоря, что исключает возможность их применения в аварийных ситуациях, когда источники напряжения отсутствуют или неработоспособны.

При этом известные конструкции не исключают возможности изменения рабочего состояния при случайной подаче напряжения. Задачей изобретения является повышение надежности путем исключения самопроизвольного срабатывания клапана.

Для достижения указанного технического результата электромагнитный клапан содержит полый корпус и обмотку, охватывающую корпус. В полости корпуса размещены неподвижный полюс и якорь, соединенный с запорным органом, возвратная пружина и поставленный магнит, соединенный с аксиально перемещаемым устройством ручного управления. При этом постоянный магнит размещен в контакте с концом корпуса электромагнита, расположенным у торца якоря, удаленного от запорного органа, и имеет одинаковую полярность с магнитным потоком, создаваемым при включении электромагнита.

На чертеже изображен аварийный электромагнитный клапан.

Аварийный клапан содержит корпус 1 запорного устройства клапана, в котором расположен запорный орган 2 тарельчатого типа и возвратная пружина 3. Корпус 1 запорного устройства клапана и корпусе 4 электромагнитного привода соединены при помощи резьбового отверстия и резьбового хвостовика 5.

Электромагнитный привод включает обмотку 6, размещенную на корпус 4 электромагнита и кожух 7, охватывающий катушку 6 и жестко закрепленный на корпусе 4. В центральном отверстии корпуса электромагнита, являющегося частью магнитопровода, расположены якорь 8, неподвижный полюс 9, шток 10, проходящий через центральное отверстие полюса 9. Положение полюса зафиксировано в корпусе электромагнита стопорным кольцом 11. Внутренняя полость корпуса 4 электромагнита выполнена герметичной благодаря отсутствию механической связи между возвратным механизмом и якорем.

В верхней части электромагнитного привода расположен постоянный магнит 12. Его полюса расположены так, что большая часть магнитного потока, проходя через корпус и якорь, стремится удерживать якорь в положении, когда якорь удален от седла и клапан открыт. Привод клапана дополнительно снабжен ярмом 13 из магнитомягкого материала, в центральной расточке которого расположен толкатель 14 из магнитомягкого материала, на одном из торцов которого жестко закреплен постоянный магнит 12, а на противоположном торце закреплена кнопка 15 для ручного управления. На торце якоря, обращенном к закрытому концу корпуса, (к постоянному магниту), закреплена накладка 16 из немагнитного материала. Для обеспечения лучшего направления штока 10 в центральном отверстии полюса закреплено направляющее кольцо 17. Запорный орган 2 соединен со штоком шарнирно.

Аварийный электромагнитный клапан работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку 6 электромагнита привода, создаваемый ею магнитный поток, имеющий одинаковую полярность с постоянным магнитом, замыкаясь через кожух 7, ярмо 13, толкатель 14, постоянный магнит 12, корпус 4, якорь 8, полюс 9 и снова корпус 4, создает на якоре тяговое усилие, которое, преодолевая усилие возвратной пружины 3 и постоянного магнита 12, подтягивает якорь 8 к полюсу 9, поджимая тем самым запорный орган 2 к седлу корпуса 1 и перекрывая проход рабочего тела.

Включающий импульс напряжения на катушку электромагнита подается сигнальным устройством при определенной дозе загазованности помещения.

При снятии напряжения с катушки якорь под действием магнитного потока постоянного магнита, который, замыкаясь через корпус, якорь, полюс, кожух, ярмо, толкатель, удерживается в притянутом к полюсу состоянии, т.е. проход рабочего тела остается закрытым.

Открытие клапана происходит следующим образом. Вручную оттягивают кнопку 15, отрывая тем самым постоянный магнит от корпуса 4 и разрывая магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом.

Вследствие этого якорь под воздействием пружины 3 возвращается в исходное состояние, открывая тем самым проход рабочего тела.

При отпускании кнопки последняя под воздействием постоянного магнита или специального упругого элемента (на чертеже не показано) также возвращается в исходное состояние, подтягиваясь к корпусу 4.

Преимуществом предлагаемого аварийного электромагнитного клапана являются высокая степень надежности, т.к. конструкция исключает самопроизвольное закрывание и открывание клапана как при снятии электрического импульса, так и при случайной подаче напряжения или случайном ударе по кнопке. Кроме того, открытие клапана не требует дополнительной подачи напряжения, что весьма существенно в аварийных ситуациях.

Возможность ручного управления клапаном без жесткого соединения устройства ручного управления с запорным органом или якорем позволяет обеспечить высокую степень герметичности конструкции.

Простота предлагаемого клапана обеспечивает высокую технологичность конструкции по сравнению с известными.

Использование: в арматуростроении, может быть применено в газовых приборах. Сущность изобретения: в полости корпуса аварийного электромагнитного клапана размещены неподвижный полюс и якорь, соединенный с запорным органом. Обмотка электромагнита охватывает корпус. Постоянный магнит соединен с устройством ручного управления и размещен в контакте с концом корпуса электромагнита, расположенным у торца якоря, удаленного от запорного органа. Магнит имеет одинаковую полярность с магнитным потоком, создаваемым при включении электромагнита. 1 ил.

Аварийный электромагнитный клапан, содержащий обмотку электромагнита, охватывающую полый корпус, в полости которого размещены неподвижный полюс и якорь, соединенный с запорным органом, возвратную пружину, постоянный магнит, соединенный с аксиально перемещаемым устройством ручного управления, отличающийся тем, что постоянный магнит размещен в контакте с концом корпуса электромагнита, расположенным у торца якоря, удаленного от запорного органа, и имеет одинаковую полярность с магнитным потоком, создаваемый при включении электромагнита.