ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1997 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к арматуре, устанавливаемой на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, а еще более конкретно к электромагнитным клапанам.

Известны электромагнитные клапаны, содержащие корпус с размещенным в нем седлом, перекрываемым запорным органом, и заполненный рабочим телом демпфирующий цилиндр сильфонного типа (см. патент ФРГ N 1064770 кл. F 16 K 31/02 1965).

В данном клапане демпфирующий цилиндр предназначен для компенсации внутреннего давления в корпусе клапана и не может обеспечить регулирование расхода рабочей среды.

Известны также электромагнитные клапаны, содержащие корпус с размещенным в нем седлом, перекрываемым запорным органом, и заполненный рабочим телом демпфирующий цилиндр с поршнем внутри, жестко связанным с запорным органом, причем надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра соединены между собой переточным каналом (см. Пржиалковский А.Л. и др. Электромагнитные клапаны, Л. Машиностроение, 1967, с.53, 54, рис. 26).

Данный клапан благодаря использованию демпфирующего цилиндра обеспечивает настройку скорости перемещения запорного органа непосредственно перед пуском в работу, однако обеспечить регулирование расхода рабочей среды в процесс работы данный клапан также не может.

Задача данного изобретения создание электромагнитных клапанов самых различных типов, позволяющих регулировать расход рабочей среды по заданному закону.

Технический результат, достигаемый изобретением обеспечение регулирования расхода рабочей среды по заданному закону.

Данный технический результат достигается тем, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с размещенным в нем седлом, перекрываемым запорным органом и заполненный рабочим телом демпфирующий цилиндр с поршнем внутри, имеющим жесткую связь с запорным органом, причем надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра соединены между собой переточным каналом, внутри переточного канала установлен автономный перекрывной орган, имеющий электромагнитный привод.

Тот же самый технический результат достигается в большей степени, когда в электромагнитном клапане, характеризуемом вышеперечисленными существенными признаками, автономный перекрывной орган выполнен нормально открытым, а электромагнитный привод снабжен импульсным генератором.

Дополнительный технический результат повышение эксплуатационной надежности.

Этот результат достигается тем, что жесткая связь с запорным органом выполнена в виде индивидуального штока, один конец которого примыкает к поршню, а второй закреплен непосредственно на запорном органе.

Данное изобретение относится к самым различным типам электромагнитных клапанов: непосредственного действия, с разгрузкой, с пилотным управлением, с поршневым затвором, с мембранным затвором и тому подобным, а также к электромагнитным клапанам типа переключателей.

На чертеже схематически изображен электромагнитный клапан, содержащий корпус 1 с размещенным в нем седлом 2 и запорным органом 3, при этом клапан имеет электромагнитный привод 4. Кроме того, клапан снабжен возвратной пружиной 5, дополнительным седлом 6 со своим дополнительным перекрывным органом 7, установленном на общем штоке 8 с электромагнитным приводом 4.

К корпусу примыкает подводящий трубопровод 9 и отводящий 10 для рабочей среды, в качестве которой могут быть использованы различные жидкости и газы. К внутренней полости корпуса 1 примыкает обводная линия 11, соединяющая внутреннюю полость 12, расположенную над запорным органом 3, с отводящим трубопроводом 10, который соединен в свою очередь с внутренней полостью 13, расположенной под запорным органом, при этом в самом запорном органе предусмотрены переточные отверстия 14.

В нижней части корпуса 1 установлен демпфирующий цилиндр 15, заполненный рабочим телом, например маслом, глицерином, спиртом и т.д. Расположение демпфирующего цилиндра в зависимости от конкретной конструкции клапана может быть в различных частях его корпуса.

Внутри демпфирующего цилиндра установлен поршень 16, разделяющий цилиндр на надпоршневую 17 и подпоршневую 18 полости, которые связаны между собой переточным каналом 19. Внутри канала расположен автономный перекрывной орган, состоящий из седла 20 и перекрывного элемента 21, соединенного штоком 22 с индивидуальным электромагнитным приводом 23, который в свою очередь снабжен (через электрическую связь) импульсным генератором 24. При этом автономный перекрывной орган должен быть выполнен нормально открытым. Привод может быть и иным, например электрическим, ручным и тому подобным. Поршень 16 жестко связан с помощью индивидуального штока 25 с запорным органом 3. При расположении цилиндра 15 в верхней части корпуса клапана поршень может быть расположен на общем штоке с электромагнитным приводом.

Автономный перекрывной орган должен быть выполнен нормально открытым, т. е. перекрывной элемент 21 должен быть оторван от седла 20 на максимальное (заданное) расстояние.

Работает электромагнитный клапан следующим образом.

В исходном положении запорный орган 3 прижимается к седлу 2 корпуса 1 (при этом автономный перекрывной орган установлен в положении "открыто") давлением рабочей силы, находящейся в полости 12 (куда она поступает через переточные из подводящего трубопровода) и возвратной пружиной 5.

Для открытия клапана подается электрический сигнал на электромагнитный привод 4. При этом привод 4 поднимает дополнительный перекрывной орган 7 и открывает дополнительное седло 6 для сброса рабочей среды из полости 12 через обводную линию 11 в отводящий трубопровод 10. Благодаря перепаду давлений между трубопроводом 9 и полостью 13, соединенной с полостью 12, запорный орган 3 начнет движение вверх, открывая седло 2. Так как запорный орган 3 через шток 25 жестко связан с поршнем 16, то последний также начнет двигаться вверх, перекачивая рабочее тело (масло, глицерин, спирт) из надпоршневой полости 17 в подпоршневую полость 18 через переточный канал 19 и соответственно через седло 20 автономного перекрывного органа. При этом, скорость перемещения запорного органа будет зависеть от диаметра седла 20 и вязкости рабочего тела (жидкости) в цилиндре 15.

Для того, чтобы остановить запорный орган 3 в любом промежуточном положении, автономный перекрывной орган необходимо закрыть, т.е. седло 20 нужно перекрыть перекрывным элементом 21, после этого перекачка рабочего тела из полости 17 в полость 18 прекращается и запорный орган 3 останавливается.

Таким образом, управляя электромагнитным приводом 23, можно обеспечить любой заданный расход рабочей среды через седло 2. Подавая сигналы с импульсом различной длительности можно получить заданную расходную характеристику электромагнитного клапана, иначе говоря предложенный электромагнитный клапан выполняет функцию регулирующего перекрывного устройства, в котором расход рабочей среды можно осуществлять по заданному закону с помощью импульсного генератора 24.

Для закрытия клапана, при обесточенном электромагнитном приводе 4 с помощью электропривода 23 автономный перекрывной орган устанавливается в положении "открыто", перекрывной орган 3 при помощи возвратной пружины 5 перекрывает седло 2, а поршень 15 с помощью штока 25 возвращается в исходное положение.

Использование: в арматуростроении. Сущность изобретения: электромагнитный клапан содержит корпус с размещенными в нем седлом и запорным органом. Запорный орган жестко связан с поршнем, размещенным в демпфирующем цилиндре. Цилиндр заполнен рабочим телом, его надпоршневая и подпоршневая полости соединены переточным каналом, внутри которого установлен нормально открытый автономный перекрывной орган с электромагнитным приводом. Привод может быть снабжен импульсным генератором. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный клапан, содержащий корпус с размещенным в нем седлом, перекрываемым запорным органом, и заполненный рабочим телом демпфирующий цилиндр с поршнем внутри, имеющим жесткую связь с запорным органом, причем надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра соединены между собой переточным каналом, отличающийся тем, что внутри переточного канала установлен автономный перекрывной орган, имеющий электромагнитный привод. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что автономный перекрывной орган выполнен нормально открытым. 3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что жесткая связь с запорным органом выполнена в виде индивидуального штока, один конец которого примыкает к поршню, а второй закреплен непосредственно на запорном органе. 4. Клапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электромагнитный привод автономного перекрывного органа снабжен импульсным генератором.