ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1998 года по МПК F16K31/02 

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

Известны электромагнитные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками, расположенными под прямым углом один к другому, подпружиненный основной затвор (в виде полого поршня), перекрывающий седло, установленное на выходе из канала, соединяющего выходной патрубок с внутренней полостью корпуса [1].

В данном клапане должен быть применен электропривод, достаточно мощный для того, чтобы преодолеть действие возвратной пружины, обеспечивающей открытие вспомогательного затвора. Кроме того, в данном клапане основной и вспомогательный затворы механически связаны с сердечником, что может привести к заклиниванию, механическим повреждениям и т.п.

Известен более совершенный электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными под прямым углом один к другому, подпружиненный основной затвор, выполненный в виде полого поршня, перекрывающего седло, расположенное на выходном патрубке, а также связанный с сердечником вспомогательный затвор, перекрывающий соответствующее седло, установленное на выходе из канала, соединяющего выходной патрубок с внутренней полостью корпуса [2].

В данном клапане между торцевыми стенками обоих затворов установлены основная и разгрузочная пружины, воздействующие на соответствующие затворы. Этот клапан может обеспечить открытие на полный рабочий ход как при низком, так и при высоком давлениях. Однако задачу, поставленную настоящим изобретением (снижение мощности электропривода и исключение механической связи между основным и вспомогательным затворами), этот клапан, как и вышеприведенный, не решает по аналогичным причинам.

Задача, поставленная настоящим изобретением, - разработка электромагнитного клапана с маломощным электромагнитным приводом и такими основным и вспомогательным затворами, которые не имели бы механической связи один с другим.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, - снижение мощности электропривода и исключение механической связи между основным и вспомогательным затворами.

Данный технический результат достигается тем, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, расположенными под прямым углом один к другому, подпружиненный основной затвор, выполненный в виде полого поршня, перекрывающего седло, расположенное на выходном патрубке, а также связанный с сердечником вспомогательный затвор, перекрывающий соответствующее седло, установленное на выходе из канала, соединяющего выходной патрубок с внутренней полостью корпуса, сердечник установлен нормально к выходному патрубку, а внутренняя полость корпуса в зоне расположения вспомогательного затвора соединена с внутренней полостью поршня основного затвора, причем поршень основного затвора выполнен с цилиндрическим основанием, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения по соответствующей направляющей, а передняя часть поршня выполнена с меньшим диаметром и установлена в корпусе с образованием радиального зазора, а внутренняя полость поршня соединена ступенчатыми диагональными каналами с упомянутым радиальным зазором.

Еще в большей степени технический результат достигается тем, что в электромагнитном клапане, характеризуемом вышеперечисленными признаками, внутренняя полость корпуса в зоне расположения вспомогательного затвора соединена с внутренней полостью посредством системы взаимно перпендикулярных каналов.

На чертеже схематически изображен описываемый электромагнитный клапан.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, расположенными под прямым углом один к другому, основной затвор 4, имеющий возвратную пружину 5, перекрывающую седло 6, расположенное на выходном патрубке 3.

Электромагнитный привод включает обмотку 7, магнитопровод 8, сердечник 9. С сердечником 9 связан вспомогательный затвор 10 с уплотнительной прокладкой 11.

В частном случае (как на чертеже) вспомогательный затвор 10 выполнен за одно целое с сердечником 9. Вспомогательный затвор 10 перекрывает седло 12, установленное на выходе из канала 13, соединяющего выходной патрубок 3 с внутренней полостью 14 корпуса. Сердечник 9 установлен нормально к выходному патрубку 3, а внутренняя полость 14 в зоне расположения вспомогательного затвора 10 соединена с внутренней полостью 15 поршня основного затвора 4. Поршень основного затвора 4 выполнен с цилиндрическим основанием 16, установленным в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения по соответствующей направляющей 17, а передняя часть 18 поршня выполнена с меньшим диаметром и установлена в корпусе с образованием радиального зазора 19. Передняя часть 18 поршня имеет уплотнение 20, примыкающее непосредственно к седлу 6. Пружина 5 основного затвора расположена вдоль оси внутренней полости 15 поршня посредством системы взаимно перпендикулярных каналов 21, 22. Внутренняя полость 15 поршня соединена также ступенчатыми диагональными каналами 23 с радиальным зазором 19. Поршень затвора 4 имеет с корпусом 1 также и осевой зазор 24. Сердечник 9, в свою очередь, установлен по отношению к магнитопроводу 8 с осевым зазором 25 и радиальным зазором 26, которые соединены системой взаимно перпендикулярных каналов 27, 28 через полость 29, в которой расположена возвратная пружина 30.

Работает электромагнитный клапан следующим образом.

Клапан относится к нормально закрытым и может быть использован для различных газообразных и жидкостных сред, например сжиженные нефтяные газы или газообразные продукты, такие, как пропан, бутан.

Для открытия клапана в обмотку 7 подается электрический ток, при этом сердечник 9 втягивается внутрь магнитопровода 3, сжимает возвратную пружину 30, одновременно вспомогательный затвор 10 отходит от седла 12, и рабочая среда (газообразная или жидкостная) из входного патрубка 2 попадает через радиальный зазор 19, внутреннюю полость 15 поршня основного затвора 4 в осевой зазор 24, затем в каналы 22, 21, во внутреннюю полость 14 и по каналу 13 в выходной патрубок 3.

В результате описываемого поступления среды передняя часть 13 поршня основного затвора будет испытывать давление, превышающее давление во внутренней полости 15 и усилие пружины 5, следовательно, основной затвор 4 будет отжат от седла 6 и входной патрубок 2 сообщен с выходным патрубком 3. Клапан открыт.

Для закрытия электромагнитного клапана обмотка 7 обесточивается, сердечник 9 с вспомогательным затвором 10 устремляются под воздействием возвратной пружины 30 к седлу 12 и перекрывает канал 13. При этом давление рабочей среды в выходном патрубке 3 падает и основной затвор 4 под воздействием возвратной пружины 5 и давления в патрубке 2 (соответственно во внутренней полости 15 поршня) вновь прижимается к седлу 6, перекрывая сообщение между патрубками 2 и 3. Клапан закрыт.

Использование: в области арматуростроения. Сущность изобретения: входной и выходной патрубки корпуса электромагнитного клапана расположены под прямым углом друг к другу. Подпружиненный основной затвор выполнен в виде полого поршня и перекрывает седло на выходном патрубке. Сердечник установлен нормально к выходному патрубку и связан с вспомогательным затвором, перекрывающим седло, установленное на выходе из канала, соединяющего выходной патрубок с внутренней полостью корпуса, которая соединена с внутренней полостью основного затвора. Поршень выполнен с цилиндрическим основанием, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения по направляющей. Передняя часть поршня выполнена с меньшим диаметром и установлена в корпусе с образованием радиального зазора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными под прямым углом один к другому, подпружиненный основной затвор, выполненный в виде полого поршня, перекрывающего седло, расположенное на выходном патрубке, а также связанный с сердечником вспомогательный затвор, перекрывающий соответствующее седло, установленное на выходе из канала, соединяющего выходной патрубок с внутренней полостью корпуса, отличающийся тем, что сердечник установлен нормально к выходному патрубку, а внутренняя полость корпуса в зоне расположения вспомогательного затвора соединена с внутренней полостью поршня основного затвора, причем поршень основного затвора выполнен с цилиндрическим основанием, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения по соответствующей направляющей, а передняя часть поршня выполнена с меньшим диаметром и установлена в корпусе с образованием радиального зазора, а внутренняя полость поршня соединена ступенчатыми диагональными каналами с упомянутым радиальным зазором. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость корпуса в зоне расположения вспомогательного затвора соединена с внутренней полостью поршня посредством системы взаимоперпендикулярных каналов.