ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1999 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно - к электромагнитным клапанам, устанавливаемым на различных магистралях, трубопроводах и других, а еще более узко - клапанам, имеющим управляемый перекрывной орган.

Изобретение может найти применение в самых широких областях техники, например в энергетике, химической, газовой, пищевой промышленности и т.п.

Известны электромагнитные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом с приводом, управляемым с помощью потенциометра и электромагнита соленоидного типа (см. а.с. N 1551928 кл. F 16 K 31/10 1990).

Данный электромагнитный клапан не обеспечивает достижения поставленного технического результата и не решает задачу, поставленную перед изобретением, так как характеризуется сложностью конструкции и большой энергоемкостью.

Известны также более близкие по конструкции электромагнитные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, а также управляющий перекрывной орган с приводом, причем запорный орган по рабочей среде соединен с управляющим перекрывным органом и с выходным патрубком (см. а.с. N 165623 кл. F 16 K 31/02, 1964).

Данный клапан также не решает поставленную задачу и не обеспечивает достижения технического результата.

Задача изобретения - создание малогабаритного электромагнитного клапана с экономичным приводом.

Технический результат, достигаемый изобретением, - уменьшение потребляемой мощности на электропривод управляющего перекрывного органа.

Данный технический результат достигается тем, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, а также управляющий перекрывной орган с приводом, причем запорный орган по рабочей среде соединен с управляющим перекрывным органом и с выходным патрубком; в линии соединения запорного органа с управляющим перекрывным органом установлен промежуточный запорный элемент со своим седлом и своим приводом, при этом входной патрубок соединен по рабочей среде непосредственно с управляющим перекрывным органом, а седло промежуточного запорного элемента расположено на линии соединения запорного органа с выходным патрубком.

Данный технический результат в частных случаях достигается также тем, что в электромагнитном клапане, характеризуемом вышеперечисленными признаками, привод промежуточного запорного элемента выполнен в виде поршневого сервомотора; диаметр седла управляющего перекрывного органа меньше диаметра седла промежуточного запорного элемента; линия соединения запорного органа с выходным патрубком имеет канал, соединяющий полость между запорным элементом и поршнем сервомотора с выходным патрубком.

На чертеже схематично изображен описываемый электромагнитный клапан.

Электромагнитный клапан содержит корпус 1, с входным 2 и выходным 3 патрубками и с седлом 4, перекрываемым запорным органом 5 поршневого типа, который имеет отверстие 6 для истекания рабочей среды из полости 7 в полость 8. Запорный орган снабжен возвратной пружиной 9. Электромагнитный клапан содержит также управляющий перекрывной орган 10 с седлом 11, с электроприводом 12 и возвратной пружиной 13.

Запорный орган (его полость 7) по рабочей среде соединен с управляющим органом. В частном случае линия соединения состоит из канала 14, полости 15, канала 16, полости 17 и канала 18.

Запорный орган (его полость 7) по рабочей среде также соединен через канал 14, полость 15, канал 16 и канал 19 с выходным патрубком 3. Кроме того, входной патрубок 2 через канал 20 и полость 21 соединен по рабочей среде непосредственно с управляющим перекрывным органом 10 Перекрывной элемент должен при этом быть расположен на линии соединения запорного органа 5 с выходным патрубком 3.

В линии соединения запорного органа 5 с управляющим перекрывным органом 10 (в частности, на входе в канал 16) установлен промежуточный запорный элемент 22 со своим седлом 23 и своим приводом, который может быть выполнен различного известного типа (электромагнитный, гидравлический и т.п.). В частном случае данный привод выполнен в виде поршневого сервомотора (с поршнем 24), имеющего возвратную пружину 25, и соединенного жестко с запорным элементом 22. Поршень имеет отверстие 26 для перетекания рабочей среды, при этом поршень расположен в полости 17, служащей цилиндром для его перемещения условно разделенным поршнем на два отсека 27 и 28. Все вышеперечисленные элементы клапана могут быть размещены в одном корпусе, общем с корпусом 1.

Работает запорный клапан следующим образом.

При отключенном электроприводе 12 запорный клапан находится в положении "закрыто", запорный орган 5 прижат к седлу 4, давления в полости 7 и 8 равны.

Для открытия клапана с помощью электропривода 12 управляющий перекрывной орган 10 отжимают от седла 11.

Рабочая среда по каналу 20 поступает в полость 21, затем в канал 18 и в отсек 28 и давит на поршень 24 сервомотора, который, перемещаясь, открывает промежуточный запорный элемент 22. После этого рабочая среда из полости 9 по каналу 14 полости 15, каналу 16 и каналу 19 поступает в выходной патрубок 3. Вследствие этого давление в полости 9 становится меньше давления в полости 7 и перекрывной запорный орган отрывается от седла 4 и запорный орган открыт. Наличие сервомотора уменьшает усилия, необходимые для открытия управляющего перекрывного органа 10 (в том случае, если бы управляющий перекрывной орган был напрямую связан [без промежуточного элемента с сервомотором] с полостью 9).

Для закрытия электромагнитного клапана снимают усилие открытия управляющего перекрывного органа 10 (путем обесточивания электропривода 12 электромагнитом). С помощью возвратной пружины 13 перекрывной орган 10 прижимается к седлу 11, давление в отсеке 27 становится больше давления в отсеке 28, поршень 24 перемещается в сторону управляющего перекрывного органа 10, прижимая промежуточный запорный элемент 22 к седлу 23, при этом давления в полостях 7 и 8 уравниваются, а запорный орган 5 под давлением возвратной пружины 9 прижимается к седлу 4. Запорный клапан закрыт.

Электромагнитный клапан может найти применение в энергетике, химической, газовой, пищевой промышленности. Клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом. В клапане имеется также управляющий перекрывной орган с приводом. Запорный орган по рабочей среде соединен с управляющим перекрывным органом и с выходным патрубком. В линии соединения запорного органа с управляющим перекрывным органом установлен промежуточный запорный элемент со своим седлом и своим приводом. Входной патрубок соединен по рабочей среде непосредственно с управляющим перекрывным органом. Седло промежуточного запорного элемента расположено на линии соединения запорного органа с выходным патрубком. Изобретение уменьшает потребляемую мощность на электропривод управляющего перекрывного органа. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, а также управляющий перекрывной орган с приводом, причем запорный орган по рабочей среде соединен с управляющим перекрывным органом и с выходным патрубком, отличающийся тем, что в линии соединения запорного органа с управляющим перекрывным органом установлен промежуточный запорный элемент со своим седлом и своим приводом, при этом входной патрубок соединен по рабочей среде непосредственно с управляющим перекрывным органом, а седло промежуточного запорного элемента расположено на линии соединения запорного органа с выходным патрубком. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что привод промежуточного запорного элемента выполнен в виде поршневого сервомотора. 3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что диаметр управляющего перекрывного органа меньше диаметра седла промежуточного запорного элемента. 4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что линия соединения запорного органа с выходным патрубком имеет канал, соединяющий полость между запорным элементом и поршнем сервомотора с выходным патрубком.