КЛАПАН Российский патент 2000 года по МПК F16K31/08 

Относится к области машиностроения и может применяться для поддержания и регулирования соответствующего давления в качестве предохранительных клапанов в сосудах, работающих под давлением, а также в качестве обратных клапанов в трубопроводах. Контролируемой средой может быть пневматическая /газовая/, гидравлическая и другие системы. Возможно применение клапанов в космических аппаратах, где пружинные клапаны, по нашему мнению, являются менее надежными.

Существуют клапаны с осевым перемещением подпружиненного запорного органа, например, предохранительные клапаны с тарельчатым, шариковым, золотниковым запорными органами [1].

Основным недостатком указанных клапанов является сложность расчета и изготовления пружин сжатия для запорного органа, а также невозможность точного тарирования пружин на соответствующее давление по ряду причин и, кроме того, конструкционная сложность клапана.

Известно устройство по [2] (прототип), содержащее корпус, запорный орган, входное и выходное отверстия, стержень-ограничитель с седлом, повторяющим частично контур запорного органа, гайку, навинчивающуюся на корпус. Основным недостатком указанного клапана является сложность устройства и узость его функциональной возможности, т.к. прототип выполняет функцию обратного клапана, работающего в трубопроводах в гидравлических, газовых и др. средах, но не может быть применен в качестве предохранительного клапана для поддержания и регулирования заданного давления в сосудах, работающих под давлением.

Задачей предлагаемого изобретения является осуществление возможности точного тарирования заданной величины притягивающего усилия /магнитной энергии/ запорного органа на соответствующую заданную величину давления контролируемой среды, а также удешевление клапана и повышение надежности за счет исключения пружины, являющейся основным источником поломки и выхода из строя пружинного клапана.

Поставленная задача решается тем, что в клапан, состоящий из корпуса, запорного органа, входного и выходного отверстий, стержня-ограничителя с седлом, повторяющим частично контур запорного органа, причем запорный орган, изготовленный из магнитожесткого сплава, представляет собой постоянный магнит с заданной величиной притягивающего усилия магнитной энергии, а на корпус клапана, изготовленный из немагнитного материала, навинчивается гайка со стержнем - ограничителем, изготовленным из немагнитных материалов.

На чертеже показан эскиз предлагаемого клапана в разрезе. Он состоит из следующих узлов:
1. Корпус, изготовленный из немагнитного материала: алюминий, бронза, стеклотекстолит, фторопласт и т.п.

2. Навинчивающаяся на корпус клапана гайка со стержнем - ограничителем с седлом, повторяющим частично контур запорного органа, стержень - ограничитель изготовлен из немагнитного материала.

3. Выходное отверстие.

4. Седло, изготовленное из немагнитного материала, ограничивающее смещение запорного органа.

5. Запорный орган, представляющий собой постоянный магнит, изготовленный из магнитожесткого сплава. Прижимающее усилие постоянного магнита выше давления контролируемой среды в сосудах, то есть рабочая точка магнита (запорного органа) должна совпасть с той точкой кривой размагничивания, где магнитная энергия достигает своего максимального значения (B • H)_max, при которой его прижимающее усилие должно быть выше величины давления контролируемой среды в сосуде.

6. Седло с входным отверстием, изготовленное из магнитного материала.

7. Отверстие, являющееся входным при использовании устройства в качестве предохранительного и обратного клапана.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении давления контролируемой предохранительным клапаном среды в сосуде по сравнению с давлением прижимающего усилия постоянного магнита 5 (запорного органа), последний переместится в осевом направлении и войдет в седло 4, открывая входное отверстие 7 для контролируемой среды и разгружая давление среды в сосуде.

Как только давление в сосуде понизится и станет меньше величины давления прижимающего магнитного усилия запорного органа 5, последний сядет в седло 6. Таким образом, предлагаемый клапан, работающий в качестве предохранительного клапана, регулирует давление в контролируемой среде, поддерживая его постоянным.

При работе предлагаемого устройства в качестве обратного клапана в трубопроводах подбирается магнит (запорный орган 5), величина прижимающего усилия которого должна соответствовать величине прямого напора среды в трубопроводах.

Источники информации
1. Этус А.Е. Материаловедение. - М.: Стройиздат, 1975, с. 150-154.

2. DE N 664238, кл. F 47g, 04.08.38.

Клапан предназначен для поддержания и регулирования заданного давления в сосудах, работающих под давлением, и в качестве обратных клапанов в гидравлических, пневматических и др. трубопроводах. Клапан содержит корпус, запорный орган, входное и выходное отверстия, стержень-ограничитель с седлом, частично повторяющим контур запорного органа. Запорный орган изготовлен из магнитожесткого сплава и представляет собой постоянный магнит с заданной величиной притягивающего усилия магнитной энергии. Корпус клапана изготовлен из немагнитного материала. На корпус клапана навинчена гайка. Гайка выполнена со стержнем-ограничителем, изготовленным из немагнитных материалов. Изобретение позволит повысить надежность и безопасность конструкции, расширить функциональные возможности устройства. 1 ил.

Клапан, состоящий из корпуса, запорного органа, входного и выходного отверстий в корпусе клапана, стержня-ограничителя с седлом, повторяющим частично контур запорного органа, отличающийся тем, что запорный орган, изготовленный из магнитожесткого сплава, представляет собой постоянный магнит с заданной величиной притягивающего усилия магнитной энергии, а на корпус клапана, изготовленный из немагнитного материала, навинчивается гайка со стержнем-ограничителем, изготовленным из немагнитных материалов.