ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2001 года по МПК F16K31/02 F16K1/46 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в вакуумной технике, в гидро- и пневмосистемах различных отраслей промышленности.

Известен электромагнитный клапан, в котором запорный орган через шток шарнирно связан с якорем и прижимается к седлу пружиной [1].

Недостатком данного клапана является жесткое соединение штока и запорного органа, приводящее при работе к образованию люфтов, соударению деталей и соответственно к снижению надежности клапана.

Известен также вакуумный клапан с плавающим запорным органом, позволяющим равномерно распределять усилие уплотнителя по периметру седла. Запорный орган этого клапана выполнен из двух частей, размещенных одна в другой с возможностью взаимного перемещения, а упругий элемент размещен между торцами штока и внутренней части запорного органа, причем клапан снабжен дополнительной пружиной, установленной между корпусом и наружной частью запорного органа со стороны якоря электромагнита [2].

Недостатком известного клапана является сложность конструкции запорного органа и недостаточная надежность, поскольку уплотнитель постоянно работает на срез под действием упругого элемента.

Известен электромагнитный клапан, содержащий установленный в корпусе полый запорный орган, выполненный из двух частей, размещенных одна в другой, расположенный между ними шток, связанный с якорем электромагнита, и уплотнитель, причем наружная и внутренняя части запорного органа соединены гайкой, навернутой на наружную часть, а уплотнитель размещен между гайкой и внутренней частью запорного органа [3].

Недостатком известного клапана является сложность конструкции запорного органа.

Задачей изобретения является повышение долговечности и надежности электромагнитного клапана путем уменьшения степени истирания уплотнителя за счет использования пневмоторможения при закрывании клапана.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитном клапане, содержащем корпус с седлом и установленный с возможностью взаимодействия с ним запорный орган, состоящий из уплотнителя и по меньшей мере одной детали, соединенной с якорем электромагнита, в запорном органе уплотнитель выполнен с полостью, деталь расположена в указанной полости с образованием газовой камеры пневмоторможения, при этом соединение якоря с деталью выполнено с зазором для выхода газа из газовой камеры пневмоторможения.

Для образования газовой камеры пневмоторможения целесообразно в запорном органе деталь выполнить на обращенной к седлу поверхности с по меньшей мере двумя кольцевыми выступами, внешний из которых имеет большую высоту, а внутренний выполнен с возможностью прижима уплотнителя к седлу в закрытом состоянии.

Для обеспечения надежности соединения частей клапана в закрытом состоянии толщина S дна уплотнителя связана с его диаметром D соотношением S ≅ 0,1 · D.

Для обеспечения надежности соединения частей клапана в закрытом состоянии расстояние h от дна уплотнителя до торцевой поверхности внутреннего кольцевого выступа связано с высотой d уплотнителя соотношением h ≅ 0,45 · d.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства положительного эффекта, не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен электромагнитный клапан, общий вид, в открытом состоянии, разрез; на фиг. 2 - электромагнитный клапан, общий вид, в закрытом состоянии, разрез.

Клапан содержит корпус 1 с седлом 2 и установленный с возможностью взаимодействия с седлом 2 запорный орган, состоящий из уплотнителя 3 с полостью и расположенной в ней детали 4, соединенной с якорем 5 электромагнита 6. Деталь 4 имеет на обращенной к седлу 2 поверхности два разновысотных кольцевых выступа 7, 8. Внутренний кольцевой выступ 8 предназначен для прижима уплотнителя к седлу 2 в закрытом состоянии. Внешний кольцевой выступ 7, имеющий большую высоту, обеспечивает расположение торцевой поверхности кольцевого выступа 8 на заданном расстоянии h от дна уплотнителя 3. При таком расположении детали 4 в полости уплотнителя 3 образована газовая камера 9 пневмоторможения. Для выхода газа из указанной газовой камеры 9 и возможности качания запорного органа относительно якоря 5 соединение якоря 5 с деталью 4 выполнено с зазором 11. Пружина 10 обеспечивает усилие прижатия запорного органа к седлу 2. Для обеспечения надежности соединения частей клапана в закрытом состоянии толщина S дна уплотнителя 3 составляет не более 0,1 от его диаметра D, а расстояние h от дна уплотнителя 3 до торцевой поверхности внутреннего кольцевого выступа 8 составляет не более 0,45 от высоты d уплотнителя 3.

Работает электромагнитный клапан следующим образом. При подаче напряжения на электромагнит 6 якорь 5 втягивается и поднимает запорный орган, сжимая пружину 10. Газ заполняет газовую камеру 9 пневмоторможения. При снятии напряжения с электромагнита 61 якорь 5 под воздействием пружины 10 опускается. Уплотнитель 3 опускается на седло 2. Газ начинает вытесняться из газовой камеры 9 пневмоторможения. За счет газовой подушки происходит плавное дожатие уплотнителя 3 к детали 4, при этом запорный орган за счет возможности качания относительно якоря 5 самоустанавливается по седлу 2 корпуса 1.

Использование изобретения позволяет:
- повысить надежность конструкции запорного органа путем использования пневмоторможения для безударного взаимодействия седла и запорного органа;
- повысить долговечность работы электромагнитного клапана путем предлагаемой конструкции запорного органа.

Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР N 1308804, МКИ F 16 K 31/02, 1/46, 1985 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 885678, МКИ F 16 K 31/02, 1/46, 1978 г.

3. Патент РФ N 2063573, МКИ F 16 K 31/02, 1/46, публ. 10.07.96 г. - прототип.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в вакуумной технике, в гидро- и пневмосистемах различных отраслей промышленности. Клапан содержит корпус с седлом и установленный с возможностью взаимодействия с седлом запорный орган, состоящий из уплотнителя и по меньшей мере одной детали. Последняя соединена с якорем электромагнита. В запорном органе уплотнитель выполнен с полостью. Деталь расположена в указанной полости с образованием газовой камеры пневмоторможения. Соединение якоря с деталью выполнено с зазором для выхода газа из указанной газовой камеры. Изобретение позволяет повысить надежность конструкции запорного органа путем использования пневмоторможения для безударного взаимодействия седла и запорного органа и повысить долговечность работы электромагнитного клапана. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом и установленный с возможностью взаимодействия с ним запорный орган, состоящий из уплотнителя и по меньшей мере одной детали, соединенной с якорем электромагнита, отличающийся тем, что в запорном органе уплотнитель выполнен с полостью, деталь расположена в указанной полости с образованием газовой камеры пневмоторможения, при этом соединение якоря с деталью выполнено с зазором для выхода газа из указанной газовой камеры. 2. Электромагнитный клапан по п.1, отличающийся тем, что для образования газовой камеры пневмоторможения в запорном органе деталь имеет на обращенной к седлу поверхности по меньшей мере два кольцевых выступа, внешний из которых имеет большую высоту, а внутренний выполнен с возможностью прижима уплотнителя к седлу в закрытом состоянии. 3. Электромагнитный клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что для обеспечения надежности соединения частей клапана в закрытом состоянии толщина S дна уплотнителя связана с его диаметром D соотношением S ≅ 0,1 · D. 4. Электромагнитный клапан по п.3, отличающийся тем, что для обеспечения надежности соединения частей клапана в закрытом состоянии расстояние h от дна уплотнителя до торцевой поверхности внутреннего кольцевого выступа связано с высотой d уплотнителя соотношением h ≅ 0,45 · d.