ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2003 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к машиностроению, более узко к запорным клапанам, устанавливаемым на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, а более конкретно к запорным клапанам с электромагнитным приводом.

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

Известны запорные клапаны, содержащие основной затвор, импульсный затвор, общий механизм перемещения обоих затворов и электромагнитный привод с катушкой, которая соединена с источником тока (см., например, патент РФ 21165544, F 16 K 31/02, 1998).

В данном клапане общий механизм перемещения выполнен в виде штока, снабженного аккумулирующей цилиндрической пружиной, жестко соединенного с сердечником и установленного с возможностью контакта с импульсным затвором.

Технический результат, поставленный изобретением, в данном клапане не может быть достигнут, поскольку эксплуатационная надежность не будет ниже ввиду конструктивной сложности, по той же причине будет ниже и экономичность.

Данный клапан выбран за прототип.

Задача изобретения - разработка электромагнитного клапана простого по конструкции и надежного в эксплуатации, характеризуемого экономичным приводом.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эксплуатационной надежности и экономичности привода.

Данный технический результат достигается тем, что запорный клапан содержит электромагнитный привод с катушкой, которая через двухполупериодный выпрямитель соединена с источником переменного тока, при этом запорный орган клапана установлен с возможностью взаимодействия с переключающим устройством, установленным в цени переменного тока, и в эту цепь включен дополнительный диод.

В частных случаях технический результат достигается тем, что запорный орган может быть кинематически связан с постоянным магнитом, а переключающее устройство выполнено в виде геркона, управляемого постоянным магнитом; запорный орган может быть кинематически связан с диском, а переключающее устройство выполнено в виде пары контактов, замыкаемых диском; катушка электромагнита может быть зашунтирована диодом относительно двухполупериодного выпрямителя.

На фиг. 1 схематически изображен описываемый запорный клапан, в котором переключающее устройство выполнено в виде геркона.

На фиг. 2 схематически изображен описываемый клапан, в котором переключающее устройство выполнено в виде пары электромагнитов.

На фиг.3 показана осцилограмма напряжения катушки при разомкнутом переключающем устройстве.

На фиг.4 показана осцилограмма напряжения катушки при замкнутом переключающем устройстве.

Запорный клапан содержит электромагнитный привод с катушкой 1, которая через двухполупериодный выпрямитель 2 соединения с источником (не показан) переменного тока, который через контактор 3 включен в цепь 4 переменного тока, например, с напряжением 220 В. Запорный орган 5 клапана кинематически связан через шток 6 с постоянным магнитом 7. Переключающее устройство может быть выполнено в виде геркона 8 (см.фиг.1), включенного в цепь 4 переменного тока.

Возможен вариант, когда запорный орган 5 кинематически связан через шток 6 и диск 9 непосредственно с переключающим устройством, которое в этом случае выполнено в виде пары контактов 10, 11. В цепь 4 переменного тока включен дополнительный диод 12. Предусмотрено шунтирование катушки 1 электромагнита соответствующим диодом 13.

Запорный клапан работает следующим образом.

В исходном положении запорный орган 5 установлен в положении "закрыто". Контактор 3 находится в разомкнутом состоянии, катушка 1 обесточена, переключающее устройство (геркон 8 или контакты 10, 11) замкнуто, т.е. геркон 6 выведен из зоны воздействия постоянного магнита 7 или контакты 10, 11 замкнуты диском 9.

Для открытия клапана замыкается контактор 3, подается напряжение на катушку 1, при этом одна полуволна переменного тока проходит через диод 12 и двухпериодный выпрямитель 2, а вторая полуволна проходит через переключающее устройство (геркон 8 или контакты 10, 11) на двухполупериодный выпрямитель 2, т.к. диод 12 для нее представляет собой, по существу, бесконечное сопротивление.

Далее, при включении катушки 1 электромагнитный привод воздействует на шток 6, открывает запорный орган 5 и перемещает постоянный магнит 7 в зону воздействия на геркон 8 (положение В). При выполнении переключающего устройства в виде пары контактов 10, 11 диск 9 отрывается от этих контактов (положение В). Таким образом в положении В происходит размыкание контактов переключающего устройства. При этом размыкается цепь второй полуволны, и через двухполупроводниковый выпрямитель 2 проходит одна полуволна. Следовательно, ток сокращается в два раза, и запорный орган 5 остается в открытом положении, а нагрев катушки 1 и потребление электрической энергии, соответственно, сокращается, что и обусловливает экономность привода. Простота же кинематических связей запорного органа либо с постоянным магнитом, либо непосредственно с переключающим устройством, а также несложность электрической схемы повышают эксплуатационную надежность клапана.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к запорным клапанам с электромагнитным приводом. Запорный клапан содержит электромагнитный привод с катушкой, которая через двухполупериодный выпрямитель соединена с источником переменного тока. Запорный орган клапана установлен с возможностью взаимодействия с переключающим устройством. В цепь переменного тока включен дополнительный диод. В предпочтительном варианте запорный орган кинематически связан с постоянным магнитом, а переключающее устройство выполнено в виде геркона, управляемого постоянным магнитом. Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эксплуатационной надежности и экономичности привода. 3 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Запорный клапан, содержащий электромагнитный привод с катушкой, которая через двухполупериодный выпрямитель соединена с источником переменного тока, при этом запорный орган клапана установлен с возможностью взаимодействия с переключающим устройством, установленным в цепи переменного тока, и в эту цепь включен дополнительный диод.2. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что запорный орган кинематически связан с постоянным магнитом, а переключающее устройство выполнено в виде геркона, управляемого постоянным магнитом.3. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что запорный орган кинематически связан с диском, а переключающее устройство выполнено в виде пары контактов, замыкаемых упомянутым диском.4. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что катушка электромагнита зашунтирована соответствующим диодом относительно двухполупериодного выпрямителя.