КЛАПАН ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ Российский патент 2012 года по МПК F16K31/02 F16K1/12 

Предлагаемое устройство относится к машиностроению и, в частности, к арматуростроению. Оно может быть использовано для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах.

Известны клапаны электромагнитные, содержащие корпус с седлом, входным и выходным патрубками, запорный орган, расположенный концентрично седлу корпуса, электромагнит с расположенным внутри якорем.

В патенте РФ №2160405, МПК F16K 31/02 описан электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на общей оси, и с обтекателем внутри, образующим с корпусом кольцевой зазор для рабочей среды, а также перекрывной орган (управляющий элемент), имеющий внутреннюю полость, подключенную к управляющему органу (электромагнитному приводу).

В патенте РФ №2073155, МПК F16K 31/02 описан электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, перекрываемым запорным органом (управляющим элементом), имеющим неметаллическое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющим нижний и верхний фланцы, с герметизирующей разделительной трубкой и с сердечником (якорем), имеющим полость для рабочей среды, а также возвратную пружину, причем герметизирующая разделительная трубка состоит из звена, выполненного из ферромагнитного материала и расположенного под ним звена, выполненного из маломагнитного материала.

Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является клапан электромагнитный, описанный в патенте US 6116571 A, F16K 1/12, F16K 31/06, 12.09.2000. Он содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижную герметизирующую трубу (управляющий элемент) с седлом, уплотнительный элемент, электромагнитный привод, якорь, связанный с управляющим элементом посредством системы рычагов, один из которых оснащен зацепляющими зубьями, возвратную пружину.

Данный клапан достаточно надежен, однако связь якоря с управляющим элементом имеет относительно сложную конструкцию, и из-за наличия большого количества элементов и пар трения клапан приходится оснащать электромагнитным приводом повышенной мощности. Вследствие этого габаритные размеры электромагнитного привода клапана и его энергопотребление существенно возрастают. Недостаточная же мощность электромагнитного привода может привести к отказу клапана, т.е. в устройстве не достигается технический результат, выраженный в обеспечении надежности клапана.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, - обеспечение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, в том числе магнитных, имеющих особенность примагничиваться к якорю и электромагнитному приводу в процессе работы, при малых габаритах и мощности электромагнитного привода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане электромагнитном, содержащем корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством полиспастного блока с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, а электромагнитный привод и якорь помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемому изобретению и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана электромагнитного реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на нижеследующем чертеже.

На чертеже изображено устройство клапана электромагнитного в разрезе.

Электромагнитный клапан (чертеж) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 13 и выходной 14 патрубки, электромагнитный привод 2. Внутри корпуса 1 установлены управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительный элемент 4, уплотнительные кольца 5, возвратная пружина 8. Внутри электромагнитного привода 2 установлен якорь 7. Якорь 7 связан с управляющим элементом 3 посредством полиспастного блока 12, который увеличивает силу электромагнитного привода 2, и гибких струн 9 и 11. Гибкая струна 9 перекинута через направляющий ролик 6. Разобщительный элемент 10 служит для дополнительного герметичного разделения электромагнитного привода 2 и якоря 7 от проточной части корпуса 1 клапана.

Клапан работает следующим образом. В полость 13 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. За счет упругости возвратная пружина 8 прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4, чем разобщает полости 13 и 14. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3, а разобщительный элемент 10 отделяет электромагнитный привод 2 и якорь 7 от проточной части корпуса 1 клапана. При подаче электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2 якорь 7 совершает поступательное движение к стопу электромагнитного привода 2, сжимая возвратную пружину 8, и посредством полиспастного блока 12, который увеличивает силу электромагнитного привода 2, и гибких струн 9, 11 перемещает управляющий элемент 3 от уплотнительного элемента 4. Рабочая среда из полости 13 входного патрубка перетекает в полость 14 выходного патрубка. После прекращения подачи электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2 пружина 8 возвращает якорь 7 и управляющий элемент 3 в исходное положение. Полости 13 и 14 разобщаются.

Именно такая конструкция клапана электромагнитного, содержащего корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, где связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством полиспастного блока с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, а электромагнитный привод и якорь помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента, обеспечивает технический результат, направленный на обеспечение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, в том числе магнитных, имеющих особенность примагничиваться к якорю и электромагнитному приводу в процессе работы, при малых габаритах и мощности электромагнитного привода.

Для проверки работоспособности клапан электромагнитный был установлен в систему очистки воды установки для мойки автомобилей. До этого в систему был установлен клапан марки КЭО. Замена его была обусловлена частыми жалобами обслуживающего персонала на недостаточную надежность клапана при работе с водой со значительным содержанием посторонних включений, в том числе магнитных, и ограниченную ремонтопригодность. В результате опытной эксплуатации не было выявлено ни одного случая отказа клапана электромагнитного описанной конструкции, что подтверждает правильность предложенного технического решения.

В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпусные части клапана могут быть изготовлены из стали 40Х13, 08Х18Н10Т. Реализация клапана электромагнитного возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.

Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемого изобретения способствуют обеспечению надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, в том числе магнитных, имеющих особенность примагничиваться к якорю и электромагнитному приводу в процессе работы, при малых габаритах и мощности электромагнитного привода.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах. Клапан электромагнитный содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину. Связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством полиспастного блока с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно. Электромагнитный привод и якорь помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента. Изобретение направлено на повышение надежности функционирования клапана электромагнитного при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, в том числе магнитных, при малых габаритах и мощности электромагнитного привода. 1 ил.

Клапан электромагнитный, содержащий корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, отличающийся тем, что связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством полиспастного блока с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, а электромагнитный привод и якорь помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента.