КЛАПАН С ФИКСАЦИЕЙ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2016 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к устройствам трубопроводной арматуры, и предназначено для использования в запорной арматуре в различных отраслях промышленности.

Известны нормально-закрытые электромагнитные клапаны, содержащие корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину (патент US 959618 A, опубл. 31.05.1910, US 3737141 A, опубл. 05.06.1973). В известных клапанах отсутствуют средства, позволяющие не использовать усилие привода в режиме удержания клапана в открытом состоянии. Следовательно, при работе клапана в режиме удержания в положении «открыт» на электромагнитный привод подается необходимый для этого ток. Это приводит к нагреву катушки и, следовательно, к уменьшению срока службы электромагнита, а также к перерасходу электроэнергии.

Известен нормально-открытый электромагнитный клапан, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину (патент US 3765644 A, опубл. 16.10.1973), выбранный в качестве прототипа. В известном клапане отсутствуют средства, позволяющие не использовать усилие привода в режиме удержания клапана в закрытом состоянии. Следовательно, при работе клапана в режиме удержания в положении «закрыт» на электромагнитный привод подается необходимый для этого ток. Это приводит к нагреву катушки и, следовательно, к уменьшению срока службы электромагнита, а также к перерасходу электроэнергии.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение расхода энергии, потребляемой приводом, повышение надежности и потребительских свойств клапана.

Технический результат достигается тем, что клапан с фиксацией содержит корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину, и отличается от прототипа тем, что имеет механизм фиксирования толкателя в двух крайних положениях и не требует усилий привода, а, следовательно, подачи тока на электромагнитный привод для удержания клапана в положениях «открыт» и/или «закрыт».

Механизм фиксирования толкателя представлен в трех вариантах.

Вариант 1: механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель с кольцевой канавкой и шарик, размещенный наполовину в канавке на толкателе с возможностью перемещения по этой канавке.

Вариант 2: механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель с профилированной полостью и фиксатор, одна из сторон которого размещена внутри этой полости.

Вариант 3: механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель из нескольких частей, две из которых имеют поверхности с зубцами, направленные навстречу друг другу.

Пример осуществления изобретения приведен ниже.

В указанном примере используются следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - толкатель с кольцевой канавкой;

3 - затвор;

4 - седло затвора;

5 - возвратная пружина;

6 - пружина сжатия;

7 - электромагнитный привод;

8 - профилированная полость на внутренней поверхности корпуса;

9 - фиксатор - шарик;

10 - траектория движения фиксатора (9);

11 - толкатель с профилированной полостью;

12 - профилированная полость на толкателе;

13 - фиксатор проволочный зигзагообразный;

14 - траектория движения фиксатора (13);

15 - верхняя часть толкателя с зубчатой поверхностью, направленной к седлу затвора;

16 - нижняя часть толкателя с зубчатой поверхностью, направленной от седла затвора;

17 - профилированная полость на внутренней поверхности корпуса;

18 - фиксатор, выполненный в виде выступа на нижней части толкателя;

19 - траектория движения фиксатора (18).

При взаимодействии зубчатых поверхностей верхней (15) и нижней (16) частей толкателя поступательное движение верхней части преобразуется в поступательно-вращательное движение нижней части толкателя, что позволяет фиксатору (18) перемещаться по траектории (19).

Клапан имеет два крайних состояния: открытое (фиг.1, 4, 7) и закрытое (фиг.2, 5, 8). В том и другом состоянии толкателю (2) не передается поступательное усилие от привода. Поступательное усилие от привода необходимо только при переводе клапана из одного состояния в другое.

Клапан в положении «открыт» (фиг.1, 4, 7). Для перевода клапана из открытого состояния в закрытое состояние на электромагнитный привод (7) подается ток, привод передает поступательное усилие толкателю (2, 11, 15, 16), толкатель (2, 11, 15, 16) перемещается в направлении к седлу затвора (4), пружина сжатия (6) и возвратная пружина (5) сжимаются, фиксатор (9, 13, 18) перемещается внутри профилированной полости (8, 12, 17) из положения I в положение II по траектории (10, 14, 19) (фиг.3, 6, 9), затвор (3) садится в седло (4) и перекрывает поток рабочей среды, электромагнитный привод (7) обесточивается и перестает передавать усилие толкателю (2, 11, 15, 16), после чего толкатель (2, 11, 15, 16) под действием возвратной пружины (5) начинает двигаться в обратном направлении от седла (4), фиксатор (9, 13, 18) перемещается из положения II в положение III (фиг.3, 6, 9), пружина сжатия (6) не позволяет открыться затвору (3) клапана, обеспечивая его герметичность. Клапан в положении «закрыт» (фиг.2, 5, 8).

Чтобы перевести клапан из закрытого состояния в открытое состояние, на электромагнитный привод подается ток, привод передает поступательное усилие толкателю (2, 11, 15, 16), толкатель (2, 11, 15, 16) перемещается в направлении к седлу затвора (4), пружина сжатия (6) и возвратная пружина (5) сжимаются, фиксатор (9, 13, 18) перемещается внутри профилированной полости (8, 12, 17) из положения III в положение IV по траектории (10, 14, 19) (фиг.3, 6, 9), электромагнитный привод (7) обесточивается и перестает передавать усилие толкателю (2, 11, 15, 16), после чего толкатель (2, 11, 15, 16) под действием возвратной пружины (5) начинает двигаться в обратном направлении от седла (4), фиксатор (9, 13, 18) перемещается из положения IV в положение I (фиг.3, 6, 9), затвор (3) открывается для потока рабочей среды. Клапан в положении «открыт» (фиг.1, 4, 7).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

Фиг.1 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 1. Положение «открыт».

Фиг.2 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 1. Положение «закрыт».

Фиг.3 - траектория движения фиксатора механизма фиксирования толкателя по варианту 1.

Фиг.4 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 2. Положение «открыт».

Фиг.5 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 2. Положение «закрыт».

Фиг.6 - траектория движения фиксатора механизма фиксирования толкателя по варианту 2.

Фиг.7 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 3. Положение «открыт».

Фиг.8 - клапан с механизмом фиксирования толкателя по варианту 3. Положение «закрыт».

Фиг.9 - траектория движения фиксатора механизма фиксирования толкателя по варианту 3.

Клапан с фиксацией содержит корпус (1) с впускным и выпускным каналами, седло затвора (4), затвор (3), электромагнитный привод (7), возвратную пружину (5), пружину сжатия (6), установленную с возможностью противодействия открытию затвора (3) в положении клапана «закрыт» (фиг.2, 5, 8) и возможностью дополнительного хода толкателя (2, 11, 15, 16) при снятии с него фиксации. Толкатель (2, 11, 15, 16) взаимодействует с электромагнитным приводом (7), получая от него поступательное усилие. Дополнительно клапан содержит механизм фиксирования толкателя в двух крайних положениях, представленный в трех вариантах. Во всех трех вариантах поступательное усилие от электромагнитного привода (7), а, следовательно, и подача тока на электромагнитный привод (7), требуются только при переводе клапана из открытого состояния (фиг.1, 4, 7) в закрытое (фиг.2, 5, 8) и обратно. Для удержания клапана в положениях «открыт» (фиг.1, 4, 7) и/или «закрыт» (фиг.2, 5, 8), подача тока не требуется.

Изобретение направлено на снижение расхода энергии, потребляемой приводом, повышение надежности и потребительских свойств клапана.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к устройствам трубопроводной арматуры, и предназначено для использования в запорной арматуре в различных отраслях промышленности. Клапан с фиксацией содержит корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину. Указанный клапан содержит механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель с кольцевой канавкой и шарик, размещенный наполовину в канавке на толкателе с возможностью перемещения по этой канавке. Также описан вариант исполнения механизма фиксирования толкателя. Группа изобретений направлена на снижение расхода энергии, потребляемой приводом, повышение надежности и потребительских свойств клапана. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Клапан с фиксацией, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель с кольцевой канавкой и шарик, размещенный наполовину в канавке на толкателе с возможностью перемещения по этой канавке.

2. Клапан с фиксацией, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло затвора, затвор, электромагнитный привод, пружину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит механизм фиксирования толкателя в двух положениях, содержащий толкатель с профилированной полостью и фиксатор, одна из сторон которого размещена внутри этой полости.