РЕГУЛИРУЕМЫЙ МАГНИТНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2023 года по МПК F16K15/03 F16K31/08 

Изобретение относится к запорным устройствам, а именно к предохранительным клапанам с магнитным средством управления [F16K15/00, F16K15/02, F16K15/03, F16K31/00, F16K31/02, F16K31/06, F16K31/08, F16K31/10].

Из уровня техники известен ОБРАТНЫЙ КЛАПАН [RU 90865 (U1), опубликовано: 20.01.2010], содержащий корпус, внутри которого расположен затвор, установленный на поворотной оси, седло с уплотнительным элементом, расположенным вокруг напорного отверстия в корпусе и крышку, отличающийся тем, что обратный клапан дополнительно снабжен электромеханическим устройством, состоящим из магнита, совмещенного с затвором, герконом, установленным перед седлом, соединительным проводом, выведенным через сальниковый узел, а также с возможностью настройки и регулировки порогов переключения электромеханического устройства посредством возможности взаимного перемещения геркона и магнита.

Недостатком аналога является низкая надежность клапана и сложность его настройки, обусловленные наличием электрической составляющей для настройки клапана, что усложняет его установку и настройку.

Также известен ОБРАТНЫЙ КЛАПАН [CN217519290 (U), опубликовано: 30.09.2022], включающий корпус клапана с отверстиями на обоих концах корпуса клапана и круглый диск клапана внутри корпуса клапана, диск клапана к корпусу соединен шарнирно, а корпус клапана снабжен седлом клапана, которое может уплотняться с диском клапана, а особенность заключается в том, что диск клапана направлен в сторону от седла клапана, на одной стороне корпуса клапана и на внутренней стенке корпуса клапана смонтированы контактирующие части с возможностью размещения на них магнитов для фиксации диск клапана при его открытии.

Недостатком аналога является отсутствие возможности настройки клапана на его открытие в зависимости от давления протекающей среды.

Наиболее близким по технической сущности является КЛАПАН ОБРАТНЫЙ [RU 2605685 (C1), опубликовано: 27.12.2016], включающий корпус с отверстием, седло, шарнирно соединенный затвор, отличающийся тем, что дополнительно содержит постоянные магниты, размещенные симметрично вертикальной оси за кольцом, установленным в торцевой части корпуса и выступающим за его пределы с образованием зазора, магниты и кольцо размещены соосно отверстию, затвор, шарнирно соединенный с корпусом, снабжен пластиной, размер которой превышает внешний диаметр кольца, при этом кольцо и пластина изготовлены из лиофобного материала, ширина металлической части затвора, выходящей за пределы пластины, равна или больше диаметра магнита, а торцевая часть корпуса и выступ кольца образуют седло.

Основной технической проблемой прототипа является отсутствие возможности настройки клапана на его открытие/закрытие в зависимости от давления протекающей среды.

Задача изобретения состоит в устранении недостатков аналогов и прототипа.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания регулируемого на сопротивление давления со стороны протекающей среды магнитного предохранительного клапана, обеспечивающего сброс избыточного давления в трубопроводе без его разрушения и монтажа/демонтажа.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания регулируемого на сопротивление давления со стороны системы со средой избыточного давления магнитного предохранительного клапана, обеспечивающего сброс избыточного давления в системе до атмосферного без его разрушения, с последующим самовосстановлением давления настройки и отсутствием необходимости в демонтаже/монтаже для восстановления работоспособности клапана.

Указанный технический результат достигается за счет того, что регулируемый магнитный предохранительный клапан, содержащий корпус клапана с отверстием, седло, шарнирно соединенный затвор, опирающийся на седло в закрытом положении, магнит, отличающийся тем, что к корпусу клапана смонтирована направляющая втулка, внутри которой смонтирован подвижный шток ориентированный ортогонально шарниру затвора и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей втулки, при этом проксимальный конец штока расположен снаружи клапана, а дистальный конец штока расположен внутри клапана под затвором, на дистальном конце штока непосредственно под затвором смонтирован постоянный магнит, шток выполнен с возможностью регулируемого перемещения магнита под затвором перпендикулярно оси шарнира затвора для изменения положения магнита и плеча приложения силы магнита к затвору и, тем самым, величины давления среды при котором срабатывает затвор клапана.

В частности, шток внутри направляющей втулки смонтирован герметично, для чего между внутренней поверхностью направляющей втулки и поверхностью штока предусмотрены уплотнительные кольцевые прокладки.

В частности, в направляющей втулке смонтирован стопорный винт для фиксации положения штока внутри направляющей втулки.

В частности, на проксимальном конце штока смонтирована ручка с возможностью удержания за нее штока при регулировке его положения.

В частности, на проксимальном конце штока нанесена шкала, отображающая значения регулировки клапана.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан общий вид регулируемого магнитного предохранительного клапана.

На фиг.2 показан вид снизу регулируемого магнитного предохранительного клапана.

На фиг.3 показан вид сбоку регулируемого магнитного предохранительного клапана в разрезе.

На фигурах обозначено: 1 – корпус затвора, 2 – дополнительный корпус, 3 – затвор, 4 – седло клапана, 5 – шарнир, 6 – направляющая втулка, 7 – шток, 8 – втулка, 9 – магнит, 10 – стопорный винт, 11 – ручка.

Осуществление изобретения

Регулируемый магнитный предохранительный клапан содержит корпус затвора 1 и дополнительный корпус 2 (см.Фиг.1-3), смонтированные друг к друга торцами. Через корпус затвора 1 и дополнительный корпус 2 вдоль центральной оси симметрии выполнено сквозное центральное коаксиальное отверстие, с возможностью образования с торца дополнительного корпуса 2 входного отверстия, а с противоположного торца корпуса затвора 1 выходного отверстия для прохождения через упомянутые отверстия сквозь клапан среды.

Выходное отверстие корпуса затвора 1 закрыто затвором 3, выполненным в форме диска, опирающегося на седло клапана 4. Седло клапана 4 выполнено в виде выступа, выполненного по периметру внутри центрального отверстия корпуса клапана 1. Затвор 3 выполнен из ферромагнитного материала. Затвор 3 смонтирован в корпусе затвора 1 шарнирно с возможностью открытия/закрытия выходного отверстия, а ось вращения шарнира 5 расположена вдоль края диска затвора 3.

Прилегание затвора 3 к седлу клапана 4 может быть уплотнено кольцевым уплотнителем (на фигурах не показан), смонтированным, как правило, на седле клапана 4, с возможностью обеспечения герметичности клапана в закрытом положении.

В боковой стенке дополнительного корпуса 2 ортогонально шарниру 5 затвора 3 выполнено отверстие, в которое смонтирована направляющая втулка 6. Через направляющую втулку 6 смонтирован подвижно вдоль продольной оси упомянутой втулки 6 шток 7, проксимальный конец которого расположен снаружи, а дистальный конец - внутри дополнительного корпуса 2 в его центральном отверстии. Шток 7 внутри направляющей втулки 6 смонтирован герметично, для чего предусмотрены уплотнительные кольцевые прокладки (на фигурах не показаны) между внутренней поверхностью направляющей втулки 6 и поверхностью штока 7.

На дистальном конце штока 7 непосредственно под затвором 3 смонтирован постоянный магнит 9, например, неодимовый, таким образом. В одном из вариантов реализации магнит 9 смонтирован на конце штока 7 на ортогонально смонтированной вертикально ориентированной вдоль продольной оси симметрии клапана втулке 8.

Шток 7 выполнен с возможностью изменения положения магнита 9 относительно шарнира 4 затвора 3 при перемещении штока 7 внутри направляющей втулки 6. Для фиксации положения штока 7 внутри направляющей втулки 6 и соответственно магнита 9 относительно шарнира 5 в направляющей втулке 6 смонтирован стопорный винт 10.

На проксимальном конце штока 7 смонтирована ручка 11 с возможностью удержания за нее штока 7 при регулировке его положения.

Принцип действия клапана состоит в удержании магнитом 9 затвора 3 в закрытом положении клапана, тем самым создавая необходимое сопротивления открытию клапана и открытии затвора 3 при давлении на него среды.

Регулируемый магнитный предохранительный клапан монтируют в трубопровод системы, так чтобы отверстие трубопровода располагалось коаксильно центральному отверстию клапана, а труба своими торцами (фланцами) опиралась на верхний торец корпуса затвора 1 и нижний торец дополнительного корпуса 2, при этом клапан должен располагаться таким образом, чтобы направление открытия затвора 3 совпадало с направлением потока среды в трубопроводе.

Удерживая за ручку 11, втягивают или вытягивают шток 7 и вместе со штоком 7 перемещают магнит 9 внутри направляющей втулки 6, тем самым изменяют положение магнита 9 относительно штока 7 и плечо приложения силы магнита 9 к затвору 3 и соответственно изменяют величину усилия открытия затвора 3 клапана или, другими слова, изменяют давление настройки, необходимое для срабатывания клапана. После окончания настройки стопорным винтом 10 фиксируют шток 7 внутри направляющей втулки 6.

При превышении давления среды на входе клапана затвор 3 открывается и стравливает избыточное давление среды (давление настройки) в системе. После стравливания, затвор 3 под собственным весом закрывается и благодаря своим ферромагнитным свойствам примагничивается к магниту 9 до очередного набора давления среды внутри системы до необходимого для открытия клапана.

Давление настойки определяется весом затвора 3, усилием магнита 9 и положением магнита 9 относительно шарнира 5 затвора 3.

Предложенная конструкция регулируемого магнитного предохранительного клапана обеспечивает сброс давления среды в системе, настраиваемого расположением магнита 9, определяемого усилием открытия от мощности магнита 9, его расположения относительно шарнира 5 и весом самого затвора 3.

Работу предложенного регулируемого магнитного предохранительного клапана можно сравнить с работой мембранного предохранительного устройства, которое обеспечивает сброс давления среды внутри трубопровода, но при этом в конструкции отсутствуют разрушающиеся элементы, что позволяет многократно использовать клапан в системе.

При этом для регулировки сопротивления открытия клапана путем изменения положения магнита 9 отсутствует необходимость демонтажа клапана, а доступ к штоку 7 обеспечен снаружи трубопровода. Достаточно освободить стопорный винт 10 и взявшись за ручку 11 установить шток 7 с магнитом 9 на его дистальном конце в нужном положении. Такая конструкция ускоряет регулировку (настройку) клапана на давления среды, при котором от должен открываться/закрываться и таким образом обеспечивает его быструю регулировку. Для удобства на штоке 7 (проксимальном конце) могут быть нанесены отметки (относительная шкала), указывающие, например, на величину давления среды, необходимую для открытия клапана. Кроме того, отсутствие электрической составляющей для регулирования клапана делает его доступным для использования в сложных условиях.

Изобретение относится к запорным устройствам, а именно к обратным клапанам с магнитным средством управления. Регулируемый магнитный предохранительный клапан содержит корпус клапана с отверстием, седло, шарнирно соединенный затвор, опирающийся на седло в закрытом положении, магнит. К корпусу клапана смонтирована направляющая втулка, внутри которой смонтирован подвижный шток, ориентированный ортогонально шарниру затвора и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей втулки. Проксимальный конец штока расположен снаружи клапана, а дистальный конец штока расположен внутри клапана под затвором. На дистальном конце штока непосредственно под затвором смонтирован постоянный магнит. Шток выполнен с возможностью регулируемого перемещения магнита под затвором перпендикулярно оси шарнира затвора для изменения положения магнита и плеча приложения силы магнита к затвору и тем самым величины давления среды при котором срабатывает затвор клапана. Клапан обеспечивает сброс избыточного давления в трубопроводе без его разрушения. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Регулируемый магнитный предохранительный клапан, содержащий корпус клапана с отверстием, седло, шарнирно соединенный затвор, опирающийся на седло в закрытом положении, магнит, отличающийся тем, что к корпусу клапана смонтирована направляющая втулка, внутри которой смонтирован подвижный шток, ориентированный ортогонально шарниру затвора и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей втулки, при этом проксимальный конец штока расположен снаружи клапана, а дистальный конец штока расположен внутри клапана под затвором, на дистальном конце штока непосредственно под затвором смонтирован постоянный магнит, шток выполнен с возможностью регулируемого перемещения магнита под затвором перпендикулярно оси шарнира затвора для изменения положения магнита и плеча приложения силы магнита к затвору и тем самым величины давления среды при котором срабатывает затвор клапана.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что прилегание затвора к седлу клапана уплотнено кольцевым уплотнителем с возможностью обеспечения герметичности клапана в закрытом положении.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что шток внутри направляющей втулки смонтирован герметично, для чего между внутренней поверхностью направляющей втулки и поверхностью штока предусмотрены уплотнительные кольцевые прокладки.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в направляющей втулке смонтирован стопорный винт для фиксации положения штока внутри направляющей втулки.

5. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на проксимальном конце штока смонтирована ручка с возможностью удержания за нее штока при регулировке его положения.

6. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на проксимальном конце штока нанесена шкала, отображающая значения регулировки клапана.