Способ управления ходом запорного органа клапана с двухсекционным электромагнитным приводом Советский патент 1987 года по МПК F16K31/02 

11

Изобретение относится к арматуростроению.

Цель изобретения - повышение

надежности клапана в работе путем

уменьшения износа уплотнительных

ментов.

I

На фиг.1 показан клапан, разрез;

на фиг.2-4 - схемы перемещения якоря

В корпусе 1 установлены первая 2 и вторая 3 секции электромагнитного привода, якорь 4, соединенный с запорным органом 5. В корпусе вьтолнен стоп 6 и установлены регулировочные прокладки 7 и 8. Якорь 4 нагружен пружиной 9. Запорный орган 5 взаимодействует с седлом 10.

Усилие пружины 9, масса якоря 4 и силы, создаваемые магнитными полями первой 2 и второй 3 секции элек- тромагнитнЬго привода при подключении их к источнику постоянного тока, подобраны так, что обеспечивает заданный ход b запорного органа 5.

Способ реализуется следующим обра зом.

Предварительно определяют положение центра масс якоря 4, например, учитывая, что якорь 4 имеет правильную форму тела вращения и разбивая его условно на отдельные части, массы которых можно определить расчетом, а положения их центров масс являются заведомо известными, расстояние по оси симметрии от выбранной базовой точки до центра масс якоря 4 определяется как частное от деления суммы произведений масс указанных отдельных частей соответственно на расстояния по оси симметрии от базовой точки до их центров масс на массу якоря 4.

Зная заданный ход Ь запорного органа 5, определяют крайние положения центра масс якоря 4. Точкой О условного равновесия первой секции 2 электромагнита является точка, в которой находится центр масс якоря 4 при действующей- на него пружине 9 и подаче постоянного тока на первую секцию 2 электромагнита. Последнюю ycraHaBJm- вают в корпусе 1 относительно якоря 4 так, что з азанная точка О условного равновесия располагается мещ(у крайними положениями центра масс яко ря 4.

Вторую секцию 3 электромагнита включают в импульсном режиме постоянного тока, т.е. на нее подают импуль

fS

0

51

5

5

j

30

35

40

45

50

25 2

С.Ы постоянного тока с заданной частотой, которая определяется требуемой величиной потока жидкости или газа через клапан,, На первую секцию 2 подают постоянный ток той же полярности. При подаче первого импульса тока на вторую секцию 3 и постоянного тока на первую секцию 2 якорь 4 под действием сил, создаваемых магнитными полями второй 3 и первой .2 секций, втягивается н электромагнит до соприкосновения со стопом 6, сжимая пружину 9 и отрывая запорный орган 5 от седла 10. При этом центр масс якоря 4 из крайнего положения А с расстоянием L. от 10 (фиг. 2) перехо- дит через точку О условного равновесия первой секции 2 в крайнее положение Б с расстоянием Lj L, + b от седла 10 (фнг.З). Проход жидкости или газа открыт.

После снятия импульса постоянного тока со второй секции 3 якорь 4 под действием пружины 9 и магнитного поля первой секции 2 перемещается в сторону седла 10, переходя при этом из положения Б через точку О условного равновесия в положение В с расстоянием Lg от седла 10 (фиг,4).

При переходе через точку О магнитное поле первой секции 2 начинает действовать против силы пружины 9, снижая при этом скорость якоря 4 до его остановки. При подаче нового импульса тока на вторую секцию 3 якорь 4 перемещается из положения В в положение Б. Цикл повторяется. При общем выключении тока на электромагните якорь 4 под действием пружины 9 возвращается в положение А, перекрывая проход жидкости или газа.. Клапан закрыт.

, Положение точки В определяет минимальное расстояние Lj от центра масс якоря 4 до седла 10 при работе клапана в импульсном режиме. Точка В располагается между начальным крайним положением А якоря 4 и точкой О условного равновесия первой секции 2, что связано с тем, что якорь 4 при переходе из точки Б через точку О обладает определенной скоростью, которая и гасится на расстоянии между точками О и В.

Зазор между запорным органом 5 и седдгом. 10 при положении центра масс якоря 4 в точке В можно при необходимости установить путем уменьшения

312

толщины регулировочных прокладок 8, поскольку, если точка В совпадает с точкой А, это не позволяет пол учить максимальный положительный эффект при использовании изобретения,так как допускает ударное взаимодействие запорного органа 5 и седла 10 в импульсном режиме работы. Минимально допустимый зазор между запорным органом 5 и седлом 10 при расположении якоря 4 в точке В должен составлять не менее 0,025 мкм, так как эта величина равна максимальной высоте неровностей профиля для поверхностей I4-го класса. При меньшей величине зазора нельзя гарантировать отсутствия контактного взаимодействия запорного органа 5 и седла 10 в импульсном режиме работы. С другой .стороны максимальный зазор между запорным ор- ганом 5 и седлом 1,0 не должен превышать величины хода .Ь . запорного органа 5 при максимальном расстоянии от центра масс якоря 4 до седла 10, т.е при положении центра масс якоря 4 в точке Б, так как это связано с нарушением заданных рабочих параметров клапана. В этом случае зазЪр между запорным органом 5 и седлом 10 следует уменьшать путем увеличения толщины регулировочных прокладок 8. Конкретная величина зазора h для данного исполнения клапана устанавливается в указанном диапазоне в зависимости от требований к количеству жидкое- ти или газа, пропускаемого клапаном при положении якоря 4-в точке В. При

г 5

0

254

этом сохраняется заданная величина хода запорного органа 5 путем соответствующей корректировки хода якоря 4 с помощью регулировочных прокладок 7 и регулировочной втулки.

Требование к расположению точки О условного равновесия между крайними положениями А и Б центра масс якоря 4 объясняется следующим образом. При положении точки О до точки А не создается тормозящий эффект первой секции 2 при движении якоря 4 из положения Б в положение В. При положении О за точкой Б пружина 9 не может преодолеть силу, создаваемую магнитным полем первой секции 2, и перевести якорь 4 в положение В с минимальным расстоянием до седла 10 при работе клапана в импульсном режиме.

Формула изобретения

Способ управления ходом запорного органа клапана с двухсекционным электромагнитным приводом, заключающийся в том, что обе секции одновременно подключают к источнику питания для обеспечений хода запорного органа, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности клапана в работе за счет уменьшения износа уплотнительных элементов, одну секцию электромагнитного привода включают в импульсном режиме постоянного тока и одновременно на другую секцию подают постоянный ток той же полярности.

/т

/tv

Фш.г

/IBS

о в

А

m

vai

Фаг.з

Ж

cpt/гА

Редактор И.Горная

Составитель И.Теравская Техред Л.Олейник

Заказ 603/42Тираж 812Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г.Решетник