Электромагнитный клапан Советский патент 1989 года по МПК F16K31/02 

(Дгг/.

3U921

Изобретение относится к трубопро- водной арматуре.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей клапана за счет обеспечения возможности регу- лиоовки расхода среды.

На фиг. 1 изображен клапан, разрез-, на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг, 1; на фиг. 3 - клапан в откры- Q том положении; на фиг. 4 - клапан с дополнительными кольцевыми электромагнитами.

Электромагнитный клапан содержит разъемный корпус 1, по плоскостям 15 разъема которого защемлены края эластичной оболочки 2, выполненной в форме тора с центральным нормально сомкнутым отверстием в канале для прохода среды. Оболочка 2 заполнена 20 ферромагнитной средой 3. На корпусе размещен индуктор магнитного поля

4,с которым соединен магнитопровод

5,входящий во внутреннюю полость оболочки 2 через кольцевую проточку 25 в корпусе 1, выполненном из магнито- проницаемого материала. Магнитопровод может быть выполнен из упругого полимера, масса которого насыщена ферромагнитными частицами, в форме зо диска.

Диск магнитопровода имеет радиальные разрезы, разделяющие его на отдельные пластины 6, что позволяет магнитопроводу 5 прогибаться к стен- 35 кам корпуса 1. Ферромагнитная среда 3 состоит из порошка или магнитных опилок, а может быть и магнитной жидкостью, например смесью керосина, ферромагнитного порошка и олеиновой 40 кислоты.

К электромагнитному клапану подсоединены подводящий и отводящий трубопроводы (не показаны).

SneK / poMarHH iHbtfi клапан может быть 45 дополнен кольцевыми электромагнитами 7 и 8, установленными по разные стороны запорного органа на кольцевых магнитопроницаемых втулках 9 и 10 корпуса 1. Обмотки электромагнитов д 7 и 8 подключены противоположно одна другой (фиг. 4).

На внутренней поверхности оболочки 2 по окружности могут быть закреплены тензодатчики, соединенные с по- 5 казывающим прибором проградуирован- ным, например, в единицах расхода.

Электромагнитный клапан работает следующим образом.

4ДЧ

Цля регулирования в пассивном режиме параметров потока (например, величины расхода), создаваемого источником переменной производительности, индуктор 4 вначале отключают.

Набегающий поток с параметрами да ления Р, и расхода G оттесняет оболочку 2 вместе с магнитопроводом 5 к стенкам корпуса 1, в результате чего нормально сомкнутое отверстие тора открывается, увеличивая свой диаметр D, и площадь проходного сечения становится больше.

Поверхность оболочки 2 принимает под действием обтекающих струй наиболее оптимальную гидродинамическую форму. По достижению требуемой величины давления Р,2 (ч) расхода G, что отображется на показывающем приборе, подается напряжение на индукто 4 и форма оболочки 2 фиксируется, обеспечивая постоянство сечения.

Фиксация ферромагнитной среды, находящейся внутри оболочки 2 и повторяющей ее форму, происходит под действием магнитного поля, создаваемого вокруг магнитопровода 5. Магнитные частицы ориентируются полюсами вдоль силовых линий и сцепляются между собой, образуя жесткую пространственную структуру. При этом и магнитопровод 5 остается в том положении, которое он принял под воздействием напора потока, передаваемого через частицы, в момент подачи напряжения на индуктор 4, так как результирующий момент сил магнитного сцепления частиц больше момента сил упругости, стремящихся вернуть оболочку 2 и магнитопровод 5 в исходное

положение. I

При изменении параметров среды,

что отображается на показывающем приборе, отключается напряжение, подаваемое на индуктор 4, магнитное поле исчезает, силы сцепления между частицами значительно уменьшаются и оболочка 2 теряет зафиксированную форму.

Новую форму и новое значение D проходного сечения оболочка 2 принимает как описано, причем увеличение происходит с ростом Р, G за счет напора потока, а уменьшение - в силу падения производительности источника потока (снижения Р,, за счет си упругости гибкого магнитопровода 5 и оболочки 2, стремящихся вернуть

5

запорный орган в положение Закрыто В закрытом положении запорный орган фиксируется аналогично описанному.

В режиме активного регулирования клапан работает следующим образом.

При раскрытии сечения все действия повторяются аналогично описанном или принудительно. Возвращение запорного органа в исходное положение при условии применения источника давления с нерегулируемыми параметрами производится принудительно. Для этого клапан снабжен кольцевым элект- ромагнитом 7, направление обмоток которого обеспечивает направление магнитных силовых линий против действия набегающего потока, т.е. в сторону закрыт:1Я запорного органа.

Вначале включается электромагнит 7 и оболочка 2, заполненная ферромагнитной средой 3, вместе с магнитопро водом 5 под действием магнитного пол перемещается вправо - на закрытие проходного сечения. Этому способст- вуют и силы упругости оболочки 2 и магнитопровода 5, восстанавливающие их первоначальную форму.

По достижении заданных параметров что отображается на показывающем приборе, электромагнит 7 отключается и включается индуктор 4, фиксируя форму оболочки 2 и требуемую величину D.

Электромагнит 8 устанавливается для принудительного раскрытия запорного органа, в случае, если напора потока недостаточно для преодоления сил упругости его элементов и сил ос

таточной намагниченности частиц фер

5

о 5

„

с

0

1446

ромагнитной среды 3. Направление силовых линий Электромагнита 8 совпадает с направлением потока. Работа происходит аналогично работе электромагнита 7.

Таким образом, при работе клапана его запорный орган и в пассивном и в активном режимах принимает форму вeл iчинy проходного сечения под воздействием набегающего потока, а процесс регулировки заключается в-фиксации выбранной естественным путем формы запорного органа.

Формула изобретения

1.Электромагнитный клапан, содержащий корпус из магнитопроницае- мого материала с каналом для прохода среды, в котором в поперечном сечении канала установлен запорный орган в виде эластичной оболочки, внутренняя поверхность которой заполнена ферромагнитной средой, магнитопровод и охватывающий корпус индуктор магнитного поля, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей клапана, магнитопровод выполнен в виде диска из гибкого материала с радиальными разрезами, размещенного во внутренней полости эластичной оболочки,причем эластичная оболочка выполнена в форме тора с центральным нормально сомкнутым отверстием,

2.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что по обе стороны индуктора магнитного поля установлены кольцевые электромагниты с противоположным подключением обмоток.

А Л

ml

Фи1.3

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей клапана за счет обеспечения возможности регулирования расхода среды. Клапан может регулировать поток в пассивном режиме с применением средств автоматизации. В пассивном режиме работы клапана индуктор магнитного поля 4 отключен, набегающий поток оттесняет выполненную в форме тора, заполненного ферромагнитной средой, оболочку 2 вместе с магнитопроводом 5 к стенкам корпуса 1, в результате чего нормально сомкнутое отверстие в оболочке 2 раскрывается, причем поверхность оболочки 2 принимает под действием среды наиболее оптимальную гидродинамическую форму. По достижении требуемой величины расхода подается напряжение на указанный индуктор и форма оболочки 2 фиксируется, обеспечивая постоянство сечения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

0 if ФигЛ

Редактор М.Бланар

Составитель Ю.Щербаков

Техред Л. Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 3858/40

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное