Электромагнитный клапан Советский патент 1991 года по МПК F16K31/02 

фиг.1

Изобретение относится к трубопроводной арматуре.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет микродеформаций микронеровностей пары запорный орган - седло путем поворота запорного органа относительно седла и увеличения усилия при- хатия запорного органа к седлу

На фиг. 1 представлен электромагнитный клапан в закрытом состоянии; на фиг. 2 - то же, в открытом положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Электромагнитный клапан состоит из (фиг. 1, 2) корпуса 1, выполненного изнемаг- гитного материала, с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 и седлом 4, запорного органа 5, закрепленного па штоке 6, который соединен с якорем 7 электромагнитного привода, содержащего обмотку 8 и магнитопровод 9 со стопом 10. В проточках якоря 7 и стопа 10 установлена возвратная пружина 11, прижимающая запорный прган 5 к седлу 4. При этом между горцами стопа 10 и якоря 7 образуется рабочий зазор 12. Соосно со штоком 6 и якорем 7 электромагнитного привода внутри корпуса 1 размещены чередующиеся плоские многополюсные (фиг, 3) (как минимум с четырьмя полюсами) неподвижные постоянные магниты 13, 14, 15 с центральными отверстиями 16, 17, 18 для прохождения штока 6 и подвижные постоянные магниты 19, 20 (фиг. 1). Неподвижные постоянные магниты 13, 14, 15 закреплены в корпусе 1, а подвижные магниты 19, 20 закреплены на штоке 6 и размещены соответственно между неподвижными магнитами 13, 14 и 15, Полюса неподвижных магнитов 13 и 14, оп- позитно расположенных относительно подвижного магнита 19, имеют противоположную намагниченность. Полюса неподвижных магнитов 14 и 15, оппозитно расположенных относительно подвижного магнита 20, имеют противоположную намагниченность. Полюса подвижных магнитов 19 и 20, оппозитно расположенных относительно неподвижного магнита 14, также имеют противоположную намагниченность.

Устройство работает следующим образом

В исходном положении (фиг. 1) напряжение на обмотку 8 не подается. Запорный орган 5 прижат к седлу 4 усилием возвратной пружины 11 и усилиями притяжения полюсов подвижных магнито 19 20, закрепленных на штоке 6, к соответствующим противоположным полюсам неподвижных магнитов 14 и 15, закрепленных в корпусе 1. При этом рабочий зазор 12 между торцами якоря 7 и стопа 10 - максимальный

При подаче напряжения на обмотку 8 якорь 7 вместе со штоком б и закрепленными на нем подвижными магнитами 19, 20 и запорным органом 5 начинает перемещаться вверх к стопу 10 в центральных отверстиях 16, 17, 18, преодолевая усилие пружины 11 и усилие притяжения полюсов подвижных магнитов 19, 20 к соответствующим полюсам неподвижных магнитов 14 и 15.

0 После отрыва .запорного органа 5 от седла 4 и при подходе подвижных магнитов 19 и 20 к соответствующим верхним неподвижным магнитам 13 и 14 (фиг. 2) в результате взаимодействия одноименных полюсов подвиж5 ных магнитов 19, 20 и неподвижных магнитов 13,14 происходит поворот магнитов 19, 20 вместе со штоком 6, запорным органом 5 и якорем 7 относительно неподвижных магнитов 13, 14. Затем поворот по0 движных магнитов 19, 20 происходит уже за счет сил притяжения полюсов неподвижных м-чгнитов к соответствующим противоположным полюсам подвижных магнитов 19, 20. При этом, например, северные полюса

5 неподвижного магнита 13 притягивают к себе южные полюса подвижного магнита 19, а одновременно южные полюса неподвижного магнита 14 притягивают к себе северные полюса подвижного магнита 20. В конце

0 хода якоря 7 завершается поворот запорного органа 5 вокруг своей вертикальной оси относительно седла 4. Кла,пан находится в открытом состоянии.

После снятия напряжения с обмотки 8

5 под действием возвратной пружины 11 якорь 7 вместе со штоком 6 и закрепленными на нем подвижными магнитами 19, 20 и запорным органом 5 начнет перемещаться вниз к седлу 4, преодолевая усилие притя0 жения разноименных полюсов подвижных магнитов 19, 20 к соответствующим полюсам неподвижных магнитов 13, 14. При подходе запорного органа 5 к седлу 4 в результате действия сил отталкивания по5 люсов подвижных магнитов 19, 20 от соответствующих одноименных полюсов неподвижных магнитов 14, 15 происходит поворот подвижных магнитов 19, 20 вместе со штоком 6, запорным органом 5 и сердеч0 ником 7 относительно соответствующих неподвижных магнитов 14, 15. Затем этому повороту будут способствовать уже силы притяжения полюсов подвижных магнитов 19, 20 к противоположным полюсам соот5 ветствующих неподвижных магнитов 14, 15. От момента касания запорного органа 5 с седлом 4,за счет сил притяжения полюсов подвижных магнитов 19, 20 к соответствующим противоположным полюсам кеподвиж- ных магнитов 14, 15 начинаются

микроперемещения запорного органа 5 относительно седла А, связанные с микродеформациями седла А и запорного органа 5. Под действием возвратной пружины 11 и сил притяжения полюсов магнитов 19 и 14, 20 и 15 в контактирующих поверхностях микронеровностей седла 4 и запорного органа 5 возникают сжимающие и касательные напряжения. Микроперемещения запорного органа 5 относительно седла 4 и микродеформации микронеровностей пары запорный орган 5 - седло 4 продолжаются до тех пор, пока упругие силы со стороны деформированного седла 4 не уравновесят силы, действующие на запорный орган 5 со стороны возвратной пружины 11 и притягивающихся друг к другу противоположных полюсов магнитов 19 и 14, 20 и 15. Клапан находится в закрытом состоянии. Зазор 12 между стопом 10 и якорем 7 - максимальный.

Усилие, развиваемое электромагнитом, должно превышать усилие пружины 11 и усилие притяжения подвижных магнитов 19,20 к неподвижным магнитам 14,15. Усилие пружины 11 в сжатом состоянии должно

10

прппышзть усилие притяжения подгнь ныж магнитов 19, 20 к неподвижным млгнитам 13, 14.

Формула изобретения

Электромагнитный клапан содержащий корпус из немагнитного материала с входным и выходным патрубками и седчом. перекрываемым запорныморганом, СБЯЗЭНным через шток с подпружиненным якорем электромагнитного привода, имеющего обмотку и магнитопровод со стопом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен соосными с приводом чередующимися плоскими с, по меньшей мере, четырьмя полюсами, неподвижными, имеющими центральное отверстие, и подвижными постоянными магнитами, причем каждый подвижный магнит установлен на

штоке между смежными неподвижными, шток пропущен через отверстия в неподвижных магнитах, концы магнитов намагничены противоположно, а полюса подвижных магнитов в одном из крайних положений

штока расположены над противоположными полюсами подвижных магнитов.

//

фцг.2.

А-А

фиг.З