Клапан давления двустороннего действия Советский патент 1982 года по МПК F16K31/08 

(54) КЛАПАН ДАВЛЕНИЯ ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к арматуростроению, а именио к клапанам двустороннего действия, предназначенным для поддержания широкого диапа- зона перепадов давления в герметизированном объеме различных устройств.

Известен клапан, в немагнитном корпусе которого с перегородкой, разделяющей полость корпуса на две полости, соединенные каналами, установлены нагруженные пружинайи запорные органы tl}.

Недостатком клапана является наличие трущихся элементов, вызывающих повышенный износ, деформацию узлов и т.д., что снижает надежность клапана;

Известен клапан двустороннего действия, в корпусе которого разделенного перегородкой на две полости, соединенные между собой каналами, установлены запорные органы из магнитомягкого материала, взаимодействующие с седлс1ми, и постоянный магнит 23.

Недостатком известного клапана является невысокая надежность клапана вследствие нарушения центрирования запорных органов, наличия пружин.

Целью изобретения является повышение надежности клапана. .

Поставленная цель достигается тем, что постоянный магнит выполнен цилиндрическим к установлен в поперечной перегородке, а запорные органы выполнены в виде охватывающих

10 седла чаш, на внутренней поверхности которых выполнены цилиндрические выступы, причем зазор мелду торцгини стенок чаш меньше или равен высоте постоянного магнита, а корпус илтол15нен из немагнитного материала.

Дис1метры цилиндрических выступов и постоянного магнита равны.

На чертеже показан клапан в разрезе. «

20

В немагнитном корпусе 1 вьшолнена перегородка 2, делящая полость корпуса на две полости, соединенные проходными каналолш 3, выполненными в перегородке 2. В перегородке 2 установ25лен постоянный цилиндрический магнит 4, намагниченный вдоль вертикальной оси. В корпусе 1 установлены два якоря - запорных органа 5 в виде охватывающих седла 6 чаш, на внут30ренней поверхности которых выполнены

цилиндрические выступы 7, внутри которых размещены немагнитные кольца 8 конусообразной формы. Внутри чаш размещены эластичные прокладки 9. Немагнитные крышки 10 ограничивают ход якорей. В клапане в зависимости от различных требований могут быть использованы магниты с направленной кристешлизацией, монокристаллические, редкоземельные и др.

Рабочий поток проходит через рабочие зазоры d , магнитомягкие якоря и добавочные зазоры л . Благодаря выполнению магнитомягких якорей в виде чаш, охватывающих седла и постоянный магнит, потоки Фц и e-f,2,... замыкающиеся соответственно мелоду наружными и внутренними поверхностями магнитомягких нкорей, не являются потоками рассеяния, так как они проходят через рабочие зазоры c ,

Соответствующие этим потокам магнитные сопротивления Кщ.,... к ,i г г шунтируя магнитное сопротивление добавочного зазора R, существенно уменьшают Ид , и, как следствие, результирующее магнитное сопротивление всей внешней цепи магнита, что значительноувеличивает поток в рабочих зазорах . сЛ и улучшает использование объеме постоянных магнитов, по сравнению с известными магнитныгта клапанами, в которых магниты сильно размагничиваются из-за прохождения их потока по разомкнутой внешней цепи (по воздуху) о Эти вшкные особенности обеспечивают минимальные габариты клапана при широком диапазоне перепадов давления..

Самоцентрирование магнитомягких йкорей (тарельчатых узлов) относительно ножевых уплотнений (седел) осуществляется с помощью цилиндрических выступов во внутренних полостях запорных органов, диаметры которых равны наружном диаметру постоянного магнита, а также равенства наружных и внутренних диаметров чаш якорей. Кроме того, величина добавочного воздушного зазора д между торцовыми плоскостями чшл равна или меньше величины высоты магнита вдоль оси его на:«1агничивания„ Для осуществления такого-самоцентрирования корпус и ограничительные крышки, клапана выполнены из немагнитног материала.

Клапан работает следующим образом. .

На каждый якорь действуют три силы: сила магнитного притяжения к магниту ЕП, сила от давления в герметизированном объеме Ff-ep и сила от давления окружающей среды F окр

При снижении давления окружающей среды , до величины, при которой сила от перепада давления больше силы магнитного притях ения - FOKP

, клапан открыт, и давление внутри герметизированного объема падает до тех пор, пока не установится равенство сил Р,„ F ер - , и клапан закрывается. При дальнейшем снинсении давления происходит уменьшение давления в герметизиро- ванном объеме, возрастание герметизации запорного органа (уменьшение протечек), возрастание удельного давления в ножевом уплотнении за Счет

5 дефорЬ/1ации эластичной прокладки,

уменьшение рабочего воздушного зазора мезкду якорем и постоянным магнитом, что обуславливает, в свою очередь, увеличение силы Р, усиление

0 герметизации ножевого уплотнения . за счет увеличения отрицательной жесткости характеристики Р ((/)„

При повышении давления окружающей среды до-величины, при которой силы

5 от перепада давления FOKP Ргер- пм открывается другая сторона кл-апана, работа которой подобна первой, т.е. клапан работает в двух направлениях, .

0 Применение чашеобразных магнитных якорей, охватывающих постоянный магнит и ножевые герметизирующие уплотнения, предотвращает попадание в последние из окрух ающей среды маг5 нитомягких частиц, притягиваемых к поверхностям якорей, т.е. чашеобразные якоря являются ловушкой для посторонних магнитомягких частиц окружающей .

п Использование изобретения обеспечивает повышение надежности, ресурса и расширение области применения путем полного устранения каких-либо трущихся узлов и деталей, прухсин, плунжеров и их направляющих, улучшения герметизации клапана за счет возрастания силы магнитного притяжения ио мере сжатия эластичных прокладок после закрытия клапана, возможности выполнения клапанов давления с широким диапазоном перепадов давления для различных условий эксплуатации, включая вакуум, с ми. йимальными массогабаритными показателями за счет эффективного использования объема, постоянного магнита, достигаемого практически полным устранением размагничивающего влияния магнитных сопротивлений во внешней цепи магнита, за исключением

0 главных рабочих зазоров между якорями и магнитом, обеспечения самоцентрирования магнитомягких якорей (тарельчатых узлов) относительно магнита (седел) без каких-либо механи5 .ческих направляющих в двух зонах