КЛАПАН С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ

Техническое решение относится к области оборудования транспортирования низконапорных газовых сред, а именно, к области запорной арматуры, и может быть использовано в теплоэнергетических системах на тепловых станциях, в вакуумных системах, в нефтехимическом и газовом оборудовании.
Известен (SU, авторское свидетельство 870834) отсечной запорный клапан с электромеханическим приводом. Известный клапан содержит корпус со средствами ввода и вывода газового потока, внутри корпуса установлен подпружиненный запорный орган, управляемый посредством электромеханического привода, в состав которого входят электромагнит с подвижным якорем, фиксатор и два концевых выключателя.
Недостатком известного запорного клапана можно признать значительный расход электрической энергии на его функционирование, что может привести к перегреву электромагнита и исключение возможности управления клапаном.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2135873) отсечной запорный клапан, содержащий крышку с сальниковым узлом, уплотняющим шток клапана, корпус с седлом и входным и выходным патрубками, запорный орган с пружиной и штоком клапана, заключенный в кожух привод, имеющий шток, пружину, две серьги, втягивающий электромагнит с якорем, рычаг, электродвигатель и узел управления, в состав которого входят цепи управления электромагнитом и реверсивным управлением электродвигателя.
Недостатком известного запорного клапана можно признать недостаточную надежность работы вследствие несоответствия упругих характеристик пружин.
Техническая задача, на решение которой направлено разработанное техническое решение, состоит в оптимизации конструкции электромеханического отсечного клапана.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции клапана с электромагнитным приводом состоит в повышении надежности работы клапана в результате применения пружины в сочетании с золотником, обеспечивающим уменьшение необходимого усилия для открытия клапана.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную конструкцию клапана с электромагнитным приводом. Клапан разработанной конструкции содержит корпус проходного типа, внутри которого расположены седло и затвор, с уплотнением в виде резинового кольца, внутри затвора выполнено разгрузочное отверстие, над которым установлен с возможностью закрытия отверстия золотник, над корпусом размещен электромагнит, в верхней части которого между гильзой электромагнита и его якорем расположена пружина, в свободном состоянии прижимающая затвор к седлу, в корпусе дополнительно установлен датчик положения затвора, состоящий из штока, связанного с затвором, уплотнительного кольца и микропереключателя, причем при закрытом положении клапана шток расположен в крайнем нижнем положении с возможностью воздействия на микропереключатель, обеспечивающий сигнализацию о закрытом состоянии клапана, при этом площадь разгрузочного отверстия составляет от 0,001 до 0,8 площади клапана затвора. На электромагните выполнено средство подключения его к линии электрического питания.
Клапан разработанной конструкции предназначен для работы в качестве запорной арматуры с дистанционным управлением на линии подачи газа.
В дальнейшем конструкция и работа клапана будут рассмотрены со ссылками на чертеж.
Клапан состоит из корпуса 1 проходного типа (см. чертеж), внутри которого имеется седло (не показано). Для перекрывания потока рабочей среды в корпусе 1 располагается затвор 2 с уплотнением в виде резинового кольца (не показано). Внутри затвора 2 предусмотрено разгрузочное отверстие (не показано), которое закрывается золотником 3 для уменьшения необходимого усилия открытия клапана.
Усилие плотнозапорности клапана обеспечивается за счет пружины 4, которая установлена внутри электромагнита 5 таким образом, что один ее конец упирается в гильзу электромагнита 9, а другой - в якорь 10.
Для контроля состояния клапана предусмотрен датчик положения затвора, состоящий из штока 7, связанного с затвором 2, уплотнительного кольца 8 и микропереключателя 6. При закрытом положении клапана, когда шток 7 находится в крайнем нижнем положении, срабатывает микропереключатель 6, обеспечивающий сигнализацию о закрытом состоянии клапана.
Открытие клапана происходит в следующем порядке. При подаче напряжения якорь 10 электромагнита 5 перемещается вверх, сжимая пружину 4. Одновременно с этим жестко связанный с якорем золотник 3 открывает разгрузочное отверстие затвора 2 и, после уменьшения перепада давления на седле, открывает клапан, поднимая вверх затвор 2. Вместе с затвором 2 движется вверх шток 7, при этом микропереключатель 6 возвращается в исходное положение, соответствующее открытому состоянию клапана.
Закрытие клапана происходит после снятия напряжения с электромагнита 5. За счет усилия пружины 4 разгрузочное отверстие и седло клапана перекрываются, обеспечивая герметичность затвора.
Использование клапана разработанной конструкции в результате применения пружины в сочетании с золотником позволяет в любом варианте подачи газа осуществлять надежное перекрытие газовой магистрали.