Клапан электромагнитный запорный двухпроходный

Предлагаемое устройство относится к арматуре трубопроводной, а именно к клапанам, применяется в газовой и нефтяной отраслях и предназначено для управления потоком газообразной или жидкой рабочей среды, а именно ее подачи/запирания и дискретного регулирования.
Для регулирования объема проходящей через трубопровод рабочей среды применяется регулирующая трубопроводная арматура, однако она отличается высокой стоимостью. В качестве альтернативы применяется запорная арматура с несколькими проходами с разным номинальным диаметром, т.е. фактически это несколько запорных клапанов в одном корпусе. В этой связи ключевым вопросом является надежность и массогабаритные характеристики данного вида трубопроводной арматуры.
В патенте US 4019533 F16K 11/24 описан дискретный клапан содержащий корпус, присоединительные патрубки, несколько клапанов, установленных на общем корпусе с общими присоединительными патрубками.
В патенте РФ №2037178, МПК G05D 7/06 описано дискретное запорно-регулирующее устройство, содержащее размещенную в корпусе и разделяющую входной и выходной патрубки перегородку с запорными клапанами, преобразователи с электрическими входами.
В патенте РФ №2114457, МПК G05D 7/06 описан дискретный клапан-дроссель с импульсной системой управления, содержащий размещенную в корпусе и разделяющую входной и выходной патрубки перегородку, коллекторы подвода и утилизации рабочей среды, запорные органы.
Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является многопоточный дискретный клапан-дроссель, описанный в патенте №2241249, МПК G05D 7/06, F16K 47/08. Он содержит корпус, входной и выходной патрубки, двухпозиционные запорные клапаны.
Данный многопоточный дискретный клапан-дроссель имеет работоспособную конструкцию, однако он имеет сравнительно невысокую надежность и значительные массогабаритные характеристики. Это обусловлено тем, что каждый запорный клапан представляет собой независимый клапан со своим седлом и перекрывающим это седло запирающим элементом. Каждое дополнительное седло - это дополнительный узел, который должен иметь требуемые надежность и герметичность.
Технический результат, достигаемый при осуществлении предполагаемой полезной модели - повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане электромагнитном запорном двухпроходном, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, цилиндр, два электромагнита управления с установленными внутри якорями, поджимаемыми пружинами к соответствующим седлам, выполненным в крышке, в корпусе выполнено одно седло, коаксиально которому установлен цилиндр с расположенными внутри поршнями малого и полного проходов, поджимаемые пружинами, механически связанные посредством штока с выполненным в нем дроссельным отверстием с возможностью ограниченного перемещения вдоль общей их оси, при этом поршень малого прохода оснащен торцевым уплотнительным элементом, взаимодействующим с седлом корпуса клапана, надпоршневые полости поршня малого и полного прохода посредством управляющих каналов связаны с входным патрубок корпуса, а сбрасывающих каналов - с выходным патрубком, открытие и закрытие сбрасывающих каналов осуществляют соответствующие электромагниты управления.
В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогичны предполагаемой полезной модели и обеспечивают достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана электромагнитного запорного двухпроходного осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предполагаемая полезная модель представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость.
На фиг. изображен клапан электромагнитный запорный двухпроходный.
Клапан электромагнитный запорный двухпроходный состоит из корпуса 1 с седлом 2 входным патрубком 15 и выходным патрубком 16, цилиндра 7, крышки 24 с седлом 10 и седлом 25, электромагнитов 14 и 29. Внутри цилиндра 7 расположены поршень 4 малого прохода с торцевым уплотнительным элементом 3 и поршень 8 полного прохода, шток 17, пружина малая 19 и пружина большая 9. Внутри электромагнита 14 расположены якорь 12 с уплотнительным элементом 11 и пружина 13. Внутри электромагнита 29 расположены якорь 27 с уплотнительным элементом 26 и пружина 28. Торцевой уплотнительный элемент 3 поршня малого 4 и седло 2 корпуса 1 образуют основной затвор клапана. Уплотнительный элемент 11 якоря 12 и седло 10 крышки 24 образуют первый управляющий затвор. Уплотнительный элемент 26 якоря 27 и седло 25 крышки 24 образуют второй управляющий затвор.
В исходном положении пружина большая 9 прижимает поршень 8 полного прохода к торцу 31 цилиндра 7, пружина малая 19 прижимает поршень 4 малого прохода к седлу 2 корпуса 1. Основной затвор клапана закрыт. Пружина 13 прижимает якорь 12 к седлу 10 крышки 24. Первый управляющий затвор закрыт. Пружина 28 прижимает якорь 27 к седлу 25 крышки 24. Второй управляющий затвор закрыт. Поскольку все затворы закрыты входной патрубок 15 и выходной патрубок 16 разобщены. Рабочая среда, подаваемая во входной патрубок 15, через управляющий канал 18, дроссельные отверстия 20 и 21 попадает в надпоршневые полости 6 и 23, но не перетекает в выходной патрубок 16.
При подаче напряжения на электромагнит 14 за счет возникающих электромагнитных сил якорь 12 с уплотнительным элементом 11 перемещается, сжимая пружину 13. Открывается первый управляющий затвор. Рабочая среда из надпоршневой полости 23 по сбрасывающим каналам 30 и 5 попадает в выходной патрубок 16. Поскольку сечение сбрасывающих каналов 30 и 5 больше сечения дроссельного отверстия 21, то давление в надпоршневой полости 23 снижается и под действие давления во входном патрубке 15 поршень 8 полного прохода перемещается сжимая пружину большую 9 и передвигая поршень 4 малого прохода. Основной затвор открывается на полную величину. Рабочая среда перетекает из входного патрубка 15 в выходной патрубок 16.
При отключении напряжения с электромагнита 14 якорь 12 с уплотнительным элементом 11 под действием пружины 13 возвращается в исходное положение. Первый управляющий затвор закрывается. Рабочая среда перестает сбрасываться из надпоршневой полости 23 в выходной патрубок 16. Давление в надпоршневой полости 23 поднимается и под действием пружины большой 9 поршень 8 полного прохода и поршень 4 малого прохода возвращаются исходное положение. Основной затвор закрывается и рабочая среда перестает перетекать из входного патрубка 15 в выходной патрубок 16.
При подаче напряжения на электромагнит 29 за счет возникающих электромагнитных сил якорь 27 с уплотнительным элементом 26 перемещается, сжимая пружину 28. Открывается второй управляющий затвор. Рабочая среда из надпоршневой полости 6 по сбрасывающим каналам 22 и 5 попадает в выходной патрубок 16. Поскольку сечение сбросывающих каналов 22 и 5 больше сечения дроссельного отверстия 20, то давление в надпоршневой полости 6 снижается и под действие давления во входном патрубке 15 поршень 4 малого прохода перемещается, сжимая пружину малую 19. Основной затвор открывается на не полную величину. Рабочая среда перетекает из входного патрубка 15 в выходной патрубок 16.
При отключении напряжения с электромагнита 29 якорь 27 с уплотнительным элементом 26 под действием пружины 28 возвращается в исходное положение. Второй управляющий затвор закрывается. Рабочая среда перестает сбрасываться из надпоршневой полости 6 в выходной патрубок 16. Давление в надпоршневой полости 6 поднимается и под действием пружины малой 19 поршень 4 малого прохода возвращается в исходное положение. Основной затвор закрывается и рабочая среда перестает перетекать из входного патрубка 15 в выходной патрубок 16.
Именно такая конструкция клапана электромагнитного запорного двухпроходного, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, цилиндр, два электромагнита управления с установленными внутри якорями поджимаемыми пружинами к соответствующим седлам выполненным в крышке, а в корпусе выполнено одно седло, коаксиально которому установлен цилиндр с расположенными внутри поршнями малого и полного проходов, поджимаемые пружинами, механически связанные посредством штока с выполненным в нем дроссельным отверстием с возможностью ограниченного перемещения вдоль общей их оси, при этом поршень малого прохода оснащен торцевым уплотнительным элементом, взаимодействующим с седлом корпуса клапана, надпоршневые полости поршня малого и полного прохода посредством управляющих каналов связаны с входным патрубок корпуса, а сбрасывающих каналов - с выходным патрубком, открытие и закрытие сбрасывающих каналов осуществляют соответствующие электромагниты управления, обеспечивает технический результат, направленный на повышение его надежности и снижения массогабаритных характеристик.
Для проверки работоспособности клапаны электромагнитные запорные двухпроходные были установлены в системе налива дизельного топлива. В результате испытаний и эксплуатации было установлено, что электромагнитные запорные двухпроходные, показали высокую надежность при невысоких массогабаритных характеристиках.
В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпус с патрубками, цилиндр, поршни малого и полного прохода изготовлены из стали 20X13, уплотнительной элементы из резиновой смеси В-14. Реализация клапана электромагнитного запорного двухпроходного возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.
Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предполагаемой полезной модели повышают его надежность и снижают массогабаритные характеристики.