КЛАПАН ГАЗОВЫЙ ЗАПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к запорным устройствам с электромагнитным приводом, устанавливаемым на трубопроводных магистралях, других коммуникациях, а также газогорелочных устройствах с рабочей средой, например, природным газом, воздухом, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, нефтяной и газовой, в противопожарной технике, где необходимо автоматическое аварийное перекрытие подачи по трубопроводам опасных веществ (газ, жидкость, смеси).
Известен электромагнитный клапан, предназначенный для использования в области машиностроения, содержащий корпус с входным и выходным патрубками. Последние связаны каналами с надзолотниковой и подзолотниковой полостями. В корпусе выполнено седло. Запорный орган образован цилиндром, закрытым крышкой и жестко связанным с корпусом. Внутри цилиндра расположен основной управляющий затвор поршневого типа с возможностью поджатия к седлу корпуса. Управляющий затвор связан с электромагнитным приводом и расположен на внутренней поверхности крышки с выполненным на ней вторым седлом. Последнее выполнено с возможностью поджатия управляющего затвора к седлу. Электромагнитный клапан содержит не менее двух запорных органов. Подзолотниковая полость связана с запорными органами. Каждый из последних соединен с соответствующей надзолотниковой полостью. Надзолотниковые полости связаны между собой перепускными проходами (Патент на изобретение РФ №2256837, МПК: 6 F 16 K 17/12).
Известен предохранительный клапан, предназначенный для использования в широком диапазоне давлений агрессивных сред, содержащий корпус с седлом и патрубками входа и выхода среды, запорный орган с направляющей, взаимодействующий с двуплечим рычагом, на одном конце которого размещен груз, а второе плечо рычага связано с опорой. Направляющая запорного органа и второе плечо рычага соединены с опорой гибкими подвесками. При этом направляющая выполнена в виде втулки. Клапан содержит шток, установленный под грузом с возможностью осевого перемещения (Патент на изобретение РФ №2132508, МПК: 6 F 16 K 17/12).
Наиболее близким к заявляемому является клапан предохранительно-запорный электромагнитный газовый КПЭГ-00-00 ПС, изготавливаемый ОАО «Газаппарат» (г. Саратов). Клапан содержит корпус с седлом, входным и выходным патрубками. В корпусе установлен запорный орган с резиновым уплотнителем, закрепленным на оси, один конец которой выходит за пределы корпуса. Ось снабжена пружинами. На оси с внешней
стороны корпуса жестко закреплен рычаг, взаимодействующий с промежуточным рычагом, который в свою очередь взаимодействует с фиксатором электромагнитного привода. Электромагнитный привод закреплен на корпусе клапана и имеет свой корпус с электромагнитом, в котором расположены шток с размещенной в нем втулкой, взаимодействующей со штифтом. Положение втулки определяется усилием размещенных на ней пружин. Корпус электромагнита снабжен фиксатором для удержания клапана в открытом состоянии и выполнен с возможностью взаимодействия с промежуточным рычагом. Все детали клапана покрыты защитным слоем в виде эмали.
Однако перечисленные технические решения характеризуются значительным весом и габаритными размерами, а также недостаточной надежностью срабатывания запорного органа.
Задачей полезной модели является повышение надежности срабатывания запорного органа при снижении веса и габаритов.
Поставленная задача решается тем, что в клапане запорном электромагнитном высокого давления, содержащем корпус с крышкой и седлом, входным и выходным патрубками, установленный в корпусе запорный орган с уплотнительным элементом и перепускным клапаном, закрепленный на оси, один конец которой выполнен выступающим за пределы корпуса, и на котором с внешней стороны корпуса с помощью крепежного элемента жестко закреплен рычаг, имеющий паз, в котором размещен фиксатор, взаимодействующий с промежуточным рычагом, который, в свою очередь, выполнен взаимодействующим с фиксатором электромагнитного привода, закрепленного на корпусе и имеющего изолированные выводы, согласно решению, фиксатор рычага выполнен в виде ролика, закрепленного с возможностью его перемещения в пазу рычага, отверстие в крепежном элементе для закрепления оси имеет кольцевой выступ ступенчатого профиля, при этом ролик со стороны, контактирующей с промежуточным рычагом снабжен фаской, а с противоположной стороны - резьбой для закрепления в пазу.
Электромагнитный привод снабжен держателем и разъемом, закрепленном на держателе с отверстием для выводов, при этом выводы снабжены дополнительным изолятором.
Ось выполнена из стали и имеет цинковое покрытие, детали клапана снабжены защитным оксидным слоем, при этом корпус с крышкой выполнены из силумина, а запорный орган - из алюминия.
В качестве крепежного элемента выбрана гайка, выполненная из бронзы.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 представлено заявляемое устройство - продольный и поперечный разрез соответственно.
Позициями на чертеже обозначены: 1 - корпус, 2 - запорный орган, 3 - ось, 4, 5 - пружины, 6 - рычаг, 7 - промежуточный рычаг, 8 - электромагнит, 9 - корпус электромагнитного привода, 10 - шток, 11 - втулка, 12 - упор, 13, 14 - пружины, 15 - штифт, 16 - фиксатор, 17 - ось, 18 - винт, 19 - держатель, 20 - резиновый уплотнитель, 21 - клапан перепускной, 22 - кольцо (прокладка), 23 - разъем, 24 - фиксатор рычага.
Конструкция клапана предусматривает наличие запорного органа с перепускным клапаном, механического рычага открывания запорного органа, механизма фиксации запорного органа в открытом состоянии, электромагнитного привода, датчика контроля состояния электромагнитного привода, разъема для подключения кабеля подачи напряжения питания на обмотку катушки электромагнитного привода и кабеля связи датчика состояния клапана с внешним узлом индикации, клемм заземления. Запорный орган клапана выполнен герметичным.
Клапан устанавливают на горизонтальном участке внутреннего трубопровода, на вводе в помещение с учетом направления подачи среды в положение, при котором узел электромагнитного привода располагается вертикально вверх, а ось электромагнита - горизонтально.
Устройство содержит корпус 1 с седлом, для перекрытия запорным органом 2 (см. фиг.1). Запорный орган 2 клапана снабжен резиновым уплотнителем 20 и закреплен на оси 3, также размещенной в корпусе 1. В запорный орган 2 встроен перепускной клапан 21. На оси 3 также установлены пружины 4, 5, обеспечивающие передачу усилия запорному органу 2. На выступающем за пределы корпуса конце оси 3, жестко с помощью крепежного элемента, например, гайки, закреплен рычаг 6, взаимодействующий с промежуточным рычагом 7. Отверстие в гайке, через которое проходит ось, имеет цилиндрическую форму со ступенчатым профилем, образованным уменьшением диаметра отверстия со стороны выхода гайки. Со стороны входа гайки в отверстии большего диаметра размещена втулка с уплотнительным кольцом (прокладкой) 22. На корпусе закреплен электропривод, состоящий из электромагнита 8 с корпусом 9, в котором расположен шток 10 с втулкой 11. Усилие пружин 13 и 14 и усилие электромагнита 8, передаваемое на шток 10 штифтом 15, изготовленным из немагнитного материала, определяют положение втулки 11. Корпус электромагнита 9 оснащен фиксатором 16, выполненным с возможностью поворота вокруг оси 17, служащим для удержания клапана в открытом состоянии во время технологической подготовки оборудования. Взаимодействие рычага 6 с промежуточным рычагом 7 осуществляется с помощью
фиксатора 24, выполненного в виде ролика, который закреплен в пазу, выполненном протяженным в рычаге 6 с возможностью регулирования в нем положения ролика. Ролик 24 со стороны, контактирующей с промежуточным рычагом 7, снабжен фаской, а с противоположной стороны - резьбой с гайкой для закрепления в пазу.
Подача на электромагнит напряжения питания при зацеплении рычага 6 с рычагом 7 и фиксации их с втулкой 11 обеспечивает поддержание открытого состояния клапана. Фиксатор 16 должен быть при этом выключен, т.е. должен находиться в горизонтальном положении.
Прекращение подачи напряжения на электромагнит приводит к перемещению втулки 11 и упор 12, установленный на рычаге 7, выходит из зацепления с втулкой 11. При этом освобождаются связанные между собой рычаги 6 и 7 и ось 3 поворачивается. Усилие от пружин передается запорному органу 2, который закрывает проход газа. Приведение запорного органа 2 в рабочее (открытое) состояние после срабатывания производится вручную поворотом рычага 6, при этом перепускной клапан 21, встроенный в запорный орган 2, открывается в первую очередь. После выравнивания давления до и после запорного органа 2 осуществляется дальнейший подъем рычага 6 до зацепления с рычагом 7 и фиксации их с втулкой 11 (см. фиг.2). Запорный орган 2 удерживается в открытом состоянии. На электромагнит подается напряжение питания, и фиксатор выключается путем перевода его в горизонтальное положение. Для соединения клапана с электропитанием используют провода, выведенные из корпуса узла электромагнита, и разъем 23, закрепленный на держателе 19, выполненном в виде скобы.
В заявляемом клапане для индикации его состояния используют датчик контроля состояния электромагнитного привода на базе микропереключателя. Подключение датчика контроля состояния к внешнему узлу индикации осуществляется с помощью проводов, выведенных из корпуса узла электромагнита, и разъема 23. Для заземления клапана предусмотрен заземляющий проводник, присоединенный к клемме корпуса узла электромагнита.
Выполнение деталей клапана из различных материалов, а именно, корпуса с крышкой - из силумина, оси - из стали, запорного органа - из алюминия, гайки - из бронзы, позволило оптимизировать конструкцию клапана по весовым характеристикам.