КЛАПАН ЗАПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫЙ
NORMALLY CLOSED ELECTROMAGNETIC GATE VALVE

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к отсечным (аварийным) и запорным клапанам, может быть использовано в системах дистанционного управления газогорелочными устройствами, отопительными установками в технологических трубопроводных системах для управления потоком топливных углеводородных газов в нефтехимическом, газовом оборудовании и в других отраслях машиностроения.
Известен клапан запорный электромагнитный нормально закрытый, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло, перекрываемое подпружиненным запорным органом, шток, пружину, обмотку и якорь (Патент РФ №2302576, кл. F16K 31/02 от 10.07.2007 г.).
Этот клапан совершенствует магнитную систему электромагнитного привода клапана, который обеспечивает устойчивую фиксацию запорного органа клапана и устранение вынужденных колебаний. Недостатком такого клапана являются низкая эксплуатационная надежность, обусловленная негерметичностью конструкции и отсутствием контроля за его положением.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является клапан запорный электромагнитный нормально закрытый, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло, перекрываемое подпружиненным запорным органом, имеющим шток, и электромагнит, включающий магнитопровод с намагничивающей обмоткой и якорь, соединенный со штоком запорного органа, причем якорь и шток запорного органа соединены с возможностью взаимного осевого перемещения, причем электромагнит установлен неподвижно, при этом на штоке запорного органа установлена пружина сжатия с возможностью противодействия осевому перемещению якоря относительно штока запорного органа (Патент РФ №95379, кл. F16K 31/02 от 27.06.2010 г.).
Этот клапан запорный электромагнитный нормально закрытый позволяет снизить потребление мощности, массы электромагнита и ударных нагрузок на якорь. Недостатком такого клапана являются низкая эксплуатационная надежность, обусловленная негерметичностью конструкции и отсутствием контроля за его положением.
Задача, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, заключается в повышении эксплуатационной надежности клапана и увеличении функциональных возможностей.
Поставленная задача решается за счет того, что в клапане запорном электромагнитном нормально закрытом, содержащем корпус с впускным и выпускным каналами, седло, перекрываемое подпружиненным запорным органом, имеющим шток, и электромагнит, включающий магнитопровод с намагничивающей обмоткой и якорь, соединенный со штоком запорного органа, причем якорь и шток запорного органа соединены с возможностью взаимного осевого перемещения, причем электромагнит установлен неподвижно, при этом на штоке запорного органа установлена пружина сжатия с возможностью противодействия осевому перемещению якоря относительно штока запорного органа, запорный орган выполнен в виде затвора, на цилиндрической поверхности которого имеется пара сальников, пилотный клапан, скрепленный штифтом со штоком, установленным в затворе, имеющий в основании уплотнительное кольцо и возможность осевого перемещения внутри корпуса, на котором сверху завинчена цилиндрическая направляющая втулка с установленной на ней пружиной сжатия соосно штоку, который жестко крепится взаимно перпендикулярным вторым штифтом с якорем, который имеет возможность осевого перемещения в цилиндрической направляющей втулке, при этом электромагнит установлен на цилиндрической направляющей втулке между фланцами, причем верхний фланец прижат стаканом с винтовой крышкой и зафиксирован на направляющей втулке стопорным кольцом, причем полюс установлен сверху цилиндрической направляющей втулки и жестко зафиксирован стопорным кольцом, при этом введены индуктивный датчик положения запорного органа, который крепится на нижнем торце корпуса, и узел управления клапаном, размещенный на печатной плате и установленный внутри стакана.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображен клапан электромагнитный запорный, разрез. В клапане введены следующие обозначения: индуктивный датчик положения запорного органа 1, седло 2, пилотный клапан 3, штифт 4, шток 5, пружина сжатия 6, нижний фланец 7, полюс 8, намагничивающая обмотка 9, стопорное кольцо полюса 10, печатная плата узла управления клапаном 11, винтовая крышка 12, стакан 13, стопорное кольцо цилиндрической направляющей втулки 14, верхний фланец 15, магнитопровод 16, якорь 17, цилиндрическая направляющая втулка 18, взаимно перпендикулярный второй штифт 19, сальники 20, корпус с впускным и выпускным каналами 21, затвор 22, уплотнительное кольцо 23 и h - гистерезисный зазор датчика.
Запорный орган клапана запорного электромагнитного выполнен в виде затвора 22, на цилиндрической поверхности которого имеются пара сальников 20, пилотный клапан 3 скреплен штифтом 4 со штоком 5, установленным в затворе 22, имеющий в основании уплотнительное кольцо 23 и возможность осевого перемещения внутри корпуса 21, на котором сверху завинчена цилиндрическая направляющая втулка 18, которая фиксирует сверху пружину сжатия 6 соосно штоку 5. Снизу пружина сжатия 6 зафиксирована уступом якоря 17, который жестко крепится взаимно перпендикулярным вторым штифтом 19 и имеет возможность осевого перемещения в цилиндрической направляющей втулке 18.
Электромагнит, содержащий полюс 8, якорь 17, намагничивающую обмотку 9 и магнитопровод 16, установлен на цилиндрической направляющей втулке 18 между фланцами 7 и 15, причем верхний фланец 15 прижат стаканом 13 с винтовой крышкой 12.
Клапан запорный электромагнитный нормально закрытый работает следующим образом.
При подаче напряжения питания на намагничивающую обмотку 9 электромагнита под действием электромагнитных сил якорь 17, преодолевая сопротивление пружины сжатия 6, перемещается вверх, вытягивая шток 5, пилотный клапан 3 и затвор 22 с уплотнительным кольцом 23. Клапан переходит в состояние «Открыто».
Для закрытия клапана необходимо снять напряжение питания с обмотки 9 электромагнита. При этом за счет кинетической энергии пружины сжатия 6 происходит перемещение якоря 17, штока 5, пилотного клапана 3 и затвора 22 с уплотнительным кольцом 23, которое опускается на седло 2, что приводит клапан в исходное состояние, переведя его в положение «Закрыто».
При аварийной ситуации, например, при внезапном пропадании напряжения питающей сети происходит аналогичный процесс, описанный выше.
Таким образом, предложенный клапан запорный электромагнитный нормально закрытый позволяет повысить эксплуатационную надежность и функциональные возможности клапана.