Электромагнитный клапан

Заявляемая полезная модель относится к области трубопроводного арматуростроения и может быть использована в секционных дренчерах для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в трубопроводах систем пожаротушения, преимущественно, с использованием высокого давления.
Известен электромагнитный клапан [патент на изобретение RU №2200266, МПК F16K 31/02, опубл. 10.03.2003], содержащий электромагнит, корпус, управляющую полость, часть которой выполнена переменного сечения, основной запорный орган с разгрузочным каналом, перекрываемым подпружиненным якорем, размещенным над разгрузочным каналом, загрузочный канал, площадь проходного сечения которого меньше площади разгрузочного канала, отличающийся тем, что основной запорный орган выполнен в виде втулки с упругим разрезным кольцом, образующим щелевой загрузочный канал, причем упругое разрезное кольцо может быть выполнено с щелевым загрузочным каналом различной площади проходного сечения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности клапана за счет снижения возможного просачивания рабочей среды при его работе при одновременном упрощение конструкции.
Поставленная задача решена за счет того, что электромагнитный клапан включает электромагнит, корпус, в котором образованы входной и выходной каналы и управляющая полость, запорный орган, взаимодействующий с подпружиненным якорем электромагнита, согласно настоящей полезной модели, в управляющей полости расположены уплотнители, между которыми соосно выходному каналу установлена упорная втулка с отверстиями, запорный орган расположен в упорной втулке с возможностью продольного перемещения относительно нее и уплотнителей.
Таким образом, удается повысить надежность клапана за счет снижения возможного просачивания рабочей среды, поскольку упорная втулка предотвращает выдавливание уплотнителей при движении запорного органа относительно них при работе клапана. Одновременно с этим упрощена конструкция клапана за счет упрощения и уменьшения количества конструктивных элементов.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется нижеследующими чертежами и описанием.
На фиг. 1 представлен электромагнитный клапан в закрытом состоянии.
На фиг. 2 представлен электромагнитный клапан в открытом состоянии.
1 - электромагнит;
2 - корпус;
3 - запорный орган;
4 - якорь;
5 - пружина;
6 - входной канал;
7 - выходной канал;
8 - управляющая полость;
9 - шайба;
10 - уплотнитель;
11 - уплотнитель;
12 - упорная втулка;
13 - отверстия в упорной втулке;
14 - гайка;
15 - ручка механического привода;
16 - контрольный датчик положения запорного органа;
17 - ответное углубление.
Электромагнитный клапан (фиг. 1, 2) включает электромагнит 1 с обмоткой и сердечником, корпус 2 клапана, внутри которого установлен запорный орган 3, взаимодействующий с якорем 4 электромагнита 1, снабженным пружиной 5.
В корпусе 2 под прямым углом друг к другу образованы входной канал 6 и выходной канал 7, между которыми образована управляющая полость 8.
В управляющей полости 8 расположены шайба 9, уплотнители 10 и 11, между которыми соосно выходному каналу 7 установлена упорная втулка 12 с отверстиями 13.
Уплотнители 10 и 11 расположены с торцов упорной втулки 12 и предназначены для уплотнения запорного органа 3 при работе клапана. Уплотнители 10 и 11 представляют собой гидравлические манжеты, позволяющие дополнительно повысить степень уплотнения запорного органа 3.
Отверстия 13 в упорной втулке 12 могут быть расположены перпендикулярно к ее оси или под другим углом и предназначены для пропуска рабочего потока от входного канала 6 к выходному каналу 7. Площадь сечения отверстий 13 выбрана не менее площади сечения входного канала 6.
Совокупность шайбы 9, упорной втулки 12, уплотнителей 10 и 11 образует седло, перекрывающее с помощью запорного органа 3 рабочий поток от входного канала 6 в выходной калан 7. При этом запорный орган 3 расположен в упорной втулке 12 с возможностью продольного перемещения относительно нее и уплотнителей 10 и 11 и выполнен в виде сплошного цилиндра с закругленным торцом, взаимодействующий другим своим торцом с якорем 4, например, посредством гайки 14. Гайка 14 выполнена такой формы, чтобы обеспечить взаимодействие между запорным органом 3 и якорем 4 с образованием технологического зазора. Например, осевое отверстие гайки 14 может быть выполнено переменного сечения, а соответствующий торец запорного органа 3 увеличенного диаметра. При этом запорный орган 3 вставляется в гайку 14, а потом гайка 14 закручивается на якорь 4.
Электромагнитный клапан может быть снабжен механическим приводом, который включает ручку 15, соединенный с ней шток (на чертеже не показано) с прижимными шайбами (на чертеже не показано) и кулачок (на чертеже не показано). Механический привод предназначен для ручного открывания клапана при отсутствии питания на электромагните 1 (аварийный режим).
В запорном органе 3 может быть образован разгрузочный канал (на чертеже не показано), обеспечивающий снижение гидроудара рабочего тела при открытии.
Запорный орган 3 может быть выполнен цилиндрической формы с обтекаемым торцом.
В конструкцию клапана может быть введен по меньшей мере один контрольный датчик 16 положения запорного органа 3, расположенный в корпусе 2 с возможностью контроля положения запорного органа 3 и установленный вертикально, горизонтально или под углом в любом месте на протяжении части запорного органа 3, свободной от пружины 5 и от упорной втулки 12 с уплотнителями 10 и 11. На теле запорного органа 3 в месте, соответствующем расположению упомянутого датчика 16, образован по меньшей мере один ответный элемент, например, углубление 17, для взаимодействия с датчиком 16, поскольку бесконтактные датчики чувствительны к изменению проводимости среды, а для контактных датчиков необходимо взаимодействие их чувствительного элемента и запорного органа 3. Датчик 16 может быть построен как по принципу бесконтактных измерений, так и контактных. Поэтому в качестве датчика 16 могут быть применены индукционный, оптоэлектронный и другой бесконтактный датчик или механический контактор с электрическим, гидравлическим или пневматическим внешним приводом. Наиболее предпочтительным с точки зрения надежности, уменьшения габаритов конструкции и простоты использования является индукционный датчик.
Электромагнитный клапан работает следующим образом.
Нормальное положение клапана - закрытое (Фиг. 1). В этом положении во входном канале 6 и управляющей полости 8 находится рабочее тело под давлением. При подаче напряжения на обмотку электромагнита 1 под действием возникающих магнитных сил якорь 4, преодолевая усилие пружины 5, переместится, открывая проход рабочего тела через отверстия 13 в упорной втулке 12 (Фиг. 2).
При отсутствии напряжения на электромагните 1, но при необходимости подачи рабочего тела от входного канала 6 к выходному каналу 7, клапан приводят в открытое положение посредством механического привода.
Запорный орган 3 удерживается в открытом положении за счет давления на его торец рабочего тела.
При снятии напряжения с обмотки электромагнита 1 магнитные силы исчезают, и под действием усилия пружины 5 якорь 4, толкая запорный орган 3, перекрывает проход рабочего тела через отверстия 13 втулки 12. Запорный орган 3 входит в уплотнители 11 и 12 и клапан закрывается.
Время срабатывания (открывания и закрывания) клапана можно регулировать вручную или программными средствами.
Заявляемая конструкция может быть изготовлена на обычном технологическом оборудовании посредством обычных инструментов.