ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Известен электромагнитный клапан, опубликованный в бюллетене изобретений №1, 1986 г., кл. МПК F 16 K 31/02 авторскоесвидетельство №1203303, содержащий рабочую камера с входом и выходом, затвор, электромагнит, шток и пусковой маховик. Недостаток известного устройства заключается в низкой надежности, т.к. в конструкцию введено несколько прокладок, при этом якорь электромагнита не уплотнен, и рабочая среда устремляется к электрической обмотке. Использование в качестве рабочей среды агрессивных газов, например, кислорода, может привести к выходу из строя электромагнита, а следовательно и всего устройства.
Пусковой маховик выполнен с резьбой, и требует дополнительное уплотнение, что усложняет конструкцию клапана, при этом понижая ее надежность.
Большие габариты известного электромагнитного клапана не позволяют использовать его в малогабаритных носимых приборах.
7
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является блокировочный клапан, опубликованный в бюллетене изобретений №33, 1988 г. кл. МПК F 16 K 21/04 авторское свидетельство №1421943, содержащий рабочую камеру с входом и выходом, затвор, электромагнит, шток и пусковую кнопку.
Известный электромагнитный клапан обладает низкой надежностью, т.к. обмотка электромагнита находится в рабочей среде и с большой вероятностью может выйти из строя, при применении в качестве рабочей среды кислорода.
В связи с тем, что уплотнительная прокладка не центруется относительно седла, то во время работы устройства могут возникать зазоры в затворе. Возникает нерегулируемая протечка газа, которая ухудшает надежность работы электромагнитного клапана.
Конструкция электромагнитного клапана не позволяет применять его в малогабаритных приборах из-за его больших размеров.
При создании заявляемой полезной модели решалась задача: создания надежного, малогабаритного электромагнитного клапана.
Техническим результатом при решении данной задачи являлось: повышение надежности работы и уменьшение габаритов устройства по длине и по диаметру в несколько раз.
Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным электромагнитным клапаном, содержащим рабочую камеру с входом и выходом, затвор, электромагнит, шток и пусковую кнопку, новым является то, что электромагнит и затвор расположены по обе стороны от дополнительно введенной мембраны, которая является одной из стенок рабочей камеры, а шток расположен внутри электромагнита между пусковой кнопкой и затвором, который выполнен в виде автомобильного золотника.
В заявляемый электромагнитный клапан дополнительно была введена пластичная мембрана, которая позволила вынести Электромагнит из газового объема. Она обеспечила открытие и закрытие затвора, не нарушая герметичности рабочей камеры. Поэтому обмотка электромагнита изолирована от агрессивной рабочей среды, что повысило надежность электромагнитного клапана.
Кроме того, затвор в электромагнитном клапане выполнен в виде серийного автомобильного золотника, использование которого обеспечило надежное уплотнение затвора и седла.
Габариты электромагнитного клапана определяет размер затвора. В заявляемом клапане роль затвора выполняет автомобильный золотник.
Небольшие размеры введенного автомобильного золотника (длина=16 мм, диаметр=5 мм) позволяют значительно снизить габариты устройства. Кроме того, для удержания плунжера золотника в состоянии открытия необходимо небольшое усилие электромагнита равное 100 гр. Это дает возможность уменьшить катушку электромагнита, а также, в свою очередь рабочую камеру и электромагнитный клапан в целом.
На фиг.1 изображен заявляемый электромагнитный клапан. Заявляемый электромагнитный клапан представляет собой рабочую камеру 1 с входом 2 и выходом 3, в виде штуцеров. Внутри камеры располагается затвор в виде автомобильного золотника 4. К рабочей камере с помощью резьбы присоединяется электромагнит 5. Шток 6 проходит внутри электромагнита 5 и связывает пусковую кнопку 7 с затвором 4 через мембрану 8. Винт 9 установлен в упор с плунжером затвора 4 и присоединяет шток 6 к мембране 8. Кнопка 7 представлена в виде переключателя - П2К-С-1-2 и крепится к стакану 10 винтами 11. С помощью резьбы стакан 10 соединен с электромагнитом 5 таким образом, что шток 6 становится в упор с толкателем кнопки 7 в конце ее хода. Электромагнит 5 представляет собой разорванный магнитный контур в виде стакана 12 и чашки 13, а также катушку с обмоткой 14. Шток 6 соединен с одой из частей магнитного контура - чашки 13с помощью двух гаек 15.
Шайбы 16 и 17 предотвращают вращение и задиры мембраны 8. Гайка 18 контрит стакан 10 и не позволяет ему отвернуться.
Предохранительный клапан работает следующим образом. Кислород подается во вход 2 рабочей камеры 1. В это время затвор 4 закрыт. При нажатии кнопки 7 шток 6 с чашкой 13 перемещается в сторону стакана 12, при этом магнитный контур электромагнита замыкается. К катушке с обмоткой 14 прикладывается постоянное напряжение, и электромагнит 5 удерживает шток 6 в крайнем нижнем положении, при этом нажимая на плунжер затвора 4. Вследствие чего
затвор 4 открыт. Кислород беспрепятственно попадает из входа 2 через рабочую камеру 1 к выходу 3.
После отключения напряжения на катушке с обмоткой 14 шток 6 под действием пружины автомобильного золотника 4 и мембраны 8 перемещается вверх, при этом затвор 4 закрывается. Доступ кислорода в рабочую камеру 1 из входа 2 прекращается.
1
2
Заявляемый электромагнитный клапан реализован с использованием дополнительно введенной мембраны, по обе ее стороны которой расположены электромагнит и затвор. Мембрана площадью S=397,5 мм, диаметром 23 мм, толщиной 0,5 мм выполнена из ПВХ и кроме того является одной из стенок рабочей камеры. Рабочая камера диаметром 25 мм и длиной 13 мм выполнена из латуни с покрытием из никеля. Кроме того, в ней устанавливается затвор, выполненный в виде автомобильного золотника. Входом и выходом в рабочей камере являются латунные штуцера, покрытые никелем.
Электромагнит представляет собой разомкнутый стальной магнитопровод длиной 30 мм и диаметром 30 мм, внутри которого располагается капралоновая катушка с обмоткой из 2000 витков провода ПЭВ-0,14. В центральном отверстии электромагнита между пусковой кнопкой и затвором расположен шток из латуни. В качестве пусковой кнопки используется переключатель - П2К-С-1-2, который крепится к алюминиевому стакану с помощью винтов.
Предлагаемый электромагнитный клапан использовался в газовой системе озонотерапевтического аппарата с давлением кислородной смеси 100кПа. На обмотку катушки электромагнита прикладывалось напряжение 4,5 вольта. В процессе испытаний и эксплуатации аппарата электромагнитный клапан показал надежную и безотказную работу.
Таким образом, у заявляемого электромагнитного клапана надежность на порядок выше, чем у прототипа. Введение в конструкцию
мембраны и автомобильного золотника, позволили повысить надежность работы устройства.
Использование затвора в виде автомобильного золотника позволили уменьшить габаритные размеры, как электромагнита, так и электромагнитного клапана в целом в несколько раз относительно прототипа.