КЛАПАН ЗАПОРНЫЙ ГАЗОВЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к арматуростроению и может быть использована в газовых приборах, в системах дистанционного управления потоков газов, устанавливаемых на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях. Полезная модель может найти применение в самых широких областях техники, например, в энергетике, химической, газовой, пищевой промышленности и т.д. В частности, клапаны могут быть использованы в системах дистанционного управления газогорелочных устройств, паровых и водогрейных котлов, теплогенераторов, бытовых отопительных установок и в технологических трубопроводных системах для управления потоком газа в качестве запорно-регулирующего органа и органа безопасности.
Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, перекрываемым запорным органом, имеющим неметаллическое кольцевое уплотнение, а также электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющий нижний и верхний фланцы с герметизирующей разделительной трубкой, с сердечником, с полостью для рабочей среды и с возвратной пружиной. Герметичная разделительная трубка выполнена со звеном из ферромагнитного материала и с расположенным под ним звеном из маломагнитного материала. Сердечник связан через шток с запорным органом, причем шток установлен в направляющей втулке с уплотнительным кольцом, которое установлено в полости магнитопровода со стороны запорного органа с возможностью перемещения по оси штока (см. авторское свидетельство СССР N 1606790, кл. F 16 К 31/02, 1988 г.).
Однако данный клапан не может обеспечить разгрузку запорного органа от одностороннего действия рабочей среды.
Известен клапан запорный газовый управляемый импульсный КЗГУИ, производства ООО «НПФ МИКРОРЭАЛ - Маханов», состоящий из корпуса с седлом, в котором расположен электромагнит, запорный орган в виде запорного элемента со штоком и снабженный кнопками открытия и закрытия клапана, разъемом питания, расположенным на корпусе и предназначенным для соединения клапана с электрической схемой управления. Кнопка открытия клапана расположена в нижней части корпуса и выполнена механической или электромагниной. При нажатии или подаче электрического импульса на кнопку запорный элемент клапана приподнимается вверх. При подаче управляющего электрического сигнала на электромагнит запорный элемент закрывает
седло, и остается в этом положении, поджимаемый давлением газа, подаваемым на вход клапана. Через разъем питания подается питание на индикатор, а также электрический импульс на электромагнит. Шток предназначен для закрытия клапана - при его поднятии, запорный элемент перекрывает седло (Паспорт ЯГКД.301116.001 ПС).
Однако данная конструкция клапана не обеспечивает надежного удержания запорного органа в открытом положении клапана.
Наиболее близким к заявляемому является клапан запорный газовый с электромагнитным приводом импульсный, состоящий из корпуса с седлом, в котором расположен электромагнитный привод, электромагнит с магнитопроводом и якорем,, запорный элемент, закрепленный на подвижном штоке, постоянный магнит, магнитный наконечник, толкатель, расположенный под запорным элементом соосно ему. Магнитный наконечник неподвижно закреплен в корпусе клапана, постоянный магнит жестко закреплен на противоположном запорному элементу конце штока, электромагнит с якорем расположен над постоянным магнитом, верхний конец якоря имеет штырь из немагнитного материала, свободно выступающий за магнитопровод (Патент РФ на полезную модель №20397, МПК: G 08 B 23/00).
Однако данная конструкция клапана характеризуется технологической сложностью при серийном изготовлении. Кроме того, клапан также не обеспечивает надежного удержания запорного элемента в открытом состоянии при вибрации, возникающей в газопроводах, в связи с чем, существует вероятность самопроизвольного срабатывания клапана на закрытие.
Задачей данной полезной модели является создание электромагнитного клапана, несложного по конструкции и надежного в эксплуатации.
Техническим результатом является снижение вероятности самопроизвольного срабатывания клапана.
Поставленная задача решается тем, что клапан запорный газовый управляемый импульсный, состоящий из корпуса с седлом, снабженного защитным колпачком, в корпусе расположены запорный элемент, закрепленный на подвижном штоке, электромагнит с якорем, закрепленным на стержне из немагнитного материала, конец которого выполнен проходящим через защитный колпачок, постоянный мономагнит, жестко закрепленный на противоположном запорному элементу конце штока, магнитный элемент, неподвижно закрепленный в корпусе клапана и имеющий отверстие для подвижного штока, толкатель, расположенный под запорным элементом соосно ему, при этом электромагнит с якорем расположен над постоянным мономагнитом, согласно предлагаемому решению, содержит направленный магнитный наконечник, выполненный
в виде шайбы, установленной на конце штока запорного элемента над постоянным мономагнитом, обеспечивающей возможность создания узконаправленного в сторону якоря магнитного поля.
При этом защитный колпачок выполнен из немагнитного материала.
Клапан дополнительно снабжен платой, размещенной под электромагнитом для подключения к разъему управления клапана.
При этом электромагнит имеет высоту и диаметр, выбранные в соотношении 3:2.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично представлено заявляемое устройство. Позициями на чертеже обозначены: 1 - корпус, 2 - защитный колпачок, 3 - седло, 4 - запорный элемент в виде диска, 5 - подвижный шток, 6 - электромагнит, 7 - якорь, 8 - постоянный мономагнит, 9 - магнитный элемент, 10 - толкатель, 11 - стержень якоря 12 - направленный магнитный наконечник в виде шайбы, 13 - плата, 14 - гайки.
Устройство содержит корпус 1 с защитным колпачком 2, в котором расположено седло 3, перекрываемое запорным органом, состоящим из запорного элемента 4, выполненного в виде диска, размещенного на подвижном штоке 5, электромагнитный привод, включающий электромагнит 6 с якорем 7, закрепленным на стержне 11, блок магнитных элементов, размещенный на штоке и состоящий из постоянного мономагнита 8 и направленного магнитного наконечника 12, обеспечивающий взаимодействие посредством магнитного поля с якорем 7 в его открытом положении, а также с магнитный элементом 9 при закрытом положении и толкатель 10. Корпус 1 может быть выполнен из двух спряженных частей, в одной из которых расположено седло 3 для запорного элемента 4, другая часть корпуса снабжена защитным колпачком 2, в котором размещены электромагнит 6 с якорем 7, закрепленным на стержне 11, свободный конец которого выполнен выступающим за пределы защитного колпачка 2. При этом стержень 11 выполнен из немагнитного материала, а якорь 7 - из магнитопроницаемого материала. Защитный колпачок 2 может быть выполнен как из магнитопроницаемого, так и немагнитного материала, например полимерного. При этом в первом случае защитный колпачок 2 может выполнять функцию магнитопровода. Запорный элемент 4 запорного органа, выполнен в виде диска. Для обеспечения герметичности соединения седла 3 с запорным органом при его закрытом положении, диск снабжен неметаллическим кольцевым уплотнением. Электромагнит 6 с якорем 7, запорный орган и толкатель 10 в корпусе 1 расположены соосно. Постоянный магнит 8 закреплен между двумя шайбами 14 на конце штока 5 со стороны, противоположной запорному элементу 4. Клапан
дополнительно снабжен платой, размещенной под электромагнитом для подключения к разъему управления клапана.
Клапан работает следующим образом.
В открытое состояние клапан приводиться вручную толкателем 10 вверх, который поднимает запорный орган до упора в верхнюю стенку корпуса 1. За счет узконаправленного магнитного поля между направленным магнитным наконечником 12 и якорем 7 запорный орган надежно удерживается в верхнем положении после возврата толкателя 10. Таким образом, клапан находится в открытом состоянии и газовый поток свободно проходит через седло 3. Закрытие клапана происходит при подаче импульса 30-50 вольт на электромагнит 6 через плату 13, в результате чего стержень 11 с якорем 7 поднимается вверх, разрывает магнитное поле якорь 7 - направленный магнитный наконечник 12, и запорный орган под собственным весом и силой притяжения постоянного мономагнита 8 к магнитному элементу 9, падает вниз, перекрывая поток газовой среды. Герметичность клапана регулируется магнитным элементом 9 из магнитопроницаемого материала. Закрытие клапана дублируется вручную при необходимости поднятием стержня 11 с якорем 7 вверх.
Заявляемая конструкция клапана обеспечивает надежное удержание запорного элемента в открытом состоянии за счет использования блока магнитных элементов из постоянного мономагнита с большим магнитным моментом, и направленного магнитного наконечника, дающего более сильный магнитный поток и напряженность магнитного поля в зоне якорь - мономагнит.
Кроме того, заявляемый клапан характеризуется малыми габаритами и массой, отсутствием электрического напряжения в штатном режиме, возможностью управления (включением-выключением) в отсутствии электроэнергии, а также надежной фиксацией выбранных состояний.