ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к запорной арматуре, а именно к электромагнитным клапанам с импульсным управлением, и предназначена для использования в автономных системах программируемого включения и выключения подачи жидкостей и газов.
Известен электромагнитный клапан (Патент РФ №140248), содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, в котором выполнено седло, мембрану, соединенную с сердечником и пружиной сжатия, а также катушку с магнитопроводом, имеющим кольцевой зазор, расположенным в центральной части, при этом катушка с магнитопроводом дополнительно содержит, по крайней мере, два постоянных магнита, расположенных в разрыве магнитопровода симметрично относительно оси сердечника.
Недостатком данной конструкции является мембрана, соединенная с сердечником, создающим единую конструкцию, что увеличивает размеры клапана, отсутствие кнопки открытия/закрытия в ручном режиме.
В известном клапане запорном электромагнитном нормально открытом (Патент РФ №2457383), содержащем корпус с впускным и выпускным каналами, в котором выполнено седло затвора, затвор, расположенный в корпусе, пилотный клапан, расположенный в затворе, пружину сжатия, электромагнит, шток, соединенный с пилотным клапаном и взаимодействующий с якорем электромагнита через упор и пружину, содержится направляющая втулка, соединенная с корпусом, стакан с крышкой, расположенный на верхнем фланце электромагнита, и узел управления клапаном, расположенный в стакане, при этом магнитопровод электромагнита расположен на направляющей втулке, якорь электромагнита расположен в направляющей втулке, а пружина сжатия установлена с возможностью противодействия перемещению штока в направлении закрытия клапана.
Недостатком данной конструкции является слишком большой размер клапана, что значительно усложняет его монтаж на газовую трубу, большое количество узлов и деталей, усложняющих сборку и увеличивающих себестоимость изделия.
Кроме того, известен клапан электромагнитный запорный (Патент РФ №82806), содержащий корпус с расположенными в нем седлом и запорным органом, электромагнит с сердечником, устройство ручного управления для установки клапана в открытое состояние, в котором букса клапана содержит разгрузочный клапан, катушка электромагнита расположена снаружи буксы, сердечник электромагнита, содержащий запорный орган, содержит постоянный магнит и не связан жестко с приводом ручного управления.
Известен клапан газовый бытовой (Патент РФ №153596), состоящий из корпуса с седлом, переходника и кожуха, в корпусе расположены запорный элемент, закрепленный на конце якоря, находящегося в гильзе и жестко закрепленного на подвижном стержне, на конце которого установлена кнопка; переходник жестко закреплен между корпусом и кожухом, в кожухе расположены катушка электромагнитная и постоянный магнит, жестко закрепленные на гильзе, которая жестко закреплена в переходнике, при этом дополнительно содержит пружину, расположенную между переходником и запорным элементом.
Недостатком двух последних технических решений является нерациональное расположение постоянного магнита. При таком расположении магнита для эффективного удержания клапана в открытом состоянии нужен достаточно мощный магнит, а для противодействия остаточной магнитной индукции магнита необходимо создавать мощное магнитное поле катушкой, что ведет к увеличению размеров самой катушки.
Задачей полезной модели является разработка конструкции малогабаритного электромагнитного клапана.
Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров клапана, увеличении ресурса работы клапана.
Полезная модель поясняется чертежом: фиг. - сборочный чертеж электромагнитного клапана. Позициями на чертеже обозначены: 1 - цилиндрический корпус с впускным и выпускным каналами, 2 - резиновая прокладка запорного механизма, 3 - затворный механизм, 4 - шток, 5 - резиновое кольцо штока, 6 - корпус, 7 - магнитная пластина, 8 - катушка электромагнитная, 9 - скоба, 10 - шпилька, 11 - кнопка, 12 - втулка, 13 - пакет пластин, 14 - ограничивающая пластина скобы, 15 - переходник, 16 - пружина.
Электромагнитный клапан содержит магнитопривод и цилиндрический корпус 1 с впускным и выпускным каналами, в котором выполнено седло с возможностью установки затворного механизма 3, содержащего резиновую прокладку 2. Магнитопривод выполнен в виде последовательно расположенных втулки 12, электромагнитной катушки 8 и пакета пластин 13 с отверстием в центральной части, установленных внутри металлической П-образной скобы 9 между пары магнитных пластин 7 в боковых частях и ограничивающей пластины 14 скобы в нижней части. Затворный механизм 3 соединен с магнитоприводом посредством штока 4 с расположенной вокруг него пружиной 16 и парой резиновых колец 5. В верхней части магнитопривода установлена посредством шпильки 10 кнопка 11. Магнитные пластины 7 выполнены в виде постоянных магнитов прямоугольной формы. При этом П-образная скоба 9, пара магнитных пластин 7, пакет пластин 13 с отверстием, втулка 12, закрепленная в скобе 9, и катушка 8 выполнены в отдельном литом пластиковом корпусе 6, выполненном с возможностью отсоединения от цилиндрического корпуса 1 через переходник 15.
Электромагнитный клапан работает следующим образом.
Электромагнитный клапан устанавливают на газовую трубу таким образом, чтобы газ проходил через впускной и выпускной каналы цилиндрического корпуса 1. В исходном состоянии клапан не взведен, т.е. затворный механизм 3 находится в седле выпускного канала, плотно перекрывая газовый поток резиновой прокладкой 2. Для открытия клапана необходимо потянуть за кнопку 11 вверх, преодолеть сопротивление газовой среды и пружины 16, при этом при замыкании штока 4, связанного с кнопкой посредством шпильки 10, и втулки 12 создаются два магнитных потока от двух магнитных пластин 7, позволяющих удерживать клапан в открытом состоянии. Клапан перекрывают двумя способами: надавив на кнопку 11, преодолевая сопротивление двух магнитных потоков либо подав электрический импульс на катушку 8, создав при этом магнитную индукцию противоположного направления остаточной магнитной индукции двух постоянных магнитов 7, освобождая связь между втулкой 12 и штоком 4, в результате чего затворный механизм 3 под действием пружины 16 перекрывает поток газовый среды через клапан.
Съемная электромагнитная часть в виде магнитопривода, установленного внутри корпуса 6, упрощает монтаж клапана на газовую трубу, а простота конструкции удешевляет себестоимость изделия. Два постоянных магнита 7 со скобой 9, втулкой 12, набором пластин 13 с отверстием при взведенном вверх штоке 4 создают два направленных магнитных потока, позволяющих уменьшить габаритные размеры катушки 8. Меньшие размеры катушки 8, в свою очередь, уменьшают мощность подаваемого импульса на катушку настолько, что можно использовать одну батарейку класса АА. Расположение двух резиновых колец 5 на штоке при трении о внутреннюю стенку переходника 15 уменьшают вероятность утечки газа при износе самих колец, что влияет на увеличение срока службы работы клапана в целом.