ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к запорным клапанам, устанавливаемым на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, более узко - к клапанам, имеющим перекрывной орган с участком для прохода рабочей среды и преимущественно с электромагнитным приводом нормально-закрытого типа.
Известна конструкция клапана электромагнитного МКВ-250-2, состоящая из расположенных соосно электромагнитной катушки в кожухе, цилиндрического корпуса электромагнита и корпуса с штуцерами входа и выхода с запорными элементами, размещенными в его внутренней полости, при этом корпуса соединены между собой резьбой. Входной и выходной каналы разделены уплотнительными медными кольцами, а соединение корпуса электромагнита и корпуса со штуцерами уплотнено кольцом из нержавеющей стали (см. Руководство по технической эксплуатации «Клапан электромагнитный МКВ-250-2», с.1-3, рис.1, от 30.03.76).
Недостатком данной конструкции является использование в качестве уплотнений медных и стальных колец, которые при затяжке резьбового соединения деформируются в осевом направлении и этим снижают точность регулировки хода якоря и расходных характеристик клапана. Неточность регулировки приводит к необходимости завышения тягового усилия электромагнитного клапана, и, следовательно, к увеличению массово-габаритных характеристик конструкции.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция электромагнитного клапана, состоящая из расположенных соосно электромагнитной катушки в кожухе, цилиндрического корпуса и клапанного корпуса. В корпусе расположены подпружиненный якорь со штоком, отверстие для выводных проводов катушки, а в клапанном корпусе расположены запорные элементы - верхняя и нижняя втулки, шарик, причем в качестве уплотнения, разделяющего каналы, применена втулка, выполненная из полимерных материалов (Polyamide-Imide/ASTM D5204). Корпус и клапанный корпус соединены пайкой (сваркой). Для обеспечения фиксированного положения выходных каналов клапана и выводных проводов катушки относительно соответствующих каналов сопряженного агрегата на торце корпуса запрессован установочный штифт. (См. Интернет-сайт: http://www.theleeco.com. Справочник «Technical Hydraulic Handbook», 2006 г. выпуск 10.3. Lee products with complete engineering data. The Lee Company technical Center. 2 Pettipaug Road, P.O. Box 424. Westbook, Connecticut 06498-0424 U.S.A.).
Недостатком данного устройства является его неразборная конструкция из-за соединения корпуса и клапанного корпуса пайкой (сваркой), что делает электромагнитный клапан неремонтопригодным, приводит к перегреву катушки на этапе сборки (пайкой или сваркой) и снижению надежности устройства, может снизить точность регулировки хода (недохода) якоря и его расходных характеристик. Неточность регулировки приводит к необходимости завышения тягового усилия электромагнитного клапана, и, следовательно, к увеличению массово-габаритных характеристик конструкции.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства, повышение точности регулировки его параметров, ремонтопригодность с одновременным уменьшением массово-габаритных характеристик конструкции.
Указанный технический результат достигается за счет соединения корпуса и клапанного корпуса при помощи резьбы с последующей ее герметизацией (например: анатермом) после окончательной регулировки расходных характеристик электромагнитного клапана, что исключает перегрев катушки при сборке и повышает надежность устройства. За счет применения резьбового соединения имеется возможность повторной (уточненной) регулировки хода якоря, следовательно, требуется меньшее тяговое усилие, создаваемое катушкой электромагнита, и, соответственно, уменьшаются масса и габариты катушки и устройства в целом. Разборное соединение корпусов позволяет осуществлять ремонт электромагнитного клапана.
Поставленная задача решается тем, что электромагнитный клапан содержит корпус, катушку, кожух, напрессованный на клапанный корпус и зафиксированный, например, штифтами, подпружиненный якорь, имеющий возможность осевого перемещения, клапанный корпус с втулкой, выполненной из полимерных материалов, например, из полиэфиркетона, обеспечивающей разделение каналов клапана, и с запорным органом, состоящим из верхней втулки, шарика, нижней втулки, согласно полезной модели, корпус и клапанный корпус соединены между собой винтовой резьбой, которая дополнительно, для обеспечения герметичности, после окончательной регулировки обработана герметиком. На клапанном корпусе расположен установочный штифт и выполнено отверстие для выводных проводов катушки.
Новыми признаками в предлагаемой конструкции являются:
- клапанный корпус выполнен с установочным штифтом, с отверстием для выводных проводов катушки и с резьбой для соединения с корпусом, которая дополнительно обработана герметиком при окончательной сборке;
- корпус в зоне соединения с клапанным корпусом выполнен с резьбой, которая дополнительно обработана герметиком при окончательной сборке.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 изображен электромагнитный клапан в продольном разрезе, на фигуре 2 - в поперечном разрезе.
Электромагнитный клапан содержит кожух 1, корпус 2, катушку 3, якорь 4, пружину 5, верхнюю 6 и нижнюю втулки 7, шарик 8 клапанный корпус 9, втулку 10, установочный штифт 11, отверстие для выводных проводов 12, винт регулировочный 13, шток 14, фильтр 15, гайку 16.
Рассмотрим работу заявляемого устройства.
При отсутствии напряжения на обмотках катушки 3 электромагнитный клапан закрыт для прохождения рабочего тела по линии «вход-выход» и открыт по линии «выход-слив». Это достигается за счет прижатия шарика 8 к седлу втулки 7 пружиной 5. Усилие пружины 5 передается через бурт якоря 4, винт регулировочный 13 и шток 14. Сила сжатия пружины 5 достаточна для противодействия силе, приложенной рабочим телом к шарику 8. При подаче напряжения на любую из обмоток катушки 3 якорь 4 поднимается вверх до упора в наконечник полюсный корпуса катушки 2, а давление рабочего тела на шарик 8 перемещает его от седла втулки 7 и прижимает его к седлу втулки 6, открывая проход рабочего тела из канала «вход» в канал «выход» и закрывая проход рабочего тела из канала «выход» в канал «слив».
Перетеканию рабочего тела между каналами «вход», «выход» и «слив», минуя запорное устройство во втулках 7 и 6, препятствует втулка 10, выполненная из полимерных материалов имеющих упругие свойства, например полиэфиркетона, которая при установке клапана в гнездо рабочего агрегата своим торцем упирается в торец гнезда рабочего агрегата. При закручивании гайки 16 в резьбу рабочего агрегата клапан перемещается в гнездо рабочего агрегата, а втулка 10 при этом перемещается на корпусе клапанном 9, который в месте расположения втулки 10 имеет коническую форму. При перемещении втулки 10 по конической части корпуса клапанного 9 она расширяется и за счет упругих свойств прижимается одновременно к конической поверхности корпуса клапанного 9 и внутренней поверхности гнезда рабочего агрегата, обеспечивая герметичность каналов клапана.
Технические характеристики, полученные в данной конструкции:
- разборная модель устройства с возможностью повторной (уточненной) регулировки параметров устройства;
- выполнение клапанного корпуса с установочным штифтом и отверстием для выводных проводов, обеспечивают решение поставленной задачи.
По сравнению с известными техническими решениями заявляемое устройство обладает меньшей материалоемкостью, массой и габаритами при более упрощенной и технологичной конструкции, что облегчает изготовление и сборку устройства.