КЛАПАН

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре и может быть использовано для управления расходом жидкой или газообразной среды в том числе агрессивной, пожаро-взрывоопасной, ядовитой.
Известен электромагнитный клапан, включающий корпус, выполненный с входным центральным патрубком, проходным каналом для рабочего тела, с размещенными внутри него якорем электромагнита, пружиной, запорным органом, взаимодействующим с седлом перед выходным патрубком рабочего тела, катушку электромагнита в кожухе, кольцо и втулку, выполненные из немагнитного материала, причем внутренняя поверхность корпуса со стороны одного торца выполнена в виде поверхности усеченного конуса, разделенной на две части кольцом и с возможностью ее сопряжения с поверхностью якоря, выполненного в виде усеченного конуса с проходными каналами для рабочего тела и цилиндрическим направляющим выступом на его вершине, расположенным во втулке, выполненной подпружиненной с торца противоположного относительно конической части якоря, запорный орган выполнен в центральной части основания якоря в виде цилиндрической шайбы, седло выполнено в виде выступа вновь введенной крышки корпуса, с обратной стороны которой выполнен выходной патрубок рабочего тела (пат. №2257502, МГТК F16K 31/02; аналог). Данный электромагнитный клапан невозможно использовать для транспортировки агрессивной или пожаро-взрывоопасной рабочей среды, а также требуется подача напряжения для его срабатывания
Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус, запорный орган, электромагнит, постоянные магниты, укрепленные соосно в запорном органе и вне его, причем, постоянные магниты установлены в зоне
воздействия магнитного поля электромагнита (а.с. №257243, МПК F16K). Данный электромагнитный клапан невозможно использовать для транспортировки агрессивной или пожаро-взрывоопасной рабочей среды, а также требуется подача напряжения для его срабатывания.
Технической задачей данной разработки является повышение безопасности, надежности и долговечности работы запорно-регулирующего устройства при условии отсутствия контакта агрессивной, ядовитой и пожаро-взрывоопасной рабочей среды с любым приводным механизмом и исключения упругих элементов, контактирующих с рабочей средой.
Данная задача решается с помощью конструкции клапанов, имеющих корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган цилиндрической формы, расположенный коаксиально внутренней полости корпуса, седло, постоянные магниты, укрепленные соосно в запорном органе и вне его, причем постоянные магниты образуют кольцевую поверхность на наружных поверхностях корпуса и запорного органа со сдвигом в осевом направлении относительно друг друга. На запорном органе постоянные магниты закреплены неподвижно, а на корпусе неподвижно или подвижно - с возможностью осевого или вращательного перемещения. Длина внутренней полости корпуса больше длины запорного органа не менее, чем на ход последнего, но достаточная для сохранения магнитного взаимодействия постоянных магнитов. Постоянные магниты могут быть изготовлены в виде сплошного кольца, или иметь кольцевую форму, состоящую из отдельных элементов. Для увеличения усилия герметизации клапана, последний запорный орган соединен с корпусом с помощью резьбы.
На фиг.1 изображен клапан, у которого постоянные магниты на боковой поверхности корпуса установлены с возможностью осевого перемещения в разрезе, на фиг.2 изображен клапан, у которого постоянные магниты на боковой поверхности корпуса установлены с возможностью вращательного движения в разрезе. На фиг.3 - изображен клапан, где постоянные магниты установлены неподвижно. На фиг.4 сечение А-А
элементы постоянного магнита из отдельных частей, на фиг.5 сечение Б-Б фиг.3.
1
2
Клапан состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, цилиндрического запорного органа 4, установленного коаксиально внутренней поверхности корпуса 1, седла 5. На боковой поверхности запорного органа установлены неподвижно постоянные магниты 6. На наружной поверхности корпуса установлены постоянные магниты 7. В первом случае (фиг.1) магниты 7 установлены с возможностью осевого перемещения. Во втором случае (фиг.2) магниты 7 установлены с возможностью вращения вокруг оси. В третьем случае (фиг.3) все магниты установлены неподвижно. Магниты 6 и 7 имеют кольцевую форму или состоят из отдельных элементов 8, уложенных по диаметру и установлены со сдвигом Δ в осевом направлении относительно друг друга. Длина внутренней полости больше длины запорного органа на величину Δ - величину хода последнего. Для более надежного герметичного закрытия клапана запорный орган во втором случае (фиг.2) соединен с корпусом с помощью резьбы 9. Запорный орган 4 имеет профильные окна 10 для прохода рабочей среды.
1
2
Клапан (фиг.1) работает следующим образом: для открытия клапана постоянные магниты 7 начинают перемещать поступательно или возвратно-поступательно в осевом направлении. В результате взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6 и 7 запорный орган 4 начинает движение, приоткрывая окна 10, степень приоткрытая определяет расход рабочей среды. Таким образом, происходит регулирование расхода рабочей среды. Постоянные магниты 6 и 7 установлены со сдвигом в осевом направлении Δ относительно друг друга соосно для обеспечения прижатия запорного органа 4 к седлу 5. Длина внутренней полости корпуса 1 больше длины запорного органа 4 не менее, чем на ход последнего А, но достаточная для сохранения взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6 и 7 при движении постоянных магнитов 7.
1
Клапан (фиг.2) работает следующим образом: для открытия клапана постоянные магниты 7 начинают перемещаться, совершая вращательное движение. В результате взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6 и 7 запорный орган 4 совершает винтовое движение, т.к. он соединен с корпусом 1 с помощью резьбы 9, что способствует повышению надежности герметизации при закрытии запорного органа, увеличивая усилие прижатия запорного органа 4 к седлу 5 по отношению к усилию за счет сдвига Δ магнитов 6 и 7 в осевом направлении
2
Постоянные магниты 6 и 7 обязательно образованы из отдельных частей 8. Длина внутренней полости корпуса 1 больше длины запорного органа 4 не менее, чем на ход последнего Δ, но достаточную для сохранения взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6 и 7 при движении постоянных магнитов 7.
2
Клапан (фиг.3) работает следующим образом. Постоянные магниты 6 и 7 на наружных поверхностях запорного органа 4 и корпуса 1 установлены неподвижно со сдвигом а) в осевом направлении, который обеспечивает определенное усилие прижатия запорного органа 4 к седлу 5. При перепаде давления, превышающем это усилие, происходит открытие клапана. Длина внутренней полости корпуса 1 больше длины запорного органа не менее, чем на ход последнего - Δ, но достаточная для сохранения магнитного взаимодействия постоянных магнитов 6 и 7, чтобы при отсутствии перепада давления запорный орган 4 смог вернуться в исходное положение.
Количество постоянных магнитов 6 и 7 и их размеры зависят от габаритов клапана.
Таким образом, конструкция всех вариантов клапана обеспечивает надежную герметизацию и работу его для пожаро-взрывоопасных, ядовитых и агрессивных рабочих сред и не содержит упругих элементов, контактирующих с рабочей средой.