КЛАПАН МАГНИТОРЕГУЛИРУЕМЫЙ
MAGNET CONTROLLED VALVE

Техническое решение относится к области арматуростроения, а именно к запорной арматуре, и может быть использовано, например, в устройствах измерения дебита нефтяных скважин для перепуска рабочей среды.
Известен «КЛАПАН МАГНИТОРЕГУЛИРУЕМЫЙ» по патенту RU 2307279 от 22.11.2005, заявка №2005136273, опубл. 27.05.2007, МПК F16K31/08, содержащий корпус, подпружиненный запорный орган со штоком, седло, шайбу из магнитного материала на штоке, два кольцевых магнита, между которыми расположена шайба, два магнитопровода, в которых размещено по кольцевому магниту, установленные в корпусе и взаимодействующих поочередно с шайбой в крайних ее положениях при ее перемещении, одноступенчатый дроссель в виде дросселирующего диска, установленный в проходном сечении патрубка седла и жестко скрепленный с запорным органом, при этом корпус состоит из основания с перегородкой, в котором закреплено седло, первой втулки с жестко закрепленным в ней магнитопроводом и ввернутой на резьбе в основание, второй втулки с жестко закрепленным в ней магнитопроводом, ввернутой на резьбе в первую втулку, стакана с винтовым устройством для регулирования предварительного усилия сжатия пружины, нагружающей запорный орган, ввернутого на резьбе во вторую втулку, причем первая и вторая втулки и стакан установлены с возможностью перемещения по резьбе для регулирования осевых зазоров между шайбой, в ее крайних положениях, и магнитопроводами, при этом перемещение шайбы, жестко закрепленной на штоке, от одного крайнего положения до другого ограничено в одном направлении упором запорного органа о седло, в другом - упором буртика штока о перегородку основания корпуса.
Наиболее близким по технической сути является «КЛАПАН МАГНИТОРЕГУЛИРУЕМЫЙ» по патенту RU 2387906 от 13.04.2009, заявка №2009113872, опубл. 27.04.2010, МПК F16K31/08, содержащий металлический корпус с крышкой на резьбе, основанием и перегородкой, подпружиненный запорный орган со штоком, седло в виде патрубка с уплотнительной манжетой на торце, шайбу из магнитного материала на штоке, постоянные магниты, два магнитопровода - верхний и нижний, дросселирующий диск, установленный в проходном сечении патрубка седла и жестко скрепленный с запорным органом, при этом постоянные магниты, выполненные в виде дисков, установлены в закрепленной на штоке шайбе в кольцевых расточках на верхней и нижней ее поверхностях вплотную друг к другу по окружностям кольцевых расточек, и верхний магнитопровод установлен с возможностью осевого перемещения в крышке корпуса, зафиксирован стопорным кольцом и снабжен пружиной, а шайба с постоянными магнитами снабжена регулировочной прокладкой из немагнитного коррозионно-стойкого материала.
Конструкция известного клапана относительно сложна и требует применения двух групп магнитов, расположенных в кольцевых расточках на верхней и нижней поверхностях закрепленной на штоке шайбы.
Задачей предлагаемого технического решения является создание новой конструкции клапана магниторегулируемого, позволяющего осуществлять предварительную настройку усилия, при котором происходит его открытие.
Поставленная задача решена за счет клапана магниторегулируемого, характеризующегося тем, что содержит корпус, крышку, выполненную из магнитопроводящего материала в форме тела вращения с внутренней цилиндрической выступающей частью и несквозным продольным внутренним отверстием, подпружиненный запорный орган со штоком, заходящим во внутреннее несквозное отверстие крышки, при этом под запорным органом на штоке расположен дроссель, под крышкой на штоке жестко закреплена шайба со сквозными отверстиями, в каждом из которых расположено по одному постоянному магниту, ниже шайбы и выше запорного органа расположен закрепленный на корпусе диск из магнитопроводящего материала с центральным сквозным отверстием, через которое пропущен шток; несквозное продольное внутреннее отверстие в крышке выполнено переменного сечения; сквозные отверстия расположены на шайбе по окружности на равном удалении от ее центра; крышка выполнена с возможностью контролируемого перемещения относительно корпуса и фиксации положения.
Суть технического решения проиллюстрирована фиг.1, на которой показан продольный разрез клапана магниторегулируемого.
На фиг. 1 изображены клапан 1 магниторегулируемый, корпус 2, крышка 3, внутренняя цилиндрическая выступающая часть 4, несквозное продольное внутреннее отверстие 5 переменного сечения, запорный орган 6, шток 7, пружина 8, шайба 9, сквозные отверстия 10, постоянные магниты 11, диск 12, центральное сквозное отверстие 13, фланец 14, седло 15 корпуса, дроссель 16.
Клапан магниторегулируемый выполнен следующим образом.
Клапан 1 магниторегулируемый содержит корпус 2, выполненный полым в форме тела вращения. Корпус 2 снабжен внешним установочным фланцем 14. Опционально корпус 2 выполнен разборным. В нижней части корпуса расположено седло 15. В верхний торец корпуса 2 установлена крышка 3, выполненная из магнитопроводящего материала. Крышка 3 выполнена в форме тела вращения и снабжена внутренней цилиндрической выступающей частью 4. Крышка 3 выполнена с возможностью контролируемого перемещения относительно корпуса 2 и фиксации положения, например за счет установки при помощи резьбового соединения. В крышке 3 выполнено несквозное продольное внутреннее отверстие 5, направленное открытым торцом вниз. Отверстие 5 выполнено переменного сечения и содержит три цилиндрических участка разного диаметра. Клапан 1 содержит запорный орган 6, снабженный штоком 7, заходящим во внутреннее несквозное отверстие 5 крышки 3. Под запорным органом 6 на штоке расположен дроссель 16. На штоке 7 жестко закреплена шайба 9 со сквозными отверстиями 10, расположенными по окружности на равном удалении от центра шайбы 9. В каждом отверстии 10 расположено по одному постоянному магниту 11. Шайба 9 расположена под крышкой 3 из магнитопроводящего материала. Ниже шайбы 9 и выше запорного органа 6 расположен диск 12 из магнитопроводящего материала с центральным сквозным отверстием 13, через которое пропущен шток 7. Диск 12 выполнен жестко закрепленным на корпусе 2. Между верхней поверхностью шайбы 9 и поверхностью на крышке 3 у основания выступающей части 4 расположена пружина 8, обеспечивающая подпружиненность запорного органа 6.
Клапан магниторегулируемый работает следующим образом.
На подпружиненный запорный орган 6 с одной стороны воздействует гидродинамическое усилие потока рабочей среды. С другой стороны на подпружиненный запорный орган 6 через шток 7 воздействуют: усилие пружины 8 и действующие на шайбу 9 магнитные силы постоянных магнитов 11. Клапан 1 имеет два крайних зафиксированных положения: «открыто» и «закрыто». При достаточном, в соответствии с предварительными настройками клапана 1, гидродинамическом усилии на запорный орган 6 и дроссель 16, шайба 9 с магнитами 11 отжимается от диска 12 и прижимается, сжимая пружину 8, к выступающей части 4 крышки 3, шток 7 и запорный орган 6 при этом поднимаются, обеспечивая тем самым ход жидкости в седле 15 корпуса. Фиксация крайнего открытого положения клапана 1 осуществляется за счет перепада давления на дросселе и взаимодействия постоянных магнитов 11 с выступающей внутренней частью 4 крышки 3, выполненной из магнитопроводящего материала. При снижении гидродинамического усилия на дроссель 16, пружина 8 отжимает шайбу 9 с магнитами 11 от выступающей части 4 крышки 3 и прижимает ее к диску 12, шток 7 и запорный орган 6 при этом опускаются и перекрывают ход жидкости в седле 15 корпуса 2. Фиксация крайнего закрытого положения клапана 1 осуществляется за счет взаимодействия постоянных магнитов 11 с диском 12 из магнитопроводящего материала. Промежуточных зафиксированных положений клапан 1 не имеет и перемещение из одного крайнего положения в другое происходит без остановок. Величины перепадов давления рабочей среды, при которых происходит открытие и закрытие клапана 1, регулируются либо подбором пружины 8, либо величиной силы ее предварительного сжатия. Регулировка сила предварительного сжатия пружины 8 осуществляется за счет перемещения крышки 3 относительно корпуса 2 и фиксации выбранного положения. Заявляемое устройство содержит меньшее количество кинетически взаимодействующих деталей, что повышает срок его безаварийной эксплуатации и общую надежность. За счет выполнения посадочных мест магнитов 11 в форме сквозных отверстий 10, а не двух кольцеобразных проточек, а также снижения общего количества деталей, заявляемое устройство более технологично в изготовлении. Снижение количества используемых в устройстве магнитов 11 обеспечивает снижение материалоемкости.
Техническим результатом заявляемого технического решения является расширение арсенала клапанов магниторегулируемых с регулируемым усилием открытия за счет клапана магниторегулируемого, характеризующегося тем, что содержит корпус, крышку, выполненную из магнитопроводящего материала в форме тела вращения с внутренней цилиндрической выступающей частью и несквозным продольным внутренним отверстием, подпружиненный запорный орган со штоком, заходящим во внутреннее несквозное отверстие крышки, при этом под запорным органом на штоке расположен дроссель, под крышкой на штоке жестко закреплена шайба со сквозными отверстиями, в каждом из которых расположено по одному постоянному магниту, ниже шайбы и выше запорного органа расположен закрепленный на корпусе диск из магнитопроводящего материала с центральным сквозным отверстием, через которое пропущен шток; несквозное продольное внутреннее отверстие в крышке выполнено переменного сечения; сквозные отверстия расположены на шайбе по окружности на равном удалении от ее центра; крышка выполнена с возможностью контролируемого перемещения относительно корпуса и фиксации положения.