ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к области арматуростроения и предназначено для применения в газопроводах.
Известны электромагнитные клапана прямого действия (см. АС. №1000654, МПК F16K 31/02). Устройство содержит корпус клапана, в котором расположено седло и запорный орган, прижатый к седлу пружиной. Запорный орган жестко связан с якорем управляющего электромагнита. Управление клапаном осуществляется путем подачи напряжения на обмотку электромагнита. При этом якорь совместно с запорным устройством перемещается к столу, открывая тем самым проход для рабочего тела. При снятии напряжения, якорь с запорным устройством под воздействием возвратной пружины, возвращается в исходное положение. Проход закрыт.
Недостатком клапана является необходимость использования электромагнита большой мощности, причем, с увеличением проходного сечения клапана увеличивается ход запорного органа и, как следствие, должна увеличиваться мощность электромагнита, что приводит или к увеличению габаритов, в случае сохранения потребляемого тока, или к увеличению потребляемого тока, что ведет к увеличению нагрева электромагнита и снижению его надежности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электромагнитный клапан (см. патент РФ №2092738, MHK F16K 31/08), содержащий электромагнит, в полости которого размещены неподвижный полюс и якорь, соединенный с запорным органом, возвратная пружина, постоянный магнит, соединенный с перемещаемым устройством ручного управления. При подаче напряжения на обмотку электромагнита, создаваемый ей магнитный поток, имеющий одинаковую полярность с постоянным магнитом, замыкаясь через кожух, якорь, толкатель, постоянный магнит, корпус обмотки, якорь создает на последнем тяговое усилие, которое, преодолевая усилие возвратной пружины и постоянного магнита, подтягивает якорь к полюсу и поджимает тем самым запорный орган к седлу корпуса, перекрывая проход рабочего тела. При снятии напряжения с обмотки электромагнита, якорь остается прижатым к полюсу под воздействием магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом. Открытие клапана производится ручным устройством, которое отрывает постоянный магнит от торца корпуса электромагнита, ослабевает тем самым магнитный поток и запорное устройство, совместно с якорем, под воздействием возвратной пружины, отходит от седла открывая проход рабочей жидкости.
К недостаткам данного изобретения можно отнести следующее: сложность конструкции, а следовательно высокая себестоимость; невозможность закрытия клапана вручную, необходима подача напряжения на обмотку электромагнита; невозможность применения одного и того же электромагнита на клапанах, имеющих разные проходные сечения, так как при увеличении сечения увеличивается величина подъема запорного органа и величина усилия прижима к седлу, что приводит к необходимости применять электромагнит большей мощности.
Задачей настоящего решения является разработка электромагнитного клапана, имеющего простую и надежную конструкцию, компактные размеры, малое потребление электроэнергии, возможность применения в газопроводах различного проходного сечения.
Технический результат заключается в упрощении конструкции, улучшении экономичности, повышение надежности.
Поставленная задача решена тем, что электромагнитный клапан содержит корпус с расположенными в нем седлом и запорным органом, электромагнит с сердечником, постоянный магнит, устройство ручного управления для установки клапана в открытое состояние, согласно решению сердечник электромагнита, выполненный из магнитомягкого материала, является одновременно приводом ручного управления и жестко связан с запорным органом, постоянный магнит выполнен в виде шайбы с центральным отверстием для размещения сердечника и имеет противоположную полярность с магнитным потоком, создаваемым обмоткой электромагнита при его включении.
Устройство поясняется чертежом, где следующими пунктами обозначены:
1. корпус;
2. седло;
3. запорный орган;
4. электромагнит;
5. кожух;
6. обмотка;
7. сердечник;
8. постоянный магнит;
9. устройство ручного управления;
10. кнопка;
11. привод;
12. возвратная пружина;
13. соединительная электроколодка.
Электромагнитный клапан содержит корпус 1. Внутри корпуса 1 расположено седло 2 и запорный орган 3. На корпусе 1 со стороны запорного органа 3 расположен электромагнит 4. Электромагнит 4 состоит из кожуха 5, обмотки 6 и сердечника 7. Сердечник 7 выполнен из магнитомягкого материала и имеет возможность перемещения вдоль оси. На электромагните 4 со стороны, противоположной корпусу 1, расположено устройство ручного управления 9, состоящее из кнопки 10, привода 11 и возвратной пружины 12. Между обмоткой электромагнита 6 и возвратной пружиной 12 расположен постоянный магнит 8, выполненный в виде плоской шайбы с центральным отверстием. Сердечник 7 одновременно является приводом 11 устройства ручного управления 9. Одним концом сердечник 7 жестко соединен с запорным органом, а другим концом проходит через отверстие в постоянном магните 8 и жестко соединен с кнопкой 10. Питание электромагнита осуществляется через соединительную электроколодку 13.
Электромагнитный клапан работает следующим образом. В исходном состоянии напряжение питания на обмотке 6 электромагнита 4 отсутствует. Запорный орган 3 прижат возвратной пружиной 12 к седлу 2 корпуса 1. Проход рабочего тела закрыт. Действие постоянного магнита 8 на запорный орган 3 минимально и значительно меньше усилия возвратной пружины 12 из-за большого расстояния между торцем запорного органа 3 и торцем электромагнита 4. В открытое состояние электроклапан приводится с помощью устройства ручного управления 9 путем перемещения привода 11. При перемещении привод 11 сжимает пружину 12 и отрывает запорный орган 3 от седла 2. При дальнейшем перемещении привода 11 торец запорного органа 3 прижимается к торцу электромагнита 4, сокращая до минимума воздушный зазор между ними. Благодаря этому магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 8, замыкается через кожух 5 и сердечник 7 электромагнита 4 и создает усилие, достаточное для удержания запорного органа 3 в открытом положении. Проход рабочего тела открыт. При подаче на обмотку 6 электромагнита 4 напряжения создается магнитный поток с полярностью, противоположной полярности постоянного магнита. Поэтому магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 8, ослабевает, и запорный орган 3 под воздействием возвратной пружины 12 отрывается от торца электромагнита 4 и прижимается к седлу 2. Проход рабочего тела закрыт. При отключении напряжения на обмотке 6 электромагнитной клапан остается закрытым.