Электромагнитный клапан
ELECTROMAGNETIC VALVE

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, в частности к арматуре, устанавливаемой на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях и может быть использовано в газовой, химической, энергетической промышленности.
Известен (SU, авторское свидетельство 1606790, опубл. 15.11.1990) электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, перекрываемым запорным органом, имеющим неметаллическое кольцевое уплотнение, а также электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющий нижний и верхний фланцы с герметизирующей разделительной трубкой, с сердечником, с полостью для рабочей среды и с возвратной пружиной, причем герметизирующая разделительная трубка выполнена со звеном из ферромагнитного материала и с расположенным под ним звеном из маломагнитного материала. Сердечник связан через шток с запорным органом, причем шток установлен в направляющей втулке с уплотнительным кольцом, которое установлено в полости магнитопровода со стороны запорного органа с возможностью перемещения по оси штока.
Недостатком известного устройства следует признать недостаточную надежность при работе с вязкими средами.
Известен также (RU, патент 2073155, опубл. 10.02.1997) электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, перекрываемым запорным органом, имеющим неметаллическое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющим нижний и верхний фланцы, с герметизирующей разделительной трубкой и с сердечником, имеющим полость для рабочей среды, а также возвратную пружину, причем герметизирующая разделительная трубка состоит из звена, выполненного из ферромагнитного материала, и расположенного под ним звена, выполненного из маломагнитного материала, сердечник снабжен неметаллическим кольцевым уплотнением, а герметизирующая разделительная трубка снабжена третьим звеном, выполненным из ферромагнитного материала и расположенным под звеном, выполненным из маломагнитного материала, и напротив нижнего фланца магнитопровода, причем седло клапана выполнено со средним диаметром, равным внутреннему диаметру третьего звена, а неметаллическое кольцевое уплотнение расположено против указанного третьего звена и ниже нижнего фланца магнитопровода на расстоянии не менее хода сердечника.
Данный клапан также мало пригоден для работы с вязкими средами.
Наиболее близким аналогом разработанного клапана следует признать (RU, патент 2244187, опубл. 10.01.2005) регулируемый клапан, предназначенный для работы с вязким топливом - мазутом и содержащий корпус с входным и выходным патрубками и патрубком рециркуляции рабочей среды. Внутри корпуса расположена регулирующая цилиндрическая втулка с отверстием, взаимодействующая своей внешней поверхностью с корпусом, а внутренней поверхностью - с отсечной цилиндрической втулкой с квадратным отверстием, причем регулирующая цилиндрическая втулка связана с регулирующим валом, на конце которого расположен рычаг, взаимодействующий с регулирующим электродвигателем, а отсечная цилиндрическая втулка связана с отсечным валом, конец которого связан со стопорным кулачком и с ручкой ручного привода, взаимодействующего с возвратной пружиной и с микроконтактом включения электромагнита, при этом стопорный кулачок взаимодействует с рычагом подпружиненного якоря электромагнита, а связь рычага с якорем электромагнита выполнена скользящей.
Недостатком известного клапана следует признать сложность конструкции и, обусловленные эти сложность изготовления и регулировки.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента клапанов, пригодных для работы с вязким топливом - мазутом.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в упрощении конструкции клапана при одновременном увеличении срока его эксплуатации и повышении надежности.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать электромагнитный клапан разработанной конструкции. Он содержит корпус, затворную группу, электромагнит с подвижным якорем и пружину, клапан содержит длинноходовой электромагнит с постоянным тяговым усилием на рабочем ходе, установленный вне зоны теплового влияния среды и содержащий катушку, якорь, размещенный с возможностью втягивания в катушку под действием электромагнитного поля, диамагнитную гильзу, в которой перемещается якорь, и пружину, размещенную в гильзе, причем диамагнитная гильза на внешней стороне содержит ферромагнитный воротничок, а с другой стороны - внутри гильзы установлен ферромагнитный полюс, при этом на внешней стороне гильзы со стороны установки ферромагнитного полюса установлен ферромагнитный шунт, а затвор представляет собой цилиндр с острой кромкой, перекрывающий седло клапана, при этом уплотнение затвора является разгруженным от давления среды.
Длинноходовой магнит с постоянным усилием предпочтителен для использования в электромагнитных клапанах тем, что, что в магнитах другого типа максимальное тяговое усилие реализовано лишь в начале хода, а в конце хода оно существенно ослабевает.
Установка электромагнита вне зоны теплового влияния среды увеличивает срок службы электромагнита, и температура среды не оказывает влияния на его характеристики. Магнит греется только сам по себе, а не от среды.
Цилиндр своей острой кромкой «врезается» в мягкое резиновое уплотнение, чем обеспечивается герметичность в затворе. При использовании плоской кромки цилиндра потребовалось бы значительно большее усилие прижатия затвора к мягкому седлу для герметичности. Следовательно, надо было бы усилить прижимающую пружину, а также ставить более мощный электромагнит для сжатия этой пружины при открытии клапана.
Разгруженный затвор дает то, что при открытии клапана не надо преодолевать давление среды, как в электромагнитных затворах другого типа, когда тарелка прижимается к седлу пружиной и давлением среды, и электромагниту надо преодолевать сопротивление и от пружины, и от давления. Чем выше давление и диаметр седла, тем больше усилие прижатия затвора к седлу, которое может достигать значительных величин.
Клапан разработанной конструкции при подаче мазута в горелку работает обычным образом.