КЛАПАН ЗАПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫЙ

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре с дистанционным управлением и предназначена для автоматического перекрытия потоков сред жидкости, газа и пара в различных технологических системах производств.
Известен клапан запорный электромагнитный нормально закрытый, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, седло, подпружиненный запорный орган со штоком, электромагнит с магнитопроводом с намагничивающей обмоткой и якорем; запорный орган выполнен в виде затвора, на цилиндрической поверхности затвора имеется пара сальников и пилотный клапан, соединенный штифтом со штоком, установленным в затворе, имеющий в основании уплотнительное кольцо, в котором электромагнит установлен на цилиндрической направляющей втулке между фланцами, причем верхний фланец прижат стаканом с винтовой крышкой и зафиксирован на направляющей втулке стопорным кольцом; в устройстве установлены индуктивный датчик положения запорного органа, который крепится на нижнем торце корпуса, и узел управления клапаном, размещенный на печатной плате и расположенный внутри стакана (Патент Российской Федерации на изобретение №2451856, 27.05.2012 г., по кл. МПК F16K 31/02).
Однако клапан этой конструкции имеет недостаток: поскольку примагничивающее усилие тем больше, чем меньше зазор между полюсами, то максимальное усилие развиваемое электромагнитом возникает в момент, когда и пилотный клапан и основной клапан уже открыты, тогда как для открытия клапана максимальное усилие необходимо в момент открытия клапана, когда и пилотный клапан и основной клапан закрыты, что в свою очередь влечет необходимость увеличения мощности электромагнита клапана.
Задачей полезной модели является снижение мощности электромагнита клапана.
Поставленная задача решается созданием клапана запорного электромагнитного импульсного нормально закрытого, содержащего корпус с входным и выходным патрубками, седло, подпружиненный запорный орган, выполненный в виде золотниковой сборки основного золотника и импульсного золотника, электромагнит, включающий магнитопровод с намагничивающей обмоткой и якорь, при этом якорь электромагнита состоит из верхней и нижней части якоря, между которыми есть зазор в закрытом положении клапана, при этом верхняя часть соединена с основным золотником, а нижняя часть с импульсным золотником, а электромагнит имеет втулку, расположенную между электромагнитом и корпусом клапана.
Клапан запорный электромагнитный импульсный нормально закрытый (разрез) представлен на фиг. 1, где:
1 - корпус, 2 - входной патрубок, 3 - выходной патрубок, 4 - седло, 5 - основной золотник, 6 - импульсный золотник, 7 - электромагнит, 8 - втулка, 9 - полость входного патрубка, 10 - внутренняя полость основного золотника, 11 - канал, 12 - верхняя часть якоря, 13 - нижняя часть якоря, 14 - шток, 15 - шток, 16 - полость выходного патрубка, 17 - полюс неподвижный, 18 - пружина, 19 - пружина.
Клапан запорный электромагнитный импульсный нормально закрытый, состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. В корпусе 1 расположено седло 4 и подпружиненный запорный орган. Подпружиненный запорный орган выполнен в виде золотниковой сборки основного золотника 5 и импульсного золотника 6. Клапан имеет электромагнит 7, включающий магнитопровод с намагничивающей обмоткой и якорь, между которыми имеется зазор. Между корпусом 1 клапана и электромагнитом 7 расположена втулка 8. Якорь состоит из верхней части 12 и нижней части 13. Верхняя часть якоря 12 соединена с основным золотником 5 штоком 14. Нижняя часть якоря 13 соединена с импульсным золотником 6 штоком 15, при этом между верхней частью 12 и нижней частью 13 якоря в нормально закрытом положении клапана имеется зазор.
Клапан запорный электромагнитный импульсный нормально закрытый работает следующим образом.
Рабочая среда в клапане имеет одностороннюю подачу из входного патрубка 2 в выходной патрубок 3. В закрытом положении клапана на основной золотник 5 действует перепад давления между полостью 9 входного патрубка 2 и полостью 16 выходного патрубка 3, создающий усилие, в направлении закрытия клапана. Также в закрытом положении клапана на импульсный золотник 6 действует перепад давления между внутренней полостью 10 основного золотника 5 и полостью 16 выходного патрубка 3, создающий усилие, в направлении закрытия клапана. В закрытом положении клапана давления в полости 9 входного патрубка 2 и внутренней полости 10 основного золотника 5 равны, соответственно равны и вышеупомянутые перепады давления. При подаче напряжения на электромагнит 7 возникает магнитное поле, которое примагничивает верхнюю часть якоря 12 и нижнюю часть якоря 13 к полюсу неподвижному 17. За счет имеющегося зазора между верхней частью якоря 12 и нижней частью якоря 13 магнитное поле примагничивает их между собой. Таким образом, при открытии импульсного золотника, пока имеется зазор между верхней частью якоря 12 и нижней частью якоря 13, верхняя часть якоря 12 является неподвижным полюсом для нижней части якоря 13. Это означает, что электромагнит 7 создает сразу примагничивающее усилие максимальной величины, действующее на открытие импульсного золотника. Таким образом, первым открывается импульсный золотник 6, так как площадь проходного сечения канала 11 меньше площади проходного сечения канала перекрываемого основным золотником 5 и соответственно сила, действующая в направлении закрытия клапана меньше. Импульсный золотник 6, соединенный с нижней частью якоря 13 штоком 15 перемещается в направлении открытия, выбирая зазор между верхней частью якоря 12 и нижней частью якоря 13. В момент, когда сила, создаваемая примагничиванием верхней части якоря 12 и нижней части якоря 13 будет больше силы, действующей на основной золотник 5 в направлении закрытия клапана, клапан откроется. Втулка 8, расположенная между корпусом 1 клапана и электромагнитом 7, является магнитным воротником электромагнита 7, что увеличивает его тяговое усилие нижней части якоря 13 и одновременно является тепловой развязкой между корпусом 1 клапана и электромагнитом 7, что позволяет снизить тепловое воздействие рабочей среды, передаваемое через корпус 1 на электромагнит 7.
Для закрытия клапана необходимо снять напряжение питания с электромагнита 7. При снятии напряжения с электромагнита 7 клапана возврат в исходное закрытое (нормальное) положение происходит под действием пружин сжатия 18 и 19.
При аварийной ситуации в случае внезапного исчезновения электропитания клапан ведет себя аналогично, как при принудительном снятии напряжения.
Таким образом, предложенный клапан запорный электромагнитный импульсный нормально закрытый, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, седло, подпружиненный запорный орган, выполненный в виде золотниковой сборки основного золотника и импульсного золотника, электромагнит, включающий магнитопровод с намагничивающей обмоткой и якорь, отличающийся тем, что якорь электромагнита состоит из верхней и нижней части якоря, между которыми есть зазор в закрытом положении клапана, при этом верхняя часть соединена с основным золотником, а нижняя часть с импульсным золотником, позволяет снизить мощность электромагнита клапана. Втулка, расположенная между корпусом клапана и электромагнитом, является магнитным воротником электромагнита, что увеличивает его тяговое усилие нижней части якоря, и одновременно является тепловой развязкой между корпусом клапана и электромагнитом, что позволяет снизить тепловое воздействие рабочей среды, передаваемое через корпус на электромагнит.