RU189514U1

RU189514U1 - Клапан электромагнитный с ручным управлением

Info

Publication number: RU189514U1
Application number: RU2019103641U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Петров; Илья Николаевич Скворцов; Юлия Александровна Скворцова; Александр Витальевич Пилипенко; Ольга Сергеевна Никитенко
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2019-05-24

Abstract

Полезная модель относится к области приборостроения, а конкретно к клапанам электромагнитным и может быть использована для автоматического и ручного открытия и перекрытия подачи жидкого или парообразного холодильного агента в системах холодильного и климатического оборудования.Клапан электромагнитный с ручным управлением, содержащий катушку индуктивности с подвижным и неподвижным сердечниками, возвратную пружину, корпус с входной и выходной камерами, основное и дополнительное седла, сервопривод, выполняющий функции основного клапана, вспомогательный клапан и шпиндель ручного управления, причем шпиндель ручного управления расположен перпендикулярно оси сервопривода, при этом боковая поверхность шпинделя, взаимодействующая с торцевой поверхностью сервопривода выполнена в форме эксцентрика, а сам процесс взаимодействия шпинделя с сервоприводом вынесен за пределы рабочей зоны клапана.Технический результат заключается в повышении надежности, расширении области применения, увеличении коэффициента пропускной способности и снижении массогабаритных характеристик электромагнитных клапанов.

Description

Полезная модель относится к области приборостроения, а конкретно, к клапанам электромагнитным и может быть использована для автоматического и ручного открытия и перекрытия подачи жидкого или парообразного холодильного агента в системах холодильного и климатического оборудования.

Известны электромагнитные клапаны прямого действия серий VA50, VB50 и клапаны, оснащенные сервоприводом, серий VC50, VD01 фирмы «Offenwanger» Германия для холодильного и климатического оборудования (каталог фирмы 2016 г., www.offenwanger.com).

Известны электромагнитные клапаны прямого действия серии 35000 и клапаны с сервоприводом серии 31100-F, 30210-F фирмы «Olab» Италия для холодильных систем (каталог фирмы 2015 г., www.olabit-olab@)olab.it).

Известны электромагнитные клапаны прямого действия EVRS 3 и клапаны с сервоуправлением EVRS 10, 15, 20 фирмы «Danfoss» Дания (каталог фирмы 2012/2013 г., www.danfoss.ru).

Известные электромагнитные клапаны прямого действия работают следующим образом. При подаче напряжения на катушку индуктивности подвижный сердечник втягивается магнитным полем в катушку индуктивности и открывает седло в корпусе прибора, обеспечивая расход рабочей среды. При обесточивании катушки возвратная пружина перемещает сердечник в обратном направлении, перекрывая седло прибора.

Известные электромагнитные клапаны с сервоприводом имеют сервопривод, выполненный в виде поршня или мембраны. Вспомогательный клапан жестко закреплен на подвижном сердечнике электромагнита. Когда катушка электромагнита отключена, сердечник находится в нижнем положении. Вспомогательный клапан перекрывает дополнительное седло, расположенное в центре поршня (мембраны). Рабочая среда через калиброванное отверстие заполняет пространство над сервоприводом. В результате сервопривод прижимается к основному седлу корпуса прибора перепадом давлений между входом и выходом корпуса прибора.

При подаче напряжения на катушку электромагнита подвижный сердечник втягивается в катушку. Вспомогательный клапан, закрепленный на подвижном сердечнике, открывает дополнительное седло. Давление в пространстве над сервоприводом понижается и сервопривод под действием входного давления перемещается в верхнее положение, открывая основное седло корпуса прибора.

Недостатком указанных электромагнитных клапанов являются низкая надежность и ограниченная область применения из-за отсутствия узла ручного управления, что не позволяет поддерживать работоспособность холодильных установок при аварийном отключении питания электромагнитной катушки или других неисправностях при эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электромагнитный клапан типа EVRST 10, 15, 20 с принудительным сервоуправлением фирмы «Danfoss» Дания (каталог фирмы 2012/2013 г., www.danfoss.ru).

Этот электромагнитный клапан имеет сервопривод, выполненный в виде жестко закрепленной мембраны, обеспечивающей расход рабочей среды.

Для обеспечения возможности принудительного открытия сервопривода при возникновении аварийной ситуации, связанной с выходом из строя катушки индуктивности, сердечника, вспомогательного клапана и других причин, в корпусе электромагнитного клапана установлен резьбовой шпиндель ручного управления сервоприводом. Шпиндель расположен в рабочей зоне сервопривода и представляет собой винт, вращение которого преобразуется в возвратно-поступательное перемещение сервопривода.

Недостатками такой конструкции узла ручного управления электромагнитного клапана являются:

- невозможность использования узла ручного управления такой конструкции в электромагнитных клапанах с малой пропускной способностью, так как резьбовой шпиндель ручного управления находится в рабочей зоне основного клапана;

- низкий коэффициент пропускной способности, так как шпиндель, находясь в рабочей зоне основного клапана, увеличивает гидравлическое сопротивление корпуса потоку рабочей среды и создает турбулентность потока на выходе из корпуса;

- большие массогабаритные характеристики узла ручного управления, необходимые для обеспечения хода шпинделя в осевом направлении.

Технической задачей является повышение надежности, расширение области применения, увеличение коэффициента пропускной способности и снижение массогабаритных характеристик электромагнитных клапанов.

Техническая задача достигается за счет того, что в клапане электромагнитном с ручным управлением, содержащем катушку индуктивности с подвижным и неподвижным сердечниками, возвратную пружину, корпус с входной и выходной камерами, основное и дополнительное седла, сервопривод, выполняющий функции основного клапана, вспомогательный клапан и шпиндель ручного управления, шпиндель ручного управления расположен перпендикулярно оси сервопривода, при этом боковая поверхность шпинделя, взаимодействующая с торцевой поверхностью сервопривода, выполнена в форме эксцентрика, а сам процесс взаимодействия шпинделя с сервоприводом вынесен за пределы рабочей зоны клапана.

Технический результат заключается в повышении надежности, расширении области применения, увеличении коэффициента пропускной способности и снижении массогабаритных характеристик электромагнитных клапанов.

На фиг. 1 изображен общий вид электромагнитного клапана с ручным управлением; на фиг. 2 изображен шпиндель ручного управления.

Электромагнитный клапан (фиг. 1 и 2) с ручным управлением состоит из следующих основных элементов: корпуса 1, сервопривода 2, подвижного сердечника 3, неподвижного сердечника 4, возвратной пружины 5, катушки 6 индуктивности и шпинделя 7 ручного управления. Корпус 1 имеет рабочую зону 8, входную 9 и выходную 10 камеры, основное седло 11 и шпиндель 7 ручного управления, представляющего собой вал, на одном конце которого имеется эксцентрик 12, ось которого смещена относительно оси вала на величину эксцентриситета, а на другом конце вала выполнен выступ 13 квадратного сечения с размером «под ключ». Шпиндель 7 ручного управления расположен перпендикулярно оси сервопривода 2, при этом боковая поверхность шпинделя 7, взаимодействующая с торцевой поверхностью сервопривода 2, выполнена в форме эксцентрика 12, а сам процесс взаимодействия шпинделя 7 с сервоприводом вынесен за пределы рабочей зоны 8.

Нижняя торцевая поверхность сервопривода 2 снабжена уплотнительным элементом 14, взаимодействующим с основным седлом 11. На верхней торцевой поверхности сервопривода 2 расположено дополнительное седло 15. В подвижный сердечник 3 установлен вспомогательный клапан 16, перекрывающий дополнительное седло 15. Калиброванное отверстие 17 связывает входную камеру 9 с камерой 18, расположенной над сервоприводом 2.

Работает электромагнитный клапан в автоматическом режиме следующим образом.

Ручное управление отключено - шпиндель 7 ручного управления ориентирован таким образом, чтобы боковая поверхность эксцентрика 12 не контактировала с нижней торцевой поверхностью сервопривода 2 во время работы.

Когда катушка 6 индуктивности отключена, подвижный сердечник 3 под действием возвратной пружины 5 опущен, при этом вспомогательный клапан 16 перекрывает дополнительное седло 15. Через калиброванное отверстие 17 рабочая среда из входной камеры 9 поступает в камеру 18, где расположен подвижный сердечник 3. В камере 18 устанавливается давление Рвх (фиг. 1), соответствующее давлению рабочей среды на входе в камеру 9 электромагнитного клапана. Под действием этого давления сервопривод 2 перемещается в нижнее положение и герметично перекрывает основное седло 11.

При пропускании тока через катушку 6 индуктивности электромагнитная сила перемещает подвижный сердечник 3 вверх, поднимая вспомогательный клапан 16 от дополнительного седла 15. Рабочая среда из камеры 18 через дополнительное седло 15 поступает в выходную камеру 10 корпуса 1 электромагнитного клапана. В результате давление рабочей среды в камере 18 падает. Под действием усилия от разности давлений во входной камере 9 и камере 18 сервопривод 2 перемещается вверх, преодолевая усилие пружины 5, и обеспечивает расход рабочей среды через корпус 1 электромагнитного клапана.

После отключения катушки 6 индуктивности подвижный сердечник 3 под действием возвратной пружины 5 перемещается в нижнее положение и вспомогательный клапан 16 перекрывает дополнительное седло 15. Отток рабочей среды из камеры 18 через дополнительное седло 15 прекращается. Давление в камере 18 постепенно сравнивается с давлением Рвх рабочей среды во входной камере 9. Сервопривод 2 с помощью уплотнительного элемента 14 перекрывает основное седло 11.

Для обеспечения возможности принудительного открытия сервопривода 2 при возникновении аварийной ситуации необходимо повернуть вал шпинделя 7, используя выступ 13, на угол 180°, ориентировав эксцентрик 12 шпинделя 7 таким образом, чтобы часть боковой поверхности эксцентрика 12, наиболее удаленная от оси вала шпинделя 7, воздействовала на нижнюю торцевую поверхность сервопривода 2, перемещая последний вверх на величину хода.

Claims

Клапан электромагнитный с ручным управлением, содержащий катушку индуктивности с подвижным и неподвижным сердечниками, возвратную пружину, корпус с входной и выходной камерами, основное и дополнительное седла, сервопривод, выполняющий функции основного клапана, вспомогательный клапан и шпиндель ручного управления, отличающийся тем, что шпиндель ручного управления расположен перпендикулярно оси сервопривода, при этом боковая поверхность шпинделя, взаимодействующая с торцевой поверхностью сервопривода, выполнена в форме эксцентрика, а сам процесс взаимодействия шпинделя с сервоприводом вынесен за пределы рабочей зоны клапана.