RU20358U1 - Электромагнитный клапан - Google Patents

Abstract

Электромагнитный клапан, содержащий корпус, крышку, мембрану, зажатую между корпусом и крышкой, надмембранную и подмембранную области, первый золотник и первую пружину основного клапана, электромагнитный привод, трехлинейный распределитель, состоящий из штока, второго золотника, второй пружины, нормально открытого и нормально закрытого седел, первый, второй, третий каналы для прохода рабочей среды, соединяющие трехлинейный распределитель соответственно с надмембранной, подмембранной областями и каналом сброса рабочей среды из надмембранной области, отличающийся тем, что в состав устройства введена третья пружина, а для управления трехлинейным распределителем используется электромагнитный привод с герметизирующей разделительной трубкой, установленный герметично на корпусе трехлинейного распределителя, при этом: шток не имеет жесткой связи с вторым золотником, вторая пружина установлена между нормально закрытым седлом и вторым золотником, а третья пружина - между якорем и стопом электромагнитного привода, усилие сжатия третьей пружины больше усилия сжатия второй пружины на величину, достаточную для удержания закрытым нормально закрытого седла при обесточенном электромагнитном приводе, а рабочий ход якоря со штоком больше рабочего хода второго золотника на 0,2-0,5 мм.

Description

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к устройствам запорной арматуры, в частности, к клапанам нормально закрытого типа, используемых в системах автоматики теплоэнергетических установок, а также в технологических трубопроводных системах для управления потоком природного или сжиженного газа, воздуха.

Известен электромагнитный клапан (АС СССР N 1000654, МКИ F 16 К 31/02, опубл 28.02.83 г., бюл N8) Устройство содержит корпус, в котором установлен якорь - запорный орган с уплотнителем. В корпусе клапана имеется седло, к которому с помощью пружины прижимается запорный орган.

Управление клапаном осуществляется с помощью электромагнита встроенного типа с изолирующей трубкой, в котором размещены толкатель и стопа При подаче питания на электромагнитный привод толкатель перемещается к стопе, увлекая за собой запорный орган

Устройство относится к запорным клапанам прямого действия.

Достоинствами клапана являются его простота и высокая надежность

Недостатками клапана являются.

1. Необходимость применения мощного электромагнитного привода. Причем. с увеличением условного прохода клапана увеличивается ход запорного органа и, как следствие, должна увеличиваться необходимая для управления клапаном мощность электромагнита. С ростом же мощности увеличивается

F 16 К 31/02

рабочая температура электромагнитного привода, что ведет к снижению надежности клапана.

2. Невозможность использования клапана при высоких давлениях рабочей среды, поскольку в этом случае электромагнитному приводу необходимо преодолевать помимо усилия пружины, удерживающей клапан в закрытом состоянии, усилие рабочей среды, прижимающей запорный орган к седлу клапана. С ростом давления рабочей среды и условного похода усилие рабочей среды возрастает.

Клапаны такого типа целесообразно использовать при давлениях рабочей среды не более 10 кПа и диаметре условного прохода не более 40 мм.

Известен электромагнитный разгрузочный клапан ( А.С. СССР. N 595572, МКИ F 16 К31/02, опубл, 28.02.78 г., бюл. N 8 ).

Устройство содержит корпус, крышку между которыми закреплена эластичная мембрана с отверстиями, тарелку со стойками, седло на входе выходного патрубка с разгрузочным отверстием, подвижный якорь и электромагнитный привод встроенного типа.

В исходном состоянии рабочая среда через отверстия в эластичной мембране поступает в надмембранную область и прижимает мембрану к седлу. При подаче напряжения на электромагнитный привод якорь движется вверх и открывает разгрузочное отверстие. Рабочая среда сбрасывается в полость выходного патрубка. Давление над эластичной мембраной падает и она начинает перемещаться вверх под действием как электромагнита, так и давления рабочей среды на входе клапана. Такая конструкция клапана

/ikw/ 3ffy/

позволяет уменьшить мощность электромагнита и, как следствие, снизить его рабочую температуру и повысить надежность. Недостатками клапана являются

1.Высокий уровень протечки рабочей среды через седло клапана

( параметр этот является важнейшим для запорной арматуры, работающей с природным газом ), обусловленный наличием дополнительного, разгрузочного, отверстия в седле клапана.

2.Большое время закрытия клапана, при низких давлениях рабочей среды, из-за того, что заполнение надмембранной полости осуществляется через отверстия в мембране, суммарное сечение которых должно быть во много раз меньше, чем сечение разгрузочного отверстия.

3.Необходима достаточно высока мощность электромагнита, так как ход якоря должен быть большим ( не менее хода запорного органа ). .

Известен клапан запорный мембранный с электромагнитным приводом ( С.Х. Щучинский, «Клапаны с электромагнитным приводом, Справочное пособие, «Энергоатомиздат, Москва 1988г., стр. 74-76.).

Клапан состоит из корпуса с седлом, запирающего элемента основного затвора, мембраны пружины, сердечника - запирающего элемента, электромагнитного привода с герметизирующей разделительной трубкой, обводной трубки.

В клапане нет разгрузочного отверстия и, соответственно, нет элемента, ухудшающего его герметичность. Клапан не требует применения электромагнита большой мощности, т.к. управление клапаном осуществляется только за счет рабочей среды.

Недостатком клапана является наличие обводной трубки, усложняющей его конструкцию.

Наиболее близким к заявляемому является клапан КГ ( Р.Р Рыбаков, «Автоматизация газифицированных агрегатов, Лениздат, «Недра, 1984г. с. 122-123.)

Клапан содержит корпус, крышку, мембрану, установленную между корпусом и крышкой, однотарельчатый золотник, состоящий из верхнего диска и нижней мягкой прокладки, уплотняющую пружину, сервопривод Сервопривод состоит из блочного электромагнитного привода и трехлинейного распределителя. Сервопривод устанавливается на корпусе клапана. В корпусе и крышке клапана имеются каналы для прохода рабочей среды.

Достоинствами клапана являются

- управление клапаном осуществляется только за счет воздействия рабочей среды, что создает условия для минимизации мощности электромагнита,

низкий уровень протечки через запорный орган, благодаря использованию уплотняющей пружины,

отсутствие обводных трубок, все каналы транспортировки рабочей среды расположены в корпусе и крышке клапана.

Недостатками клапана являются.

1. Несовершенство конструкции сервопривода, обусловленное использованием в нем электромагнитного привода блочного типа. Несовершенство блочных электромагнитных приводов ( С.Х. Щучинский «Электромагнитные приводы

исполнительных механизмов, М, Энергоатомиздат, 1984 г., с. 30-31 ) связано с

-наличием в таких конструкциях ряда узлов и деталей, необходимых для стыковки силового элемента привода с запирающим элементом,

-значительными дополнительными усилиями, обусловленными жесткостью дополнительной герметизирующей мембраны, массой подвижных деталей.

Следствием этого электромагниты блочного типа имеют: большую массу и габаритные размеры, высокую потребляемую мощность, низкую надежность.

2.Невозможность использования клапана при высоких рабочих давлениях среды, низкая безопасность клапана в случае транспортировки через него природного газа. Связано это с тем, что якорь электромагнита отделен от трехлинейного распределителя эластичной герметизирующей мембраной, которая, с одной стороны, должна обеспечивать подвижность якоря электропривода, с другой стороны - герметизировать рабочее пространство трехлинейного распределителя от окружающего воздуха. Такая эластичная мембрана не может гарантировать невозможность ее разрушения по какойлибо причине в условиях эксплуатации и, соответственно, обеспечивать высокую безопасность использования клапана. По этой же причине эластичная мембрана ограничивает диапазон рабочих давлений в области высоких значений.

3.Нетехнологичностьконструкции сервопривода, связанная с необходимостью точной регулировки элемента, обеспечивающего жесткую связь якоря электромагнита с трехлинейным распределителем. Некачественная настройка элемента связи электромагнитного привода с

трехлинейным распределителем может стать причиной повышенного шума электромагнитного привода, либо увеличения времени включения клапана вплоть до невозможности его включения.

Задачами полезной модели являются:

-снижение массогабаритных характеристик,

-снижение потребляемой мощности,

-повышение безопасности,

-расширение диапазона рабочих давлений,

-улучшение технологичности конструкции

Поставленная цель достигаетсягем, что предлагаемый

электромагните ни клапан, содержащий корпус 1, крышку 2, мембрану 3, зажатую между корпусом 1 и крышкой 2, надмембранную 4 и подмембранную 5 области, первый золотник 6 и первую прлжину 7 основного клапана, электромагнитный привод 8, трехлинейный распределитель 9, состоящий из штока 10, второго золотника 11, второй пружины 12, нормально открытого 13 и нормально закрытого 14 седел, первый 15, второй 16, третий 17 каналы для прохода рабочей среды, соединяющие трехлинейный распределитель соответственно с надмембранной, подмембранной областями и каналом сброса рабочей среды из надмембранной области, отличается тем, что:

в состав устройства введена третья пружина 18, а для управления трехлинейным распределителем используется электромагнитный привод 8 с герметизирующей разделительной трубкой 19, установленный герметично на корпусе трехлинейного распределителя 9,

при этом:

шток 10 не имеет жесткой связи с вторым золотником 11,

вторая пружина 12 установлена между нормально закрытым седлом 14 и вторым золотником 11, а третья пружина 18- между якорем 20 и стопом 21 электромагнитного привода 8,

усилие сжатия третьей пружины 18 больше усилия сжатия второй пружины 12 на величину, достаточную для удержания закрытым нормально закрытого седла 14, при обесточенном электромагнитном приводе, а рабочий ход якоря 20 со штоком 10 больше рабочего хода второго золотника 11 на 0,2 - 0,5 мм.

Применение электромагнитного привода с герметизирующей разделительной трубкой позволяет существенно снизить величину перестановочного усилия исполнительного механизма и на этой основе уменьшить величину потребляемой мощности, массу и габаритные размеры электромагнитного привода и клапана в целом ( С.Х. Щучинский «Электромагнитные приводы исполнительных механизмов, М., «Энергоатомиздат, 1984 г., с. 38 ).

Кроме того,применение электромагнитного привода с

герметизирующей разделительной трубкой позволяет быстро и просто, без полной разборки электромагнитного привода,менять катушку

электромагнита в случае, например, ремонта или перестройки электромагнита на другое рабочее напряжение.

№&Wr&(

Claims (1)

1. Электромагнитный клапан, содержащий корпус, крышку, мембрану, зажатую между корпусом и крышкой, надмембранную и подмембранную области, первый золотник и первую пружину основного клапана, электромагнитный привод, трехлинейный распределитель, состоящий из штока, второго золотника, второй пружины, нормально открытого и нормально закрытого седел, первый, второй, третий каналы для прохода рабочей среды, соединяющие трехлинейный распределитель соответственно с надмембранной, подмембранной областями и каналом сброса рабочей среды из надмембранной области, отличающийся тем, что в состав устройства введена третья пружина, а для управления трехлинейным распределителем используется электромагнитный привод с герметизирующей разделительной трубкой, установленный герметично на корпусе трехлинейного распределителя, при этом: шток не имеет жесткой связи с вторым золотником, вторая пружина установлена между нормально закрытым седлом и вторым золотником, а третья пружина - между якорем и стопом электромагнитного привода, усилие сжатия третьей пружины больше усилия сжатия второй пружины на величину, достаточную для удержания закрытым нормально закрытого седла при обесточенном электромагнитном приводе, а рабочий ход якоря со штоком больше рабочего хода второго золотника на 0,2-0,5 мм.