RU220175U1 - Self-acting magnetic valve - Google Patents

Self-acting magnetic valve Download PDF

Info

Publication number
RU220175U1
RU220175U1 RU2023103282U RU2023103282U RU220175U1 RU 220175 U1 RU220175 U1 RU 220175U1 RU 2023103282 U RU2023103282 U RU 2023103282U RU 2023103282 U RU2023103282 U RU 2023103282U RU 220175 U1 RU220175 U1 RU 220175U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
self
magnet
acting
shut
valve
Prior art date
Application number
RU2023103282U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Сергеевич Бусаров
Роман Эдуардович Кобыльский
Алексей Васильевич Недовенчаный
Владимир Иванович Карагусов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU220175U1 publication Critical patent/RU220175U1/en

Links

Abstract

Завяленное техническое решение относится, преимущественно, к компрессоростроению и может быть использовано в конструкциях поршневых компрессоров, пневмодвигателей, вакуумных насосов и других машин. Самодействующий магнитный клапан содержит седло с проходными каналами, запорный орган в виде магнита, ограничитель подъема с радиальными каналами, прижимной элемент в виде магнита, шпильку и гайку, при этом запорный орган в виде магнита и прижимной элемент в виде магнита обращены друг к другу одноименными полюсами, причем запорный орган находится в прорезиненной оболочке, а в теле седла установлен центровочный штифт. Предложенный самодействующий магнитный клапан позволяет повысить вероятность безотказной работы магнитных самодействующих клапанов и повысить герметичность клапана не менее чем на 30%. The proposed technical solution relates primarily to compressor engineering and can be used in the design of piston compressors, air motors, vacuum pumps and other machines. The self-acting magnetic valve contains a seat with passage channels, a locking element in the form of a magnet, a lift limiter with radial channels, a clamping element in the form of a magnet, a pin and a nut, while the shutting element in the form of a magnet and the clamping element in the form of a magnet face each other with like poles , and the shut-off element is located in a rubberized shell, and a centering pin is installed in the body of the saddle. The proposed self-acting magnetic valve makes it possible to increase the probability of failure-free operation of magnetic self-acting valves and increase the tightness of the valve by at least 30%.

Description

Полезная модель относится, преимущественно, к компрессоростроению и может быть использована в конструкциях поршневых компрессоров, пневмодвигателей, вакуумных насосов и других машин.The utility model relates primarily to compressor engineering and can be used in the designs of piston compressors, air motors, vacuum pumps and other machines.

Известен «Самодействующий кольцевой клапан с точечной пружиной» [Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 2008. – 711 с., л. ил.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. Заведений, стр. 664), который содержит седло с проходными каналами для газовой среды, ограничитель подъема с каналами для выхода газовой среды, запорный элемент в виде пластины, точечной пружины, которая прижимает запорный элемент к седлу, шпильки по ГОСТ 22038-76 и гайки по ГОСТ 5915-70.Known for “Self-acting ring valve with a point spring” [Piston compressors. Volume 2. Fundamentals of design. Constructions. – 3rd ed., revised. and additional – M.: Kolos, 2008. – 711 p., l. ill.: ill. – (Textbooks and teaching aids for students of higher educational institutions, p. 664), which contains a saddle with passage channels for the gas medium, a lift limiter with channels for the exit of the gas medium, a locking element in the form of a plate, a point spring that presses locking element to the seat, studs in accordance with GOST 22038-76 and nuts in accordance with GOST 5915-70.

Данное техническое решение имеет следующий недостаток. Отсутствие эластичного элемента (например, в виде резины) на запорном органе приводит к утечкам сжимаемой среды даже при закрытом клапане. Наличие пружины в качестве прижимного элемента запорного органа ведет к ограничениям по режимным параметрам, а именно скорости вращения коленчатого вала, диапазон вращения коленчатого вала ограничен, около, 3000 об/мин. Использование точечной пружины, ведет к снижению ресурса работы и надежности самодействующего клапана в агрессивных рабочих средах. This technical solution has the following disadvantage. The absence of an elastic element (for example, in the form of rubber) on the shut-off element leads to leakage of the compressible medium even when the valve is closed. The presence of a spring as a clamping element of the locking element leads to restrictions on operating parameters, namely the speed of rotation of the crankshaft; the range of rotation of the crankshaft is limited to about 3000 rpm. The use of a point spring leads to a decrease in the service life and reliability of the self-acting valve in aggressive operating environments.

Наиболее близким техническим решением того же назначения, (прототипом), является «Клапан самодействующий» [RU 2601331], который содержит седло с проходными каналами, запорные элементы, размещенные в проточках ограничителя подъема, проходные каналы которого образованы чередующимися между собой концентричными рядами радиально вытянутых отверстий и отверстий в форме кольцевых секторов. Каждый ряд радиально вытянутых отверстий расположен в плане над кольцевым рядом запорных элементов, при этом каждое из отверстий расположено над двумя соседними запорными элементами ряда и сообщено с проточками, в которых они размещены. Ряд кольцевых секторов размещен между рядами запорных элементов и сообщен сразу с несколькими проточками соседних рядов. С каждой проточкой ограничителя сообщено как минимум три канала: два радиальных отверстия и хотя бы один кольцевой сектор. Запорные элементы поджаты к седлу посредством пары постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, установленными в ограничителе подъема и в запорном элементе, соответственно. При этом приведенный пример не исключает возможности использования с той же целью пружин.The closest technical solution for the same purpose (prototype) is the “Self-acting valve” [RU 2601331], which contains a seat with passage channels, locking elements located in the grooves of the lift limiter, the passage channels of which are formed by alternating concentric rows of radially elongated holes and holes in the form of ring sectors. Each row of radially elongated holes is located in plan above the annular row of locking elements, with each of the holes located above two adjacent locking elements of the row and communicating with the grooves in which they are located. A number of annular sectors are placed between the rows of locking elements and communicate with several grooves of adjacent rows at once. At least three channels are connected to each limiter groove: two radial holes and at least one annular sector. The locking elements are pressed against the seat by means of a pair of permanent magnets facing each other with like poles installed in the lift limiter and in the locking element, respectively. However, the given example does not exclude the possibility of using springs for the same purpose.

Данное техническое решение имеет следующие недостатки. Отсутствие предохранительного демпфера на поверхности магнитов может привести к их разрушению при столкновении, после полного или частичного разрушения магнитов, данный клапан становится полностью неработоспособным. Отсутствие эластичного элемента (например, в виде резины) на запорном органе, приводит к утечкам сжимаемой среды даже при закрытом клапане.This technical solution has the following disadvantages. The absence of a safety damper on the surface of the magnets can lead to their destruction in a collision; after complete or partial destruction of the magnets, this valve becomes completely inoperable. The absence of an elastic element (for example, in the form of rubber) on the shut-off element leads to leakage of the compressible medium even when the valve is closed.

Технической задачей полезной модели является повышение вероятности безотказной работы магнитных самодействующих клапанов и повышение герметичности клапана не менее чем на 30%.The technical objective of the utility model is to increase the probability of failure-free operation of magnetic self-acting valves and increase the tightness of the valve by at least 30%.

Техническая задача решается за счет создания самодействующего клапана с запорным магнитным элементом, находящимся в прорезиненной оболочке, который позволяет повысить надежность и герметичность магнитных самодействующих клапанов. Предложенный самодействующий магнитный клапан может выполнять роль как нагнетательного, так и всасывающего клапана.The technical problem is solved by creating a self-acting valve with a magnetic shut-off element located in a rubberized shell, which makes it possible to increase the reliability and tightness of magnetic self-acting valves. The proposed self-acting magnetic valve can serve as both a discharge and suction valve.

Предложенная конструкция поясняется чертежами, где на:The proposed design is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 показан самодействующий нагнетательный магнитный клапан в сборе, стянутый шпилькой;fig. 1 shows a self-acting discharge magnetic valve assembly, tightened with a pin;

фиг. 2 показан самодействующий всасывающий магнитный клапан в сборе, стянутый шпилькой.fig. Figure 2 shows a self-acting suction solenoid valve assembly, secured with a pin.

Самодействующий магнитный клапан состоит из седла 1 с проходными каналами 2, запорного органа выполненного в виде магнита 3, находящимся в прорезиненной оболочке 4, ограничителя подъема 5, прижимного элемента 6, выполненного в виде магнита, при этом магнитные элементы 3 и 6 обращены друг к другу одноименными полюсами, радиальных проходных каналов 7, центровочного штифта 8, седло с ограничителем подъема стягивают посредствам шпильки 9 и затягивают гайкой 10.The self-acting magnetic valve consists of a seat 1 with passage channels 2, a shut-off element made in the form of a magnet 3 located in a rubberized shell 4, a lift limiter 5, a clamping element 6 made in the form of a magnet, with magnetic elements 3 and 6 facing each other with the same poles, radial passage channels 7, centering pin 8, the seat with the lift limiter is tightened by means of a pin 9 and tightened with a nut 10.

Предложенный самодействующий магнитный клапан работает следующим образом. В процессе сжатия, газ попадает в проходные каналы 2, когда перепад давления газа превысит сцепное усилие запорного органа 3, находящегося в прорезиненной оболочке 4, запорный орган поднимется (откроется) и сообщит проходные каналы 2 с радиальными проходными каналами 7, начнется процесс нагнетания. Высота подъема запорного органа 3 ограничивается ограничителем подъема 5. Когда давление в рабочей камере станет меньше давления за самодействующим магнитным клапаном, запорный элемент 3, посредством воздействия прижимного элемента 6, разобщит проходные каналы 2 с радиальными проходными каналами 7, процесс нагнетания закончится. В процессах обратного расширения, всасывания и начала сжатия, герметичность рабочей камеры обеспечивается за счет «раздавливания» прорезиненной оболочки 4 посредством сцепного усилия запорного элемента 3 с седлом 1. Наличие прорезиненной оболочки 4, позволяет предотвратить разрушение запорных органов 3 при их внезапном соударении.The proposed self-acting magnetic valve works as follows. During the compression process, gas enters the passage channels 2, when the gas pressure drop exceeds the adhesive force of the shut-off element 3, located in the rubberized shell 4, the shut-off element will rise (open) and communicate the passage channels 2 with the radial passage channels 7, and the injection process will begin. The lifting height of the shut-off element 3 is limited by the lift limiter 5. When the pressure in the working chamber becomes less than the pressure behind the self-acting magnetic valve, the shut-off element 3, through the action of the pressing element 6, will disconnect the passage channels 2 from the radial passage channels 7, the injection process will end. During the processes of reverse expansion, suction and the beginning of compression, the tightness of the working chamber is ensured by “crushing” the rubberized shell 4 through the adhesion force of the locking element 3 with the seat 1. The presence of a rubberized shell 4 helps prevent the destruction of the locking organs 3 in the event of their sudden collision.

Техническая задача решается за счет создания самодействующего клапана с запорным магнитным элементом, находящимся в прорезиненной оболочке, который позволяет повысить надежность и герметичность магнитных самодействующих клапанов.The technical problem is solved by creating a self-acting valve with a magnetic shut-off element located in a rubberized shell, which makes it possible to increase the reliability and tightness of magnetic self-acting valves.

Герметичность самодействующего клапана оценивается расходом газа, протекающего через клапан в закрытом состоянии. Для несжимаемой жидкости уравнение имеет следующий вид [Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет /2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос 2000. – С. 162 (формула 6.3)]:The tightness of a self-acting valve is assessed by the gas flow flowing through the valve in the closed state. For an incompressible fluid, the equation has the following form [Plastinin P.I. Piston compressors. Volume 1. Theory and calculation / 2nd ed., revised. and additional – M.: Kolos 2000. – P. 162 (formula 6.3)]:

где α - коэффициент расхода;where α is the flow coefficient;

f - площадь выходного сечения сопла, м2; f is the nozzle exit cross-sectional area, m2 ;

ρ 0 - плотность газа в сосуде, откуда происходит истечение, кг/м3; ρ 0 - gas density in the vessel from which the outflow occurs, kg/m 3 ;

P 0, Р - давление газа в сосуде, откуда происходит истечение, Па. P 0 , P - gas pressure in the vessel from which the outflow occurs, Pa.

В свою очередь произведение αf обозначают Ф и называют эквивалентной площадью [Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет /2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос 2000. – С. 164 (формула 6.10) и С. 282]:In turn, the product αf is denoted by Ф and is called the equivalent area [Plastinin P.I. Piston compressors. Volume 1. Theory and calculation / 2nd ed., revised. and additional – M.: Kolos 2000. – P. 164 (formula 6.10) and P. 282]:

Ф=αf=πDδ (2)Ф= αf= πDδ (2)

где D - диаметр проходного сечения, м;where D is the diameter of the flow section, m;

δ - условный зазор по всему периметру прилегания запорного органа к седлу, мкм.δ is the conditional gap along the entire perimeter of the contact of the shut-off body with the seat, µm.

Отсюда, уравнение (1) принимает вид:Hence, equation (1) takes the form:

Как видно из формулы (3) чем меньше δ, тем меньше газа будет протекать через клапан в закрытом состоянии. В настоящее время условный зазор для различных типов клапанов с металлическим либо фторопластовым запорным элементом составляет 0,25-1 мкм. [Клапаны поршневых компрессоров. Учебное пособие для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 240801 "Машины и аппараты химических производств" / ГОУ ВПО "РХТУ им. Д.И. Мендлеева", Новомосковский институт (филиал), Сост.: Додин Ю.С., Клочков В.И., Лукьяница А.И. Новомосковск, 2009, - C. 5.], [Бусаров И.С., Гусельников Д.В., Бурлаков Ю.А., Соломкин А.А. Влияние неплотности самодействующих клапанов на интегральные характеристики тихоходных длинноходовых ступеней сжатия // Техника и технологи нефтехимического и нефтегазового производства. Материала 9-ой международной научно-технической конференции. 2019. С. 132-133]. Используя предложенный самодействующий клапан, условный зазор уменьшается за счет раздавливания резиновой оболочки запорного органа и заполнения резиной микронеровностей поверхности прилегания запорного органа к седлу. Учитывая требуемые параметры шероховатости для уплотняющих поясков сёдел с запорными органами – Ra=0,32 [Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2008. – 656 с., л. ил.: ил. – Учебники и учеб. Пособия для студентов высш. Учеб. заведений], то, минимальный выигрыш в уменьшении условного зазора составит:As can be seen from formula (3), the smaller δ, the less gas will flow through the valve in the closed state. Currently, the conventional clearance for various types of valves with a metal or fluoroplastic shut-off element is 0.25-1 microns. [Valves of piston compressors. Textbook for full-time and part-time students of specialty 240801 "Machines and apparatus for chemical production" / State Educational Institution of Higher Professional Education "Russian Chemical Technical University named after D.I. Mendleev", Novomoskovsk Institute (branch), Compiled by: Dodin Yu.S., Klochkov V. I., Lukyanitsa A.I. Novomoskovsk, 2009, - P. 5.], [Busarov I.S., Guselnikov D.V., Burlakov Yu.A., Solomkin A.A. The influence of leakage of self-acting valves on the integral characteristics of low-speed, long-stroke compression stages // Equipment and technologies of petrochemical and oil and gas production. Materials of the 9th international scientific and technical conference. 2019. pp. 132-133]. Using the proposed self-acting valve, the nominal clearance is reduced by crushing the rubber shell of the shut-off element and filling with rubber the micro-irregularities of the contact surface of the shut-off element to the seat. Taking into account the required roughness parameters for sealing collars of seats with shut-off bodies - Ra = 0.32 [Plastinin P.I. Piston compressors. Volume 2. Fundamentals of design. Constructions. – 3rd ed., revised. and additional – M.: KolosS, 2008. – 656 p., l. ill.: ill. – Textbooks and textbooks. Benefits for higher education students Textbook establishments], then the minimum gain in reducing the nominal gap will be:

Соответственно, согласно формуле (4) утечки сжимаемого газа через закрытый клапан уменьшаться не менее чем на 30%.Accordingly, according to formula (4), leakage of compressed gas through a closed valve is reduced by at least 30%.

Claims (1)

Самодействующий магнитный клапан, содержащий седло с проходными каналами, запорный орган в виде магнита, ограничитель подъема с радиальными каналами, прижимной элемент в виде магнита, шпильку и гайку, при этом запорный орган в виде магнита и прижимной элемент в виде магнита обращены друг к другу одноименными полюсами, отличающийся тем, что запорный орган находится в прорезиненной оболочке, а в теле седла установлен центровочный штифт.A self-acting magnetic valve containing a seat with passage channels, a shut-off element in the form of a magnet, a lift limiter with radial channels, a clamping element in the form of a magnet, a stud and a nut, while the shut-off element in the form of a magnet and the clamping element in the form of a magnet face each other in the same way poles, characterized in that the shut-off element is in a rubberized shell, and a centering pin is installed in the body of the saddle.
RU2023103282U 2023-02-14 Self-acting magnetic valve RU220175U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU220175U1 true RU220175U1 (en) 2023-08-30

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137883C1 (en) * 1994-08-23 1999-09-20 Тетфорд Корпорейшн Toilet with magnetic shut-off valve
JP4684923B2 (en) * 2006-03-14 2011-05-18 日本エア・リキード株式会社 Check valve and fluid supply device using the same
CN203297702U (en) * 2012-11-22 2013-11-20 楠江集团有限公司 Decompression valve for lifesaving cabin
RU2535466C2 (en) * 2013-02-25 2014-12-10 Александр Павлович Дударенко Automatic valve
RU2601331C1 (en) * 2015-09-23 2016-11-10 Александр Павлович Дударенко Automatic valve

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137883C1 (en) * 1994-08-23 1999-09-20 Тетфорд Корпорейшн Toilet with magnetic shut-off valve
JP4684923B2 (en) * 2006-03-14 2011-05-18 日本エア・リキード株式会社 Check valve and fluid supply device using the same
CN203297702U (en) * 2012-11-22 2013-11-20 楠江集团有限公司 Decompression valve for lifesaving cabin
RU2535466C2 (en) * 2013-02-25 2014-12-10 Александр Павлович Дударенко Automatic valve
RU2601331C1 (en) * 2015-09-23 2016-11-10 Александр Павлович Дударенко Automatic valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110847856B (en) Flap valve structure of pressure maintaining corer
US3536094A (en) Compressor valve
CN203892237U (en) Mechanical sealing device used for hydrodynamic turbine
RU220175U1 (en) Self-acting magnetic valve
CN111828685A (en) Isolated two-position three-way valve
CN111442129A (en) Novel corrosion-resistant solenoid valve
CN213117571U (en) Hard sealing fixed ball valve
TW202018216A (en) Two-way valve
CN102563096B (en) Ultrahigh pressure differential tight cut-off regulating valve
CN111043351B (en) Ultralow-temperature low-flow-resistance self-maintaining two-position three-way stop valve
CN218934641U (en) Hydraulic end of high-pressure plunger pump
CN214499540U (en) Nuclear power station main pump shaft seal system with four series-connected stages
CN202469014U (en) Ultrahigh pressure difference tight cutoff adjustment valve
CN109780291A (en) Anti- siphon valve
CN109707878B (en) One-way valve and one-way pressure change valve based on response diaphragm
RU181151U1 (en) Valve seat for pump
RU108536U1 (en) SELF-ACTING VALVE
RU181157U1 (en) Valve with seal for pump
CN114607868B (en) Quick plugging device for town natural gas pipeline
CN113074256A (en) Electromagnetic valve
CN220185347U (en) Water pumping valve
CN221323371U (en) Floating ball valve
KR102338790B1 (en) Valve with Metal Seal for Improving Airtightness Efficiency
CN218063543U (en) Hydraulic driving water pump water suction and drainage one-way valve
RU2735121C2 (en) Self-acting valve