RU2388953C2

RU2388953C2 - Electro-magnet valve

Info

Publication number: RU2388953C2
Application number: RU2008131086/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Анатольевич Мизгунов (RU); Юрий Анатольевич Мизгунов; Петр Владимирович Ведышев (RU); Петр Владимирович Ведышев; Андрей Евгеньевич Загрицын (RU); Андрей Евгеньевич Загрицын
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СЕНСОР" (ООО НПП "СЕНСОР")
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-05-10
Also published as: RU2008131086A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: electro-magnet valve consists of case with seat, of shut-off element, and of electro-magnet drive with magnetic conductor. The shut-off element has a non-metallic circular packing. The magnetic conductor consists of upper and lower flanges, of a sealing dividing tube, of a core and a return spring. The sealing dividing tube consists of three links. Two of these links are made out of ferromagnetic material. The third link is located between them and is made out of low magnet material. The lower link of the dividing tube is made complex. The cavity of the dividing tube with the core is sealed relative to working medium by means of a washer and radial circular non-metallic packing. The washer and packing are arranged between components of the lower link. The end non-metallic circular packing is installed in the seat. The shut-off element is equipped with a rod. The rod is tied with the core of the electro-magnet drive. The shut-off component is made as a tube with wedge-shaped edges. Middle diametre of wedge-shaped edges is equal to internal diametre of the lower link of the dividing tube.

EFFECT: design of valve reliably operating in viscous mediums.

2 cl, 3 dwg

Description

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.The invention relates to mechanical engineering, namely to valve engineering, in particular to valves installed on various highways, pipelines and other communications and can be used in the gas, chemical, energy industries.

Известен 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 (см. авторское свидетельство СССР №1606790, МПК F16К 31/02, 1988 г.).Known solenoid valve comprising a housing with a seat overlapped by a locking member having a non-metallic ring seal, as well as an electromagnetic drive with a magnetic circuit, having lower and upper flanges with a sealing separation tube, with a core, with a cavity for the working medium and with a return spring, and a sealing the separation tube is made with a link made of ferromagnetic material and with a link made of low-magnetic material located under it. The core is connected through the stem to a locking member, the stem being installed in a guide sleeve with a sealing ring, which is mounted in the cavity of the magnetic circuit on the side of the locking member and can be moved along the stem axis (see USSR author's certificate No. 1606790, IPC F16K 31/02, 1988 .).

Однако данный клапан не может обеспечить разгрузку запорного органа от одностороннего действия рабочей среды и ненадежен при работе на вязких средах.However, this valve cannot provide unloading of the shut-off element from the unilateral action of the working medium and is unreliable when working on viscous media.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа по максимальному количеству совпадающих признаков, является электромагнитный клапан по патенту РФ №2073155, МПК F16К 31/02, 1997 г., который содержит 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.The closest analogue, selected as a prototype for the maximum number of matching features, is the solenoid valve according to the patent of the Russian Federation No. 2073155, IPC F16K 31/02, 1997, which contains a housing with a seat, overlapped by a locking member having a non-metallic seal, an electromagnetic drive with a magnetic circuit having lower and upper flanges, with a sealing separation tube and with a core having a cavity for the working medium, as well as a return spring, the sealing separation tube consisting of on the core made of ferromagnetic material and a link made of non-magnetic material located below it, the core is equipped with a non-metallic ring seal, and the sealing separation tube is equipped with a third link made of ferromagnetic material and located under the link made of non-magnetic material, and opposite the lower flange magnetic circuit, moreover, the valve seat is made with an average diameter equal to the inner diameter of the third link, and the non-metallic ring seal is laid against the specified third link and below the lower flange of the magnetic circuit at a distance of not less than the core stroke.

Данный клапан обеспечивает разгрузку запорного органа от одностороннего действия рабочей среды, однако среда попадает в разделительную трубку, а при работе на вязких средах это значительно уменьшает скорость открытия клапана или делает его невозможным. Тем самым сужается область применения данного клапана.This valve provides unloading of the shut-off element from the unilateral action of the working medium, however, the medium enters the separation tube, and when working on viscous media, this significantly reduces the valve opening speed or makes it impossible. This narrows the scope of this valve.

Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения являются корпус с седлом, перекрываемым запорным органом, имеющим неметаллическое кольцевое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющим нижний и верхний фланцы, с герметизирующей разделительной трубкой и с сердечником, а также возвратную пружину, причем герметизирующая разделительная трубка состоит из трех звеньев, два из которых выполнены из ферромагнитного материала, а третье расположено между ними и выполнено из маломагнитного материала.Common features of the prototype and the proposed technical solution are a housing with a saddle overlapped by a locking body having a non-metallic ring seal, an electromagnetic drive with a magnetic circuit having lower and upper flanges, with a sealing separation tube and with a core, and a return spring, and the sealing separation tube consists of of three links, two of which are made of ferromagnetic material, and the third is located between them and made of low-magnetic material.

Задача данного изобретения - создание электромагнитного клапана, надежного в эксплуатации, который обеспечил бы работу на вязких средах, например мазуте.The objective of the invention is the creation of an electromagnetic valve, reliable in operation, which would ensure operation on viscous media, such as fuel oil.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, - герметизация полости разделительной трубки с сердечником относительно рабочей среды и уменьшение сопротивления перемещению запорного органа.The technical result obtained by the implementation of the invention is the sealing of the cavity of the separation tube with the core relative to the working medium and reducing the resistance to movement of the locking element.

Данный технический результат достигается следующей совокупностью существенных признаков. В электромагнитном клапане, содержащем корпус с седлом, перекрываемым запорным органом, имеющим неметаллическое кольцевое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющим нижний и верхний фланцы, с герметизирующей разделительной трубкой и с сердечником, а также возвратную пружину, причем герметизирующая разделительная трубка состоит из трех звеньев, два из которых выполнены из ферромагнитного материала, а третье расположено между ними и выполнено из маломагнитного материала, при этом нижнее звено разделительной трубки выполнено составным, а полость разделительной трубки с сердечником герметизирована относительно рабочей среды посредством шайбы и радиального кольцевого неметаллического уплотнения, расположенных между составными частями нижнего звена, в седле расположено торцевое неметаллическое кольцевое уплотнение, запорный орган выполнен в виде трубы с клинообразными кромками, имеющими средний диаметр, равный внутреннему диаметру нижнего звена разделительной трубки. Запорный орган снабжен штоком, соединяющим его с сердечником электромагнитного привода. Для обеспечения работы клапана при аварийном отключении энергии в нижней части корпуса установлен ручной дублер.This technical result is achieved by the following set of essential features. In an electromagnetic valve comprising a housing with a seat, an overlapping shut-off member having a non-metallic ring seal, an electromagnetic actuator with a magnetic circuit having lower and upper flanges, with a sealing separation tube and with a core, and a return spring, the sealing separation tube consisting of three links two of which are made of ferromagnetic material, and the third is located between them and made of low-magnetic material, while the lower link of the separation tube is made integral, and the cavity of the separation tube with the core is sealed relative to the working medium by means of a washer and a radial ring non-metallic seal located between the components of the lower link, an end non-metallic ring seal is located in the saddle, the shut-off member is made in the form of a pipe with wedge-shaped edges having an average diameter, equal to the inner diameter of the lower link of the separation tube. The locking body is equipped with a rod connecting it to the core of the electromagnetic drive. To ensure the operation of the valve during an emergency power outage, a manual override is installed in the lower part of the housing.

На фиг.1 схематически показан электромагнитный клапан, на фиг.2 изображена трехзвенная герметизирующая разделительная трубка, на фиг.3 изображено седло с запорным органом в увеличенном масштабе.Figure 1 schematically shows a solenoid valve, figure 2 shows a three-link sealing separation tube, figure 3 shows a saddle with a locking body in an enlarged scale.

К корпусу 1 с седлом 2 (см. фиг.1) крепится электромагнитный привод с магнитопроводом 3, имеющим нижний 4 и верхний 5 фланцы, катушку 6, трехзвенную герметизирующую разделительную трубку 7.An electromagnetic drive with a magnetic circuit 3 having a lower 4 and upper 5 flanges, a coil 6, a three-link sealing dividing tube 7 is attached to the housing 1 with a seat 2 (see Fig. 1).

Седло 2, имеющее неметаллическое уплотнение 8, перекрывается запорным органом 9. Запорный орган 9 имеет кольцевое неметаллическое уплотнение 10 и посредством штока 11 соединен с сердечником 12. Полость разделительной трубки с сердечником герметизируется посредством шайбы 13 и радиального кольцевого неметаллического уплотнения 14. В сердечнике имеется отверстие для установки возвратной пружины 15. Трехзвенная герметизирующая разделительная трубка 7 (см. фиг.2) состоит из верхнего звена 16, изготовленного из ферромагнитного материала с низким значением коэрцитивной силы со значением 64-256 А/М, среднего звена 17, изготовленного из маломагнитного материала, составного нижнего звена 18, изготовленного из материала, аналогичного материалу верхнего звена 16.A saddle 2 having a non-metallic seal 8 is closed by a locking member 9. The locking member 9 has an annular non-metallic seal 10 and is connected to the core 12 by a rod 11. The cavity of the separation tube with the core is sealed by a washer 13 and a radial ring non-metallic seal 14. There is an opening in the core for installing the return spring 15. Three-link sealing separation tube 7 (see figure 2) consists of an upper link 16 made of a low-value ferromagnetic material cheniem coercive force with a value of 64-256 A / M, middle member 17 made of a low magnetic material, the composite lower link 18 made from the same material as the upper link 16.

Электромагнитный клапан работает следующим образом.The solenoid valve operates as follows.

1) При подаче рабочей среды с давлением Р на запорный орган 9 по стрелке А (при этом электромагнитный привод обесточен) он с усилием прижимается к седлу 2. Вследствие равенства диаметра уплотнительной кромки запорного органа и внутреннего диаметра нижнего звена 18, по которому происходит герметизация неметаллического кольцевого уплотнения 10, такое же усилие отжимает запорный орган 9 от седла 2.1) When supplying a working medium with pressure P to the locking element 9 in the direction of arrow A (the electromagnetic drive is de-energized), it is pressed against the seat 2 with force. Due to the equality of the diameter of the sealing edge of the locking element and the inner diameter of the lower link 18, through which the non-metallic O-ring 10, the same force pushes the locking element 9 from the seat 2.

Dcp - диаметр кромки запорного органа 9,Dcp - the diameter of the edge of the locking element 9,

D - внутренний диаметр нижнего звена 18 (фиг.3).D is the inner diameter of the lower link 18 (figure 3).

Таким образом, происходит разгрузка запорного клапана от одностороннего действия рабочей среды с давлением Р.Thus, the shut-off valve is unloaded from the unilateral action of the working medium with pressure R.

Та часть давления Р, которая оказывается неуравновешенной из-за разницы допусков диаметра кромки запорного органа 9 и внутреннего диаметра нижнего звена 18, компенсируется усилием возвратной пружины 15, которая создает необходимое усилие для уплотнения седла 2.That part of the pressure P that is unbalanced due to the difference in the tolerances of the edge diameter of the locking member 9 and the inner diameter of the lower link 18 is compensated by the force of the return spring 15, which creates the necessary force to seal the seat 2.

Открытие электромагнитного клапанаSolenoid valve opening

При подаче напряжения на катушку 6 сердечник 12 совместно с запорным органом 9 отрывается от седла 2, открывая проход для истечения рабочей среды по стрелке А. При этом преодолеваются полностью жесткость возвратной пружины 15 и сила трения неметаллических кольцевых уплотнений 10 и 14. При работе клапана на вязкой среде возникает повышенное сопротивление перемещению затвора, для уменьшения которого запорный орган 9 выполнен в виде трубы с клинообразными кромками, а полость разделительной трубки 7 с сердечником герметизирована относительно среды посредством шайбы 13 и радиального кольцевого неметаллического уплотнения 14.When voltage is applied to the coil 6, the core 12, together with the locking element 9, breaks away from the seat 2, opening the passage for the outflow of the working medium in the direction of arrow A. In this case, the rigidity of the return spring 15 and the friction force of non-metallic ring seals 10 and 14 are completely overcome. viscous medium there is an increased resistance to movement of the shutter, to reduce which the shut-off element 9 is made in the form of a pipe with wedge-shaped edges, and the cavity of the separation tube 7 with the core is sealed relative to the medium through the washer 13 and the radial ring non-metallic seal 14.

Закрытие электромагнитного клапанаSolenoid valve closure

При отключении напряжения сердечник 12 совместно с запорным органом 9 под действием возвратной пружины 15 опускается на седло 2 и перекрывает проход для истечения рабочей среды по стрелке А.When the voltage is turned off, the core 12 together with the locking element 9 under the action of the return spring 15 lowers onto the saddle 2 and blocks the passage for the expiration of the working medium in the direction of arrow A.

2) При подаче рабочей среды с давлением Р под запорный орган 9 по стрелке Б (при этом электромагнитный привод обесточен) он с усилием отжимается от седла 2. В то же время рабочая среда, проходя через внутреннюю полость запорного органа 9, оказывает действие на неметаллическое кольцевое уплотнение 10 и прижимает запорный орган 9 к седлу 2 вследствие равенства диаметров D и Dcp.2) When a working medium with pressure Р is supplied under the locking element 9 in the direction of arrow B (while the electromagnetic drive is de-energized), it is wrung out with force from the seat 2. At the same time, the working medium, passing through the internal cavity of the locking element 9, has an effect on non-metallic O-ring 10 and presses the locking element 9 to the seat 2 due to the equality of the diameters D and Dcp.

Та часть давления Р, которая оказывается неуравновешенной из-за разницы допусков диаметра кромки запорного органа 9 и внутреннего диаметра нижнего звена 18, а также усилие, действующее на кольцевое уплотнение 14, компенсируются усилием возвратной пружины 15, которая создает необходимое усилие для уплотнения седла 2. Открытие и закрытие клапана при подаче напряжения происходит аналогично описанному выше.That part of the pressure P that is unbalanced due to the difference in the tolerances of the edge diameter of the locking element 9 and the inner diameter of the lower link 18, as well as the force acting on the O-ring 14, are compensated by the force of the return spring 15, which creates the necessary force to seal the seat 2. Opening and closing the valve when voltage is applied is the same as described above.

Работа клапана при отключении электроэнергии обеспечивается ручным дублером, установленным в нижней части корпуса, поворотом ручки против часовой стрелки.The valve operation during a power outage is provided by a manual backup installed in the lower part of the body by turning the handle counterclockwise.

Claims

1. An electromagnetic valve comprising a housing with a seat overlapped by a locking member having a non-metallic ring seal, an electromagnetic actuator with a magnetic circuit having lower and upper flanges, a sealing separation tube and a core, and a return spring, the sealing separation tube consisting of three links, two of which are made of ferromagnetic material, and the third is located between them and made of low-magnetic material, characterized in that the lower link of the separation t the plugs are made composite, the cavity of the separation tube with the core is sealed relative to the working medium by means of a washer and a radial ring non-metallic seal located between the components of the lower link, an end non-metallic ring seal is located in the saddle, the shut-off member is equipped with a rod connecting it to the core of the electromagnetic drive, and is made in the form of a pipe with wedge-shaped edges having an average diameter equal to the inner diameter of the lower link of the dividing tube and.

2. The electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that a handwheel is installed in the lower part of the housing.