RU2440530C1

RU2440530C1 - Solenoid valve

Info

Publication number: RU2440530C1
Application number: RU2010117771/06A
Authority: RU
Inventors: Владислав Сергеевич Черников (RU); Владислав Сергеевич Черников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Технопроект"
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2012-01-20
Also published as: RU2010117771A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed solenoid valve comprises body with flow section, inlet and outlet branch pipes, movable control element made up of tube with seat, seal, electromagnetic drive, reciprocating armature, and return spring. Said armature is coupled with control element by wedge mechanism. The latter is made up of inclined surface on control element and wedge coupled therewith to displace control element to seal and back. Electromagnetic drive and return spring, apart from control element, are separated from flow section by shut-off element.

EFFECT: higher reliability and reparability.

2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к машиностроению, в частности к арматуростроению. Оно может быть использовано для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах.The proposed device relates to mechanical engineering, in particular to valve manufacturing. It can be used to control the flow of liquid and gaseous media in pipelines.

Известны клапаны электромагнитные, содержащие корпус с седлом, входным и выходным патрубками, запорный орган, расположенный концентрично седлу корпуса, электромагнит с расположенным внутри якорем.Known electromagnetic valves containing a housing with a saddle, inlet and outlet nozzles, a locking element located concentrically to the saddle of the housing, an electromagnet located inside the armature.

В патенте РФ №2160405, МПК F16K 31/02, описан электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на общей оси, и с обтекателем внутри, образующим с корпусом кольцевой зазор для рабочей среды, а также перекрывной орган (управляющий элемент), имеющий внутреннюю полость, подключенную к управляющему органу (электромагнитному приводу).In the patent of the Russian Federation No. 2160405, IPC F16K 31/02, an electromagnetic valve is described, comprising a housing with inlet and outlet nozzles located on a common axis and with a cowl inside, forming an annular gap for the working medium with the housing, as well as a shutoff element (control element ) having an internal cavity connected to a governing body (electromagnetic drive).

В патенте РФ №2073155, МПК F16K 31/02, описан электромагнитный клапан, содержащий корпус с седлом, перекрываемым запорным органом (управляющим элементом), имеющим неметаллическое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, имеющим нижний и верхний фланцы, с герметизирующей разделительной трубкой и с сердечником (якорем), 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.In the patent of the Russian Federation No. 2073155, IPC F16K 31/02, an electromagnetic valve is described, comprising a housing with a seat overlapped by a locking element (control element) 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 (anchor) having a cavity for the working medium, and also a return spring, moreover, the sealing separation tube consists of a link made of ferromagnetic material, and a link located below it, made and h low magnetic material.

Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является клапан электромагнитный, описанный в патенте US 6116571 AF16K 1/12, F16K 31/06, 12.09.2000. Он содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижную герметизирующую трубу (управляющий элемент) с седлом, уплотнительный элемент, электромагнитный привод, якорь, связанный с управляющим элементом посредством системы рычагов, один из которых оснащен зацепляющими зубьями, возвратную пружину.Of all devices of a similar purpose, the closest in technical essence to the proposed invention is an electromagnetic valve, described in patent US 6116571 AF16K 1/12, F16K 31/06, 09/12/2000. It contains a housing with a flowing part, inlet and outlet pipes, a movable sealing pipe (control element) with a seat, a sealing element, an electromagnetic drive, an armature connected to the control element through a system of levers, one of which is equipped with engaging teeth, a return spring.

Данный клапан достаточно надежен, однако связь якоря с управляющим элементом имеет относительно сложную конструкцию, состоящую из большого количества элементов и пар трения, что затрудняет его техническое обслуживание и ремонт, а также может привести к преждевременному выходу из строя связи якоря с управляющим элементом и, следовательно, всего клапана в целом. В результате этого клапан перестает выполнять свою функцию, восстановление которой может потребовать демонтирования клапана с трубопровода, т.е. в устройстве не достигается технический результат, выраженный в повышении ремонтопригодности клапана.This valve is reliable enough, however, the connection of the armature with the control element has a relatively complex structure consisting of a large number of elements and friction pairs, which complicates its maintenance and repair, and can also lead to premature failure of the connection between the armature and the control element and, therefore , the entire valve as a whole. As a result of this, the valve ceases to fulfill its function, the restoration of which may require dismantling the valve from the pipeline, i.e. the device does not achieve a technical result, expressed in increasing the maintainability of the valve.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, - обеспечение надежного функционирования клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество инородных включений, в том числе магнитных, имеющих особенность примагничиваться к якорю и электромагнитному приводу в процессе работы, что приводит к периодическому выходу из строя клапана, а также повышение ремонтопригодности клапана.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure reliable operation of the valve when controlling the flow of working media containing a significant amount of foreign inclusions, including magnetic ones, which have the ability to magnetize to the armature and electromagnetic drive during operation, which leads to periodic failure valve, as well as improving the maintainability of the valve.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане электромагнитном, содержащем корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе и клине, связанном с якорем, с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, электромагнитный привод и возвратная пружина помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента. Необходимо отметить, что возможен вариант конструктивного исполнения клапана с дополнительными патрубком и уплотнительным элементом.The specified technical result is achieved by the fact that in the known electromagnetic valve comprising a housing with a flowing part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a saddle, a sealing element located on the same axis, an electromagnetic actuator, an armature, reciprocating , a return spring, the connection of the armature with the control element is made by means of a wedge mechanism formed by inclined surfaces on the control element and the wedge associated with the armature ozhnostyu move the control member to the sealing member and the back electromagnetic actuator and return spring in addition to the control element are separated from the flow of the valve body by razobschitelnogo element. It should be noted that there is a possible embodiment of the valve with additional nozzle and sealing element.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемому изобретению и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана электромагнитного реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.As a result of a search on the sources of scientific, technical and patent information, no design solutions were found, the set of essential features of which is similar to the invention and ensures the achievement of the same technical result. The implementation of the claimed electromagnetic valve is feasible in a conventional machine-building enterprise. Thus, it can be noted that the present invention is a solution to the technical problem, is new, provides industrial applicability and has an inventive step.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на нижеследующих чертежах.The essence of the invention is illustrated in the following drawings.

На фиг.1 изображено устройство клапана электромагнитного в разрезе.Figure 1 shows the device of the electromagnetic valve in the context.

Электромагнитный клапан (фиг.1) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 10 и выходной 11 патрубки, электромагнитный привод 2. Внутри корпуса 1 установлен управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительный элемент 4, уплотнительные кольца 5. Внутри электромагнитного привода 2 установлены якорь 7 и возвратная пружина 8. Якорь 7 посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6, прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4. Разобщительный элемент 9 служит для дополнительного герметичного разделения электромагнитного привода 2 и возвратной пружины 8 от проточной части корпуса 1 клапана.The electromagnetic valve (Fig. 1) contains a housing 1 with a flowing part, an inlet 10 and an outlet 11 nozzles, an electromagnetic actuator 2. Inside the housing 1, a control element 3 with a seat made on it is installed, a sealing element 4, o-rings 5. Inside the electromagnetic actuator 2 an anchor 7 and a return spring are installed 8. The anchor 7, by means of a wedge mechanism formed by inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6, presses the control element 3 against the sealing element 4. The disconnecting element 9 serves as I additional hermetic separation of the solenoid actuator 2 and the return spring portion 8 from the flow valve body 1.

Клапан работает следующим образом. В полость 10 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. За счет упругости возвратная пружина 8 отжимает якорь 7 от стопа электромагнитного привода 2, который посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6, прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4, чем разобщает полости 10 и 11. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3, а разобщительный элемент 9 отделяет электромагнитный привод 2 и возвратную пружину 8 от проточной части корпуса 1 клапана.The valve operates as follows. A working medium is supplied into the cavity 10 of the inlet pipe of the valve body 1. Due to the elasticity, the return spring 8 presses the anchor 7 from the stop of the electromagnetic drive 2, which, by means of the wedge mechanism formed by the inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6, presses the control element 3 against the sealing element 4, thereby separating the cavities 10 and 11. O-rings 5 provide sealing in the connection of the housing 1 - the control element 3, and the uncoupling element 9 separates the electromagnetic actuator 2 and the return spring 8 from the flow part of the valve body 1.

При подаче электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2, якорь 7 совершает поступательное движение к стопу электромагнитного привода 2, сжимая возвратную пружину 8 и посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6, перемещает управляющий элемент 3 от уплотнительного элемента 4. Рабочая среда из полости 10 входного патрубка перетекает в полость 11 выходного патрубка. После прекращения подачи электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2 пружина 8 возвращает якорь 7, клин 6 и управляющий элемент 3 в исходное положение. Полости 10 и 11 разобщаются.When applying electric current to the winding of the electromagnetic drive 2, the armature 7 translates to the foot of the electromagnetic drive 2, compressing the return spring 8 and by means of the wedge mechanism formed by the inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6, moves the control element 3 from the sealing element 4. The working medium from the cavity 10 of the inlet pipe flows into the cavity 11 of the outlet pipe. After stopping the supply of electric current to the winding of the electromagnetic drive 2, the spring 8 returns the armature 7, the wedge 6 and the control element 3 to its original position. Cavities 10 and 11 are separated.

Именно такая конструкция клапана электромагнитного, содержащего корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, электромагнитный привод, якорь, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, причем связь якоря с управляющим элементом выполнена посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе и клине, связанном с якорем, с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, электромагнитный привод и возвратная пружина помимо управляющего элемента отделены от проточной части корпуса клапана посредством разобщительного элемента, обеспечивает технический результат, направленный на обеспечение надежного функционирования клапана при управлении потоком рабочей среды, содержащей значительное количество инородных включений, в том числе магнитных, а также повышение ремонтопригодности клапана.It is this design of an electromagnetic valve containing a housing with a flowing part, an inlet and an outlet pipe, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, an electromagnetic drive, an armature reciprocating, a return spring, and the connection the anchors with the control element is made by means of a wedge mechanism formed by inclined surfaces on the control element and the wedge associated with the anchor, with the possibility of movement I control connecting the element to the sealing element and vice versa, the electromagnetic drive and the return spring apart from the control element are separated from the flow part of the valve body by means of an uncoupling element, provides a technical result aimed at ensuring reliable functioning of the valve when controlling the flow of a working medium containing a significant amount of foreign inclusions the number of magnetic, as well as improving the maintainability of the valve.

Возможен вариант конструктивного исполнения клапана с третьим дополнительным патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом. На фиг.2 изображено устройство клапана электромагнитного в разрезе с третьим дополнительными патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом.A possible embodiment of the valve with a third additional nozzle and a second additional sealing element. Figure 2 shows the device of the electromagnetic valve in the context of the third additional pipe and the second additional sealing element.

Электромагнитный клапан с третьим дополнительным патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом (фиг.2) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 10 и выходные 11, 12 патрубки, электромагнитный привод 2. Внутри корпуса 1 установлен управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительные элементы 4 и 13, уплотнительные кольца 5. Внутри электромагнитного привода 2 установлены якорь 7 и возвратная пружина 8. Якорь 7 посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6, прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4 и отжимает от уплотнительного элемента 13. Разобщительный элемент 9 служит для дополнительного герметичного разделения электромагнитного привода 2 и возвратной пружины 8 от проточной части корпуса 1 клапана.The electromagnetic valve with a third additional nozzle and a second additional sealing element (figure 2) contains a housing 1 with a flow part, an inlet 10 and an outlet 11, 12 nozzles, an electromagnetic actuator 2. A control element 3 with a seat made on it is installed inside the housing 1, sealing elements 4 and 13, O-rings 5. Inside the electromagnetic actuator 2, an anchor 7 and a return spring are installed 8. Anchor 7 by means of a wedge mechanism formed by inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6, pr presses the control element 3 against the sealing element 4 and squeezes it from the sealing element 13. The uncoupling element 9 serves for additional tight separation of the electromagnetic actuator 2 and the return spring 8 from the flow part of the valve body 1.

Клапан работает следующим образом. В полость 10 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. За счет упругости возвратная пружина 8 отжимает якорь 7 от стопа электромагнитного привода 2, который посредством клинового механизма, образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6, прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4 и отжимает от уплотнительного элемента 13, чем разобщает полость 10 от полостей 11, 12 и соединяет между собой полости 11 и 12. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3, а разобщительный элемент 9 отделяет электромагнитный привод 2 и возвратную пружину 8 от проточной части корпуса 1 клапана.The valve operates as follows. A working medium is supplied into the cavity 10 of the inlet pipe of the valve body 1. Due to the elasticity, the return spring 8 presses the anchor 7 away from the stop of the electromagnetic drive 2, which, by means of the wedge mechanism formed by the inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6, presses the control element 3 against the sealing element 4 and squeezes it from the sealing element 13, thereby separating the cavity 10 from the cavities 11, 12 and connects the cavities 11 and 12. The sealing rings 5 provide sealing in the connection of the housing 1 - the control element 3, and the disconnecting element 9 separates the electromagnetic od 2 and return spring 8 from the flow part of the valve body 1.

При подаче электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2, якорь 7 совершает поступательное движение к стопу электромагнитного привода 2, сжимая возвратную пружину 8, и посредством клинового механизма образованного наклонными поверхностями на управляющем элементе 3 и клине 6 перемещает управляющий элемент 3 от уплотнительного элемента 4 к уплотнительному элементу 13. Рабочая среда из полости 10 входного патрубка перетекает в полость 11 выходного патрубка, при этом полость 12 отделяется от полостей 10 и 11. После прекращения подачи электрического тока на обмотку электромагнитного привода 2 пружина 8 возвращает якорь 7, клин 6 и управляющий элемент 3 в исходное положение. Полости 11 и 12 соединяются, отсоединяясь при этом от полости 10.When applying electric current to the winding of the electromagnetic drive 2, the armature 7 translates to the foot of the electromagnetic drive 2, compressing the return spring 8, and by means of the wedge mechanism formed by the inclined surfaces on the control element 3 and the wedge 6 moves the control element 3 from the sealing element 4 to the sealing element 13. The working medium from the cavity 10 of the inlet pipe flows into the cavity 11 of the outlet pipe, while the cavity 12 is separated from the cavities 10 and 11. After stopping the supply of e ektricheskogo current to the electromagnetic actuator coil 2 the spring 8 returns the armature 7, the wedge 6 and the control element 3 to the original position. Cavities 11 and 12 are connected, disconnecting from the cavity 10.

Для проверки работоспособности клапан электромагнитный был установлен в систему очистки воды установки для мойки автомобилей. До этого в систему был установлен клапан марки КЭО. Замена его была обусловлена частыми жалобами обслуживающего персонала на недостаточную надежность клапана при работе с водой со значительным содержанием инородных включений, в том числе магнитных, и ограниченную ремонтопригодность. В результате опытной эксплуатации не было выявлено ни одного случая отказа клапана электромагнитного описанной конструкции, что подтверждает правильность предложенного технического решения.To check the operability, an electromagnetic valve was installed in the water treatment system of the car wash installation. Prior to this, a KEO valve was installed in the system. Its replacement was due to frequent complaints by maintenance personnel about the insufficient reliability of the valve when working with water with a significant content of foreign inclusions, including magnetic ones, and limited maintainability. As a result of trial operation, not a single case of a valve failure of the electromagnetic design described was revealed, which confirms the correctness of the proposed technical solution.

В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпусные части клапана могут быть изготовлены из стали 40X13, 08Х18Н10Т. Реализация клапана электромагнитного возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.As examples of specific performance, the following can be reported: valve body parts can be made of steel 40X13, 08X18H10T. Implementation of an electromagnetic valve is possible in a conventional machine-building enterprise using universal equipment.

Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемого изобретения способствуют повышению надежности функционирования клапана при управлении потоками рабочих сред со значительным содержанием инородных включений, в том числе магнитных, и повышению его ремонтопригодности.As can be seen from the above, it is the design features of the present invention that improve the reliability of the valve when controlling the flow of working media with a significant content of foreign inclusions, including magnetic ones, and increase its maintainability.

Claims

1. The electromagnetic valve, comprising a housing with a flowing part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, an electromagnetic actuator, an armature reciprocating movement, a return spring, characterized in that the connection of the anchor with the control element is made by means of a wedge mechanism formed by inclined surfaces on the control element and the wedge associated with the anchor, with the possibility of moving the control element and to the sealing element and vice versa, the electromagnetic drive and the return spring, in addition to the control element, are separated from the flowing part of the valve body by means of a disconnecting element.

2. The electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional nozzle and a sealing element.