Запірний пристрій для трубопроводів

Запірний пристрій для трубопроводів, в корпусі якого розташовано електромагніт з підпружиненим якорем, мембрана, що являє собою запірний елемент, виконане сідло, підвідний та відвідний канали, який відрізняється тим, що корпус запірного пристрою складається з верхньої та нижньої 37591 - діаметр сідла; R1 - радіус кривизни грибка; R2 радіус кривизни сідла; S - товщина мембрани. Винесення електромагнітної системи за межі робочого середовища дозволяє використовувати для її виготовлення матеріали, які мають оптимальні корозійні властивості, що дозволяє спростити конструкцію й підняти надійність та ресурс запірного пристрою. Застосування як запірного елемента мембрани з пружними властивостями на доповнення до її еластичності дає можливість застосувати для переміщення мембрани силопередавальний елемент у вигляді твердого тіла, що дозволяє застосовува ти у конструкції запірного пристрою різноманітні приводи, у тому числі й електромагнітний, що має високу швидкодію та зручність в автоматичному управлінні. Використовування для матеріалу мембрани стійких до стирання еластичних матеріалів призводить до зниженої чутливості запірного пристрою до абразивних та твердих включень робочого середовища, що забезпечує надійне запирання навіть при попаданні твердих включень на поверхню сідла запірного пристрою. Виконання центрального отвору з упором пов'язано з обмеженням величини ходу силопередавального елемента, що забезпечує швидкодію та високий робочий тиск запірного пристрою. Форма силопередавального елемента - грибок – вибрана, виходячи з оптимальних умов передачі зусилля від якоря електромагніта на еластичну мембрану для забезпечення надійного прилягання її до повощи сідла в умовах швидкодії та тривалого використовування запірного пристрою. Застосування додаткового електромагніта забезпечує додаткове зусилля, що сприяє скороченню часу запирання пристрою й покращує його швидкодію. На фіг. 1 показано пристрій, який пропонується. На фіг. 2 наведено у розрізі запірний вузол. Запірний пристрій для трубопроводів містить корпус, що складається з верхньої плити 1, виготовленої з магнітом'якого матеріалу, та нижньої плити 2, виготовленої з корозійностійкого матеріалу. Між плитами за допомогою стяжних елементів 3 жорстко закріплена мембрана 4 з товщиною S. Товщина мембрани вибирається, виходячи з еластичних властивостей те хнічної гуми та конструктивних характеристик запірного пристрою. На верхній плиті 1 встановлено електромагніт 5 з підпруженим якорем 6. У плиті 1 виконані центральний отвір з упором 7 та кільцева проточка 8. У центральному отворі 7 розміщено силопередавальний елемент 9, виконаний у формі грибка, що виготовлений по посадці з зазором і має обмеження на глибину упору. Нижня частина силопередавального елемента 9 (грибка) виконана сферичною з радіусом R 1. В кільцевій проточці 8 розміщено обмотку 10, що утворює разом з верхньою плитою 1 додатковий електромагніт. У плиті 2 по центру виконано сферичне сідло 11 діаметром D2 та радіусом кривизни R2, центральний підвідний канал 12 і на деякій відстані від центру - відвідний канал 13. Відстань між каналами вибирається відповідно до характеристик мембрани 4 та не перевищує (D2-S)/2. Товщина мем брани 4 знаходиться у межах 1/6-1/3 діаметра грибка. Запірний пристрій для трубопроводів працює таким чином. У знеструмленому стані підпружений якір 6 електромагніта через його центральну напрямну притискається до грибка 9, який в свою чергу притискає мембрану 4 до сідла 11 у нижній плиті 2, причому завдяки співвідношенню кривизни поверхні грибка та сідла в області центрального отвору каналу деформація мембрани вище. При цьому запірний пристрій зачинено. При вмиканні в мережу постійного струму обмотки основного електромагніта якір 6 притягується до корпуса електромагніта 5. Грибок 9 при цьому виштовхується за рахунок розпрямлення мембрани 4, що має пружні властивості та за рахунок надмірного тиску робочого середовища у порожнині, яка обмежена поверхнею сідла 11 та мембрани 4, а також за рахунок притягання грибка 9 до якоря 6 через наявність полів розсіювання електромагніта. Хід грибка 9 обмежується величиною зазору, утвореного поверхнею головки грибка та поверхнею упору центрального отвору 7, при цьому навантаження на мембрану 4, яке розвивається тиском робочого середовища, передається на верхню плиту 1, о хороняючи мембрану 4 від розриву. Після початку відчинення запірного пристрою, коли тиск грибка 9 на мембрану 4 зменшиться до величини, меншої, ніж тиск робочого середовища, зазор між мембраною 4 та сідлом 11 починає заповнюватися робочим середовищем. При цьому поверхня, на яку діє робочий тиск, зростає з площі отворів каналів 12 і 13 в сідлі 11 до площі всього сідла, разом з чим зростає виштовхуюче зусилля на грибок, яке передається якорю 6 та діє в напрямі сили притягання якоря до корпусу електромагніта 5. За рахунок дії суми цих сил зростає прискорення якоря та скорочується час відчинення пристрою. Протягом усього часу включеного стану обмотка електромагніта 5 знаходиться під затримуючим струмом, який значно менше струму відчинення. Для зачинення запірного пристрою знімають напругу з обмотки електромагніта 5 та подають імпульс струму в обмотку 10 додаткового електромагніта. При цьому якір виштовхується пружиною та притискає грибок 9 до мембрани 4. Зусилля додаткового електромагніта складається з зусиллям пружини, скорочуючи час зачинення запірного пристрою. Притиснутий до мембрани 4 грибок 9 деформує її та притискає до сідла пристрою, причому за рахунок більшої кривизни сферичної поверхні грибка 9 центральна частина мембрани 4 першою торкається поверхні сідла 11 в районі отвору підвідного каналу. Таким чином, закриття (зачинення) пристрою починається з перекриття центрального отвору в сідлі, а потім зона контакту мембрани з поверхнею сідла розповсюджується до периферії сідла за рахунок деформації мембрани по товщині та в повністю зачиненому стані досягає отвору відвідного каналу. При цьому запірний пристрій надійно зачинений. 2 37591 Джерела інформації. 1. Патент США № 4834337, F16 К31/06, 30.05.89. 2. Авторское свидетельство СССР № 798401, F16 К31/02, БИ № 3, 23.01.81. Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3