Електромагнітний клапан

Електромагнітний клапан, що складається з корпуса, основного запірного органа з поворотною пружиною, пілотного запірного органа з поворотною пружиною, поршня й електромагніта, який відрізняється тим, що повзун електромагніта взаємодіє з пілотним запірним органом за допомогою пружини, а основний запірний орган у вигляді поршня виконаний з двома ущільнювальними кільцями, які утворюють дві замкнуті порожнини одну - над поршнем, а другу - усередині поршня, і з'єднані між собою каналом з дюзою Корисна модель відноситься до трубопровідної арматури і може бути використана в комунальному господарстві Електромагнітні клапани призначені для керування потоками рідини і газу в трубопроводах пневматичних і гідравлічних систем Електромагнітний клапан являє собою запірний клапан, керований електромагнітом Розрізняють електромагнітні клапани прямої ди і ПІЛОТНІ В електромагнітних клапанах прямої дії для закриття і відкриття клапана використовується енергія електромагніта У пілотних клапанах для відкриття і закриття проходу використовується енергія робочого середовища, що протікає через клапан, а електромагніт лише керує подачею середовища в порожнину гідро- або пневмопривода, з'єднаних з основним запірним органом Відомий електромагнітний клапан [1] прийнятий як аналог Клапан складається з корпуса з двома патрубками і горловиною, що утворюють циліндр розточений СПІВВІСНО з прохідним отвором і сідлом У циліндрі встановлений поршень у вигляді стакана з дном На бічній поверхні поршня встановлене ущільнювальне кільце, а на денці поршня виконані гумовий ущільнювальний поясок, розташований напроти сідла основного проходу клапана, і пілотний отвір із сідлом у центрі денця Пілотний отвір закритий пілотним запірним органом, притиснутим до сідла пружиною Пружина одночасно притискає пілотний запірний орган і основний запірний орган у вигляді поршня до ВІДПОВІДНИХ сідел Повзун електромагніта жорстко з'єднаний з пілотним запірним органом Робоче середовище подається в клапан збоку, заповнює всі порожнини клапана, розташовані вище основного сідла, і притискає запірні органи до сідел Для відкриття проходу робочого середовища через клапан в обмотку електромагніта подається струм, і повзун піднімається вгору, піднімає пілотний запірний орган і відкриває пілотний отвір Тиск із порожнини, яка знаходиться над поршнем, стравлюється через пілотний отвір, а тиск під поршнем створює підйомну силу, яка піднімає поршень і відкриває основний прохідний отвір Закриття проходу клапана здійснюється вимиканням струму з обмотки електромагніта Після цього повзун з пілотним запірним органом опускається на сідло пілотного отвору, закриває його, тиск над поршнем стає таким самим, як і вхідний, і клапан закривається Основним недоліком цього електромагнітного клапана в гідравлічних системах є швидкодія, що приводить до пдроударів, які можуть зруйнувати трубопроводи Відомий електромагнітний клапан фірми Target rock control [2], прийнятий в якості прототипу Електромагнітний клапан складається з корпусу у якому встановлена гільза і сідло Гільза має вікна для проходу середовища У ГІЛЬЗІ встановлений поршень, нижня частина якого являє собою основний запірний орган з пазами для проходу середовища У поршень укручена втулка з вушками, з якими за допомогою штифта з'єднаний шток CO ю CD 1653 У нижній частині штока закріплений пілотнии запірний орган за допомогою штифта Штифти встановлені у ВІДПОВІДНИХ отворах із заданими зазорами штифт, котрий піднімає основний запірний орган, розміщений у більшому отворі ніж штифт пілотного запірного орагана Це зроблено для того, щоб раніш вибирався зазор пілотного клапана і він почав би раніше підйом, ніж основний запірний орган, коли пружина відкриває прохід клапана Шток за допомогою штовхача з'єднаний з корпусом за допомогою стойки Пружина нижнім кінцем упирається в шайбу, а верхнім - у диск штока і піднімає повзун та обидва запірні органи і поршень вгору до упору поршня у шайбу А прохід для робочого середовища здійснюється через вікна, пази і сідло Робоче середовище, що подається в клапан, протікає через отвір і заповнює всі порожнини клапана Проникаючи через усі отвори, а також через щілини біля штока і штовхача до повзуна Ущільнювальні кільця установлені на циліндричній частині поршня, створюють герметичність порожнини над поршнем щодо прохідної частини корпуса Пілотнии орган відкритий і з'єднує порожнину через канапи з вихідною порожниною клапана, де тиск нижче вхідного Значить, і в порожнині над поршнем тиск нижче вхідного Тому вхідний тиск піднімає поршень вгору й утримує його вгорі Як правило, діаметр пілотного отвору більше діаметра дюзи в поршні і це дозволяє створювати тиск у порожнині над поршнем близьким до вихідного Для закриття клапана в обмотку електромагніта подається струм і повзун опускається вниз, стикає пружину і опускає пілотнии запірний орган вниз, закриваючи пілотнии отвір Тиск над поршнем через отвори зрівняється з вхідним тиском і зникає підйомна сила, яка утримує вгорі поршень Поршень із запірним органом під дією сили електромагніта опуститься вниз і перекриє прохідний отвір клапана Для відкриття клапана струм виключається з електромагніта, зникає сила електромагніта і пружина піднімає пілотнии запірний орган, тиск у порожнині над поршнем знижується і поршень із запірним органом піднімається вгору, звільняючи прохід для робочого середовища Цей електромагнітний клапан спрацьовує швидко, що призводить до різкого пуску чи зупинки потоку, і що може викликати гідроудар Швидкодія цього клапана в багатьох випадках є недоліком В основу винаходу поставлена задача розробки конструкції електромагнітного клапана, що повільно закривається і відкривається, за рахунок створення елементами клапана демпфіруючої порожнини Поставлена задача і технічний результат досягається тим, що в електромагнітному клапані, який складається з корпуса, основного запірного органа з поворотною пружиною, пілотного запірного органа з поворотною пружиною, поршня й електромагніта, повзун електромагніта взаємодіє з пілотним запірним органом за допомогою пружини, а основний запірний орган у вигляді поршня виконаний із двома ущільнювальними кільцями, які утворюють дві замкнуті порожнини одну - над поршнем, а другу усередині поршня, і з'єднані між собою каналом з дюзою СПІЛЬНІ З прототипом суттєві ознаки корпус, основний запірний орган з поворотною пружиною пілотнии запірний орган, поршень і електромагніт Суттєві ВІДМІННІ ознаки заявленого електромагнітного клапана, що забезпечують одержання технічного результату, наступні повзун електромагніта взаємодіє з пілотним запірним органом за допомогою пружини, основний запірний орган у вигляді поршня виконаний із двома ущільнювальними кільцями, що утворюють дві замкнуті порожнини, одну над поршнем, а другу - усередині поршня, порожнини з'єднані між собою каналом з дюзою Ця сукупність забезпечує в порівнянні з прототипом повільне закриття і відкриття за рахунок того, що швидкоспрацьовуючий електромагніт стискає пружину, передаючи їй свою енергію, а пружина одночасно з закриттям клапана створює розрідження в надпоршневій порожнині, що сповільнює переміщення основного запірного органа Коли поворотна пружина основного запірного органа закриває клапан, то вона витискає робоче середовище з надпоршневої порожнини, що так само сповільнює відкриття клапана Зазначені суттєві ВІДМІННІ ознаки забезпечують наступний результат Необхідна плавність закриття і відкриття електромагнітного клапана, ВІДПОВІДНО ДО поставленої задачі, здійснюється за рахунок того, що робоче середовище витискається з замкнутої порожнини через дюзу і це створює зусилля опору руху і сповільнює хід запірного органа На фіг показаний електромагнітний клапан, що заявляється, який складається з корпуса 1, основного запірного органа 2 з поворотною пружиною 3, пілотного запірного органа 4 з поворотною пружиною 5 і електромагніта 6 Основний запірний орган 2 виконаний у вигляді поршня з двома ущільнювальними кільцями 7 і 8 Усередині основного запірного органу укручена втулка 9, що утримує пілотнии запірний орган 4 на заданій відстані від сідла 10 Пілотнии запірний орган 4 з'єднаний із втулкою 11 і шайбою 12 Шайба 12 служить упором для пружини 5 і обмеженням підйому пілотного запірного органа 4 У втулці 11 розміщена буферна пружина 13, затиснута зверху накидною гайкою 14 Буферна пружина 13 за допомогою шайби 15 утримує у верхньому положенні штовхач 16 і повзун 17 електромагніта Знизу основного запірного органа укріплений кільцевий ущільнювач 18, розташований напроти сідла 19 основного проходу клапана Для проходу робочого середовища в порожнини керування в запірному органі 2 виконані отвори 20, 21, 22 В отворі 23 розташована дюза 24 Таким чином в конструкції клапана утворені дві порожнини порожнина 25 змінного і порожнина 26 постійного об'єму Функціонування електромагнітного клапана відбувається в наступному порядку Робоче середовище подається по стрілці А, проходить через корпус і сідло 19 на вихід Робоче середовище заповнює порожнини 25 і 26 через отвори 20, 22, 1653 23 Як правило, робочим середовищем є рідина, найчастіше вода Пілотний отвір із сідлом 10 знаходиться напроти сідла 19 і тому потік води, який проходить через отвір, висмоктує воду з порожнин 25 і 26, створюючи в них розрідження У корпусі під поршнем тиск дорівнює вхідному і він створює силу, спрямовану угору Таким чином, сила пружини і тиску утримують основний запірний орган угорі, а прохід клапана - відкритим Закриття клапана здійснюється подачею струму в обмотку електромагніта 6 У результаті дії струму повзун 17 швидко переміщується вниз і штовхачем 16 стискає буферну пружину 13, поворотну пружину 5 і закриває пшотним запірним органом 4 пілотний отвір по сідлу 10 Після ЦЬОГО буферна пружина 13 починає розтискатися і переміщувати вниз основний запірний орган 2 Над поршнем у порожнині 25, через те, що збільшується об'єм порожнини 25, з'являється розрідження, яке перешкоджає руху поршня вниз В міру натікання води в порожнину 25 через дюзу 24 об'єм порожнини буде збільшуватись і поршень повільно опуститься на сідло 19, перекриваючи прохід клапана Буферна пружина майже цілком розціплена Клапан буде закритий стільки часу, скільки буферна пружина буде утримувати пілотний запірний орган 4 на СІДЛІ 10 Клапан відкривається в наступній ПОСЛІДОВНОСТІ ДІЙ Виключається струм з обмотки, пружина 5 піднімає нагору пілотний запірний орган 4 до упору шайби 12 у втулку 9 У порожнині 26, а потім і в порожнині 25 починається розрідження, тому що пілотний отвір відкритий і через нього вода виходить на вихід клапана Тиск у корпусі знизу поршня створює підйомну силу, яка піднімає поршень угору Цьому сприяє і пружина 3 Порожнина 25 зменшується в об'ємі і в ній підвищується тиск, що перешкоджає швидкому руху поршня угору По мірі натікання води в порожнину 25 через дюзу 24 піднімається і поршень з основним запірним органом 2 до вихідного стану, показаного на фіг Електромагнітний клапан, що заявляється, широко застосовується в комунальному господарстві, і може знайти застосування в нафтохімічному виробництві Література 1 Кармупн Б В , Кисіль В Л , Лазебник А Г Сучасні конструкції малогабаритної пневмоарматури, Київ, Техніка, 1980 - аналог 2 Каталог фірми Target rock corporation, control valve, general service - model 12, TRC CVSG-2 (289) - прототип 17 Фіг. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ' Міжнародний науковий комітет' вул Артема 77, м Київ 04050, Україна (044)236 - 47 - 24