Клапан електромагнітний прямоточний

Клапан електромагнітний прямоточний, який містить затиснутий фланцями циліндричний корпус з коаксіально розміщеними всередині котушкою, пружиною та якорем-суваком у вигляді порожнистої трубки, яка упирається в сідло, виконане у вигляді обойми з обвідними проточними каналами по периферії дна обойми, з виступом всередині обойми для закріплення напрямної якоря-сувака, з 3 проходом різко збільшується середня довжина витка і магніторушійна сила обмотки, тому такі клапани використовуються для трубопроводів з малим умовним проходом і невеликою робочою щілиною, перепадом тиску робочого середовища до 0,6Мпа. Більш близьким за технічними даними до заявленого винаходу є конструкція прямотічного коаксіального електромагнітного клапана (2), який містить циліндричний корпус з розміщеними всередині котушкою, якорем-суваком (якорем), сідлом і пружиною. Якір торчаком впирається в ущільнення, закріплене в сідло. Конструктивно якір виконаний у вигляді порожнистої трубки із немагнітної сталі, на зовнішній поверхні якої нерухомо закріплене кільце із електротехнічної сталі. Робоче середовище із вхідного каналу надходить по обвідних каналах в сідлі до зовнішньої поверхні трубки якоря, яка ущільнена безсальниковими ущільненнями. Переваги відомого клапана в його швидкодії, в повній розвантаженості запірного пристрою від тиску робочого середовища, в компактності конструкції. Основний недолік відомого електромагнітного клапана стосується запірного пристрою. Затвор клапана здійснюється торчаком трубки якоря в ущільнення на сідлі. Площу торчака, яка стосується ущільнення, вибирають мінімальною. При високих тисках робочого середовища виникає необхідність в притисненні якоря до ущільнення з великим зусиллям, що ускладнює виконання запірного пристрою і не завжди забезпечує його надійну роботу. Крім цього, при тривалій роботі якір виробляє в матеріалі ущільнювача контактну площу, яка губить здатність надійного ущільнення і не співпадає зі своїми контурами при повторних збираннях клапана. Це приводить до порушення герметичності затвору. Найбільш близьким за технічними даними до заявленого винаходу є конструкція прямотічного коаксіального електромагнітного клапана (3), який містить стиснений фланцями циліндричний корпус з каоксіально розміщеними всередині котушкою, пружиною, якорем-суваком у вигляді порожнистої трубки, яка впирається в ущільнення в сідлі, сідло виконане у вигляді обойми з обвідними протічними каналами по периферії дна обойми, з виступом всередині обойми для закріплення спрямовуючої, з проточками для укладки ущільнення, яке встановлене на гумове кільце і виконане у вигляді тарілки з конічними кільцевими виточками по поверхні, причому тарілка і утворює затвор з торцем якорасувака по конічих кільцевих поверхнях виточок. Застосування ущільнювача, виконаного у вигляді тарілки з конічними виточками, дозволило здійснити затвор запірного пристрою не тільки по зовнішній поверхні якора-сувака, а й по торцю труби якоря, при цьому торець труби також має конічні кільцеві зубці. Такий ущільнювач забезпечує хорошу герметичність затвору при різних тисках робочого середовища завдяки еластичності матеріалу ущільнювача. Конструкція затвору, встановлена в сідлі на гумове кільце, дозволяє 81606 4 знизити вплив похибки виготовлення з'єднуючих деталей клапана. Основний недолік електромагнітного клапана (3) стосується котушки електромагніту, яка при довготривалому включенні нагрівається до температури вищої 150°С. Це обумовлено тим що при високих тисках робочого середовища виникає необхідність в притисненні якоря до ущільнення з великим зусиллям, що забезпечується пружиною. Через це для відриву якоря-сувака від ущільнення до котушки електромагніту потрібно підвести значну потужність для подолання опору пружини, ущільнювачів і електромагнітного опору при пуску клапана. При переміщенні якоря до обмежувача через (1-2)с внаслідок зменшення робочої щілини до 0,5мм підведена до котушки потужність виявиться зайвою і може вивести із ладу електромагніт при тривалому включенні. Винахід вирішує технічне завдання вдосконалення характеристик електромагнітного приводу шляхом введення в конструкцію клапана перетворювача напруги живлення в електромагнітному клапані, який забезпечує подачу на котушку повної напруги живлення з бігом часу (1-2)с після включення живлення і наступне включення живлення клапана пониженою напругою (10-20)% від повної, що забезпечує зняття теплового навантаження на котушку. Для цього в електромагнітному прямоточному клапані, який містить стиснений фланцями циліндричний корпус з каоксіально розміщеними всередині котушкою, пружиною, якорем-суваком у вигляді порожнистої трубки, яка впирається в ущільнення в сідлі виконане у вигляді обойми з обвідними протічними каналами по периферії дна обойми, з виступом всередині обойми для закріплення спрямовуючої, з проточками для укладки ущільнення, яке встановлене на гумове кільце і виконане у вигляді тарілки з конічними кільцевими виточками по поверхні, згідно з винаходом, на циліндричній поверхні осердя якоря-сувака виконана кільцева профільна канавка, з поверхнею якої контактує торчком підпружинений штовхач, а протилежний кінець штовхача контактує з перемикачем, який являється елементом схеми перетворювача напруги живлення клапана. У відповідності з винаходом, клапан оснащений підпружиненим штовхачем, який одним кінцем впирається в поверхню канавки якоря, а протилежним контактує з перемикачем перетворювача напруги. При переміщенні якоря до обмежувача, штовхач взаємодіє з осердям якоря і перемикачем. Перемикач забезпечує послідовне підключення конденсаторів і котушки до мережі живлення і тим самим забезпечує зменшення наруги на катушці в момент переміщення якоря до обмежувача. Суть винаходу пояснюється кресленнями: На Фіг.1 - конструкція електромагнітного прямотічного клапану (розріз), де позначено: 1 - вхідний канал, 2 - вихідний канал, 3 - корпус, 4 - сідло, 5 - якір-сувак (якір), 6 - котушка, 7 - пружина, 8 ущільнення, 9 - обвідний канал сідла, 10 - кільце гумове, 11, 12 - направляюча якора-сувака, 13 5 обмежувач, 14 - осердя; 15 - штовхач, 16 - перетворювач напруги, 17 - кожух, 18 - мікроперемикач; На Фіг.2 - електрична схема перетворювача напруги (клапан закритий) де позначено: С1 - С4 конденсатори, VD1 - VD5 - діоди, VD5 - індикатор, R1, R2 - резистор, SB1 - мікроперемикач, YA1 електромагніт; На Фіг.3 - елементи запірного пристрою (клапан відкритий), де позначено:21 - зуби якорясувака, 22 - виточки ущільнювача конічні, 23 - конічна поверхня ущільнювача, 24 - шайба; На Фіг.4 - закритий запірний пристрій. Клапан складається із циліндричного корпусу 3, затиснутого фланцями за допомогою шпильок. На корпусі встановлений кожух 20, всередині якого закріплений перетворювач напруги 20 мікроперемикач 21 і штовхач 18. Всередині корпусу вмонтований вузол запірного пристрою, який містить сідло 4, якір-сувак 5, пружину 7, ущільнювач 8 і вузол електромагнітного приводу, який містить корпус 3, котушку 6, якірсувак 5, штовхач 15, обмежувач 13. Сідло 4 виконане з немагнетної сталі у вигляді обойми і встановлене на кришці клапана. По периметру обойми обвідні канали 9, а на внутрішній стороні дна обойми закріплений ущільнювач 8, встановлений на гумове кільце 10. Всередині обойми виконаний виступ для кріплення направляючої 11 якора-сувака. Якір-сувак 5 виконаний із корозійностійкого немагнетного матеріалу і має форму трубки. Одним кінцем трубка проходить направляючу 12, встановлену в обмежувачі 13, і виходить в канал 2. На зовнішній поверхні трубки нерухомо встановлене осердя 14, виконане із електротехнічної сталі у формі кільця, розміщена пружина 7. Торець трубки має кільцеві конічні зубки 15 (див. Фіг.3). Ущільнення 8 виконане із полімеру у формі тарілки з конічними кільцевими виточками 16, розміщеними по поверхні тарілки на однаковій відстані h одна від одної. Внутрішній пруг 17 (див. Фіг.3) тарілки, виконаний конічним і розміщений вище від виточок 23. Замок запірного пристрою здійснюється зубами 21 якора-сувака, які входять у виточки 22 ущільнення 8. При закритому затворі конічна поверхня 23 тарілки охоплює зовнішню поверхню торця трубки якора-сувака 5. Кількість зубів на торці трубки якора-сувака і число виточок на тарілці обумовлено конструкцією клапана і тиском робочого середовища. Чим вищий тиск робочого середовища і більший діаметр умовного проходу клапана, тим більше ліній затвору в запірному пристрої. Так, наприклад, для клапана з умовним проходом 15мм достатньо одної лінії затвору, а для клапану з умовним проходом 150мм потрібно 3 і більше ліній затвору. Котушка 6 електромагнітного приводу виконана проводом з термостійкою ізоляцією, яка забез 81606 6 печує роботу клапана при підвищених температурах робочого середовища. Для закріплення всіх деталей клапана і забезпечення нерухомості їх в осьовому напрямі є два фланці, з'єднані між собою з допомогою чотирьох шпильок. Робота клапана здійснюється так: При обезструмленій катушці електромагніта якір-сувак під дією пружини переміщений в крайнє положення і контактує своїм торцем з ущільнювачем. Клапан закритий. Робоче середовище із вхідного каналу надходить обвідними каналами сідла до затвору і своїм тиском притискає пруг тарілки до поверхні якорасувака. Затвор клапана розвантажений від тиску робочого середовища. При подачі живильної напруги на котушку електромагніта якір-сувак під дією електромагнітного поля, яке виникло, стискуючи пружину, переміщується до обмежувача, відриваючи кінець трубки від ущільнення затвору. Робоче середовище поривається в щілину затвору і через внутрішню порожнину якора-сувака надходить у вихідний канал клапана. При переміщенні якоря-сувака в бік обмежувача штовхач 15, який з ним контактує переміщується за рахунок профільної проточки на осерді 14 і взаємодіє з перемикачем, який в свою чергу підключає до мережі напруги конденсатори перетворювача напруги (див. Фіг.2). Внаслідок цього на катушці напруга і щільність струму в провіднику буде в 8-10 раз меншою, чим при пуску клапана. Після зняття живильної напруги з котушки електромагніта якір-сувак під дією зусилля пружини повертається в свій попередній стан. Прохід робочого середовища через каоксіальне сідло перекривається .Клапан закритий. Застосування в електромагнітному прямоточному клапані перетворювача напруги дозволило зменшити розміри електромагнітного приводу, зменшити потужність і тепловий режим котушки, захистити котушку від теплового удару при тривалій роботі, збільшити хід якоря-сувака, підвищити надійність клапана, покращити інформативність про роботу клапана, розширити сферу використання клапана. Джерело інформації: 1. Трубопровідна арматура з автоматичним керуванням. Довідник (Д.Ф. Гуревич, О.Н. Заринський, С.І. Косих, Ю.І. Тарасьєв, С.Х. Щучинський); Під загальною редакцією С.І. Косих. Машинобудування, 1982, 320с. рис. 2-12, с.32. 2. Koaxialvntil. Проспект 23424-89. Muller Koaxialvntil, ФРГ. 3. Деклараційний патент №38803, кл. F16K31/02, Бюл. №4, 2001р. (прототип). 7 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 81606 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601