Клапан запорный электромагнитный нормально открытый


 


Владельцы патента RU 2498138:

Закрытое акционерное общество Производственная компания "Промконтроллер" (RU)

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора, электромагнит и крышку, закрепленные на основаниях корпуса, затвор с седлом для золотника, золотник, первую, вторую и третью пружины. Шток расположен по оси прохода седла затвора. Клапан дополнительно снабжен блоком управления клапаном и штуцером, соединенным с затвором. При этом затвор расположен в полости, образованной корпусом и крышкой. Золотник расположен в полости, образованной затвором и штуцером. Якорь электромагнита и первая пружина расположены в сердечнике электромагнита. При этом первая пружина расположена между торцевыми поверхностями якоря и сердечника электромагнита. Вторая пружина расположена между затвором и крышкой. Третья пружина расположена между золотником и штуцером. Шток соединен с якорем электромагнита и имеет возможность воздействовать на золотник. Изобретение направлено на создание надежной конструкции клапана и снижение расхода электроэнергии, потребляемой электромагнитом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Предложенный клапан относится к быстродействующим электромагнитным клапанам нормально открытого типа с запирающим элементом (затвором). Клапан запорный электромагнитный нормально открытый (далее клапан) предназначен для автоматического перекрытия потоков газообразных рабочих сред на газопроводах систем газораспределения, газоснабжения и газопотребления природного газа. Клапан может быть использован в качестве защитного устройства в блоке газооборудования автоматическом, предназначенном для работы группы газовых горелок. В этом случае клапан обеспечивает открытие для рабочей среды трубопровода безопасности при нарушении технологических параметров работы горелки или в случае отключения напряжения в электрической цепи управления клапаном, в том числе и несанкционированного.

Для уменьшения расхода электроэнергии, потребляемой электромагнитом, используют клапаны с разгрузкой от осевых сил. Для этого в конструкции клапана помимо основного запорного органа применяют золотник с уменьшенной неразгруженной от давления площадью. При подаче команды на открытие клапана, питание на катушку прекращается, и открытие клапана осуществляется пружиной сжатия. Усилие, необходимое для открытия золотника определяется его размерами и давлением рабочей среды. Это позволяет использовать пружину сжатия с уменьшенными силовыми характеристиками, а это в свою очередь позволяет уменьшить потребляемый ток при закрытии клапана, когда пружина сжатия подвергается сжатию. К таким клапанам относится известный электромагнитный клапан (патент на полезную модель RU 77658 U1, кл. F16K 31/02, опубл. 27.10.2008 г). Известный электромагнитный клапан является нормально-открытым и содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора. В корпусе расположен затвор с седлом для золотника. В боковой стенке затвора выполнены сквозные каналы. Во внутренней полости затвора расположен золотник. Первая возвратная пружина расположена между корпусом и затвором. Вторая возвратная пружина расположена между золотником и затвором. Третья компенсирующая пружина установлена между золотником и якорем электромагнита.

В качестве прототипа принят клапан с электромагнитным приводом (патент на полезную модель RU 103161 U1, кл. F16K 31/00, опубл. 27.03.2011 г), поскольку ему присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения. Известный электромагнитный клапан является нормально-открытым и содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора. Затвор соединен со штоком. Шток расположен по оси прохода в седле затвора. На одном из торцов корпуса расположен стакан, на котором расположен электромагнит. На другом торце корпуса закреплена крышка. В полости образованной корпусом и крышкой расположен датчик положения затвора. Клапан содержит золотник, расположенный с возможностью закрытия отверстия, выполненного в затворе. Первая пружина расположена между корпусом и затвором. Вторая пружина расположена между затвором и золотником. Третья компенсирующая пружина расположена в полости золотника и расположена между торцом золотника и якорем электромагнита.

Известно, что для закрытия запорного электромагнитного нормально-открытого клапана (кратковременный режим - не более 4 секунд) необходим ток, значительно превышающий ток, необходимый для удержания клапана (длительный режим). Продолжительность режима «удержания» может составлять 12 месяцев и более - до момента проведения технического обслуживания клапана. В известных клапанах отсутствуют средства, позволяющие изменять ток, подаваемый на электромагнит. Следовательно, в режиме «удержания» на электромагнит подается ток, необходимый для режима «закрытия». Это приводит к нагреву катушки и, следовательно, к уменьшению срока службы электромагнита, а также к перерасходу электроэнергии.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение расхода электроэнергии, потребляемой электромагнитом, повышение надежности, срока службы и потребительских свойств клапана.

Технический результат достигается тем, что клапан запорный электромагнитный нормально открытый содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора, электромагнит и крышку, закрепленные на основаниях корпуса, затвор с седлом для золотника, расположенный в полости, образованной корпусом и крышкой, золотник, штуцер, жестко соединенный с затвором, первую, вторую и третью пружину, шток, расположенный по оси прохода седла затвора и блок управления клапаном, при этом золотник расположен в полости, образованной затвором и штуцером, якорь электромагнита и первая пружина расположены в сердечнике электромагнита, первая пружина расположена между торцевыми поверхностями якоря и сердечника электромагнита, вторая пружина расположена между затвором и крышкой, третья пружина расположена между золотником и штуцером, а шток, жестко соединенный с якорем, имеет возможность воздействовать на золотник. Блок управления клапаном расположен между источником питания клапана и электромагнитной катушкой электромагнита и имеет возможность изменять величину потребляемого клапаном тока. Клапан может содержать индуктивный датчик положения затвора, расположенный в крышке клапана.

На чертеже показан клапан запорный электромагнитный нормально открытый.

Клапан запорный электромагнитный нормально открытый содержит следующие элементы:

1 - корпус;

2 - крышка;

3 - сердечник;

4 - электромагнитная катушка;

5 - якорь;

6 - первая пружина;

7 - затвор;

8 - вторая пружина;

9 - золотник;

10 - штуцер;

11 - третья пружина;

12 - шток;

13 - датчик положения затвора;

14 - блок управления клапаном.

В корпусе 1 клапана выполнены входная и выходная полости и седло для затвора. На боковой поверхности корпуса жестко установлены штуцера для соединения с газопроводом. На одном из оснований корпуса закреплен электромагнит. На противоположном основании корпуса закреплена крышка 2.

Сердечник 3 электромагнита имеет вид стакана. На сердечнике расположена электромагнитная катушка 4. В сердечнике расположены якорь 5 и первая пружина 6. Первая пружина 6 предназначена для возврата конструктивных элементов клапана в исходное состояние. Первая пружина расположена между торцевой поверхностью якоря 5 и глухим торцом сердечника 3.

Крышка 2 и корпус 1 образуют полость, в которой с возможностью возвратно-поступательного движения расположен затвор 7. Затвор, предназначенный для перекрывания прохода в седле, выполнен с диаметром меньшим, чем диаметр полости, в которой он расположен, поэтому между боковой стенкой затвора и внутренней боковой стенкой крышки имеется зазор. В боковой стенке затвора выполнены сквозные каналы. Между затвором и крышкой расположена вторая пружина 8. В полости затвора расположен золотник 9, перемещение которого в полости затвора ограничено поверхностью седла золотника и штуцером 10, жестко закрепленным с затвором. Между золотником и штуцером установлена третья пружина 11. На боковой поверхности штуцера выполнена резьба для соединения с затвором, в основании штуцера выполнено отверстие. Вторая 8 и третья 11 пружины сжатия предназначены для удержания клапана в закрытом состоянии.

На торцевых поверхностях затвора и золотника установлены уплотнительные кольца из эластичного материала. Седла затвора и золотника имеют вид кольцевых выступов. При закрытии клапана седло затвора вдавливается в уплотнительное кольцо затвора, а седло золотника вдавливается в уплотнительное кольцо золотника.

Один конец штока 12 жестко соединен с якорем 5 электромагнита. Другой конец штока 12 имеет возможность воздействия на золотник 9 и далее на затвор 7 в процессе «открывания» клапана и в исходном открытом состоянии клапана. Якорь электромагнита, шток и золотник расположены по одной оси.

Для контроля положения затвора предусмотрен бесконтактный индуктивный датчик 13 положения затвора. Датчик (выключатель) 13 положения затвора расположен в крышке 2.

Клапан содержит блок управления клапана 14 (далее БУК), установленный между электромагнитной катушкой электромагнита и источником питания клапана. БУК предназначен для изменения величины потребляемого клапаном тока.

Работа клапана происходит следующим образом.

Исходное состояние клапана - нормально открытое. В этом состоянии электромагнит и БУК обесточены. Под действием первой пружины 6 якорь 5 электромагнита через шток 12 воздействует на золотник 9. Золотник, в свою очередь, воздействует на штуцер 10, жестко закрепленный на затворе, перемещая затвор до упора в крышку 2. Вторая пружина 8 и третья пружина 11 сжаты. Когда затвор находится в крайнем нижнем положении, индуктивный датчик 13 сигнализирует об открытом положении клапана.

Для закрытия клапана подается управляющий сигнал на БУК 14, а с него на катушку 4 электромагнита подается напряжение. При этом якорь 5 движется вверх к торцу сердечника и сжимает первую пружину 6. Шток 12 поднимается вместе с якорем и прекращает прижимать золотник 9 к штуцеру 10. Под действием возвратных усилий второй 8 и третьей 11 пружин золотник и затвор закрывают проходы в своих седлах.

В режиме «закрытия клапана» на катушку подается ток, достаточный для закрытия клапана. Этот режим кратковременный и длится не более 4 с. После этого БУК снижает ток на катушке в несколько раз и уменьшенный ток, достаточный для удержания клапана в закрытом состоянии, подается на катушку все время до момента открытия клапана. Использование БУК позволяет снизить потребление электроэнергии при эксплуатации клапана запорного электромагнитного нормально открытого.

Для открытия клапана отключается питание на БУК, при этом электромагнитная катушка обесточивается. Первая пружина 6 разжимается и воздействует на якорь и шток клапана. Проход в седле золотника, выполненный в затворе, открывается из-за воздействия штока на золотник. Рабочая среда поступает из входной полости корпуса во внутреннюю полость затвора через сквозные каналы в боковой стенке затвора и далее через проход в седле золотника в выходную полость корпуса. Давления во входной и выходной полостях корпуса выравниваются. При этом давление среды воздействует на затвор, благодаря чему возникает избыточная сила, которая вместе с усилием первой пружины «отрывает» затвор от седла.

1. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый, содержащий корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора, электромагнит и крышку, закрепленные на основаниях корпуса, затвор с седлом для золотника, золотник, первую, вторую и третью пружины, шток, расположенный по оси прохода седла затвора, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком управления клапаном и штуцером, соединенным с затвором, при этом затвор расположен в полости, образованной корпусом и крышкой, золотник расположен в полости, образованной затвором и штуцером, якорь электромагнита и первая пружина расположены в сердечнике электромагнита, при этом первая пружина расположена между торцевыми поверхностями якоря и сердечника электромагнита, вторая пружина расположена между затвором и крышкой, третья пружина расположена между золотником и штуцером, а шток, соединенный с якорем электромагнита, имеет возможность воздействовать на золотник.

2. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый по п.1, отличающийся тем, что блок управления клапаном имеет возможность изменять величину потребляемого клапаном тока и расположен между источником питания клапана и электромагнитной катушкой электромагнита.

3. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый по п.1, отличающийся тем, что он содержит датчик положения затвора.

4. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый по п.3, отличающийся тем, что датчик положения затвора расположен в крышке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально-закрытый предназначен для автоматического перекрытия потоков газообразных сред на газопроводах систем газораспределения и газопотребления природного газа.

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а также к устройствам газовой автоматики. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит элемент настройки на заданное низкое давление, полость высокого давления с газоподводящим каналом, цилиндрическую камеру.

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. .

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для использования в системах для управления потоком жидких либо газообразных сред. .

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением и предназначено для автоматического перекрытия потоков газообразных сред на газопроводах систем газораспределения и газопотребления природного газа.

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в гидравлических устройствах, где необходима дистанционная регулировка давления.

Изобретение относится к гидропневматике и может быть использовано для дистанционного управления подачей рабочей среды к исполнительным механизмам, например, летательных аппаратов.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования в газовой, химической и энергетической промышленности. .

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах. .

Изобретение относится к области пнемоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения. Запорное устройство содержит пневмоклапан с входной, выходной и управляющей полостями и электроклапан. Указанный электроклапан расположен в канале, сообщающем входную и управляющую полости. В канале между электроклапаном и управляющей полостью установлен клапан задержки. Последний имеет входной, выходной и управляющий каналы и содержит отжатый пружиной в сторону входного канала поршень. Первая полость указанного клапана задержки сообщена входным каналом с электроклапаном, а вторая полость - с выходной полостью выходным каналом. В указанном выходном канале установлен обратный клапан. Управляющий канал сообщен с управляющей полостью пневмоклапана. В поршне выполнен канал, сообщающий между собой первую и вторую полости. В указанном канале установлен дроссель. На торце поршня со стороны второй полости имеется уплотнитель, выполненный с возможностью перекрытия управляющего канала при посадке на седло корпуса. Диаметр седла в корпусе выполнен равным диаметру поршня. Технический результат заключается в исключении пневмоудара при открытии пневмоклапана большого сечения, упрощении конструкции при выполнении запорного устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения бeз пневматического удара. Электропневмоклапан содержит клапан и седло во входной полости и связанный с клапаном поршень. Управляющая полость указанного поршня сообщена с входной полостью через разгрузочные клапаны с электромагнитом, а также с выходной полостью через обратный клапан. На поршне предусмотрена дополнительная большая ступень, обращенная к управляющей полости. Соотношение диаметров меньшей и большей ступеней составляет от 0,8 до 0,9. Обратный клапан сообщает управляющую и выходную полости. Указанный обратный клапан установлен в поршне и имеет большее проходное сечение по сравнению с разгрузочным клапаном. При этом диаметр седла равен диаметру малой ступени поршня. В результате использования изобретения исключается пневмоудар в выходной магистрали при открытии электропневмоклапана большого сечения, исключается необходимость предварительного заполнения магистрали электропневмоклапаном малого сечения, что позволяет предотвратить автоколебания газовых редукторов и уменьшить износ подвижных частей и уплотнителей ппевмоарматуры, установленной в выходной магистрали. 1 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоками рабочих сред путем изменения площади проходного сечения и может быть использовано для транспортировки газа в системах газораспределительных станций. Устройство содержит корпус с фланцами, в которых выполнены входной и выходной каналы, которые связаны между собой через основной дозирующий элемент дозирующего узла. В основном опорном узле установлен шток, связанный через резьбовое соединение с электродвигателем. Электродвигатель подключен к электронному регулятору. Узел фиксации от поворота дозирующего узла выполнен в виде опоры, на которую опирается планка, скрепленная со штоком дозирующего элемента. Неподвижная втулка дозирующего узла имеет два осевых окна для размещения в них дозирующих элементов дозирующего узла. Дополнительный опорный узел выполнен аналогично основному опорному узлу и представляет собой двухступенчатую втулку, одна из ступеней которой устанавливается в крышку корпуса с натягом. Описаны варианты исполнения устройства для управления положением дозирующего узла. Технический результат - упрощение конструкции, снижение времени при производстве и сборке. 6 н. и 105 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам, входящим в состав системы автоматического управления регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, для регулирования и перекрытия потоков жидких и газообразных сред в трубопроводах технологических установок нефтегазовой, нефтехимической и пищевой промышленности. Механизм аварийного срабатывания установлен между электроприводом и клапаном и содержит подпружиненный шток. Указанный шток воздействует на затворную часть клапана для перевода затворной части клапана в открытое или закрытое положение при аварийных ситуациях и в случаях, предусмотренных технологическим процессом. Механизм аварийного срабатывания выполнен в виде отдельного электромеханического блока и электронного блока управления. Внутри указанного электромеханического блока расположены электромагнитная муфта сцепления, входной вал для соединения с электроприводом, выходной вал для соединения со штоком клапана. Указанный шток нагружен одной или более спиральными возвратными пружинами. Указанный электронный блок управления функционально решает задачи, связанные с алгоритмом работы муфты сцепления. Изобретение направлено на уменьшение конструкции, определение факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания. 2 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ включает установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий через внешний предохранительный клапан по его длине, создание электрического контакта между вставным предохранительным клапаном и электрическим разъемом и управление работой вставного предохранительного клапана, позволяющее избирательно пропускать и блокировать поток текучей среды через проточный канал. Вставной предохранительный клапан содержит запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, выполненный с обеспечением возможности создания электрического контакта, по меньшей мере, с одним вторым электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана при размещении вставного предохранительного клапана во внешнем предохранительном клапане. Технический результат заключается в повышении надежности регулирования потока среды в скважине. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электромагнитным двухпозиционным клапанам, а также может быть использовано для привода различных переключателей и импульсных насосов. Клапан с электромагнитным двухпозиционным приводом состоит из запорного органа, корпуса с магнитопроводом, якоря, электромагнитной катушки, двух постоянных магнитов с обращенными друг к другу одноименными полюсами, магнитопроводящей пластины. Постоянные магниты закреплены в корпусе. Якорь расположен между стопами, соединенными магнитопроводящей частью корпуса с одноименными полюсами этих магнитов. Магнитопроводящая пластина выполнена в виде кольца и установлена в корпусе вокруг якоря между другими одноименными полюсами этих постоянных магнитов, разделяя электромагнитную катушку на две части. Технический результат - создание клапана с электромагнитным двухпозиционным приводом с низким энергопотреблением, с малыми габаритами и массой при повышенной надежности, а также снижение трудоемкости при производстве. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ управления работой клапана может включать установку электрического привода в проточный канал, проходящий через этот клапан по его длине, и управление работой запирающего устройства с помощью электрического питания, подаваемого к электрическому приводу. Внешний предохранительный клапан может содержать запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, подключающийся электрическим соединением к вставному предохранительному клапану, установленному в надлежащее положение в проточном канале. Способ управления работой внешнего предохранительного клапана в подземной скважине может включать установку вставного предохранительного клапана в этот внешний предохранительный клапан и управление работой вставного предохранительного клапана с помощью электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана к вставному предохранительному клапану. Технический результат заключается в повышении надежности работы электрически управляемой скважинной клапанной системы. 2 н.п. и 21 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен электромагнитный клапан для гидроуправляемой топливной форсунки, предназначенной для использования в топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Электромагнитный клапан содержит электромагнит, толкатель (5), подпружиненный в сторону размыкания магнитной цепи и связанный с запирающим элементом (10), якорь электромагнита (4), установленный на толкателе (5) с возможностью осевого перемещения относительно толкателя (5) в сторону размыкания магнитной цепи и имеющий упор в сторону замыкания, причем перемещение якоря (4) в сторону размыкания магнитной цепи ограничено упругим элементом. Согласно изобретению упругий элемент выполнен в виде упругого диска (13), объединенного с толкателем (5) и жестко связанного своей периферийной частью с якорем (4) с образованием демпфирующей полости (14) между торцом упругого диска (13) и якорем (4), а упор представляет собой упруго деформируемое кольцо (6), закрепленное по периферии в якоре (4) по другую сторону от демпфирующей полости относительно упругого диска (13). Технический результат заключается в упрощении и повышении надежности конструкции с уменьшенными осевыми габаритами и возможности управления повышенным давлением топлива без увеличения мощности электромагнита. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к клапану для регулирования проточного канала. Клапан для регулирования проточного канала содержит корпус клапана, который вместе с корпусом дросселя расположен в проточном канале для образования дроссельного участка, и расположенный в проточном канале, функционирующий в зависимости от температуры текучей среды перепускной клапан, который вместе с по меньшей мере одним перепускным отверстием образует перепускной канал. Причем обеспечено постоянное изменение поперечного сечения перепускного канала перепускного клапана в соответствии с обусловленным температурой изменением вязкости текучей среды. Изобретение направлено на повышение надежности и экономичности клапана. 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах. При аварийном исчезновении напряжения в цепях защиты энергоустановки и управления электроприводом крана исчезает магнитное поле, удерживающее толкатели 27 и рычаги 21 в рабочем положении. Под действием дополнительных пружинных толкателей 29 ролики 23 преодолевают сопротивление углублений в собачках 28, более не удерживаемых толкателями 27, рычаги 21 и соответственно 22 поворачиваются, освобождается плавающий фланец 15, который под действием пружины осевого перемещения 16 движется вверх, перемещая в том же направлении муфту сцепления 12. Шплинт 19 выходит из нижней прорези муфты сцепления 12, освобождая промежуточный вал 10 от сцепления с приводным валом 13. Пружина кручения 14 получает возможность раскручиваться, ее движение передается промежуточному валу 10 и соединенному с ним шпинделю 3, которые поворачиваются на угол 90° до положения закрытия шарового запорного элемента 2 шарового крана. Изобретение направлено на повышение надежности за счет обеспечения автоматического мгновенного закрытия шарового крана в случае прекращения подачи электроэнергии к электромагнитам и приводу крана и возможности последующего дистанционного возвращения шарового крана в исходное положение. 2 ил.
Наверх