Электромагнитный запорный клапан


 


Владельцы патента RU 2507429:

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "РОССИЙСКАЯ КОМПАНИЯ ПО ОСВОЕНИЮ ШЕЛЬФА" (ЗАО "Росшельф") (RU)

Электромагнитный запорный клапан предназначен для использования в приборах и системах с автоматизированным управлением. Электромагнитный запорный клапан содержит соленоид с сердечником, постоянный магнит, полюсный наконечник, имеющий подводящий газовый канал, магнитопроводы, замыкающие внешнее магнитное поле соленоида. Причем первый магнитопровод окружает соленоид. Второй магнитопровод выполнен в форме кольца с отводящим газовым каналом и расположен со стороны торца соленоида. Внутренняя поверхность второго магнитопровода и торцевые поверхности сердечника и полюсного наконечника образуют проходную полость. В последней расположен якорь, выполненный по форме этой проходной полости. Указанный якорь установлен с возможностью осевого перемещения. Причем якорь, сердечник, первый и второй магнитопроводы выполнены из магнитомягкого материала. Газовые каналы открыты в проходную полость. Электромагнитный запорный клапан снабжен дополнительным магнитопроводом из магнитомягкого материала. Постоянный магнит выполнен кольцевым с осевой намагниченностью и расположен между вторым и дополнительным магнитопроводами в магнитном контакте с ними. Полюсный наконечник расположен коаксиально постоянному магниту и находится в магнитном контакте с дополнительным магнитопроводом. Изобретение направлено на повышение герметичности клапана и его рабочего давления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для управления потоками газов и жидкостей, в частности к запорным клапанам с электромагнитным приводом, и может быть использовано в системах с дистанционным управлением, в том числе в приборах и устройствах для анализа газов и для приготовления газовых смесей, например в промышленных газоаналитических приборах, в лабораторной практике и в исследовательских работах.

Известен запорный клапан по патенту JP 6017962, состоящий из запорного узла, содержащего корпус с проходной полостью, в которую открываются подводящий и отводящий газовые каналы, соленоид, постоянный магнит, установленный напротив наружного конца якоря, и окружающие соленоид магнитопроводы, замыкающие внутреннее и внешнее магнитное поле соленоида. Данный клапан обеспечивает нормально закрытое состояние за счет пружины, прижимающей запорный элемент к отверстию одного из газовых каналов, а постоянный магнит позволяет уменьшить электрическую мощность, потребляемую при открытии клапана.

Недостатком указанного клапана является значительный внутренний объем проходной полости и большая площадь ее внутренней поверхности из-за размещения пружины в этой проходной полости, что оказывает отрицательное влияние на точность измерений газоаналитических приборов и устройств для приготовления эталонных и градуировочных смесей. Это влияние проявляется также в искажении состава газа из-за смешения очередной пробы с оставшейся в проходной полости клапана частью предыдущих проб и адсорбции компонентов пробы на внутренних поверхностях проходного объема. Кроме того, сила притяжения якоря к постоянному магниту существенно ослаблена зазором между якорем и постоянным магнитом, что приводит к увеличенному потреблению тока соленоидом для поддержания открытого положения клапана.

Наиболее близким к настоящему изобретению является электромагнитный запорный клапан по патенту RU 2335683. Этот клапан содержит соленоид, сердечник, размещенный в центральном канале соленоида, первый магнитопровод кольцевой формы, внутренняя поверхность которого образует боковую поверхность проходной камеры клапана, второй магнитопровод и наружный магнитопровод, выполненные из магнитомягкого материала и замыкающие осевое и внешнее магнитное поле соленоида.

Клапан содержит также постоянный магнит цилиндрической формы с полюсным наконечником, выполненным из магнитомягкого материала, подводящий и отводящий газовые каналы, открывающиеся в проходную полость, которая образована встречными поверхностями сердечника и полюсного наконечника и поверхностью кольцевого отверстия торцевого магнитопровода. В проходной полости с возможностью осевого перемещения установлен якорь из магнитомягкого материала, выполненный по форме проходной полости. Кроме того, клапан содержит втулки и накидную гайку, выполненные из немагнитных материалов, причем по крайней мере один из газовых каналов проходит через полюсный наконечник, образуя седло запорного узла, а обращенный к полюсному наконечнику торец якоря покрыт слоем эластичного материала.

Недостатком такого клапана является незамкнутость магнитного поля постоянного магнита, т.к. это магнитное поле разорвано втулкой, гайкой и слоем эластичного материала, что уменьшает силу притяжения якоря к седлу и тем самым снижает степень герметичности и допустимое рабочее давление клапана.

Задачей изобретения является повышение герметичности клапана и его рабочего давления.

Указанная задача решается в электромагнитном запорном клапане, содержащем соленоид с сердечником, постоянный магнит, полюсный наконечник, имеющий подводящий газовый канал, магнитопроводы, замыкающие внешнее магнитное поле соленоида, причем первый магнитопровод окружает соленоид, а второй магнитопровод выполнен в форме кольца с отводящим газовым каналом и расположен со стороны торца соленоида, при этом внутренняя поверхность второго магнитопровода и торцевые поверхности сердечника и полюсного наконечника образуют проходную полость, в которой расположен выполненный по форме этой проходной полости якорь, установленный с возможностью осевого перемещения, причем якорь, сердечник, первый и второй магнитопроводы выполнены из магнитомягкого материала, а газовые каналы открыты в проходную полость. Согласно изобретению клапан снабжен дополнительным магнитопроводом из магнитомягкого материала, при этом постоянный магнит выполнен кольцевым с осевой намагниченностью и расположен между вторым и дополнительным магнитопроводами в магнитном контакте с ними, а полюсный наконечник расположен коаксиально постоянному магниту и находится в магнитном контакте с дополнительным магнитопроводом.

Такое выполнение клапана позволяет образовать замкнутую магнитную цепь постоянного магнита, состоящую из дополнительного магнитопровода, 1-го и 2-го магнитопроводов, якоря и полюсного наконечника, что приводит к увеличению силы притяжения якоря к находящемуся на полюсном наконечнике седлу и, следовательно, к возможности повышения рабочего давления клапана и его герметичности в закрытом состоянии.

Как правило, газовый канал, проходящий через полюсный наконечник, выполнен прямолинейным и проходит вдоль оси полюсного наконечника через этот наконечник и примыкающий к нему дополнительный магнитопровод.

Известно, что наличие каналов в магнитотвердых материалах нарушает их магнитные свойства, в связи с чем в клапане по патенту RU 2335683 подводящий канал выполнен в полюсном наконечнике и состоит из горизонтальной и вертикальной частей. При малых габаритах клапана и, соответственно, полюсного наконечника создание в полюсном наконечнике такого подводящего газового канала вызывает определенные сложности вследствие необходимости обеспечения стыка горизонтальной и вертикальной частей канала. Концентрическое расположение наконечника внутри кольцевого магнита позволяет выполнить подводящий газовый канал прямолинейным, что значительно упрощает технологию изготовления клапана.

Преимущественно на торце полюсного наконечника, обращенном в сторону якоря, выполнен кольцевой выступ, окружающий выход газового канала, а на торце якоря, обращенном в сторону полюсного наконечника, выполнена выемка, заполненная эластичным материалом, причем диаметр этой выемки больше наружного диаметра указанного кольцевого выступа, но меньше диаметра торцевой поверхности полюсного наконечника.

Такое выполнение полюсного наконечника и якоря позволяет обеспечить плотный магнитный контакт полюсного наконечника с якорем.

Кроме того, между боковой поверхностью полюсного наконечника и внутренней поверхностью постоянного кольцевого магнита может быть коаксиально расположена втулка из немагнитного материала.

При этом первый и дополнительный магнитопроводы соединены стяжными винтами, а между обращенными навстречу одна другой торцевыми поверхностями второго магнитопровода и втулки из немагнитного материала, а также между соленоидом и обращенной навстречу ему торцевой поверхностью второго магнитопровода установлены уплотнительные кольца.

Это позволяет разъединить соленоидный и запорный узлы клапана с целью ремонта и замены неисправного узла или уплотнения.

Эти и другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания со ссылкой на чертеж, на котором схематично представлен клапан согласно изобретению, вид в разрезе.

Клапан содержит соленоид 1 с сердечником 2, первый магнитопровод 3, окружающий соленоид 1, и второй магнитопровод 4, выполненный в виде кольца и расположенный со стороны торца соленоида 1. Сердечник 2 и магнитопроводы 3 и 4 выполнены из магнитомягкого материала. Сердечник 2 находится в магнитном контакте с первым магнитопроводом 3, который, в свою очередь, находится в магнитном контакте со вторым магнитопроводом 4, так что магнитопроводы 3 и 4 замыкают внешнее магнитное поле соленоида. Кроме того, клапан содержит кольцевой постоянный магнит 5 с осевой намагниченностью, полюсный наконечник 6, расположенный коаксиально постоянному магниту 5, и дополнительный магнитопровод 7. Полюсный наконечник 6 и дополнительный магнитопровод 7 выполнены из магнитомягкого материала. При этом кольцевой постоянный магнит 5 расположен между вторым магнитопроводом 4 и дополнительным магнитопроводом 7 в магнитном контакте с ними. Внутренняя поверхность второго магнитопровода 4 и торцевые поверхности сердечника 2 и полюсного наконечника 6 образуют проходную полость, в которой расположен выполненный по форме этой проходной полости якорь 8 из магнитомягкого материала, установленный с возможностью осевого перемещения. Преимущественно якорь 8 имеет форму цилиндра с диаметром, обеспечивающим легкоходовую посадку. На внутренние поверхности проходной камеры может быть нанесено противокоррозионное покрытие.

Через полюсный наконечник 6 и второй магнитопровод 4 проходят прямолинейные подводящий и отводящий газовые каналы 9 и 10, соответственно, открывающиеся в проходную полость. При этом подводящий газовый канал 9 проходит через полюсный наконечник 6 вдоль его оси и через примыкающий к нему дополнительный магнитопровод 7.

На торце полюсного наконечника 6, обращенном в сторону якоря 5, выполнен кольцевой выступ 11, окружающий выход газового канала 9, а на торце якоря 8, обращенном в сторону полюсного наконечника 6, выполнена выемка 12, заполненная эластичным материалом 13, причем диаметр этой выемки 12 больше наружного диаметра указанного кольцевого выступа 11, но меньше диаметра торцевой поверхности полюсного наконечника 6.

Между боковой поверхностью полюсного наконечника 6 и внутренней поверхностью постоянного кольцевого магнита 5 коаксиально расположена втулка 14 из немагнитного материала, а между внутренней поверхностью второго магнитопровода 4 и боковой поверхностью полюсного наконечника 6 имеется центрирующее кольцо 15.

Первый и дополнительный магнитопроводы 3 и 4 соединены стяжными винтами 16, а между обращенными навстречу одна другой торцевыми поверхностями второго магнитопровода 4 и втулки 14 из немагнитного материала, а также между соленоидом 1 и обращенной навстречу ему торцевой поверхностью второго магнитопровода 4 установлены уплотнительные кольца 17 и 18, соответственно.

В обесточенном состоянии клапан закрыт. Якорь 8 за счет притяжения якоря 8 к постоянному магниту 5 прижат к седлу на полюсном наконечнике 6, образованном выемкой 12 с расположенной в ней эластичным материалом 13. Замкнутость магнитного поля по цепи магнит 5 - второй магнитопровод 4 - якорь 8 - полюсный наконечник 6 - дополнительный магнитопровод 7 увеличивает силу прижатия якоря 8 к седлу полюсного наконечника 6, повышая тем самым допустимое рабочее давление клапана и его герметичность в закрытом положении. При этом контакт якоря 8 с поверхностью полюсного наконечника 6 происходит непосредственно металл к металлу, поскольку выступ 11 на полюсном наконечнике 6 входит в выемку 12. При подаче напряжения на соленоид 1 возникает магнитодвижущая сила в цепи, состоящей из сердечника 2, магнитопроводов 3 и 4 и якоря 8, бóльшая, чем сила притяжения якоря 8 к полюсному наконечнику 6. Якорь 8 притягивается к сердечнику 2 и открывает клапан. При снятии напряжения с соленоида 1, в том числе при аварийном прекращении подачи тока, клапан автоматически закрывается.

1. Электромагнитный запорный клапан, содержащий соленоид с сердечником, постоянный магнит, полюсный наконечник, имеющий подводящий газовый канал, магнитопроводы, замыкающие внешнее магнитное поле соленоида, причем первый магнитопровод окружает соленоид, а второй магнитопровод выполнен в форме кольца с отводящим газовым каналом и расположен со стороны торца соленоида, при этом внутренняя поверхность второго магнитопровода и торцевые поверхности сердечника и полюсного наконечника образуют проходную полость, в которой расположен выполненный по форме этой проходной полости якорь, установленный с возможностью осевого перемещения, причем якорь, сердечник, первый и второй магнитопроводы выполнены из магнитомягкого материала, а газовые каналы открыты в проходную полость, отличающийся тем, что снабжен дополнительным магнитопроводом из магнитомягкого материала, при этом постоянный магнит выполнен кольцевым с осевой намагниченностью и расположен между вторым и дополнительным магнитопроводами в магнитном контакте с ними, а полюсный наконечник расположен коаксиально постоянному магниту и находится в магнитном контакте с дополнительным магнитопроводом.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что газовый канал, проходящий через полюсный наконечник, выполнен прямолинейным и проходит вдоль оси полюсного наконечника через этот наконечник и примыкающий к нему дополнительный магнитопровод.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на торце полюсного наконечника, обращенном в сторону якоря, выполнен кольцевой выступ, окружающий выход газового канала, а на торце якоря, обращенном в сторону полюсного наконечника, выполнена выемка, заполненная эластичным материалом, причем диаметр этой выемки больше наружного диаметра указанного кольцевого выступа, но меньше диаметра торцевой поверхности полюсного наконечника.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что между боковой поверхностью полюсного наконечника и внутренней поверхностью постоянного кольцевого магнита коаксиально расположена втулка из немагнитного материала.

5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что первый и дополнительный магнитопроводы соединены стяжными винтами, а между обращенными навстречу одна другой торцевыми поверхностями второго магнитопровода и втулки из немагнитного материала, а также между соленоидом и обращенной навстречу ему торцевой поверхностью второго магнитопровода установлены уплотнительные кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах газоснабжения, включая оборудование ракетно-космических комплексов. Пневмоклапан содержит корпус, седло с клапаном.

Изобретение относится к клапанному устройству регулировки давления согласно уровню техники, более детально определенному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к клапанному механизму гидравлической мощности, по меньшей мере, с одним электромагнитным клапаном, соленоид которого соединен или может быть соединен посредством всего двух управляющих линий с электронным устройством управления и (или) связи.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в системах управления жидкостно-газовыми потоками. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено в качестве клапанного модуля для подачи текучих, прежде всего газообразных, сред в двигатель внутреннего сгорания.

Изобретение относится к раздаточному устройству для аппарата раздачи воды, который рассчитан, прежде всего, на раздачу питьевой воды, с клапанным устройством, которое имеет стержень клапана, выполненный с возможностью уплотнительного прилегания к седлу клапана, и с раздаточным корпусом, который имеет первое входное отверстие и находящееся с первым входным отверстием в гидродинамической связи второе входное отверстие для подсоединения подводящих водопроводов, а также выходное отверстие для выдачи воды, которое находится в гидродинамической связи с первым входным отверстием и вторым входным отверстием, причем гидродинамическая связь между обоими входными отверстиями и выходным отверстием происходит через канальный участок, который на расположенном на торцевой стороне конце имеет седло клапана для стержня клапана.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к электромагнитным клапанам с импульсным управлением, используемым в системах безопасности теплоэнергетических установок для управления потоком природного газа.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам с электромагнитным приводом, и предназначено для использования в конструкциях вакуумных систем, в устройствах дистанционного управления потоками газа и жидкости.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к центробежным самовсасывающим насосам с предвключенным струйным аппаратом. .

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным клапанам. Технический результат состоит в повышении кпд путем уменьшения магнитного сопротивления, создаваемого пространством между подвижным железным сердечником и магнитной пластиной. Магнитная пластина, расположенная вокруг подвижного железного сердечника для формирования магнитопровода между магнитной рамкой и подвижным железным сердечником, содержит выступающий участок, который выступает в сторону неподвижного железного сердечника вдоль поверхности подвижного железного сердечника. Площадь Sa участка внешней поверхности подвижного железного сердечника, лежащего напротив внутренней поверхности магнитной пластины, и площадь Sb сечения подвижного железного сердечника заданы как К=Sa/Sb, К>1. Осевая длина h внутренней поверхности магнитной пластины и длина L от притягивающей поверхности подвижного железного сердечника, расположенного в положении, отделенном от неподвижного железного сердечника возвратной пружиной, до переднего концевого участка магнитной пластины удовлетворяет следующему условию: 2≤К≤ (величина К, когда h=L). 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к электромагнитному клапану, в соленоидной части которого, входящей в состав этого электромагнитного клапана, имеется каркас, на который намотана обмотка, а по внутренней периферийной поверхности каркаса установлен стакан. Этот стакан выполнен из магнитного материала и имеет цилиндрическую секцию и фланец, образованный на нижнем торце этой цилиндрической секции, а на верхнем торце упомянутой цилиндрической секции образована трапецеидальная часть, внешняя периферическая поверхность которой углубляется внутрь в радиальном направлении. Кроме того, трапецеидальная часть установлена так, что обращена в сторону и плотно примыкает к внешней периферической поверхности неподвижного железного сердечника, и при возбуждении соленоидной части плотность магнитного потока в трапецеидальной части повышается. Изобретение направлено на повышение притягивающей силы, действующей на подвижный железный сердечник, снижение числа технологических этапов сборки. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложен топливный насос (1) высокого давления, имеющий головку (2) цилиндра и насосный узел (6). При этом головка (2) цилиндра имеет цилиндрическое отверстие (4), в котором с возможностью направленного перемещения установлен плунжер (5) насосного узла (6). Плунжер (5) насосного узла (6) при этом ограничивает надплунжерное пространство (12) в цилиндрическом отверстии (4) в головке цилиндра. Помимо этого предусмотрен интегрированный в головку (2) цилиндра впускной клапан (20), который позволяет подавать через него топливо в надплунжерное пространство (12). Путем управления впускным клапаном (20) возможно дозирование подаваемого в надплунжерное пространство (12) топлива. Технический результат заключается в упрощении конструкции и удешевлении насоса, а также возможности дозирования топлива путем управления впускным клапаном. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Газовый клапан, содержащий корпус (100), который содержит полость с газом, которая содержит впускное отверстие (10), выпускное отверстие (11) и отверстие для соединения выпускного отверстия (11) с впускным отверстием (10), элемент с седлом клапана, который взаимодействует с отверстием в положении для блокирования прохождения газа через отверстие или в открытом положении для его обеспечения, исполнительные устройства для удержания седла клапана в открытом положении и соединительные средства, соединяющие исполнительные устройства с внешней стороной клапана (300). Клапан (300) также содержит печатную плату (6) на металлической основе, которая содержит соединительные средства. Элемент клапана содержит металлическую конструкцию, припаянную к печатной плате (6), которая образует кожух для исполнительных устройств и которая содержит проем (33), через который соединительные средства соединены с исполнительными устройствами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении дребезга якоря при закрытии клапана. Электромагнитный клапан (1) с электромагнитным узлом (2) имеет катушку (5) и сердечник, состоящий из внутреннего полюса (3) и внешнего полюса (4), с плоским якорем (7), с якорным пальцем. Ограничитель хода якоря образован в зоне торцевой стороны сердечника регулировочным диском для выставления остаточного воздушного зазора между якорем и электромагнитным узлом. В таком электромагнитном клапане (1) удается минимизировать дребезг якоря при закрытии электромагнитного клапана за счет того, что остаточный воздушный зазор (18) перекрыт в радиальном направлении на участке между внешним полюсом (4) сердечника и наружным диаметром плоского якоря (7). 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх