Клапан с электромагнитным приводом

Техническое решение относится к области оборудования транспортирования газовых сред, а именно, к области запорной арматуры, и может быть использовано в теплоэнергетических системах на тепловых станциях, в вакуумных системах, в нефтехимическом и газовом оборудовании. Клапан содержит корпус, закрытый стаканом, внутри корпуса размещены седло, затвор. В затворе выполнено разгрузочное отверстие, над которым размещен с возможностью перекрытия золотник. Между седлом и затвором установлена первая пружина. Между затвором и золотником установлена вторая пружина. Над золотником установлен электромагнит толкающего типа, якорь которого касается верхнего конца золотника. Внутри золотника установлена третья пружина для компенсации зазоров при срабатывании электромагнита. 3 з.п. ф-лы.

Техническое решение относится к области оборудования транспортирования газовых сред, а именно, к области запорной арматуры, и может быть использовано в теплоэнергетических системах на тепловых станциях, в вакуумных системах, в нефтехимическом и газовом оборудовании.

Известен (SU, авторское свидетельство 870834) отсечной запорный клапан с электромеханическим приводом. Известный клапан содержит корпус со средствами ввода и вывода газового потока, внутри корпуса установлен подпружиненный запорный орган, управляемый посредством электромеханического привода, в состав которого входят электромагнит с подвижным якорем, фиксатор и два концевых выключателя.

Недостатком известного запорного клапана можно признать значительный расход электрической энергии на его функционирование, что может привести к перегреву электромагнита и исключение возможности управления клапаном.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2135873) отсечной запорный клапан, содержащий крышку с сальниковым узлом, уплотняющим шток клапана, корпус с седлом и входным и выходным патрубками, запорный орган с пружиной и штоком клапана, заключенный в кожух привод, имеющий шток, пружину, две серьги, втягивающий электромагнит с якорем, рычаг, электродвигатель и узел управления, в состав которого входят цепи управления электромагнитом и реверсивным управлением электродвигателя.

Недостатком известного запорного клапана можно признать недостаточную надежность работы вследствие несоответствия упругих характеристик пружин.

Техническая задача, на решение которой направлено разработанное техническое решение, состоит в оптимизации конструкции электромеханического отсечного клапана.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции клапана с электромагнитным приводом состоит в повышении надежности работы клапана за счет изменения его конструкции.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную конструкцию клапана с электромагнитным приводом. Клапан с электромагнитным приводом содержит корпус проходного типа, закрытый стаканом, внутри корпуса размещены седло и затвор, в затворе выполнено разгрузочное отверстие, над которым разметен с возможностью перекрывания этого отверстия золотник, между корпусом и затвором установлена первая пружина, между затвором и золотником установлена вторая пружина, над золотником установлен электромагнит толкающего типа, якорь которого касается верхнего конца золотника, внутри золотника установлена третья пружина для компенсации зазоров при срабатывании электромагнита, в нижней части корпуса расположен датчик положения затвора клапана. Предпочтительно, соотношение усилий, развиваемых первой и второй пружинами при расчетной величине сжатия составляет от 0,01 до 1,0, а соотношение усилий, развиваемых первой и третьей пружинами при расчетной величине сжатия составляет от 1 до 100. Площадь разгрузочного отверстия обычно составляет от 0,001 до 0,8 площади клапана затвора Конструкция клапана приведена на рисунке, при этом использованы следующие обозначения: корпус 1, затвор 2, золотник 3, микропереключатель 4, электромагнит 5, пружина 6, 7, 8, шток 9, стакан 10, кольцо уплотнительное 11, крышка 12.

Клапан состоит из корпуса 1 проходного типа, закрытого стаканом 10 (см. рис), внутри корпуса расположено седло (не показано). Для перекрывания потока рабочей среды в корпусе 1 установлен затвор 2 с возможностью перемещения под действием пружины 8, расположенной между ним и корпусом. Внутри затвора 2 предусмотрено разгрузочное отверстие (не показано). Разгрузочное отверстие перекрывается резиновой прокладкой золотника 3. Другой конец золотника 3 поджимается якорем электромагнита 5 толкающего исполнения. Между золотником 3 и затвором 2 установлена пружина 7, которая в сочетании с пружиной 8 обеспечивает открытое состояние клапана. Внутри золотника 3 установлена пружина 6 для компенсации зазоров при срабатывании электромагнита 5.

Для контроля состояния клапана предусмотрен датчик положения затвора, состоящий из штока 9, связанного с затвором 2, уплотнительного кольца 11 и микропереключателя 4. При закрытом положении клапана, когда шток 9 находится в крайнем нижнем положении, срабатывает микропереключатель 4, обеспечивающий сигнализацию о закрытом состоянии клапана. Место установки микропереключателя закрыто крышкой 12.

В обесточенном состоянии клапан под действием пружин 7 и 8 открыт.При подаче напряжения якорь электромагнита 5 толкает золотник 3, который перекрывает разгрузочное отверстие затвора 2 и прижимает затвор 2 к седлу корпуса 1. Клапан закрывается.

При снятии напряжения с электромагнита 5 за счет усилия пружины 7 золотник 3 поднимается вверх, открывая разгрузочное отверстие затвора 3. Давление рабочей среды над затвором 2 падает и за счет усилия пружины 8 клапан открывается.

Электрическое питание поступает в клапан через клеммный разъем, расположенный на корпусе электромагнита, а сигнал от датчика положения поступает через клеммный разъем, расположенный в нижней части корпуса клапана.

Управление клапаном осуществляют в дистанционном или автоматическом режиме.

Использование клапана разработанной конструкции позволяет в любом варианте подачи газа осуществлять надежное управление подачей среды по газовой магистрали.

1. Клапан с электромагнитным приводом, отличающийся тем, что он содержит корпус проходного типа, закрытый стаканом, внутри корпуса размещены седло и затвор, в затворе выполнено разгрузочное отверстие, над которым размещен с возможностью перекрывания этого отверстия золотник, между корпусом и затвором установлена первая пружина, между затвором и золотником установлена вторая пружина, над золотником установлен электромагнит толкающего типа, якорь которого касается верхнего конца золотника, внутри золотника установлена третья пружина для компенсации зазоров при срабатывании электромагнита, в нижней части корпуса расположен датчик положения затвора клапана.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что соотношение усилий, развиваемых первой и второй пружинами при расчетной величине сжатия, составляет от 0,01 до 1,0.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что соотношение усилий, развиваемых первой и третьей пружинами при расчетной величине сжатия, составляет от 1 до 100.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что площадь разгрузочного отверстия составляет от 0,001 до 0,8 площади клапана затвора.

5. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в корпусе расположен датчик положения затвора клапана.