RU2357143C1 - Electromagnet valve - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention is related to valve engineering, in particular to valves with electromagnet drive, and is intended for application in designs of vacuum systems, in devices for remote control of gas and liquid flows. Electromagnet valve comprises body with nozzles, stem with plunger, electromagnet with two coils. Anchor is fixed by springs in neutral position. Anchor is installed between magnetising coils and claw-like poles. Anchor is made of two soft magnetic inserts and non-magnetic interlayer. Two coils of electromagnet are wound on magnetic conductors.

EFFECT: increased accuracy of control and variation of working medium flow.

1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам с электромагнитным приводом, и может быть использовано в конструкциях вакуумных систем, в устройствах дистанционного управления потоками газа и жидкости.The invention relates to valve engineering, in particular to valves with an electromagnetic actuator, and can be used in the construction of vacuum systems, in devices for remote control of gas and liquid flows.

Уровень техникиState of the art

Известен электромагнитный клапан, содержащий механизм ручного управления для установки клапана в открытое состояние, электромагнит, седло клапана, якорь с запорным органом, выполненные с возможностью перемещения между седлом клапана и электромагнитом, и две шайбы. Одна шайба выполнена из магнитного, другая шайба - из магнитопроводящего материала. Обе шайбы установлены с одной стороны относительно запорного органа с якорем, а электромагнит - с другой стороны. Одна из шайб жестко связана посредством штока с запорным органом и якорем, другая установлена неподвижно. При установке клапана в закрытое состояние обе шайбы находятся в непосредственной близости друг от друга, а одна из шайб выполнена с возможностью регулировки конечного расстояния между ними (см. авт.св. RU №2282090, кл. F16K 31/06).A known electromagnetic valve containing a manual control mechanism for installing the valve in the open state, an electromagnet, a valve seat, an armature with a locking element, made with the possibility of movement between the valve seat and the electromagnet, and two washers. One washer is made of magnetic, the other washer is of magnetic material. Both washers are installed on one side relative to the locking element with an anchor, and an electromagnet on the other. One of the washers is rigidly connected by means of a rod with a locking body and an anchor, the other is mounted motionless. When the valve is installed in the closed state, both washers are in close proximity to each other, and one of the washers is made with the possibility of adjusting the final distance between them (see ed. St. RU No. 2282090, class F16K 31/06).

Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, электромагнит, якорь с запорным органом, выполненный с возможностью взаимодействия с электромагнитом, и устройство для индикации положения запорного органа, например магнитоуправляемый контакт. Магнитопровод в области перехода его в стоп выполнен разъемным. В стопе и прилегающем к нему магнитопроводе выполнено отверстие, в которое установлено устройство индикации положения запорного органа с возможностью перемещения вдоль оси этого отверстия (см. авт.св. RU №2282771, кл. F16K 31/06).Known solenoid valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, an electromagnet, an anchor with a locking member configured to interact with an electromagnet, and a device for indicating the position of the locking member, for example a magnetically controlled contact. The magnetic circuit in the area of transition to stop is made detachable. An opening is made in the foot and the magnetic circuit adjacent to it, into which a device for indicating the position of the locking element is installed with the possibility of movement along the axis of this opening (see ed. St. RU No. 2282771, class F16K 31/06).

Данные аналоги имеют следующие недостатки. Нет возможности установить клапан в промежуточное положение в автоматическом режиме, сложность изготовления, большое количество деталей, низкая надежность.These analogues have the following disadvantages. There is no way to install the valve in an intermediate position in automatic mode, the complexity of manufacturing, a large number of parts, low reliability.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип является клапан электромагнитный, основной запорный орган которого установлен в цилиндрической полости корпуса, а в его внутренней полости расположен вспомогательный клапан, соединенный штоком с электромагнитным приводом, причем он снабжен дополнительным электромагнитом, якорь которого соединен с рычагом, укрепленным на корпусе, а на штоке вспомогательного клапана установлен упор, воспринимающий воздействие указанного рычага (см. авт.св. SU 456952, кл. F16K 31/06).The closest in technical essence and the achieved effect and accepted by the authors for the prototype is an electromagnetic valve, the main locking element of which is installed in the cylindrical cavity of the housing, and in its internal cavity there is an auxiliary valve connected by a rod with an electromagnetic actuator, and it is equipped with an additional electromagnet, the anchor of which connected to a lever mounted on the body, and an emphasis is mounted on the stem of the auxiliary valve, perceiving the influence of the specified lever (see ed. St. SU 456952, CL F16K 31/06).

Недостатком прототипа является сложная конструкция и наличие рычагов, что затрудняет управление работой устройства.The disadvantage of the prototype is the complex design and the presence of levers, which makes it difficult to control the operation of the device.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к повышению точности регулирования и изменения потока рабочей среды.The technical result that can be achieved using the invention is to increase the accuracy of regulation and change the flow of the working environment.

Технический результат достигается с помощью электромагнитного клапана, содержащего корпус с патрубками, шток с плунжером, электромагнит с двумя катушками, якорь, который фиксируется пружинами в нейтральном положении и находится между намагничивающими катушками и когтеобразными полюсами, причем якорь изготовлен из двух магнитомягких вставок и немагнитной прослойки, две катушки электромагнита намотаны на магнитопроводы.The technical result is achieved using an electromagnetic valve containing a housing with nozzles, a rod with a plunger, an electromagnet with two coils, an anchor that is fixed by springs in a neutral position and is located between magnetizing coils and claw-like poles, and the anchor is made of two magnetically soft inserts and a non-magnetic layer, two coils of an electromagnet are wound on magnetic cores.

Применение заявленного электромагнитного клапана позволит повысить точность регулирования потока рабочей среды, упростит конструкцию и повысит ее надежность.The use of the claimed electromagnetic valve will improve the accuracy of regulating the flow of the working medium, simplify the design and increase its reliability.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже представлен общий вид электромагнитного клапана.The drawing shows a General view of the solenoid valve.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Электромагнитный клапан состоит из корпуса 1 с патрубками 2 для соединения с трубопроводом (не показан). В корпус 1 через отверстие в крышке 3 вставлен шток 4. Отверстие уплотнено кольцами 5. На конце штока 4 закреплен плунжер 6. Шток 4 соединен с якорем 7, который изготовлен из двух магнитомягких вставок и немагнитной прослойки. Якорь 7 фиксируется пружинами 8 в нейтральном положении и находится между двумя намагничивающими катушками 9, 10. Катушки 9, 10 намотаны на магнитопроводы 11, 12 когтеобразной формы с полюсами.The solenoid valve consists of a housing 1 with nozzles 2 for connection with a pipeline (not shown). A rod 4 is inserted into the housing 1 through an opening in the cover 3. The hole is sealed with rings 5. A plunger is fixed at the end of the rod 4. The rod 4 is connected to the armature 7, which is made of two soft magnetic inserts and a non-magnetic layer. Anchor 7 is fixed by springs 8 in a neutral position and is located between two magnetizing coils 9, 10. Coils 9, 10 are wound on claw-shaped magnetic cores 11, 12 with poles.

Электромагнитный клапан работает следующим образом. Корпус 1 через патрубки 2 соединяется с трубопроводом с рабочей средой. Крышка 3 ограничивает движение штока 4. Уплотнительные кольца 5 предохраняют от утечек рабочей среды. Шток 4 с закрепленным плунжером 6 совершают возвратно-поступательные движения, задаваемые якорем 7. Положение якоря зависит от намагничивающей силы на катушках 9, 10. При подаче одинакового значения напряжения на намагничивающие катушки 9, 10 якорь 7 под действием одинаковых электромагнитных сил располагается посередине. Плунжер 6 занимает среднее положение как показано на чертеже. Пропускная способность электромагнитного клапана уменьшается в два раза. При увеличении значения напряжения на намагничивающей катушке 10 и пропорциональном уменьшении значения напряжения на намагничивающей катушке 9 электромагнитная сила, создаваемая намагничивающей катушкой 10, увеличивается и притягивает якорь 7 вниз. Шток 4 с плунжером 6 перемещаются вниз и постепенно перекрывают патрубки 2. Пропускная способность электромагнитного клапана уменьшается. Если значение напряжения на намагничивающей катушке 10 не увеличивать, то якорь 7 остается в промежуточном положении. Дальнейшее увеличение значения напряжения на намагничивающей катушке 10 до максимального приводит к тому, что шток 4 с плунжером 6 перекрывают патрубки 2. Электромагнитный клапан закрыт, а рабочая среда не поступает в трубопровод. При увеличении значения напряжения на намагничивающей катушке 9 возникает электромагнитная сила, притягивающая якорь 7 вверх. Шток 4 с плунжером 6 открывают патрубки 2, а поток рабочей среды увеличивается. Дальнейшее увеличение значения напряжения на намагничивающей катушке 9 до максимального приводит к тому, что шток 4 с плунжером 6 полностью открывают патрубки 2, электромагнитный клапан открыт, а рабочая среда поступает в систему в полном объеме. Таким образом происходит регулирование потока рабочей среды. Залипание якоря 7 предотвращается пружинами 8. Якорь 7 изготовлен из прослойки из немагнитного материала со вставками из магнитомягкого материала. Такая конструкция якоря 7 позволяет разделить магнитные потоки, а также уменьшить массу и габариты электромагнитного клапана в целом. Когтеобразная форма магнитопроводов 11, 12 увеличивает площадь взаимодействия и величину намагничивающей силы.The solenoid valve operates as follows. The housing 1 through the nozzles 2 is connected to the pipeline with the working medium. The cover 3 restricts the movement of the rod 4. O-rings 5 protect against leakage of the working environment. The rod 4 with a fixed plunger 6 perform reciprocating movements defined by the armature 7. The position of the armature depends on the magnetizing force on the coils 9, 10. When applying the same voltage value to the magnetizing coils 9, 10, the armature 7 is located in the middle under the action of the same electromagnetic forces. The plunger 6 is in the middle position as shown in the drawing. The capacity of the solenoid valve is halved. With an increase in the voltage value on the magnetizing coil 10 and a proportional decrease in the voltage value on the magnetizing coil 9, the electromagnetic force created by the magnetizing coil 10 increases and pulls the armature 7 down. The rod 4 with the plunger 6 is moved down and gradually overlap the nozzles 2. The capacity of the electromagnetic valve is reduced. If the voltage value on the magnetizing coil 10 is not increased, then the armature 7 remains in an intermediate position. A further increase in the voltage value on the magnetizing coil 10 to the maximum leads to the fact that the rod 4 with the plunger 6 overlap the nozzles 2. The electromagnetic valve is closed, and the working medium does not enter the pipeline. When the voltage value increases on the magnetizing coil 9, an electromagnetic force arises, attracting the armature 7 up. The stem 4 with the plunger 6 open the nozzles 2, and the flow of the working medium increases. A further increase in the voltage value on the magnetizing coil 9 to the maximum leads to the fact that the rod 4 with the plunger 6 fully open the nozzles 2, the electromagnetic valve is open, and the working medium enters the system in full. Thus, the flow of the working medium is regulated. Sticking of the anchor 7 is prevented by the springs 8. The anchor 7 is made of a layer of non-magnetic material with inserts of soft magnetic material. This design of the armature 7 allows you to separate magnetic fluxes, as well as reduce the mass and dimensions of the electromagnetic valve as a whole. The claw-like shape of the magnetic cores 11, 12 increases the area of interaction and the magnitude of the magnetizing force.

В отличие от прототипа заявленный электромагнитный клапан имеет электромагнит, режимом работы которого легче управлять, за счет чего повышается скорость и точность изменения потока рабочей среды.In contrast to the prototype, the claimed electromagnetic valve has an electromagnet whose operating mode is easier to control, thereby increasing the speed and accuracy of changing the flow of the working medium.

Применение заявленного электромагнитного клапана позволит повысить точность регулирования потока рабочей среды, упростит конструкцию и повысит ее надежность.The use of the claimed electromagnetic valve will improve the accuracy of regulating the flow of the working medium, simplify the design and increase its reliability.

Claims (1)

Электромагнитный клапан, содержащий корпус с патрубками, шток с плунжером, электромагнит с двумя катушками, отличающийся тем, что якорь фиксируется пружинами в нейтральном положении и находится между намагничивающими катушками и когтеобразными полюсами, причем якорь изготовлен из двух магнитомягких вставок и немагнитной прослойки, две катушки электромагнита намотанными на магнитопроводы. An electromagnetic valve comprising a housing with nozzles, a stem with a plunger, an electromagnet with two coils, characterized in that the armature is fixed by springs in a neutral position and is located between magnetizing coils and claw-shaped poles, the armature made of two magnetically soft inserts and a non-magnetic layer, two electromagnet coils wound on magnetic cores.