RU2432512C2 - Normally open electro-magnetic valve - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: normally open electro-magnetic valve consists of case with flow through part, of gate, of electro-magnetic drive with magnetic conductor, of seat, of sealing dividing tube, of core connected with gate and of retracting spring. The gate is installed in an orifice of the flow through part of the case. It is of tubular form with wedge-like edges and it is equipped with a non-metal circular packing. The gate is connected with the core of the electromagnetic conductor through rods. The seat is positioned in a lower part of the dividing tube over the gate. An additional spring located on the rod under the gate is set for contraction of the gate to the seat.

EFFECT: normally open valve with electro-magnetic drive of pulling type with gate unloaded by one-side action of working medium; reduced complexity of its manufacture.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения, а более конкретно к клапанам с электромагнитным приводом, и может быть использовано в различных областях техники для многократного и быстрого перекрытия газовых и жидкостных магистралей.The invention relates to the field of valve engineering, and more particularly to valves with an electromagnetic actuator, and can be used in various fields of technology for multiple and quick shutoff of gas and liquid lines.

Известны электромагнитные клапаны нормально-открытого типа с неуравновешенным запирающим элементом затвора, которые преимущественно применяются в качестве защитного устройства, обеспечивающего открытие потока рабочей среды в трубопроводе в случае отключения напряжения в электрической цепи управления клапаном, в том числе и несанкционированного, а также предотвращающего возникновение аварийной ситуации. Например, электромагнитный клапан по патенту CN №2619100, МПК F16K 31/06, 2004 г., который содержит корпус с входным и выходным патрубками, электромагнит, якорь с запорным органом, выполненный с возможностью взаимодействия с электромагнитом толкающего типа. Недостатками указанного электромагнитного клапана являются: невозможность обеспечения разгрузки запорного органа от одностороннего действия рабочей среды; сложность изготовления (при работе сердечник должен дойти до полюса, а запирающий элемент гарантированно прижаться к седлу в корпусе клапана - отсюда ужесточение требований к изготовлению деталей).Known electromagnetic valves of the normally open type with an unbalanced locking element of the shutter, which are mainly used as a protective device to open the flow of the working medium in the pipeline in the event of a voltage failure in the electrical control circuit of the valve, including unauthorized ones, as well as preventing an emergency . For example, the electromagnetic valve according to CN patent No. 2619100, IPC F16K 31/06, 2004, which contains a housing with inlet and outlet nozzles, an electromagnet, an armature with a shut-off element, configured to interact with a push type electromagnet. The disadvantages of this solenoid valve are: the inability to ensure the discharge of the locking member from the unilateral action of the working medium; manufacturing complexity (during operation, the core must reach the pole, and the locking element is guaranteed to be pressed against the seat in the valve body - hence the tightening of the requirements for manufacturing parts).

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа по максимальному количеству совпадающих признаков, является электромагнитный клапан (см. С.Х.Щучинский «Клапаны с электромагнитным приводом». М.: Энергоатомиздат, 1988 г., с.36), который содержит корпус с седлом, перекрываемым запорным органом (затвором), имеющим неметаллическое уплотнение, электромагнитный привод с магнитопроводом, герметизирующую разделительную трубку, полюс, сердечник и возвратную пружину.The closest analogue, selected as a prototype for the maximum number of matching features, is an electromagnetic valve (see S.Kh.Shchuchinsky "Valves with an electromagnetic actuator. M: Energoatomizdat, 1988, p. 36), which contains a housing with a saddle covered by a locking member (gate) having a non-metallic seal, an electromagnetic drive with a magnetic circuit, a sealing separation tube, a pole, a core and a return spring.

Общими признаками прототипа с предлагаемым техническим решением являются корпус, через который при открытом затворе осуществляется проход рабочей среды, запорный орган (затвор), электромагнитный привод с магнитопроводом, герметизирующая разделительная трубка и сердечник, а также возвратная пружина.Common features of the prototype with the proposed technical solution are a housing through which, when the shutter is open, the working medium passes, a shut-off element (shutter), an electromagnetic drive with a magnetic circuit, a sealing separation tube and core, and a return spring.

К недостаткам указанного электромагнитного клапана можно отнести использование электромагнитного привода толкающего типа, что приводит к сложности изготовления, а также данный клапан не может обеспечить разгрузку затвора от одностороннего действия рабочей среды.The disadvantages of this solenoid valve include the use of a push-type electromagnetic actuator, which leads to manufacturing difficulties, and this valve also cannot provide for the discharge of the shutter from unilateral action of the working medium.

Задача данного изобретения - создание нормально-открытого клапана с электромагнитным приводом тянущего типа, с затвором, разгруженным от одностороннего действия рабочей среды, снижение сложности его изготовления.The objective of the invention is the creation of a normally-open valve with a pulling type electromagnetic actuator, with a shutter unloaded from the unilateral action of the working medium, reducing the complexity of its manufacture.

Поставленная задача достигается тем, что в нормально-открытом электромагнитном клапане, который содержит корпус с проточной частью, затвор, электромагнитный привод с магнитопроводом, седло, герметизирующую разделительную трубку, сердечник, связанный с затвором, и возвратную пружину, затвор размещен в отверстии проточной части корпуса, выполнен трубчатым с клинообразными кромками и имеет неметаллическое кольцевое уплотнение. Клинообразные кромки выполнены с диаметром, равным наружному диаметру затвора. Затвор связан через тяги с сердечником электромагнитного привода, седло расположено в нижней части разделительной трубки, а возвратная пружина расположена в осевом отверстии сердечника. Для поджатия затвора к седлу введена дополнительная пружина, установленная на тяге под затвором. В нижней части корпуса установлен ручной дублер.The problem is achieved in that in a normally-open solenoid valve, which contains a housing with a flow part, a shutter, an electromagnetic actuator with a magnetic circuit, a seat, a sealing separation tube, a core associated with the shutter, and a return spring, the shutter is placed in the opening of the flow part of the housing , made tubular with wedge-shaped edges and has a non-metallic ring seal. Wedge-shaped edges are made with a diameter equal to the outer diameter of the shutter. The shutter is connected via traction to the core of the electromagnetic actuator, the seat is located in the lower part of the separation tube, and the return spring is located in the axial hole of the core. To tighten the bolt to the saddle, an additional spring is introduced, mounted on a rod under the bolt. At the bottom of the case is a manual override.

В результате получена конструкция нормально-открытого электромагнитного клапана тянущего типа, в котором обеспечена разгрузка затвора от одностороннего действия рабочей среды, а требования к изготовлению основных деталей значительно уменьшены.As a result, a design of a normally-open solenoid valve of the pulling type is obtained, in which the shutter is unloaded from the unilateral action of the working medium, and the requirements for the manufacture of the main parts are significantly reduced.

Данный технический результат достигается следующей совокупностью отличительных признаков:This technical result is achieved by the following combination of distinctive features:

- затвор размещен в отверстии проточной части корпуса, выполнен трубчатым с клинообразными кромками, диаметр которых равен наружному диаметру затвора, и имеет неметаллическое кольцевое уплотнение,- the shutter is placed in the hole of the flowing part of the housing, made tubular with wedge-shaped edges, the diameter of which is equal to the outer diameter of the shutter, and has a non-metallic ring seal,

- седло расположено в нижней части разделительной трубки,- the saddle is located at the bottom of the separation tube,

- затвор связан с сердечником электромагнитного привода через тяги,- the shutter is connected to the core of the electromagnetic drive through traction,

- введена дополнительная пружина, установленная на тяге под затвором.- introduced an additional spring mounted on the rod under the bolt.

Таким образом, обеспечивается заявленный технический результат, достижение которого невозможно в известных аналогичных устройствах и, в частности, в прототипе.Thus, the claimed technical result is achieved, the achievement of which is impossible in known similar devices and, in particular, in the prototype.

На фиг.1 схематически показан электромагнитный клапан, на фиг.2 изображено седло с запорным органом в увеличенном масштабе, на фиг.3 дан чертеж нормально-открытого клапана, взятого за прототип.Figure 1 schematically shows a solenoid valve, figure 2 shows a seat with a locking body on an enlarged scale, figure 3 shows a drawing of a normally-open valve, taken as a prototype.

Клапан состоит из корпуса 1, через который при открытом затворе 2 осуществляется проход рабочей среды, электромагнитного привода 3, разделительной трубки 4, в нижней части которой расположено седло 5, сердечника 6, к которому через тяги 7 и 8 крепится затвор 2. В отверстии, выполненном в сердечнике 6, установлена возвратная пружина 9, а на тяге 7 установлена дополнительная пружина 10 для поджатия затвора к седлу клапана. Затвор 2 выполнен в виде трубы с клинообразными кромками и имеет кольцевое неметаллическое уплотнение 11.The valve consists of a housing 1, through which, with the shutter 2 open, the working medium passes, the electromagnetic actuator 3, the separation tube 4, in the lower part of which there is a seat 5, core 6, to which the shutter 2 is attached through rods 7 and 8, in the hole, made in the core 6, a return spring 9 is installed, and an additional spring 10 is installed on the rod 7 to tighten the shutter to the valve seat. The shutter 2 is made in the form of a pipe with wedge-shaped edges and has an annular non-metallic seal 11.

Принцип действия клапана: в исходном состоянии клапан открыт. Полости «1» и «2» сообщены. При подаче напряжения на обмотку катушки электромагнитного привода 3 под действием магнитного потока сердечник 6 перемещается вверх, сжимая пружину 9, и поднимает затвор 2 до упора в седло 5. Далее сердечник 6 с тягой 7 продолжает перемещаться до упора в дно разделительной трубки 4, сжимая дополнительную пружину 9, которая, в свою очередь, прижимает затвор к седлу. Клапан закрывается. Герметичность затвора при этом достигается за счет давления затвора 2 на седло 5 с усилием, создаваемым дополнительной пружиной 10.The principle of operation of the valve: in the initial state, the valve is open. Cavities "1" and "2" are reported. When voltage is applied to the winding of the coil of the electromagnetic drive 3 under the action of magnetic flux, the core 6 moves upward, compressing the spring 9, and lifts the shutter 2 all the way into the seat 5. Further, the core 6 with traction 7 continues to move all the way to the bottom of the separation tube 4, compressing the additional a spring 9, which, in turn, presses the shutter against the seat. The valve closes. The tightness of the shutter is achieved due to the pressure of the shutter 2 on the seat 5 with the force created by the additional spring 10.

При подаче рабочей среды с давлением Р по стрелке "1" (при этом клапан закрыт) затвор с усилием F поджимается к седлу:When a medium is supplied with pressure P in the direction of arrow "1" (the valve is closed at the same time), the valve is pressed against the seat with a force F:

,

,

где D₁ - внутренний диаметр затвора 2,where D ₁ is the inner diameter of the shutter 2,

D₂ - наружный диаметр затвора 2.D ₂ - outer diameter of the shutter 2.

В то же время среда проходит через внутреннюю полость затвора и с усилием F₁ отжимает затвор от седла:At the same time, the medium passes through the inner cavity of the shutter and with a force F ₁ squeezes the shutter from the seat:

,

,

где D_cp - диаметр кромки затвора 2.where D _cp is the diameter of the edge of the shutter 2.

Та часть давления Р, которая оказывается неуравновешенной из-за разницы площадей:That part of the pressure P, which is unbalanced due to the difference in area:

,

,

компенсируется усилием дополнительной пружины 10, которая создает необходимое усилие для уплотнения седла 5.compensated by the force of the additional spring 10, which creates the necessary force to seal the seat 5.

При подаче рабочей среды с давлением Р по стрелке "2" затвор с усилием F₂ отжимается от седла 5:When applying a working medium with a pressure P in the direction of arrow "2", the valve with a force of F _{2 is} squeezed from the seat 5:

.

.

Это усилие, малой величины, компенсируется усилием возвратной пружины 10.This force, of small magnitude, is compensated by the force of the return spring 10.

Фактически разница между D_cp и D₂ настолько мала, что ее можно не учитывать.In fact, the difference between D _cp and D _{2 is} so small that it can be ignored.

После снятия напряжения с электромагнитного привода 3, сердечник 6 под действием усилия возвратной пружины 9 движется вниз, перемещая затвор 2, - клапан открыт.After removing the voltage from the electromagnetic actuator 3, the core 6 under the action of the force of the return spring 9 moves downward, moving the shutter 2, the valve is open.

Принцип работы ручного дублера: при вращении рукоятки 12 по часовой стрелке шток 13 перемещается вверх, давит на тяги 7, 8 и поднимает затвор 2 до упора в седло 5, перекрывая поток рабочей среды. Уплотнительное кольцо 14 обеспечивает герметичность ручного дублера относительно окружающей среды. При вращении рукоятки 12 против часовой стрелки, шток 13 перемещается в обратную сторону и затвор 2 под действием возвратной пружины 9 опускается, обеспечивая сообщение полостей клапана.The principle of operation of the manual backup: when the handle 12 is rotated clockwise, the rod 13 moves upward, presses on the rods 7, 8 and lifts the shutter 2 all the way into the seat 5, blocking the flow of the working medium. O-ring 14 ensures the tightness of the handwheel in relation to the environment. When the rotation of the handle 12 counterclockwise, the rod 13 moves in the opposite direction and the shutter 2 under the action of the return spring 9 is lowered, providing a message of the valve cavities.

Claims (3)

1. Нормально-открытый электромагнитный клапан, содержащий корпус с проточной частью, затвор, электромагнитный привод с магнитопроводом, седло, герметизирующую разделительную трубку, сердечник, связанный с затвором, и возвратную пружину, отличающийся тем, что затвор размещен в отверстии проточной части корпуса, выполнен трубчатым с клинообразными кромками, имеет неметаллическое кольцевое уплотнение, затвор связан с сердечником электромагнитного привода через тяги, седло расположено в нижней части разделительной трубки над затвором, а для поджатия затвора к седлу введена дополнительная пружина, расположенная на тяге под затвором.1. Normally open solenoid valve comprising a housing with a flowing part, a shutter, an electromagnetic actuator with a magnetic circuit, a seat, a sealing separation tube, a core associated with the shutter, and a return spring, characterized in that the shutter is located in the opening of the flowing part of the housing tubular with wedge-shaped edges, has a non-metallic ring seal, the shutter is connected to the core of the electromagnetic drive through traction, the seat is located in the lower part of the separation tube above the shutter, and d To tighten the bolt to the seat, an additional spring is introduced, located on the rod under the bolt. 2. Нормально-открытый электромагнитный клапан по п.1, отличающийся тем, что возвратная пружина расположена в осевом отверстии сердечника.2. The normally-open solenoid valve according to claim 1, characterized in that the return spring is located in the axial hole of the core. 3. Электромагнитный клапан по п.1, отличающийся тем, что в нижней части корпуса установлен ручной дублер. 3. The electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that a handwheel is installed in the lower part of the housing.

Images