Клапан

Клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в дросселирующей и запорной арматуре, работающей в условиях вакуума. Сущность изобретения: зона контакта запорного органа с седлом сообщена зазором с камерой, содержащей смачивающую жидкость. Стенки зазора выполнены с выступами. Смачивающая жидкость намагничена . Запорный орган выполнен в виде соединенных штоком двух частей, охватывающих установленный на штоке постоянный магнит и размещенную соосно ему распорную втулку, между стенками к-рых расположена камера со смачивающей жидкостью. В запорном органе выполнен кэнал, сообщающий входной патрубок с камерой. Зазор, образованный торцевыми поверхностями распорной втулки и частью органа, обращенной к входному патрубку, выполнен с уменьшающимися в направлении к седлу величиной зазора и высотой выступов на его стенках. Упомянутые части запорного органа размещены в седле с образованием между ними и седлом зазора, заполненного смачивающей жидкостью. 1 з.п ф-лы. 3 ил. ю с

СОЮЗ СОВЕ- Т СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я is F 16 К 31/02

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕ НТНО Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССPI

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”.-" .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876163/29 (22) 21.09.90 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Братский индустриальный институт и

Ивановский энергетический институт им.

B.È,ËåHèHà (72) П.M.oãàð, Н.Н.Русакова. А.З.Аврамчук и

С.M.Ïåðìèíîâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 1203299, кл F 16 К 15/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1129446. кл. F 16 К 1/32, 1983. (54) КЛАПАН (57) Использование: в дросселирующей и запорной арматуре, работающей в условиях вакуума. Сущность изобретения: зона контакта запорного органа с седлом сообщена зазором с камерой, содержащей смачиваюИзобретение относится к арматуростроению, в частности к дроселирующей и запорной арматуре, предназначенной для работы в условиях вакуума, s контакте с газообразными и жидкими средами с высокой проникающей способностью, и может быть использовано в нефтяной. химической, газовой, лесотехнической отраслях промышленности.

Известно клапанное устройство. содержащее корпус, перекрывающий седло запорный орган и взаимодействующее с ним отжимное устройство в виде кольцевых по.стоянных магнитов, один из которых закреплен на запорном органе, а другой — на седле с осевым смещением относительного первого в сторону открытия клапана.

Недостатком известного устройства является низкая надежность из-эа утечек уплотняемой среды при закрытии клапана через... SU, 1779866 А1 щую жидкость, Стенки зазора выполнены с выступами. Смачивающая жидкость намагничена. Запорный орган выполнен в виде соединенных штоком двух частей, охватывающих установленный на штоке постоянный магнит и размещенную соосно ему распорную втулку, между стенками к-рых расположена камера со смачивающей жидкостью. В запорном органе. выполнен канал, сообщающий входной патрубок с камерой. Зазор, образованный торцевыми поверхностями распорной втулки и частью органа, обращенной к входному патрубку, выполнен с уменьшающимися в направлении к седлу величиной зазора и высотой выступов на его стенках. Упомянутые части запорного органа размещены в седле с образованием между ними и седлом зазора, заполненного смачивающей жидкостью, 1 з.п. ф-лы. 3 ил. межповерхностный контакт седла и запорного органа и отжимного устройства.

Известно клапанное устройство, содержащее корпус с запорным органом, взаимодействующим с седлом, межповерхностный контакт которых соединен с емкостью со смачивающим составом с помощью зазора. выполненного шероховатым и соединенного с емкостью выше уровня, а входной патрубок — ниже уровня смачивающего состава.

Недостатком известного клапанного устройства является невысокая надежность и ограниченная область применения.

Цель изобретения — повышение надежности клапана за счет повышения его герметичности и предотвращения попадания продуктов смачивающего состава в тракт рабочей среды.

Поставленная цель достигается тем. что клапан, содержащий корпус с седлом. вход1779866 ным и выходным патрубками, взаимодействующий с седлом запорный орган, зона контакта которых сообщена с камерой, содержащей смачивающую жидкость, причем стенки зазора выполнены с выступами, снабжен постоянными магнитами и распорной втулкой, смачивающая жидкость выполнена намагниченной, а запорный орган выполнен в виде соединенных штоком двух частей, охватывающих установленный на штоке постоянный магнит и размещенную соосно ему распорную втулку, между соответствующими стенками которых расположена камера со смачивающей жидкостью, при этом в запорном органе выполнен канал, сообщающий входной патрубок с упомянутой камерой, а зазор. об 1азованный торцевыми поверхностями распорной втулки и частью запорного органа, обращенной к входному патрубку, выполнен с уменьша,, ющимися в направлении к седлу величиной зазора, а также высотой выступов на его стенках, причем упомянутые части запорного органа размещены в седле с образованием между ними и седлом зазора заполненного смачивающей жидкостью.

При этом на торцевой поверхности распорной втулки со стороны зазора размещены концентраторы магнитного потока, контактирующие с цилиндрической поверхностью постоянного магнита.

Конструкция запорного органа обеспечивает возникновение градиентной магнитной силы в результате взаимодействия намагничивающейся жидкости с магнитным потоком, создаваемым в замкнутой магнитной цепи клапана от постоянного магнита, что препятствует вытеканию намагничивающейся жидкости под действием пеоепада давлений рабочей уплотняемой среды, Неравномерное градиентное магнитное поле, сформированное в оабочем зазоре между седлом и полюсными наконечниками с концентраторами магнитного потока, позволяет обеспечить залипание намагничивающейся жидкости на этих полюсных наконечниках и предотвратить попадание и унос намагничивающегося смачивающего состава. Магнитная сила дополнительно обеспечивает повышение облитерирующих свойств намагничивающейся жидкости в магнитном поле как за счет повышения вязкости в поле, так и за счет повышения адгезионного взаимодействия намагничивающейся жидкости с магнитопроводящими поверхностями седла и полюсных наконечников запорного органа в магнитном поле, что в целом повышает надежность работы клапана и предоставляет реальные возможности расширить обла5

25

55 сти применения клапана в различных узлах арматурьi.

Выполнение емкости для смачивающего состава в запорном органе позволяет повысить надежность работы клапана, В процессе работы клапана возможно испарение жидкой основы намагничивающейся жидкости как смачивающего состава, что может привести к значительному снижению герметичности из-за усиления процесса фильтрации уплотняемой среды через засохшие частицы магнитной фазы. Для устранения этого явления предусмотрена система автоматической, управляемой самим магнитным полем введенного в конструкцию постоянного мo"ãíèòà,,дозировки по соединительному каналу, Давление проталкивания намагничивающейся жидкости в соединительном зазоре создается, во-первь х, за счет втягивающей градиентной магнитной силы, обусловленной концентрацией и усилением магнитного потока на полюсных наконечниках, прилегающих к седлу. Во-вторых, давление . проталкивания намагничивающейся жидкости в емкости создается за счет увеличения разности давлений газообразной среды на концах канала, выполненного в штоке клапана и соединенного с входным патрубком, Конструктивное выполнение соединительного зазора, образованного торцевыми поверхностями втулки и нижнего полюсного наконечника, с переменной по величине высотой выступов, уменьшающейся в направлении к седлу, позволяет сформировать градиентное неоднородное магнитное поле, причем магнитная сила, действующая на намагничивающуюся жидкость, направлена в сторону уменьшения зазора, т.е. к седлу.

Тем самым достигается увеличение втягивания жидкости в зазор из емкости и обеспечивается надежная подпитка уплотнительных пробок намагничивающейся жидкости в рабочем зазоре.

На фиг.1 схематично изображен клапан; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3— разрез Б-Б на фиг.2.

Клапан содер>кит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 установлено седло 4, выполненное из магнитного материала и взаимодействующее с запорным органом 5, Запорный орган 5 выполнен сборным в виде полюсных наконечников 6 и 7, которые образуют рабочий зазор с седлом 4, заполненный намагничивающейся жидкостью в качестве смачивающего состава 8. Между торцевыми поверхностями полюсных наконечников 6 и

7 размещен постоянный магнит 9, устаноь ленный на штоке 10 запорного органа 5. а

1779 Р 6

10

20

50 также распорная немагнитная втулка 11, примыкающая к поверхности седла 4. В запорном органе 5 размещена емкость 12 со смачивающим составом 8. Емкость 12 образована полюсными наконечниками 6 и 7, магнитом 9 и втулкой 11, В штоке 10 выполнен канал 13, соединяющий емкость 12 с входным патрубком 2. Межповерхностный контакт взаимодействующего с седлом 4 запорного органа 5 соединен с емкостью 12 со смачивающим составом 8 с помощью соединительного зазора 14. Зазор 14 образован торцевыми поверхностями втулки 11 и нижнего полюсного наконечника 7 и выполнен с переменными по величине высотой зазора и выступами на стенках, уменьшающимися в направлении к седлу 4.

На фиг.2 показано выполнение соединительного зазора 14, который снабжен концентраторами магнитного потока 15, примыкающими к боковой поверхности постоянного магнита 9 и установленными на торцевой поверхности распорной втулки 11, Концентраторы 15 могут быть выполнены в виде дискретно установленных в радиальном направлении вкладышей, выполненных из магнитопроводного материала, например, с зубцевидным или трапециевидными профилем.

Клапан работает следующим образом, Запорный орган 5 под действием приводного механизма (не показан) движется вниз. Его поверхность приходит в контакт с седлом 4. При опускании запорного органа

5 полюсные наконечники 6 и 7 образуют рабочий зазор с сопрягаемой поверхностью магнитопровода седла 4. и находящаяся на концентраторах 15 магнитного потока и удерживаемая за счет магнитного поля рассеяния постоянного магнита 9 намагничивающаяся жидкость 8 замыкает магнитную цепь, При этом жидкость 8 под действием градиентной магнитной сильi распределяется по кольцевым пробкам, притягиваясь к концентраторам 15 магнитного поля на полюсных наконечниках 6 и 7, Автоматически через соединительный зазор 14 из емкости

12 поступает смачивающий намагничивающийся состав 8, облитерируя в магнитном поле магнитопровода в клапане с повышенной эффективностью, предотвращая просачивание рабочей среды через уплотнительные пробки намагничивающейся жидкости 8, причем сформированное магнитное поле за счет своей неоднородности обеспечивает как уплотнение межповерхностного контакта, удержание намагничивающейся жидкости 8, увеличивает степень прилипания и адгезии ее к магнитопроводящим злеме чтам клапана в рабочем зазоре, так и увеличивает вяэкос1( и предельное напряжение сдвига, при котором начинается разрушение на прочность пространственной и укрепленной ма нитным полем структурной сетки в намагничивающейся жидкости 8. Все это в цслом препятствует уносу смачивающего состава

8 под действием потока и перепада давления уплотняемой среды, повышает надежность работы клапана и повышает уровень герметизации, позволяет расширить области применения как в сторону расширения диапазона рабочих параметров уже существующего аоматурного оборудования, так и в совершенно новых направлениях.

Возможность испарения жидкой основы в намагничивающейся жидкости 8 компенсируется подпиткой через соединительный зазор 14 из емкости 12 со смачивающим составом 8. При этом эксплуатационные расходы по обслуживанию клапана резко снижаются. поскольку обеспечена автоматизация этого процесса режима работы клапана в целом. кроме того. клапан обеспечивает зкономию смачивающего состава в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

1, Клапан, содержащий корпус с седлом, входным и выходным патрубками, взаимодействующий с седлом запорный орган, зона контакта которых сообщена зазором с камерой, содержащей смачивающую жидкость, причем стенки зазора выполнены с выступами, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности, он снабжен постоянным магнитом и распорной втулкой, смачивающая жидкость выполнена намагниченной, а запорный орган выполнен в виде соединенных штоком двух частей. охватывающих установленный на штоке постоянный магнит, и размещенную соосно с ним распорную втулку, между соответствующими стенками которых расположена камера со смачивающей жидкостью. при этом в запорном органе выполнен канал, сообщающий входной патрубок с упомянутой камерой, а зазор, образованный торцевыми поверхностями распорной втулки и частью запорного органа, обращенной к входному патрубку. выполнен с уменьшающимися в направлении к седлу величиной зазора, а также высотой выступов на его стенках, причем упомянутые части запорного органа размещены в седле с образованием между ними и седлом зазора, заполненного смачивающей жидкостью.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на торцевой поверхности распор1 779336F) ной втулки со стороны зазора размещены концентраторы магнитного потока, контактирующие с цилиндрической поверхностыю постоянного магнита.

1779866

Составитель П. Огар

Техред М.Моргентал Корректор Н, Слободяник

Редактор Л, Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4426 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5