Клапан

(57) Испол ьзо порной арма вакуума. Сущ такта запорн зазором с ка дросселирующей и заботающей в условиях обретения: зона кона с седлом сообщена держащей смачиваювание: в уре, ра ность и го орга ерой, с е о ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ ССС Р) ПИСАНИЕ ИЗОБ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Братский индустриальный институтИвановский энергетический институт имВ,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРВ 1203299, кл Е 16 К 15/02, 1984,Авторское свидетельство СССРМ 1129446. кл. Р 16 К 1/32, 1983,Изобретение относится к арматуростроению, в частности к дроселирующей и запорной арматуре, предназначенной для работы в условиях вакуума, в 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 постоянных 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-за утечек уплотняемой среды при закрытии клапана через щую жидкость, Стенки зазора выполнены с выступами. Смачивающая жидкость намаг-, ничена. 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 межд ними и се лом зазо а, заполненного У д Рмачивающей жидкостью, 1 з.п. ф-лы, 3 ил,Фв м жповерхностныи ко н го органа и отжимно Известно клапанно жащее корпус с запорн действующим с седлом контакт которых соед смачивающим состава выполненного шерохо го с емкостью выше ур рубок - ниже уровня см Недостатком извес тройства является нев ограниченная область Цель изобретения ности клапана за счет и тичности и предотвр продуктов смачивающ рабочей сред Поста вле клапан, содернтакт седла и запорго устройства,е устройство, содерым органом, взаимо, межповерхностныйинен с емкостью сом с помощью зазора,ватым и соединенноовня, а входной патачивающего состава,тного клапанного усысокая надежность иприменения.- повышение надежовышения его гермеащения попаданияего состава в тракт ы.нная цель достигается тем. что жащий корпус с седлом, вход5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 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 ооган 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, обРазованный 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 намагничиваю- щейся 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 области применения клапана в различных узлахарматуры,Выполнение емкости для смачивающего состава в запорном органе позволяет повысить надежность работы клапана, Впроцессе работы клапана возможно испарение жидкой основы намагничивающейсяжидкости как смачивающего состава, чтоможет привести к значительному снижениюгерметичности из-за усиления процессафильтрации уплотняемой среды через засохшие частицы магнитной фазы. Для устранения этого явления предусмотренасистема автоматической, управляемой самим магнитным полем введенного в конструкцию постоянного магнита, дозировки посоединительному каналу, Давление проталкивания намагничивающейся жидкости всоединительном зазоре создается, во-первь х, за счет втягивающей градиентной магнитной силы, обусловленнойконцентрацией и усилением магнитного потока на полюсных наконечниках, прилегающих к седлу, Во-вторых, давление. проталкивания намагничивающейся жидкости в емкости создается за счет увеличенияразности давлений газообразной среды наконцах канала, выполненного в штоке клапана и соединенного с входным патрубком,Конструктивное выполнение соединительного зазора, образованного торцевымиповерхностями втулки и нижнего полюсногонаконечника, с переменной по величине высотой выступов, уменьшающейся в направлении к седлу, позволяет сформироватьградиентное неоднородное магнитное поле, причем магнитная сила, действующая нанамагничивающуюся жидкость, направленав сторону уменьшения зазора, т,е. к седлу,Тем самым достигается увеличение втягивания жидкости в зазор из емкости и обеспечивается надежная подпиткауплотнительных 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 содержит корпус 1 с входным 2и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 установлено седло 4, выполненное из магнитного материала и взаимодействующее сзапорным органом 5, Запорный орган 5 выполнен сборным в виде полюсных наконечников б и 7, которые образуют рабочийзазор с седлом 4, заполненный намагничивающейся жидкостью в качестве смачивающего состава 8, Между торцевымиповерхностями полюсных наконечников б и7 размещен постоянный магнит 9, устаноьленный на штоке 10 запорного органа 5, а5 10 15 20 30 35 40 45 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 б 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 силы распределяется по кольцевым пробкам, притягиваясь к концентраторам 15 магнитного поля на полюсных наконечниках б 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, предотвоащая 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 элементам клапана в рабочем зазоре, так и увеличивает вязкость и предельное напряжение сдвига, при котором начинается разрушение на прочнос 1 ь простоанственной и укрепленной магнитным полем структурной сетки в намагничивающейся жидкости 8, Все это в цслом препятствует уносу смачивающего состава 8 под действием потока и перепада давле. ния 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 всовершенно 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 изобретения1, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 поп 1, отличающийся тем, что на торцевой поверхности распор 177)866ной втулки со стороны зазсра размещены концентраторы магнитного потока. контактирующие с цилиндрической поверхностыюпостоянного магнита.1779866 Составитель П, ОгарТехред 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. Раушская наб., 4/5