Главная » 2011 » Июль » 11 » Конструкции и классификация запорных электромагнитных клапанов.
20:48
Конструкции и классификация запорных электромагнитных клапанов.
Запорные электромагнитные клапаны Электромагнитные запорные клапаны предназначены для быстрого дистанционного отключения или включения трубопровода. В связи с ограниченными тяговыми усилиями применяемых электромагнитов условные проходные диаметры электромагнитных клапанов прямого действия обычно имеют небольшое значение — = 6-40 мм. Применение мембранных усилителей позволяет создавать электромагнитные клапаны с Dy = 100-200 мм, В табл. 2.1 приведены основные параметры электромагнитных клапанов, регламентированные ГОСТ 22413—77*. Электромагнитные запорные клапаны (запорные клапаны с электромагнитным приводом) применяются в трубопроводных системах, агрегатах, аппаратах с автоматическим управлением и при управлении процессами вручную — оператором. Они отли¬чаются быстродействием и малыми габаритными размерами. При выборе электромагнитного клапана необходимо учитывать его технические данные, назначение, конструктивные особенности, так как не все электромагнитные клапаны допускают любое направление рабочей среды. Некоторые конструкции предназначены для работы только при заданном направлении потока, как правило, под золотник, в противном случае они полностью или частично теряют работоспособность или не обеспечивают герметичность запорного органа. Классификация запорных электромагнитных клапанов приведена на схеме 2.10, различные конструкции их — на рис. 2.120—2.126. Различают сальниковые и бессальниковые конструкции электромагнитных клапанов. В зависимости от вида действия — положения запорного органа при обесточенной обмотке привода — клапаны подразделяются на нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ). В клапанах c видoм действия НО при обесточенной обмотке электромагнита проход открыт, в клапанах с видом действия НЗ — проход закрыт. Имеются конструкции клапанов, которые могут настраиваться для работы на требуемый вид действия — НО или НЗ.
По принципу работы привода электромагнитные клапаны подразделяют на клапаны прямого действия и с мембранным или поршневым усилителем. Усилители действуют с использованием энергии рабочей среды. В электромагнитных клапанах прямого действия перестановочное усилие, действующее на золотник, создается только тяговым усилием, развиваемым электромагнитом, поэтому действие их не зависит от перепада давления рабочей среды на клапане и обеспечивается на всем диапазоне перепадов давления. Клапаны прямого действия имеют простую конструкцию, обладают высоким быстродействием и надежны в работе. Они могут быть ис-пользованы и на вязких или сильно загрязненных средах. В зависимости от разгрузки золотника от одностороннего давления рабочей среды различают клапаны с неразгруженным и с разгруженным золотником. С увеличением условного диаметра прохода клапана и давления среды возрастают силы сопротивления в клапане, а следовательно, и перестановочные усилия, необходимые для управления клапаном. В этих условиях требуются электромагниты большой мощности, возрастает и потребляемый ток. Чтобы избежать этого, в электромагнитных клапанах применяются мембранные или поршневые усилители, преобразующие энергию рабочей среды в перестановочное усилие. В конструкциях таких клапанов имеется основной золотник, перекрывающий отверстие в седле корпуса, и управляющий золотник, который механически связан с сердечником электромагнитного привода. Управляющий золотник (иногда он называется «импульсным клапаном»); под действием электрического сигнала, подаваемого на обмотку электромагнитного привода, открывает или закрывает проход рабочей среде через разгрузочное отверстие в усилитель. Площадь разгрузочного отверстия (импульсный канал) во много раз (до 1000 и более) меньше отверстия в основном проходе и служит только для соединения рабочей полости усилителя с входной частью клапана. Применением усилителя достигается резкое снижение необходимого тягового усилия на сердечнике электромагнита, габаритных размеров и потребляемой мощности. Рис. 2.120. Клапан электромагнитный запорный с Dy = 10 мм латунный бессальниковый НЗ прямого действия с неразгруженным золотником для природного газа (Pр = 0,6 МПа, ^ 20 °С); 1 — корпус; 2 — транспортные пробки; 3 — уплотнитель ное кольцо; 4 — разделительная трубка; 5 — нижняя шайба; 6 — втулка; 7 — шайбы; 8 — пружина возврата; 9 — катушка; 10 — компенсационная прокладка; 11 —- кожух; 12 - винт; 13 — прокладка; 14 — неподвижный полюс; 15 - втулка; 16 — пазы; 17— сердечник; 18 - прокладка; 19 — винт; 20 — резиновое кольцо; 21 — сетчатый фильтр .
Рис. 2.121. Клапан электромагнитный запорный с Dу = 10~-40 мм пластмассовый с мембранным усилителем с плавающим золотником для воды Pу = = 0,5 МПа, < 100 °С): 1 — корпус; 2 — мембрана; 3 — основной золотник; 4 —> крышка; 5 — сердечник управляющего золотника; 6 — разделительная трубка; 7 — катушка; 8 — разгрузочное отверстие; 9 — соединительное отверстие; 10 — фильтр; 11 — транспортные пробки
В качестве управляющего золотника в большинстве случаев конструктивно используется сердечник электромагнитного привода, который для этой цели снабжается эластичным уплотнением. Разгрузочное отверстие, перекрываемое золотником управляющего запорного органа, служит для сброса давления рабочей среды из полости над мембраной или над поршнем, в результате чего поднимается основной золотник и открывается основной запорньш орган. Помимо этого в мембране, поршне или непосредственно Б корпусе делается одно или несколько разгрузочных отверстий, которые предназначаются для подачи давления рабочей среды в полость над мембраной или над поршнем для закрытия основного запорного органа. Вместо отверстия может быть использован кольцевой зазор между цилиндрическими поверхностями поршня и направляющей втулки. Рис. 2.122. Клапан электромагнитный запорный с Dy= 15-б5 мм из ковкого чугуна бессальниковый НЗ прямого действия с разгруженным золотником для жидких сред {ру = 0,25 МПа, < 50 °С) Рис. 2.123.Клапан электромагнитный запорный из ковкого чугуна с поршневым усилителем с защелкой для воды и пара (ру = 1,6 МПа, ^р<150"С)
Различают клапаны со свободно плавающим золотником и клапаны с принудительным подъемом золотника. В клапане со свободно плавающим золотником открытие и удержание основного золотника в поднятом над седлом положении осуществляется только силами, создаваемыми действием перепада давления на площадь мембраны (или поршня), возникающего после открытия управляющего запорного органа и прохождения рабочей среды через разгрузочное отверстие. Соотношение площадей разгрузочного и загрузочного (обводного) отверстий (калиброванных) зависит от свойств среды и требуемой скорости открывания и закрывания клапана. В клапанах с принудительным подъемом золотника подъем его на полный ход обеспечивается независимо от давления рабочей силы, протекающей через клапан, поскольку для подъема кроме энергии рабочей среды используется и тяговое усилие, развиваемое электромагнитом. Рис. 2.125.Клапан электромагнитный запорный Dy~ 15 мм из коррозионно-стойкой стали бессальниковый НЗ прямого действия с ненагруженным золотником для дизельного топлива и мазута (Рр = 0,25 МПа, /р ^ 20 °С) 2.1. Основные параметры электромагнитных клапанов по ГОСТ 22413—77*
Отличительной особенностью запорного органа таких клапанов является наличие механической связи между управляющим и основным золотником, которая достигается за счет применения различных конструкций (головка и Т-образный паз, плоская пружина и др.).В ряде конструкций клапанов с принудительным подъемом основной золотник имеет возможность перемещаться на некоторую величину хода относительно управляющего золотника после того, как сердечник вошел в контакт с торцом полюса, т. е. занял свое крайнее положение. Рис. 2.126.Клапан электромагнитный стальной запорный бессальнйковый НЗ с мембранным усилителем с принудительным подъемом золотника для воды и хладона-12 (Ру = 2,5 Л\Па, /р<50°С): 1 - корпус; 2 - крышка; 3 — прокладка; 4 — втулка; 5 — полюс; 6 — кожух; 7 катушка; 8 - разделительная трубка; 9 — штуцер; 10 — управляюший золотник; 11 - плоская пружина; 12 - основной золотник.
