DE1074348B - Elektromagnetisch gesteuertes Ventil, dessen Bewegung durch das Druckmittel bewirkt wird - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind elektromagnetisch gesteuerte Ventile bekannt, bei denen die Bewegung durch das Druckmittel bewirkt wird, wobei der Verschlußteil des Ventils eine Bohrung aufweist, die durch ein elektromagnetisch betätigtes Hilfsventil geöffnet oder verschlossen werden kann. Der Verschlußteil ist bei solchen Ventilen entweder als Differentialkolben ausgebildet oder als eine Membran, die einen Druckraum gegen die Durchflußräume des Ventils abgrenzt. Durch eine zweite Bohrung im Verschlußteil steht der Druckraum mit dem Zufluß in Verbindung. Die Wirkungsweise dieser bekannten Ventile beruht darauf, daß, wenn die Bohrung, durch die der Druckraum mit dem Abfluß in Verbindung steht, durch das Hilfsventil verschlossen ist, das Druckmittel aus dem Zufluß durch die zweite Öffnung in den Druckraum eintritt und den Verschlußteil gegen den Ventilsitz drückt, so daß das Ventil geschlossen gehalten wird. Wird dagegen das Hilfsventil geöffnet, so kann sich das Druckmittel im Druckraum nach dem Abfluß entspannen, indem es durch diese Öffnung ausfließt, und der Verschlußteil, z. B. eine Membran hebt sich unter dem Einfluß des Druckes im Zufluß und gibt den Durchfluß frei.

Es sind schon verschiedene Vorschläge bekannt, bei solchen Ventilen Wasserschläge dadurch zu vermeiden, daß die Durchflußöffnung, durch die der Zufluß mit dem Druckraum in Verbindung steht, sich bei Annäherung au die Schließstellung verkleinert, so daß dadurch die Bewegung des Verschlußteils abgebremst wird und er sich im letzten Stadium der Schließl)ewegung langsam auf den Ventilsitz auflegt. Diese Vorrichtungen haben sich zwar an sich gut bewährt, sie haben aber noch den Mangel, daß die Bremsvorrichtung entsprechend dem im Zufluß herrschenden Druck eingestellt werden muß, d. h. ein solches Ventil, das beispielsweise bei einem Überdruck von IV2 at im Zufluß einwandfrei abbremst, ist nicht ohne besondere Einstellung für einen Druck von 10 at im Zufluß geeignet und umgekehrt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung eines solchen Ventils, durch die erreicht wird, daß die Abbremsung bei jedem im Zufluß herrschenden Druck praktisch gleich ist. Dies wird erfindungsgemäß in sehr einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Öffnungen der beiden Bohrungen durch das gleiche Verschlußstück abgedeckt werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines Ventils gemäß der Erfindung ist in der Abbildung im Längsschnitt dargestellt. Als Verschlußteil dient eine Membran 1, deren Rand zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Ventildeckel 3 eingeklemmt ist. Diese Membran grenzt einen Druckraum 4 gegen den Durchfluß des Ventils, der aus dem Zufluß 5 und dem Abfluß 6 be-Elektromagnetisch gesteuertes Ventil,

dessen Bewegung durch das Druckmittel

bewirkt wird

Anmelder:

A. u. K. Müller, Apparatebau,
Düsseldorf-Urdenbach, Bücherstr. 33

Kurt Müller, Düsseldorf-Urdenbach,
ist als Erfinder genannt worden

steht, ab. In dem mittleren, zweckmäßig verstärkten Teil 7 der Membran 1 befindet sich eine zentrale Bohrung 8, durch die der Druckraum 4 mit dem Abflußraum 6 in Verbindung gebracht werden kann, und eine weitere Bohrung 9, durch die der Druckraum 4 mit dem Zuflußraum 5 in Verbindung gebracht werden kann. Die Öffnungen 10, 11 der beiden Bohrungen auf der Druckraumseite der Membran 1 sind dicht nebeneinander angeordnet, und zwar befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel die öffnung 10 der Bohrung 8, die mit dem Abflußraum 6 in Verbindung steht, in der Mitte der Membran 1, die öffnung 11 der Bohrung 9, die mit dem Zuflußraum 5 in Verbindung steht, exzentrisch neben der Bohrung 10, und zwar so, daß sie dem Rand des verstärkten Teils 7 näher liegt. Die Bohrung 9 hat einen kleineren Querschnitt bzw. einen größeren Strömungswiderstand als die Bohrung 8. Zur elektromagnetischen Betätigung des Ventils dient ein Magnetanker 12, der bei Erregung der nicht gezeichneten Magnetspule von der Membran 1 abgehoben wird und sich bei nicht erregter Spule auf die Öffnungen 10, 11 legt. Am unteren Ende des Magnetankers 12 ist ein Stopfen 13 aus gummielastischem Material, z. B. natürlichem oder künstlichem Kautschuk, angebracht. Die Fläche der Membran, in der sich die beiden Öffnungen 10, 11 befinden, kann eben sein, sie kann aber auch leicht konvex oder kegelig sein.

Die Wirkungsweise des Ventils ist folgende: In der Abbildung ist das Ventil in der Schließstellung gezeichnet. In dieser Stellung muß die mittlere Bohrung 8 durch das elektromagnetisch betätigte Verschlußstück 13 verschlossen sein, während die Bohrung 9 den Durchtritt des Druckmittels in den Druck-

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Claims (9)

raum 4 freigeben soll, damit die Membran 1 durch den Druck im Zuiiußraum 5 gegen den Ventilsitz 15 gedruckt wird. Die Anordnung scheint also bei flüchtiger Betrachtung nicht funktionsfähig zu sein, da entgegen der genannten Forderung beide Öffnungen verschlossen sind. Sie ist aber überraschenderweise doch funktionsfähig, was darauf beruht, daß das Medium im Druckraum 4 durch die Bohrung 8 abzufließen bestrebt ist. während es durch die Öffnung 9, da im Druckranm 5 ein höherer Druck herrscht, zuzufließen bestrebt ist. Solange im Druckraum 4 ein IJberdruck herrscht, der die Membran 1 gegen den Ventilsitz 15 drückt, können beide öffnungen 10 und 11 verschlossen sein, ohne daß sich an der Lage der Membran 1 etwas ändert. Wird durch die elektromagnetische Betätigung der Magnetanker 12 angehoben, so daß die Öffnung 10 der Bohrung 8 vollständig freigegeben ist. so fließt dagegen durch die Bohrung 8 aus dein Druckraum mehr Druckmittel ab als durch die Bohrung 9 zufließt, d.h. der Druck im Druckraum 4 vermindert sich so weit, daß sich die Membran unter dem Überdruck im Zuflußraum 5 vom Ventilsitz 15 abhebt und den Durchfluß freigibt. Wird nunmehr, um das Ventil zu schließen, die Erregung des Elektromagneten wieder abgeschaltet, so legt sich das \"ersclilußstück 13 wieder auf beide Öffnungen 10 und 11. wobei es allerdings den Durchfluß durch die beiden Öffnungen nicht vollständig sperrt, sondern nur drosselt, da es durch den Stahldruck des durch die Bohrung 9 in den Druckraum 4 fließenden Mediums in einem geringen Abstand von der Fläche, in der sich die öffnungen 10, 11 befinden, gehalten wird. Der Druck im Druckraum 4 erhöht sich, da die immer größer werdende Druckdifferenz zwischen den Räumen 4 und 6 bestrebt ist, den Stopfen 13 immer mehr auf die Öffnung 10 zu drücken und die Membran 1 wird wieder auf den Ventilsitz 15 gedrückt. Die Druckdifferenz zwischen der Einfluß- und Ausflußöffnung der Bohrung 9 entspricht der Differenz zwischen dem Leitungsdruck im Zuflußraum 5 und dem Druck im Druckraum 4. Diese Druckdifferenz wird aber mit der Annäherung an die Schließstellung des Ventils kleiner, und damit wird auch der Spalt zwischen den beiden Flächen kleiner, womit es sich erklärt, daß die Bewegung der Membran bei der Annäherung an die Schließstellung abgebremst wird und sich die Membran 1 auf den Ventilsitz 15 langsam auflegt, ohne daß ein Wasserschlag entsteht. Bei einem höheren Leistungsdruck ist zwar die Kraft, die die Öffnung 10 zu schließen bestrebt ist, größer, ebenso die Zulaufmenge durch die Bohrung 9. Es kommt jedoch zu keinem schnellen Schluß des Ventils, da der Strahldruck durch die öffnung 11 ansteigt und das gemeinsame Veischlußstück 13 in einem größeren Abstand hält und dadurch wiederum eine größere Menge des Mediums durch die Bohrung 8 aus dem Druckraum 4 abfließen kann. Die Schlußverzögerung erfolgt also nicht wegabhängig, sondern hydrodynamisch, was durch die Beobachtung bestätigt wird, daß das erfindungsgemäße Ventil bei verschiedenen Leitungsdrücken automatisch die jeweils richtige Schließverzögerung wählt. Dies ist besonders wichtig, da der Wasserdruck oft sehr stark schwankt und außerdem Fehleinstellungen ausgeschaltet sind. Die Betrachtung der Wirkungsweise macht es auch verständlich, daß eine schwach kegelförmige oder konvexe Ausbildung der Fläche der Membran, in der sich die beiden Öffnungen 10, 11 befinden, bzw. der mit ihr zusammenwirkenden Fläche des Verschlußstücks 13, die Wirkungsweise begünstigt. Eine solche kegelige oder konvexe Ausbildung hat nämlich zur Folge, daß der Abfluß durch die Bohrung 8 stärker gedrosselt wird als der Zufluß durch die Bohrung 9. In gleicher Weise wirkt es sich auch aus, daß die Öffnung 10 sich in der Mitte, die Öffnung 11 am Rande der Verschlußsache befindet. Die Erfindung ist auch bei anderen als der dargestellten Ventilkonstruktion anwendbar, beispielsweise bei Ventilen, bei denen die Durchflußrichtung entgegengesetzt erfolgt, so daß die Membran von unten angeströmt wird. Die Kanäle sind dabei entsprechend geführt. Zweckmäßig wird dabei die Randzone der Membran abgestützt. P \ τ r: χ τ α χ s ρ κ r c π ε :

1. Elektromagnetisch gesteuertes Ventil, dessen Bewegung durch das Druckmittel bewirkt wird, mit einem Verschlußteil, z. B. einer Membran, der bzw. die einen Druckraum gegen die Durchilußräume abgrenzt und zwei Bohrungen aufweist, von denen durch die eine der Druckraum mit dem Abfluß, durch die zweite der Druckraum mit dem Zufluß in Verbindung steht, mit Mitteln zur Dämpfung der Schließbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (10, 11) beider Bohrungen (8, 9) durch das gleiche Verschlußstück (13) abgedeckt werden.

2. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die die Öffnungen (10, 11) abschließende Fläche des Verschlußstücks (13) oder die mit ihr zusammenwirkende Fläche, in der sich die Öffnungen (10, 11) befinden, schwach konvex gewölbt oder konisch ist.

3. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß beim Schließvorgang des Ventils zwischen den Öffnungen (10, 11) und dem Verschluß stück (13) des Hilfsventil ein Spalt bleibt.

4. Ventil nach Anspruch 1. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (11) der Bohrung (9), durch die der Druckraum (4) mit dem Zufluß (5) in Verbindung steht, näher am Rande des Verschluß Stücks (13) liegt als die Öffnung (10) der Bohrung (8), durch die der Druckraum (4) mit dem Abfluß (6) in Verbindung steht.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das die Öffnungen (10, 11) verschließende Verschlußstück (13) und/ oder der Teil (7), in welchem sich die öffnungen (10, 11) der Bohrungen (8, 9) befinden, aus elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk, oder gummielastischem Kunststoff bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 038 856, M 21810 XII/47g (bekanntgemacht am 12. 1. 1956).

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1.048 455.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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