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DE1074348B - Electromagnetically controlled valve, the movement of which is caused by the pressure medium - Google Patents

Electromagnetically controlled valve, the movement of which is caused by the pressure medium

Info

Publication number
DE1074348B
DE1074348B DENDAT1074348D DE1074348DA DE1074348B DE 1074348 B DE1074348 B DE 1074348B DE NDAT1074348 D DENDAT1074348 D DE NDAT1074348D DE 1074348D A DE1074348D A DE 1074348DA DE 1074348 B DE1074348 B DE 1074348B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
bore
openings
valve
pressure chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1074348D
Other languages
German (de)
Inventor
Düsseldorf-Urdenbach Kurt Müller
Original Assignee
A. u. K. Müller, Apparatebau, Düsseldorf-Urdenbach
Publication date
Publication of DE1074348B publication Critical patent/DE1074348B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/40—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor
    • F16K31/402—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a diaphragm
    • F16K31/404—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a diaphragm the discharge being effected through the diaphragm and being blockable by an electrically-actuated member making contact with the diaphragm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

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.There are known electromagnetically controlled valves in which the movement is effected by the pressure medium, the closure part of the Valve has a bore which is opened or closed by an electromagnetically operated auxiliary valve can be. In such valves, the closure part is designed either as a differential piston or as a membrane that delimits a pressure space from the flow spaces of the valve. The pressure chamber is connected to the inflow through a second bore in the closure part. The mode of action this known valve is based on the fact that when the bore through which the pressure chamber with the outflow is in communication, is closed by the auxiliary valve, the pressure medium from the inflow enters the pressure chamber through the second opening and the closure part against the valve seat presses so that the valve is kept closed. If, on the other hand, the auxiliary valve is opened, it can relax the pressure medium in the pressure chamber after the drain by flowing out through this opening, and the closure part, e.g. B. a membrane rises under the influence of the pressure in the inflow and gives the Free flow.

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.Various proposals are already known to avoid water hammer in such valves by that the flow opening through which the inflow is in communication with the pressure chamber, is at Approach to the closed position is reduced, so that the movement of the closure part is slowed down and in the last stage of the closing movement it slowly rests on the valve seat. These Devices have proven themselves well, but they still have the drawback that the braking device must be adjusted according to the pressure prevailing in the inflow, d. H. such a valve, which, for example, decelerates perfectly at an overpressure of IV2 at in the inflow, is not without special Setting suitable for a pressure of 10 at in the inflow and vice versa.

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.The invention is an improvement of such a valve by which it is achieved that the Braking is practically the same for every pressure prevailing in the inflow. According to the invention, this is shown in achieved in a very simple manner that the openings of the two holes through the same closure piece to be covered.

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,An embodiment of a valve according to the invention is shown in the figure in longitudinal section. As a closure part is a membrane 1, the edge between the valve housing 2 and the Valve cover 3 is jammed. This membrane borders a pressure chamber 4 against the flow of the Valve, which consists of the inflow 5 and the outflow 6 be-electromagnetically controlled valve,

dessen Bewegung durch das Druckmittelits movement through the pressure medium

bewirkt wirdis effected

Anmelder:Applicant:

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

Kurt Müller, Düsseldorf-Urdenbach,
ist als Erfinder genannt wordenKurt Müller, Düsseldorf-Urdenbach,
has been named as the inventor

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.sticks out. In the middle, appropriately reinforced part 7 of the membrane 1 there is a central bore 8 through which the pressure chamber 4 can be brought into communication with the outflow chamber 6, and another bore 9 through which the pressure chamber 4 communicates with the inflow chamber 5 can be brought. The openings 10, 11 of the two bores on the pressure chamber side of the membrane 1 are arranged close to one another, namely in the embodiment the opening 10 of the bore 8, which is in communication with the drainage space 6, in the middle of the membrane 1, which Opening 11 of the bore 9, which is in communication with the inflow space 5, eccentrically next to the bore 10, in such a way that it is closer to the edge of the reinforced part 7. The bore 9 has a smaller cross-section or a greater flow resistance than the bore 8. A magnet armature 12 is used for electromagnetic actuation of the valve, which is lifted from the membrane 1 when the magnet coil (not shown) is excited and extends to the openings 10 when the coil is not excited , 11 places. At the lower end of the armature 12 is a plug 13 made of rubber-elastic material, for. B. natural or synthetic rubber attached. The surface of the membrane in which the two openings 10, 11 are located can be flat, but it can also be slightly convex or conical.

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-The function of the valve is as follows: In the figure, the valve is shown in the closed position. In this position, the central bore 8 has to pass through the electromagnetically operated locking piece 13 be closed, while the bore 9 allows the passage of the pressure medium into the pressure

909 727/287909 727/287

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 :Space 4 is to be released so that the membrane 1 is pressed against the valve seat 15 by the pressure in the inlet space 5. On cursory inspection, the arrangement does not seem to be functional, since, contrary to the stated requirement, both openings are closed. Surprisingly, however, it is still functional, which is based on the fact that the medium in the pressure chamber 4 tends to flow away through the bore 8. while it tends to flow in through the opening 9, since there is a higher pressure in the pressure chamber 5. As long as there is an overpressure in the pressure chamber 4, which presses the membrane 1 against the valve seat 15, both openings 10 and 11 can be closed without the position of the membrane 1 changing anything. Is raised by the electromagnetic actuation of the armature 12, so that the opening 10 of the bore 8 is completely exposed. on the other hand, more pressure medium flows out of the pressure chamber through the bore 8 than flows in through the bore 9, i.e. the pressure in the pressure chamber 4 decreases so much that the membrane lifts off the valve seat 15 under the overpressure in the inflow chamber 5 and releases the flow. If now, in order to close the valve, the excitation of the electromagnet is switched off again, then the \ "ersclilußstück 13 lies back on both openings 10 and 11. However, it does not completely block the flow through the two openings, but only throttles because it is kept at a small distance from the surface in which the openings 10, 11 are located by the steel pressure of the medium flowing through the bore 9 into the pressure chamber 4. The pressure in the pressure chamber 4 increases because the pressure difference increases between the spaces 4 and 6 the aim is to press the plug 13 more and more onto the opening 10 and the membrane 1 is again pressed onto the valve seat 15. The pressure difference between the inlet and outlet opening of the bore 9 corresponds to the difference between the line pressure in the Inflow chamber 5 and the pressure in the pressure chamber 4. However, this pressure difference becomes smaller as the valve approaches the closed position, and thus the Gap between the two surfaces is smaller, which explains the fact that the movement of the diaphragm is braked as it approaches the closed position and the diaphragm 1 slowly rests on the valve seat 15 without causing a water hammer. At a higher output pressure, the force tending to close the opening 10 is greater, as is the flow rate through the bore 9. However, the valve does not close quickly because the jet pressure increases through the opening 11 and the common closure piece 13 holds at a greater distance and thereby in turn a larger amount of the medium can flow out of the pressure chamber 4 through the bore 8. The final delay is therefore not path-dependent, but hydrodynamic, which is confirmed by the observation that the valve according to the invention automatically selects the correct closing delay at different line pressures. This is particularly important because the water pressure often fluctuates very strongly and incorrect settings are also eliminated. The consideration of the mode of operation also makes it understandable that a slightly conical or convex design of the surface of the membrane in which the two openings 10, 11 are located, or the surface of the closure piece 13 interacting with it, favors the mode of operation. Such a conical or convex design has the consequence that the outflow through the bore 8 is throttled more than the inflow through the bore 9 on the edge of the classified information. The invention can also be used with other valve constructions than the one shown, for example with valves in which the direction of flow is opposite, so that the flow passes through the membrane from below. The channels are guided accordingly. The edge zone of the membrane is expediently supported in this case. 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.1. Electromagnetically controlled valve, the movement of which is caused by the pressure medium, with a closure part, e.g. B. a membrane, the or a pressure chamber against the Durchilußräume delimits and has two bores, one of which the pressure chamber with the Outflow through which the pressure chamber is connected to the inflow, with means for Damping of the closing movement, characterized in that the openings (10, 11) of both bores (8, 9) are covered by the same closure piece (13). 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.2. Valve according to claim 1, characterized in that the openings (10, 11) terminating Surface of the closure piece (13) or the surface interacting with it in which the Openings (10, 11) are slightly convex or conical. 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.3. Valve according to claim 1, characterized in that that during the closing process of the valve between the openings (10, 11) and the closure piece (13) of the auxiliary valve remains a gap. 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.4. Valve according to claim 1. 2 or 3, characterized in that the opening (11) of the bore (9), through which the pressure chamber (4) is connected to the inflow (5), closer to the edge of the closure piece (13) is located as the opening (10) of the bore (8) through which the pressure chamber (4) is in communication with the drain (6). 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.5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the openings (10, 11) closing piece (13) and / or the part (7) in which the openings (10, 11) of the bores (8, 9) are located resilient material, for example made of natural or synthetic rubber, or rubber-elastic plastic. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 038 856, M 21810 XII/47g (bekanntgemacht am 12. 1. 1956).Considered publications:
German Auslegeschriften No. 1 038 856, M 21810 XII / 47g (published on January 12, 1956). In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1.048 455.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1,048 455. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 727/287 1.60© 909 727/287 1.60
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