DE1182919B

DE1182919B - Control valve with magnetic drive and damping device

Info

Publication number: DE1182919B
Application number: DEW30141A
Authority: DE
Inventors: Georg Weisheit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-06-09
Filing date: 1961-06-09
Publication date: 1964-12-03

Description

Regelventil mit Magnetantrieb und Dämpfungseinrichtung Als Regelventile mit Magnetantrieb sind solche mit aus ein oder mehreren Elektro-Hubmagneten bestehendem Stellmotor bekannt, der an der Stange des Verschlußstückes des Ventils angreift. Der Hubmagnet besteht aus einer Magnetspule und einem Magnetanker, und der Magnetanker bewegt sich unter dem Einfluß elektromagnetischer Kräfte und/oder gegebenenfalls einer Rückstellfeder auf und nieder, um dabei das Verschlußstück zu bewegen und das Ventil auf- und zuzumachen. Derartige Ventile sind nur für Zweipunktregelungen zu gebrauchen. Um Regelventile des beschriebenen Aufbaus, auch für Stetigregelungen einsetzen zu können, ist es erforderlich und bekannt, dem Hubmagneten ein Dämpfungsglied zuzuordnen, das dem Magnetanker eine langsame Bewegung aufzwingt. Solche Dämpfungsglieder bestehen zum Beispiel aus einer Membran, die eine mit einer Dämpfungsflüssigkeit, wie Öl, gefüllte Dämpfungskammer in zwei Raumteile teilt, wobei eine Stange an die Membran angeschlossen ist, die mit dem Magnetanker und. der Stange des Verschlußstückes verbunden ist, und wobei die beiden durch die Membran getrennten Dämpfungskammerhälften durch einen Umströmungskanal verbunden sind, in dem sich eine Drossel befindet. Da derartige Membranen häufig nur kleine Stehwege ausführen können, ist für größere Stellwege auch ein Dämpfungsglied bekannt, das aus einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit, wie Öl, gefülltem Dämpfungszylinder und darin bewegtem Dämpfungskolben besteht, dessen Stange mit dem Magnetanker verbunden ist, und wobei die durch den Dämpfungskolben getrennten Dämpfungszylinderräume durch einen Umströmungskanal mit darin angeordneter Drossel verbunden sind. Zusammengefaßt gehört somit zum Stand der Technik ein Regelventil mit Magnetantrieb und einem mit dein Verschlußstück durch eine Stange verbundenem, in einem Dämpfungszylinder mit Flüssigkeitsfüllung beweglichen Kolben, einer gedrosselten Verbindung zwischen den durch den Kolben abgeteilten Dämpfungskammern im Dämpfungszylinder sowie einer abgedichteten Führung der Stange mittels Stopfbuchsen, Dichtungsringen od. dgl. durch beide Stirnwände des Dämpfungszylinders hindurch.Control valve with magnetic drive and damping device As control valves with magnetic drive are those with one or more electric lifting magnets Servomotor known which engages the rod of the closure piece of the valve. The lifting magnet consists of a magnet coil and a magnet armature, and the magnet armature moves under the influence of electromagnetic forces and / or possibly a return spring up and down to move the locking piece and open and close the valve. Such valves are only for two-point control to use. To control valves of the structure described, also for continuous control to be able to use, it is necessary and known to provide the lifting magnet with an attenuator assigned, which forces the armature to move slowly. Such attenuators consist, for example, of a membrane that is filled with a damping fluid, like oil, divides the filled damping chamber into two parts, with a rod attached to the Diaphragm is connected to the armature and. the rod of the locking piece is connected, and wherein the two damping chamber halves separated by the membrane are connected by a flow channel in which there is a throttle. Since such membranes can often only carry out small standing paths, larger ones are used Travel paths also known as a damping element, which consists of a damping fluid, such as oil, filled damping cylinder and moving damping piston, whose rod is connected to the armature, and which by the damping piston separate damping cylinder spaces by a flow channel with arranged therein Throttle are connected. In summary, the prior art thus includes a control valve with magnetic drive and one connected to your locking piece by a rod, Movable piston in a damping cylinder filled with liquid, a throttled one Connection between the damping chambers in the damping cylinder, which are divided off by the piston as well as a sealed guide of the rod by means of stuffing boxes, sealing rings or the like through both end walls of the damping cylinder.

Diese bekannte Ausführungsform von Regelventilen des letztbeschriebenen Aufbaus sind nicht frei von Nachteilen. Nach mehr oder weniger langer Betriebszeit wird nämlich beobachtet, daß bei der Umsteuerung von der Aufbewegung in die Schließbewegung oder umgekehrt das Verschlußstück plötzlich springt, so daß die Erfüllung regeltechnischer Funktionen nicht mehr möglich ist. Die Ursache dieses Springens ist lange Zeit nicht erkannt worden.This known embodiment of control valves of the last described Structures are not free from drawbacks. After a more or less long period of operation it is observed that when reversing from the upward movement to the closing movement or vice versa the stopper suddenly jumps, so that the fulfillment is more technical Functions is no longer possible. The cause of this jumping is not for a long time recognized.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, bei Regelventilen des letztbeschriebenen Aufbaus trotz Anordnung von Dichtungsringen, Stopfbuchsen u. dgl. mit der Stange eine kleine Flüssigkeitsmenge aus dem Dämpfungszylinder nach außen getragen wird und bei der Rückwärtsbewegung an dem Dichtungsmittel der Durchführung der Kolbenstange am Zylinderboden bzw. an der Dämpfungskammer abgestreift wird, so daß im Ergebnis Luft in den Dämpfungszylinderraum eingesaugt wird. Diese Luft ist im Gegensatz zu der Dämpfungsflüssigkeit kompressibel und macht die Füllung des Dämpfungszylinders, indem sie entweder ein Luftpolster über, der Dämpfungsflüssigkeit bildet oder in der Dämpfungsflüssigkeit emulgiert, komprimierbar, worauf das beschriebene springende des Verschlußstückes zurückzuführen ist.The invention is based on the knowledge that, in control valves of the last-described structure despite the arrangement of sealing rings and stuffing boxes and the like after a small amount of liquid from the damping cylinder with the rod is worn outside and on the backward movement on the seal means of the bushing the piston rod is wiped off at the cylinder base or at the damping chamber, so that, as a result, air is sucked into the damping cylinder space. This air In contrast to the damping fluid, it is compressible and makes the filling of the damping cylinder either by placing an air cushion over the damping fluid forms or emulsified in the damping liquid, compressible, whereupon the described jumping of the breechblock is due.

Allerdings könnte man daran denken, eine wirksaniere Abdichtung der Führung der Stange an beiden Stirnwänden des Dämpfungszylinders mittels an sich bekannter Faltenbalgdichtungen vorzunehmen. Das ist jedoch bei Regelventilen aus mehreren Gründen nicht möglich: Einerseits übt die unter dem Druck der Dämpfungsflüssigkeit stehende Membran unübersehbare, zumindest nicht eindeutig definierbare Kräfte auf die Stange aus, welche die Dämpfung und damit die Regelgenauigkeit beeinflussen. Auch können selbst bei Verwendung von derartigen Faltenbalgdichtungen an der Verbindungsstelle zwischen dem Faltenbalg und der Stange bzw. den Stirnwänden des Dämpfungszylinders Undichtigkeiten auftreten. Andererseits läßt ein Faltenbalg einen hinreichend großen Hub kaum zu. Tatsächlich sind gerade in diesem Falle die vorgenannten Störungen beachtlich.However, one could think of a more effective sealing of the Guide the rod on both end walls of the damping cylinder by means of itself make known bellows seals. However, this is not the case with control valves Not possible for several reasons: On the one hand, the exercises under the pressure of the damping fluid standing membrane unmistakable, at least not clearly definable forces the rod from which the damping and thus the control accuracy influence. Even when using such bellows seals at the connection point between the bellows and the rod or the end walls the damping cylinder leaks occur. On the other hand, a bellows leaves a sufficiently large stroke is hardly possible. In fact, in this case, they are the aforementioned disturbances are considerable.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Regelventil mit Magnetantrieb des letztbeschriebenen Aufbaus zu schaffen, bei dem das erwähnte Springen des Verschlußstücks nicht mehr auftritt, und hat sich folglich spezieller die Aufgabe gestellt, ein Regelventil des beschriebenen Aufbaus so zu gestalten, daß ein Eintragen von Luft in den Dämpfungszylinderraum hinein nicht mehr stattfinden kann.The object of the invention is to provide a control valve with a magnetic drive to create the last-described structure, in which the mentioned jumping of the closure piece no longer occurs, and has consequently set itself the task of creating a To make control valve of the structure described so that an entry of air can no longer take place in the damping cylinder space.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stange im Anschluß an ihre Dichtungen in den Stirnwänden von mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern umgeben ist.This object is achieved in that the rod in connection with their Seals in the end walls of chambers filled with the damping fluid is surrounded.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Zwar wird auch bei den erfindungsgemäßen Regelventilen bei der Bewegung der Stange aus dem Dämpfungszylinderraum hinaus möglicherweise ein Ölfilm ausgetragen, da jedoch die Stange an diesen Durchtritten von Kammern, die mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind, umgeben ist, wird bei der Rückwärtsbewegung jeweils die gleiche Flüssigkeitsmenge wieder eingesaugt. Auch aus den kennzeichnenden Kammern wird möglicherweise ein Teil der Dämpfungsflüssigkeit nach außen getragen, dieses wirkt sich jedoch auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Regelventils nicht aus, da der Eintritt von Luft in den Dämpfungszylinder wirksam verhindert wird, solange sich noch eine, wenn auch nur geringe Dämpfungsflüssigkeitsmenge in diesen Kammern befindet. Die aus den Kammern ausgetragene Flüssigkeit kann im übrigen in mehr oder weniger langen Zeiträumen leicht nachgefüllt werden.It is true that in the case of the control valves according to the invention, too, the movement an oil film may be discharged from the rod out of the damping cylinder space, However, since the rod at these passages of chambers filled with damping fluid are filled, is surrounded, the same amount of liquid is generated during the backward movement sucked in again. The characteristic chambers may also become a Part of the damping fluid carried to the outside, but this has an effect the functioning of the control valve according to the invention does not, since the inlet of air in the damping cylinder is effectively prevented as long as there is still a even if there is only a small amount of damping fluid in these chambers. the Liquid discharged from the chambers can also be more or less long Easily refilled during periods of time.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert: F i g. 1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Regelventils, teilweise im Schnitt, F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 stark vergrößerter Darstellung den Axialschnitt durch die Dämpfungseinrichtung des in F i g. 1 dargestellten Regelventils.In the following the invention is illustrated by means of only one exemplary embodiment Illustrative drawing explained in more detail: F i g. 1 shows the side view of a control valve according to the invention, partly in section, FIG. 2 in opposite the F i g. 1 greatly enlarged illustration of the axial section through the damping device of the in FIG. 1 shown control valve.

Das Regelventil besteht aus dem Ventilgehäuse 1 mit dem Ventilsitz 2, einem Verschlußstück 3, einer Stange 4 und dem Hubmagnet 5 mit der Dämpfungseinrichtung 6. Der Hubmagnet besteht aus der Magnetspule 7 und einem Magnetanker 8, der sich bei Einschaltung des Stromes unter dem Einfluß der magnetischen Kräfte und der Rückstellfeder 9 auf und nieder bewegt. Die Dämpfungseinrichtung 6 besteht aus einem Dämpfungszylinder 10 mit einer Dämpfungsflüssigkeit 11, z. B.- 01, und mit einem Dämpfungskolben 12, .dessen Kolbenstange 13 nach oben und unten aus den durch den Zylinderboden 14 bzw. Zylinderdeckel 15 gebildeten Stirnflächen des Dämpfungszylinders herausgeführt ist und unten mit der Stange 4 verbunden ist.The control valve consists of the valve housing 1 with the valve seat 2, a closure piece 3, a rod 4 and the solenoid 5 with the damping device 6. The solenoid consists of the solenoid 7 and a magnet armature 8, which when the current is switched on under the influence of magnetic forces and the return spring 9 moved up and down. The damping device 6 consists of a damping cylinder 10 with a damping liquid 11, for. B. 01, and with a damping piston 12,. Whose piston rod 13 is led up and down from the end faces of the damping cylinder formed by the cylinder base 14 or cylinder cover 15 and is connected to the rod 4 at the bottom.

Im Ausführungsbeispiel sind die beiden, durch den Dämpfungskolben 12 getrennten Dämpfungskammern 10 a, 10 b durch einen Umströmungskanal 16 verbunden, der in der Kolbenstange 13 gebohrt ist und eine Drosselstelle 17 aufweist. Diese Drosselstelle wird mit der Schraubenspindel 18 gebildet. Diese kann durch Abschrauben der Kappe 19 von der Kolbenstange 13 mit Hilfe eines Schraubenziehers eingestellt werden. Auf diese Weise läßt sich die Dämpfungswirkung und damit die Stehzeit des erfindungsgemäßen Regelventils einstellen. Die Kolbenstange 13 ist im Anschluß an ihre Durchtritte durch den Zylinderboden 14 und Zylinderdeckel 15 von mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern 20, 21, und zwar eine obere und eine untere Kammer umgeben. Beide sind durch einen Ringspalt oder die Bohrungen 22 verbunden. Man könnte auch den Dämpfungszylinder 10, bis auf Halterungen, im ganz zen in eine weitere Flüssigkeitskammer einsetzen. Die untere Kammer 20 ist als eine die Kolbenstange 13 umgebende Ringkammer, die obere Kammer 21 ist als eine durch den Zylinderdeckel 23 abgeschlossene Kammer ausgebildet. Die beiden Kammern 20,21 sind durch die erwähnten Bohrungen 22 miteinander verbunden. Im übrigen besitzen sowohl der Zylinderboden 14 als auch der Zylinderdeckel 15 Dichtungen 24 für die Kolbenstange 13. Eine Schraube 25 im Deckel 23 der oberen Flüssigkeitskammer 21 verschließt eine Nachfüllöffnung 27 für Dämpfungsflüssigkeit.In the exemplary embodiment, the two damping chambers 10 a, 10 b separated by the damping piston 12 are connected by a flow passage 16 which is drilled in the piston rod 13 and has a throttle point 17. This throttle point is formed with the screw spindle 18 . This can be adjusted by unscrewing the cap 19 from the piston rod 13 with the aid of a screwdriver. In this way, the damping effect and thus the dwell time of the control valve according to the invention can be adjusted. Following its passages through the cylinder base 14 and cylinder cover 15, the piston rod 13 is surrounded by chambers 20, 21 filled with damping fluid, namely an upper and a lower chamber. Both are connected by an annular gap or the bores 22 . You could also use the damping cylinder 10, except for brackets, in the very zen in another liquid chamber. The lower chamber 20 is designed as an annular chamber surrounding the piston rod 13 , the upper chamber 21 is designed as a chamber closed off by the cylinder cover 23. The two chambers 20, 21 are connected to one another by the bores 22 mentioned. In addition, both the cylinder base 14 and the cylinder cover 15 have seals 24 for the piston rod 13. A screw 25 in the cover 23 of the upper fluid chamber 21 closes a refill opening 27 for damping fluid.

Der Dämpfungskolben 12 bewegt sich bei der Betätigung des Ventils in Richtung des Pfeiles 26. Die Figur macht deutlich, daß dabei zwar ein Ölfilm mit der Kolbenstange 13 aus einer Dämpfungskammer, 10 a bzw. 10 b nach unten oder oben ausgetragen werden kann, bei der entsprechenden Rückwärtsbewegung wird jedoch infolge der Anordnung der Kammern 20, 21, die mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind, ein entsprechender Ölfilm in die Dämpfungskammern 10 a bzw. 10 b eingesaugt, so daß der Eintritt von Luft unmöglich ist.The damping piston 12 moves when the valve is operated in the direction of arrow 26. The figure makes it clear that while an oil film with the piston rod 13 from a damping chamber, 10 a or 10 b can be discharged down or up, in the However, due to the arrangement of the chambers 20, 21 which are filled with damping fluid, a corresponding oil film is sucked into the damping chambers 10 a and 10 b , so that the entry of air is impossible.

Claims

Claims: 1. Control valve with magnetic drive and a piston connected to the closure piece by a rod, movable in a damping cylinder with liquid filling, a throttled connection between the damping chambers in the damping cylinder divided by the piston and a sealed guide of the rod through both end walls of the damping cylinder, thereby gekenn -z eichnet that the rod (13) in connection with its seals (24) in the end walls (14, 15) is surrounded by chambers (20, 21) filled with the damping fluid.

2. Control valve according to claim 1, characterized in that that the lower chamber (20) as an annular chamber surrounding the piston rod (13) and the upper chamber (21) is designed as a chamber closed by a cover (23) is and both chambers (20, 21) are connected to one another by bores (22).

3. Control valve according to claims 1 and 2, characterized in that the with the damping fluid-filled chambers (20, 21) on both sides by seals (24) of the rod (13) are limited.

4. Control valve according to claims 1 to 3, characterized in that the chambers (20, 21) have one or more refill openings (27) for the damping liquid.

5. Control valve according to claims 1 to 4, characterized in that the damping cylinder (10) is inserted except for brackets in a surrounding chamber (20, 21). Considered publications: German Patent Nos. 265 814, 554 606, 571723, 878 305; German interpretation document M 21810 XII / 47g (published on January 12, 1956); U.S. Patent Nos. 2,922,614, 2,923,519, 2,923,521, 2,939,696.