DE1251121B - Plat tenventil mit elektromagnetischer Abhebe steuerung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche Kl.: 47 g-45/02

Nummer: 1 251121

Aktenzeichen: D 46046 XII/47 g

Anmeldetag: 12. Dezember 1964

Auslegetag: 28. September 1967

Das kreisringförmige oder scheibenförmige Schließteil eines Plattenventils wird bekanntlich hauptsächlich durch den Staudruck des Fluids gesteuert, daneben auch durch vorzugsweise gleichfalls plattenförmige Dämpfungs- bzw. Rückschlagfedern belastet.

Ferner sind Steuerungen bekannt, mit denen entgegen dem Staudruck des Fluids die Abhebebewegung der Ventilplatte willkürlich verzögert oder aufgehoben werden kann. Derartige Abhebesteuerungen werden hauptsächlich in Kompressoren verwendet, um, vor allem zum entlasteten Anlauf, den Füllungsgrad des Kolbenverdichters verkleinern zu können.

Meistens sind derartige Abhebesteuerungen mechanisch wirkend ausgeführt in der Form von kronenförmigen Abhebegreifern oder von Abhebekölbchen, welche durch Federdruck, hydraulisch oder pneumatisch gegen die Ventilplatte anstellbar sind.

Insbesondere bei der Arbeit in hochtourigen Kolbenmaschinen macht sich die gegenüber der Ventilplatte nicht unbeträchtliche ungefederte Masse der mechanischen Abhebesteuerung störend bemerkbar. Nachteilig ist auch die Vergrößerung des Schadraumes infolge der für die Unterbringung der Abhebesteuerung notwendigen mit dem Strömungsweg kommunizierenden Hohlräume, ebenso die Vergrößerung des Einbaumaßes durch die mechanische Abhebesteuerung.

Zur Verminderung dieser Mängel ist bereits ein Plattenventil mit elektromagnetischer Abhebesteuerung bekannt, deren Wicklungen in einem magnetisch leitenden Körper des Ventils mit Luftspalt eingelassen sind, und zwar in konzentrischen Nuten der Sitzringe des Ventilfängers. Dessen Material wird dadurch in den Ringbereichen ausgenutzt zur Bildung von Jochen, welche einen Nutzkraftfluß im Hubspalt durch die Ventilplattenringe konzentrieren nach Art von konzentrisch angeordneten Ring-Elektromagneten. Zur Vermeidung eines diesen Nutzkraftfluß beeinträchtigenden magnetischen Kurzschlusses über die Fängerstege müssen diese konzentrischen Ringmagnete gleichsinnig gepolt sein. Da sowohl zur Unterbringung der Erregerwicklungen wie auch zur Führung des Kraftflusses lediglich ein Teil des Ventilkörpers ausgenutzt ist, nämlich die Ringe, während andererseits der Nutzkraftfluß durch den hohen magnetischen Widerstand im Hubspaltbereich geschwächt ist, können nur nachteilig geringe elektromagnetische Abhebekräfte erzeugt werden. Das Einbringen der Erregerwicklungen in die engen konzentrischen Ringspalte ist schwierig, das Auswechseln etwa einer durchgebrannten Erregerwicklung noch schwieriger.

Plattenventil mit elektromagnetischer
Abhebesteuerung

Anmelder:

Dienes Werke für Maschinenteile G. m. b. H.,

Vilkerath bei Köln

Als Erfinder benannt:

Hubert Miebach, Vilkerath bei Köln

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 23. Dezember 1963 (A 10406/63)

Die Erfindungsaufgabe besteht darin, bei einem Plattenventil mit elektromagnetischer Abhebesteuerung, deren Wicklungen in einem magnetisch leitenden Körper des Ventils mit Luftspalt eingelassen sind, die vorerwähnten Mängel des bekannten Ventils dieser Gattung zu vermeiden, insbesondere unter wirtschaftlicher Ausnutzung der gesamten Konstruktion eine ausreichende Nutzkraft für die Abhebesteuerung zu erzielen.

Dies geschieht erfindungsgemäß durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) die Elektromagnete sind in an sich bekannter. Weise sternförmig verteilt mit gegensinniger Polarität in Umfangsrichtung,

b) die Magnetkerne sind in den Sitz- bzw. Fängerkörper eingelassen,

c) zwischen die Magnetkerne und die Ventilplatten sind in die Kernbohrungen Schraubendruckfedern aus magnetisch leitendem Werkstoff eingelegt.

Durch die sternförmige Verteilung der Elektromagnete mit alternierender Polarität in Umfangsrichtung wird zwischen den Elektromagneten das Material des Ventilkörpers restlos zur Führung und Aufnahme des Kraftflusses ausgenutzt, zumal die Magnetkerne in den Sitz- bzw. Fängerkörper eingelassen sind. Eine derartige Magnetanordnung ist zwar bei einem Plattenventil zum Ersatz der Schließfeder bekannt, jedoch mit Permanentmagneten, die ohnehin zur Vermeidung magnetischen Kurzschlusses mit alternierender Polarität angeordnet, jedoch durch zusätzliche Joche verbunden und in unmagnetischem

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Material eingebettet sein müssen, so daß dort eine wirtschaftliche Ausnutzung der Ventilkonstruktion für eine ausreichende elektromagnetische Nutzkraft nicht verwirklicht ist.

Durch die in die Kernbohrungen zwischen Magnetkerne und Ventilplatte eingelegten Schraubendruckfedern aus magnetisch leitendem Werkstoff werden diese an sich bekannten Ventilbelastungsfedern gleichfalls zur Verstärkung des Nutzkraftflusses ausgenutzt, indem der hohe magnetische Widerstand im Hubbereich der Ventilplatte überbrückt wird. Dies ergibt bei gleichem Aufwand an Amperewindungszahl eine größere und auch vorteilhaft gleichmäßigere Anziehung der Ventilplatte über deren ganzen Hubweg, also ein weiches, leicht regelbares Funktionieren der Abhebesteuerung.

Die Justierung der Abhebekraft, sowie die Montage und das Auswechseln etwa beschädigter Elektromagnete werden in Weiterbildung der Erfindung dadurch erleichtert, daß die Magnetkerne eingeschraubte Kernschrauben sind.

Zur weiteren Erleichterung der Handhabung des Ventils im Betrieb können in Weiterbildung der Erfindung die Magnetspulen in Serie geschaltet und mit je einer Strombrücke ausgerüstet sein. Bei Windungsschluß in einer einzelnen Magnetspule muß dann die Verdichteranlage nicht wegen Kurzschlusses sofort außer Betrieb gesetzt werden, sondern kann, mit etwas erhöhtem Erregerstrom in den anderen Elektromagneten, weiterbetrieben werden. Bei Wicklungs-Unterbrechung in einer Magnetspule gilt das gleiche, weil die zugehörige Strombrücke einen entsprechenden Windungsschluß herbeiführt und damit zugleich den Fehlerort anzeigt.

Die Erfindung wird an Hand des in den F i g. 1 und 2 schematisch und teilweise im Radialschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Sechs Radialstege 1 des Fängerkörpers bilden je eine zylindrische, gegen die Arbeitsfläche des Fängers offene Tasche 2, welche eine Spule 5 mit Preßsitz bündig aufnimmt. Zwischen Kernschraube 4 und Ventilplatte 7 ist je eine an sich bekannte, flachgängige, die Lenkerplatte 8 durchsetzende und die Ventilplatte 7 im Schließungssinne belastende Wendeldruckfeder 3 angeordnet, die einen ständigen mechanischen und magnetischen Kraftfluß zur Ventilplatte vermittelt, wobei der im Schließungssinne wirkende mechanische Kraftfluß durch Einschaltung des vollen Erregerstromes im Sinne der Abhebesteuerung plötzlich umgekehrt werden kann. Längs des Wendelfederdrahtes entsteht dabei ein magnetischer Spannungsabfall, so daß die Wendeln einander entgegen der Federkraft anzuziehen bestrebt sind. Da der bei den bekannten elektromagnetischen Abhebesteuerungen erforderliche Luftspalt im Kraftfluß zwischen Spule und Ventilplatte durch die Wendeldruckfeder 3 stets überbrückt ist, erhält man eine völlig schlagfreie Abhebekraft, die überdies durch entsprechende Regelung des Erregerstromes stufenlos einstellbar ist zwischen einem Höchstwert in Abheberichtung und dem gegensinnigen Höchstwert in Anstellrichtung bei ausgeschaltetem Erregerstrom, entsprechend der mit der Kernschraube 5 einstellbaren mechanischen Kraft der Wendeldruckfedern 3.

Die Spulen 5 sind vollständig gekapselt und in Serie geschaltet und mit je einer Strombrücke 6 ausgerüstet, die zweckmäßig außen am Ventil in der Nähe der zugehörigen Spule angebracht wird und durch ihr Ansprechen den Ausfall der zugehörigen Spule sichtbar macht, wobei eine für Notbetrieb genügende elektromagnetische Steuerfähigkeit des Ventils durch die anderen nun entsprechend stärker erregten Elektromagnete gewährleistet bleibt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Plattenventil mit elektromagnetischer Abhebesteuerung, deren Wicklungen in einem magnetisch leitenden Körper des Ventils mit Luftspalt eingelassen sind, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) die Elektromagnete (3) sind in an sich bekannter Weise sternförmig verteilt mit gegensinniger Polarität in Umfangsrichtung,

b) die Magnetkerne (4) sind in den Sitz- bzw. Fängerkörper eingelassen,

c) zwischen die Magnetkerne (4) und die Ventilplatte (7) sind in die Kernbohrungen (5). Schraubendruckfedern aus magnetisch leitendem Werkstoff eingelegt.

2. Plattenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne eingeschraubte Kernschrauben (4) sind.

3. Plattenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen (5) in Serie geschaltet und mit je einer Strombrücke (6) ausgerüstet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 504 663, 679 714,
885 187.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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