DE1262713B

DE1262713B -

Info

Publication number: DE1262713B
Application number: DE19651262713
Authority: DE
Priority date: 1965-04-05
Filing date: 1965-04-05
Publication date: 1974-11-14
Also published as: DE1262713C2

Description

Elektromagnetisch direkt betätigtes Durchflußventil Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch direkt betätigtes, einsitziges Durchflußventil mit einem das gesamte axial durchfließende Medium ringförmig umschließenden, auf einem Innenrohr angeordneten Elektromagneten.Direct Electromagnetic Flow Valve The Invention relates to an electromagnetically directly operated, single-seat flow valve with one ring-shaped enclosing the entire axially flowing medium, on one Inner tube arranged electromagnet.

Es sind bereits elektromagnetisch betätigte, druckentlastete Durchflußventile bekannt, bei denen die Magnetspule ein druckdichtes, das zu sperrende Medium führende, sogenanntes Innenrohr umschließt, welches seinerseits als Führungsrohr für den hohlzylindrisch gearbeiteten, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden und an der äußeren Mantelfläche mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehenen, axial verschiebbaren Magnetanker dient. Der Arbeitsluftspalt des das Ventil betätigenden Magnetsystems liegt hierbei jedoch stets im Inneren des von der Magnetspule umschlossenen Raumes. Durch diese Anordnung bedingt, sind zwangläufig Spulen größerer Länge erforderlich, insbesondere dann, wenn infolge großer zu steuernder Durchflußquerschnitte des Ventils der hierfür erforderliche Hub des Magnetankers ebenfalls groß gehalten werden muß.There are already electromagnetically operated, pressure-relieved flow valves known, in which the magnetic coil is a pressure-tight, the medium to be blocked leading, so-called inner tube encloses, which in turn acts as a guide tube for the hollow cylinder machined, made of ferromagnetic material and on the outer surface with axially displaceable magnet armature provided with grooves running in the longitudinal direction serves. The working air gap of the magnet system actuating the valve lies here but always inside the space enclosed by the solenoid. Through this Due to the arrangement, coils of greater length are inevitably required, in particular then, if due to the large flow cross-sections to be controlled of the valve of this required stroke of the armature must also be kept large.

Längere Spulen ergeben aber einen höheren Aufwand an Kupfer für die Wicklung und ein längeres äußeres Magnetgehäuse. Außerdem muß ein ebenfalls längerer und im Material aufwendigerer, vorzugsweise aus teurem, nichtrostendem, magnetisierbarem Stahl hergestellter Magnetanker verwendet werden, dessen großes Gewicht bei Bewegung einen beträchtlichen Anteil der zur Verfügung stehenden Magnetkraft aufzehrt. Auch weisen die bekannten Magnetsysteme zur Betätigung von Ventilen neben dem eigentlichen Arbeitsluftspalt zwischen Polkern und Ankerstirnfläche noch einen weiteren Luftspalt an der Übergangsstelle des magnetischen Flusses zwischen der äußeren Mantelfläche des Ankers und dem Magnetgehäuse auf. In diesem Luftspalt verläuft der Magnetfluß senkrecht zur Bewegungsrichtung des Magnetankers, und die im Spalt gespeicherte magnetische Energie kann somit nicht zur Erzeugung einer Zugkraft in Bewegungsrichtung des Magnetankers benutzt werden. Hierdurch wird besonders die Zugkraft des Magneten in Hubanfangsstellung des Ankers geschwächt. Ein anderer Nachteil liegt in dem mindestens um die doppelte Wandstärke des hohlzylindrischen Magnetankers größeren, äußeren Durchmesser des Magnetsystems, gemessen an der der Erfindung zugrunde liegenden Ausführung. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß bei einer eventuellen Reparatur des elektrischen Teiles die Spule nur dann zugänglich ist, wenn gleichzeitig der gesamte, das Durchflußmedium leitende Teil des Ventils sowie die meistens beidseitig an den Stirnwänden des Magnetgehäuses angeflanschten Rohranschlußstücke, die gleichzeitig Abdichtungen, Druckfedern und den eigentlichen Ventilsitz enthalten,. weitgehend in ihre Bestandteile zerlegt werden. Der funktionsgerechte Zusammenbau ist dann im allgemeinen nur durch geschultes Personal möglich und erfordert auch mehr Zeit.However, longer coils result in a higher expenditure of copper for the Winding and a longer outer magnet housing. In addition, a longer one must be and more expensive in material, preferably made of expensive, rustproof, magnetizable Steel-made magnet armature are used, its great weight when moving uses up a considerable part of the available magnetic force. Even have the known magnet systems for actuating valves in addition to the actual Working air gap between pole core and armature face still another air gap at the transition point of the magnetic flux between the outer jacket surface the armature and the magnet housing. The magnetic flux runs in this air gap perpendicular to the direction of movement of the armature, and the one stored in the gap Magnetic energy can therefore not be used to generate a pulling force in the direction of movement of the armature can be used. This particularly increases the pulling force of the magnet weakened in the initial stroke position of the armature. Another disadvantage is that at least by twice the wall thickness of the hollow cylindrical magnet armature larger, outer Diameter of the magnet system, measured on the basis of the invention Execution. Another disadvantage arises from the fact that with a possible Repair of the electrical part the coil is only accessible when at the same time the entire part of the valve which conducts the flow medium, as well as most of the parts on both sides Flanged pipe connectors on the end walls of the magnet housing, which at the same time Seals, compression springs and the actual valve seat included. largely be broken down into their component parts. The functional assembly is then generally only possible by trained personnel and also requires more time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Durchflußventil ohne die genannten Nachteile zu schaffen.The invention is based on the object of a flow valve without to create the disadvantages mentioned.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Arbeitsluftspalt in einem nach außen druckdichten Raum zwischen einem Polflansch und dem Innenrohr ringförmig vor einer Stirnseite der Magnetspule angeordnet und der für den Einlauf des Magnetankers zwischen dem Polflansch und dem Innenrohr zur Verfügung stehende Raum radial beidseitig durch zylindrische Mantelflächen begrenzt ist.According to the invention the object is achieved in that the working air gap in an externally pressure-tight space between a pole flange and the inner tube arranged in a ring in front of an end face of the magnet coil and the one for the inlet of the magnet armature available between the pole flange and the inner tube Space is limited radially on both sides by cylindrical outer surfaces.

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

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated by way of example in the drawing.

A b b. 1 zeigt das Durchflußventil im Längsschnitt; A b b. 2 zeigt die Draufsicht.A b b. 1 shows the flow valve in longitudinal section; A b b. 2 shows the top view.

Das zur Betätigung des Ventils dienende Magnetsystem besteht aus der Magnetspule 1 auf dem Innenrohr 2, dem Deckel 3, dem Mantel 4, dem Polflansch 5 und dem aus nichtferromagnetischem Material, beispielsweise Messing, hergestellten, mit dem Polflansch 5 und dem Innenrohr 2 vorzugsweise durch Löten, Schweißen oder Kleben fest verbundenen Zwischenstück 6. In dem vorzugsweise aus Messing, Rotguß oder Grauguß bestehenden, durch den Polflansch 5 zentrierten und mit diesem über Schrauben 20 verbundenen, nach außen mittels Dichtring 7 druckfest abgedichteten Ventilgehäuse 8 läuft der ausgebildete, aus nichtferromagnetischem Material, vorzugsweise Leichtmetall, gearbeitete Verschlußteil 9. Dieser trägt durch beispielsweise Schrauben befestigt und durch geeignete Mittel zentriert den ringförmigen Magnetanker 10, der bei Erregung der Magnetspule 1 in das sich ringförmig zwischen den als -Polschuhen ausgebildeten Teilen 5 und 2 ausbreitende. Magnetfeld gegen die Kraft der Druckfedern 12 hineingezogen wird. Durch-den U-förmigen Querschnitt des Magnetankers 10 wird ein die Magnetkraft fördernder Verlauf des magnetischen Flusses im Arbeitsluftspalt erreicht.The magnet system used to actuate the valve consists of the magnet coil 1 on the inner tube 2, the cover 3, the jacket 4, the pole flange 5 and the one made of non-ferromagnetic material, e.g. brass, with the pole flange 5 and the inner tube 2, preferably by soldering , welding or bonding firmly connected intermediate piece 6. In the, preferably consisting of brass, red brass, or cast iron, centered by the pole flange 5 and connected thereto by screws 20 to the outside by means of sealing ring 7 pressure-tight sealed valve housing 8 runs the formed from non-ferromagnetic material, preferably light metal, machined closure part 9. This is fastened by, for example, screws and centered by suitable means, the annular magnet armature 10 which, when the magnet coil 1 is energized, spreads into the parts 5 and 2 formed as a ring between the pole shoes. Magnetic field is drawn in against the force of the compression springs 12. The U-shaped cross section of the armature 10 achieves a course of the magnetic flux that promotes the magnetic force in the working air gap.

- Bei-Beaufschlagungder Spule mit-Gleichstrom-wirdder Einlauf des Magnetankers 10 in das Magnetfeld begrenzt durch den Anschlag des Verschlußteils 9 am Innenrohr 2, beispielsweise so, daß zwischen-Magnetanker 10 und dem Polflansch 5 sowie dem Innenrohr 2 in axialer Richtung ein Restluftspält von 0,3 mm entsteht. .- When the coil is supplied with direct current, the inlet of the Magnet armature 10 in the magnetic field limited by the stop of the closure part 9 on the inner tube 2, for example so that between the armature 10 and the pole flange 5 and the inner tube 2 in the axial direction a residual air gap of 0.3 mm is created. .

Bei Erregung der Spule mit Wechselspannung wird durch Kürzung des oberen Rohrendes des Verschlußteils 9 eine Auflage des Magnetänkers 10-gegen Hubende auf dem Polflansch 5 und dem Innenrohr 2 erzwungen, damit die das Brummen verhütende Kurzschlußwindung 11 zur Wirkung kommt.When the coil is excited with alternating voltage, the upper end of the tube of the closure part 9 a support of the magnet armature 10 against the end of the stroke forced on the pole flange 5 and the inner tube 2 so that the hum preventing Short-circuit winding 11 comes into effect.

Bei nichterregter Spule drückt der Verschlußteil 9, niedergehalten durch mindestens- drei zueinander versetzte Druckfedern 12, fest auf die Dichtplatte 13. Dadurch wird das in Pfeilrichtung eintretende Durchflußmedium gesperrt.When the coil is not energized, the locking part 9 presses, held down by at least three mutually offset compression springs 12, firmly on the sealing plate 13. This blocks the flow medium entering in the direction of the arrow.

Die Bohrungen 15. und 16 im Verschlußteil 9 dienen dem Ausgleich des Durchflußmediums bei Bewegung des Verschlußteils. Durch wahlweises Vergrößern oder Verringern- der Bohrungsdurchmesser kann die öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Ventils in- Grenzen geregelt werden. Das ist von Vorteil, wenn, insbesondere bei flüssigen Medien, durch zu große Schließgeschwindigkeit entstehende Stöße in der Leitung vermieden werden sollen.The holes 15 and 16 in the closure part 9 are used to compensate for the Flow medium when moving the closure part. By either enlarging or The opening and closing speed can be reduced by the bore diameter of the valve can be regulated within limits. This is beneficial when, in particular in the case of liquid media, shocks caused by excessive closing speed in should be avoided.

Tritt bei geschlossenem Ventil auf der Eintrittsseite des Durchflußmediums ein überdruck auf, so bewegt sich bei überschreiten eines mittels der Druckfeder 17 einstellbaren Mindestdruckes ein mit der Dichtplatte 13 fest verbundener, in einem Abflußstutzen 18 gelagerter und in ihm axial verschiebbarer Dichtplattenträger 19 gegen die Kraft der Feder 17 nach unten. Dieser Bewegung folgt der Schließkörper 9 infolge der auf ihn durch die Druckfedern 12 ausgeübten Kraft so weit, bis er im Ventilgehäuse 8 auf einem dafür angedrehten. .Vorsprung zur Auflage kommt. Bei weiterer Bewegung des Dichtplattenträgers 19 gegen die -Feder 17 öffnet sich das Ventil, und der- überdruck entweicht über die -radial angebrachten Bohrungen .des.-Abflußstutzens 18. Der Dichtplattenträger 19 kann wahlweise auch fest, insbesondere durch Löten oder Kleben, mit dem Abflußstutzen 18 verbunden sein. In diesem Fall kann die Druckfeder 17 entfallen, und das Ventil arbeitet ohne selbsttätiges Öffnen bei Überdruck. Es ist auch möglich, zu diesem Zweck die Teile 18 und 19 aus einem Stück herzustellen.If overpressure occurs on the inlet side of the flow medium when the valve is closed, if a minimum pressure adjustable by means of the compression spring 17 is exceeded, a sealing plate carrier 19, which is fixedly connected to the sealing plate 13, is mounted in a discharge nozzle 18 and is axially displaceable in it, moves against the force of the spring 17 down. The closing body 9 follows this movement as a result of the force exerted on it by the compression springs 12 until it is in the valve housing 8 on a rotated for this purpose. .Projection comes to rest. With further movement of the sealing plate carrier 19 against the spring 17, the valve opens and the excess pressure escapes via the radial holes .des.-outlet port 18. The sealing plate carrier 19 can optionally also be fixed, in particular by soldering or gluing, to the Drain connection 18 be connected. In this case, the compression spring 17 can be omitted, and the valve works without automatic opening in the event of excess pressure. For this purpose it is also possible to manufacture the parts 18 and 19 from one piece.

Claims

Claims: 1. Electromagnetically 'directly actuated, single-seat flow medium with a flow through the entire axially. Medium ring-shaped. enclosing electromagnet arranged on an inner tube, characterized in that the working air gap is arranged in an outwardly pressure-tight space between a pole flange (5) and the inner tube (2) in a ring in front of an end face of the magnetic coil (1) and that for the inlet of the Magnet armature (10) between the pole flange (5) and the inner tube (2) available space is limited radially on both sides by cylindrical outer surfaces.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the magnet armature (10) is designed as a ring and is firmly connected to an axially displaceable closure part (9) in the valve housing (8).

3. Valve according to claim 2, characterized in that the magnet armature (10) is U-shaped Has cross-section.

4. Valve according to claim 3, characterized in that one or both free legs of the armature (10) carry a concentrically arranged short-circuit winding (11). Documents considered: German Patent No. 554 606; German Auslegeschrift No. 1163105; German utility model No. 1705 867, 1734 025, 1793 186, 1818 907; U.S. Patent No. 2,631,612.