DE1288857B

DE1288857B - Magnetically switchable seat valve for high pressures with elastic closure piece formation

Info

Publication number: DE1288857B
Application number: DEH56859A
Authority: DE
Inventors: Ruchser Erich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-13
Filing date: 1965-08-13
Publication date: 1969-02-06

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisch schaltbares Sitzventil für hohe Drücke mit einem elastischen Verschlußstück, das aus durchgehend gleichem preßbarem und nicht nachzuarbeitendem Material besteht.The invention relates to a magnetically switchable seat valve for high Press with an elastic closure piece that is made of the same pressable material throughout and material that does not need to be reworked.

Es ist bereits bekannt, bei elektromagnetisch betätigten Ventilen das Verschlußstück aus einer Einlage von großer Zähigkeit und geringer Elastizität herzustellen. Derartige Verschlußstücke zeigen durch ihren Werkstoff von geringer Elastizität mit der Zeit eine bleibende Verformung und können insbesondere bei hohen Drücken aus ihrem Bett leicht herausgespült werden. Es ist schließlich auch bekannt, bei solchen elektromagnetisch unter Federeinfluß schließenden Ventilen die Verschlußstücke aus sehr hartem Material, beispielsweise Rubinplättehen, in besonderen Fassungen auszubilden. Diese Rubinplättchen als Verschlußstücke erfordern aber eine aufwendige Bearbeitung in Form von Läppen, Schleifen und einer besonderen Fassung, die dem Rubinplättchen gestattet, Bauungenauigkeiten des Ventilsitzes auszugleichen.It is already known in electromagnetically operated valves the closure piece made of an insert of great toughness and low elasticity to manufacture. Such closure pieces show less due to their material Elasticity over time a permanent deformation and can especially at high Press to be easily flushed out of her bed. After all, it is also known the closing pieces in such valves which close electromagnetically under the influence of springs Made of very hard material, for example ruby platelets, in special settings to train. However, these ruby plates as locking pieces require a complex Machining in the form of lapping, grinding and a special setting that suits the Ruby plates allow to compensate structural inaccuracies of the valve seat.

Die Erfindung geht aus von solchen magnetisch schaltbaren Sitzventilen, deren Schließkraft auf das Verschlußstück von einer in ihrer Größe gleichbleibenden Schließfeder aufgebracht wird, so daß als Öffnungskraft nur die Umschaltkraft des Schaltmagneten dient, wobei diese Ventile ganz oder teilweise entlastet sein können.The invention is based on such magnetically switchable seat valves, their closing force on the closure piece of a constant in size Closing spring is applied so that only the switching force of the opening force Switching solenoid is used, and these valves can be fully or partially relieved.

Bei den in bisheriger Form ausgebildeten NTerschlußstücken wurde entweder in einen Verschlußstückträger elastisches Material eingebettet, vorzugsweise einvulkanisiert, mit hoher Zähigkeit und geringer Elastizität, welche insbesondere bei hohen Drücken und entsprechenden Strömungen angerissen oder aus der Halterung herausgespült wurden. Auch Verschlußstücke aus hochelastischem Material, wie beispielsweise Rubin oder Metall, herzustellen, führte zu keinem Erfolg, da die Elastizität entweder zu gering war oder bei Erhöhung der Elastizität durch entsprechende Metallegierungen dann die Verschleißerscheinungen wieder anstiegen, ohne daß die Betriebssicherheit über längere Zeiten damit gewahrt blieb.In the case of the NT closing pieces designed in the previous form, either elastic material embedded in a breech block carrier, preferably vulcanized in, with high toughness and low elasticity, which especially at high pressures and corresponding currents have been torn or washed out of the holder. Closures made of highly elastic material, such as ruby or Metal, producing, was unsuccessful because the elasticity was too low either was or if the elasticity is increased by appropriate metal alloys then the signs of wear increased again without the operational reliability was preserved for longer times.

Die Erfindung hat nun erkannt, daß bei Ventilen der eingangs beschriebenen Art die Verschlußstücke aus einem sehr harten Material, aber mit sehr großer Zähigkeit bestehen müssen, und schlägt als Verschlußstück einen Thermoplasten aus einem Acetalharz auf der Superpolyoxymethylen-Basis hoher Kristallinität vor, wobei das Verschlußstück für seine elastische Sitzanpassung in bekannter Weise eine innere umlaufende Ausnehmung im Abstand von der Sitzfläche trägt, die mit dem Ventildurchlaß verbunden ist.The invention has now recognized that the valves described at the beginning Kind of the stoppers made of a very hard material, but with very great toughness must exist, and proposes a thermoplastic made of an acetal resin as the closure piece on the superpolyoxymethylene base of high crystallinity, the closure piece an inner circumferential recess for its elastic seat adjustment in a known manner carries at a distance from the seat, which is connected to the valve passage.

In einer Weiterbildung kann das Verschlußstück als Doppelverschlußstück ausgebildet sein und auf seinem äußeren Umfang eine ringförmige Ausnehmung tragen, die zwischen den beiden inneren Ausnehmungen liegt.In a further development, the locking piece can be used as a double locking piece be designed and carry an annular recess on its outer circumference, which lies between the two inner recesses.

Mit der Verschlußstückform unter Verwendung der an sich bekannten inneren Ausnehmung ist sichergestellt, daß selbst bei sehr hohen Drücken die notwendige Elastizität im Bereich der Sitzfläche für die Abdichtung gewährleistet bleibt, ohne übermäßig große Anpreßkräfte zu beanspruchen, so daß derartige Verschlußstücke einwandfrei für magnetisch schaltbare Durchgangs- oder Mehrwegeventile Verwendung finden können, für deren Öffnungskraft nur eine in relativ geringen Grenzen zu haltende Schließfeder Verwendung findet.With the breechblock shape using those known per se inner recess ensures that even at very high pressures the necessary Elasticity in the area of the seat for the seal remains guaranteed without to claim excessively large pressing forces, so that such locking pieces work properly can be used for magnetically switchable straight-way or multi-way valves, for their opening force only a closing spring to be held within relatively small limits Is used.

Derartige Verschlußstücke lassen sich besonders günstig auch in jeder weiteren Formgebung auch als Doppelverschlußstücke mit gegenüberliegenden Ausnehmungen herstellen, wobei die von der Sitzfläche ausgehende in Umfangsrichtung sich verbreiternde Ausnehmung vorzugsweise die Querschnittsform eines liegenden »L« aufweist, da derartige Verschlußstücke als thermoplastisch verformbare Teile in jeder beliebigen Formgestaltung hergestellt werden können und trotzdem die notwendige Festigkeit und den besonderen Vorzug genießen, daß sie selbst über lange Betriebszeiten keinen Korrosionsbeanspruchungen unterworfen sind und ihre jetzt schleifbaren und auch läppbaren Dichtflächen sogar weiterhin dazu neigen, daß bei längeren Betriebszeiten ihre Abdichtgenauigkeit zunimmt.Such closure pieces can be particularly cheap in each further shaping also as double locking pieces with opposing recesses Manufacture, with the starting from the seat widening in the circumferential direction Recess preferably has the cross-sectional shape of a horizontal "L", since such Closures as thermoplastically deformable parts in any shape can be produced and still have the necessary strength and special The advantage is that they are not exposed to corrosion even over long periods of operation are subject and even their sealing surfaces, which can now be grinded and also lapped furthermore tend to the fact that their sealing accuracy increases with longer operating times.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, an Stelle von Metallen unter den sehr vielen möglichen Kunststoffen ein sehr hartes und zähes sowie schleif-und läppbares Kunststoffmaterial auf der einen Seite auszuwählen, das an sich infolge seiner großen Härte nicht die notwendige Dichtheit verspricht, und daß durch besondere weitere Maßnahmen infolge der getroffenen Ausnehmungen. und ihrer Anordnung dieses Materials trotzdem eine so hohe elastische Ausbildung im Abdichtbereich erfährt, daß ein derartiges Verschlußstück als elastisches Abdichtglied für Sitzventile einwandfrei eingesetzt werden kann.The invention is based on the knowledge, instead of metals under Of the many possible plastics, a very hard and tough one as well as abrasive and select lapable plastic material on the one hand, which in itself as a result its great hardness does not promise the necessary tightness, and that by special further measures as a result of the recesses made. and their arrangement of this The material nevertheless experiences such a high degree of elasticity in the sealing area, that such a closure piece works perfectly as an elastic sealing member for seat valves can be used.

Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines Durchgangsventils mit unmittelbarem magnetischem Antrieb und einer Schließfeder, die von der Magnetkraft in öffnungsrichtung zu überwinden ist, F i g. 2 ein Durchgangsventil in entlasteter Ausführung im Schnitt und F i g. 3 ein Mehrwegesitzventil als Durchgangsventil mit verschiedener Durchflußrichtung in entlasteter Ausführung, F i g. 4 ein Doppelsitzventil in Dreiwegeausführung und entlastet, F i g. 5 eine weitere Betriebsstellung nach F i g. 4. In dem Ausführungsbeispiel ist in dem Ventilgehäuse 1 der Schaltmagnet 2 in dem Magnetführungsrohr 3 mit seinem Magnetanker 4 in bekannter Weise vereinigt, und der Magnetanker ist unter dem Einfluß der Feder 5 in seiner abgeschalteten Stellung gezeigt, in welcher der Magnetanker das Verschlußstück 6 in die untere Stellung gegenüber dem Ventilsitz 7 dicht auflegt.The exemplary embodiments in the drawings show how the invention can be carried out in detail, with the parts essential for it, namely FIG. 1 shows a longitudinal section of a straight-way valve with a direct magnetic drive and a closing spring which has to be overcome by the magnetic force in the opening direction, FIG. 2 a straight-way valve in a relieved version in section and FIG. 3 a multi-way seat valve as a straight-way valve with different flow directions in a relieved version, FIG. 4 a double seat valve in three-way design and relieved, F i g. 5 shows another operating position according to FIG. 4. In the embodiment, the switching magnet 2 in the magnet guide tube 3 with its magnet armature 4 is combined in a known manner in the valve housing 1 , and the magnet armature is shown in its switched-off position under the influence of the spring 5, in which the magnet armature the locking piece 6 in the lower position opposite the valve seat 7 rests tightly.

Das VerschIußstück 6 besteht aus einer thermoplastischen Kunststoffmasse, und zwar aus einem Acetalharz auf der Supexpolyoxymethylen-Basis, und es wurde gefunden, daß nur derartige Kunststoffe die notwendige hohe Härte und Zähigkeit für die an solche Verschlußstücke bei hohen zu schaltenden Drücken gestellten Korrosionsforderungen geeignet ist, wobei für die notwendige Elastizität zur dichten Anlage der Abdichtfläche 8 gegenüber dem Ventilsitz 7 das Verschlußstück 6 in seinem Inneren eine Ausnehmung 9 aufweist, die mittels einer Öffnung 10 in dem Bereich der Sitzfläche 8 so übergeht, daß in bekannter Weise eine ringförmige Dichtfläche gegenüber dem Ventilsitz 7 übrig bleibt und daß annähernd gleiche Materialquerschnitte gebildet werden, wobei der Durchmesser der Ausnehmung 9 und damit auch der Gesamtdurchmesser des Verschlußstückes 6 wesentlich größer ausgebildet wird als der Durchmesser des Befestigungsschaftes 1.1 gegenüber dem Magnetanker 4.The closure piece 6 consists of a thermoplastic material, namely from an acetal resin on the supexpolyoxymethylene base, and it has been found that only such plastics have the necessary high hardness and toughness for the Such closure pieces are subject to corrosion requirements at high pressures to be switched is suitable, whereby for the necessary elasticity for tight contact of the sealing surface 8 opposite the valve seat 7, the closure piece 6 has a recess in its interior 9, which merges by means of an opening 10 in the area of the seat surface 8, that in a known manner an annular sealing surface compared to the Valve seat 7 remains and that approximately the same material cross-sections are formed are, the diameter of the recess 9 and thus also the overall diameter of the closure piece 6 is made much larger than the diameter of the Fastening shaft 1.1 opposite the magnet armature 4.

Auf diese Weise entsteht ein im unteren Abdichtbereich elastischer Ringteil, dessen Elastizität trotz der hohen Härte des Kunststoffmaterials für die hohen Korrosionserscheinungen ausreicht, dieses Verschlußstück 6 nur mittels einer Feder 5 abzudichten, wobei die Federkraft 5 nicht größer sein darf als die Öffnungskraft des Schaltmagneten 2, da die Magnetkräfte sich nicht beliebig steigern lassen.In this way, a more elastic seal is created in the lower sealing area Ring part whose elasticity despite the high hardness of the plastic material for the high signs of corrosion, this closure piece 6 only by means of a To seal spring 5, the spring force 5 must not be greater than the opening force of the switching magnet 2, since the magnetic forces cannot be increased at will.

Für eine druckentlastete Ausbildung derartiger Verschlußstücke wird nach F i g. 2 so vorgegangen, daß das Verschlußstück 6 auch hier mit einer Öffnung 10 die Ausnehmung 9 verbindet und daß gleichzeitig in diese Ausnehmung 9 in an sich bekannter Weise die Bohrung 12 für die Druckentlastung vorgesehen ist, die in den oberen Magnetankerraum führt und wobei jetzt der Schaft 11 des Verschlußstückes in einen kolbenförmig vergrößerten Schaftteil 13 übergeht, dessen Durchmesser mindestens gleich dem inneren Durchgangsdurchmesser am Ventilsitz 7 sein muß. Es ist also bei solchen entlasteten Ventilausbildungen dafür zu sorgen, daß das Verschlußstück 6 mit Rücksicht auf die Elastizität seiner Abdichtringfläche erst in den Schaft 11 übergeht, aber dann anschließend den verbreiterten Kolbenteil 13 trägt.For a pressure-relieved design of such closure pieces, according to FIG. 2 proceeded so that the locking piece 6 connects the recess 9 with an opening 10 and that at the same time in this recess 9 in a known manner the bore 12 is provided for the pressure relief, which leads into the upper armature space and now the shaft 11 of the closure piece merges into a piston-shaped enlarged shaft part 13 , the diameter of which must be at least equal to the inner passage diameter on the valve seat 7. In the case of such relieved valve designs, it is therefore necessary to ensure that the closure piece 6 first merges into the shaft 11, taking into account the elasticity of its sealing ring surface, but then subsequently carries the widened piston part 13.

Bei Durchgangsventilen mit wechselnder Durchgangsrichtung und entlasteter Ausführung nach F i g. 3 sind die Verschlußstücke nach F i g. 1 ohne Schaft 11 nur mit einer Bohrung 14 versehen und in an sich bekannter Weise auf normale Ventilgestänge 15 aufgeschraubt. Die Ausnehmung 9 ist dabei so ausgebildet, daß sie im inneren Bereich der Sitzfläche beginnt und einen Querschnitt aufweist, der annähernd einem liegenden »L« entspricht, so daß eine ringförmige Öffnung 16 im Sitzbereich entsteht, aber trotzdem annähernd gleiche Querschnitte mindestens im Sitzbereich des Verschlußstückes 6 eingehalten werden. Es entstehen auf diese Weise auch ringförmige Dichtflächen mit der entsprechend gewünschten Elastizität.In the case of globe valves with alternating flow direction and relieved Execution according to FIG. 3 are the locking pieces according to FIG. 1 without shaft 11 only provided with a bore 14 and in a known manner on normal valve rods 15 screwed on. The recess 9 is designed so that it is inside Area of the seat begins and has a cross-section that is approximately one lying »L«, so that an annular opening 16 is created in the seat area, but nevertheless approximately the same cross-sections at least in the seat area of the closure piece 6 are complied with. In this way, ring-shaped sealing surfaces are also created with the required elasticity.

Wenn es sich um ein Dreiwegeventil mit wechselnder Durchflußrichtung nach F i g. 4 handelt, das auch in entlasteter Ausführung ausgebildet ist, bei dem der Ventilschaft 11 durchbohrt und in einen kolbenförmigen Entlastungsschaft 13 gemäß F i g. 2 übergeht, dann besteht das Verschlußstück 6 jetzt aus einem Doppelverschlußstück, dessen äußere Stirnseiten die ringförmigen Abdichtflächen aufweisen und bei dem die Ausnehmungen 9 gegenüberliegen und welches mittels einer mittleren Bohrung mit dem Ventilschaft 11 verbunden ist. Gleichzeitig weist aber das Verschlußstück noch eine Außenausnehmung 24 auf, um auf diese Weise die Elastizität der ringförmigen Abdichtflächen gegenüber den Ventilsitzen 7 und 7' sicherzustellen. In F i g. 4 ist die obere Umschaltstellung und in F i g. 5 die untere Umschaltstellung gezeigt.If it is a three-way valve with an alternating flow direction according to FIG. 4 acts, which is also designed in a relieved version, in which the valve stem 11 is pierced and into a piston-shaped relief stem 13 according to FIG. 2 passes, then the locking piece 6 now consists of a double locking piece, the outer end faces of which have the annular sealing surfaces and in which the recesses 9 are opposite and which by means of a central bore with the valve stem 11 is connected. At the same time, however, the closure piece still has an outer recess 24 to in this way the elasticity of the annular Ensure sealing surfaces with respect to the valve seats 7 and 7 '. In Fig. 4th is the upper switching position and in F i g. 5 shows the lower switching position.

Claims

Claims: 1. Magnetically switchable seat valve for high pressures with an elastic closure piece, which is made of consistently the same pressable and is not reworked material, d a -characterized in that the closure piece (6) Made of an acetal resin based on super polyoxymethylene of high crystallinity consists that for its elastic seat adjustment in a known manner an inner circumferential Recess (9) is provided in the closure piece at a distance from the seat surface (8) which is connected to the valve passage.

2. Seat valve according to claim 1, characterized characterized in that the locking piece is designed as a double locking piece and on its outer periphery an annular recess (24) which between the two inner recesses (9).