DE2324580A1 - Magnetventil - Google Patents

Description

Magnetventil

Die Erfindung betrifft ein elektrisch vorgesteuertes Magnetventil mit membranartigem Antriebselement in schlagfreier Ausführung zur Steuerung von Flüssigkeiten.

Flüssigkeiten, die über Magnetventile gesteuert werden, erzeugen in Abhängigkeit von Druck, Rohrdurchmesser, Rohrlänge und Schließgeschwindigkeit einen vielfach störenden und unzulässigen Druckanstieg beim Schließvorgang, der durch besondere konstruktive Maßnahmen und Vorkehrungen verhindert bzw. auf ein Minimum begrenzt werden muß. Da nur die Schließzeit., die durch die Größe der Drosselbohrung in der Membrane bestimmt wird, als einziger abhängiger Faktor vom Magnetventil her den Druckanstieg beeinflußt, sind Vorkehrungen für eine Verbesserung nur in diesem Bereich möglich.

Ventile dieser Bauart haben meist eine durch Versuche ermittelte optimale Größe der Drosselbohrung in der Steuermembrane bzw. im Kolben oder in einem Steuerkanal, der die erforderliche Verbindung vom Vordruck zum Raum oberhalb dieser Antriebselemente herstellt. Diese Drosselbohrung bestimmt die Schließzeit und den Druckanstieg; ein tragbarer und zulässiger Druckanstieg hat aber eine lange Schließzeit zur Folge.

Es sind auch Ventile bekannt, bei denen der Drossel- oder Steuerquerschnitt mittels einstellbarer Schrauben einstellbar ist und dadurch den Betriebsverhältnissen angepaßt werden kann.

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Weitere bekanntgewordene Ausführungen haben konische oder ,> stufenartig abgesetzte Stellschrauben, die im Bereich der Membrane oder des Kolbens angeordnet shd und durch die Hubbewegung beim Schließvorgang eine wegabhängige Dosierung des Steuermediums bewirken. In besonders aufwendigen Ausführungen sind auch Dämpfungskolben vorgesehen, die die Schließgeschwindigkeit begrenzen.

Die bekannten Ventile haben den Nachteil, daß sie bei fest angeordneten Bohrungen nur einen begrenzten Druckbereich abdecken und zum Beispiel bei niederem Druck eine viel zu lange Schließzeit haben bzw. bei höherem Druck nicht mehr schlagfrei schließen. Einstellbare, aber fest angeordnete Drosselbohrungen müssen an Ort und Stelle eingestellt werden und erfüllen dann die Forderungen bei möglichen Druckschwankungen nicht bzw. haben ebenfalls zu lange Schließzeiten; darüber hinaus sind sie schmutzanfällig bzw. erfordern ein zusätzliches Sieb. Die wegabhängige Drosselung erfüllt die geforderte Aufgabe weitgehend, ist aber sehr aufwendig und erfordert je nach Konstruktion meist noch eine Einstellung bzw. Anpassung an Ort und Stelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schlagfrei und schnell schließendes, druckunabhängiges und störungsfreies Ventil mit einfachem Aufbau zu schaffen, das die genannten Vorteile ohne zusätzliche Stellschrauben bzw. Justiermaßnahmen erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membrane an ihrem beweglichen Teil im Bereich des äußeren Durchmessers des Membranhalters mindestens zwei oder mehrere Drosselbohrungen enthält, die im Durchmesser, in Formgebung

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und Anordnung so ausgeführt sind, daß sie in Offenstellung des Ventils und beim größten Teil des Schließvorganges frei sind und kurz vor der Schließstellung von dem äußeren Hand des Membrantellers teilweise oder ganz abgedeckt bzw. verschlossen werden.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die mehrfach vorhandenen Drosselbohrungen, die in offener Ventilstellung vom Membranteller nicht abgedeckt sind, der Schließvorgang schnell eingeleitet bzw. eine hohe Schließgeschwindigkeit erreicht und kurz vor Beendigung des Schließweges durch eine teilweise Abdeckung der Bohrungen der Schließvorgang stark verzögert wird und damit die unerwünschten Wasserschläge vermieden werden. Durch die Anordnung und das Vorhandensein mehrerer Drosselbohrungen im beweglichen Teil der Membrane ist ein derartiges Ventil auch weit weniger störungsanfällig in bezug auf im Medium mitgeführte Fremdkörper und mitgeführten Schmutz.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt des elektrisch vorgesteuerten Magnetventils im stromlosen bzw. geschlossenen Zustand,

Figur 2 einen Querschnitt des elektrisch vorgesteuerten Magnetventils unter Strom bzw. in ventiloffener Ausführung,

Figur 3 einen Querschnitt des Membransystems mit Membranteller in gewölbter Ausführung,

Figur 4 einen Querschnitt des Membransystems in ebener Ausführung,

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Figur 5 eine Draufsicht auf ein Membransystem,

Figuren 6 und 7 Einzelheiten im Bereich der Drosselbohrung.

Der Ventilaufbau nach Figuren 1 und 2 besteht aus Ventilkörper (1), dem aufgeflanschten Ventildeckel (2) und der Magnetspule (3) mit Magnetkern (4)., Membrane (5), die mit ihrem äußeren Rand gleichzeitig die Gehäusedichtung und mit ihrem kleineren Durchmesser die Ventilsitzdichtung bildet und mit dem Membranteller (6) und dem Führungsstern (7) zentral verschraubt ist. In der Membrane (5) sind die Drosselbohrungen (8) und (9) vorgesehen, die den Druckraum (10) unterhalb der Membrane (5) mit dem Druckraum (11) verbinden. Der Druckraum (11) steht je nach Schaltposition des Magnetkernes (4) über den Hilfssteuersitz und den Steuerkanal (13) mit dem Ventilausgang (14) in Verbindung.

Wird der Magnet (3) elektrisch erregt, so öffnet der Magnetkern (4) den Hilfssteuersitz (12) und entlastet den ©ruckraum (11) über den Steuerkanal (13). Dps im Druckraum (10) anstehende Medium hebt die Membrane (5) an und öffnet damit das Hauptventil (Figur 2). In dieser Schaltstellung ist der Membranteller (6) von dem gewölbten Teil der Membrane (5) abgehoben, so daß die Drosselbohrungen (9) freigelegt sind. Bei Abschaltung des Magnets (3) wird die Hilfssteuerbohrung (12) wieder verschlossen; demzufolge kann sich der im Druckraum (10) anstehende Mediumsdruck über die Drosselbohrungen (8) und (9) auch im Druckraum (11) wieder aufbauen und die Schließbewegung des Membransystems einleiten. Durch die zusätzlich freigelegten Drosselbohrungen (9) steht für den größten Teil des Hubweges bis kurz vor der Schließstellung ein verhältnismäßig großer Drosselquerschnitt zur Verfügung, so

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daß über diesen Hubbereich ein rascher Schließvorgang stattr findet. Durch Ausbildung und Formgebung der Drosselbohrungen (9) wird dieser Querschnitt kurz vor der Schließstellung stufenlos verschlossen, so daß für die letzte Schließphase nur noch ein verminderter Drosselquerschnitt (8) zur Verfügung steht und dadurch die Schließgeschwindigkeit sehr stark verzögert wird. Die optimale Auslegung der Querschnitte der Drosselbohrungen (8) und (9) ermöglicht sehr kurze Schließzeiten bei einem gleichzeitig vollkommen druckstoßfreienn Schließvorgang. Die weitere Anordnung von mehreren Drosselbohrungen erhöht die Betriebssicherheit gegen iin Medium mitgeführte Fremdkörper.

In Figuren 3 bis 7 sind weitere Einzelheiten bzw. besondere Formen und Ausbildungen der Drosselbohrungen und des Membrantellers dargestellt, wobei Ausprägungen am Membranteller oder ringförmige, ventilsitzartig geschlossene oder offene Erhebungen zur sicheren bzw. teilweisen Abdichtung der Drosselbohrungen beitragen,

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil mit Flach- oder Wölbungsmembrane und Membranteller, insbesondere zur Steuerung flüssiger Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane an ihrem beweglichen Teil im Bereich des äußeren Durchmessers des Membranhalters mindestens zwei oder mehrere Drosselbohrungen enthält, die im Durchmesser, in Formgebung und Anordnung so ausgeführt sind, daß sie in Offenstellung des Ventils und beim größten Teil des Schließvorganges frei sind und kurz vor der Schließstellung von dem äußeren Rand des ^embrantellers teilweise oder ganz abgedeckt bzw. verschlossen werden.

   Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen mit unterschiedlichem Abstand von der Ventilachse angeordnet sind.

   Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen von ringförmigen Erhebungen umgeben sind.

   Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Erhebungen mit einer oder mehreren Unterbrechungen versehen sind.

   5. Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß am Membranteller im Abstand

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   der Drosselbohrungen Ausprägungen vorgesehen sind.

   6. Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen bzw. Querschnitte der Drosselbohrungen unterschiedlich sind.

   7. Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Drosselbohrungen außerhalb des äußeren Membrantellerdurchmessers angeordnet ist.

   8. Elektrisch vorgesteuertes Magnetventil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Mem br ant eller durchmessers liegende Drosselbohrung einen wesentlich
   kleineren Querschnitt als den der verdeckten Drosselbohrung hat.

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