CH633869A5 - Safety shut-off valve controlled directly by electromagnetic means - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch direkt gesteuertes Sicherheitsabsperrventil mit einem einen doppelwandigen Zulaufkanal und einen doppelwandigen Ablaufkanal enthaltenden Ventilgehäuse, dessen Ventilsitz von einem durch einen Elektromagneten betätigten Verschlussstück abgesperrt oder geöffnet wird. Je nach den Einzelheiten der Bauart kann dabei bei stromlosen Magneten der Ventilsitz entweder geschlossen oder geöffnet sein.

Solche Ventile mit doppelwandigem Zu- und Ablaufkanal werden aus sicherheitstechnischen Gründen dort eingebaut, wo es notwendig ist, ein mit aggressiven, z. B. radioaktiven oder hochtemperierten Medien druckbeaufschlagtes Rohrsystem und die in einem solchen System eingebauten Armaturen zur Umgebung hin sehr sicher hermetisch dichtend abzuschliessen, um soweit wie möglich die Gefahr zu verringern, dass das gefährliche Medium durch Brüche oder Risse in der druckbeaufschlagten inneren Wandung der Anlagenteile in die Umgebung austreten könnte. Wenn das Medium durch eine innere, druckbeaufschlagte Wandung, z.B. eines inneren Rohres in den von einer äusseren Wandung, z. B. eines äusseren zweiten Rohres begrenzten Raum austritt, wird es in diesem unschädlich aufgefangen.

Soweit in solchen Anlagen elektromagnetisch betätigte Ventile schon bisher verwendet wurden, beschränkte sich die Ausbildung der Doppelwandigkeit auf das Ventilgehäuse; der ebenfalls mediumbeaufschlagte Magnet-Innenraum (Kernraum) wurde wegen des sonst erforderlichen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwandes und der damit verbundenen elektromagnetischen Leistungsverluste des Magneten nur einwandig ausgeführt. Deswegen wurde dann das ganze Magnetsystem nochmals vollständig gekapselt oder der äussere Eisenkreis des Magnettopfes wurde drucksicher als zweite Wandung ausgebildet, so dass bei einem Bruch des Kernführungsrohres des Magneten das austretende Medium im Spulenraum des Magneten zurückgehalten wurde. Auch solche Ausführungen sind aber besonders bei höheren Betriebsdrücken des im Ventilgehäuse wirkenden Mediums wegen der dann notwendigen Dickwandigkeit des Magnettopfes und der Schwierigkeit, elektrische Zuleitungen zur Spule druckdicht durchzuführen, ebenfalls noch sehr aufwendig. Sie können auch bei solchen Systemen nicht angewendet werden, bei denen die geschweisste Ausführung aller Verbindungen, die druckdicht sein sollen, gefordert wird, wie in der Reaktortechnik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu umgehen und doch auf eine doppelwandige Ausführung des den Magnetkern aufnehmenden Raumes verzichten zu können, dabei aber zu erreichen, dass im Falle eines Bruchs des Kernführungsrohres oder seinerz. B. durch Risse entstandenen Undichtheit nur eine sehr kleine Menge des aggressiven Mediums in die Magnetspule und die Ventilumgebung austreten kann.

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Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass bei einem Ventil der eingangs erwähnten Gattung zwischen dem Kernraum, in welchem der Magnetkern beweglich geführt ist, und dem Ventilgehäuseinnenraum ausser dem genannten, nunmehr ein erstes Verschlussstück darstellendes Verschluss- 5 stück ein zweites, in der einen und in der anderen Endstellung des Magnetkerns, also doppelt wirkendes Verschlussstück vorgesehen ist.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass nicht nur in einer, sondern in beiden Endstellungen des Ventils der Kernraum io gegenüber dem Ventilgehäuseinnenraum abgedichtet wird, so dass in den Endstellungen im Falle eines Bruches oder Risses des Kernführungsrohres ein Ausströmen des Mediums aus dem Ventilgehäuse über das Kernführungsrohr in die Umgebung verhindert wird. Eine kleine Menge des Mediums kann dann nur 15 noch während des kurzzeitigen Umschaltens des Ventils durch das Kernführungsrohr in den Kernraum einströmen.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung und deren Vorteile sowie sonstige Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeich- 20 nung. Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele:

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäss ausgebildeten Sicherheitsabsperrventils, dessen Sitz bei stromlosem Elektromagneten geschlossen ist, wie gezeichnet;

Fig. 2 ein Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem der Ventilsitz bei stromlosem Elektromagneten geöffnet ist, und

Fig. 3 ein Schnitt durch ein gegenüber dem Beispiel nach Fig. 2 hinsichtlich der zusätzlichen Schliessmöglichkeiten abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist in ein Ventilgehäuse 1 ein einen Durchgangskanal 63 aufweisender Ventilsitz 2 eingeschraubt, mit dem als erstes Verschlussstück eine heb- und senkbar gehaltene Dichtungsscheibe 3 zusammenwirkt. Das 35 Gehäuse 1 hat einen doppelwandigen Zulaufkanal 54 und einen ebensolchen Ablaufkanal 55. Mit dem letzteren steht der Durchgangskanal 63 des Ventilsitzes 2 durch eine Wand des Ventilgehäuses 1 hindurch in Verbindung. Das Ventilgehäuse 1 hat einen zylindrischen Aufsatz 56, der, wie unten näher beschrieben, dem 40 Öffnen und Schliessen des Ventils dienende, bewegliche Teile umgibt. Auf den Aufsatz 56 ist der Boden 57 eines als Ganzes mit 58 bezeichneten Magnetantrieb-Gehäuses aufgesetzt, das einen an den Boden 57 angeschweissten zylindrischen Mantel 59 aufweist, der oben durch einen Deckel 60 verschlossen ist. Der Mantel 59 umschliesst den Spulenraum, der die Spule 61 aufnimmt, in deren Mitte ein Einsatz 62 passt, mit dem ein Kernführungsrohr 52 verschweisst ist. In diesem ist ein Magnetkern 14 auf- und abbeweglich geführt, der bei der Stellung derTeile, in der der Ventilsitz 2 durch die Scheibe 3 verschlossen ist, zwischen 50 seinem oberen Ende und dem unteren Ende des Einsatzes 62 einen Bewegungsspalt 53 freilässt. An der Stelle, an der das Magnetantriebsgehäuse 58 auf den Aufsatz 56 des Ventilgehäuses 1 aufgesetzt ist, ist zwischen diesen beiden Teilen und gegen beide Teile geschultert ein Stopfen 10 dicht eingesetzt. ss

Zwischen dem Magnetkern 14 und dem Ventilsitz 2 ist ein relativ zu beiden Teilen um gewisse Beträge beweglicher Steuerbolzen 6 durch den Stopfen 10 hindurchgeführt, der das zweite, doppelt wirkende Verschlussstück bildet. Im Bereich der Durchführung bildet der Steuerbolzen 6 einen schlanken Schaft 64, der 60 sich oberhalb des Stopfens 10 zu einem Teil 65 grösseren Durchmessers und unterhalb des Stopfens 10 zu einem ähnlichen Teil 66 verstärkt; der Übergang zwischen den verstärkten Teilen 65 und 66 einerseits und dem Schaft 64 andererseits ist durch Ventilkegelflächen 20 und 20' gebildet, die mit in Schultern des 65 Stopfens 10 eingepressten Sitzdichtringen 18,18' zusammenwirken, in denen zu den Ventilkegelflächen 20,20' passende Sitzflächen 19,19' gebildet sind. Der Schaft 64 des Steuerbolzens 6 ist in

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einer Bohrung 67 des Stopfens 10 geführt, die eine Längsnut 68 aufweist; da der Innendurchmesser der Sitzdichtringe 18,18' etwas grösser gewählt ist als der Durchmesser der Bohrung 67, bildet die Längsnut 68, solange die Ventilkegelflächen 20,20' nicht auf den in den Ringen 18,18' vorgesehenen Sitzflächen 19, 19' aufliegen, eine Verbindung zwischen dem im Kernführungsrohr 52 gebildeten Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseinnenraum 70, wie sie zur Ermöglichung eines Mediumaustausches insbesondere zwischen den Schaltvorgängen erforderlich ist.

Auf der Unterseite des Magnetkerns 14 befindet sich eine Aussparung 71. In dieser ist der obere verstärkte Teil 65 des Steuerbolzens 6, der eine als Federteller benutzte Endkappe 72 bildet, auf einer ersten Wendelfeder 13 elastisch gelagert. Das untere Ende dieser Wendelfeder 13 stützt sich auf einer in die Aussparung 71 eingelegten, den T eil 65 führend umschliessenden und in der Aussparung 71 passend anliegenden Scheibe 12 ab, die ihrerseits auf einem in eine in der Wandung der Aussparung 71 vorgesehene Ringnut eingesetzten ersten Sicherungsring 11 ruht.

An seinem unteren Ende trägt der verstärkte Teil 66 des Steuerbolzens 6 einen mittels eines zweiten Sicherungsringes 9 gehaltenen ersten äusseren Federteller 8. Zwischen diesem und einer unteren Ringfläche 73 des Stopfens 10 ist eine erste Rückstellfeder 7 eingespannt. Der Stopfen 10 weist auf seiner Unterseite einen die Rückstellfeder 7 zentrierenden Ansatz 74 auf. Der verstärkte Teil 66 des Steuerbolzens 6 bildet nach unten eine Hülse 75, die einen unteren Anschlag 76 aufweist und die das erste Verschlussstück bildende Dichtscheibe 3 so führt, dass die Hülse 75 ihrerseits ihr gegenüber eine Relativbewegung ausführen kann, während andererseits, je nach der Lage der Teile, eine von der Scheibe 3 gebildete Schulter auf dem Anschlag 76 aufliegen kann. In der Hülse 75 ist eine zweite Wendelfeder 5 untergebracht, die sich einerseits gegen eine untere Endfläche 77 des Steuerbolzens 6 abstützt und andererseits an einem zweiten Federteller 4 anliegt, der mit einer kugelig gewölbten Fläche 78 auf der Oberseite der das erste Verschlussstück bildenden Dichtungsscheibe 3 aufliegt.

Zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseinnenraum 70 ist bei dem gezeichneten Beispiel in einer im Stopfen 10 vorgesehenen Kammer 79 ein Rückschlagventil untergebracht. Die Kammer 79 ist einerseits durch einen ersten Kanal 80 mit dem Kernraum 69 verbunden und andererseits durch einen zweiten Kanal 81 mit der Längsnut 68 in der Bohrung 67 des Stopfens 10. In der Kammer 79 ist die Ventilkugel 17 aufgenommen, die mit der Mündung des Kanals 80 zusammenwirkt. Auf die Kugel 17 wirkt über einen dritten Federteller 16 eine ebenfalls in der Kammer 79 untergebrachte Druckfeder 15 ein, die bestrebt ist, die Kugel 17 in Schliessstellung auf die Mündung des Kanals 80 zu drücken.

Die Abmessungen sind so gewählt, dass der Gesamthub des Magnetkerns 14 etwas grösser ist als der grösste vom Steuerbolzen 6 ausführbare Hub, so dass der Magnetkern sowohl vor Erreichen seiner obersten als auch vor Erreichen seiner untersten Stellung einen kleinen Leerhub ausführen kann, der durch die Verbindung des Magnetkerns 14 mit dem Stopfen 10 über die erste Wendelfeder 13 einerseits und durch die Verschiebbarkeit der die als erstes Verschlussstück wirkende Scheibe 3 enthaltenden Hülse 75 gegen die Wirkung der zweiten Wendelfeder 5 andererseits ermöglicht ist.

Die den Magnetkern 14 mit dem Steuerbolzen 6 koppelnde erste Wendelfeder 13 ist stärker vorgespannt als die erste Rückstellfeder 7.

Um die zeichnerische Darstellung nicht unübersichtlich zu machen, ist in Fig. 1 der Steuerbolzen 6 mit den verstärkten Teilen 65 und 66 und den daran anschliessenden Teilen 72 und 75 aus einem Stück bestehend gezeichnet; in Wirklichkeit bildet der Schaft 64 mit dem oberen verstärkten Teil 65 einen ersten, an seinem unteren Ende mit Gewinde kleineren Durchmessers versehenen Teil, während der untere verstärkte Teil 66 mit den

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daran nach unten anschliessenden Teilen ein zweiter Teil ist, der das zu dem Gewindeansatz des ersten Teiles passende Muttergewinde enthält. Der Schaft 64 lässt sich also zunächst durch die Bohrung 67 des Stopfens 10 hindurchstecken, worauf die untere Verstärkung 66 fest aufgeschraubt und zweckmässig gegen unbe- 5 absichtigtes Lösen besonders gesichert wird. Ähnlich sind auch andere, mit übergreifenden Teilen zusammengesetzte Bauteile der Einfachheit halber einstückig gezeichnet. Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist folgende:

Da die kugelig gewölbte Endkappe 72 des verstärkten Teils 65 des Steuerbolzens 6 in der gezeichneten Schliessstellung an der Grundfläche der Aussparung 71 anliegt, steht das auf dem Ventilsitz 2 aufliegende Verschlussstück, nämlich die Scheibe 3 über den auf ihr aufliegenden zweiten Federteller 4 unter der Wirkung der zweiten Wendelfeder 5. In der gezeichneten tiefsten Stellung des Magnetkernes 14 ist die Wendelfeder 5 über ihre Vorspannkraft hinaus etwas stärker gespannt, weil die Hülse 75 gegenüber der auf dem Sitz 2 aufliegenden Scheibe 3 noch um einen zusätzlichen Leerhub des Magneten abwärts bewegt ist, 20 vgl. das eingezeichnete Spiel.

Wird der Magnet erregt, so bewegt sich der Kern 14 in seine obere Endstellung, so dass der Bewegungsspalt 53 zu Null wird. Bei der Aufwärtsbewegung des Kerns wird der Steuerbolzen 6 über die erste Wendelfeder 13 mitgenommen und die Scheibe 3 durch den Anschlag 76 der Hülse 75 angehoben, also von dem Sitz 2 abgehoben und somit das Ventil geöffnet. Die Vorspannkraft der ersten Wendelfeder 13 ist so gross, dass der Bolzen 6 dabei keine Relativbewegung gegenüber dem Magnetkern 14 ausführt. Während des Beginns der Hubbewegung wurde die obere Ventilkegelfläche 20' des Steuerbolzens 6 von ihrem Sitz abgehoben ; dafür gelangt gegen Ende der Hubbewegung die untere Ventilkegelfläche 20 des Steuerbolzens 6 in Anlage an die Sitzfläche 19 im Sitz-Dichtungsring 18. Nunmehr führt der Magnetkern 14 noch einen zusätzlichen, restlichen Leerhub aus, bis er an dem Einsatz 62 anliegt, wobei die erste Wendelfeder 13 um den Leerhubbetrag zusammengedrückt wird. Die Ventilkegelfläche 20 wird daher dann mit der Kraft der ersten Wendelfeder 13 gegen ihre Sitzfläche 19 gedrückt, wobei diese Kraft sich aus der ursprünglichen Vorspannkraft und der durch das Zusammendrücken während des End-Leerhubes des Kernes 14 entstandenen Zugkraft zusammensetzt, vermindert um die durch ihr zusätzliches Zusammendrücken beim Hub des Magnetkernes vermehrte Vorspannkraft der ersten Rückstellfeder 7. Die Vorspannkraft ist daher nicht nur im Ausgangszustand grösser als die Vorspannkraft der ersten Rückstellfeder 7, sondern die Rückstellfeder 7 hat auch eine kleinere Einheitskraft oder Federrate als die erste Wendelfeder 13, so dass sich ihre Kraft durch die dem Hub des Kernes entsprechende Zusammendrückung weniger stark erhöht.

Nach dem Abschalten des Magnetstromes führt die erste Rückstellfeder 7 den Magnetkern 14 über den Steuerbolzen 6 in die Ausgangsstellung zurück, so dass sich die Scheibe 3 wieder auf den Sitz 2 auflegt und diesen verschliesst. Da die erste Rückstellfeder 7 wesentlich stärker ist als die in der Hülse 75 angeordnete zweite Wendelfeder 5, bewegt sich die Hülse 75 gegenüber der Scheibe noch um das als Leerhub bezeichnete, eingezeichnete Spiel zusätzlich abwärts. Infolge dieses Leerhubes ist sichergestellt, dass nicht nur die Scheibe 3 dichtend auf den Sitz 2 gedrückt wird, sondern dass auch die Ventilkegelfläche 20' 60 des Steuerbolzens 6 fest gegen ihren Sitz 19' im Sitz-Dichtring 18' gedrückt wird. Die gewölbte Fläche 78 des zweiten Federtellers 4 macht etwaige Abweichungen der Lage der Dichtebene gegenüber der zur Bewegungsrichtung rechtwinkligen Lage unschädlich. Die Auflage der Kegelfläche 20 ' auf ihrem Sitz 19 ' ist ebenso 65 wie diejenige der Kegelfläche 20 auf der Sitzfläche 19 unempfindlich gegen Zentrierungsfehler, wenn der Schaft 64 in der Bohrung 67 mit ausreichend grossem Spiel geführt ist.

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Das Rückschlagventil 17,16,15 ermöglicht einen Druckausgleich zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseinnenraum 70, so dass ein bei der beschriebenen stromlos geschlossenen Ausführung des Ventils nach Fig. 1 durch die Spulenerwärmung mögliches Ansteigen des Druckes des im Kernraum 69 eingesperrten Gases verhindert und dadurch die Druckbeanspruchung des Kernführungsrohres 52 begrenzt wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 vor allem dadurch, dass das Ventil bei stromlosem Magneten in der gezeichneten Offenstellung ist, in der die als erstes Verschlussstück wirkende Dichtungsscheibe 23 einen Abstand von dem in das Ventilgehäuse 21 eingeschraubten Ventilsitz 22 hat. Während sich bei dem Beispiel nach Fig. 1 die erste Rückstellfeder 7 an ihrem oberen Ende an einem gehäusefesten Teil, nämlich dem Stopfen 10 abstützte, während ihr unteres Ende auf einen beweglichen Teil, nämlich den ersten äusseren Federteller 8 des Steuerbolzens 6 einwirkte, ist es nunmehr umgekehrt; bei dem Beispiel nach Fig. 2 stützt sich die zweite Rückstellfeder 29 mit ihrem unteren Ende auf einem in das Ventilgehäuse 21 eingelassenen Ring 27 als gehäusefestem Teil ab, während ihr oberes Ende auf den mit dem Steuerbolzen 26 mittels eines dritten Sicherungsringes 31 fest verbundenen, fünften Federteller 30 als Teil der beweglichen Elemente zusammenwirkt. Auf den Ring 27 ist ein in den Ventilgehäuseinnenraum 70 passender, die zweite Rückstellfeder 29 zentrierender Zentrierring 28 aufgelegt. Der bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Steuerbolzen 6 des ersten Beispiels wesentlich schlanker ausgebildete Steuerbolzen 26 trägt an seinem unteren Ende wieder eine Hülse 75, in der eine der zweiten Wendelfeder 5 entsprechende vierte Wendelfeder 25 und ein dem zweiten Federteller 4 entsprechender vierter Federteller 24 mit einer kugelig gewölbten Auflagefläche 78 in derselben Weise untergebracht sind, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechend dem längeren Steuerbolzen 26 ist hier der dem Stopfen 10 entsprechende Stopfen 32 entsprechend länger und weiter in das Führungsrohr 51 des Magnetkernes 35 hineinreichend ausgebildet. Auch in dem Stopfen 32 ist hier zwischen Kanälen 80 und 81 ein von einer Kugel 38, einem zugehörigen Teller 37 und einer Ventilfeder 36 gebildetes Rückschlagventil vorgesehen.

Die in dem Stopfen 32 angebrachte, den Steuerbolzen 26 führende Bohrung 67, die wieder die Längsnut 68 aufweist, mündet an ihren beiden Enden in in den Stopfen 32 eingepressten Sitz-Dichtringen 39 und 39', die den Sitz-Dichtringen 18 und 18' des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen und kegelige Sitzflächen 40,40' bilden. Im Bereich der Bohrung 67 im Stopfen 32 bildet der Steuerbolzen 26 einen schlanken Schaft 64, der sich oberhalb des Stopfens 32 zu einem Teil 65 grösseren Durchmessers und unterhalb des Stopfens 32 zu einem ähnlichen Teil 66 verstärkt ; der Übergang zwischen den verstärkten Teilen 65 und 66 einerseits und dem Schaft 64 andererseits ist durch Ventilkegelflächen 41,41' gebildet, die mit den Sitzflächen 40,40' in den Sitz-Dichtringen 39,39' zusammenwirken. Der obere verstärkte Teil 65 des Steuerbolzens 26 ragt in eine auf der Unterseite des Magnetkerns 35 gebildete Aussparung 71 hinein ; über der kugelig gewölbten Kopffläche des oberen verstärkten Teils 65 bleibt gegenüber dem Boden der Aussparung 71 ein Bewegungsspalt 53 frei. Der verstärkte Teil 65 weist einen Flansch 82 auf, der bei der gezeichneten Stellung der Teile auf einem in den Kern 35 eingelassenen vierten Sicherungsring 33 ruht. Innerhalb der Aussparung 71 umgibt den verstärkten Teil 65 eine vorgespannte dritte Wendelfeder 34, die einerseits am Boden der Aussparung 71 anliegt und sich andererseits auf dem Flansch 82 abstützt. Mit dem Boden 57 des Gehäuses des Magnetantrieb es ist ein Kernführungsrohr 51 verschweisst.

Hinsichtlich des Zusammenwirkens der am Steuerbolzen 26 angeordneten Ventilkegelflächen 41 und 41 ' mit den zugehörigen Sitzflächen 40 und 40' der Sitz-Dichtringe 39 und 39' stimmt die Ausführung nach Fig. 2 mit derjenigen nach Fig. 1 überein: bei

geschlossenem Ventil 22,23 ist der obere Abschluss 39', 40', 41 ' geschlossen, bei offenem Ventil 22,23 - wie in Fig. 2 gezeichnet -der untere zusätzliche Abschluss 39,40,41. Da die Bauart nach Fig. 2 aber stromlos geöffnet ist, wirkt die zweite Rückstellfeder 29 hier im Gegensatz zur ersten Rückstellfeder 7 des ersten Ausführungsbeispiels als Öffnungsfeder und die Bewegung des Magnetkerns 35 nach unten als Schliessbewegung; während bei dem Beispiel nach Fig. 1 die Öffnungsbewegung des Magnetkerns, die nach oben gerichtet war, über die erste Wendelfeder 13 übertragen wurde, wird bei dem Beispiel nach Fig. 2 die nach unten gerichtete Schliessbewegung des Magnetkerns 35 über die dritte Wendelfeder 34 auf den Steuerbolzen 26 übertragen.

Die gefederte Abstützung der das erste Verschlussstück darstellenden Dichtscheibe 23 über den vierten Federteller 24 und die vierte Wendelfeder 25 gewährleistet auch bei der Ausführung nach Fig. 2, wenn die Dichtscheibe 23 auf dem Ventilsitz 22 aufliegt, die gleichzeitige Abdichtung des Kernraumes 69 gegenüber dem Ventilgehäuseinnenraum 70 durch das satte Aufliegen der Ventilkegelfläche 41' auf der Sitzfläche 40' des Sitz-Dichtringes 39'.

Bei der Bauart nach Fig. 3 ist das Ventil wie bei derjenigen nach Fig. 2 geöffnet, wenn der Magnet stromlos ist; wie in Fig. 3 gezeichnet, befindet sich dann die das erste Verschlussstück darstellende Dichtungsscheibe 23' in einem Abstand von dem in das Gehäuse 21 eingeschraubten Ventilsitz 22'. Bei der Bauart nach Fig. 2muss derKern35, wenn der Magnet zum Schliessen des Ventils eingeschaltet wird, die volle Gegenkraft der zweiten Rückstellfeder 29 überwinden, so dass der Kraftbedarf hoch ist. Die Bauart nach Fig. 3 löst die sich daraus ergebende zusätzliche Aufgabe, dem Magnetkern bei seiner das Schliessen des Ventils bewirkenden Bewegung eine geringere Federkraft entgegenzusetzen, als dies bei der Bauart nach Fig. 2 möglich ist. Der Magnet braucht dann nur eine geringere Stellkraft aufzubringen, was eine raumsparende und kostengünstigere Bauweise ergibt.

Bei der Bauart nach Fig. 3 ist der die das erste Verschlussstück des Ventils darstellende Dichtungsscheibe 23' haltende und einen Federteller 24' sowie die vierte Wendelfeder 25 aufnehmende Teil, der bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen den unteren Teil des Steuerbolzens, bei der Bauart nach Fig. 2 also den unteren Teil des Steuerbolzens 26 darstellte, von dem Steuerbolzen 48 als besonderer Verschlussstückträger 44 abgetrennt. Er ist in einem auf eine im Ventilgehäuseinnenraum 70 gebildete Schulter aufgesetzten, in den Ventilgehäuseinnenraum passenden Führungskörper 43 geführt. Zwischen das untere Ende des Steuerbolzens 48 und das obere Ende des Verschlussstückträgers 44 ist ein besonderes Zwischenstück 46 geschaltet, das sowohl gegenüber dem unteren Ende des Steuerbolzens 48 als auch auf einem Ansatz des Verschlussstückträgers 44 axial beweglich geführt ist. Der Verschlussstückträger 44 bildet oder trägt einen siebenten Federteller 85 und das Zwischenstück 46 einen sechsten Federteller 86, und zwischen diesen beiden Federtellern ist eine fünfte Wendelfeder 45 eingespannt, die schwächer und weniger stark vorgespannt ist, als die zwischen den siebenten Federteller 85 und einem Bund 87 des Führungskörpers 43 eingespannte dritte Rückstellfeder 42. Bei der gezeichneten Offenstellung des Ventils, bei der der Magnet nicht erregt ist, befindet sich zwischen der Unterseite des Zwischenstückes 46 und der Oberseite des Verschlussstückträgers 44 noch ein Bewegungsspalt 50; die fünfte Feder 45 drückt dabei den Verschlussstückträger 44 nur soweit nach unten, bis ihrer Kraft durch die von unten her auf den siebenten Federteller 85 wirkende dritte Rückstellfeder 42 die gleich grosse Gegenkraft entgegengesetzt wird. Nach oben hin drückt die fünfte Feder 45 das Zwischen633 869

stück 46, das eine der Ventilkegelfläche 41 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechende Ventilkegelfläche 84 trägt, mit dieser gegen eine Sitzfläche, die in einem dem Sitz-Dichtring 39 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechenden, an der Unterseite eines Stopfens 49 in diesen eingepressten Sitz-Dichtring 47 angeordnet ist. Hierdurch ist bei geöffnetem Ventil der Kernraum 69 wieder gegenüber dem Ventilgehäuseinnenraum 70 abgeschlossen. Wenn der Magnet zwecks Schliessung des Ventils erregt wird, verschiebt der Magnetkern 35 über den Steuerbolzen 48 das Zwischenstück 46 in Fig. 3 nach unten und unter Zusammendrückung der fünften Feder 45 über ihre Vorspannung hinaus relativ zu dem zunächst noch durch die dritte Rückstellfeder 42 gehaltenen Verschlussstückträger 44, bis der Bewegungsspalt 50 zu Null wird. Während dieses Anfangshubes wirkt der Kernkraft im wesentlichen nur die Kraft der fünften Feder 45 entgegen, weil die Federrate der dritten Rückstellfeder 42 um so viel grösser gewählt ist, dass ein merkliches Zusammendrücken dieser Rückstellfeder eine grössere Kraft erfordern würde. Es wird also mit verhältnismässig kleinem Kraftaufwand für den Magneten der Sitz der Ventilkegelfläche 8 im Sitzdichtring 47 durch die Abwärtsverschiebung des Zwischenstückes 46 unter Zusammendrückung der fünften Feder 45 geöffnet. Ein zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseinnenraum 70 etwa bestehender Druckunterschied kann sich dann ausgleichen. Ein solcher Druckunterschied, bei welchem der Druck im Ventilgehäuseinnenraum grösser ist als im Kernraum, kann z. B. dadurch zustande kommen, dass der erstere bei geschlossenem Sitz 84,47 Druck zugeführt erhält. Wäre dann der Verschlussstückträger 44 mit dem Steuerbolzen 48 starr verbunden, wie es der Bauart nach Fig. 2 entspricht, so müsste der Magnetkern 35 dann die Summe aus der Vorspannkraft der dritten Rückstellfeder 42 und der auf der Sitzfläche im Sitz-Dichtring 47 lastenden, vom Ventilgehäuseinnenraum her wirkenden Druckkraft überwinden, was durch die beschriebene Bauart nach Fig. 3 vermieden wird. Umgekehrt kann bei geöffnetem Sitz 22 im Kernraum 69 höherer Druck entstehen, als im Ventilgehäuseraum herrscht, wenn der Sitz 84,47 geschlossen ist. Ein solcher Druckanstieg im Kernraum 69 ist z. B. durch den Temperaturanstieg infolge der Magneterwärmung möglich. Hierbei wirkt die beschriebene Anordnung des Zwischenstückes 46 nach Art eines Rückschlagventils, so dass ein durch die Vorspannung der fünften Feder 45 vorgegebenes Druckgefälle zwischen den beiden Innenräumen nicht überschritten werden kann. In diesem Falle ersetzt also die Anordnung des Zwischenstückes 46 neben ihren vorher beschriebenen vorteilhaften Wirkungen die Anordnung eines besonderen Rückschlagventils.

Wenn beim Schliessvorgang während des Anfangshubes der Bewegungsspalt 50 zu Null geworden ist, wird während der weiteren, in Fig. 3 abwärts gerichteten Verschiebung des Steuerbolzens 48 der Verschlussstückträger 44 in dem gehäusefesten Führungskörper 43 gegen den Ventilsitz 22' verschoben, wobei die dritte Rückstellfeder 42 der Magnetkraft entgegenwirkt und über ihre Vorspannung hinaus zusammengedrückt wird. Bevor die in Fig. 3 nicht gezeichnete Ventilkegelfläche 41' (vgl. Fig. 2) des Steuerbolzens 48 gegenüber dem Sitz-Dichtring 39' schliesst, sitzt die Dichtungsscheibe 23' bereits auf dem Ventilsitz 22' auf. Anschliessend führt aber der Verschlussstückträger 44 unter der noch andauernden Wirkung des Steuerbolzens 48 eine Relativbewegung gegenüber der Dichtungsscheibe 23' aus, bevorderSitz am Sitz-Dichtring 39' geschlossen wird, worauf ein restlicher Leerhub folgt, bis der Bewegungsspalt zwischen dem Kern 35 und dem Stopfen 32 zu Null geworden ist, der Kern also seine unterste Stellung erreicht hat.

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2 Blatt Zeichnungen

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633 869 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektromagnetisch direkt gesteuertes Sicherheits-Absperrventil mit einem einen doppehvandigen Zulaufkanal und einen doppehvandigen Ablaufkanal enthaltenden Ventilgehäuse, des- 5 sen Ventilsitz von einem durch einen Elektromagneten betätigten Verschlussstück abgesperrt oder geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kernraum (69), in welchem der Magnetkern (14; 35) beweglich geführt ist, und dem Ventil-gehäuseinnenraum (70) ausser dem genannten, nunmehr ein 10 erstes Verschlussstück darstellenden Verschlussstück (3; 23; 23') ein zweites, in der einen und in der anderen Endstellung des Magnetkerns (14; 35), also doppeltwirkendes Verschlussstück

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 15 doppeltwirkende zweite Verschlussstück (6; 26; 48) durch einen vom Magnetkern (14; 35) federgefesselt bewegbaren Steuerbolzen (6; 26; 48) gebildet ist, der auch eine das erste Verschlussstück bildende, mit dem Ventilsitz (2) zusammenwirkende Dichtscheibe (3) trägt und an einander entgegengesetzten Enden 20 einander entgegengerichtete Ventilkegelflächen (20,20' ; 41,41') aufweist oder mit solchen (84) in Wirkungsverbindung steht,

denen Sitz-Dichtringe (18,18'; 39'; 47) in einer durch einen Stopfen (10; 32; 49) gebildeten Trennwand zwischen dem Kernraum (69) und dem Ventilgehäuseinnenraum (70) zugeordnet sind.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (65) des Steuerbolzens (6) in einer axialen Aussparung (71) des Magnetkerns (14) untergebracht ist und dort über eine in der Öffnungsrichtung wirkende erste Wendelfeder (13) mit dem Magnetkern (14) gekuppelt ist, während im anderen Ende des Steuerbolzens (6) die das erste Verschlussstück bildende Dichtscheibe (3) axial verschieblich zwischen einem sie in Öffnungsrichtung zwangsläufig mitnehmenden Anschlag (76) und einer in Schliessrichtung auf sie wirkenden zweiten Wendelfeder (5) gehalten ist, wobei zwischen einem an diesem Ende des Steuerbolzens (6) angebrachten ersten äusseren Federteller (8) und dem Stopfen (10) eine in Schliessrichtung wirkende erste Rückstellfeder (7) eingespannt ist (Fig. 1).

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 und2, dadurch gekennzeich-40 net, dass das eine Ende (65) des Steuerbolzens (26) in einer axialen Aussparung (71) des Magnetkerns (35) untergebracht ist und dort über eine in Richtung der Ventilschliessbewegung auf ihn wirkende dritte Wendelfeder (34) mit dem Magnetkern (35) gekuppelt ist, während im anderen Ende des Steuerbolzens (26) 45 die das erste Verschlussstück bildende Dichtscheibe (3) axial beweglich zwischen einem sie in Öffnungsrichtung zwangsläufig mitnehmendem Anschlag (76) und einer in Schliessrichtung auf sie wirkenden vierten Wendelfeder (25) gehalten ist, wobei eine zweite Rückstellfeder (29) zwischen einem am Steuerbolzen (26) 50 angebrachten zweiten äusseren Federteller (30) und einem dem Sitz (22) benachbarten, in einer Wandung des Ventilgehäuses (21) eingesetzten Ring (27) eingespannt ist (Fig. 2).

5. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die das erste Verschlussstück bildende Dichtscheibe 55 (3) enthaltende Teil des Steuerbolzens (48) von diesem abgetrennt und als gesonderter Verschlussstückträger (44) innerhalb des Ventilgehäuses (21) in einem gehäusefesten Führungskörper (43) geführt ist, wobei zwischen das ihm zugewendete Ende des Steuerbolzens (48) und dem Verschlussstückträger (44) ein 60 gegenüber diesen beiden Teilen bewegliches Zwischenstück (46) eingeschaltet ist und wobei zwischen einem an diesem Zwischenstück (46) vorgesehenen äusseren, sechsten Federteller (86) und einem am Verschlussstückträger (44) vorgesehenen äusseren, siebenten Federteller (85) eine auf den letzteren in Ventil- 65 schliessrichtung wirkende fünfte Wendelfeder (45) eingespannt ist, während gegen die andere Seite des genannten siebenten Federtellers (85) eine zwischen diesem und einem Bund (87) des gehäusefesten Führungskörpers (43) eingespannte, in Öffnungsrichtung wirkende dritte Rückstellfeder (42) anliegt (Fig. 3).

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Federn zwischen die die Bewegung übertragenden genannten Glieder so eingeschaltet sind und ihre Bemessung im Verhältnis zueinander so abgestimmt ist, dass Anteile des Hubes des Magnetkerns (14; 35) für das dichte Schliessen des zweiten Verschlussstückes (6; 26; 48) auch nach vorherigem Schliessen des Ventilsitzes (2; 22; 22') durch das erste Verschlussstück und für eine Restbewegung des Magnetkerns

( 14; 35) in Endlagen zur Verfügung stehen, in denen der Magnetkern (14; 35) an Gegenflächen anliegt.

(6; 26; 48) vorgesehen ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kernraum (69) und dem Ventilgehäuseinnenraum (70) ein Rückschlagventil (15,16,17; 36,37,38) eingeschaltet ist.