DD298672A5

DD298672A5 - PRESSURE-RESISTANT CAPSUROUS MAGNETIC DRIVE

Info

Publication number: DD298672A5
Application number: DD32557889A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Nestler; Frank Wenig
Original assignee: Magdeburger Armaturenwerke Maw Ag,De
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1992-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen druckfest gekapselten Magnetantrieb zum Einsatz in Anlagen, in deren Umgebung explosive Gase, Nebel, Daempfe usw. auftreten koennen. Einsatzgebiete dieser vorzugsweise fuer Ventile verwendeten Antriebe sind Erdgastankstellen, petrolchemische Anlagen und Sauerstoffanlagen. Es wird ein Magnetantrieb vorgeschlagen, in dessen zylinderfoermig ausgebildetem Gehaeuse ein die Magnetbaugruppe haltendes Ankerfuehrungsrohr ueber Schrauben an einer Zwischenplatte befestigt ist. Die aus Bodenplatten, Magnetspule und Abschluszplatte bestehende Magnetbaugruppe lagert am Gehaeuse, welches die druckfeste Kapselung bildet. Der bisher uebliche Abschlusz der Magnetbaugruppe durch einen Fluszleitrahmen zur Bildung des Magnetkreises wird von dem Gehaeuse selbst mit uebernommen, so dasz eine Bauteilreduzierung eintritt. Infolge der neuartigen Anordnung und Unterbringung des Antriebs im Gehaeuse sind fuer die Herstellung der einzelnen Gehaeuseteile keine aufwendigen Druckguszformen bzw. Gesenkschmiedeeinrichtungen erforderlich. Figur{Magnetantrieb, druckfest gekapselt; explosive Gase; Erdgastankstellen; petrolchemische Anlagen; Sauerstoffanlagen; Bauteilreduzierung}The invention relates to a pressure-tight encapsulated magnetic drive for use in plants in the environment explosive gases, mist, dews, etc. can occur. Fields of application of these preferably used for valves drives are natural gas filling stations, petrochemical plants and oxygen plants. It is proposed a magnetic drive, in the cylinder-shaped housing a holding the magnet assembly Ankerfuehrungsrohr is attached via screws to an intermediate plate. The magnetic assembly consisting of bottom plates, magnetic coil and end plate is mounted on the housing, which forms the flameproof enclosure. The previously usual conclusion of the magnetic assembly by a Fluszleitrahmen to form the magnetic circuit is taken over by the housing itself, so that a component reduction occurs. As a result of the novel arrangement and placement of the drive in the housing no elaborate diecasting or drop forging devices are required for the production of the individual Gehaeuseteile. Figure {Magnetic drive, flameproof enclosure; explosive gases; CNG filling stations; petrochemical plants; Oxygen systems; Component reduction}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen druckfesten gokapse* Magnetantrieb zum Einsatz in Anlagen, in denen ein Verzicht auf Elektroenergie als Hilfsenergie nicht möglicht ist und in deren Umgebung explosive Gase, Nebel, Dämpfe und Staub-Luft-Gemische auftreten können.The invention relates to a pressure-resistant gokapse * magnetic drive for use in plants in which a waiver of electrical energy as auxiliary energy is not possible and in their environment explosive gases, mist, vapors and dust-air mixtures can occur.

Einsalzgebiete dieser vorzugsweise für Ventile verwendeten Antriebe sind Erdgastankstellen, petrolchemische Anlagen und Sauerstoffanlagen.Einsalzgebiete these preferably used for valves drives are natural gas filling stations, petrochemical plants and oxygen plants.

Characteristic of the known state of the art

Die Ausführung elektrischer Betriebsmittel für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen teilt man in die Zündschutzarten „Erhöhte Sicherheit", „Eigensichorheit" und „Druckfeste Kapselung" ein, wobei sich die jeweilige Ausführungsart des Antriebes nach dem durch die Umgebungsbedingungen geforderten sicherheitstechnischen Grad richtet.The design of electrical equipment for use in potentially explosive atmospheres is divided into the types of protection "increased safety", "intrinsic safety" and "flameproof enclosure", whereby the respective design of the drive is based on the required by the environmental conditions safety level.

Die Explosionsschutzwirkung „Erhöhte Sicherheit" orientiert bei normalem Betrieb auf das Vermeiden von Funken, Lichtbogen und unzulässigen Temperaturen und ist deshalb nur in Verbindung mit geeigneten Überwachungsgeräten zulässig. Eine Anwendung des Prinzips der „Eigensicherheit" wird bei elektromagnetischen Antrieben dadurch begrenzt, daß es auf Grund der Speicherwirkung des Magnetfeldes nur für extrem kleine Magnetantriebe anwendbar ist. Auch bei der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung" kann ein explosives Gemisch in das Innere des Antriebes eindringen. Somit sind Explosionen möglich, da keine Temperaturbegrenzungen für den Innenraum vorgenommen werden. Mit der Verhinderung eines Zünddurchschlages zur umgebenden Atmosphäre wird die Explosionssicherheit gewährleistet. Voraussetzung dafür ist dio konstruktive Ausführung der Gehäuseteile des druckfest gekapselten Antriebes derart, daß das Gehäuse bei einer im Inneren stattfindenden Explosion nicht beschädigt werden kann. Des weiteren müssen alle funktionsbedingten Spalten zwischen den Antriebsteilen so ausgeführt sein, daß durch präzise definierte Spaltweiten und -längen Explosionsgase aus dem Gehäuseinneren auf ein ungefährliches Maß für die umgebende Atmosphäre abgekühlt worden können.The explosion protection effect "increased safety" in normal operation is based on the avoidance of sparks, arcs and impermissible temperatures and is therefore only permissible in conjunction with suitable monitoring devices.A application of the principle of "intrinsic safety" is limited in electromagnetic drives in that it is due to the storage effect of the magnetic field is only applicable for extremely small magnetic drives. Even with the "flameproof enclosure" type of protection, an explosive mixture can penetrate into the interior of the drive, meaning that explosions are possible because no temperature limits are imposed on the interior constructive design of the housing parts of the pressure-resistant encapsulated drive such that the housing can not be damaged in the event of an internal explosion Further, all functional gaps between the drive parts must be designed so that explosive gases from the housing interior by precisely defined gap widths and lengths a safe level for the surrounding atmosphere can be cooled.

Bei dem Einsatz von elektromagnetischen Antrieben, z. B. bei Elektromotoren sowie Axial- und Drehmagnetantrieben, in bestimmten Wirtschaftszweigen mit ständig vorhandenen explosiven Gasen und Dämpfen ist die Verwendung der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung" oft unvermeidbar. Bekannt ist der Einsatz von Magneten zur Betätigung von Ventilen, wobei die Betätigungsmagnete den jeweiligen Einsatzbodingungen angepaßt und entsprechend den jeweiligen Standards, Normen und sonstigen Vorschriften ausgelegt sind, Bei diesen Magnetventilen wird der für die Funktion des Elektromagneten erforderliche Magnetkreis, bestehend aus einem Boden, einem Ankerführungsrohr mit Magnetanker, einer Spule und dem Flußleitrahmen, von einem komplizierten Druckgußgehäuse umschlossen von der 2,5fachen Größe des eigentlichen Magnetkteises. Das Druckgußgehäuse weist eine komplizierte Form mit Hinterschneidungen auf, bedingt einmal durch die notwendige Anordnung und Aufnahme des Magnetkreises und zum anderen durch die Auslegung für den im Ansprechfall auftretenden Explosionsdruck, so daß eine Aufnahme der entstehenden Kräfte ohne schädigenden Einfluß auf sämtliche Gehäuseteile gegeben sein muß. Auf Grund der besonderen Ausbildung des Druckgußgehäuses macht sich auch ein aufwendiges Zwischenstück erforderlich, welches den druckfest gekapselten Raum von dem nachfolgenden Raum mit der Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit" trennt und zur Aufnahme der Leitungsdurchführungen dient. Den Abschluß des oberen Raumes bildet ein ebenfalls konstruktiv besonders ausgebildeter Deckel mit einer Anschlußmuffe für den elektrischen Anschluß. Für die Realisierung von elektromagnetischen Antrieben mit der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung" wurden bisher aufwendige und komplizierte Stahlguß- bzw. Aluminiumdruckgußgehäuse angewendet. Dem Vorteil, explosionsgeschützte Antriebe weitestgehend ohne Leistungsreduzierung einzusetzen, steht ein erheblicher Material- und Fertigungsaufwand gegenüber, der weit über dem der Normalausführung liegt. Die notwendigen Formeinrichtungen für die Gehäuseteile sind sehr kostspielig und an sich nur für eine Massenfertigung gerechtfertigt. Andererseits werden explosionsgeschützte Antriebe im Vergleich zur Normalausführung nur in geringen Stückzahlen gefertigt.When using electromagnetic drives, z. As with electric motors and axial and rotary magnetic drives, in certain industries with constantly existing explosive gases and vapors, the use of the type of protection "flameproof enclosure" is often unavoidable.The use of magnets for actuating valves is known, the actuating magnets adapted to the respective Einsatzbodingungen and those according to the respective standards, standards and other regulations are designed. In these solenoid valves, the required for the function of the solenoid magnetic circuit consisting of a bottom, an armature guide tube with armature, a coil and the Flußleitrahmen, enclosed by a complicated die-cast housing of the 2nd The die cast housing has a complicated shape with undercuts, due once by the necessary arrangement and recording of the magnetic circuit and on the other hand by the design for the case of response au ftretenden explosion pressure, so that a recording of the resulting forces must be given without damaging influence on all housing parts. Due to the special design of the die-cast housing, a complex intermediate piece is required, which separates the flameproof enclosure from the following room with the type of protection "increased safety" and serves to accommodate the cable bushings Lid with a connection sleeve for the electrical connection For the realization of electromagnetic drives with the type of protection "flameproof enclosure" elaborate and complicated cast steel or Aluminiumdruckgußgehäuse have been used. The advantage of using explosion-proof drives as far as possible without a reduction in performance is offset by a considerable outlay on materials and production, which is far higher than that of the standard version. The necessary mold devices for the housing parts are very expensive and justified in itself only for mass production. On the other hand, explosion-proof drives are only produced in small numbers compared to the standard version.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen druckfest gekapselten Magnetantrieb zu schaffen, der mit einem wesentlich geringerem M' 'erial- und Kostenaufwand hergestellt werden kann unter Berücksichtigung einer verhältnismäßig kleinen zu fertigenden Stückzahl bei Beibehaltung der erforderlichen Zündschutzart.The object of the invention is to provide a pressure-tight encapsulated magnetic drive, which can be made with a much lower M '' erial- and cost, taking into account a relatively small number of pieces to be manufactured while maintaining the required Zündschutzart.

-2- 298 672 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 298 672 Presentation of the Essence of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen explosionsgeschützten Magnetantrieb zu entwickeln, dessen Gehäuseteile mit einer vorteilhafteren einfachen Technologie hergestellt werden und dessen Anzahl der Bauteile für die Realisierung des Magnetkreises durcl die besondere konstruktive Gestaltung wesentlicher Elemente verringert wird infolge der Übernahme von Mehrfachfunktionen.The invention has for its object to develop an explosion-proof magnetic drive, the housing parts are made with a more advantageous simple technology and its number of components for the realization of the magnetic circuit durcl the special structural design of essential elements is reduced due to the adoption of multiple functions.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einem tylinderförmig ausgebildeten Gehäuse ein die Magnetbaugruppe haltendes Ankerführun-jsrohr über Schrauben an einer Zwischenplatte befestigt ist, wobei die aus Bodenplatte, Magnetspule und Abschlußplatte bestehende Magnetbaugruppe am Gehäuse lagert, welches die druckfeste Kapselung bildet. Der Kraftfluß wird aufgenommen durcl. eine Ausnehmung des Ankerführungsrohres sowie Ausnehmungen im Gehäuse. Die den druckfost gekapselten Raum abschließende Platte ist mittels eines Sicherungsringes angeordnet. Der bisher übliche Abschluß der Magnetbaugruppe zur Bildung des Magnetkreises durch einen Flußleitrahmen wird bei diesem druckfesten Magnetantrieb von dem Gehäuse selbst mit übernommen, so daß eine Bauteilreduzierung eintritt. Infolge der neuartigen Anordnung und Unterbringung der Magnetbaugruppe im Gehäuse '' .<! für di3 Herstellung der einzelnen Gehäuseteile keine aufwendigen Druckgußformen bzw. Gesenkschmiedeeinrichtungt." erforderlich.According to the invention this is achieved in that in a cylinder-shaped housing a magnet assembly holding Ankerführun jsrohr is attached via screws to an intermediate plate, wherein the bottom plate, magnetic coil and end plate existing magnetic assembly on the housing, which forms the flameproof enclosure. The power flow is absorbed by. a recess of the armature guide tube and recesses in the housing. The druckfost the encapsulated space final plate is arranged by means of a retaining ring. The previously customary conclusion of the magnetic assembly for forming the magnetic circuit by a Flußleitrahmen is taken over in this pressure-resistant magnetic drive of the housing itself, so that a component reduction occurs. Due to the novel arrangement and placement of the magnet assembly in the housing ''. <! For di3 production of the individual housing parts no expensive die casting or Gesenkschmiedeeinrichtungt. "Required.

Implementing Example -I The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt den explosionsgeschützten Magnetantrieb in der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung". In dem Gehäuse 11st ein die Magnetbaugruppe haltendes Ankerführungsrohr 3 über Schrauben 9 an einer Zwischenplatte 4 befestigt. In dem Ankerführungsrohr 3 ist ein Magnetanker 8 axial verschieben angeordnet, wobei die Führung durch die in Nuten des Ankers 8 eingelegten Gleitringe 11, vorzugsweise Teflon, übernommen wird. Der Magnetanker 8 und das Ankerführungsrohr 3 bestehen ausweichmagnetischem korrosionsbeständigen Chromstahl. In das Ankerführungsrohr 3 ist ein Zwischenring 12 aus nichtmagnetisierbarem vorzugsweise austinitischem Werkstoff eingefügt und durch Löten, Schweißen oder Kleben druckdicht verbunden. Der um die Magnetspule 7 angeordnete äußere Magnetkreis wird gebildet aus der Bodenplatte 2. dem Gehäuse 1, welches die Funktion des bisher erforderlichen Flußleitrahmens mitübernimmt, der Abschlußplane 10 sowie dem Ankerführungsrohr 3 mit dem Magnetanker 8.In the housing 11st, an armature guide tube 3 holding the magnet assembly is fastened to an intermediate plate 4 via screws 9. A magnet armature 8 is axially displaced in the armature guide tube 3, the guide passing through the slip rings 11, preferably Teflon, inserted in grooves of the armature 8 are made in. The armature guide tube 3 is fitted with an intermediate ring 12 of non-magnetisable, preferably austinitic material and pressure-tight by soldering, welding or gluing The arranged around the magnetic coil 7 outer magnetic circuit is formed from the bottom plate 2. The housing 1, which mitübernimmt the function of the previously required Flußleitrahmens, the cover sheet 10 and the armature guide tube 3 with de m magnet armature 8.

Über die an der Zwischenplatte 4 angeordneten Schrauben 9 erfolgt eine Verspannung der Magnetbaugruppe mit dem Ankerführungsrohr 3 im Gehäuse 1. Der Kraftfluß wird aufgenommen durch entsprechend ausgeführte Ausnehmungen 13 des Ankerführungsrohres 3 sowie 14,15 und 16 im Gehäuse 1. Der druckfest gekapselte Raum D ist antriebsseitig über genau dimensionierte Spalten 17 und 18 mit der Atmosphäre zur Abführung und Abkühlung von evtl. auftretenden Explosionsgasen verbunden. Ein gegebenenfalls auf die Platte 5 wirkender Explosionsdruck wird vom Sicherungsring 10 abgefangen. Diese Platte 5 grenzt den Raum D gegen den Anschlußraum E erhöhter Sicherheit ab, wobei der Spalt 19 ebenfalls zur Abkühlung von heißen Explosionsgasen dient. Die Durchführung der Spulenanschlüsse erfolgt durch die speziellen Durchführungen 21 in den Anschlußraum E, der mit einem Deckel 6 verschlossen ist. Die äußeren Anschlußkabel werden über die Kabeleinführung 22 angeschlossen, die mittels Stift 23 gegen Lockerung gesichert ist.The power flow is absorbed by appropriately executed recesses 13 of the armature guide tube 3 and 14,15 and 16 in the housing 1. The pressure-tight encapsulated space D is On the drive side via exactly dimensioned columns 17 and 18 connected to the atmosphere for the removal and cooling of any occurring explosive gases. An optionally acting on the plate 5 explosion pressure is intercepted by the retaining ring 10. This plate 5 delimits the space D against the connection space E increased security, wherein the gap 19 also serves to cool hot explosive gases. The implementation of the coil connections is made by the special feedthroughs 21 in the connection space E, which is closed with a cover 6. The outer leads are connected via the cable entry 22, which is secured by means of pin 23 against loosening.

Claims

1. Pressure-resistant encapsulated magnetic drive, wherein the movable armature in an armature guide armature can assume two switching positions, characterized in that in a cylindrically shaped housing (1) a magnet assembly holding armature guide tube (3) via screws (9) attached to an intermediate plate (4) is, wherein the bottom plate (2), magnetic coil (7) and end plate (10) consisting) magnetic assembly directly on the housing (1) superimposed, which forms the flameproof enclosure.

2. Pressure-tight encapsulated magnetic drive according to claim 1, characterized in that the armature guide tube (3) via a recess (13), the housing (1) via recesses (14), (15) and (16) and the plate (5) is arranged by means of a retaining ring (20).