DE102011013589A1 - Control valve for proportioning and delivering fluids and pastes in food industry, has sensor transmitter secured at valve needle and arranged opposite to sensor and nozzle mounted at valve housing - Google Patents
Control valve for proportioning and delivering fluids and pastes in food industry, has sensor transmitter secured at valve needle and arranged opposite to sensor and nozzle mounted at valve housing Download PDFInfo
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Abstract
Description
Es zeigt
Das Ventilgehäuse
Wird nun die Aktorwicklung
Ebenso kann der Ventilsitz
Die
Die
Durch diese Konstruktionsanordnung ist eine sehr kurze Aktorbauhöhe möglich.By this construction arrangement a very short Aktorbauhöhe is possible.
Ebenfalls denkbar sind auch mehrere Aktoren, die gleichzeitig die Ventilnadel
Denkbar ist auch ein Aktor, der die Ventilnadel nach oben treibt und ein zweiter Aktor, der die Ventilnadel nach unten bewegt.It is also conceivable an actuator, which drives the valve needle upwards and a second actuator, which moves the valve needle down.
Vorteileadvantages
Die Erfindung insbesondere in Form eines Regelventils für Fluide und Pasten betrifft einen Gegenstand mit einem Kurzhubaktor und einer Tauchspule.The invention in particular in the form of a control valve for fluids and pastes relates to an article with a Kurzhubaktor and a plunger coil.
Es ist bekannt, Ventile mit einem Stößel, der als Hubanker funktioniert und einer Magnetspule herzustellen. Hierbei ist der grundsätzliche Nachteil das nichtlineare Verhalten zwischen der Kraft und dem Hub. Ein weiterer Nachteil sind die geringen Schaltzeiten bis zu 100 ms. Hiermit ist ein Regelventil nicht zu realisieren. Diese eignen sich deshalb auch nur für Schaltventile.It is known to produce valves with a plunger that works as a lifting armature and a solenoid. Here, the fundamental disadvantage is the non-linear behavior between the force and the stroke. Another disadvantage is the low switching times up to 100 ms. This is not a control valve to realize. These are therefore only suitable for switching valves.
Weiterhin ist bekannt, Regelventile mit einem Solenoid-Aktor herzustellen. Nach dem Solenoid-Prinzip arbeitende Aktoren erreichen nach dem momentanen Stand der Technik maximal Schaltfrequenzen bis zu 5 ms mit relativ großen Hüben.Furthermore, it is known to produce control valves with a solenoid actuator. According to the current state of the art, actuators operating according to the solenoid principle achieve maximum switching frequencies of up to 5 ms with relatively large strokes.
Bekannt sind auch pneumatische oder elektropneumatische Schaltventile oder Regelventile. Alle benötigen Druckluft als weitere Energiequelle. Die Schaltzeiten liegen zwischen einigen 10 ms bis hin zu einigen 100 ms.Also known are pneumatic or electropneumatic switching valves or control valves. All require compressed air as another energy source. The switching times are between a few 10 ms and several 100 ms.
Es ist auch bekannt, Ventile in Piezo-Technik herzustellen. Diese Ventile haben eine hohe Dynamik und eine sehr gute Regelbarkeit. Auch weisen diese Ventile eine gute Systemsteifigkeit. Für den industriellen Einsatz ergeben sich leider Nachteile in Bezug auf die Auslenkung. Auslenkungen bis zu 0,3 mm sind das absolute Maximum. Leider ist dies mit einem großen Bauvolumen (Höhe des Piezostapels) und einer geringen Auslassmenge verbunden. Eine Lösung wäre es, mit Hebelübersetzungen zu arbeiten. Dies führt jedoch zu einem Dynamikverlust. Deren Einsatzgebiet ist z. B. die Automobiltechnik.It is also known to produce valves in piezo technology. These valves have a high dynamics and a very good controllability. Also, these valves have a good system stiffness. For industrial use, unfortunately, there are disadvantages with respect to the deflection. Deflections up to 0.3 mm are the absolute maximum. Unfortunately, this is associated with a large volume of construction (height of the piezo stack) and a small outlet volume. One solution would be to work with leverage. However, this leads to a loss of dynamics. Their application is z. B. the automotive industry.
Bekannt sind auch Tauchspulaktoren mit einer langen Tauchspule. Diese erreichen Schaltzeiten von bis zu 4 ms. Eingesetzt werden diese Aktoren überwiegend dort, wo längere Hübe mit einer geringen Eigenbeschleunigung vertretbar sind. Beispiele hierfür sind z. B. Gasdruckregler oder Linearaktoren. Als Nachteil erweist sich die Energiezuführung auf die sich bewegende Spule. In vielen Fällen erfolgt dies direkt über ein flexibles Kabel. Das flexible Kabel ist hierbei eine zusätzliche Störquelle und führt oft zum Ausfall des Aktors.Also known are Tauchspulaktoren with a long plunger coil. These achieve switching times of up to 4 ms. These actuators are mainly used where longer strokes with a low self-acceleration are acceptable. Examples are z. B. gas pressure regulator or linear actuators. The disadvantage is the energy supply to the moving coil. In many cases, this is done directly via a flexible cable. The flexible cable is an additional source of interference and often leads to failure of the actuator.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Regelventil so zu verbessern, das eine größere Beschleunigung erreicht und gleichermaßen das austretende Fluid- oder Pastenvolumen nicht reduziert wird. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung die Energiezuführung zu verbessern.It is the object of the invention to improve a control valve so that reaches a greater acceleration and equally the exiting fluid or paste volume is not reduced. Furthermore, it is the object of the invention to improve the energy supply.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass eine Tauchspule mit einer kurzen Spule verwendet wird. Da der Hub oder die Wegstrecke relativ kurz ausgeführt sein müssen, kann auch die Aktor oder Tauchspule mit einer geringen Bauhöhe hergestellt werden. Hierbei ist die Masse des Wickeldrahtes klein und das gesamte Wickelvolumen der Aktorspule befindet sich im Magnetfeld. Dadurch ist eine sehr hohe Eigenbeschleunigungen möglich. Dies hat eine kleine mechanische Zeitkonstante zur Folge und damit sehr kurze Schaltzeiten. Die Schaltzeiten betragen je nach Konstruktion, Stromstärke und Spannung nur bis zu 0,5 ms.According to the invention, the object is achieved in that a plunger coil is used with a short coil. Since the stroke or the distance must be made relatively short, the actuator or plunger coil can be made with a low height. Here, the mass of the winding wire is small and the entire winding volume of the actuator coil is in the magnetic field. As a result, a very high self-acceleration is possible. This results in a small mechanical time constant and thus very short switching times. Depending on the design, current and voltage, the switching times are only up to 0.5 ms.
Ferner liefert die Tauchspule mit kurzer Spule bessere Ergebnisse in Bezug auf eine Zusatzgröße bzw. Masse, z. B. höherer Fluiddruck, Fluide mit einer höheren Viskosität oder eine Masseerhöhung der Ventilnadel (Erhöhung des Durchmessers), zur Beschleunigung.Furthermore, the short coil plunger coil gives better results in terms of extra size or mass, e.g. B. higher fluid pressure, fluids with a higher viscosity or an increase in mass of the valve needle (increase the diameter), for acceleration.
Eine weitere Konstruktionsverbesserung wird durch die beiden Stromzuführungsfedern erreicht. Die Aufgabe der Stromzuführungsfedern ist es zum Einen den notwendigen Strom für die Aktorspule zu transportieren, zum Anderen wird dadurch die Ventilrückstellung erreicht.Another design improvement is achieved by the two power supply springs. The task of the power supply springs is to transport the necessary current for the actuator coil on the one hand, on the other hand, the valve reset is achieved.
Damit ist ein hochdynamisches, in Verbindung mit zum Beispiel einem Sensor, regelbares System realisiert.This is a highly dynamic, realized in conjunction with, for example, a sensor, adjustable system.
Dadurch ist es möglich, flüssige oder pastöse Stoffe mit einer sehr hohen Viskosität sehr schnell zu regeln oder zu schalten, wobei gleichzeitig das maximale austretende Fluid- oder Pastenvolumen nicht reduziert wird. Denkbar ist auch der Einsatz im höheren Temperaturbereich, wenn weitere konstruktive Maßnahmen ergriffen werden.This makes it possible to regulate or switch liquid or pasty substances with a very high viscosity very rapidly, while at the same time the maximum leaving fluid or paste volume is not reduced. Also conceivable is the use in the higher temperature range, if further design measures are taken.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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DE201110013589 DE102011013589A1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Control valve for proportioning and delivering fluids and pastes in food industry, has sensor transmitter secured at valve needle and arranged opposite to sensor and nozzle mounted at valve housing |
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DE201110013589 DE102011013589A1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Control valve for proportioning and delivering fluids and pastes in food industry, has sensor transmitter secured at valve needle and arranged opposite to sensor and nozzle mounted at valve housing |
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DE102011013589A1 true DE102011013589A1 (en) | 2013-04-04 |
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DE201110013589 Ceased DE102011013589A1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Control valve for proportioning and delivering fluids and pastes in food industry, has sensor transmitter secured at valve needle and arranged opposite to sensor and nozzle mounted at valve housing |
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DE (1) | DE102011013589A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3043114B1 (en) * | 2015-01-08 | 2018-06-06 | Bosch Termotecnologia S.A. | Regulating valve device |
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2011
- 2011-03-10 DE DE201110013589 patent/DE102011013589A1/en not_active Ceased
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EP3043114B1 (en) * | 2015-01-08 | 2018-06-06 | Bosch Termotecnologia S.A. | Regulating valve device |
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