DE1024303B - Durch zwei aufeinander einwirkende Magnete betaetigtes Ventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein durch zwei aufeinander einwirkende Magnete betätigtes Ventil zur gleichzeitigen Steuerung zweier in je einem Ventilsitz endender Kanäle mit zwei gleichachsig angeordneten, an einem gemeinsamen Träger befestigten Verschlußstücken, von denen das eine von seinem Sitz abgehoben wird, wenn sich das andere seinem Sitz nähert. Bei einem Ventil dieser Art besteht das Problem, daß infolge der Anwendung von Magneten als Antriebsglieder für das Ventil nur geringe Kräfte für die Bewegung der Verschlußstücke des Ventils zur Verfügung stehen, während diese Verschlußstücke andererseits gegen den Druck des Arbeitsmittels, ζ. B. der Druckluft, derart auf ihre Sitze gepreßt werden müssen, daß sich eine einwandfreie Abdichtung ergibt.

Bei der Fertigung solcher Ventile müssen stets gewisse Maßtoleranzen eingehalten werden, die gewöhnlich von einer solchen Größenordnung sind, daß die Verschlußstücke nicht von selbst dicht auf ihren Sitzen aufsitzen. Steht zur Bewegung der Verschlußstücke genügend Kraft zur Verfügung, so spielt dieser Umstand keine Rolle, denn die Verschlußstücke lassen sich dann derart fest auf ihre Sitze pressen, daß kleine, von den Herstellungstoleranzen herrührende Ungenauigkeiten die Abdichtung nicht beeinträchtigen. Steht jedoch nur eine geringe Schließkraft zur Verfügung, so ist dieses Verfahren zum Erzielen eines dicht schließenden Sitzes unzureichend.

Üblicherweise wird diese Schwierigkeit in der Weise überwunden, daß man die Verschlußstücke so genau fertigt, daß sie von selbst dicht schließen. Dieses Verfahren ist aber sehr teuer.

Gemäß der Erfindung wird das geschilderte Problem in einfacher Weise dadurch gelöst, daß der Träger der Verschlußstücke des Ventils als Rahmen auf Schwenkarmen drehbar befestigt ist, die den angetriebenen Magneten mit dem Rahmen verbinden und die gegeneinander um zur Drehachse des Rahmens parallele Achsen verschwenkbar sind, wobei die Beweglichkeit des Rahmens und die Schwenkbarkeit der Arme die axiale Ausrichtung der Verschlußstücke auf ihren Sitzen sicherstellen.

Es ist an sich eine Ventilanordnung bekanntgeworden, bei der zwei gegenläufig betätigte kegelförmige Verschlußstücke bei ihrer axialen Verstellung gegenüber ihren Sitzen eine gewisse Ausrichtung erfahren können. Diese bekannte Anordnung eignet sich jedoch nicht zur Anwendung bei einem Ventil, das durch zwei aufeinander einwirkende Magnete betätigt wird und gleichachsig angeordnete Verschlußstücke aufweist.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.

Durch zwei aufeinander einwirkende
Magnete betätigtes Ventil

Anmelder:

Ronald Trist & Co. Limited,
Slough, Buckingham (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. August 1954

Jack Feigate, Slough, Buckingham (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 zeigt im senkrechten Schnitt das Ventil, das zur Regelung eines Speisewasserventils mit diesem verbunden ist;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1 und zeigt die Einrichtung im Grundriß;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 in größerem Maßstab.

Das Ventil ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, das mit seinem geschlossenen Ende eine Öffnung in einem Kessel od. dgl. 42 verschließt; ein Flansch 41 sichert den dichten Abschluß rings um diese Öffnung. Das Gehäuse weist einen Trägeransatz 3 auf, der in den Kessel hineinragt und einen Schwenkzapfen 4 trägt. Ein Schwimmer 5 und ein Antriebsmagnet 7 sind gemeinsam um den Zapfen 4 schwenkbar und verstellen sich nach Maßgabe der Änderungen des Wasserspiegels in dem Kessel.

Das dem Kessel 42 abgewandte Ende des Gehäuses 1 ist mittels eines Deckels 2 verschlossen. Dieser Deckel besitzt einen Ansatz 16, der aus einem im wesentlichen rechteckigen Teil 17 und zwei nach vorn gerichteten Armen 18 besteht. Diese Arme 18 umfassen und tragen einen angetriebenen Magnet 21 und ein mit ihm verbundenes Kopfstück 22; diese beiden Teile sind gewichtsausgeglichen und um einen Zapfen 23 schwenkbar, der sich durch das Kopfstück 22 erstreckt und in Löcher der Arme 18 greift. Eine Schraube 24 legt sich fest gegen den Schwenkzapfen 23, um dessen Axialverstellung zu verhindern. Die Magnete 7 und 21 liegen mit gleichen Polen einander gegenüber; der angetriebene Magnet 21 verharrt daher in der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung so lange, bis der Schwim-

709 879/210

mer 5 in seine obere, in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien veranschaulichte Stellung gelangt ist; in diesem Augenblick bewirkt die Abstoßung zwischen den beiden Magneten, daß sich der angetriebene Magnet 2 schnappend in die in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien veranschaulichte Stellung bewegt. Sinkt der Schwimmer 5 wieder, so erfolgen die Bewegungen in umgekehrter Richtung.

Das Gehäuse 1 enthält Luftkanäle, die durch Ventile

Die Verschluß stücke 32 und 33 sind kegelförmig ausgebildet, wobei der Kegelwinkel etwa 60° beträgt; sie sind so angeordnet, daß keines der Verschlußstücke vollständig aus dem Bereich seines Sitzes herausgelangen kann. Wird also ein Verschlußstück durch den Rahmen 39 auf seinen Sitz zu bewegt, so gleitet sein kegelförmiges Ende, sofern seine Achse und diejenige des Sitzes nicht in gleicher Flucht liegen, leicht an den kegeligen Seiten des zugehörigen Sitzes

steuerbar sind, welche bei der Schwenkbewegung des io entlang und bringt auf diese Weise die beiden Achsen

angetriebenen Magnets bewegt werden. Das Gehäuse ist dafür dicht ausgebildet; nur drei Öffnungen münden in das Gehäuseinnere. Die beiden Öffnungen 8 und 9 befinden sich im Deckel und stehen mit Kanälen

wieder in die fluchtrechte Ausrichtung zurück, noch bevor das Ventil geschlossen ist. Da die Verschlußstücke sich niemals in der Achsrichtung so weit bewegen, daß sie von ihren Sitzen freikommen, besteht

12 und 13 in Verbindung. Die Öffnung 8 ist mit 15 nicht die Gefahr, daß sie seitlich mit den Sitzen außer

einer Druckluftquelle verbunden, während die Öffnung 9 zur Außenluft führt. Die dritte Öffnung 14 steht über ein Rohr 6 mit einer Druckkammer 10 eines ■Speisewasserventils 11 in Verbindung. Wird dieser

Flucht geraten.

Die dargestellte Bauweise gewährleistet, daß das Verschlußstück trotz der Ungenauigkeiten, die bei der Herstellung auftreten können, richtig mit seinem

Druckkammer Druckluft zugeführt, so schließt sich 20 Sitz zusammenwirkt. Dieser Erfolg wird dadurch er-

das Speisewasserventil 11; wird andererseits die Kammer 10 mit der Außenluft in Verbindung gebracht, so bewirkt eine Feder 19 die Öffnung des Speisewasserventils 11. Die Stellung des Ventils 11 ist also abhängig von dem Luftdurchtritt durch das Rohr 6.

Die Kanäle 12 und 13 führen durch den Ansatz 16 in das Innere des Gehäuses 1; ihre Mündungen bilden Ventilsitze 36 und 37 und sind durch die Verschlußstücke 32 und 33 steuerbar; das eine Verschlußstück

0,635 bis 0,636 cm beträgt. Der Stift 30 hat einen Mittelabschnitt 31 von 0,8 cm Länge und einen Durchmesser von 0,632 bis 0,634 cm; die äußeren Enden

Dieses Spiel gewährleistet eine Einstellung der einzelnen Teile, die ausreicht, um ein jedes Außerfluchtgeraten der Verschlußstücke zu korrigieren. Es ist

reicht, daß bewußt einzelne Teile mit verhältnismäßig großem Spiel hergestellt werden. Dieses Spiel ist, obwohl es an sich geringfügig ist, doch im Verhältnis zur Axialbewegung der Verschlußstücke groß. Der 25 Druck der zu steuernden Luft kann beispielsweise 8.4 kg/cm² betragen. Bei einer praktisch ausgeführten Ausführungsform der dargestellten Einrichtung waren die verfügbaren magnetischen Kräfte so, daß die Sitze 36 und 37 im Durchmesser nicht größer zu sein ist immer von seinem Sitz abgehoben, während das 30 brauchten als 0.16 cm. Die Verschlußstücke 32 und 33 andere fest auf seinem Sitz ruht. Ist das Verschluß- waren so in dem Rahmen 39 angeordnet, daß dieser stück 32 von seinem Sitz abgehoben, so gelangt Luft sich beim Wechsel der Ventilstellungen nur etwa in das Gehäuse 1 und durch die Rohrleitung 6 zur 0,254 bis 0,38 mm zu bewegen braucht. Die Schwenk-Druckkammer 10. Ist andererseits das Verschlußstück arme 28 können sich in der Längsrichtung in Grenzen 33 von seinem Sitz abgehoben, so tritt Luft aus der 35 verstellen, die durch den Stift30 bestimmt werden; Kammer 10 in das Gehäuse und von dort durch die dieser liegt in einer Bohrung, deren Durchmesser öffnung 9 nach außen.

Die Verschlußstücke 32 und 33 sind in einem rechteckigen Rahmen 39 gelagert, der den Ansatz 16 umgibt. Der Rahmen 39 wird von Zapfen 40 getragen, die 40 29 des Stiftes 30 haben einen Durchmesser durch Schwenkarme 28 hindurchragen; diese Schwenk- 0,476 cm und eine Länge von je 1,19 cm. arme 28 sind parallel zu den Armen 18 angeordnet
und haben einen offenen Längsschlitz zur Aufnahme
von Schwenkzapfen 27. Die inneren Enden dieser beiden Zapfen weisen Gewinde auf, die mit entsprechen- 45 beispielsweise schwierig, bei den Zapfen 27 eine geden Gewinden in dem Kopfstück 22 zusammenwirken. wisse Maßungenauigkeit zu vermeiden. Der Magnet Die Zapfen 27 sind fest gegen die Seiten des angetrie- 21 besteht aus sehr hartem Metall; es ist daher prakbenen Magnets 21 angeschraubt, so daß der Magnet tisch unmöglich, durch ihn ein Loch zu bohren, um den sicher in dem schwenkbaren Kopfstück 22 befestigt gemeinsamen Schwenkzapfen 27 darin unterzubringen, ist. Schlitzringe 38 verhindern, daß die Schwenkarme 50 Aus diesem Grunde sind die Schwenkarme 28 mit 28 in axialer Richtung mit dem Zapfen 27 außer Ein- Hilfe der beiden Zapfen 27 durch Reibwirkung mit griff kommen. Die Schlitze ermöglichen es den dem Magnet 21 verbunden. Es ist auch nicht leicht, in Schwenkarmen 28, sich parallel zu dem Magnet 21 zu das Kopfstück 22 Löcher zu bohren, die so genau verbewegen; da im übrigen die Schlitzringe 38 für ge- laufen, daß die beiden Zapfen 27 gleichachsig liegen, wohnlich nicht an den Schwenkarmen 28 zur Anlage 55 Geringe Ungenauigkeiten an dieser Stelle haben zur kommen, kann eine Bewegung senkrecht zur Achse Folge, daß die Achsen der Verschlußstücke 32, 33 zu des Magnets 21 stattfinden. ihren Sitzen 36, 37 geneigt sind. Da aber der Stift 30

Die freien Enden der Schwenkarme 28 sind durch um sein Mittelstück 31 herum eine Schwenkbewegung einen Stift 30 miteinander verbunden, der durch eine ausführen kann und da die Schwenkarme 28 sich um Bohrung in dem Ansatz 16 hindurchragt. Der Stift 60 die Zapfen 27 gegenseitig verstellen können, können 30 besitzt ein kurzes Mittelstück 31, das annähernd sich auch die beiden Achsen in gleicher Flucht ausrichten.

Jede Abweichung in den senkrechten Abständen zwischen der Längsachse des Stiftes 30 und der Achsen der Sitze 36, 37 oder der Verschlußstücke 32, wird dadurch ausgeglichen, daß die Schwenkarme sich in der Längsrichtung bewegen können; das Spiel rund um den Mittelabschnitt 31 des Stiftes 30 im Zusammenwirken mit den Schlitzen an den anderen Enden der Schwenkarme 28 gewährleisten dies. Der

den gleiche» Durchmesser hat wie die Bohrung; die äußeren Enden 29 des Stiftes 30 haben kleinere Durchmesser. Der Stift 30 kann also um sein Mittelstück 31 eine Kippbewegung ausführen.

Bewegt sich der Magnet 21 aus der Stellung nach Fig. 1 nach oben, so hebt er die Zapfen 27 an und schwenkt die Arme 28 um den Stift 30. Hierbei werden die Zapfen 40 und infolgedessen auch der Rahmen 39
mitgenommen.

leichte Sitz der Ringe 38 auf den Zapfen 27 und die Art und Weise der Befestigung der Schwenkarme 28 an dem Stift 30 ermöglichen eine Querbewegung der Verschluß stücke 32, 33. Wenn diese sich aus einer Endstellung in die andere bewegen, beschreiben sie einen kleinen Teil eines Kreisbogens. Die Schrägstellung ihrer Achsen gegenüber den Sitzen ändert sich also; diesem Umstand wird dadurch Rechnung getragen, daß sich der Träger 39 auf dien Zapfen 40 drehen kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durch zwei aufeinander einwirkende Magnete betätigtes Ventil zur gleichzeitigen Steuerung zweier in je einem Ventilsitz endender Kanäle mit zwei gleichachsig angeordneten, an einem gemeinsamen Träger befestigten Verschlußstücken, von denen das eine von seinem Sitz abgehoben wird, wenn sich das andere seinem Sitz nähert, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger als Rahmen (39) auf Schwenkarmen (28) drehbar befestigt ist, die den angetriebenen Magnet (21) mit dem Rahmen (39) verbinden und die gegeneinander um zur Drehachse (30) des Rahmens (39) parallele Achse (27) verschwenkbar sind, wobei die Beweglichkeit des Rahmens (39) und die Schwenkbarkeit der Arme (28) die axiale Ausrichtung der Verschlußstücke (32, 33) auf ihren Sitzen (36, 37j sicherstellen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (28) mittels eines Stiftes (30) untereinander verbunden sind, der um sein verstärktes Mitteilstück (31) herum allseitig schwenkbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (28) in begrenztem Maße eine Bewegung quer zur Bewegung des Rahmens (39) ausführen können.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Übertragung zwischen den angetriebenen Magneten (21) und dem Rahmen (39) als Hebelübersetzung ausgebildet ist.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmigen Verschlußstücke (32, 33) sich nur so weit von ihren Sitzen (36, 37) entfernen können, daß keines von ihnen vollständig aus dem Bereich des zugehörigen Sitzes· herausgelangt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 879 044;
belgische Patentschrift Nr. 493 921;
britische Patentschrift Nr. 445 351;
USA.-Patentschrift Nr. 2 531 824.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ι© 709 879/210 2.58