DE1104783B

DE1104783B - Elektromagnetisch betaetigtes Absperr- oder Steuerventil

Info

Publication number: DE1104783B
Application number: DEC13509A
Authority: DE
Inventors: John Eldridge Collins
Original assignee: International Basic Economy Corp
Current assignee: International Basic Economy Corp
Priority date: 1956-08-09
Filing date: 1956-08-09
Publication date: 1961-04-13

Description

Elektromagnetisch betätigtes Absperr-oder Steuerventil Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Absperr- oder Steuerventil mit einem von der Magnetspule umgebenen Kernrohr und einem darin beweglichen Magnetanker, der bei Anlage an einem im Kernrohr befindlichen Anschlag einen durch diesen verlaufenden und in das Kernrohr mündenden Kanal abschließt, dessen Mündung eine geringere lichte Weite als das Kernrohr hat.
Bei einem bekannten Ventil dieser Art ist ein dichter Abschluß dadurch angestrebt, daß der Kanal in einer auf dem Anschlag angebrachten Warze mündet, an die sich der Magnetanker mit einem in ihn eingefügten, aus einem gummiartigen Werkstoff bestehenden Einsatz anlegt.
Dieses Ventil eignet sich aber nicht für solche Betriebsbedingungen, bei denen der Ventileinsatz warm wird, weil er sich dann dehnt. Dadurch verhindert er aber, daß sich im Erregungszustand der Magnetspule der Magnetanker an den Anschlag satt anlegt. Unterbleibt aber diese satte Anlage, dann führt der Magnetanker Schwingungen in seiner Längsrichtung aus, die einen dichten Abschluß gefährden und ein Geräusch erzeugen. Auch erhärten die aus dem gummiartigen Werkstoff bestehenden Einsätze allmählich und dichten dann nicht mehr hinreichend ab. Das hängt damit zusammen, daß diese Einsätze eine satte Anlage des Magnetkerns an den Anschlägen nicht verhindern dürfen. Will man aber diese satte Anlage und dennoch ein dichtes Abschließen der Kanalmündung erreichen, dann muß man den aus dem gummiartigen Werkstoff bestehenden Einsatz sehr genau bemessen, damit er sich bei der Anlage des Magnetankers am Anschlag gerade um das Maß verformt, das nötig ist, um die Kanalmündung zuverlässig zu verschließen. Ist der Einsalz aber hart geworden, so daß er nicht mehr richtig abdichten kann, dann muß man den ganzen .Magnetanker auswechseln.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Absperr- oder Steuerventil so auszugestalten, daß es sich auch für Betriebsbedingungen eignet, bei denen der Magnetanker warm wird.
Erfindungsgemäß enthält nun der Anschlag einen im Kanal im Abstand von dessen Mündung gleichachsig angeordneten, an sich bekannten dehnbaren Dichtungsring, durch den hindurch sich ein schlanker Kopfteil des Magnetankers abdichtend schiebt, wenn sich dieser bis zur Anlage an dem Anschlag bewegt. Die durch diese Ausgestaltung des Absperr- oder Steuerventils erzielte fortschrittliche Wirkung beruht darauf, daß, wenn der schlanke Kopfteil des Magnetankers in den dehnbaren Dichtungsring hineinschlüpft, sich dieser etwas dehnt und sich wieder zusammenziehen kann, wenn der Kopfteil des Magnetankers wieder herausgezogen wird. Infolgedessen erhärtet der Dichtungsring nicht so leicht, denn seine Spannung ändert sich nur wenig. Daher hat das Ventil nach der Erfindung eine besonders lange Lebensdauer. Es kommt hinzu, daß die Auswechselung des Dichtungsringes sich sehr einfach gestaltet und nur der Dichtungsring selbst, nicht aber der Magnetanker ausgewechselt zu werden braucht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der durch den Anschlag verlaufende Kanal einen größeren Querschnitt erhalten kann, als es bei der bekannten Bauart empfehlenswert ist.
Bei dem bekannten Absperr- oder Steuerventil ist der Magnetanker zwischen dem im Kernrohr befindlichen Anschlag und einem zweiten, gleichachsig im Abstand von dem Kernrohr angeordneten Anschlag beweglich und vermag auch einen in dem zweiten Anschlag vorgesehenen Strömungskanal von geringerer lichter Weite als das Kernrohr abzuschließen.
Die Erfindung ist auch auf ein solches Ventil anwendbar. In diesem Falle enthält erfindungsgemäß auch der zweite Anschlag einen indessen Strömungskanal gleichachsig eingesetzten Dichtungsring, in den sich ein am zugehörigen Ende des Magnetankers vorgesehener schlanker Kopfteil abdichtend einschiebt, wenn der Magnetanker sich zur Anlage an dem zweiten Anschlag bewegt.
Dabei können wie bei dem bekannten Ventil zwischen dem Magnetanker und denn Kernrohr Kanäle vorgesehen sein, die den Kanal des ersten Anschlages mit einem Kanal in Verbindung setzen, der mit dem Kernrohr zwischen den Anschlägen in Verbindung steht.
Vorzugsweise ist der Hub der schlanken Kopfteile durch die Dichtungsringe hindurch mittels der Stirnflächen des Magnetankers begrenzt, die sich an die Anschläge anlegen. Dabei kann der Dichtungsring herausnehmbar in einer Ringnut sitzen, die einerseits von einer Schulter des Kanals des Anschlages und andererseits von dem Ende einer in die axiale Bohrung des Anschlages eingesetzten Buchse begrenzt ist.
In der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, veranschaulicht Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Absperr- oder Steuerventil nach der Erfindung und Fig. 2 einen waagerechten Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.
Das vorliegende Dreiwegeventil hat ein Ventilgehäuse 10 mit dem Hohlraum 11, welcher die Magnetteile aufnimmt. Zum Gehäuse 10 gehört eine Grundplatte 12. Ein Deckel 16 ist abnehmbar oben auf dem Gehäuse befestigt. Eine Magnetspule 20 isst im Gehäuse 10 durch eine Ringplatte 22 getragen, die zum Schließen des Magnetflusses der Spule dient. Die Magnetspule 20 hat eine Mittenbohrung 24, in welcher der Magnetanker 26 aufgenommen wird.
In Verbindung mit der Bohrung 24 stehen der Einlaßkanal 28 und die Kanäle 30 und 32, die an ihren äußeren Enden die Anschlußbohrungen 34 und 38 tragen. Der Kanal 32 steht in offener Verbindung mit der Minenbohrung 24.
In der Mittenbohrung 24 ist ein Kernrohr 44 angeordnet. In das obere Ende des Kernrohres 44 ist ein Anschlag 46 eingefügt, durch den die Bohrung 48 hindurchgeht. Die Bohrung 48 hat einen verengten Unterteil 50. An der Stoßstelle der Bohrung 48 mit ihrem verengten Teil 50 entsteht eine Schulter 51.
Der Stromweg durch das Ventil wird durch den Magnetanker 26 gesteuert. Eine Feder 52 umgibt das untre Ende des Magnetankers 26 und ist zwischen dem unteren Ende des Kernrohres 44 und dem Flansch 54 eingespannt, um normalerweise den Magnetanker in einer unteren Lage zu halten. An den gegenüberliegenden Enden des Magnetankers 26 sind Verschlußteile in Gestalt schlanker Kopfteile 40 und 42 anggebracht. Die Kopfteile sind im Durchmesser geringer als der Magnetanker selbst und bilden so die Schultern 53 und 55.
Der obere Ventilsitz 57 enthält den Anschlag 46, in welchem ein O-Ring 56 in der Schulter 51 der Bohrung 48 sitzt. Der O-Ring ist durch die Hülse 58 gesichert, welche in die Bohrung 48 eingesteckt ist. Die Hülse 58 hat eine Bohrung 59, welche den Kanal 30 mit der Mittenbohrung 24 verbindet. Eine elastische Scheibe 60 ist zwischen der Hülse 58 und dem Deckel 16 angeordnet, um die Wirkung des Anpralls des Magnetankers 26 zu dämpfen und das dadurch hervorgerufene Geräusch zu mindern. Die Feder 52 unterstützt die Scheibe 60 in dieser Hinsicht. Eine Dichtung 62 wird in der Ringnut 64 im Anschlag 46 gehalten. Der vollständige Ventilsitz 57 wird in seiner Lage durch den Deckel 16 ehalten.
Der untere Ventilsitz 61' enthält den Anschlag 66, in welchem ein O-Ring 68 auf der Schulter 70 in der Bohrung 72 sitzt. Die Schulter 70 entsteht an der Stoßstelle der Bohrung 72 mit ihrem verengerten Teil 74. Der O-Ring 68 und der Anschlag 66 werden in ihrer Lage durch die Buchse 76 gehalten, welche in das Muttergewinde 78 in der Grundplatte 12 des Gehäuses 10 eingeschraubt ist. Eine Dichtung 80 wird in der Ringnut 82 der Buchse 76 gehalten. Die Buchse76 hat einen T-förmigen Kanal 77, welcher den Kanal 28 mit der Mittenbohrung 24 verbindet.
Ein O-Ring 84 ist in der Schulter 86 des Gehäuses 10 angebracht.
Nunmehr soll die Wirkungsweise des Magnetventils beschrieben werden. Die Erregung der Magnetspule 20 hält den Magnetanker 26 in einer angehobenen Stellung, in welcher der obere Kopfteil 40 abdichtend in den O-Ring 56 eingreift. Dadurch wird das untere Ende des Kanals 30 verschlossen. Der Fluß vom Anschluß 34 kann durch den Kanal 28, den T-förmigen Kanal 77, durch die Bohrung 74, welche jetzt geöffnet ist, durch den Kanal 32 aus dem Anschluß 38 herausfließen, z. B. zu einem Zylinder od. dgl.
Wenn die Magnetspule 20 stromlos wird, drückt die Kraft der Feder 52 den Magnetanker 26 in seine untere Lage. In dieser Lage greift der untere Kopfteil 42 abdichtend in den O-Ring 68 am unteren Ventilsitz 61, um den F luß vom Kanal 28 abzusperren. Jedoch kann jetzt der Fluß vom Anschluß 38 durch den Kanal 32 durch die Mittenbohrung 24, durch die Bohrung 59 der Hülse 58, durch den Kanal 30 zu einem nicht dargestellten Auslaß heraus stattfinden und so z. B. den Zylinder entleeren. Der Magnetanker besitzt Nuten oder Kanäle 90, durch die das Druckmittel strömen kann.
Zum Auswechseln des oberen O-Ringes 56 werden der Deckel 16, die Scheibe 60 und die Hülse 58 entfernt.
Der untere O-Ring 68 wird durch Abschrauben der Buchse 76 zugänglich.
Zur Vermeidung des unerwarteten Anhaftens des Magnetankers 26 in seiner oberen Stellung infolge von Remanenz wird unmagnetisches Material 92 auf die Schulter 53 des Kolbens aufgelegt. Das kann beispielsweise geschehen durch Hartverchromung des Halsteiles in einer Dicke von etwa 2 bis 5 Tausendsteln Millimeter. Die Auflageschicht kann zusammenhängend oder durchlöchert sein, je nach Wunsch. Dies sichert einen unmagnetischen Spalt und setzt dadurch die »Klebewirkung« des remanenten Magnetismus herab.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromagnetisch betätigtes Absperr- oder Steuerventil mit einem von der :Magnetspule umgebenen Kernrohr und einem darin beweglichen Magnetanker, der bei Anlage an einem im Kernrohr befindlichen Anschlag einen durch diesen verlaufenden und in das Kernrohr mündenden Kanal abschließt, dessen Mündung eine geringere lichte Weite als das Kernrohr hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (46) einen im Kanal (50) im Abstand von dessen Mündung gleichachsig angeordneten, an sich bekannten dehnbaren Dichtungsring (56) enthält, durch den hindurch sich ein schlanker Kopfteil (40) des Magnetankers (26) abdichtend schiebt, wenn sich dieser biss zur Anlage an dem Anschlag (46) bewegt.
2. Ventil nach Anspruch 1, bei welchem der Maznetanker zwischen dem im Kernrohr befind- lichen Anschlag und einem zweiten, gleich im Abstand vom Kernrohr angeordneten An beweglich ist und auch einen in dem zweiten schlag vorgesehenen Strömungskanal von geringe- rer lichter Weite als das Kernrohr abzusehl vermag dadurch gekennzeichnet, daß auch zweite Anschlag (66) einen in dessen Strömung's' kanal (74, 77) gleichachsig eingesetzten Dichtung ring (68) enthält, in den sich ein am zugehörigen.,

Ende des Magnetankers (26) vorgesehener schlanker Kopfteil (42) abdichtend einschiebt, wenn der Magnetanker (26) sich zur Anlage an dem zweiten Anschlag (66) bewegt.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Magnetanker (26) und dem Kernrohr (24) in bekannter Weise Kanäle (90) vorgesehen sind, die den Kanal (50) des ersten Anschlages (46) mit einem Kanal (11, 32) in Verbindung setzen, der mit dem Kernrohr (24) zwischen den Anschlägen (46, 66) in Verbindung steht.
4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der schlanken Kopfteile (40, 42) durch die Dichtungsringe (56, 68) hindurch mittels der Stirnflächen (53, 55) des Magnetankers (26) begrenzt ist, die sich an die Anschläge (46, 66) anlegen.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (56, 68) herausnehmbar in einer Ringnut sitzt, die einerseits von einer Schulter (51, 61) des Kanals (50, 74) des Anschlages (46, 66) und andererseits von dem Ende einer in die axiale Bohrung des Anschlages (46, 66) eingesetzten Buchse (58, 76) begrenzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 534 127, 610 037; französische Patentschrift Nr. 1090 224; britische Patentschrift Nr. 726 379; USA.-Patentschrift Nr. 2 661 182.