DE1239156B

DE1239156B - Electromagnetically opened valve

Info

Publication number: DE1239156B
Application number: DEM55471A
Authority: DE
Inventors: Pierre Sarazin
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1962-02-16
Filing date: 1963-01-18
Publication date: 1967-04-20

Description

Elektromagnetisch zu öffnendes Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch zu öffnendes Ventil mit einem Verschlußstück, das mit einer Spule in Verbindung steht, die im Luftspalt eines vormagnetisierten Magnetsystems angeordnet und bei deren Erregung das Verschlußstück in seine Öffnungsstellung bringbar ist.Electromagnetically Openable Valve The invention relates to an electromagnetically openable valve with a closure piece that is connected to a Coil is connected, which is in the air gap of a premagnetized magnet system arranged and when excited, the closure piece can be brought into its open position is.

Es ist ein Ventil dieser Art bekannt, dessen Spule während der gesamten Öffnung des Ventils erregt bleiben muß. Das selbsttätige Schließen des Ventils erfolgt durch das abzusperrende Druckmittel, das beim Öffnen des Ventils in einen Raum unterhalb des als Steuerschieber ausgebildeten Verschlußstückes einströmt und dort einen Druck aufbaut, der bei genügender Größe das Verschlußstück verschiebt, wodurch das Ventil geschlossen wird.There is a valve of this type known, the coil of which during the entire Opening of the valve must remain energized. The valve closes automatically by the pressure medium to be shut off, which, when the valve is opened, enters a space below of the locking piece, which is designed as a control slide, flows in and a pressure there builds up, which moves the closure piece with sufficient size, whereby the valve is closed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Ventil zu verbessern und es so auszubilden, daß es durch einen kurzzeitig wirkenden elektrischen Impuls mit Sicherheit schnell geöffnet werden kann und für eine bestimmte Zeit nach dem Impuls geöffnet bleibt.The invention is based on the object of this known valve improve and train it in such a way that it is replaced by a brief electrical Impulse can certainly be opened quickly and for a certain time afterwards remains open to the impulse.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Spule lediglich zum geringen Lüften des Verschlußstückes dient und zum vollständigen öffnen des Verschlußstückes, auf das das abzusperrende Druckmittel in an sich bekannter Weise im Sinne des Schließens einwirkt, mit ihm eine an sich bekannte Druckfläche, z. B. eine Membran od. dgl., fest verbunden ist, auf die das ankommende Druckmittel drückt, wobei in der Schließstellung der Druck auf diese Druckfläche durch den Druck auf das Verschlußstück ausgeglichen ist.This object is achieved according to the invention in that the coil is used only for the slight release of the locking piece and for complete open the closure piece on which the pressure medium to be shut off is known per se Acts in the sense of closing, with it a known pressure surface, z. B. od a membrane. Like. Is firmly connected to the incoming pressure medium presses, whereby in the closed position the pressure on this pressure surface due to the pressure is balanced on the closure piece.

Das erfindungsgemäße Ventil hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine sichere und schnelle öffnung des Verschlußstückes erreicht wird. Hierbei dient die Spule lediglich zum geringen Lüften des Verschlußstückes, während das vollständige Öffnen dieses Verschlußstückes durch die mit ihm verbundene Druckfläche, z. B. durch eine Membran, erreicht wird. Durch das geringe Lüften des Verschlußstückes mittels der Spule gelangt das Druckmittel auch an die Unterseite des Verschlußstückes, so daß dadurch der Druck auf die Außenseite des Verschlußstückes ausgeglichen wird und das Verschlußstück vollständig durch den auf die Membran ausgeübten Druck geöffnet wird. Hierbei hat die Membran noch den Zweck, den auf die Außenseite des Verschlußstückes in seiner Schließstellung vom Druckmittel ausgeübten Druck auszugleichen. Dadurch braucht beim Lüften des Verschlußstückes lediglich der durch die Schließfeder ausgeübte Druck überwunden zu werden, aber nicht der vom Druckmittel auf die Außenfläche des Verschlußstückes ausgeübte Druck. Das Verschlußstück kann also infolge dieser Ausbildung mit geringen Kräften schnell gelüftet werden. Das erfindungsgemäße Ventil kann bei pneumatischen Schaltern verwendet und mittels elektrischer Impulse von einigen Millisekunden Dauer betätigt werden.The valve according to the invention has the advantage that with simple means a safe and quick opening of the closure piece is achieved. This serves the coil only for the slight release of the closure piece, while the complete Open this closure piece through the pressure surface connected to it, for. B. by a membrane, is achieved. Due to the slight ventilation of the locking piece by means of the coil reaches the pressure medium also on the underside of the closure piece, so that thereby the pressure on the outside of the closure piece is equalized and the closure piece is fully opened by the pressure exerted on the membrane will. Here, the membrane has the purpose of being on the outside of the closure piece to compensate for the pressure exerted by the pressure medium in its closed position. Through this only needs the one exerted by the closing spring when the closure piece is released Pressure to be overcome, but not that of the pressure medium on the outer surface of the Closure exerted pressure. The closure piece can therefore as a result of this training can be quickly ventilated with little force. The valve according to the invention can with Pneumatic switches are used and by means of electrical impulses of a few milliseconds Be operated continuously.

Es ist bereits ein elektromagnetisch durch Stromimpulse betätigtes Ventil vorgeschlagen worden, das zwei Hauptventile mit zwei Membranen sowie zwei Hilfsventile aufweist, die durch zwei Elektromagnete mittels Stromimpulsen betätigt werden und durch das Druckmittel die Hauptventile steuern. Hierbei kann der eine Elektromagnet zwar durch eine Rückholfeder ersetzt werden, aber der Spule des anderen Elektromagneten muß dann ständig Strom zugeführt werden, so daß er also dann nicht mittels Stromimpulsen betätigt werden kann. Dieses Ventil besteht aus vielen kompliziert ausgebildeten Teilen, so daß seine Herstellung schwierig und teuer ist. Dagegen besteht das erfindungsgemäße Ventil aus wenigen leicht herzustellenden Teilen.It is already operated electromagnetically by current pulses Valve has been proposed that has two main valves with two diaphragms as well as two Has auxiliary valves actuated by two electromagnets by means of current pulses and control the main valves through the pressure medium. Here one can The electromagnet can be replaced by a return spring, but the coil of the other Electromagnet must then be constantly supplied with current, so that he then not can be actuated by means of current pulses. This valve consists of many complicated formed parts, so that its manufacture is difficult and expensive. Against it the valve according to the invention consists of a few easy-to-manufacture parts.

Zur selbsttätigen Schließung des erfindungsgemäßen Ventils ist eine pneumatische Schließvorrichtung vorgesehen, die auf das Verschlußstück entgegen einer Rückstellkraft mit einer Verzögerung in bezug auf den Öffnungszeitpunkt einwirkt. Diese Schließvorrichtung kann durch den Druck des abströmenden Druckmittels betätigt werden, wobei die Verzögerung durch eine Drosselung erreicht wird. Wird das Ventil zur Steuerung eines Kolbens verwendet, so gibt dieser Kolben gegen Ende seines Hubes eine Öffnung frei, durch die hindurch die Schließvorrichtung mit dem Druckmittel gespeist wird.To automatically close the valve according to the invention is a pneumatic locking device is provided which opposes the locking piece one Restoring force acts with a delay in relation to the opening time. This closing device can be actuated by the pressure of the outflowing pressure medium the delay is achieved by throttling. Will the valve used to control a piston, this piston gives towards the end of its stroke an opening free through which the closing device with the pressure medium is fed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil und F i g. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Ventils, das einen pneumatischen Kolben steuert.Embodiments of the invention are shown in the figures. It shows F i g. 1 shows an axial section through a valve according to the invention and F i g. 2 shows a section through part of a valve according to the invention, the one pneumatic piston controls.

In den Figuren ist die Zuführungsöffnung für die Druckluft oder für ein anderes Druckmittel mit 11 bezeichnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Sitzöffnung, die durch das Verschlußstück 13 geschlossen werden kann. Die Ventilstange 14 des Verschlusstückes 13 ist mit dem Körper 15 verbunden, welcher aus einem die bewegliche Spule 16 tragenden zylindrischen Teil besteht. Die bewegliche Spule 16 befindet sich im Luftspalt 17 des aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Magnetkreises 18. Dieser Magnetkreis wird durch einen ringförmigen Dauermagneten 19 erregt, der in dem Luftspalt 17 ein Magnetfeld aufbaut. Die Anschlüsse 20 der Spule sind mit einer Platte 21 verbunden, wo die Spule an den nicht dargestellten elektrischen Steuerkreis angeschlossen ist. Das Gehäuse 22 des Ventils weist eine Kammer 23 auf, die über einen Kanal 24 mit Druckluft gespeist wird. Eine Membran 25, die einerseits mit dem Körper 22 und andererseits mit der Ventilstange 14 verbunden ist, ist auf ihrer Unterseite dem Druck der Druckluft ausgesetzt, wodurch für das Verschlusstück 13, dessen Oberseite 26 ebenfalls unter Druck steht, ein Ausgleich geschaffen wird. Man kann ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen, die Membran 25 durch einen in einem Zylinder gleitenden Kolben ersetzen. Eine Feder 27 sorgt für eine dichte Auflage des Verschlusstückes 13 auf seinem Sitz.In the figures, the feed opening for the compressed air or for another pressure medium is denoted by 11. The reference numeral 12 denotes a seat opening which can be closed by the closure piece 13. The valve rod 14 of the closure piece 13 is connected to the body 15, which consists of a cylindrical part carrying the movable coil 16. The movable coil 16 is located in the air gap 17 of the magnetic circuit 18 made of ferromagnetic material. This magnetic circuit is excited by an annular permanent magnet 19 which builds up a magnetic field in the air gap 17. The terminals 20 of the coil are connected to a plate 21, where the coil is connected to the electrical control circuit, not shown. The housing 22 of the valve has a chamber 23 which is fed with compressed air via a channel 24. A membrane 25, which is connected on the one hand to the body 22 and on the other hand to the valve rod 14, is exposed to the pressure of the compressed air on its underside, whereby a compensation is created for the closure piece 13, the top side 26 of which is also under pressure. Without departing from the scope of the invention, the membrane 25 can be replaced by a piston sliding in a cylinder. A spring 27 ensures that the locking piece 13 rests tightly on its seat.

Eine pneumatische Schließvorrichtung, die einen Kolben 28 aufweist, der mittels einer Kolbenstange mit der Gabel 29 zusammenarbeitet, welche durch Schwenkung um die feststehende Achse 31 auf einen Anschlag der Ventilstange 14 einwirken kann, bewirkt das erneute Schließen des Verschlusstückes 13, sobald Druckluft in den mit der Leitung 34 verbundenen Zylinder 32 (eventuell über eine Drossel 33) geschickt wird. Eine Feder 35 zieht die Gabel 29 in ihre Ruhestellung zurück.A pneumatic closing device, which has a piston 28, which works by means of a piston rod with the fork 29 , which can act on a stop of the valve rod 14 by pivoting about the fixed axis 31, causes the closing piece 13 to close again as soon as compressed air enters the with the line 34 connected cylinder 32 (possibly via a throttle 33) is sent. A spring 35 pulls the fork 29 back into its rest position.

Das Ventil arbeitet auf folgende Weise: Bei geschlossenem Verschlusstück 13 wird an die Anschlüsse der Spule 16, in der sich wegen des kleinen Selbstinduktionskoeffizienten der Strom sehr schnell aufbaut, kurzzeitig eine Spannung angelegt. Die sich im Magnetfeld befindende Spule übt auf die Ventilstange 14 des Verschlusstückes 13 einen Zug aus. Dieser Zug ist im Verhältnis zur Masse des Verschlusstückes sehr beachtlich, und das Verschlusstück 13 löst sich schnell. Dennoch wäre unter der Wirkung dieser einzigen Zugkraft die Bewegung gebremst, und zwar bei Fortdauer der Strombeschickung durch die in der Spule 16 erzeugte gegenelektromotorische Kraft. Die große Öffnungsgeschwindigkeit wird unabhängig von der Dauer der Strombeschickung durch den von dem Druckmittel auf die Membran 25 ausgeübten Druck gewährleistet, wobei die auf die Fläche 26 des Verschlußstückes 13 einwirkende Kraft ausgeglichen wird durch die Kraft, welche gleich nach Öffnen des Verschlußstückes auf die gegenüberliegende Fläche des Verschlußstückes einwirkt.The valve works in the following way: When the closure piece 13 is closed, a voltage is briefly applied to the connections of the coil 16, in which the current builds up very quickly due to the small self-induction coefficient. The coil located in the magnetic field exerts a pull on the valve rod 14 of the closure piece 13. This pull is very considerable in relation to the mass of the locking piece, and the locking piece 13 comes loose quickly. Nevertheless, under the effect of this single tensile force, the movement would be braked, and indeed if the current feed continued by the counter-electromotive force generated in the coil 16. The high opening speed is ensured regardless of the duration of the current supply by the pressure exerted by the pressure medium on the membrane 25 , the force acting on the surface 26 of the closure piece 13 being balanced by the force which immediately after opening the closure piece on the opposite surface of the locking piece acts.

Zum erneuten Schließen des Verschlußstückes 13 wird Druckluft in den Zylinder 32 eingelassen, wodurch die Gabel 29 auf den Anschlag der Ventilstange 14 einwirkt. Man kann dieses erneute Schließen von der Bewegung der gesteuerten Einrichtung abhängig machen, z. B. durch Zwischenschaltung eines Endschalters. Eine solche Lösung ist in F i g. 2 gezeigt. Die gesteuerte Einrichtung ist ein Kolben 36, der in dem Zylinder 37 gleitet. Bei der unteren Endstellung des Kolbens gibt dieser eine Öffnung 38, die an die Leitung 34 der F i g. 1 angeschlossen ist, frei, um eventuell über die Drossel 33 die Unterdrucksetzung des Inneren des Zylinders 32 zu bewirken. Um eine sehr schnelle Arbeitsweise zu erreichen, wird der tote Raum der zu beaufschlagenden Verbindungen soweit wie möglich verringert.To close the closure piece 13 again, compressed air is let into the cylinder 32, whereby the fork 29 acts on the stop of the valve rod 14. You can make this re-closing dependent on the movement of the controlled device, e.g. B. by interposing a limit switch. Such a solution is shown in FIG. 2 shown. The controlled device is a piston 36 which slides in the cylinder 37. When the piston is in its lower end position, there is an opening 38 which connects to the line 34 in FIG. 1 is connected, free to possibly bring about the pressurization of the interior of the cylinder 32 via the throttle 33. In order to achieve a very fast operation, the dead space of the connections to be acted upon is reduced as far as possible.

Wenn das Innere des Zylinders 37 mit der Atmosphäre über die kalibrierten Öffnungen 39 in Verbindung gebracht wird, wird nach Schließung des Verschlusstückes 13 in dem Zylinder von selbst eine automatische Entlastung des Kolbens 36 erhalten.If the interior of the cylinder 37 is brought into contact with the atmosphere via the calibrated openings 39 , the piston 36 is automatically relieved of pressure after the closure piece 13 in the cylinder is closed.

Claims

Claims: 1. Electromagnetically openable valve with a Closure piece, which is in connection with a coil, which in the air gap of a arranged pre-magnetized magnet system and when they are excited the locking piece can be brought into its open position, d u r c h e k e n n n -z e i c h n e t, that the coil (16) only serves to slightly release the locking piece (13) and for the complete opening of the closure piece on which the pressure medium to be shut off is applied acts in a manner known per se in the sense of closing, with it one per se known printing area, e.g. B. a membrane (25) od, the like., Is firmly connected on which presses the incoming pressure medium, with the pressure on in the closed position this pressure surface is balanced by the pressure on the closure piece. - 2. Valve according to claim 1 with automatic closure, characterized by a pneumatic one Closing device (28 to 34) which act on the closure piece (13) against a restoring force (27) acts with a delay in relation to the opening time. 3rd valve according to claim 2, characterized in that the locking device (28 to 34) is actuated by the pressure of the outflowing pressure medium, the delay is achieved by throttling (33). 4. Valve according to claim 3 for control of a piston, characterized in that the piston (36) towards the end of its stroke releases an opening (38) through which the closing device (28 to 34) is fed with the pressure medium.