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Magnetventil für Gase Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil
für Gase, mit abbremsbarem Verschlußstück, bei dem ein Medium während der Bewegung
des Magnetankers von einem ersten Raum auf einer Seite einer Drosselstelle zu einem
zweiten Raum. auf deren anderer Seite geführt wird und der zweite Raum vom Ventilraum
durch eine einerseits am Ventilgehäuse und andererseits am Ventilschaft befestigte
elastische Wand getrennt ist.
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Bei einem bekannten Ventil wird der erste Raum durch eine Kammer oberhalb
des Ankers, der zweite Raum durch eine Kammer am unteren Ende des Ankers, die gegenüber
dem Ventilraum durch eine elastische Wand abgegrenzt ist, und die Drosselstelle
durch den Ringspalt zwischen Anker und Ankerführung gebildet. In der so gebildeten
Bremsvorrichtung befindet sich eine Bremsflüssigkeit. Mit Hilfe eines derart gebremsten
Ankers erreicht man, daß die Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlußstückes
langsam vonstatten geht, also keine Schläge in den Endstellungen auftreten.
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Es bereitet aber Schwierigkeiten, die Bremsflüssigkeit mit Sicherheit
von dem das Ventil durchströmenden Medium zu trennen.
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Bekannt sind auch Magnetventile, bei denen die Dämpfung auf pneumatischem
Wege erreicht wird. Hier befindet sich auf der dem Verschlußstück gegenüberliegenden
Seite des Ankers ein Aufsatz, der zwei durch eine Membran voneinander getrennte
Räume aufweist. Dies erfordert einen erheblichen Bauaufwand.
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Sodann sind Magnetventile bekannt, bei denen dem Verschlußstück eine
Druckentlastungsvorrichtung zugeordnet ist. Bei einer bekannten Druckentlastungsvorrichtung
trennt eine einerseits am Ventilgehäuse und andererseits am Ventilschaft befestigte
elastische Wand auf der dem Verschlußstück gegenüberliegenden Seite einen Raum ab,
der über einen Kanal mit dem Ventilraum auf der abgekehrten Seite des Verschlußstücks
in Verbindung steht. Wenn in dem letztgenannten Ventilraum der Eintrittsdruck herrscht,
wird dieser durch den Kanal auf den abgetrennten Raum übertragen, so daß. auch dort
der Eintrittsdruck herrscht, aber im entgegengesetzten Sinn auf den Ventilschaft
einwirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil mit abbremsbarem
Verschlußstück anzugeben, das einen geringen Bauaufwand hat und keine Schwierigkeiten
hinsichtlich der Trennung zwischen Bremsflüssigkeit und dem das Ventil durchströmenden
Gas bietet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Magnetventil der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Raum durch den Ventilraum selbst
und die Drosselstelle in einer Leitung gebildet ist, die den zweiten Raum mit dem
Ventilraum auf der von ihm abgewandten Seite des Verschlußstücks verbindet.
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Der abgetrennte zweite Raum muß sich bei einer Bewegung des Ventilschaftes
zwangläufig vergrößern oder verkleinern. Infolgedessen strömt Gas aus dem vom Ventil
zu überwachenden Leitungssystem durch die Leitung und die Drosselstelle in diesen
Raum oder von ihm weg. Bei entsprechender Bemessung der Drosselstelle kann hierdurch
eine vollkommene Bremsung des Verschlußstücks erzielt werden. Als Bremsmedium dient
das das Ventil durchströmende Gas; es braucht daher keine Abdichtung zwischen diesem
Gas und einer Bremsflüssigkeit vorgesehen zu werden. Bei entsprechender Bemessung
kann die elastische Wand außerdem als äruckentlastungsvorrichtung dienen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durchsetzt die Leitung in
bekannter Weise als Längsbohrung den Ventilschaft, und die Drosselstelle ist eine
Bohrung in der Schaftwand. Dies ergibt eine sehr einfache Herstellung. Statt dessen
kann die Drosselstelle im Ventilschaft auch eine Kapillare sein.
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Des weiteren kann die elastische Wand in bekannter Weise eine annähernd
flache Membran sein, wie sie sich für viele andere Anwendungszwecke schon bewährt
hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Ventilschaft und
Anker getrennt voneinander ausgebildet und stehen je unter der Wirkung einer Feder.
Beim Einschalten wird der Anker gegen die Kraft seiner eingebauten Feder angezogen,
wobei das Verschlußstück allein unter der Kraft seiner Feder geöffnet wird. Hierdurch
läßt sich erreichen, daß das Öffnen des Ventils extrem langsam vor sich geht. Ferner
ist es ausgeschlossen, daß. Schwingungen während des öffnens, die sich bei Betrieb
mit Wechselstrom im Anker ergeben, auf das Verschlußstück einen Einfluß nehmen können.
Sodann kann bei dieser Anordnung auch die Zugkraft der Magnetspule wesentlich verkleinert
werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils
im Längsschnitt schematisch dargestellt und F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung.-Ein Ventilgehäuse 1 mit Eintrittsstutzen 2 und Austrittsstutzen 3
sowie Ventilsitz 4 ist oben durch einen Aufsatz 5 abgeschlossen, der einen Magneten
6 mit Erregerspule 7 trägt. Der Anker 8 des Magneten ist mit dem Ventilschaft 9
verbunden, der an seinem unteren Ende das Verschlußstück 10 trägt. Eine Feder 11
drückt das Verschlußstück in die Schließlage. Der Ankerraum 12 ist oben durch einen
Stopfen 13 dicht abgeschlossen. Eine Membran 14 ist einerseits am Ventilschaft 9
und andererseits zwischen Gehäuse 1 und Aufsatz 5 befestigt. Durch sie wird ein
Raum 15 abgetrennt, der über einen Kanal 16 mit dem Eintrittsraum 17 unterhalb des
Verschlußstücks 10 verbunden ist. Der Kanal besteht aus einer axialen Bohrung 16
und einer als Drosselstelle ausgebildeten Querbohrung 18. Die Größe der Membran
14 ist so gewählt, daß ihre wirksame Fläche derjenigen des Verschlußstücks
10 entspricht. Somit hält der vom Eintrittsraum 17 und vom abgetrennten Raum
15 auf den Ventilschaft 9 wirkende Druck sich die Waage. In gleicher Weise hält
sich der im. Austrittsraum 19 auf das Verschlußstück 10 und auf die
Membran 14 wirkende Druck das Gleichgewicht.
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Wenn der Anker 8 angezogen wird und der Schaft 9 sich gegen die Kraft
der Feder 11 nach oben bewegt, muß aus dem Raum 15 Gas verdrängt werden. Da dies
nur über die Drosselstelle 18 möglich ist, wird die Ankerbewegung entsprechend gebremst.
Im angezogenen Zustand sind auch Schwingungen des Ankers mit 50 Hz stark gedämpft,
weil eine Schwingungsbewegung mit einer entsprechenden Vergrößerung und Verkleinerung
des Raumes 15 durch die Drosselstelle 18 gebremst wird. In gleicher Weise wird auch
die Abwärtsbewegung des Ankers 8 gebremst.
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F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem
die Drosselstelle im Ventilschaft 9 in Form einer Kapillare 20 vorgesehen ist. Hierbei
braucht die Öffnung 18' nicht als Drosselstelle ausgebildet zu sein. Das Magnetventil
nach F i g. 2 ist im übrigen in ähnlicher Weise ausgebildet wie das Magnetventil
nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind gleiche Teile mit gleichen Positionsziffern
versehen.
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Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist die Feder 11 zum Schließen
des Ventils innerhalb des Raumes 15 angeordnet, den die elastische Wand 14 von der
dem Verschlußstück 10 gegenüberliegenden Seite abtrennt. Außerdem bestehen
Ventilschaft 9 und Anker 8 des Magneten aus einem Stück.
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Demgegenüber ist die Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß
F i g. 2 dadurch gekennzeichnet,. daß der Ventilschaft 9' und der Anker 8' des Magneten
getrennt voneinander ausgebildet sind und jeweils unter der Wirkung einer eigenen
Feder 21 bzw. 24 stehen.
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Die Feder 21 zum öffnen des Ventils liegt im Raum zwischen der Membran
14 und dem Verschlußstück 10. Sie spannt sich zwischen einem gehäusefesten
Sitz 22 und der Membran 14 aus.
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Der Anker 8' des Magneten weist eine Längsbohrung 25 auf, in welcher
gegen die Kraft einer Feder 24 ein Stift 23 geführt ist, dessen aus der Längsbohrung
25 herausragendes Ende am Stopfen 13 anliegt.
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In Ruhestellung wird das Ventil durch die Kraft der Feder 24 geschlossen
gehalten. Diese drückt über den Anker 8' den Schaft 9' des Ventils nach unten und
preßt das Verschlußstück 10 auf seinen Sitz 4.
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Nach Einschalten der Magnetwicklung 7 wird der Anker 8' angezogen,
wobei er sich gegen die Kraft seiner Feder 24 nach oben bewegt. Hiernach kann sich
der Ventilschaft 9' infolge der Kraft der Feder 21 aufwärts bewegen. Die Anordnung
ist so getroffen, daß die Feder 21 schwächer ist als die Feder 24, so daß
sich das Ventil unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 8' unter
der Wirkung der relativ geringen Kraft der Feder 21 öffnet.
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Die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils ist im Ausführungsbeispiel
nach F i g. 2 im wesentlichen von der Kraft der Feder 21 abhängig. Hierdurch
lassen sich störende Schwingungen während des öffnens vermeiden, die beispielsweise
im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 auftreten könnten, wenn die Anlage mit Wechselstrom
betrieben würde.
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Der Schließvorgang wird durch das Abschalten der Magnetspule eingeleitet
und durch die im Magnetanker befindliche Feder durchgeführt.