-
14a gne tve nt il Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem
in einem Ventilgehäuse beweglichen Ventilkörper.
-
Für das genaue Dosieren bzw. Portionieren einer Flüssigkeit mittels
eines Ventils ist es notwendig, dafldas durch das Ventil durchlaufende LIedium plötzlich
in seiner Strömung angehalten wird, so dafl ein nahezu messerscharfes Abschneiden
des Strahls erfolgt und kein Tropfen mehr nachlaufen kann. Derartige Ventile werden
z. D. in der Getränke-Industrie benötigt, um bestimmte r,_ischvorgänge (im Automatensektor
vielfach bei Heißgetränke- oder Postmix-Automaten) auf elektronische Art
und Weise zu steuern. Mit den bisher bekannten, auf dem Markt befindlichen Ventilen,
insbesondere Magnetventilen, ist nicht in zuverlässiger Weise das plötzliche Abstoppen
eines durch das Ventil strömenden Mediums möglich, da bei den bekannten Ventilen
ein Nachtropfen auftritt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Ventile
besteht darin, da@ sehr schnell Funktionsstörungen festzustellen sind, wenn sie
von zähflüssigen Medien, z. B. 'uckerlösun,en oder sirupähnlichen Flüssigkeiten
durchströmt werden; um die bekannten zum Portionieren von z. B. zähflüssigen :,:edlen
verwendeten Ventile funktionstücAtg zu halten., müssen sie häufig in ihrs Einzolteile
zerlegt rjerden, um die notwendigen Reinigungsarbeiten vornehmen zu können. Diese
not-,jeridigen Peinigunjsarbeiten haben somit unerwünschte tillstandszeiten der
gesamten :.:ischanla,zur Pol ge. Bei bekannten Portionier-- bzw. Dosierventilen
besteht weiterhin häufig der Nachteil, daß eine Reibung zwischen einzelnen Ventilorganen
vorhanden ist, so daß die Gefahr eines mechanischen Antriebs gegeben ist, wodurch
derartige Ventile insbesondere in der Getränkeindustrie unverwendbar sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil insbesondere
zum Dosieren bz-N. Portionieren von zähflüssigen Priedien zu schaffen, welches nicht
mit den oben geschilderten Nachteilen bekannter Ventile behaftet ist, wobei e s
insbesondere darum geht, daß zu jedem gewünschten Zeitpunkt ein absolutes Abschließen
des Ventils möglich ist, um ' jederzeit den Flüssigkeitsstrom messerscharf ohne
Nachtropfen abstoppen zu können. Es geht weiterhin darum, ein Ventil zu schaffen,
das sich selbst reinigt, so daß zusätzliche
| a.3ini.17ung.z-arbei.ten ii,--_t damit; verbundenen Stillstandszeiten |
| j3r Anlä;e vermieden :-.ierdeno Es soll außerdem auf Verschleiß- |
| teile vorJichtet werden können, d. h. auf Toile, die einem |
| r::echaiz7.@ciien hhrieb unter@aorfen sind, so da:. das Ventil |
| sich z. B. in der Getränkeindustrie einsetzen läßt. |
| Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden .Aufgabe |
| wird ein L:agnetventil mit einem in einem Ventilgehäuse |
| beweglichen Ventilkörper vorgeschlagen, das dadurch ge- |
| kennzeichnet ist, daß das ini wesentlichen an seinem un- |
| teren Ende mit einem Ventilsitz versehene Ventilgehäuse |
| im wesentlichen hohlzylinderförmi.g und mit einer T;Ta,;gn.et- |
| spule umgeben ist und der Vontilkö@-Ter gleichzeitig den |
| I@,agnetkern bildet und derart innerhalb des Ventilgehäuses |
| gelagert ist, daß er-in Achsialrichtung des Ventilgehäuses
. |
| verschiebbar ist und in Offenstellung im wesentlichen an |
| seiner gesamten Außenfläche von dem strömenden Medium |
| umsp ält i^""ird. |
| Bei dem erfindungsgemäßen Ventil strömt die Flüssigkeit von |
| oben nach unten, wobei der Ventilkörper durch das von der |
| das Ventilgehäuse umgebenden Spule erzeugte Magnetfeld |
| von dem Ventilsitz entgegen der Strömungsrichtung der Flüssig- |
| keit angehoben und in einer bestimmten Stellung festgehalten |
| wird. Wenn die Flässigkeitsströmung unterbrochen werden |
| soll, wird die Stromzufuhr zu der lllagnetspule unterbrochen, |
| so daß das magnetische Feld zusammenbricht und der Ventilkörper |
unter der kombinierten Wirkung der Schwerkraft und des auf . ihn
einwirkenden Flüssigkeitsdrucks sich nach unten bewegt und am Ventilsitz zur Anlage
kommt. Die Flüssigkeitsströmung kann-auf diese Weise schlagartig unterbrochen werden,
ohne daß die Gefahr eines Nachlaufs bzw. Nachtropfens besteht.
-
Da sämtliche Ventilorgane während des Strömens der Flüssigkeit ständig
von dieser Flüssigkeit umspült bzw- bestrichen werden, findet in vorteilhafter Weise
eine Selbstreinigung der Ventilorgane statt, wobei es in diesem Zusammenhang insbesondere
vorteilhaft ist, daß keinerlei tote Winkel und Ecken vorhanden sind, die vom Spülvorgang
nicht erfaßt werden. Der Strömungsverlauf des Mediums kann vorteilhafterweise so
ausgelegt sein, daß der Ventilkörper im geöffneten Zustand ständig von strömendem
Medium umströmt wird.-Das Ventil hat keinerlei Verschleißteile, so daß e s frei
von jeglichem mechanischen Abrieb ist.
-
.s
Das erfindungsgemäße Ventil läßt sich sowohl als auslaufendes
Ventil verwenden, d. h. als ein Ventil, das nicht in eine Rohrleitung eingebaut-ist,
sondern das Medium frei= austreten läßt, als auch als ein in ein Rohrleitungssystem
singebautes Ventil, wenn es darum geht, einen in eine 7lUseigkeitsströmurig zusätzlich
eingeführten Flü.seigkeitastrom plötzlich abzuschneiden:, `wenn irgendeine Störung
indem-System auftritt. " @--°.
' Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in
der eine mögliche Ausführungsform der Erfindung in beispielhafter Weise wiedergegeben
ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Ventils;
Fig. 2 eine Sohnittansioht des Ventilkörpers entsprechend Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen elektrischen Schaltplan zur Betätigung des erfindungsgemäßen Ventils.
_ Entsprechend Fig. 1 weist das Ventil ein im wesentlichen zylinderförmiges Ventilgehäuse
1 auf, das mit einer Bohrung versehen-ist, die am oberen Ende, dem Einströmende,
vorzugsweise konisch verjüngt ist, derart, daß ein oberer Anschlag für den in dem
Ventilgehäuse in Längsrichtung beweglichen stromlinienförmigen Ventilkörper 2 gebildet
ist. Das Ventilgehäuse besteht vorzugsweise aus Hjart-PVC. Der Ventilkörper
2
ist von unten her in das Ventilgehäuse 1 einschiebbar. In das untere
offen Ende des Ventilgehäuses 1 ist ein
Auslaufkörper
4 einsohraubbar, der eine zentrale Bohrung aufweist, die mit einer
Umfangsnut versehen ist, in die der den
Ventilsitz bildende Dichtring
3 einsetebsrist. Zwischen das
Ventilgehäuse 1 und einen ax Auslaufkörper
4 vorgesehenen Flansch ist ein 4bdiohtwcgering ? gelost*
Dia indem Auslaufkörpor 4 angeordnet* zentrale-Bohrung ist mit einer
eich
nach oben erstreckenden, vorzugsweise konischen Irweiterun$
versehen,
wodurch eine gleichmäßige und ruhige Strömung der das Ventil durchströmenden Flüssigkeit
gewährleistet wird. Die Innenbohrung des Auslaufkörpers 4 ist an ihrem unteren Ende
mit einer Einsehnürung ö versehen, wodurch ein vollkommen abgerundeter austretender
Flüssigkeitsstrahl erhalten wird. Das in Fig. 1 dargestellte Ventil ist als sogenanntes
Auslaufventil gedacht, bef, dem das PTedium frei austreten kann. Es besteht jedoch
auch die I#.dgliohkeit, den Auslaufkörper 4 an seinem unteren Ende mit einem ein
Außengewinde aufweisenden Ansohlußstutzen für eine Anschlußrohrleitung oder dergleichen
zu versehen.
-
Der Auslaufkörper 4 weist vorzugsweise an seinem Außenumfang Nuten
oder dergl. auf, in die zum bequemen und zuverlässigen Ein- und Ausschrauben des
Auslaufkörpers ein sogenannter Hakenschlüssel einsetzbar ist.
-
Das Ventilgehäuse ist an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde
8 zum Ansohluß an eine FlüssigkeitszufUhrungsleitung oder dergleichen versehen.
-
Der Vontilkörper 2 besteht aus Weicheisen-und ist an seinem
Außenumfang mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten 3 ver-
sehen, durch die
die Flüssigkeit entlang des Ventilkörpers strömen kann. Obwohl bei der dargestellten
Auniührungsform vier-soloher
Nuten 3 vorgesehen sind, können
vorzugsweise
| iaehr oder iveiiiyer Nuten vorhanden ,sein, wobei die Anzahl |
| der nuten sich im wesentlichen aus dem für eine ausreichende |
| Strömun£n der Flüssigkeit notwendigen freien Querschnitt er- |
| Gibt. Der ku.?endurchmesser des Ventilkörpers 2 ist kleiner |
| als der Innendurchmesser der Bohrung des Ventilgehäuses 1, |
| so daß keinerlei mechanischer Abrieb zwischen Ventilgehäuse |
| und VAiitilkörper möglich ist und der Ventilkörper, wenn er |
| sich in Offetlstellung befindet, an seiner gesamten Außen- |
| fläche von dem strömenden ;,edium umspült wird. |
| Der in Geschlossen-Stellung des Ventils auf dem den Ventil- |
| sitz-darstellenden Dichtring 5 aufsitzende Ventilkörper 2 |
| ist aus dieser üeschlossen- bzw. Ruhestellung mittels einer |
| das Ventilgehäuse 1 umgebenden, in Fig. 1 nicht darge- |
| stellten I,Iagnetspule anhebb:ar, J Odem mittels der hiag- |
| .-natspüle ein ausreichend starkes magnetische: Feld erzeugt |
| wird, welches direkt auf den gleichzeitig den Magnetkern |
| darstellenden Ventilkörper 2 einwirkt. Die in Fig. 1 nicht |
| d-arge stellte Magnetspule ist in einem über das Ventilgehäuse
1 |
| geschobenen-,Spulengehäuse _ 14 untergebracht. Das Spulenge- |
| häuse 14 ist `in geeigneter Weise auf dem Ventilgehäuse 1 |
| arretierbar, z. D. mittels des Gewinderings 15 und`des an |
| "dem--Vehtilge:häuse 1 angebrachten Außengewindes 16. |
| Als-Yaterial für den Ventilkörper 2 wurde, wie bereits er- |
| wähnt Weicheisen verwendet, welches den empfangenen- |
| Nägnetismüs schnell wieder abgeben kann.-Auf den Ventil- |
| körper ist vorzugsweise eine Beschichtung aus korrosions- |
| beständigem TTaterial aufgespritzt, damit keine Rostbildune |
| entstellen kann oder eine Geschmacksänderung der strömenden |
| 2 1üssigkeit eintreten kann. Der Ventilkörper kann vorzugs- |
| weise auch mit PVC beschichtet sein. |
| Bei der Darstellung entsprechend fig. j befindet- sich der |
| Ventilkörper 2 etwa am Anfang seiner aufwärts gerichteten |
| Öffnungsbewegung, co da)3 das oben in das Ventilgehäuse
ein- |
| gerade anfängt, in 3'fci.2.- |
| _. i c h t L12'? g -. u `t-° 1' c"@@' rl . |
| G., |
| :-ir@:.1@-Z::SL1= ii`.f@eh i.<rt.tt"i |
| .! 'Ji f=etE? ?".@. ! -( c-j#, .. @#:L. ?=r; 4tzs.`#,lg
i rr.z@. Z .=@='G |
| d,zirch d_Ef= |
| ...@i.@. I@eiI L..lfy 1`h,@@i_ i.t-. 1#10
,.'eVLi-`l- ä- |
| _@1.@.Ii:3 f7 p |
| liü_eL#fvtJalic._i_3)£v#.,,.il"äblo ?.>#orü3.-# |
| .a:il@'j(;S'o |
| 1ü der ...,ij# ehobe-neln |
| t.)cr je.i..._ |
| i @:e-Y'' (j# .t .. |
| #_Y# cl. ..#.:,. iri.ri'.a,._..'if# c3..-''lht..
..#li |
| rt i' - i'°k.`',# äs |
| 'Ui li=.'.i='_f 3P.#v1-,t. _ .- G#J4 #Jl#.`#rd@:r'#öi @,e°#o
f# das |
| e- hie |
| dex !;a@@l.etspule @:elche hie @: @rs;_t 9 |
bezeichnet ist, dient. Die Spule g wird mit Gleichstrom gespeist,
wobei dieser Gleichstrom vorzugsweise. tiber den Dioden-Brückengleichrichter 1o
erzeugt wird, wenn das Vorachaltgerä.t mit Wechselstrom gespeist wird. Dem Gleichrichter
1o ist ein regelbarer Widerstand nachgeschaltet, an den eich parallel geschaltete
Blektroljrt-Kondensatoren 11 .anschließen, die als Energiespeicher dienen. Zwischen
den Kondensatoren 11 und der innerhalb des Spulengehäuses 1o liegenden Spule 9 ist
ein Schalter bzw. Steuerschütz 12 angeordnet.
-
Die Wirkungsweise des Vorschaltgerätes A ist wie folgtt Schließt man
den Eingangsschalter 17 des Vorschaltgerätes A, so beginnt ein Wechselstrom zu fließen,
der in dem Gleichrichter 1o zu Gleichstrom umgewandelt wird. Über den Widerstand
13 gelangt der Gleichstrom zu den Kondensatoren 11, die sich aufladen. Mit dem regelbaren
Widerstand 13 besteht die Möglichkeit, die Kondensatoren schnell oder langsam
aufzuladen, wobei die Einregulierung des Widerstandes 13 im wesentlichen von der
Kraft abhängig ist, die erforderlich ist, um den einmal in die Offenstallung hochgehobenen
Ventilkörper 2 in dieser Offenstellung bzw. Schwebestellung zu halten. Der Widerstand
13 dient weiterhin zur Verhinderung einer Überlastung der Kondensatoren bzw. der
Spule. Sobald die Kondensatoren 11 aufgeladen sind, wird der . Sohter neor# stouersAMz
1eaoäl®ggenD düh UM @m oQoo 'a a223 spule MIO,# wird o
Auf diese
Weise wird nach Schließen des Schalters 12 durch die Spule 9 ein sehr starkes Magnetfeld
aufgebaut, welches ausreicht, den Ventilkörper 2 aus seiner Schließstellung entgegen
den durch die Flüssigkeit ausgetibten statischen Druck und entgegen der Schwerkraft
nach oben zu bewegen, wodurch das Ventil geöffnet wird. Das starke Magnetfeld baut
sich nach Entladen der ondensatoren 11 sofort wieder ab, wobei ein kleineres Magnetfeld
übrigbleibt, dessen Größe durch die Einstellung des regelbaren :'liäerstandes 13
bestimmt ist; der Spule 9 wird während der Zeit, in der der Ventilkörper 2 sich
in der Öffnungs- bzw. Schwebestellung befindet, nur noch soviel Strom zugeführt,
wie notwendig ist, um den Ventilkörper in dieser Schwebestellung zu halten. Wenn
das Ventil geschlossen werden soll, wird die Stromzufuhr durch Öffnen des Schalters
17 unterbrochen, so daß das magnetische Feld völlig zusammenbricht und der Ventilkörper
2 nach unten fällt und durch die kombinierte Wirkung seines Gewichtes und des auf
ihn einwirkenden statischen Drucks der sich über ihm befindenden Flüssigkeitssäule
gegen den Ventilsitz geprellt wird.