DE2038865A1

DE2038865A1 - Electromagnetically operated fine control valve

Info

Publication number: DE2038865A1
Application number: DE19702038865
Authority: DE
Inventors: Berthold Kempf
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1972-02-10

Description

Kennwort: Magnetventil Elektromagnetisch betätigtes Feinregelventil Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Feinregelventil Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 1 695 555 ist ein elektromagnetisch betätigtes Flüssigkeitssteuerventil mit Drehkolben bekanntgeworden, bei dem die Achse des Drehkolbens elastisch mit dei> Achse oiner elektromagnetisch betätigten Verstelleinrichtuz.g verbunden ist, die im wesentlichen aus einer an der Betätigungsachse angeordneten Rotorwicklung sowie einer Ständerpolwicklung mit einer der Zahl der Schaltstellungen des Drehkolbens entsprechenden Polzahl besteht. Die Steuerung erfolgt mit Hilfe einer im Brregerstromkreis der Läuferwicklung liegenden Elinkenanordnung, mit deren Hilfe die gewünschte Ventilstollung gewählt werden kann. Zur Steuerung von Nutachieberventilen mit Hilfe dieser Anordnung ist zur Umwandlung der Drehbewegung dos Rotors in die geradlinige Bewegung des Nutschiebers eine Zahnritzel-/Zahnstangenanordnung vorgesehen, deren Zahnstange den Nutschieber axial verltingert und deren Zahnritzel anstelle des Drehkolbens mit der Betätigungsachse verbunden ist. Diese bekannte elektromagnetische Ventilbetätigung ist aufwendig und insbesondere wegen ungenügender Dichtigkeit nicht zum Einsatz in der Tieftemperaturtechnik geeignet. Darüber hinaus ist sie zur Steuerung von Sitzventilen wegen der erforderlichen elastischen Verbindung sowie der lediglich taktweisen Schaltbarkeit in festgelegte Schaltstellungen ungeeignet. Hinzu kommt, daß zumindest die Erregerwicklung für den Läufermagneten unter entsprechendem Energieverbrauch ständig unter Strom steht.Password: Solenoid valve Electromagnetically actuated precision control valve The invention relates to an electromagnetically operated fine control valve from the German utility model 1 695 555 is an electromagnetically operated Fluid control valve with rotary piston became known, in which the axis of the rotary piston elastic with the axis of an electromagnetically actuated adjustment device is connected, which essentially consists of one arranged on the actuation axis Rotor winding and a stator pole winding with one of the number of switching positions of the rotary piston has the corresponding number of poles. The control is carried out with the help a link arrangement lying in the exciter circuit of the rotor winding, with its The desired valve stub can be selected with the help of this. For controlling Nutachieberventilen With the help of this arrangement is to convert the rotary motion dos rotor into the rectilinear movement of the groove slide provided a pinion / rack and pinion arrangement, whose rack elongates the slot slide axially and its pinion instead of the rotary piston is connected to the actuation axis. This known electromagnetic Actuating the valve is complex and, in particular, not due to insufficient tightness suitable for use in cryogenic technology. In addition, it is used to control of seat valves because of the required elastic connection and the only Cyclical switchability in defined switch positions is unsuitable. Come in addition, that at least the excitation winding for the rotor magnet with a corresponding energy consumption is constantly energized.

Bei einer anderen bekannten Anordnung (Gebrauchsmuster 1 865 336) erfolgt die Betätigung eines gegen Verdrehen gesicherten Ventilsohaftes mittels einer den Schaft umgebenden Gewindebüchse, die von einem Schneckenrad umschlossen ist, das wiedorum mit einer magnetisch in Drehung versetzten Crowindespindel in Eingriff ateht. Diese Ventilanordnung ist wie die vorstehend beschriebeno Anordnung konstruktiv aufwendig und fllhrt nicht zu einer eine Eignung für den Tieftemperatureinsatz begründenden Dichte. Hinzu kommt, daß dieses Ventil 03pesiell für den Einsatz in Hochdruckdampfanlagen unter Heranziehung des hochgespannten Dampfes als Schaltmittel konzipiert ist, so daß es ftLr anderweitige Verwendung ungeeignet iot. Daritber hinaus steht auch dieses Ventil in unerwünschter Weise ständig unter Spannung.In another known arrangement (utility model 1 865 336) a valve holder secured against twisting is actuated by means of a threaded bushing surrounding the shaft, which is enclosed by a worm wheel is, in turn, with a magnetically rotated Crowindes spindle in Intervention. This valve arrangement is like the arrangement described above Constructively complex and does not lead to a suitability for use at low temperatures substantiating density. In addition, this valve is particularly suitable for use in High-pressure steam systems using the high-pressure steam as switching means is designed so that it is unsuitable for any other use. Daritber In addition, this valve is also constantly under tension in an undesirable manner.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines konstruktiv einfachen, störungsunanfälligen und ohne Verwendung von Stopfbuchsen ausreichend dich-ten Ventils, das zum Einsatz insbesondere in der Tieftemperaturtechnik geeignet ist. Die Erfindung besteht darin, daß das Betätigungselement für das Ventilverschlußstück innerhalb einer Bohrung des Ventilgehäuses gelagert ist, aus magnetischem oder magnetisierbarem Material besteht und von einer elektromagnetischen Drehteldwicklung umgeben ist. Die Bohrung im Ventilgehäuse ist hierbei vorteilhaft als Sacklochbohrung ausgebildet.The aim of the present invention is to provide a constructive simple, trouble-free and without the use of stuffing boxes sufficient sealed valve, which is particularly suitable for use in low-temperature technology is. The invention consists in that the actuating element for the valve closure piece is mounted within a bore of the valve housing, made of magnetic or magnetizable Material consists and is surrounded by an electromagnetic rotary winding. The hole in the valve housing is advantageously designed as a blind hole.

Die unmittelbare Bohrung des Ventilstößels in einer geschlonsenen Gehäusebohrung gewährleistet einerseits eine absolute Dichtigkeit des Ventils ohne zusätzliche Dichtungsmittel und andererseits bei einfachem konstruktivem Aufbau eine verklemmungsfreie Führung. Funktionsstörungen sind praktisch ausgeschlossen. Die Verstellung kann in einfachster Weise stufenlos bewirkt werden bei universeller Anwendbarkeit. Der Schließdruck kann auf einfache Weise beliebig festgelegt und betriebsabhängig geregelt werden. Dio Vorstollvorriobtung kann unnitteltar nach Beendigung des Schaltvorganges stromlos gesetzt erden.The immediate bore of the valve stem in a closed one Housing bore ensures on the one hand an absolute tightness of the valve without additional sealing means and on the other hand with a simple structural design a deadlock-free leadership. Malfunctions are practically impossible. The adjustment can be effected steplessly in the simplest way with universal Applicability. The closing pressure can be any simple way determined and regulated depending on the operation. Dio Vorstollvorriobtung can be inexpensive after completion of the switching process, earthed.

Das erfindungsgemäße Ventil besteht nur aus wenigen, einfach herstellbaren und montierbaren Teilen. Bs kann - abgesehen von der Dichtgegcllfldche, etwa einem Ventilsitz - aus einer einfachen Gehäuseplatte mit daran angeordnetem, die Gewindebohrung enthaltenden Ansatz bestehen, der - außerhalb des Gehäuseraumes - als Träger für die Drehfeldspule dient. Selbstverständlich kann die Wicklung auch in einem geschlossenen, vom Ventilraum getrennten Gehäuseraum untergebracht sein. Die Verstellung kann direkt oder auch in an sich bekannter Weise indirekt mit Hilfe eines in einer Ringnut drehbar gelagerten magl notisohen Innengewinderinges erfolgen, in den der in diesem Fall gegen Verdrehung gesicherte Ventilstößel gehalten ist.The valve according to the invention consists of only a few, which are easy to manufacture and mountable parts. Bs can - apart from the sealing surface, about one Valve seat - from a simple housing plate with the threaded hole arranged on it Containing approach exist that - outside the housing space - as a carrier for the rotating field coil is used. Of course, the winding can also be in a closed, be housed separate from the valve chamber housing space. The adjustment can be done directly or in a manner known per se, indirectly rotatable in an annular groove with the aid of a stored magl notisohen internal thread ring, in which the in this case valve tappet secured against rotation is held.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing, for example.

Bs zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventiles mit indirekter Verstellung.1 shows a valve according to the invention in a schematic Sectional view, FIG. 2 shows another embodiment of a valve according to the invention with indirect adjustment.

In der Zeichnung sind mit 1 der als Ventilverschlußstück dienende Ventilkegel, mit la der Ventilsitzring und mit 2a das Betätigungselement für das Ventilverschlußstück bezeichnet. Das Betätigungselement 2a dient in diesem Fall zugleich als Ventil stößel, der mit einem Außengewinde 3 als Verstellmittel versehen ist. Das Betätigungselement 2a besteht erfindungsgemäß aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und ist in einer mit Innengewinde 4 verschenen Zylinderbohrung 5 des Gehäuses 6 gehalten, die - wie damit auch das Betätigungselement 2a -von einer elektromagnetischen Drehfeldwicklung 7 umgeben ist.In the drawing, 1 is used as the valve closure piece Valve cone, with la the valve seat insert and with 2a the actuator for the Valve closing piece referred to. The actuating element 2a is used in this case at the same time as a valve tappet, which is provided with an external thread 3 as an adjusting means is. According to the invention, the actuating element 2a consists of magnetic or magnetizable material and is in a cylinder bore with internal thread 4 5 of the housing 6 held, which - as well as the actuating element 2a - of a electromagnetic rotating field winding 7 is surrounded.

Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht das Gehäuse im wesentlichen aus einer Gehäuseplatte 6a und einem daran angeordneten, die Zylinderbohrung 5 enthaltenden Ansatz 6b, um den außen herum die Drehfeldwicklung 7 angeordnet ist. Die Bohrung 5 ist als Sacklochbohrung ausgebildet. Sie kann selbstverständlich auch, wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2, in einem geschlossenen Gehäuseraum angeordnet sein.In the case of the embodiment of FIG. 1, the housing consists essentially from a housing plate 6a and one arranged thereon and containing the cylinder bore 5 Approach 6b, around which the rotating field winding 7 is arranged on the outside. The hole 5 is designed as a blind hole. It can of course also, as in the Case of the embodiment according to FIG. 2, arranged in a closed housing space be.

Im Falle der eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils darstellenden Fig. 2 erfolgt die Yerstellung des Ventilstößels 12 und damit des Ventilverschlußstückes 1 erfindungsgemäß mit Hilfe eines in einer Gehäuseringnut 8 drehbar gelargerten Betätigungselementes 2b, das als Innengewindering ausgebildet ist. In detn Betätigungselement 2b ist der Ventil stößel 12 drehbar gelargert. Der Ventilstößel 12 ist gegen Verdrehen mit Hilfe einer Nase 10 Zusammenwirken mit einer Längsnut 11 des Gehäuses gesichert.In the case of another embodiment of a valve according to the invention 2, the valve tappet 12 and thus the valve tappet 12 are made Valve closure piece 1 according to the invention with the aid of an in an annular housing groove 8 rotatably lugged actuating element 2b, which is designed as an internally threaded ring is. In the actuating element 2b, the valve tappet 12 is rotatably locked. Of the Valve tappet 12 is against rotation with the help of a nose 10 interacting with a Longitudinal groove 11 of the housing secured.

Zur Betätigung des Ventil bedarf es lediglich einer Beaufschlagung der Drehfeldwicklung 7, wobei im Falle der Ausführrungsform nach Fig. 1 das aus magnetischem Material bestehende Betätigungselement 2a und im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2 das Betätigungselement 2b gleichsinnig mitgenommen werden. Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 erfolgt die Ventilverstellung daher unmittelbar und im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2 mittelbar derart, daß der gegen Drehung gesicherte Ventilstößel 12 infolge der Drehung des Betätigungselementes 2b axial verstellt wird. Nach Erreichen der gewünschten Sohaltstellung wird die Drehfeldwicklung 7 stromlos gestellt.All that is required to operate the valve is pressurization the rotating field winding 7, which in the case of the embodiment according to FIG magnetic material existing actuator 2a and in the case of the embodiment according to FIG. 2, the actuating element 2b can be taken along in the same direction. In the event of In the embodiment according to FIG. 1, the valve adjustment is therefore carried out directly and in the case of the embodiment of FIG. 2 indirectly in such a way that the counter rotation secured valve tappets 12 as a result of the rotation of the actuating element 2b axially is adjusted. After reaching the desired Holding position will the rotating field winding 7 is de-energized.

Das er£indungsgemäße Ventil benötigt keine Stopfbuchsen. Die einzige Dichtstelle befindet sich zwischen Gehäuse 6 bzw.The valve according to the invention does not require any stuffing boxes. The only Sealing point is located between housing 6 or

Gehäuseplatte 6a und der Dichtgegenfläche 9. Diese Dichtstelle kann leioht, z.B. durch einen 0-Ring, abgedichtet werden.Housing plate 6a and the sealing mating surface 9. This sealing point can borrowed, e.g. with an O-ring.

Claims

Expectations

1. Electromagnetically operated fine control valve in which the valve closure piece Is adjusted via an actuating element provided with a thread, thereby characterized in that the actuating element (2a, 2b) within a bore (5) of the Valve housing (6) is mounted, made of magnetic or magnetizable material and is surrounded by a rotating field winding (7) which is equivalent to an electromagnetic magnet.

2. Electromagnetically actuated fine control valve according to claim 1, characterized characterized in that the bore (5) is designed as a blind hole.

3. Electromagnetically operated fine control valve according to claim 1 or 2, characterized by the fact that on the housing (6) or

the housing plate (6a) is arranged a projection (6b) containing the bore eats, which serves as a carrier for the electromagnetic rotating field winding.

4. Electromagnetically operated fine control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the rotating field winding (7) in a closed housing ring space is arranged.

5. Electromagnetically operated control valve according to one of the claims 1 to 4, characterized in that on a valve tappet secured against rotation (12) an internally threaded ring (2b) is attached as an actuating element, which is rotatable is embedded in a ring merging into the bore (5).

6. Electromagnetically operated fine control valve according to claim 5, characterized characterized in that a lug on the tappet for securing the valve tappet (12) against rotation (10) is attached, which engages in a housing longitudinal groove (11).

L e r s e i t e