DE2063223A1

DE2063223A1 - Magnetisch betatigbare Vorrichtung

Info

Publication number: DE2063223A1
Application number: DE19702063223
Authority: DE
Inventors: Colin John Crowthorne Berkshire Kirk (Großbritannien) M
Original assignee: Martonair Ltd
Current assignee: Martonair Ltd
Priority date: 1970-01-15
Filing date: 1970-12-22
Publication date: 1971-08-12
Also published as: US3675171A; NL7100232A; FR2075251A5; GB1278762A; CA924702A; JPS4921688B1

Description

Sie Erfindung bezieht sieh auf eime magnetisch betätigbare Vorrichtung.

Ziel der Erfindung ist eise magnetisch betätigbare Vorrichtung, bei der ein bewegbares Glied verwendet wird, das ein. weiteres bewegbare» Glied durch eime Trennwand hindurch betätigt, so daß also ei» bewegbares Glied dazu auegemutzt werdem kamm, •in Ventil glied durch eime Trennwand im eimern Gehäuse eines Ventil» zu »!tätigen oder auch eim weiteres bewegbares Glied dureh eim« Wandung eines Behälters hindurch zu betätigem·

Geaäl der Irfimdung weist eine magnetisch betätigbare Vorrichtung «im bewegbare» und eim festes Glied auf, die je magnetische* Material emthalten, wobei das bewegbare Glied derart

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gelagert ist, daß es zwischen einer vom festen Glied entfernten und einer dem festen Glied benachbarten Stellung bewegbar ist, so daß, wenn das magnetische Material eines der Glieder magnetisiert ist und wenn das bewegbare Glied die Stellung in der Nähe des festen Gliedes einnimmt, im festen Glied ein Hagnetfeld aufgebaut wird, wobei die Vorrichtung weiterhin ein bewegbares magnetisches Element aufweist, das in der Nähe der vom. bewegbarem Glied entfernten Seite des festen Gliedes gelagert und in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, aus der es durch das magnetische leid gegen die Vorspannung bewegbar ist, wenn das bewegbare Glied in die Nähe des festen Gliedes bewegt wird«

Das magnetische Material des bewegbaren oder des festen Gliedes kanm so ausgebildet sein, daß es magnetisierbar ist, vorzugsweise jedoch ist das magnetische Material des bewegbaren oder des festen Gliedes permanent magnetisch.

Das magnetische Material des bewegbaren Gliedes kann eine Fläche auf weisem, die mit einer Nut versehen ist, die zwischen einem Außenumfangsteil liegt und einen FoI bildet, wenn das * magnetische Material magnetisiert wird, sowie einen inneren Abschnitt, der den anderen Pol bildet, wobei die Fläche so angeordnet ist, daß sie dem festen Glied eng benachbart ist, wenn das bewegbare Glied in die nahe Stellung bewegt wird. Das feste Glied weist vorzugsweise einen Außenteil aus magnetischem Material auf, der zum Außenumfangsteil des anderen Teils komplementär ausgebildet ist, sowie einen inneren Kern aus magnetischem Material, der komplementär zu dem genannten Innenabschnitt ist, wobei danm noch ein Hing aus nichtmagnetischem Material zwischen dem Außenabschnitt und dem lern vorgesehen ist, der komplementär zur Nut ausgebildet ist* Das

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Außenumfangsteil kann ringförmig ausgebildet sein, währemd der Innenteil zylindrisch sein und koaxial zum Außeaumfang liegen kann.

Das feste Glied ist vorzugsweise in einer Vand aus nichtmagnetischem Material gelagert.

Vorzugsweise bildet diese Wand einen Teil eines Ventils und teilt das Ventil in zwei Kammern, wobei das bewegbare Glied in einer der Kammern liegt, während das bewegbare magnetische !Teil in der anderen Kammer untergebracht ist.

Eine magnetisch betätigbare Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein magnetisch betätigbares Ventil.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine aus Kolben und Zylinder bestehende Einrichtung, bei der zwei magnetisch betätigbare Ventile der in Pig. 1
dargestellten Art verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform eines magnetisch betätigbaren Ventils, das an einem Wasserbehälter
angebracht ist.

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Pig. 1 zeigt ein magnetisch betätigbares Ventil, das einen nichtmagnetischen Ventilkörper 1 aufweist, der durch eime querverlaufende, nichtmagnetische Wand 4 in zwei koaxial liegende Kammern, nämlich eine vordere zylindrische Kammer 2 und eine hintere zylindrische Kammer 3 unterteilt ist«. Die vordere Kammer 2 ist mit einem Einsatz 5 versehen, der zwischen sich und der Wand 4 eine mittlere Kammer 6 festlegt. Eine Verbindung zwischen der vorderen Kammer 2 und der mittleren Kammer 6 wird durch einen Kanal 7 hergestellt, der im Einsatz 5 ausgebildet ist. Eine Verbindung zwischen der mittleren Kammer 6 und der Außenseite des Ventilkörpers 1 wird durch einen weiteren Kanal 8 gebildet, der in den Seitenwinden des Einsatzes 5 und der vorderen Kammer 2 vorgesehen ist. Die Verbindung zwischen dem Kanal 7 und der vorderem Kammer 2 ist normalerweise durch ein bewegbares magnetisches Seil 9 unterbrochen, das durch eine Schraubendruckfeder 10 gegen einen Sitz 11 gedruckt wird, der am Einsatz 5 ausgebildet ist, so daß der Kanal 7 verschlossen wird. Die Schraubemdruckfeder 10 wirkt zwischen einer Schulter 12 am Teil 9 und der Wand

Die Wand 4 ist mit einer öffnung versehen, die zwei magnetische Einsätze 131 14 aufweist, von denen der äußere Einsatz

13 als Kreisring ausgebildet ist, während der innere Einsatz

14 die Gestalt eines zylindrischen Kerns besitzt. Die beiden Einsätze 13, 14 liegen koaxial zur vorderen und hinteren Kammer 2, 3 und werden durch einen Ring 15 aus nichtmagnetischem Material im Abstand voneinander gehalten.

In der hinteren Kammer 3 ist ein bewegbares Glied 16 aus magnetischem Material untergebracht, das kreisförmigen Querschnitt besitzt und an einer Schubstange 17 befestigt ist, die in einer im Ventilkörper 1 ausgebildeten Bohrung 18 axial verschieb·

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bar ist. Sas bewegbare Glied 16 wird, wie dargestellt, in eine von der Wand 4 entfernte Stellung durch, eine Schraubendruckfeder 19 gedruckt, die zwischen der Wand 4 und einem flansch 20 wirkt, der am hinteren Ende des bewegbaren Gliedes 16 ausgebildet ist. Bas Bade des bewegbaren Gliedes 16, das zur Waad 4 hinweist und das im folgenden als das vordere Ende 21 bezeichnet werden soll, ist mit einer Ringnut 22 versehen, die das vordere lUB.de 21 in einen Außenumfangsteil 23 und einen Innenabschnitt 24 unterteilt. Das Außenumf angsteil 23, die Hut 22 und der Innenabschmitt 24 sind komplementär zum äußeren Einsatz 13» zum Hing 15 aus nichtmagnetisehern Material und zum Inaenkerm 14 der Wand 4 ausgebildet. Das bewegbare magnetische Teil 9 und die magnetischen Einsätze 13, 14 können aus einer Legierung aus Eisen, Kupfer und Nickel hergestellt sein, die im folgernden als ein weichmagnetisches Material bezeichnet werden soll. Sin solches Material laßt sich leicht magnetisieren, verliert jedoch den Magnetismus sofort, wenn die magnetisierende Kraft entfernt wird. In einem solchen fall kann das bewegbare Glied ein Dauermagnet sein, der aus einer Legierung aus Eisen, Aluminium, Nickel und Kobalt besteht, die im folgenden als ein hartmagmetisch.es Material bezeichnet werden soll. Ein solches Material behält, wenn es magnetisiert wird, seinen Magnetismus auch dann, wenn die magnetisierende Kraft entfernt wird und stellt somit ein ideales Material für einen Dauermagmetem dar. Das bewegbare Glied kann andererseits auch aus eimern weichmagmetischea Material hergestellt sein und durch eine elektrische Einrichtung magnetisiert werden. Gleichgültig, aus welchem magnetischem Material das bewegbare Glied 16 hergestellt ist und auf welche Weise es auch magnetisiert wird, das Außenumfangsteil 23 bildet den einem Pol, währemd der Ia&tnabechaitt 24 den anderen Pol darstellt.

la «oll jjetst die Wirkungsweise d·« in Pig. 1 dargestellten Ventil« erläutert wer dem, wobei a*f«*ommen wird, daß das btweg-

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bare Glied 16 aus einem hartmagnetisch©!! Material besteht, das als !Dauermagnet wirkt.

Wenn sich das bewegbare Glied 16 in der dargestellten Stellung befindet, wird die Schubstang© 17 in Sichtung des Pfeiles A gegen die Wirkung der Feder 19 nach vorne gedruckt, bis das vordere Ende 21 des bewegbaren Gliedes 16 an dem magnetischen Einsätzen 13» 14 der Wand 4 zur Anlage kommt oder diesen dicht benachbart ist. Der Außenumfang 23 des bewegbaren Gliedes 16 magnetisiert dann den ringförmigen Einsatz 13« während gleichzeitig der Imnenabschnitt 24 den Kern 14 magnetisiert, wobei dann die Einsätze 13» 14 entgegengesetzte Polarität erhalten. Dadurch wird ein magnetisches Feld zwischen den Einsätzen 13» 14 und dem bewegbaren magnetischen Teil 9 erzeugt, das so kräftig ist, daß es das Teil 9 vom Sitz 11 gegen die Wirkung der Feder 10 abhebt· Auf diese Weise wird danm eine Verbindung durch den Kanal 3» die mittlere Jammer, den Kanal 7 und die vordere Kammer 2 hergestellt.

Wenn das bewegbare Glied 16 wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, verliert das weichmagnetisehe Material des Teils 9 und der Einsätze 13» 14 d©a Magnetismus und daß Teil 9 wird durch die Feder 10 wieder in Anlage an den Sitz 11 gedrückt«

Wenn auch in dieser Beschreibung amgenoiiiieft wurde, daß die . Einsätze 13» 14 aus einem weietaagmetisehem Material bestehen, so können sie doch auch aus einem hartmagmetischen Material hergestellt sein, das Dauermagnete bildet. Weiterhin teonmem sie aus einem weichmagnetisehen Material hergestellt sein rad durch elektrische Eimrientiutgem magnetisiert werde». Im. jedem

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Falle bildet auf jeder Seite der Wand 4 der ringförmige Einsatz 13 den einen Pol und die benachbarte Fläche des Kerns 14 den anderen Pol. Das bewegbare magnetische !eil 9 und das bewegbare Gli^#dä*'16 können dann aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sein. Wenn nun das bewegbare Glied 16 in nichtmagnetisiertem Zustand in Eingriff oder in enge Nachbarschaft mit den Einsätzen 13» 14 bewegt wird, wird das magnetische Feld, das zwischen dem Teil 9 und den Einsätzen 13, 14 besteht, so verstärkt, daß das Teil 9 von seinem Sitz 11 abgehoben wird.

Das dargestellte Ventil kann in der Veise abgeändert werden, daß das Teil 9 durch eine Feder in der entgegengesetzten Richtung vorgespannt wird, d.h. zur Wand 4 hin, so daß der Kanal 7 normalerweise offen ist. In einem solchen Fall kann das Teil 9 aus einem hartmagnetischen Material hergestellt sein und einen Dauermagneten bilden, wobei die in der Nähe der Wand 4 liegende Fläche komplementär zu den Einsätzen 13» 14 ausgebildet ist und entsprechende Polarität aufweist, wean die Einsätze magnetisiert sind. Das magnetische Feld, das zwischen dem Teil 9 und den Einsätzen 13, 14 erzeugt wird, wenn diese magnetisiert sind, bewirkt ^Tm₁ daß das Teil 9 zurückgestoßen wird und gegen die Kraft der Feder den Kanal 7 schließt.

In Fig. 2 sind zwei Ventile 25» 26 der in Fig. 1 dargestellten Art in eine aus Kolbea. und Zylinder bestehende Einrichtung eingebaut. Die Ventile 25 und 26 können hier dazu ausgenutzt werden, den Weg des Kolbems 27 zu begrenzen. Der Kolben 27 unterteilt den Zylimder 28 in zwei Bäume 29, 30, wobei dann der Kanal 8 des Ventils 25 mit dem hinteren Raum 30 verbunden sein kann, während der Kanal 8 des Ventils 26 mit dem vorderen Baum 29 in Verbindung steht.

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Die Kanäle 7 der beiden Ventile stehen mit der Außenluft in Verbindung und werden normalerweise durch die entsprechenden Teile 9 der Ventile geschlossen gehalten.

Im Betrieb wird dem Kaum 30 ein Druck zugeführt, der dem Kolben 27 zum Ventil 25 hindrückt. Wenn der Kolben 27 gegen die Schubstange 17 des Ventils 25 stößt und sie in das Ventil 25 hineindrückt, wird das bewegbare Glied 16 des Ventils 25 in die Nähe der Einsätze 13$ 14- bewegt, wodurch das erzeugte magnetische PeId das Teil 9 vom Sitz 11 abhebt. Der Druck im Baum 30 wird dann zur Außenluft hia freigegeben, so daß eine weitere Bewegung des Kolbens 27 zum Ventil 25 hin angehalten wird. Der Betrieb des Kolbens 27 in der anderen Richtung erfolgt in gleicher Weise, wobei dann der Druck dem Baum 29 zugeführt wird.

Pig. 3 zeigt einen Wasserbehälter, der mit einem Flüssigkeitsauslaß 31 am unteren Ende, der durch ein Absperrventil 32 gesteuert wird, und mit einem Gaseinlaß 33 am oberen Ende versehen ist. Auf der Oberfläche der Flüssigkeit im Behälter schwimmt ein Schwimmer 34-, der schwenkbar mit dem einen Ende eines Armes 35 verbunden ist, der seinerseits über einen Zapfen 36 schwenkbar mit der Wand des Behälters verbunden ist. Das andere Ende des Armes 35 ist mit einem bewegbaren Glied verbunden, das dem bewegbaren Glied 16 in Pig. 1 entspricht. Dieses Teil sowie die anderen den Teilen der Pig. 1 entsprechenden Teile werden mit den gleichen Bezugszeichen wie in Pig. 1 bezeichnet. Die Wand des Behälters, die aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, ist mit einer Öffnung versehen, die zwei Einsätze 13, 14- enthält, welche komplementär dem bewegbaren Glied 16 ausgebildet sind und durch ein nichtmagnetisches Teil 15 im Abstand voneinander gehalten wer-

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den. In der Nähe der Einsätze 13» 14 ist ein bewegbares magnetisches Teil 9 angeordnet, daß zum Betätigen eines nicht dargestellten Steuerventils für den Gaseinlaß 33 ausgenutzt werden kann. Das bewegbare Glied 16, die Einsätze 13» 14- und das Teil 9 wirken in der gleichen Weise wie es oben bei lig. 1 beschrieben wurde, wobei das Steigen und fallen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter die Bewegung des bewegbaren Gliedes steuert.

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Claims

Ansprüche

gnetisch betätigbare Vorrichtung mit einem !bewegbaren Glied und einem festen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Glieder (16, 4) magnetisches Material enthält, und daß das bewegbare Glied (16) derart gelagert ist, daß es zwischen einer vom festen Glied (4) entfernten und einer dem festen Glied benachbarten Stellung bewegbar ist, so daß, wenn das magnetische Material eines der Glieder magnetisiert ist und wenn das bewegbare Glied die Stellung in der Nähe des festen Gliedes einnimmt, im festen Glied ein Magnetfeld aufgebaut wird, wobei die Vorrichtung weiterhin ein bewegbares magnetisches Teil (9) aufweist, das in der Mähe der vom bewegbaren Glied (16) entfernten Seite des festen Gliedes (4) gelagert ist und in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, aus der es durch das magnetische Feld gegen die Vorspannung (10) bewegbar ist, wenn das bewegbare Glied (16) in die Nähe des festen Gliedes (4) bewegt wird.

2. Magnetisch betätigbare Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material des bewegbaren Gliedes (16) dauermagnetisiert ist.

Magnetisch betätigbare Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Glied (16) eine Fläche (21) aufweist, die mit einer Nut (22) !zwischen einem Außenumfangsteil (23), das bei magnetisieren Material einen Pol bildet, und einem Innenabschnitt (24) liegt, der den anderen Pol bildet, wobei die Fläche (21) derart angeordnet ist, daß sie dem festen Glied (13» 14, 15) eng benachbart ist, wenn das bewegbare Glied (16) in seine dem festen Glied benachbarte Stellung bewegt ist.

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4. Magnetische betätigbare Vorrichtung nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Glied (4) einen Außenteil (13) aus magnetischem Material, der komplementär dem Außemumfangsteil (23) ausgebildet ist, einen inneren Kern (14) aus magnetischem Material, der komplementär zum Innenabschnitt (24) ausgebildet ist, sowie einen Hing (15) aus nichtmagnetischem Material aufweist, der zwischen dem Außenteil (13) und dem Kern (14) liegt und komplementär zur But (22) ausgebildet ist.

5. Magnetisch betätigbare Torrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenumfangsteil (23) ringförmig ausgebildet ist, und daß der Innenabschnitt (24) zylindrische Gestalt besitzt und koaxial zum Außenumf angsteil (23) liegt.

6. Magnetisch betätigbare Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material des festen Gliedes (13, 14, 15) dauermagnetisiert ist.

?. Magnetisch betätigbare Torrichtung nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Glied (13, 14, 15) durch eine Vand (4) aus nichtmagnetischem Material gehalten wird.

8. Magnetisch betätigbare Torrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Glied (16) und das bewegbare magnetische Seil (9) in entgegengesetzten Sichtungen durch, federnde Einrichtungen (19, 10) nach entgegengesetzten Seitesa der Wand (4) vorgespannt sind.

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Magnetisch betätigbare Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (4) aus nichtmagnetischem
Material einen Teil eines Ventils bildet und das Ventil in zwei Kammern (3, 6) unterteilt, wobei das bewegbare Glied (16) in einer der Kammern (3) und das bewegbare magnetische Teil (9) in der anderen Kammer (6) liegt.

10. Magnetisch betätigbare Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare magnetische Teil (9) dauermagnetisiert ist.

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