DE2148170A1

DE2148170A1 - Servogesteuertes Dreiweg-Elektroventil

Info

Publication number: DE2148170A1
Application number: DE19712148170
Authority: DE
Inventors: Lamberto Mailand Vanti (Italien)
Original assignee: SIRAI Srl
Current assignee: SIRAI Srl
Priority date: 1970-09-28
Filing date: 1971-09-27
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1315880A; FR2108022A1; FR2108022B1

Description

27-September 1971 26.624

SIEAI S.r.l. SOGIETA¹ ITALIANA REGOLATORI AUTOMATICI INDUSTRIALI, Pioltello (Mailand,Italien)

Servogesteuertes Dreiweg-Elektroventil.

Die Erfindung "betrifft ein elektromagnetisch servo gesteuertes Dreiweg-Elektroveritil für vorgeschaltete Servosteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und ähnlichen Apparaten zur Betätigung von Vorrichtungen, vorzugsweise Absperr- und Regelschiebern für Flüssigkeitsdurchfluß.

Bekannterweise werden bei pneumatischen Apparaten mit ServoSteuerungen, die Vorrichtungen, wie Absperr- und Regelschieber für den Durchsatz fließender Stoffe oder dergleichen in Betrieb setzen, im allgemeinen Dreiweg-Elektroventile verwendet. In diesen Ventilen werden die Bewegungen des Verschlusses von einem sogenannten elektromagnetischen Piloten oder einer Durchsteuerung gesteuert. Der Verschluß wird in Abhängigkeit von der Erregung oder Nicht-Erregung des Elektromagneten verschoben, so daß eine Verbindung • zwischen dem Anschlußstück der Luftspeiseleitung und dem Anschlußstück für die Nutzungsleitung hergestellt wird. Eine Zylinder-Kolben-Einheit der Servosteuerung wird zur Betätigung mit Druck beaufschlagt oder der Speisungsanschluß bleibt ausgeschaltet, während der Nutzungsleitungsanschluß mit dem Ausfluß in Verbindung steht.

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ORIGINAL INSPECTED

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Bei den bekannten Elektroventilen besteht der Verschluß aus einem in einer entsprechenden Kammer gleitenden Kolben, in die die im Ventilkörper vorgesehenen Anschlüsse münden. In den Endstellungen des Kolbens werden die Anschluß verbindungen erhalten. Diese Elektroventile weisen den Nachteil auf, daß sich der Verschluß nicht in den erwünschten Stellungen anhalten läßt, um eine Verbindung zwischen der Zuführungsleitung und dem Ausfluß herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Elektroventile zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verbindungen zwischen den Anschlüssen der Nutzungsleitung, Zuführungsleitung und Abflußleitung durch zwei in dem zylindrischen Hohlraum des Ventilkörpers längs einer gemeinsamen Mittellinie verschieblich angeordneten Kolben herstellbar und unterbrechbar sind, wobei der obere Kolben zur Verschiebung mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist und der untere Kolben eine Durchgangsbohrung aufweist und wobei durch Aussparungen im Ventilkörper und dem Kolben sowie mit dem Kolben zusammenwirkenden Dichtkanten die gewünschten Verschlüsse oder Durchgänge herstellbar sind. Das erfin— dungsgemäße Ventil besteht aus einem durch einen elektromagnetischen Pilot vorgesteuerten Dreiweg-Elektroventil, das über eine Servosteuerung in pneumatischen, hydraulischen oder ähnlichen Apparaten Verwendung findet. Es hat den Zweck, entsprechende Organe oder Vorrichtungen, wie z.B. Absperrund Segelschieber für den Durchsatz fließender Stoffe in Betrieb zu setzen. Der erfindungsgemäße Verschluß besteht aus einem längs einer gemeinsamen Achse in geeigneter Eeichenfolge gesteuertem und getrennt verschieblichen Kolbenpaar. Einer dieser Kolben dient als Ausflußmündung für die Betriebsflüssigkeit, sobald der Nutsungsanschluß mit dem Ausfluß

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in Verbindung gebracht wird. Die Reihenfolge der Kolbenwege ist so, daß sich die beiden Kolben bei einer Verbindung von der Zuführungsleitung zum Ausfluß zunächst bis in eine Stellung bewegen, in der der untere Kolben den Zuspeisungsanschluß abschließt. Sodann bewegt sich der obere Kolben weiter und öffnet dadurch die Verbindung von Nützungsleitung zum Abfluß. In umgekehrter Richtung bewegt sich zunächst der obere Kolben allein, bis er sich den Abfluß abschließend auf den unteren Kolben dichtend legt. Beide Kolben setzen ihren W-·«* ■•Ort, bis in der Endstellung die Verbindung zwischen Zuspelsungsleitung und Nutzungsleitung hergestellt ist.

Der obere Kolben hat ein erweitertes Kopfteil, das in einer entsprechenden Führung gleitet. Der obere Kolben weist weiterhin eine axiale Aushöhlung auf, die oben verschlossen und unten offen ist.

Der untere Kolben hat eine axiale durchgehende Bohrung und einen Kopfteil, das mit dem unteren Teil des oberen Kolbens zusammen wirkt und zum Verschluß der Zuführungsleitung bestimmt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schematischen Schnitt durch das erfindungsgemäße Elektroventil.

Das servogesteuerte Dreiweg-Elektroventil A weist eine elektromagnetische Durchsteuerungs-Vorrichtung B auf und kann in vorgeschalteten Servosteuerungen für pneumatische, hydraulische oder ähnliche Apparate verwendet werden, um entsprechende Organe, wie Absperr- oder Regelschieber für den Durchsatz fließender Stoffe in Tätigkeit zu setzen.

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Dem Ventilkörper C sind Gewindeanschlüsse für die Preßluftversorgung 10, für die Druckleitung 12 der Luft zur hier nicht dargestellten Servosteuerung, die im allgemeinen aus einer Zylinder-Korbeneinheit besteht, und für den Ausfluß 14 vorgesehen. Vom Anschluß 10 zweigt der Durchgang 16 ab, der über die Düse 20 unterhalb des AbdichtungspSbopfens 22, der zu dem vom Elektromagneten gesteuerten Element 24 gehört, mit dem Kanal 18 in Verbindung steht. Oberhalb des Elements 24 ist ein zweiter Abdichtungspfropfen 26 vorgesehen, der die Düse 28 öffnet und schließt und sobald diese geöffnet ist, die Kammer Jo des "Piloten" mit der Umgebung in Verbindung setzt. Die Kammer 3o ist von dem Körper G und oben durch den Deckel 3^Z! sowie dem umgebenden Mantel 32 begrenzt. Das Element 24 weist längsseitige Kehlen 36 auf, die mit den Kehlen 38 übereinstimmen und unter bestimmten Bedingungen den Luftdurchgang längs des Mantels 32 gestatten.

Die Pfropfen 22 und 26 sind von dan Federn 4o, 42 beaufschlagbar, die versuchen, sie nach außen zu drücken, während die Feder 44 das Element 24 nach oben in die Stellung drückt, in der der Pfropfen 26 die Düse 28 schließt.

In der Mitte des Körpers 0 ist die Kammer D vorgesehen, in der die unterschiedlichen und getrennten Kolben angeordnet sind, Der obere Kolben ist mit F und der untere mit G bezeichnet. Die Kolben lassen sich längs ihrer gemeinsamen Achse Ϊ zur Herstellung der gewünschten Verbindungen und Abschlüsse verschieben.

Das Kolbenpaar F, G bildet den Verschluß des Elektroventils A.

Unterhalb der Kammer 38 zweigt der Kanal 46 ab, der die Kammer 38 mit der Kammer 48 von veränderlichem Volumen ober-

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halb der Oberfläche 5O des Köpfteils 52 des Kolbens F in "Verbindung setzt. Der Kolben F hat ein in der Führung 54 gleitendes Kopfteil 52 und besitzt die oben bei 58 verschlossene und unten bei 60 offene Aushöhlung 56.

Der untere Kolben G weist eine durchgehende Bohrung 62 auf. Das Kopfteil 64 ist von der Feder 66 beaufschlagt, die den Kolben in Pfeilrichtung Z nach oben zu drücken trachtet. Das Kopfteil 64 fungiert als Gegenstück zum unteren Ende des oberen Kolbens F und ist dazu bestimmt, die lichte Weite 68, die die Kammer D mit dem ZuspeisungsanSchluß 10 in Verbindung setzt, zu öffnen oder zu schließen.

Die Verschiebungen des Kolbens G vollziehen sich in der Weiso, daß der Kolben mit seinem oberen Teil 70 innerhalb der Aushöhlung 72 geführt ist.

In der dargestellten Stellung befinden sich die Kolben F, G in ihrer oberen Endstellung, so daß die Durchlaßöffnung 68 verschlossen ist. Infolgedessen ist die Zuspeisung unterbrochen und der Gewindeanschluß 12 für die Nutzungsleitung durch die Kammer D und Bohrung 62 mit dem Ausfluß 14 verbunden.

In der gezeigten Darstellung ist der Elektromagnet nicht erregt. Demzufolge findet sich das Element 24 in seiner oberen Stellung, in der der Pfropfen 26 die Düse 28 schließt, während sich der Pfropfen 22 von der Süse 20 abgehoben hat.

Strömt nun Preßluft durch den Anschluß 10 sin, so fließt sie zunächst durch die Kanal 16 zum Kanal IS. Durch die Düse 20 gelangt sie in die Kammer 3o, dtirchströmt dis Hüten 38 und tritt in den Kanal 46 über. Sie beaufschlagt sodann die Oberfläche 50 des Kolbenkopfes 52 und bewirkt eine Verschiebung des Kolbens F nach unten in entgegengesetzter Richtung

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zum Pfeil Z. Nachdem die Strecke s, durchlaufen ist, tritt die Unterseite des Kolbens P in Berührung mit der Oberfläche des Kolbens 64 und unterbricht dadurch die Yerbindung zwischen dem Nutzungsanschluß 12 und dem Ausfluß 14. Von diesem Zeitpunkt an verschieben sich die beiden Kolben F, G gemeinsam weiter nach unten gegen die Wirkung der Feder 66, und zwar solange, bis nach Durchlaufen der Strecke s, der untere Teil des Kolbens G auf die Verengung 13 des Hohlraums 72 stößt. In diesem Punkte befinden sich beide Kolben in ihrer unteren Endstellung, in der durch die Kammer D der Zuspeisungsanschluß 10 mit dem Nutzungsanschloß 12 in Verbindung gebracht ist, da die Durchlaßöffnung 68 durch Herabdrücken des Kolbens G freigegeben worden ist.

Die vom Anschluß 10 zum Anschluß 12 strömende Preßluft setzt die an den Anschluß 1? angeschlossene, hier nicht gezeigte Servosteuerung in Betrieb, nachdem durch die Berührung der beiden Kolben F, g der Ausfluß abgeschlossen worden ist. Werden die Druckzustände in der Zuführungsleitung beibehalten, so behält auch die Servosteuerung ihren Betriebszustand bei.

TJm die Rückkehr der Servosteuerung in iiire Ruhestellung zu erhalten, muß die auf die Servosteuerung wirkende Flüssigkeit abgelassen v/erden. Zu diesem Zwecke mrä der Elektromagnet in der Weise erregt, daß sich das Element 24- absenkt und somit der Pfropfen 22 die Düse 2o schließt, während der Pfropfen 26 die Düse 23 öffnet. Die über öer Solbenoberfläche 50 des Kolbens F lagernde Preßluft entweicht daher über den Kanal 46., uäd durch die Nuten 38, 36 üh3. die Düse 28 ins Freie, Durch die sich dadurch bildende Dräc>fiifferenz verschieben sich die Kolben F,G- anfangs in Pfeilrichtung Z gemeinsam nach oben. Nachdem die Oberfläche 11 des unteren K"oTber_s seinen Sitz auf der Durchgangsöffmins* 63 gefunden hat ur.:! ds lurch die Verbindung mit dem Anscnl'iS IC unterbrochen hat,

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setzt der Kolben F seinen Druck nach oben allein fort, bis er seine obere Endstellung erreicht hat.

Während sich die Verbindung zwischen der Zuspeisungsleitung 10 und dem Ausfluß 14 schließt, wird die Verbindung zwischen der Nutzungsieituiig 12 und dem Ausfluß 14 über die Bohrung 62 im Kolben G hergestellt, die als Ausflußimindung der Betriebsflüssigkeit dient. Die auf die Servosteuerung wirkende Preßluft kann entweichen, so daß die Servosteuerung ihre anfängliche Ruhestellung wieder einnimmt. Wird der Elektromagnet nicht erregt, bilden sich wieder die erwähnten Zustände, in denen das nach oben verschobene Element 24 mit seinem Pfropfen 26 die Düse schließt, während die Düse 2o durch den Pfropfen 22 geöffnet wird.

Das Elektroventil kann in dem Sinne direkt betrieben werden, daß, wenn der Elektromagnet erregt ist, die Druckluft in der Servosteuerung vorhanden ist oder umgekehrt (wie in dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel), indem die Erregung des Elektromagneten die Ausströmung der Luft aus der Servosteuerung bewirkt.

Die Ausführung läßt sich variieren und den entsprechenden Geräten anpassen. Auch lassen sich andere fließende Stoffe als Luft oder Flüssigkeiten wie Drucköl verwenden.

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Claims

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Patentansprüche

Elektromagnetisches servogesteuertes Dreiweg-Elektroventil für vorge schal tene S°rvoSteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und ähnlichen Apparaten zur Betätigung von Vorrichtungen, beispielsweise Absperr- oder Regel schieber für Flüssigkeitsdurehfluß, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen der Nutzungsleitung (12), Zuführungsleitung (10) und der Abflußleitung (14-) durch zwei in dem Hohlraum des Ventilkörpers (0) längs einer gemeinsamen Mittellinie (Y) verschieblich angeordneten Kolben (F,G) herstellbar und unterbrechbar sind, wobei der obere Kolben (F) zur Verschiebung mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist und der untere Kolben (G) eine Durchgangsbohrung aufweist und wobei durch Aussparungen im Ventilkörper und dem Kolben sowie mit dem Kolben zusammenwirkenden Dichtkanten und -Flächen die gewünschten Verschlüsse oder Durchgänge herstellbar sind.

2.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Durchganges von der Nutzungsleitung (12) zum Abfluß (14-) sich der obere Kolben mit seiner unteren Dichtkante aus seiner Verschluß stellung auf der Durchgangsbohrung des unteren Kolbens abhebt und der untere Kolben (G) sich mit seinem oberen Rand (11) zum Verschluß der Zuführungsleitung (10) an einen durch Dichtkanten gebildeten Ventilsitz im Ventilgehäuse (C) anlegt und mit seinem Mantel einen zylindrischen Teil der Abflußöffnung gegen den mit der Zuführungsleitung in Verbindung stehenden Ringraum des Ventilgehäuses abdichtet.

5.) Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbeaufschlagung des oberen Kolbens dieser sich dichtend auf die Durchgangsöffnung des unteren Kolbens legt und diesen aus seinem die Zuführungsleitung abschließenden Sitz zur Her-

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stellung der Verbindung zwischen Nutzungsleitung und Zuführungsleitung nach unten verschiebt.

4-,) Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (F) einen erweiterten Kopf aufweist, der in einer entsprechenden Führung gleitet, und daß der Kolben einen oben verschlossenen und unten offenen Hohlraum aufweist.

5.) Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Kolben (G) eine axial durchgehende Bohrung (62) und einen Kopfteil (64-) aufweist, welches als Gegenstück zum Unterteil des oberen Kolbens (F) dient und die Zuführungsleitung (10) im Ventilgehäuse (C) öffnet oder schließt.

6.) Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des unteren Kolbens (G) kleiner ist als der Hub des oberen Kolbens (F).

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