DE2225689B1 - Stuffing box-free solenoid valve for aggressive media - Google Patents

Stuffing box-free solenoid valve for aggressive media

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Description

gekapselten Raum sich der Magnetanker befindet, und daß in dem anderen Raum des Magnetankerträgers am Innenrand der Öffnung als Schließelement eine ebenfalls korrosionsfeste Kugel angeordnet ist, die aus der Öffnung herausragend mittels einer korrosionsfesten Feder von innen an die zur Kugelhalterung eingewalzte Napfwand gedrückt wird, und Verbindungsöffnungen von dem Raum hinter der Kugel durch die Napfwand zum Ventilraum hin vorhanden sind. ίοencapsulated space is the armature, and that in the other space of the armature support a likewise corrosion-resistant ball is arranged on the inner edge of the opening as a closing element, the protruding from the opening by means of a corrosion-resistant spring from the inside to the ball holder rolled-in cup wall is pressed, and connecting openings from the space behind the ball are present through the cup wall towards the valve chamber. ίο

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verbindung zwischen der Ober- und Unterseite des Magnetankerträgers durch eine Längsbohrung des Ankers gebildet wird, wobei der Magnetanker in seinem Träger von einem korrosionsfesten Rohr durchsetzt ist, dessen Wandung mit dem Magnetankerträger dicht verbunden ist und das den anderen Raum des Magnetankerträgers mit dem Innenraumteil der Hülse außerhalb des Magnetankerträgers verbindet.Another advantageous feature of the invention is that the connection between the The top and bottom of the armature support is formed by a longitudinal bore in the armature, with the armature is penetrated in its carrier by a corrosion-resistant tube, the wall with the armature support is tightly connected and that the other space of the armature support with the Interior part of the sleeve connects outside of the armature support.

Bei einem Ventil dieser Bauart können in vorteilhafter Weise das Ventilgehäuse, die Hülse und der Magnetankerträger, dessen Deckel und das Rohr aus säurefestem Material, der gekapselte Magnetkern jedoch aus Magnetwerkstoff, vorzugsweise Weicheisen bestehen.In a valve of this type, the valve housing, the sleeve and the armature support, its lid and tube made of acid-proof material, but the encapsulated magnetic core made of magnetic material, preferably soft iron.

Das eigentliche Dichtelement bei diesem Ventil wird vorteilhafterweise aus einer synthetischen Rubinkugel gefertigt.The actual sealing element in this valve is advantageously made from a synthetic ruby ball manufactured.

Diese Ventilbauart gestattet es, den eigentlichen Magnetankerkern völlig mit säurefestem Material zu kapseln, wobei die magnetischen Eigenschaften eines stopfbuchsenlosen Magnetventils erhalten bleiben und das Ventil mit dem zu schaltenden, korrosiven Medium völlig geflutet werden kann.This type of valve allows the actual armature core to be completely covered with acid-resistant material capsules, whereby the magnetic properties of a glandless solenoid valve are retained and the valve can be completely flooded with the corrosive medium to be switched.

Der Druckausgleich beim Schalten des Magnets zwischen Ober- und Unterseite erfolgt dabei in vorteilhafter Weise durch das den Magnetankerträger und den Magnetkern durchsetzende Rohr, welches ebenfalls aus säurefestem Material wie der Träger gefertigt ist.The pressure equalization when switching the magnet between the top and bottom takes place in an advantageous manner Way through the tube penetrating the armature support and the magnetic core, which is also made of acid-proof material like the carrier.

Die Figur zeigt im Querschnitt das Ventilgehäuse 1, das an seiner Oberseite mit der hohlen Hülse 2 dicht verschraubt ist. Ventilgehäuse 1 und Hülse 2 schließen einen Ventilraum 7 ein, der über den Ventilsitz8 und die Einlauföffnung 9 mit den Zu- bzw. Ablauföffnungen 5 und 6 in Verbindung steht. Der obere Teil der Hülse 2 ist durch eine Zwischenwand 10 abgedichtet, über welcher sich der vom Ventilraum 7 bzw. dem zu schaltenden Medium getrennte Hülsenkern 11 befindet. Der Hülsenkern 11 bildet einen Teil des Schaltmagnets. Außerhalb der Hülse 2 ist um diese herum die nicht dargestellte Wicklung zur Erzeugung des magnetischen Feldes angeordnet. Im Innenraum der Hülse 2, der einer kreiszylindrischen Bohrung entspricht, gleitet mit geringem Spiel der ebenfalls kreiszylindrischen Magnetankerträger 3. Dieser weist die Form eines Doppelnapfes mit zwei Räumen 12 und 13 auf. In dem nach außen durch den Deckel 14 gekapselten oberen Raum 12 des Trägers 3 ist der Magnetanker 4 angeordnet. Der Magnetanker 4 wird von einer Bohrung 15 durchsetzt, die den unteren Napfraum 13 mit dem oberen Teil 18 des Ventilraumes 7 verbindet. Die Bohrung 15 ist gegenüber dem Magnetanker 4 durch das Rohr 16 abgekapselt, welches mit dem Deckel 14 und der Napfzwischenwand 17 dicht verschweißt ist. Durch diese Bohrung 15 entsteht somit eine Verbindung von Ober- zur Unterseite des Magnets, der jedoch nicht mit dem zu schaltenden Medium in Berührung kommen kann. Der untere Teil des Trägers 3 trägt eine Nase 19, durch welche sich der Träger 3 an der Hülse 2 mittels der Schraubenfeder 20 abstützt. Dadurch wird der Träger 3 ständig gegen den Ventilsitz 8 angedrückt. Das Verschlußteil besteht aus einer Kugel 21, die sich durch die Feder 22 an der Zwischenwand 17 abstützt. Am Herausrutschen aus dem Raum 13 wird die Kugel 21 durch die eingewalzte untere Napfwand 23 gehindert. Die Kugel 21 ragt jedoch aus dem Raum 13 heraus und wird mittels der beiden Federn 20 und 22 in den Ventilsitz 8 des Ablaufes 6 gedrückt.The figure shows in cross section the valve housing 1, which on its top with the hollow Sleeve 2 is screwed tight. Valve housing 1 and sleeve 2 enclose a valve chamber 7, which over the valve seat 8 and the inlet opening 9 with the inlet and outlet openings 5 and 6 in connection stands. The upper part of the sleeve 2 is sealed by an intermediate wall 10, over which the from the valve chamber 7 or the medium to be switched separate sleeve core 11 is located. The sleeve core 11 forms part of the solenoid. Outside the sleeve 2 is around this the not shown Winding arranged to generate the magnetic field. In the interior of the sleeve 2, the one corresponds to a circular-cylindrical bore, the likewise circular-cylindrical magnet armature carrier 3 slides with little play. This has the shape of a double cup with two rooms 12 and 13. In the outwardly encapsulated by the cover 14 upper The magnet armature 4 is arranged in space 12 of the carrier 3. The armature 4 is of a bore 15, which connects the lower cup space 13 with the upper part 18 of the valve space 7. The bore 15 is encapsulated from the armature 4 by the tube 16, which with the Lid 14 and the intermediate cup wall 17 is welded tightly. This hole 15 thus arises a connection from the top to the bottom of the magnet, but not with the medium to be switched can come into contact. The lower part of the carrier 3 carries a nose 19 through which the carrier 3 is supported on the sleeve 2 by means of the helical spring 20. As a result, the carrier 3 becomes permanent pressed against the valve seat 8. The closure part consists of a ball 21, which is moved by the spring 22 is supported on the partition 17. On slipping out of the space 13, the ball 21 is through the rolled-in lower cup wall 23 prevented. However, the ball 21 protrudes from the space 13 and is pressed into the valve seat 8 of the drain 6 by means of the two springs 20 and 22.

Um einen rascheren Druckausgleich beim Bewegen des Trägers 3 zwischen den Räumen 7 und 18 über die Bohrung 15 sicherzustellen, ist die Wandung des unteren Napfraumes 13 mit der Bohrung 24 versehen, durch welche das zu schaltende Medium im Raum 7 nach oben abströmen kann.In order to achieve a more rapid pressure equalization when moving the carrier 3 between the spaces 7 and 18 To ensure via the bore 15, the wall of the lower cup space 13 is provided with the bore 24, through which the medium to be switched in space 7 can flow upwards.

Bei dem beschriebenen Ventil sind die Teile bis auf den Magnetanker 4 aus säurefestem Material, z. B. außer der Kugel 21 aus dem Werkstoff Nr. 4541 gefertigt. Der völlig gekapselte Anker 4 kann aus ferritischen Weicheisen bestehen und nur nach den magnetischen Eigenschaften ausgelegt werden. Für die Kugel 21 ist synthetischer Rubin als Werkstoff vorgesehen, der als Abdichtungswerkstoff auf Stahl für seine hohe Lebensdauer und seine geringe Verschleißanfälligkeit bei aggressiven Medien bekannt ist. Die frei federnde Anpressung der Kugel ist zur genauen Zentrierung des Ventilsitzes notwendig, auch kann dadurch ein Drehen der Kugel erzielt werden, was sich auf den Kugelverschleiß günstig auswirkt. Der Durchmesser der Bohrung 15 kann etwa 2 bis 5 mm bei einem Durchmesser von etwa 15 mm der Hülse 2 betragen. Einen entsprechenden bzw. größeren Querschnitt weist auch die Öffnung 24 auf sowie der Ringraum zwischen der Nase 19 und der Begrenzungswand des Innenraumes 7 an der Hülse 2. Dadurch ist genügend freier Strömungsquerschnitt vorhanden, so daß ein Medientausch zwischen den Räumen 7 und 18 auch durch Verschmutzungen nicht behindert wird. Auch kleinere Festkörper können dabei hin und her wandern, ohne die Kugel 21 zu blockieren.In the case of the valve described, the parts are made of acid-proof material except for the armature 4, z. B. made of the material no. 4541 except for the ball 21. The fully encapsulated armature 4 can be made of ferritic Soft iron exist and are only designed according to their magnetic properties. For the Ball 21 is made of synthetic ruby as the material used as a sealing material on steel for its long service life and its low susceptibility to wear and tear in aggressive media is known. the freely resilient contact pressure of the ball is necessary for exact centering of the valve seat, also can this enables the ball to rotate, which has a favorable effect on ball wear. Of the The diameter of the bore 15 can be approximately 2 to 5 mm with a diameter of approximately 15 mm for the sleeve 2 be. The opening 24 as well as the Annular space between the nose 19 and the boundary wall of the interior 7 on the sleeve 2. This there is enough free flow cross-section so that media can be exchanged between the rooms 7 and 18 is not hindered by soiling. Even smaller solids can wander back and forth without blocking the ball 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY1 sheet of COPY drawings

Claims (4)

1 2 werden infolge ihrer dichten Kapselung vorzugsweise Patentansprüche: in kerntechnischen Anlagen eingesetzt. Zu den An forderungen, die an die Dichtigkeit gestellt werden1 2 are preferably claims due to their tight encapsulation: used in nuclear systems. To the requirements that are made of the tightness 1. Stopfbuchsenloses Magnetventil für aggre- müssen, treten weitere Forderungen nach Strahlenbesive Medien, bestehend aus einem Ventilgehäuse 5 ständigkeit und nach Korrosionssicherheit. In mit dem Ventilraum und einer mit diesem dicht Wiederaufarbeitungsanlagen für bestrahlte Kernverbundenen, von der Magnetwicklung umgebe- brennstoffe eingesetzte Ventile müssen säurefest sein nen hohlen Hülse zur Aufnahme eines unter und darüber hinaus bei Schmutzunempfindlichkeit Federdruck stehenden Magnetankerträgers, der eine hohe Betriebssicherheit über lange Zeit gewährin sich ein ebenfalls unter Federdruck stehendes io leisten. Bei herkömmlichen Ventilen sind diese Be-Verschlußteil für die Ein- oder Auslaßöffnungen dingungen jedoch schlecht erfüllbar, da die zwangaufnimmt und zwischen seiner Ober- und Unter- läufig durch den Druckausgleich mit dem abzusperseite Verbindungskanäle aufweist, dadurch renden Medium in Berührung kommenden Kerne aus gekennzeichnet, daß der Magnetankerträ- ferritischem Material sich z.B. in hochkonzentrierter ger (3) die Form eines Doppelnapfes aus korro- 15 Salpetersäure auflösen. Ein Übergang auf säurefeste sionsfestem Werkstoff mit zwei Räumen (12, 13) Kernmaterialien ist nicht möglich, da einerseits säuaufweist, in dessen einem, dem Ventilraum (7) refeste, austenitische Materialien nicht magnetisierabgewendeten und völlig abgekapselten Raum bar sind und andererseits ferritische, jedoch hochle-(12) sich der Magnetanker (4) befindet, und daß gierte korrosionsfeste Stähle bei häufiger Schaltung in dem anderen Raum (13) des Magnetankerträ- 20 einen Aufmagnetisierungseffekt zeigen können, der gers (3) am Innenrand der Öffnung als Schließ- die Funktionssicherheit des Ventils beeinträchtigen element eine ebenfalls korrosionsfeste Kugel (21) könnte. Um somit ein Hängenbleiben der Ventilmaangeordnet ist, die aus der öffnung herausragend gnete mit Sicherheit zu verhindern, sind, von den mamittels einer korrosionsfesten Feder (22) von in- gnetischen Eigenschaften her gesehen, ferritische nen an die zur Kugelhalterung eingewalzte Napf- 35 Weicheisenkerne erforderlich, da die sich in hochrawand (23) gedrückt wird, und Verbindungsöff- dioaktiven Anlagen in Betrieb befindlichen Ventile nungen (24) von dem Raum (13) hinter der Ku- nur sehr schwer und mit großem Aufwand austaugel (21) durch die Napfwand zum Ventilraum (7) sehen lassen.1. Stuffing box-free solenoid valve for aggregates, there are further requirements for radiation pollution Media, consisting of a valve housing 5 resistance and corrosion resistance. In with the valve chamber and a reprocessing plant for irradiated core-connected persons, which is sealed with this, Valves used by the solenoid winding must be acid-proof NEN hollow sleeve to accommodate an underneath and beyond when it is insensitive to dirt Spring pressure standing magnet armature support, which guarantees a high level of operational reliability over a long period of time afford an io that is also under spring pressure. In conventional valves, these are Be closure parts However, conditions for the inlet or outlet openings are difficult to meet because the forced recording and between its upper and lower running through the pressure equalization with the abzusperseite Has connecting channels, thereby generating medium coming into contact with cores characterized that the magnet armature carrier ferritic material is e.g. in highly concentrated ger (3) dissolve the shape of a double bowl made of corrosive nitric acid. A transition to acid-proof Sion-proof material with two spaces (12, 13) core materials are not possible, as on the one hand it has in one of which, the valve chamber (7), refractory, austenitic materials not turned away from magnetization and completely encapsulated space are bar and on the other hand ferritic, but high- (12) the armature (4) is, and that yawed corrosion-resistant steels with frequent switching in the other space (13) of the magnet armature carrier 20 can show a magnetization effect that gers (3) on the inside edge of the opening as a closing effect, impair the functional reliability of the valve element could also be a corrosion-resistant ball (21). In order to prevent the valve gauge from getting stuck is, which are protruding from the opening gnete with certainty to prevent, from the mamutels a corrosion-resistant spring (22) from the point of view of its magnetic properties, ferritic properties 35 soft iron cores rolled in to hold the ball, as they are in a high wall (23) is depressed, and connecting ore-dioactive systems operating valves Connections (24) from the space (13) behind the Ku- only very difficult to exchange and with great effort Let (21) see through the cup wall to the valve chamber (7). hin vorhanden sind. In der schweizerischen Patentschrift 378115 istare available. In the Swiss patent 378115 is 2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 ein Magnetventil der eingangs erwähnten Art bekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der schrieben. Der gesamte Magnetanker dieses Ventils Ober- und Unterseite des Magnetankerträgers (3) trägt das Schließelement, ist aus ferritischem Matedurch eine Längsbohrung (15) des Ankers (4) ge- rial gefertigt und bildet in seiner Gesamtheit den bildet wird, wobei der Magnetanker (4) in seinem eigentlichen Magnetkern. Durch die Druckaus-Träger (3) von einem korrosionsfesten Rohr (16) 35 gleichskanäle zwischen Ober- und Unterseite des Andurchsetzt ist, dessen Wandung mit dem Magnet- kers gerät das zu schaltende Medium in innigen Konankerträger (3) dicht verbunden ist und das den takt mit dem Ankermaterial. Dadurch zeigen solche anderen Raum (13) des Magnetankerträgers (3) Ventile beim Betrieb in aggressiven Medien bereits mit dem Innenraumteil (18) der Hülse (2) außer- nach kurzer Zeit starke Korrosionserscheinungen, die halb des Magnetankerträgers (3) verbindet. 40 die Funktionssicherheit nachhaltig beeinflussen.2. Solenoid valve according to claim 1, characterized GE 30 denotes a solenoid valve of the type mentioned, that the connection between the wrote. The entire magnet armature of this valve The top and bottom of the armature support (3) carry the closing element and are made of ferritic material a longitudinal bore (15) of the armature (4) is made in a straight line and in its entirety forms the is formed, the armature (4) in its actual magnetic core. Through the print-out carrier (3) by a corrosion-resistant tube (16) 35 equal channels between the top and bottom of the Andurchsetzt the wall of which is tightly connected to the magnetic core device, the medium to be switched in intimate Konankerträger (3) and which is in sync with the anchor material. This shows such other space (13) of the armature support (3) valves when operating in aggressive media with the interior part (18) of the sleeve (2) except - after a short time, strong signs of corrosion that half of the armature support (3) connects. 40 have a lasting effect on functional reliability. 3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch ge- Aus der deutschen Auslegeschrift 1157 869 ist es kennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1), die bekannt, bei einem Ventil mit Kunststoffgehäuse den Hülse (2), der Magnetankerträger (3), dessen Magnetankerkern und die im Kern gelegene Schließ-Deckel (14) und das Rohr (16) aus säurefestem feder mit einer zylindrischen und biegeelastischen Material, der gekapselte Magnetanker (4) je- 45 Kunststoffummantelung zu versehen, um einen Kordoch aus Magnetwerkstoff, vorzugsweise Weich- rosionsschutz der Feder zu erreichen.3. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that it is from German Auslegeschrift 1157 869 indicates that the valve housing (1), which is known in the case of a valve with a plastic housing Sleeve (2), the armature support (3), its armature core and the closing cover located in the core (14) and the tube (16) made of acid-proof spring with a cylindrical and flexible spring Material to provide the encapsulated magnet armature (4) with a plastic coating around a cord hole made of magnetic material, preferably soft erosion protection of the spring. eisen, bestehen. Es ist weiterhin aus der USA.-Patentschriftiron, consist. It is still from the USA patent specification _ _ 4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 3 125 321 bekannt, einen Ankerkern mit einem zen-4. Solenoid valve according to one of claims 1 3 125 321 known, an armature core with a zen- bis3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel tralen Kanal zum Druckausgleich zu versehen undbis3, characterized in that the ball is provided with a central channel for pressure compensation and (21) aus Rubin besteht. 50 diesen Kern in eine Aluminiumhülse einzuschweißen,(21) is made of ruby. 50 to weld this core into an aluminum sleeve, sowie in der Patentschrift 39 565 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin angegeben,as well as in patent specification 39 565 of the Office for Invention and Patents in East Berlin, als Schließelement für ein Magnetventil eine Kugela ball as a closing element for a solenoid valve einzusetzen.to use. 55 Diesen Stand der Technik umfassend und ausgehend von der eingangs erwähnten Problematik, stellt55 This state of the art is comprehensive and based on the problems mentioned at the beginning Die Erfindung betrifft ein stopfbuchsenloses Ma- sich nun für die Erfindung die Aufgabe, ein Ventil gnetventil für aggressive Medien, bestehend aus mit ferritischem Weicheisenkern zu schaffen, welches einem Ventilgehäuse mit dem Ventilraum und einer auch beim Einsatz in stark korrosiven Medien wie mit diesem dicht verbundenen, von der Magnetwick- 60 hochkonzentrierter Salpetersäure hinreichend bestänlung umgebenen hohlen Hülse zur Aufnahme eines dig ist und eine für den Einsatz in radioaktiven AnIaunter Federdruck stehenden Magnetankerträgers, der gen angemessene hohe Betriebssicherheit aufweist,
in sich ein ebenfalls unter Federdruck stehendes Ver- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben-The invention relates to a glandless machine, now for the invention the task of creating a valve gnetventil for aggressive media, consisting of a ferritic soft iron core, which is tightly connected to a valve housing with the valve chamber and also when used in highly corrosive media such as this , is surrounded by a hollow sleeve with a sufficient level of 60 highly concentrated nitric acid to hold a dig and a magnet armature carrier which is spring-loaded for use in radioactive environments and which has an appropriately high level of operational reliability,
in itself also under spring pressure, the solution of these objects according to the invention schlußteil für die Ein- oder Auslaßöffnungen auf- stellung besteht nur bei einem Ventil der eingangs nimmt und zwischen seiner Ober- und Unterseite 65 beschriebenen Art darin, daß der Magnetankerträger Verbindungskanäle aufweist. die Form eines Doppelnapfes aus korrosionsfestemThe end part for the inlet or outlet opening is only available for a valve of the inlet takes and between its top and bottom 65 described type therein that the armature support Having connecting channels. the shape of a double bowl made of corrosion-resistant Solche Ventile in stopfbuchsenloser Ausführung, Werkstoff mit zwei Räumen aufweist, in dessen d. h. ohne Betätigungsdurchführung nach außen, einem, dem Ventilraum abgewendeten und völlig ab-Such valves in a glandless design, material with two spaces, in which d. H. without actuation leadthrough to the outside, one facing away from the valve chamber and completely
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