DE2714091A1

DE2714091A1 - On=off valve for fluids or bulk goods - has enclosing electromagnetic coil and valve piston with external spiral grooves

Info

Publication number: DE2714091A1
Application number: DE19772714091
Authority: DE
Inventors: Peter Brand; Adolf Dipl Chem Dr Helms
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-12

Abstract

The cylindrical on-off valve is enclosed by the windings of an electro magnetic coil. The valve housing has inlet and outlet ports at opposite axial ends. A cylindrical valve piston which has external helix grooves is moved axially due to the magnetic field generated by the coil. When the valve is closed, the valve piston is in contact with a seal face (17), thus no flow occurs. In the open valve position, the piston lifts off the valve seal face and the medium is able to flow through the helix piston grooves to the outlet port.

Description

Stw.: Ausblasventil-rückschlußfrei-DrallkolbenStw .: blow-off valve-non-return-flow-swirl piston

Elektrisch steuerbares Ventil Die Erfindung betrifft ein elektrisch steuerbares Ventil für ein strömendes Medium, vorzugsweise für ein unter Druck stehendes Gas, mit einem als Zylinderring ausgebildeten, einen Eisenkörper umgebenden Spulenkörper und mit einem in einer Bohrung des Eisenkörpers, die einen Strömungsweg für das Gas bildet, axial verschiebbar angeordneten Anker aus Eisen, der die Form eines Zylinders aufweist, und der in seiner Umfangsfläche mit mindestens einer, einen Strömungsweg für das Gas bildenden Nut versehen ist. Electrically Controllable Valve The invention relates to an electrically controllable valve controllable valve for a flowing medium, preferably for a pressurized one Gas, with a coil body designed as a cylinder ring and surrounding an iron body and with one in a bore in the iron body, which has a flow path for the Gas forms an axially displaceable iron armature, which has the shape of a Has cylinder, and in its peripheral surface with at least one, one Flow path is provided for the gas-forming groove.

Unter dem Begriff "Eisen" wird im Zusammenhang mit der Erfindung jedes Material verstanden, das ferromagntische Eigenschaften hat, z.B. Eisen, Kobalt, Nickel oder bestimmte ein ähnliches magnetisches Verhalten aufweisende Legierungen. Sinngemäß wird unter dem Begriff "magnetisch" die ferroelektrische Eigenschaft eines Materials verstanden, während mit "unmagnetisch" Stoffeigenschaften gekennzeichnet werden, die dieses Verhalten nicht aufweisen.The term "iron" in connection with the invention means any Understood material that has ferromagnetic properties, e.g. iron, cobalt, Nickel or certain alloys exhibiting similar magnetic behavior. Analogously, the term "magnetic" means the ferroelectric property of a Material understood while labeled with "non-magnetic" material properties that do not exhibit this behavior.

Viele Aufgaben der Meß- und Steuertechnik erfordern sehr schnell ansprechende elektrisch gesteuerte Ventile, insbesondere, wenn aus einem schnellen StrorpGon Massengütern, z.B. Zigaretten oder Kaffeebohnen, die aufeinanderfolgend elektronisch auf ihre Qualität geprüft werden, einzelne unbefriedigende Artikel ausgesondert werden müssen. In solchen Fällen ist ein sehr schnelles Öffnen und Schließen der Ventile unerläßlich, um sicherzustellen, daß nur die Stw.: Ausblasventil-rückschlußfrei-Drallkolben geprüften und nicht etwa auch die nachfolgenden Artikel durch ein durch das Ventil gesteuertes Fluid, z.B. durch Druckluft, entfernt werden. Gattungsgemäße Ventile erreichen die geforderten kurzen Öffnungs- bzw. Schließzeiten, wobei diese aber nur gewährleistet werden können, wenn das Ventil sich in einem einwandfreien Zustand befindet.Many tasks in measurement and control technology require very quickly responsive ones electrically controlled valves, especially if from a fast StrorpGon Bulk goods, e.g. cigarettes or coffee beans, which are electronically are checked for quality, individual unsatisfactory articles are rejected Need to become. In such cases the opening and closing of the Valves essential to ensure that only the Stw .: blow-off valve-non-return-flow-swirl piston tested and not about the following articles by a through the valve controlled fluid, e.g. by compressed air, can be removed. Generic valves achieve the required short opening and closing times, but these Can only be guaranteed if the valve is in perfect condition is located.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die eingesetzten Ventile nach einer gewissen Zeit des störungsfreien Arbeitens reaktionslangsamer werden bzw. nicht mehr richtig öffnen bzw. schließen. Untersuchungen haben ergeben, daß diese Störungen ihre Ursache in Ablagerungen aus dem das Ventil durchströmenden Medium haben. So hat man z.B. erkannt, daß aus Druckluft sich Öl in den Ventilen ablagert, obwohl in den Druckluftanlagen Ö1- und Wasserabscheider eingebaut sind. Zwar handelt es sich hier nur um sehr geringe Restverschmutzungen der Druckluft, die aber durchaus ausreichen, um bei solchen empfindlichen Ventilen nach längeren Betriebszeiten Störungen hervorzurufen.In practice it has been shown that the valves used after become slower to react or react after a certain period of trouble-free work no longer open or close properly. Research has shown that this Malfunctions are caused by deposits from the medium flowing through the valve to have. For example, it has been recognized that oil is deposited in the valves from compressed air, although oil and water separators are installed in the compressed air systems. Acts There is only very little residual contamination in the compressed air, but it is sufficient to prevent malfunctions in such sensitive valves after long periods of operation to evoke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Betriebsstörungen bei gattungsgemäßen Ventilen infolge Ablagerung von Rückständen zu unterbinden.The invention is based on the problem of malfunctions in generic Stop valves as a result of deposits of residues.

Diese Aufgabe vird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Nut in der Um£angs£läche des Zylinders mit einem von Null abweichenden Winkel zur Zylinderachse als Wendel angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the groove in the circumferential surface of the cylinder with an angle other than zero to the cylinder axis is arranged as a helix.

Das durch die Nut beim Öffnen des Ventils strömende Gas reißt folglich nicht nur in der Nut befindliche Rückstände mit und reinigt diese, sondern es veranlaßt bei jedem Arbeitsspiel den Zylinder zu einer Rotationsbewegung, Stw.: Ausblasventil-rückschlußfrei-Drallkolben durch die auch die als Führung für den Zylinder dienende Bohrung im Spulenkörper gereinigt wird. Die Rotationsbewegung des Zylinders verhindert zudem Ablagerungen und ungleichmäßigen Verschleiß an den Führung 5 und Dichtflächen.The gas flowing through the groove when the valve is opened consequently ruptures not only residues in the groove with and cleans them, but it causes rotate the cylinder with each work cycle, Stw .: Blow-out valve-non-return-flow-swirl piston through which also serves as a guide for the Cylinder serving hole in the coil body is cleaned. The rotational movement of the cylinder also prevents deposits and uneven wear on the Guide 5 and sealing surfaces.

Stw.: Ausblasventil-rückschluBErei-Drallkolben Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Schnittzeichnung näher erläutert.Stw .: Blow-out valve-RückschluBErei-Swirl piston The invention becomes explained in more detail on the basis of the sectional drawing representing an exemplary embodiment.

Das elektrisch steuerbare Ventil 1 besteht aus folgenden Hauptfunktionsteilen: einem Spulenkörper 2 in Form eines Zylinderringes, einem von diesem umgebenen hülsenförmigen Eisenkörper 3 (bestehend aus zwei magnetisch voneinander getrennten Teilen 3d und 3b) und aus einem von dem Eisenkörper umgebenen, den Weg des strömenden Mediums öffnenden oder schließenden Anker 4.The electrically controllable valve 1 consists of the following main functional parts: a bobbin 2 in the form of a cylinder ring, a sleeve-shaped surrounded by this Iron body 3 (consisting of two magnetically separated parts 3d and 3b) and from one surrounded by the iron body, the path of the flowing medium opening or closing armature 4.

Der Spulenkörper 2 wird von einem Kühlmantel 6 aus thermisch und elektrisch leitendem Material umgeben. Der Spulenkörper 2 ist auf einem unmagnetischen Isolierring 7 auBgebracht.The bobbin 2 is made of a cooling jacket 6 thermally and electrically Surrounding conductive material. The bobbin 2 is on a non-magnetic insulating ring 7 applied.

Der Anker 4 ist aus einem Zylinder hergestellt, in dessen Umfangsfläche mehrere, in einem von Null abweicheitn Winkel - zur Zylinderachse 8 als Wendel angeordnete Nuten 9 eingearbeitet sind. Der Anker 4 ist aus Eisen gefertigt und mit einer chemisch aufgetragenen Nickelschicht ummantelt. Diese Nickelschicht schützt den Anker 4 vor Korrosion, verbessert die Gleiteigenschaften zwischen Anker 4 und Eisenkörper 3 und bildet aufgrund seiner gegenüber Eisen schlechteren magnetischen Eigenschaften eine Trennschicht zwischen Anker 4 und Eisenkörper 3, so daß ein schnelles Schließen des Ventils nach dem Entregen des Spulenkörpers 2 gewährleistet ist.The armature 4 is made of a cylinder in its peripheral surface several, at an angle deviating from zero - arranged as a helix to the cylinder axis 8 Grooves 9 are incorporated. The armature 4 is made of iron and with a chemical coated nickel layer. This nickel layer protects the anchor 4 from Corrosion, improves the sliding properties between armature 4 and iron body 3 and because of its poorer magnetic properties than iron a separating layer between armature 4 and iron body 3, so that a quick closing of the valve after de-energizing the bobbin 2 is guaranteed.

Die eine (linke) ringförmige Stirnfläche 13 des Ankers 4 liegt einer eine kleine axiale Bohrung 10 aufweisenden Stirnfläche 11 eines verjüngten Absatzes 14 des Hülsenteiles 3a gegenüber, der zusätzlich mit radialen Bohrungen 12 versehen ist. Die entgegengesetzte (rechte) Stirnfläche 16 Stw.: Ausblasventil-rückschlußfrei-Drallkolben des Ankers 4 liegt einer Dichtfläche 17 einer als Ableitung der zu schaltenden Luft dienenden, in das Teil 3b eingeschraubten Messingarmatur 21 gegenüber. Als Zuleitung ist in das Teil 3a eine Messingarmatur 19 eingeschraubt.The one (left) annular end face 13 of the armature 4 is one a small axial bore 10 having end face 11 of a tapered shoulder 14 of the sleeve part 3 a opposite, which is additionally provided with radial bores 12 is. The opposite (right) face 16 Stw .: blow-off valve-non-return-flow-swirl piston of the armature 4 is a sealing surface 17 as a discharge of the air to be switched serving, screwed into the part 3b brass fitting 21 opposite. As a supply line a brass fitting 19 is screwed into part 3a.

Der Weg der Luft ist durch Pfeile 22 in den Bohrungen der Armaturen 19 und 21, der Hülsen 3a, 3b und des Ankers 4 veranschaulicht. 23 ist ein 0-Ring zur elastischen Abstützung des Spulenkörpers 2; 24 sind Begrenzungsplatten aus unmagnetischem, elektrisch nicht leitendem Material.The path of the air is indicated by arrows 22 in the holes in the fittings 19 and 21, the sleeves 3a, 3b and the anchor 4 illustrated. 23 is a 0-ring for the elastic support of the bobbin 2; 24 are boundary plates made of non-magnetic, electrically non-conductive material.

Der Spulenkörper 2 ist umgeben von dem mit Rippen 26 versehenen Kühlmantel 6, der einen Schlitz 27 in Richtung der Längsachse des Spulenkörpers zvecks Unterbrechung von Wirbelströmen aufweist. Die Armaturen sind im Bereich der Eisenkörper 3a, 3b ebenfalls zwecks Unterbrechung von Wirbelströmen geschlitzt, doch sind diese Schlitze nicht sichtbar.The coil body 2 is surrounded by the cooling jacket provided with ribs 26 6, which has a slot 27 in the direction of the longitudinal axis of the bobbin zvecks interruption of eddy currents. The fittings are in the area of the iron bodies 3a, 3b also slotted to interrupt eddy currents, but these are slits not visible.

Mit 28 ist ein Anschlußgehäuse bezeichnet, das entsprechende Anschlußklemmen aufweist und mittels eines Befestigungsringes 29 an dem Kühlmantel 6 befestigt ist.With a connection housing is designated, the corresponding terminals and is fastened to the cooling jacket 6 by means of a fastening ring 29.

Bei Erregung der Spule des Spulenkörpers 2 wird der Anker 4 nach links gegen die auf seine Stirnfläche 13 wirkende Druckluft gezogen, bis die Stirnfläche 13 gegen die Stirnfläche 11 des Absatzes 14 des Hülsenteiles 3a zu liegen kommt. In dieser Position gibt die gegenüberliegende Stirnfläche 16 den Weg der durch die Nuten 9 des Ankers 4 strömenden Druckluft frei, die nunmehr zu dem Anschluß 21 gelangen kann. Infolge der sehr engen Passung des Ankers 4 in der Laibung des Hülsenteils 3b und dem guten Anliegen Stv.: Ausblasventil-rückschlußfrei-Drallkolben der vorteilhaft geschliffenen Stirnfläche 13 an dem Absatz 14 kann der magnetische Fluß mit sehr geringem Widerstand von einem Hülsenteil huber den Anker 4 in den anderen Hülsenteil übertreten. Bei Entregung der Spule drückt die durch die Bohrung 10 in dem Absatz 14 austretende Druckluft gegen die Stirnfläche 13 und bewegt den Anker 4 schnell in seine Schließposition, in der seine Stirnfläche 16 an der Dichtfläche 17 der Armatur 21 zur Anlage kommt, wodurch keine Luft mehr aus den Nuten 9 des Ankers 4 in die Bohrung der Armatur 21 strömen kann.When the coil of the bobbin 2 is excited, the armature 4 moves to the left drawn against the compressed air acting on its end face 13 until the end face 13 comes to lie against the end face 11 of the shoulder 14 of the sleeve part 3a. In this position, the opposite end face 16 is the path through the Grooves 9 of the armature 4 free flowing compressed air, which now reach the connection 21 can. As a result of the very tight fit of the anchor 4 in the reveal of the sleeve part 3b and the good cause Deputy: blow-off valve-non-return-flow-swirl piston the advantageously ground face 13 on the shoulder 14 can be the magnetic Flow with very little resistance from a sleeve part over the anchor 4 in the step over the other part of the sleeve. When the coil is de-energized, it pushes through the hole 10 in the paragraph 14 exiting compressed air against the end face 13 and moves the Armature 4 quickly in its closed position, in which its end face 16 on the sealing surface 17 of the valve 21 comes to rest, whereby no more air from the grooves 9 of the Armature 4 can flow into the bore of the valve 21.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Stw .: blow-off valve-non-return-flow-swirl piston r u c ti Electrically controllable valve for a flowing medium, by preference for a pressurized (js, with a cylinder ring designed as a The coil body surrounding the iron body and with a bored in the iron body, which forms a flow path for the gas, axially displaceably arranged armature Made of iron, which has the shape of a cylinder, and the surface on its circumference is provided with at least one groove forming a flow path for the gas, characterized in that the groove (9) has an angle other than zero (@ is arranged as a helix to the cylinder axis (8).