DE2740646A1 - Elektromagnetisches, direkt wirkendes sicherheitsabsperrventil - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 5. September I977

Bürkert GmbH P 2497 10/22

Postfach 20
7II8 Inge!fingen

Vertreter;

Patentanwalt
Dipl.-ing. Max Bunke
Lessingstr. 9
7000 Stuttgart 1

Elektromagnetisches, direkt wirkendes Sicherheitsabsperrventil

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches, direkt wirkendes Sicherheitsabsperrventil mit einem einen Zu- und einen Ablauf enthaltenden, doppelwandigen Ventilgehäuse, dessen Ventilsitz von einem durch einen Elektromagneten betätigten Schließkörper abgesperrt oder geöffnet werden kann, je nach den Einzelheiten der Bauart kann dabei bei stromlosem Magneten der Ventilsitz entweder geschlossen oder geöffnet sein.

Solche Ventile mit doppelwandigem Gehäuse werden aus sicherheitstechnischen Gründen dort eingebaut, wo es notwendig ist, ein mit aggressiven, z.B. radioaktiven oder hochtemperierten Medien druckbeaufschlagtes Rohrsystem und die in einem solchen System eingebauten Armaturen zur Umgebung hin sehr sicher hermetisch dichtend abzuschließen, um soweit wie möglich die Gefahr zu verringern,

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daß das gefährliche Medium durch Brüche oder Risse in der druckbeaufschlagten inneren Wandung der Anlagenteile in die Umgebung austreten könnte. Wenn das Medium durch eine innere, druckbeaufschlagte Wandung, z.B. eines inneren Rohres in den von einer äußeren Wandung, z.B. eines äußeren zweiten Rohres begrenzten Raum austritt, wird es in diesem unschädlich aufgefangen.

Soweit in solchen Anlagen elektromagnetisch betätigte Ventile schon bisher verwendet wurden, beschränkte sich die Ausbildung der Doppelwandigkeit auf das Ventilgehäuse; der ebenfalls mediumbeaufschlagte Magnet-Innenraum (Kernraum) wurde wegen des sonst erforderlichen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwandes und der damit verbundenen elektromagnetischen Leistungsverluste des Magneten nur einwandig ausgeführt. Deswegen wurde dann das ganze Magnetsystem nochmals vollständig gekapselt oder der äußere Eisenkreis des Magnettopfes wurde drucksicher als zweite Wandung ausgebildet, so daß bei einem Bruch des Kernführungsrohres des Magneten das austretende Medium im Spulenraum des Magneten zurückgehalten wurde. Auch solche Ausführungen sind aber besonders bei höheren Betriebsdrücken des im Ventilgehäuse wirkenden Mediums wegen der dann notwendigen Dickwandigkeit des Magnettopfes und der Schwierigkeit, elektrische Zuleitungen zur Spule druckdicht durchzuführen, ebenfalls noch sehr aufwendig. Sie können auch bei solchen Systemen nicht angewendet werden, bei denen die geschweißte Ausführung aller Verbindungen, die druckdicht sein sollen, gefordert wird, wie in der Reaktortechnik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu umgehen und doch auf eine doppelwandige Ausführung des den Magnetkern aufnehmenden Raumes verzichten zu können, dabei aber zu erreichen, daß im Falle eines Bruchs des Kernführungsrohres oder seiner z.B. durch Risse entstandenen Undichtheit nur eine sehn kleine Menge des aggressiven Mediums in die Magnetspule und die VentilUmgebung austreten kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Ventil der eingangs erwähnten Gattung ein zweites, zwischen dem Kernraum des M_agnetantriebes und dem Ventilgehäuseinnenraum mindestens in einer Endstellung des Magnetkerns wirkendes Abschlußelement vorgesehen ist. In weiterer Ausbildung

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der Erfindung ist das zweite Abschlußelement doppelt, nämlich in der einen und in der anderen Endstellung des Magnetkerns wirkend ausgebildet. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß nicht nur in einer, sondern in beiden Endstellungen des Ventils der Magnetinnenraum gegenüber dem Ventilgehäuseinnenraum abgedichtet wird, so daß in den Endstellungen im Falle eines Bruches oder Risses des Kernführungsrohres ein Ausströmen des Mediums aus dem Ventilgehäuse über das Kernführungsrohr in die Umgebung verhindert wird. Eine kleine Menge des Mediums kann dann nur noch während des kurzzeitigen Umschaltens des Ventil durch das Kernführungsrohr in das Magnetgehäuse einströmen.

Weiterbildunger der Erfindung und deren Vorteile sowie sonstige Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

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Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsabsperrventils, dessen Sitz bei stromlosem Elektromagneten geschlossen ist, wie gezeichnet;

Fig. 2 ein Schnit durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem der Ventilsitz bei stromlosem Elektromagneten geöffnet ist, und

Fig. 3 ein Schnitt durch ein gegenüber dem Beispiel nach Fig.2 hinsichtlich der zusätzlichen Schließmöglichkeiten abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Bei dem Beispiel nach Fig.l ist in ein doppelwandiges Ventilgehäuse 1 ein einen Durchgangskanal 63 aufweisender Ventilsitz 2 eingeschraubt, mit dem als Schließkörper eine heb- und senkbar gehaltene Dichtungsscheibe 3 zusammenwirkt. Das Gehäuse 1 hat einen doppelwandig umschlossenen Zulauf 54 und einen ebensolchen Ablauf 55· Mit dem letzteren steht der Durchgangskanal 63 des Ventilsitzes 2 durch eine Wand des Ventilgehäuses hindurch in Verbindung. Das Gehäuse 1 hat einen zylindrischen Aufsatz 56, der, wie unten näher beschrieben, dem öffnen und Schließen des Ventils dienende, bewegliche Teile umgibt. Auf den Aufsatz 56 ist der Boden 57 eines als Ganzes mit 58 bezeichneten Magnetantrieb-Gehäuses aufgesetzt, das einen an den Boden 57 angeschweißten zylindrischen Mantel 59 aufweist, der oben durch einen Deckel 60 verschlossen ist. Der Mantel 59 umschließt den Spulenraum, der die Spule 61 aufnimmt, in deren Mitte ein Stopfen 62 eingesetzt ist, mit dem ein Kernführungsrohr 52 verschweißt ist. In diesem ist ein Magnetkern 14 auf- und abbeweglich geführt, der bei der Stellung der Teile,in der der Ventilsitz 2 durch die Scheibe 3 verschlossen ist, zwischen seinem oberen Ende und dem unteren Ende des Stopfens 62 einen Bewegungsspalt 53 freiläßt. An der Stelle, an der das Magnetantriebsgehause 58 auf den Aufsatz 56 des Ventilgehäuses 1 aufgesetzt ist, ist zwischen diesen beiden Teilen und gegen beide Teile geschultert ein Stopfen 10 dicht eingesetzt.

Zwischen dem Magnetkern 14 und dem Ventilsitz 2 ist ein relativ

zu beiden Teilen um gewisse Beträge beweglicher Steuerbolzen 6 durch den Stopfen 10 hindurchgeführt. Im Bereich der Durchführung bildet der Steuerbolzen 6 einen schlanken Schaft 64, der sich oberhalb des Stopfens 10 zu einem Teil 65 größeren Durchmessers und unterhalb des Stopfens 10 zu einem ähnlichen Teil 66 verstärkt; der Übergang zwischen den verstärkten Teilen 65 und 66 einerseits und dem Schaft 64 andererseits ist durch Ventilkegelflächen 20 und 2Q¹ gebildet, die mit in Schultern des Stopfens 10 eingepreßten Oichtringen 18, 18' zusammenwirken, in denen zu den Ventilkegelflächen 20, 20' passende Sitzflächen I9, I9¹ gebildet sind. Der Schaft 64 des Steuerbolzens 6 ist in einer Bohrung 67 des Stopfens 10 geführt, die eine Längsnut 68 aufweist; da der Innendurchmesser der Sitzdichtringe 18, 18* etwas größer gewählt ist als der Durchmesser der Bohrung 67, bildet die Längsnut 68, solange die Ventilkegelflächen 20, 20' nicht auf den in den Ringen 18, 18' vorgesehenen Gegenflächen I9, I9' aufliegen, eine Verbindung zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseraum 70, wie sie zur Ermöglichung eines Mediumaustausches insbesondere zwischen den SchaItvorgängeη erforderlich ist.

Auf der Unterseite des Magnetkerns 14 befindet sich eine Aussparung 71. In dieser ist der obere verstärkte Teil 65 des Steuerbolzens 6, der eine als Federteller benutzte Endkappe 72 bildet, auf einer Wendelfeder 13 elastisch gelagert. Das untere Ende dieser Feder stützt sich auf einer in die Aussparung 7I eingelegten, den Teil 65 führend umschließenden und in der Aussparung 71 passend anliegenden Scheibe 12 ab, die ihrerseits auf einem in eine in der Wandung der Aussparung 7I vorgesehene Ringnut eingesetzten Sicherungsring 11 ruht.

An seinem unteren Ende trägt der verstärkte Teil 66 des Steuerbolzens 6 einen mittels eines Sicherungsringes 9 gehaltenen äußeren Federteller 8. Zwischen diesen und einer unteren Ringfläche 73 des Stopfens lO ist eine gegenüber der Magnetwirkung als Rückführfeder wirkende Druckfeder 7 eingespannt. Der Stopfen lO weist auf seiner Unterseite einen die Feder 7 zentrierenden Ansatz 74 auf. Der verstärkte Teil 66 des Steuerbolzens 6 bildet nach unten eine Hülse 75, die einen unteren Flansch 76 aufweist und die den Schließ-

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körper bildende Dichtscheibe .3 so führt, daß die Hülse 75 ihrerseits ihr gegenüber eine Relativbewegung ausführen kann, während andererseits, je nach der Lage der Teile, eine von der Scheibe 3 gebildete Schulter auf dem Flansch 76 aufliegen kann. In der Hülse 75 ist eine Wendelfeder 5 untergebracht, die sich einerseits gegen eine untere Endfläche 77 des Steuerbolzens 6 abstützt und andererseits an einem FedertelLer 4 anliegt, der mit einer kugelig gewölbten Fläche 78 auf der Oberseite der den Schließkörper bildenden Dichtscheibe j5 aufliegt.

Zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventilgehäuseinnenraurn 70 ist bei dem gezeichneten Beispiel in einer im Stopfen 10 vorgesehenen Kammer 79 ein Rückschlagventil untergebracht. Die Kammer 79 ist einerseits durch einen Kanal 80 mit dem Kerninnenraum 69 verbunden und andererseits durch einen Kanal 81 mit der Längsnut 68 in der Bohrung 67 des Stopfens 10. In der Kammer 79 ist die Ventilkugel 17 aufgenommen, die mit der Mündung des Kanals 80 zusammenwirkt. Auf die Kugel wirkt über einen Federteller 16 eine ebenfalls in der Kammer 79 untergebrachte Feder I7 ein, die bestrebt ist, die Kugel in Schließstellung auf die Mündung des Kanals 80 zu drücken.

Die Abmessungen sind so gewählt, daß der Gesamthub des Magnetkerns 14 etwas größer ist als der größte vom Steuerbolzen 6 ausführbare Hub, so daß der Magnetkern sowohl vor Erreichen seiner obersten als auch vor Erreichen seiner untersten Stellung einen kleinen Leerhub ausführen kann, der durch die Verbindung des Kerns 14 mit dem Stopfen 10 über die Feder Ij5 einerseits und durch die Verschiebbarkeit der die als Schließkörper wirkende Scheibe 3 enthaltenden Hülse 75 gegen die Wirkung der Feder 5 andererseits ermöglicht ist.

Die den Magnetkern 14 mit dem Steuerbolzen 6 koppelnde Feder 1J> ist stärker vorgespannt als die Rückstellfeder 7.

Um die zeichnerische Darstellung nicht unübersichtlich zu machen, ist in Fig.l der Steuerbolzen 6 mit den verstärkten Teilen 65 und 66 und den daran anschließenden Teilen 72 und 75 aus einem Stück bestehend gezeichnet; in Wirklichkeit bildet der Schaft 64 mit

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dem oberen verstärkten Teil 65 einen ersten, an seinem unteren Ende mit Gewinde kleineren Durchmessers versehenen Teil, während der untere verstärkte Teil 66 mit den daran nach unten anschließenden Teilen ein zweiter Teil ist, der das zu dem Gewindeansatz des ersten Teiles passende Muttergewinde enthält. Der Schaft 64 läßt sich also zunächst durch die Bohrung 67 des Stopfens lO hindurchstecken, worauf die untere Verstärkung 66 fest aufgeschraubt und zweckmäßig gegen unbeabsichtigtes Lösen besonders gesichert wird.Xhnlich sind auch andere,mit übergreifenden Teilen zusammengesetzte Bauteile der Einfachheit halber einstückig gezeich-Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig.l ist folgende.

Da die kugelig gewölbte Endkappe 7² des verstärkten Teils 65 des Steuerbolzens 6 in der gezeichneten Schließstellung an der Grundfläche der Aussparung 7I anliegt, steht der auf dem Ventilsitz aufliegende Schließkörper, nämlich die Scheibe 3 über den auf ihr aufliegenden Federteller 4 unter der Wirkung der Feder 5. In der gezeichneten tiefsten Stellung des Magnetkernes 14 ist die Feder über ihre Vorspannkraft hinaus etwas stärker gespannt, weil die Hülse 75 gegenüber der auf dem Sitz 2 aufliegenden Scheibe 3 noch um einen zusätzlichen Leerhub des Magneten abwärts bewegt ist, vgl. das eingezeichnete Spiel.

Wird der Magnet erregt, so bewegt sich der Kern 14 in seine obere Endstellung, so daß der Bewegungsspalt 53 zu Null wird. Bei der Aufwärtsbewegung des Kerns wird der Steuerbolzen 6 über die Feder 13 mitgenommen und die Scheibe 3 durch den Flansch 76 der Hülse 75 angehoben, also von dem Sitz 2 abgehoben und somit das Ventil geöffnet. Die Vorspannkraft der Feder 13 ist so groß, daß der Bolzen 6 dabei keine Relativbewegung gegenüber dem Magnetkern 14 ausführt. Während des Beginns der Hubbewegung wurde die obere Ventilkegelfläche 20' des Steuerbolzens 6 von ihrem Sitz abgehoben; dafür gelangt gegen Ende der Hubbewegung die untere Ventilkegelfläche 20 des Steuerbolzens 6 in Anlage an die Sitzfläche I9 im Sitz-Dichtungsring 18. Nunmehr führt der Magnetkern 14 noch einen zusätzlichen, restlichen Leerhub aus, bis er an dem Stopfen 62 anliegt, wobei die Feder 13 um den Leerhubbetrag zusammenge-

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drückt wird. Die Ventilkegelflache 20 wird daher dann mit der Kraft der Feder Ij5 gegen seine Sitzfläche I9 gedruckt, wobei diese Kraft der Feder 1J5 sich aus der ursprünglichen Vorspannkraft und der durch das Zusammendrücken während des End-Leerhubes des Kernes 14 entstandenen Zusatzkraft zusammensetzt, vermindert um die durch ihr zusätzliches Zusammendrücken beim Hub des Magnetkernes vermehrte Vorspannkraft der Rückführfeder 7. Die Vorspannkraft 13 ist daher nicht nur im Ausgangszustand größer als die Vorspannkraft der Rückführfeder 7, sondern die Rückführfeder 7 hat auch eine kleinere Einheitskraft oder Federrate wie die Feder IJ, so daß sich ihre Kraft durch die dem Hub des Kernes entsprechende Zusammendrückung weniger stark erhöht.

Nach dem Abschalten des Magnetstromes führt die Rückstellfeder 7 den Magnetkern 14 über den Steuerbolzen 6 in die Ausgangsstellung zurück, so daß sich die Scheibe J wieder auf den Sitz 2 auflegt und diesen verschließt. Da die Rückführfeder 7 wesentlich stärker ist als die in der Hülse 75 angeordnete Feder 5, bewegt sie die Hülse 75 gegenüber der Scheibe noch um das als Leerhub bezeichnete, eingezeichnete Spiel zusätzlich abwärts. Infolge dieses Leerhubes ist sichergestellt, daß nicht nur die Scheibe J dichtend4uf den Sitz gedrückt wird, sondern daß auch die Ventilkegelfläche 20* des Steuerbolzens 6 fest gegen ihren Sitz I9¹ im Sitz-Dichtring 18' gedrückt wird. Die Wölbung 78 des Federtellers 4 macht etwaige Abweichungen der Lage der Dichtebene gegenüber der zur Bewegungsrichtung rechtwinkligen Lage unschädlich. Die Auflage der Kegelfläche 20¹ auf ihrem Sitz ist ebenso wie diejenige der Kegelfläche 20 auf der Sitzfläche I9 unempfindlich gegen Zentrierungsfehler, wenn der Schaft 64 in der Bohrung 67 mit ausreichend großem Spiel geführt ist.

Das Rückschlagventil I7, 16, I5 ermöglicht einen Druckausgleich zwischen den. Kernraum 69 und dem Ventilgehauseinnenraum 70, so daß ein bei der beschriebenen stromlos geschlossenen Ausführung des Ventils nach Fig.l durch die Spulen-erwärmung mögliches Ansteigen des Druckes des im Kernraum 69 eingesperrten Gases verhindert und dadurch die Druckbeanspruchung des Kernführungsrohres 52 begrenzt wird.

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Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig.l vor allem dadurch, daß das Ventil bei stromlosem Magneten in der gezeichneten Offenstellung ist, in der die als Schließkörper wirkende Scheibe 23 einen Abstand von dem in das Ventilgehäuse 21 eingeschraubten Ventilsitz 22 hat. Während sich bei dem Beispiel nach Fig.l die Rückstellfeder 7 an ihrem oberen Ende an einem gehäusefesten Teil, nämlich dem Stopfen 10 abstützte, während ihr unteres Ende auf einen beweglichen Teil, nämlich den äußeren Federteller 8 des Steuerbolzens 6 einwirkte, ist es nunmehr umgekehrt; bei dem Beispiel nach Fig.2 stützt sich die Rückstellfeder 29 mit ihrem unteren Ende auf einem in das Gehäuse eingelassenen Sicherungsring 27 als gehäusefestem Teil ab, während ihr oberes Ende auf den mit dem Steuerbolzen 26 mittels eines Sicherungsringes 31 fest verbundenen Federteller 30 als Teil der beweglichen Elemente zusammenwirkt. Auf den Sicherungsring 27 ist ein in den Ventllgehauseinnenraum 70 passender, die Rückstellfeder 29 zentrierender Zentrierring 28 aufgelegt. Der bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Steuerbolzen 6 des ersten Beispiels wesentlich schlanker ausgebildete Steuerbolzen 26 trägt an seinem unteren Ende wieder eine Hülse 75* iⁿ der eine der Feder 5 entsprechende Feder 25 und ein dem Federteller 4 entsprechender Federteller 24 mit einer kugelig gewölbten Auflagefläche 78 in derselben Weise untergebracht sind, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechend dem längeren Steuerbolzen 26 ist hier der dem Stopfen 10 entsprechende Stopfen 32 entsprechend langer und weiter in das Führungsrohr 5I des Magnetkernes 35 hineinreichend ausgebildet. Auch in dem Stopfen 32 ist hier zwischen dem Kernraum 69 und dem Ventllgehauseinnenraum 70 zwischen Kanälen 80 und 81 ein von einer Kugel 38, einem Federteller 37 und einer Feder 36 gebildetes Rückschlagventil vorgesehen.

Die in dem Stopfen 32 angebrachte, den Steuerbolzen 26 führende Bohrung 67, die wieder die Längsnut 68 aufweist, mündet an ihren beiden Enden in in den Stopfen 32 eingepreßten Sitz-Dichtringen bzw. 39', die den Sitz-Dichtringen 18 bzw. 18' des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen und kegelige Sitzflächen 40, 4o' bilden. Im Bereich der Bohrung 67 im Stopfen 32 bildet der St£uerbolzen 26 einen schlanken Schaft 64, der sich ober-halb des

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Stopfens 32 zu einem Teil 65 größeren Durchmessers und unterhalb des Stopfens 32 zu einem ähnlichen Teil 66 verstärkt; der Übergang zwischen den verstärkten Teilen 65 und 66 einerseits und dem Schaft 64 andererseits ist durch Ventilkegelflächen 41, 41' gebildet, die mit den Sitzflächen 4o, 4o^s in den Sitz-Dichtringen 39, 39' zusammenwirken. Der obere verstärkte Teil 65 des Steuerbolzens 26 ragt in eine auf der Unterseite des Magnetkerns 35 gebildete Aussparung 7I hinein; über der kugelig gewölbten Kopffläche des oberen verstärkten Teils 65 bleibt gegenüber dem Boden der Aussparung 7I ein Bewegungsspalt 53 frei. Der verstärkte Teil 65 weist einen Flansch82 auf, der bei der gezeichneten Stellung der Teile auf einem in den Kern 35 eingelassenen Sicherungsring 33 ruht. Innerhalb der Aussparung 7I umgibt den verstärkten Teil 65 eine vorgespannte Wendelfeder 34, die einerseits am Boden der Aussparung 7I anliegt und sich andererseits auf dem Flansch 82 abstützt. Mit dem Boden 57 des Gehäuses des Magentantriebes ist ein Kernführungsrohr 5I verschweißt.

Hinsichtlich des Zusammenwirkens der am Steuerbolzen 26 angeordneten Ventilkegelflächen 4l und 41' mit den zugehörigen Sitzflächen 40 und 4o' der Sitζ-Dichtringe 39 und 39¹ stimmt die Ausführung nach Fig.2 mit derjenigen nach Fig.l überein: Bei geschlossenem Ventil 22, 23 ist der obere Abschluß 39", 4θ', 4l^! geschlossen, bei offenem Ventil 22, 23 — wie in Fig.2 gezeichnet — der untere zusätzliche Abschluß 39, 4o, 41. Da die Bauart nach Fig.2 aber stromlos geöffnet ist, wirkt die Rückstellfeder 29 hier im Gegensatz zur Feder 7 des ersten Ausführungsbeispiels als Öffnungsfeder und die Bewegung des Magnetkerns 35 nach unten als Schließbewegung; während bei dem Beispiel nach Fig.l die öffnungsbewegung des Magnetkernes, die nach oben gerichtet war, über die Feder I3 übertragen wurde, wird bei dem Beispiel nach Fig.2 die nach unten gerichtete Schließbewegung des Magnetkerns 35 über die Feder 34 auf den Steuerbolzen 26 übertragen.

Die gefederte Abstützung der den Schließkörper darstellenden Dichtscheibe 23 über den Federteller 24 und die Feder 25 gewährleistet auch bei der Ausführung nach Fig.2, wenn die Dichtscheibe 23 auf dem Ventilsitz 22 aufliegt, die gleichzeitige Ab-

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dichtung des Kernraumes 69 gegenüber dem Ventllgehäuseraum 70 durch das satte Aufliegen der Ventilkegelfläche 41' auf der Sitzfläche 4o' des Sitzringes 39".

Bei der Bauart nach Fig.3 ist das Ventil wie bei derjenigen nach Fig.2 geöffnet, wenn der Magnet stromlos ist; wie in Fig.3 gezeichnet, befindet sich dann die den Schließkörper darstellende Dichtscheibe 23' in einem Abstand von dem in das Gehäuse 21 eingeschraubten Ventilsitz 22'. Bei der Bauart nach Fig.2 muß der Kern 35, wenn der Magnet zum Schließen des Ventils eingeschaltet wird, die volle Gegenkraft der Rückstellfeder 29 überwinden, so daß der Kraftbedarf hoch ist. Die Bauart nach Fig.3 löst die sich daraus ergebende zusätzliche Aufgabe, dem Magnetkern bei seiner das Schließen des Ventils bewirkenden Bewegung eine geringere Federkraft entgegen^ zusetzen, als dies bei der Bauart nach Fig.2 möglich ist. Der Magnet braucht dann nur eine geringere Stellkraft aufzubringen, was eine raumsparende und kostengünstigere Bauweise ergibt.

Bei der Bauart nach Fig.3 ist der die den Schließkörper des Ventils darstellende Dichtscheibe 23' haltende und den Federteller 24' sowie die Feder 25 aufnehmende Teil, der bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen den unteren Teil des Steuerbolzens, bei der Bauart nach Fig.2 also den unteren Teil des Steuerbolzens 26 darstellte, von dem Steuerbolzen 48 als besonderer Schließkörper/*Vabgetrennt. Er ist in einem auf eine im Ventilgehäuse innenraum 70 gebildete Schulter aufgesetzten, in den Ventilgehäuse innenraum passenden Führungskörper 43 geführt. Zwischen das untere Ende des Steuerbolzens 48 und das obere Ende des Schließkörperjg^⁰ 44 ist ein besonderes Druckstück 46 dazwischen^eschaltet, da6 sowohl gegenüber dem unteren Ende des Steuerbolzens als auch auf einem Ansatz des Schließkörper/ 44 axial beweglich geführt ist. Der Schließkörper 44 bildet oder trägt einen Federteller 85 und das Zwischenstück 46 einen Federteller 86, und zwischen diesen beiden Federtellern ist eine Wendelfeder 45 eingespannt, die schwächer und weniger stark vorgespannt ist, als die zwischen den Federteller 85 und einem Bund 87 des Führungskörpers 43 eingespannte * · Bei der gezeichneten Offenstellung des Ventils, bei der der Magnet

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nicht erregt ist, befindet sich zwischen der Unterseite des Zwischenstückes 46 und der Oberseite des Schließkörpers 44 noch ein Bewegungsspalt 50; die Feder 45 drückt dabei den Schließkörper 44 nur so weit nach unten, bis ihrer Kraft durch die von unten her auf den Federteller 85 wirkende Rückstellfeder 42 die gleichgroße Gegenkraft entgegengesetzt wird. Nach oben hin drückt ctie Feder 45 das Zwischenstück 46, das eine der Ventilkegelfläche 41 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechende V^ntilkegelfläche 84 trägt, mit dieser gegen eine Sitzfläche, die in einem dem Sitz-Dichtring 39 des zweiten Ausführungsbeispiels ent-

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sprechenden, an der Unterseite des Stopfens/in diesen eingepreßten Sitz-Dichtring 4γ angeordnet ist. Hierdurch ist bei geöffnetem Ventil der Kemraum 69 wieder gegenüber dem Ventilgehäuseinnenraum 70 abgeschlossen. Wenn der Magnet zwecks Schließung des Ventils erregt wird, verschiebt der Kern 35 über den Steuerbolzen 48 das Zwischenstück 46 in Fig.3 nach unten und unter Zusammendrückung der Feder 45 über ihre Vorspannung hinaus relativ zu dera zunächst noch durch die Rückstellfeder 42 gehaltenen

träger,
Schließkörper 44, bis der Spalt 50 zu Null wird. Während dieses Anfangshubes wirkt der Kernkraft im wesentlichen nur die Kraft der Feder 45 entgegen, weil die Federrate der Rückstellfeder 42 um so viel größer gewählt ü, daß ein merkliches Zusammendrücken der Rückstellfeder eine größere Kraft erfordern würde. Es wird also mit verhältnismäßig kleinem Kraftaufwand für den Magneten der Sitz der Ventilkegelfläche 84 im Sitz-Dichtring 4γ durch die Abwärtsverschiebung des Zwischenstückes 46 unter Zusammendrückung der Feder 45 geöffnet. Ein zwischen dem Kernraum 69 und den Ventilgehäuseinnenraum 70 etwa bestehender Druckunterschied kann sich dann ausgleichen.

Ein solcher Druckunterschied, bei welchem der Druck im Ventilgehäuseinnenraum größer ist als im Kernraum, kann z.B. dadurch zustande kommen, ^ea^raB7^ei^rgeschlossenem Sitz 84, 47 Druck zugeführt erhält. Wäre dann der Schließkörper 44 mit dem Steuerbolzen 48 starr verbunden, wie es der Bauart nach Fig.2 entspricht, so müßte der Magnetkern 36 dann die Summe aus der Vorspannkraft der Rückstellfeder 42 und der auf der Sitzfläche im Sitz-Dichtring 47 lastenden, vom Ventilgehäuseinnenraum her wirkenden Druckkraft

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überwinden, was durch die beschriebene Bauart nach Fig.3 vermieden wird. Umgekehrtytann bei geöffnetem Sitz 22 im Kernraum 69 höherer Druck entstehen, als im Ventilgehäuseinnenraum herrscht, wenn der Sitz 84, 47 geschlossen ist. Ein solcher Druckanstieg im Kemraum 69 ist z»B. durch den Temperaturanstieg infolge der Magneterwärmung möglich. Hierbei wirkt die beschriebene Anordnung des Zwischenstückes 46 nach Art eines Rückschlagventils, so daß ein durch die Vorspannung der Feder 45 vorgegebenes Druckgefälle zwischen den beiden Innenräumen nicht überschritten werden kann. In diesem Falle ersetzt also die Anordnung des Zwischenstückes 46 neben ihren vorher beschriebenen vorteilhaften Wirkungen die Anordnung eines besonderen Rückschlagventils.

Wenn beim Schließvorgang während des Anfangshubes der Spalt 50 zu Null geworden ist, wird während der weiteren, in Fig.3 abwärts gerichteten Verschiebung des Steuerbolzens 48 der Schließkörper 44 in dem gehäusefesten Führungskörper 43 gegen den Ventilsitz 22' verschoben, wobei die Rückstellfeder 42 der Magnetkraft entgegenwirkt und über ihre Vorspannung hinaus zusammengedrückt wird. Bevor die in Fig.3 nicht gezeichnete Ventilkegelfläche 41' (vgl. Fig.2) des Steuerbolzens 48 gegenüber dem Sitz-Dichtring 39¹ sctoließt, sitzt die Dichtscheibe 23 bereits auf dem Ventilsitz 22 auf. Anschließend führt aber der Schließkörper 44 unter der noch andauernden Wirkung des Steuerbolzens 48 eine Relativbewegung gegenüber der Dichtscheibe 23' aus, bevor der Sitz am Sitz-Dichtring 39¹ geschlossen wird, worauf ein restlicher Leerhub folgt, bis der Luftspalt zwischen dem Kern 35 und dem Stopfen 32 zu Null geworden ist, der Kern also seine unterste Stellung erreicht hat.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   ■■ 1. Elektromagnetisches, direkt wirkendes Sicherheitsabsperrventil mit einem einen Zu- und einen Ablauf enthaltenden, doppelwandigen Ventilgehäuse, dessen Ventilsitz von einem durch einen Elektromagneten betätigten Schließkörper abgesperrt oder geöffnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, zwischen dem Kernraum (6^ des Magnetantriebes und dem Ventilgehäuseinnenraum (70) mindestens in einer Endstellung des Magnetkerns (14 bzw. 35) wirkendes Abschlußelement (Steuerbolzen 6 bzw. 26 bzw. 48) vorgesehen ist.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Abschlußelement doppelt, nämlich in der einen und in der anderen Endstellung des Magnetkerns (14 bzw. 35) wirkend ausgebildet ist.
3. 3. Ventil nach Anspruch^ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelt wirkende zweite Abschlußelement durch einen vom Magnetkern (14 bzw. 35) federgefesselt bewegbaren Steuerbolzen (6 bzw. 26 bzw. 48) gebildet ist, der auch die das erste Abschlußelement bildende, mit einem Ventilsitz (2) zusammenwirkende, den Schließkörper darstellende Dichtscheibe (3) trägt und an entgegengesetzten Enden einander entgegengerichtete Dichtkegelflächen (20, 20* bzw. 41, 41') aufweist oder mit solchen (84) in Wirkungsverbindung steht, denen Sitz^Dichtringe (18, 18' bzw. 39, 39^! bzw. 4γ) in einer durch einen Stopfen (10 bzw. 32 bzw. 49) gebildeten Trennwand zwischen dem Kerninnenraum (69) und dem Ventilgehäuseinnenraum (70) zugeordnet sind.
4. 4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (65) des Steuerbolzens (6) in einer in Bewegungsrichtung des Magnetkerns (14) verlaufenden Aussparung (7I) untergebracht ist und dort über eine in Richtung der Ventilöffnungsbewegung auf ihn wirkende Feder (13) mit dem Magnetkern (14) gekuppelt ist, während im anderen Ende des Steuerbolzens (6) die den Schließkörper bildende Dichtscheibe (3) axial verschieblich zwischen einem sie in Öffnungsrichtung zwangläufig mitnehmenden Anschlag (Bund 76) und einer in Schließrichtung auf sie wirkenden Feder (5)

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   gehalten ist, wobei zwischen einem an diesem Ende des Steuerbolzens (6) angebrachten äußeren Federteller (8) und dem Stopfen (10) eine in Schließrichtung wirkende Rückstellfeder (7) eingespannt ist (Fig.l).
5. 5. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (65) des Steuerbolzens (26) in einer in Bewegungsrichtung des Magnetkerns (35) verlaufenden Aussparung (7I) untergebracht ist und dort über eine in Richtung der Ventilschließbewegung auf ihn wirkende Feder (34) mit dem Magnetkern (35) gekuppelt ist, während im anderen Ende des Steuerbolzens (26) die den Schließkörper bildende Dichtscheibe (3) axial beweglich zwischen einem sie in öffnungsrichtung zwangläufig mitnehmendem Anschlag (Bund 76) und einer in Schließrichtung auf sie wirkenden Feder (25) gehalten ist, wobei eine in Öffnungsrichtung wirkende Rückstellfeder (29) zwischen einem am Steuerbolzen (26) angebrachten äußeren Federteller (30) und einem dem Sitz (22) benachbarten, in einer Wandung des Ventilgehäuses (21) eingesetzten Ring (27) eingespannt ist (Fig.2).
6. 6. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die den Schließkörper bildende Dichtscheibe (3) enthaltende Teil des Steuerbolzens (48) von diesem abgetrennt und als gesonderter Schließkörperträger (46) innerhalb des Ventilgehäuses (21) in einem gehäusefesten Führungskörper (43) geführt ist, wobei zwischen das ihm zugewendete Ende des Steuerbolzens (48) und den Schließkörperträger (44) ein gegenüber diesen beiden Teilen bewegliches Zwischenstück (46) eingeschaltet ist und wobei zwischen einem an diesem Zwischenstück (46) vorgesehenen äußeren Federteller (86) und einem am Schließkörperträger (44) vorgesehenen äußeren Federteller (85) eine auf den letzteren in Ventilschließrichtung wirkende Feder (45) eingespannt ist, während gegen die andere Seite dieses Federtellers (85) eine zwischen diesem und einem Bund (87) des gehäusefesten FUhrungskörpers (43) eingespannte, in öffnungsrichtung wirkende Rückstellfeder (32) anliegt (Fig.3).
7. 7. Ventil nach Anspruch 1 bis 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn zwischen die die Bewegung übertragenden Glieder so eingeschaltet und ihre Bemessung im Verhältnis

   609813/0621

   -yr-3

   zueinander so abgestimmt ist, daß Anteile des Hubes des Magnetkerns für das dichte Schließen des zweiten Abschlußelementes auch nach vorherigem Schließen des Ventilsitzes und für eine Restbewegung des Kerns in Endlagen zur Verfügung stehen, in denen er an Gegenflächen anliegt.

   §09813/002$