DE3331394A1

DE3331394A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3331394A1
Application number: DE19833331394
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(grad.) 7100 Heilbronn Schoch; Bruno 7121 Erligheim Staiger
Original assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH
Current assignee: STAIGER STEUERUNGSTECH
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1985-03-14

Description

Ventil Die Erfindung betrifft ein Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Bekannte Ventile dieser Art werden zum Beispiel zur purchflußsteuerung eines Mediums verwendet, wobei über das Ventil der Durchfluß des Mediums völlig freigegeben oder auch völlig abgesperrt werden kann.
Auch ist es möglich9 durch entsprechende Stellmechanismen Zwischenpositionen für verschiedene Durchflußmengenregelungen zu wählen. Ob allerdings im Ventil überhaupt ein Medium ansteht oder nicht, kann bei derartigen Ventilen nicht ohne weiteres bestimmt werden und es erfolgt vom Ventil aus insbesondere kein elektrisches Signal zum Beispiel für eine Anzeige, eine Alarmgebung, eine Schaltsteuerung und dergleichen in Abhängigkeit vom zugeführten bzw. ausbleibenden Medium.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil mit den Merkmalen -des Oberbegriffs dahingehend weiterzubilden, daß aus dem Ventilinneren heraus eine zusätzliche Signalfunktion für ein externes Auswertegerät, ein Anzeigegerät, eine Schalteteuerung uswO erzielt wird0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöste Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nach-folgenden-Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen9 die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: FI0 1 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils mit einem integrierten Sensor9 SIGo 2 eine geschnittene Draufsicht auf das Ventil der FIGo 1, FIGo 3 eine Teilschnittansicht gemäß der Linie III-III des Ventils der FIGo 2 und FIG. 4 eine Seitenteilansicht des Ventilkörpers der FIGo 2.
Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Ventil 1 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Magnetkopf 2 auf der auf einem Ventilkörper 3 angeordnet ist0 Der Ventilkörper 3 ist hier aus einem resistenten Kunststoff gebildet. Das Ventil 1 des gezeigten Ausführungsbeispiels ist für einen Flüssigkeitsbehälter vorgesehen, dessen Flüssigkeit elektrisch leitend ist0 Ein solcher Flüssigkeitsbehälter kann zum Beispiel als Zugabe behälter für Wasseraufbereitungsanlagen, analysentechnische Anlagen, Waschanlagen, Reinigungsanlagen usw. vorgesehen sein und mit dem jeweils erforderlichen bzw. zuzugebenden Medium gefüllt sein.
Der Ventilkörper 3 besitzt an seiner Eingangsseite einen Anschlußstutzen 4, durch den das als Pfeil dargestellte Medium 5 in einer Zulaufbohrung 6 zu einem Ventilsitz 7 im Ventilkörper 3 geführt wird.
Die Zulaufbohrung 6 ist am Ventilsitz 7 über einen hier nicht dargestellten Dichtbolzen absperrbar.
Bei geöffnetem Ventilsitz 7 gelangt das Medium 5 über die Ventilkammer 8 in die Ablaufbohrung 9 des Ventilkörpers 3, die in einem Schlauchanschlußstutzen 10 endet, an den sich ein am Ventilkörper 3 ausgebildetes Anschlußgewinde 11 anschließt.
Der Anschlußstutzen 4 des Ventilkörpers 3 besitzt eine Umfangsnut 129 in der eine aus einem Elastomer gebildete und als O-Ring ausgeführte Dichtung 13 angeordnet ist. Der FIG, 2 ist zu entnehmen, daß der Anschlußstutzen 4 derart in einer Kupplungsbohrung 14 in der Wandung 15 des das Medium 5 beinhaltenen Behälters angeordnet ist, daß ein sicherer und dichter Befestigungshalt gegeben ist, so daß das Ventil 1 im wesentlichen baueinheitlich unmittelbar an der Wandung 15 des Behälters festgelegt ist.
Im Ventilkörper 3 ist erfindungsgemäß ein Sensor 16 integriert. Dieser Sensor 16 ist für eine Signalgabe vorgesehen9 wenn Veränderungen durch zum Beispiel Zustands- oder Druckschwankungen des Mediums 5 auftreten oder wenn das Medium 5 ganz ausbleibt. Der Sensor 16 im Ventilkörper 3 kann vorteilhaft als Leitfähigkeitssensor ausgeführt sein, der dann ein elektrisches Signal gibt9 wenn sich die elektrische Leitfähigkeit des Mediums 5 ändert oder das elektrisch leitfähige Medium 5 ganz ausbleibt0 Es kann auch vorteilhaft sein, den Sensor 16 im Ventilkörper 3 als Feuchtesensor auszubilden, der zum Beispiel bei einem verhältnismäßig trockenen fließ- bzw. rieselfähigen Medium (sol9 Körnern Granulat) eine Feuchtigkeitsänderung signalisiert0 Außerdem kann es günstig sein, den Sensor 16 im Ventilkörper 3 als Drucksensor aussubildeng der bei Druckschwankungen des Mediums 5 bzw. bei dessen Ausbleiben ein entsprechendes Signal gibt. Darüber hinaus kann der Sensor 16 im Ventilkörper 3 auch vorteilhaft als Temperatursensor ausgeführt sein, der bei Temperaturänderungen des Mediums 5 ein Signal gibt und/oder entsprechende Schaltvorgänge auslöst Zudem kann der Sensor 16 im Ventilkörper 3 als induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter ausgebildet sein0 Das erfindungsgemäße Ventil 1 besitzt einen solchen Sensor 16, der zwei elektrisch leitende Elektroden 179172 aufweist, die hier als Kohlen ausgerührt sind.
Die beiden Elektroden 179178 sind einander diametral gegenüberliegend im Ventilkörper 3 angeordnet und befinden sich dazu in je einem Querloch 18 9 die nach beiden Seiten rechtwinklig zur Längsachse 19 der Zulaufbohrung 6 abstreben. Die Querlöcher 18 münden somit von gegenüberliegenden Seiten in die Zulaufbohrung 6 ein, Die beiden Elektroden 17,17' sind als Zylinderbolzen ausgeführt, dessen Durchmesser hier so bemessen ist, daß er praktisch gleich dem Durchmesser des Querlochs 18 entspricht, so daß die Elektroden 17,17' spielfrei in den Querlöchern 18 gelagert sind und außerdem ein dichter Abschluß gegeben ist. Darüber hinaus ist es möglich, zusätzliche Dichtmittel im Bereich der Querlöcher 18 vorzusehen, damit eine hohe Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Austreten des Mediums 5 gewährleistet ist. Die Elektroden 17,17 des Sensors 16 sind im Ventilkörper 3 so angeordnet, daß die dem Medium 5 zugewandtenfreien Meßflächen 20 sich im wesentlichen in der Ebene der Umfangsfläche 21 der Zulaufbohrung 6 befinden. Der Durchmesser der Querlöcher 18 und der Du-rchmesser der Zulaufbohrung 6 kann wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gleich groß ausgeführt sein. Es kann aber auch günstig sein, den Durchmesser der Elektroden 17,17 kleiner oder größer zu wählen als der Durchmesser der Zulaufbohrung 6 ist.
An den Elektroden 17,17' ist je eine Steuerleitung 22 angeschlossen, wobei die Kontaktierung 23 der Steuerleitung 22 mit der Elektrode 17917' an deren Stirnende 24 angeordnet ist, das der Meßfläche 20 entfernt gegenüberliegt. Die Kontaktierung 23 befindet sich somit im wesentlichen außen am Ventilkörper 3 im Bereich einer stutzenförmigen Anschlußisolierung 25, die am Ventilkörper 3 materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist. Die rohrförmige Anschlußisolierung 25 weist eine radiale Aussparung auf, aus der die Steuerleitung 22 herausgeführt ist.
Die Kontaktierung 23 ist im Bereich der Anschlußisolierung 25 mit einer Vergußmasse 26 dicht verschlossen, die zum Beispiel ein Epoxidharz oder ein Silikon oder dergleichen sein kann.
Die Steuerleitungen 22 können zwechmäßig zu einem Anzeigegerät, zu einem Verstärker, einem Umsetzer, Verteiler oder dergleichen geführt sein. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, das von dem Sensor 16 erzeugte Signal nicht nur für eine Anzeige oder Warngebung zu verwerten, sondern so weiterzuleiten bzw.
umzusetzen, daß dadurch anderweitige Schaltfunktionen zur Prozeßablaufbeeinflussung eingeleitet werden, wobei es auch günstig sein kann, das Ventil 1 über den Magnetkopf 2 mittels des vom Sensor 16 ausgesandten Signals so zu steuern, daß bei einem Ausbleiben der Flüssigkeit bzw. des Mediums 5, wenn also der Vorratsbehälter leer ist, außer dem Einschalten einer Anzeigeleuchte oder eines Warntons gleichzeitig eine Absperrung am Ventilsitz 7 erfolgt.
Eine entsprechende elektrische Schaltung für den Sensor 16 kann zweckmäßig so ausgeführt sein, daß so-lange das leitfähige Medium 5 in der Zulaufbohrung 6 ansteht, ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden 17,17' fließt. Ist der Vorratsbehälter leer, so daß kein Medium 5 mehr zwischen den beiden Elektroden 17,17 t ansteht, ist der elektrische Stromfluß hier unterbrochen, so daß das Signal ausgesandt wird und zum Beispiel die Anzeigeleuchte eingeschaltet wird. Die Spannungsversorgung für den Magnetkopf 2 kann dabei unterbrochen werden, so daß der Dichtbolzen über die Kraft einer Feder gegen den Ventilsitz 7 gedrückt wirds - Leerseite -

Claims

Ventil Ansprü che Ventil fur ein Medium, insbesondere Magnetventil für eine Flüssigkeit9 mit einem Ventilkörper und mindestens einer Bohrung fur das Medium9 dadurch gekennzeichnet, daß für eine Signalgabe bei einer durch das Medium (5) veranlaßten Veränderung im Ventilkörper (3) mindestens ein Sensor (16) angeordnet ist0 2. Ventil nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) ein auf eine elektrische Leitfähigkeit des Mediums (5) reagierender Leitfähigkeitssensor ist.

3o Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet5 daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) als auf Feuchtigkeitsänderungen des (zBO verhaltnismäßig trockenen) Mediums (5) reagierender Peuchtesensor ausgebildet ist.

4o Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) als auf Druckänderungen des Mediums (5) reagierender Drucksensor ausgebildet ist.

50 Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) als auf Temperaturänderungen des Mediums (5) reagierender Temperatursensor ausgebildet ist.

6. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) als induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter ausgebildet ist.

7. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16)im Ventilkörper (3) mindestens eine elektrisch leitende Elektrode (17,17s) aufweist.

8. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß im Ventilkörper (3) zwei Elektroden (179172) des Sensors (16) vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.

9o Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (17,17') des Sensors (16) im wesentlichen rechtwinklig quer zur Längsachse (19) der Bohrung (6) im Ventilkörper (3) angeordnet ist0 10. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Ventilkörper (3) mindestens je eine Zulaufbohrung (6) und eine Ablaufbohrung (9) für das Medium (5) aufweist und daß der Sensor (16) im Ventilkörper (3) der Zulaufbohrung (6) zugeordnet iste 11. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16) bzwe dessen Elektrode (17,17g) in einem Querloch (18) des Ventilkörpers (3) gelagert ist0 120 Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Sensor (16) mit der Bohrung (6) für das Medium (5) im Ventilkörper (3) verbunden ist.

13. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche9 dadurch gekennzeichnet9 daß das den Sensor (16) beinhaltende Querloch (18) im Ventilkörper (3) in die Bohrung (6) für das Medium (5) einmündet, 14. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) im Querloch (18) des Ventilkörpers (3) gegen einen Mediumsaustritt dicht umschlossen gelagert isto 15e Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche9 dadurch gekennzeichnet5 daß eine freie Meßfläche (20) des Sensors (16) in etwa in der Ebene der Umfangefläche (21) der Bohrung (6) im Ventilkörper (3) angeordnet ist0 16. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß die Elektrode (17,17') des Sensors (16) als Zylinderbolzen ausgebildet ist, dessen Durchmesser in etwa gleich dem Durchmesser der Bohrung (6) des Ventilkörpers (3) ist.

17. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß an der Elektrode (17,17') des Sensors (16) über eine Kontaktierung (23) eine Steuerleitung (22) angeschlossen ist.

18. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung (23) zum Anschluß der Steuerleitung (22) an einem der Meßfläche (20) entfernt liegenden Stirnende (24) der Elektrode (17217') im Bereich einer Anschlußisolierung (25) angeordnet ist.

19. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß die Kontaktierung (23) der Steuerleitung (22) am Stirnende (24) der Elektrode (17,172) des Sensors (16) mittels einer Vergußmasse (26) der Anschlußisolierung (25) dicht verschlossen ist.

20. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) mit dem integrierten Sensor (16) an einem Behälter angeschlossen ist, aus dem das mittels des Sensors (16) zu überwachende Medium (5) heraustritt.

21. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Ventilkörper (3) mit dem integrierten Sensor (16) an der Wandung (15) des Behälters befestigt ist.

22. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet5 daß ein Anschlußstutzen (4) des Ventilkörpers (3) mit einer Dichtung (13) in einer Kupplungsbohrung (14) in der Wandung (15) des Behälters gelagert isto 230 Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der Ventilkörper (3) mit dem integrierten Sensor (16) einen der Ablaufbohrung (9) zugehörigen Schlauchanschlußstutzen (10) aufweist 240 Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet9 daß der den integrierten Sensor (16) aufweisende Ventilkörper (3) aus Kunststoff besteht0