DE3614425A1

DE3614425A1 - Elektromagnetische mehrfunktions-absperrorgananordnung

Info

Publication number: DE3614425A1
Application number: DE19863614425
Authority: DE
Inventors: Wen Ruian Zhejing Bangyan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1986-12-18
Also published as: JPS6246073A; CN85103856A; CN1008297B; US4816083A

Description

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Beschreibung Elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung

Die Erfindung betrifft eine neue Art von elektromagnetischem Absperrorgan, insbesondere eine elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung für die Verwendung in der Industrie.

Elektromagnetische Absperrorgane werden häufig bei automatischen Steuer- bzw. Regelsystemen als Betätigungseinheit verwendet. Dm sicherzustellen, daß das System auch dann noch normal arbeitet und den Medienfluß steuert, um wie üblich gleichmäßig ein- und auszuschalten, wenn ein Fehler in der Energieversorgung auftritt oder das elektromagnetische Absperrorgan nicht in Ordnung ist, wird üblicherweise bei dem Stand der Technik angehörenden Systemen ein handbetätigbares Bypaß-Absperrorgan bzw. -ventil dem System hinzugefügt. Um das elektromagnetische Absperrorgan bei weiterhin arbeitendem Steuersystem zu warten und zu reparieren, werden darüber hinaus handbetätigbare Absperrorgane bzw. -ventile stromaufwärts und stromabwärts des elektromagnetische Absperrorganes zugefügt. Somit benötigt das Steuersystem drei zusätzliche handbetätigbare Absperrorgane, was zu hohen Kosten und zu einem großen Raumbedarf des bekannten Steuersystems führt.

Automatische Steuer- bzw. Regelsysteme benötigen gewöhnlicherweise eine Zahl elektromagnetischer Absperrorgane. Gemäß dem Stand der Technik werden separate elektromagnetische Absperrorgane bei dem System verwendet und drei weitere handbetätigbare Absperrorgane werden jeweils für jedes elektromagnetische Absperrorgan benötigt. Falls der Fluiddruck in den Leitungen, in welchen der Fluß gesteuert werden soll, unterschiedlich bezüglich der l-nder.% ren ist, wird ein Einweg-Absperrorgan bzw. -ventil benö-

tigt, um das handbetätigbare Absperrorgan zu ersetzen, welches stromabwärts in Serie mit dem elektromagnetischen Absperrorgan verbunden ist, um einen Rückfluß in die Leitung zu verhindern. Somit weist das System elektromagnetische Absperrorgane, handbetätigbare Absperrorgane und Einweg-Absperrorgane auf und wird daher ein sehr kompliziertes Rohrleitungssystem. Wegen verschiedener Verwendungszwecke wird das Rohrleitungssystem nichtsdestoweniger aus verschiedenen Kombinationen der Rohreinlässe und -auslasse aufgebaut, wie aus voneinander getrennten Ein- und Auslassen mit separater Steuerung, getrennten Einlassen und einem Fluß aus gemeinsamen Auslassen mit separater Steuerung, wie ferner Steuersystemen mit gemeinsamen Einlassen und separaten Auslassen mit separater Steuerung bei der Anwendung von Durchflußverhältnis-Verteilung (flow-ratio distribution) und bei einem System mit gemischten bzw. verbundenen Auslässen und Einlassen. Diese verschiedenen Kombinationen benötigen eine ziemlich große Anzahl von Verbindungsstücken mit einer besonderen Art ihrer Verbindung, was nicht nur Unannehmlichkeiten beim Verbinden und Entfernen hervorruft, sondern auch zu einer Neigung zu Undichtigkeiten führt.

Ferner werden die Aufbauparameter jedes elektromagnetischen Absperrorganes des Standes der Technik von der Viskosität des Mediums während der Konstruktion bestimmt und derartig konstruierte elektromagnetische Absperrorgane sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Aufbauparamter nicht austauschbar.

Desweiteren ist die Betätigungszeitspanne bei bekannten Absperrorganen vom Erhalt des Befehls bis zum vollständigen Öffnen oder Schließen des elektromagnetischen Absperrorganes üblicherweise nicht einstellbar. Um eine gewisse Zeitverzögerung zu erreichen, wird ein Dämpfer verwendet, der zu einem komplizierten Aufbau und hohen

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Kosten führt.

Darüber hinaus ist die Öffnungshöhe der bekannten elektromagnetischen Absperrorgane ebenfalls nicht einstellbar.

Als Ergebnis nüssen bei dem Stand der Technik angehörigen Systemen eine große Anzahl von elektromagnetischen Absperrorganen vorgesehen werden, was zu einer Reihe von Unannehmlichkeiten beim Herstellen, Verkauf, Montieren und Lagern führt und was häufig zu einer erhöhten Fehlerzahl und hohen Kosten führt.

Aus der US-PS 4,330,004 ist ein spezieller Träger bekannt, auf welchem viele elektromagnetische Absperrorgane befestigt werden. Dann können die Ein- und/oder Auslässe des Rohrleitungssystemes in verschiedenen Kombinationen angeordnet werden. Dieser Versuch weist zwar gegenüber dem Stand der Technik einige Vorteile auf, er kann jedoch nicht alle obengenannten Probleme lösen.

Ein Zweck vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer Art von elektromagnetischem Absperrorgan , welches nicht nur eine vollständige handbetätigbare Funktion und die Kraft zum Öffnen oder Schließen des Absperrorganes zur Verfügung stellt, sondern auch die automatische Funktion des elektromagnetischen Mechanismus nicht stört und die elektromagnetische Leistung nicht herabsetzt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines elektromagnetischen Absperrorganes, welches dazu in der Lage ist, die Funktion eines separaten Pilot-Absperrorganes (Vorsteuer- bzw. Absperrorgan) zu bieten.

Desweiteren ist es eine Zielrichtung der Erfindung, die Betätigungszeit des elektromagnetischen Absperrorgans bzw. -ventils, die Ventilöffnungshöhe und den Anwendungs-

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bereich an verschiedene Medienviskositäten einstellbar zu machen, und das elektromagnetische Absperrorgan in die Lage zu versetzen, den Verschleiß des Hauptabsperrorganes bzw. -ventile zu kompensieren.

Darüber hinaus ist es ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung, das elektromagnetische Absperrorgan derart auszubilden, daß es dieselbe Funktion wie ein Einweg-Absperrorgan bzw. -ventil hat.

Schließlich ist es ein Zweck der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, die eine Vielzahl verschiedener Kombinationen bilden kann, welche einfach und flexibel ist, mit anderen Worten, eine Vielzahl verschiedener Rohrleitungssysteme zu schaffen, bei welchen eine große Anzahl von Rohrverbindern gespart werden kann.

Mit einem Wort ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen Probleme der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zu vermeiden und eine Art von elektromagnetischer Multifunktions-Absperrorgananordnung zu schaffen, die eine Reduzierung der Anzahl der Komponenten, die bei automatischen Regel- bzw. Steuersystemen verwendet werden, ermöglicht und folglicherweise die Zeit, die zur Montage und zur Wartung erforderlich ist,

vermindert, ferner die benötigte Fläche und die Kosten herabsetzt und schließlich die Zuverlässigkeit des Systemes erhöh-t . Zusätzlich ist die elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung dazu in der Lage, die Arbeitsparameter der Anordnung einstellbar zu machen, so daß das System flexibel und vielfältig anwendbar ist.

Folgende Maßnahmen und Konstruktionsschemata werden bei vorliegender Erfindung verwendet:

1) Alle Absperrorgangehäuse werden zu einem einzigen kombiniert oder sie werden miteinander verbunden und die Absperrorganeinlässe und/oder Auslässe werden getrennt und/oder verbunden ausgebildet, um eine Vielfalt von Kombinationen bilden zu können, wie beispielsweise bei einem einzelnen Abpserrorgangehäuse und getrennten Einlassen und Auslassen eine Mehrfachleitungs-Kombination mit separater Steuerung zu bilden; um bei separaten Einlassen und gemeinsamem Auslaß eine andere Kombination mit separater Steuerung zu bilden, um bei gemeinsamen Einlaß und separatem Auslaß eine weitere Kombination zur Steuerung der Durchflußgeschwindigkeitsverteilung zu schaffen und um ferner bei gemeinsamen Einlaß und gemeinsamem Auslaß ein Steuersystem zu schaffen, was bei verschiedenen Durchflußraten bzw. -geschwindigkeitsbereichen angewendet werden kann. Daher benötigt das System, welches gewöhnlicherweise eine Mehrzahl von bekannten elektromagnetischen Absperrorganen benötigt, nunmehr nur noch eine elektromagnetische Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung.

2) Die oben erwähnten verschiedenen Kombinationen können durch verschiedenes Kombinieren der Verbindungsteile an den Einlassen und Auslässen ohne Änderungen des Absperrorgangehäuses und des Durchlaufkanals zusammengestellt werden. Das bedeutet, daß das Gehäuse der elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung nicht notwendigerweise ständig befestigte Verbindungsteile aufweist, um die jeweiligen Rohrleitungen zu verbinden, weswegen die Verbindungsteile der Anordnung am Auslaß und Einlaß mit separater Form vom Gehäuse und austauschbar und entfernbar ausgebildet sein können. Die Verbindungsteile am Einlaß oder Auslaß der Anordnung haben ihre eigene besondere Kanalstruktur mit einem einzelnen Körper. Das Verbindungsteil kann verschiedene Kanalstrukturen aufweisen. Beispielsweise weist eine

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Struktur separate Kanäle und eine andere Art verbundene bzw. verschmolzene Kanäle auf. Daher kann dasselbe Absperrorgan mit zwei Arten von Verbindungsteilen vier verschiedene Kombinationen bilden.

3) Der handbetätigbare Absperrorgan- bzw. Ventilmechanismus kann in die Anordnung einbezogen werden. Die Anordnung weist eine mit Gewinde versehene Stange auf, deren Mittellinie in der gleichen Richtung liegt, wie die Ventilkolbenbewegungsrichtung, und welche an dem Gehäusedeckel der Anordnung befestigt ist. Der Betätigungsteil kann mit der mit Gewinde versehenen Stange verbunden sein, oder ist einfach ein angeformter Teil dieser Stange. Eine Ventilkolbenstange kann derart angeordnet sein, daß sie sich durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange erstreckt und dabei eine Relativbewegung ermöglicht. Die Ventilkolbenstange weist ein Stellungsbegrenzungsteil auf oder ist mit einem Stellungsbegrenzungsteil verbunden. Die Bewegungsstrecke der Kolbenstange, die relativ zu der mit Gewinde versehenen Stange möglich ist, kann gleich oder etwas größer sein, als die festgelegte bzw. berechnete Bewegungsstrecke des Ventilkolbens.

Eine derartige elektromagnetische Absperrorgananordnung mit einem handbetätigbaren Mechanismus kann eine Kraft liefern, welche zum Öffnen oder Schließen des Absperrorganes erforderlich ist, ohne daß die elektromagnetische Leistung verschlechtert wird, so daß das von Hand betätigbare Bypaß-Absperrorgan bzw. -ventil durch eine derartige Anordnung gemäß der Erfindung eingespart werden kann. Weiterhin ist die Anordnung auch vorteilhaft für die Einstellung der Bewegungsstrecke (Öffnungsbereich des Absperrorgans) des Ventilkolbens unter elektromagnetischer Kraft, was zu einer verbesserten Lebensdauer und Stabilität des Systemes führt.

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Ά) Ein Einweg-Absperrorgan bzw. -ventil kann in der erfindungsgemäßen Anordnung einbezogen werden. Das Einwegventil kann die Ausgangsseite der Anordnung als Einweg-Ventilsitz verwenden. Ferner kann die Anordnung einen Einweg-Ventilkolben haben, der dem Ventilsitz gegenübersteht. Auf diese Weise kann das separate Einweg-Ventil, das in Serie stromabwärts des elektromagnetischen Absperrorgans des Standes der Technik angeordnet ist, eingespart werden. Das in die Anordnung einbezogene Einweg-Ventil kann weiterhin derart ausgebildet sein, daß die Anordnungsausnehmung verwendet wird, um den Ventilkolben zu führen, so daß separate weitere Führungselemente ebenfalls eingespart werden können. Daher wird der Aufbau der Anordnung kompakter.

5) Ein Drosselmechanismus kann als elektromagnetisches Vorsteuer- bzw. Schaltventil oder -schieber miteinbezogen werden, welches im Kanal zwischen dem Führungsventilausgang und der rückwärtigen Kammer des Hauptventiles angeordnet ist. Diese Anordnung kann nicht nur den Druckverlust, der durch den Verschleiß des Hauptventilkolbens verursacht wird, verbessern und die Kompatibilität des Hauptabsperrorganes mit Fluiden eines unterschiedlichen Viskositätsbereiches verbessern, sondern auch die Betätigungszeit des elektromagnetischen Absperrorganes einstellbar machen. Es sollte ferner bemerkt werden, daß das Trennen des elektromagnetischen Absperrorganes, falls dies, wie beispielsweise beim Reparieren, erforderlich sein sollte, leicht dadurch ausgeführt werden kann, daß der Drosselmechanismus in eine Stellung eingestellt wird, in der eine Durchflußrate mit dem Wert Null eingestellt ist. Somit können die handbetätigten Absperrorgane des Standes der Technik, die zum Zwecke des Trennens des elektromagnetischen Absperrorganes vom System vorgesehen sind, durch diese Anordnungen ersetzt werden. Wenn das elektromagnetische Absperrorgan repariert oder gewartet

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wird, kann der Drosselmechanismus auf den Wert Null für die Durchflußrate eingestellt werden und ein mit Gewinde versehener Stopfen kann am Ausgang des Vorsteuerventiles befestigt werden, so daß die elektromagnetische Betätigungseinheit entfernt werden kann, während die Durchflußgeschwindigkeit bzw. die Durchflußmenge des Mediums mittels des handbetätigbaren Hechanismusses gesteuert werden kann.

Die elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung gemäß vorliegenden Erfindung weist folgende Vorteile auf:

1 ) Ihr Aufbau ist kompakt bei kleiner Größe und weist darüber hinaus ein ansprechendes Äußeres auf. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine Vielzahl von gewünschten Funktionen, was zu einer Einsparung einer Vielzahl von handbetätigbaren Absperrorganen und Einweg-Ventilen führt und was weiterhin den Vorteil einer zentralen Steuerung erbringt. Die Anordnung benötigt einen geringeren Platz und kann leicht installiert und betätigt werden.

2) Die Anordnung benötigt eine geringere Menge an Teilen und weist eine gute Eignung und Austauschbarkeit auf und kann bei verschiedenen Kombinationen eine Vielzahl von gewünschten Funktionen ausführen. Die Anordnung kann leicht in Massenproduktion hergestellt werden und kostet weniger.

3) Die Öffnungsfläche, die Betätigungszeit und der Eignungsbereich für verschiedene Medien mit unterschiedlicher Viskosität ist einstellbar . Ferner arbeiten sowohl die elektromagnetische Einheit als auch die handbetätigte Einheit unabhängig, ohne sich gegenseitig zu stören. Zusätzlich hierzu kann auch eine Einweg-

Funktion ausgeführt werden.

Daher erfüllt die Anordnung eine Vielzahl von Funktionen und kann in einem breiten Bereich verwendet werden.

4) Die erfindungsgemäße Anordnung kann Verschleiß kompensieren und das elektromagnetische Absperrorgan von der Anordnung trennen. Die Lebensdauer ist lang und die Anordnung kann einfach repariert und gewartet werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 einen Wärmetauscher und ein Rohrleitungssystem mit Absperrorganen und Rohren nach dem Stand der Technik, um einen Medienfluß zu steuern,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine elektromagnetische Vorsteuer- bzw. Schaltabsperrorgananordnung (pilot type valve assembly) gemäß vorliegender Erfindung mit zwei handbetätigten Einheiten, elektromagnetischen Absperrorganen, einem Drosselmechanismus und Einweg-Absperrorganen,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit zwei elektromagnetischen Absperrorganen und Verbindungsstücken bzw. Anschlußteilen, um eine Kombination jeweils getrennter Einlasse und Auslässe zu bilden,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit zwei elektromagnetischen Absperrorganen und Verbindungsteilen, um die Kombination eines

gemeinsamen Einlasses und separater Auslässe zu bilden,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung der elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit zwei elektromagnetischen Absperrorganen und Verbindungsteilen, die eine Kombination eines gemeinsamen Ausganges und separater Einlasse bildet,

Fig. 6 eine die Fig. 4 und 5 entsprechende Darstellung der elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit zwei elektromagnetischen Absperrorganen und Verbindungsteilen, die die Kombination eines gemeinsamen Einlasses und eines gemeinsamen Auslasses bilden,

Fig. 7 ein Diagramm der Durchflußmenge bzw. Durchflußverhältnisses der in Fig. 6 dargestellten Anordnung,

Fig. 8 die Kontur der elektromagnetischen Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit drei elektromagnetischen Absperrorganen und drei separaten Eingängen und einem gemeinsamen Ausgang, und

Fig. 9 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht zur Darstellung der Einweg-Funktion der in Fig. 8 dargestellten Anordnung.

Zur weiteren Erläuterung der Figuren sei zunächst bemerkt, daß Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnungen gemäß der Fig. 3, 4, 5 und 6 darstellt.

Das in Fig. 1 dargestellte System ist eine üblicherweise

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im Stand der Technik verwendete Anordnung. Wenn die Fluidtemperatur um das spiralförmige Rohr des Wärmetauschers niedriger ist als eine bestimmte niedrige Grenze, steuert der Regler des Steuer- bzw. Regelsystems das elektromagnetische Absperrorgan ρ in seine Offenstellung, so daß der Dampf oder das heiße Wasser in das spiralförmige Rohr fließt und das dieses umgebende Fluid erwärmt. Der aus dem Wärmetauscher ausströmende Dampf oder das heiße Wasser treten in das elektromagnetische Absperrorgan R ein, welches zur gleichen Zeit wie das Absperrorgan ρ offen ist, und fließen irgendwohin oder zum Heizkessel ab, um rückgeführt zu werden. Wenn die Temperatur höher ist als eine bestimmte hohe Grenze, steuert der Regler das elektromagnetische Absperrorgan Q in seine Offenstellung und kaltes Wasser fließt in das Spiralrohr und kühlt das dieses umgebende Fluid. Das aus dem Wärmetauscher ausströmende kalte Wasser tritt in das elektromagnetische Absperrorgan S ein, welches zur gleichen Zeit mit dem Absperrorgan Q offen ist und fließt dann in ein Abflußrohr oder wird zurückgeführt. Dm zu verhindern, daß das heiße oder kalte Wasser durch die Druckdifferenz im Förderrohr zwischen dem kalten und dem warmen Wasser zurückfließt, ist jeweils ein Einweg-Absperrorgan d bzw. d_ stromabwärts der Absperrorgane ρ und Q vorgesehen. Um ferner einen Rückfluß zwischen den Abflußrohren zu vermeiden, sind Einweg-Absperrorgane bzw. -ventile d_ und d^ stromab der Absperrorgane R und S vorgesehen. Damit das System darüber hinaus mittels einer handbetätigbaren Einheit im Falle der ünterbrechnung der Stromversorgung oder der Störung irgendeines der elektromagnetischen Absperrorgane im System oder im Falle, daß die Arbeitsdruckdifferenz einen bestimmten Wert übersteigt, gesteuert werden kann, sind vier Bypaßleitungen und vier handbetätigbare Absperrorgane f ₁ , f-, f _, fj. jeweils dem System hinzugefügt, um das elektromagnetische Absperrorgan warten und reparieren zu können, ohne die Betätigung

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des Systems zu unterbrechen, sind weitere vier handbetätigbare Absperrorgane g₁, g_, g_, gj, dem System jeweils stromauf des elektromagnetischen Absperrorganes hinzugefügt. Für dieses System sind vier elektromagnetische Absperrorgane, vier Einwegventile, acht handbetätigbare Absperrorgane und jeweils die entsprechenden Rohrleitungen und deren Verbindungsstücke erforderlich, so daß die benötigte Fläche dieses Systemes sehr groß ist. Ferner wird durch eine vermehrte Anzahl von zu montierenden und demontierenden Teilen die Möglichkeit erhöht, daß Undichtigkeiten im System auftreten.

Gemäß vorliegender Erfindung sind lediglich zwei in Fig. 2 dargestellte elektromagnetische Absperrorgananordnungen erforderlich, die jeweils stromauf und stromab des Spiralrohres vorgesehen sind. Diese erste Anordnung auf der stromaufliegenden Seite des Wärmetauschers ist eine Kombination separater Einlasse und eines gemeinsamen Ausganges, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die zweite Anordnung, die stromab des Wärmetauschers angeordnet ist, stellt eine Kombination eines gemeinsamen Einlasses und separater Auslässe dar, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 2 ist eine elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung mit zwei handbetätigbaren Mechanismen, zwei Einweg-Absperrorganen bzw. -ventilen, zwei Drosselmechanismen und zwei Vorsteuer- bzw. Schaltabsperrorganen bzw. -ventilen dargestellt. Insbesondere ist ein einzelnes Gehäuse 1 für zwei elektromagnetische Absperrorgane vorgesehen. Jedes elektromagnetische Absperrorgan bzw. -ventil weist das Gehäuse 1, einen Ventilkolben 2, eine Druckfeder 3, einen Ventildeckel 4 und ein Vorsteuerventil auf, das mittels einer elektromagnetischen Betätigungseinheit 30 gesteuert wird. Der Eingangs- und Ausgangskanal des Vorsteuer- bzw. Schaltven-

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tils sind üblicherweise im Gehäuse 1 angeordnet. Der Schaltventilausgang 29 steht mit dem Rauptventilausgang 26 in Verbindung und der Drosselmechanismus ist mit einem Kanal 27 zwischen dem Schaltventileinlaß 28 und der rückwärtigen Kammer 21 des Hauptventiles angeordnet. Der Drosselmechanismus ist aus der Durchgangsausnehmung und der Einstellschraube zusammengesetzt, welche ein sich verjüngendes Ende 17 aufweist und auf dem Ventildeckel 4 angeordnet ist. Ferner ist der andere Drosselmechanismus im Kanal 20 zwischen der rückwärtigen Kammer 21 des Hauptventils und dem Hauptventileinlaß 22 mit dem gleichen Aufbau, wie der zuvor erwähnte Drosselmechanismus angeordnet. Zwei Sätze Muttern, Unterlegscheiben und Dichtringe sind zum Abdichten und Befestigen der Einstellschrauben vorgesehen. Eine mit Gewinde versehene Stange 5 mit einem Handgriff 10 ist mittels eines weiblichen Gewindes auf dem Deckel 4 befestigt und ein Druckdeckel 8, eine Scheibe 7 und ein Dichtring 6 sind als Dichtung zwischen dem Deckel 4 und der mit Gewinde versehenen Stange 5 vorgesehen. Der Ventilkolben 2 ist mit der Kolbenstange 9 verbunden und mittels Gewinde an der Kolbenstange 9 befestigt und eine Mutter 4 ist zum Sichern vorgesehen. Die Kolben stange 9 erstreckt sich in den Außenbereich der mit Gewinde versehenen Stange 5 durch eine innere Ausnehmung derselben, wobei eine Doppelmutter 12 als Verriegelung vorgesehen ist. Der Bewegungsabstand der Kolbenstange 9 relativ zur Stange 5 ist ein wenig größer als die gewünschte berechnete Bewegungsdistanz des Ventilkolbens 2. Ein Stangendeckel 13 ist am äußeren Ende der Stange 5 mit ihrem mit Gewinde versehenen Teil verbunden und wird mittels eines Dichtringes 11 abgedichtet, um zu verhindern, daß ein in der Anordnung befindliches Medium durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange 5 austreten kann. Die Aussenseite der Absperrorganausnehmung 24 des Gehäuses 1 ist als Einweg-Ventilsitz 25 ausgebildet. Ein Einwegventil-

kolben steht dem Ventilsitz des Einwegventiles gegenüber. Der Einweg-Ventilkolben weist eine bodenseitige Kolbenscheibe 42 und einen Ventilkolbenkörper auf, welcher wenigstens drei klauenartige Teile aufweist. Die Süßere Fläche des klauenartigen Teiles kann den Ventilkolben 41 in Form einer Gleitbewegung entlang der inneren Fläche der Ausnehmung 24 führen. Die bodenseitige Kolbenscheibe kann sich derart erstrecken, daß sie den klauenförmigen Teil bildet oder die bodenseitige Kolbenscheibe ist mit dem klauenförmigen Teil verbunden. Um die Dichtwirkung zu verbessern, ist ein flexibler Harz-oder Gummiring zwischen dem klauenartigen Teil 41 und der bodenseitigen Kolbenscheibe 42 angeordnet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Eine Druckfeder 43 ist vorgesehen, um den Ventilkolben ständig zu drücken und damit einen Rückfluß zu verhindern.

Das Wirkungsprinzip der elektromagnetischen Mehrfunktions-Absperrorgananordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird nachfolgend beschrieben. Wenn das Schaltventil einen Schließbefehl erhält, fließt das Medium durch den Kanal 21 und den äußeren Raum des Ab^error^rHnordrung 2 in die rückwärtige Kammer 21 und der Ventilkolben 2 wird dadurch gegen den Ventilsitz 23 aufgrund desselben Drucks des Mediums auf die rückwärtige Kammer 21 und den Einlaß gedrückt.

Nachdem das Schaltventil den Befehl erhalten hat und öffnet, fließt das Medium in der rückwärtigen Kammer durch den Führungsventileinlaß 28 und den Auslaß 29 zum Hauptventilausgang 26. Da die Kanalfläche am Einlaß der rückwärtigen Kammer 21 kleiner ist als am Auslaß der rückwärtigen Kammer 21, ist der Druck des Mediums in der rückwärtigen Kammer 21 niedriger als der Druck am Einlaß 22, so daß sich der Ventilkolben 2 vom Ventilsitz 23 weg bewegt und dabei die Federkraft aufgrund der Druck-

differenz überwindet. Dann drückt das Medium den Einweg-Ventilkolben und gelangt zum Ausgang 26 durch den Raum zwischen den klauenartigen Teilen.

Wenn der Druck des Mediums am Ausgang 26 hoher ist als am Eingang 23» bewegt sich die Einweg-Ventilspindel in Richtung auf den Ventilsitz und legt sich an den Ventilsitz an, so daß der Rückfluß gestoppt wird.

Falls eine Handbetätigung erforderlich ist, kann diese leicht lediglich durch Drehen des Handgriffs 10 von Hand mit einer Drehrichtung ausgeführt werden, die das Hauptventil schließt und mit einer anderen Drehung, die das Ventil öffnet.

Daher stört die Handbetätigung die automatische Wirkungsweise nicht und die elektromagnetische Leistung wird nicht verschlechtert, da die Kolbenstange sich frei in dem Innenraum der mit Gewinde versehenen Stange innerhalb des vorbestimmten Bereiches bewegen kann. Zusätzlich hierzu kann durch Einstellen der Handgriffstellung die Bewegungsstrecke bestimmt werden, wenn das System sich in der automatischen Betriebsweise befindet. Auf diese Art und Weise ist die Ventilöffnungshöhe einstellbar. Damit kann ferner die Anzahl der Male, die das elektromagnetische Absperrorgan betätigt wird, vermindert werden, und damit kann die Lebenszeit gleichzeitig erhöht werden.

Wenn die elektromagnetische Betätigungseinrichtung repariert werden muß, muß lediglich die Schraube 17 gedreht werden, um den Kanal zu schließen, wobei mit anderen Worten die rückwärtige Kammer 21 vom Schaltventileinlaß getrennt wird. Dann kann die elektromagnetische Einheit aus der Anordnung entfernt werden und die Anordnung kann mittels der handbetätigbaren Einheit betrieben werden.

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Die Bewegung des Hauptventiles hängt von der Druckdifferenz des Mediums ab, die auf die Einlaßseite des Hauptventilkolbens 2 und die Bodenseite des Hauptventilkolbens 2 wirkt. So kann die Zeit, die vom Erhalt des Befehles bis zum Erreichen der obengenannten Druckdifferenz erforderlich ist, durch Einstellen der zwei Schrauben 16 und 17 eingestellt werden, um die Einlaß- und Auslaßkanalfläche der rückwärtigen Kammer zu ändern. Bei einem anderen Medium mit einer anderen Viskosität kann die Druckdifferenz den gewünschten Wert durch Stellen der beiden Schrauben erreichen, was zu einer Verbesserung der Kompatibilität und Verwendbarkeitsmöglichkeiten der elektromagnetischen Absperrorgananordnung führt.

Wenn die äußere Fläche des Absperror^piolibens abgenutzt ist und die Lücke zu groß ist, kann eine Kompensierung durch Verwendung des Drosselmechanismus ausgeführt werden, um die gesamte Einlaßfläche der rückwärtigen Kammer 21 oder die Flächendifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß auf den ursprünglichen Wert wiederherzustellen. Auf diese Art und Weise kann die Lebensdauer der elektromagnetischen Absperrorgananordnung verbessert werden.

Die Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen eine elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung mit einem einzigen Gehäuse und nur zwei verschiedenen Einlaß- und Auslaßverbindungsteilen, welche auf einfache Art und Weise vier verschiedene Kombinationen bilden, bei welchen die Bezugsziffer 51 das Verbindungsteil mit verbundenen Strömungskanälen und die Bezugsziffer 52 das Verbindungsteil mit separaten Strömungskanälen bezeichnet. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Einlaß- und das Auslaßverbindungsstück auch gegeneinander austauschbar ausgeführt werden können. So ist die Kombination, welche die vorliegende Erfindung ermöglicht, sehr flexibel. Die Form des Verbindungsbe-

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reiches der Verbindungsteile ist nicht nur auf ein weibliches Gewinde beschränkt, wobei die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsforta jedoch nur eine Art der Verbindung Bit der Rohrleitung darstellt.

Figur 6 zeigt eine elektromagnetische Absperrorgananordnung, die zwei Hauptventile aufweist, wobei der Wert der Durchflußrate bzw. Durchflußmenge des einen Ventils A der Wert a ist, während der andere der Wert b ist (a < b). Wenn beide Ventile bzw. Absperrorgane geschlossen sind, ist die Durchflußmenge im System Null; wenn das Ventil A offen ist und das Ventil B geschlossen ist, ist die Durchflußrate bzw. -menge der Wert a; wenn das Ventil A geschlossen ist und das Ventil B offen ist, ist die Durchflußmenge bzw. das Durchflußverhältnis der Wert b; wenn beide Ventile geöffnet sind, ist die Durchflußmenge die Summe der Werte a + b. So kann eine Steuerung mit vier verschiedenen Durchflußmengen auf diese Art und Weise ausgeführt werden. Figur 7 zeigt die Durchflußratenänderung gemäß der Betriebsart.

Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung nur zweier elektromagnetischer Absperrorgane beschränkt, sondern sie kann vielmehr eine Hehrzahl von elektromagnetischen Absperrorganen aufweisen, falls dies erforderlich oder gewünscht ist. Figur 8 zeigt eine elektromagnetische Absperrorgananordnung mit drei elektromagnetischen Absperrorganen, deren Ausgänge und Eingänge im Winkel zueinander angeordnet sind und die drei separate Eingänge und einen gemeinsamen Ausgang aufweisen. Figur 9 ist eine teilweise vergrößerte Schnittdarstellung dieses Ausganges. Der linke Ventilkörper 65 weist zwei elektromagnetische Ventile und der rechte Ventilkörper 66 weist nur ein elektromagnetisches Absperrorgan auf. Die Ventilkörper 65 und 66 sind zusammen verbunden, um eine gesamte Anordnung mit einem Einlaß-

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verbindungsteil 61 und einem Auslaßverbindungsteil 62 zu bilden. In den Fig. 8 und 9 bezeichnet das Bezugszeichen 63 drei elektromagnetische Betätigungseinheiten, das Bezugszeichen 40 einen Einweg-Ventilkolben und das Bezugszeichen 68 einen Stopfensitz mit einem Gewebestopfen.

Die elektromagnetische Absperrorgananordnung kann Anforderungen an verschiedene Anwendungsbereiche erfüllen, da sie eine Multifunktion bietet, einen kompakten Aufbau hat und dazu in der Lage ist, eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten zu bilden. So kann beispielsweise die Hulti-Leitungskombination für eine getrennte Steuerung des Dampfes und kalten Wassers verwendet werden, um die gewünschte Temperatur und das Flüssigkeitsoberflächenniveau zu erhalten; die oben erwähnte Kombination mit einem gemeinsamen Ausgang und separaten Einlassen kann zur Steuerung des kalten und heißen Mediums verwendet werden, um die gewünschte Temperatur zu erhalten, oder sie kann bei Verbindungs- oder Mischsystemen verwendet werden; die Kombination mit einem gemeinsamen Einlaß und separaten Auslassen kann für Verteilungssysteme verwendet werden, um viele elektromagnetische Absperrorgane, die üblicherweise bei aus dem Stand der Technik bekannten System verwendet werden, zu ersetzen; die Kombination mit einem gemeinsamen Einlaß und einem gemeinsamen Auslaß kann zur Steuerung der Durchflußmenge bzw. -geschwindigkeit mit zufriedenstellender Genauigkeit verwendet werden. Somit kann die elektromagnetische Multifunktions-Absperrorgananordnung gemäß vorliegender Erfindung in einem weiten Bereich auf vielen verschiedenen Gebieten verwendet werden und sie führt vorteilhafterweise zu einer Reduzierung der Invenstitionskosten der Steuersysteme und zeichnet sich durch sehr gute Leistungen aus.

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung mit einer Zahl elektromagnetischer Absperrorgane, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Gehäuse (1) für die An-

25 Ordnung oder ein Gehäuse (1) mit mehreren miteinander verbundenen Teilen vorgesehen ist, und daß die Anordnung separate und/oder verbundene Einlasse und/oder Auslässe aufweist, wobei der Einlaß und/oder Auslaß der Anordnung mit Verbindungsteilen verbunden ist, und wobei eine Vielzahl

30 von Kombinationen durch Ändern der Ausbildung der Verbindur^teile ausführbar ist.

2. Absperrorgananordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung separate Einlasse und separate 35 Auslässe aufweist, um eine Multi-Leitungskombination mit separater Steuerung zu bilden, oder daß separate Einlasse

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und ein gemeinsamer Auslaß vorgesehen ist, um eine Kombination für eine gemischte Steuerung zu bilden, oder daß ein gemeinsamer Auslaß und separate Auslässe vorgesehen sind, um eine Kombination für eine Verteilgungssteuerung zu bilden, oder daß ein gemeinsamer Einlaß und ein gemeinsamer Auslaß vorgesehen ist, um eine Kombination für das Steuersystem zu bilden, welches unterschiedliche Anforderungen an die gewünschte bzw. berechnete Durchflußmenge bzw. Geschwindigkeit hat.
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3. Absperrorgananordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine handbetätigbare Betätigungseinheit aufweist, welche eine mit Gewinde versehene Stange (5) mit einem daran angeformten Betätigungsteil (10) aufweist, wobei die mit Gewinde versehene Stange (5) am Gehäuse (1) oder an einem Deckel (4) befestigt ist und wobei die Mittellinie der mit Gewinde versehenen Stange (5) in-derselben Richtung verläuft, wie die Bewegungsrichtung eines Absperrorgan- bzw. Ventilkolbens (2), und wobei Dichtungsteile (6, 7, 8) darin vorgesehen sind.

4. Absperrorgananordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2) mit einer Kolbenstange (9) verbunden und an dieser befestigt ist, welche sich frei durch eine innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) bewegen kann, und daß sich die Kolbenstange (9) teilweise in den Außenbereich der Stange (5) erstreckt und ein Stellungsbegrenzungsteil aufweist, oder mit einem anderen Stellungsbegrenzungsteil (12) verbunden ist, wobei der Bewegungsabstand bzw. die Bewegungsstrecke der Kolbenstange (9) relativ zur mit Gewinde versehenen Stange (5) langer ist als die gewünschte vorzugsweise berechnete Bewegungsstrecke des Ventilkolbens (2), und wobei das Dichtungsteil (13) vorgesehen ist, um zu verhindern, daß ein Medium in der Anordnung durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) austritt.

5. Absperrorgananordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einweg-Absperrorgan bzw. -ventil in der Anordnung vorgesehen ist und daß dieses Einweg-Ventil den ausgangsseitigen Sitz der Ventilausnehmung (24) des Ventilgehäuses (1) als Ventilsitz (25) verwendet und daß der Einweg-Ventilkolben gegenüber dem Einweg-Ventilsitz (25) angeordnet ist.

6. Absperrorgananordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilausnehmung (24) eine kreisförmige Ausnehmung ist und daß der Einweg-Ventilkolben eine bodenseitige Kolbenscheibe (42) und einen Kolbenkörper (41) aufweist, welcher wenigstens drei klauenartige Teile aufweist, die als angeformte Teile des ausgedehnten Teils der bodenseitigen Kolbenscheibe ausgebildet sind oder die mit der bodenseitigen Kolbenscheibe als separate Teile verbunden sind und daß die äußere Fläche des klauenartigen Teils entlang der inneren Fläche der Ventilausnehmung (24) gleiten können.

7. Absperrorgananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Absperrorgane als elektromagnetische Vorsteuep- bzw. Schaltabsperrorgane bzw. -ventile ausgebildet sind und daß der Drosselmechanismus in einem Kanal (20) zwischen der rückwärtigen Kammer (21) des Hauptventils und dem Hauptventileinlaß (22) angeordnet ist.

8. Absperrorgananordnung nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Absperrorgane als Vorsteuer- bzw. Schaltabsperrorgane bzw. -ventile ausgebildet sind und durch Leitungen verbunden sind, und daß der Drosselmechanismus in einem Kanal (27) zwischen dem Schaltventileinlaß (28) und der rückwärtigen Kammer (21) des Hauptventiles angeordnet ist, oder daß der Drosselmechanismus sowohl im Kanal (27) und im Kanal (20) angeordnet ist.

9. Absperrorgananordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselmechanismus eine Durchgangsöffnung und eine Einstellschraube mit einem sich verjüngenden Ende (16, 17) aufweist, die an dem Absperrorgandeckel

(4) oder dem Absperrorgangehäuse (1) angeordnet ist und daß die Durchtrittsfläche zwischen dem sich verjüngenden Ende und dem Kanal durch Drehen der Einstellschraube einstellbar ist.

10. Elektromagnetische Mehrfunktions-Absperrorgananordnung mit einer handbetätigbaren Betätigungseinheit, die ein Absperrorgangehäuse (1), einen Absperrorgandeckel (*O, einen Absperrorgankolben (2) und einen elektromagnetischen Betätigungsmechanismus (30) aufweist, wobei die handbetätigbare Betätigungseinheit eine mit Gewinde versehene Stange (5) mit einem einstückig daran befestigten Betätigungsteil oder mit einem damit verbundenen anderen Betätigungsteil (10) aufweist, wobei die mit Gewinde versehene Stange (5) am Gehäuse (1) oder Deckel (4) befestigt ist und die Mittellinie der mit Gewinde versehenen Stange (5) in der Richtung der Bewegungsrichtung des Absperrorgankolbens verläuft, und wobei Dichtungsteile (6, 7, 8) darin vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrorgankolben (2) mit einer Kolbenstange (9) verbunden und an dieser befestigt ist, welche sich frei durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) bewegen kann und sich teilweise außerhalb der Stange (5) erstreckt und ein Stellungsbegrenzungsteil aufweist oder mit einem anderen Stellungsbegrenzungsteil (12) verbunden ist, wobei die Bewegungsstrecke der Kolbenstange (9) relativ zu der mit Gewinde versehenen Stange (5) langer ist als die gewünschte, vorzugsweise berechnete Bewegungsstrecke des Absperrorgankolbens (2), und daß ein Dichtungsteil (13) vorgesehen ist, um zu verhindern, daß ein Medium in der Anordnung durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) austritt.

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11. Elektromagnetisches Vorsteuer- bzw. Schaltabsperrorgan bzw. -ventil mit einem Hauptabsperrorgan bzw. -ventil, welches das Ein- oder Ausschalten steuert bzw. regelt und einem Vorsteuer- bzw. Schaltabsperrorgan bzw. -ventil, welches zur Ausführung der Betätigung des Hauptabsperrorgans verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselmechanismus in einem Kanal (27) zwischen dem Schaltabsperrorganeinlaß (28) und einer rückwärtigen Kammer (21) des Hauptabsperrorganes vorgesehen ist.
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12. Elektromagnetisches Absperrorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgangsseitige Kanalteil (29) des Schaltsteuerabsperrorganes mit einem Gewinde versehen ist und daß der Wert der Durchflußmenge bzw. -Geschwindigkeit im Kanal auf Null mittels des Drosselmechanismusses eingestellt werden kann.

13. Elektromagnetisches Absperrorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselmechanismus in einem Kanal (20) zwischen der rückwärtigen Kammer (21) des Hauptabsperrorganes und einem Hauptabsperrorganeinlaß (21) vorgesehen ist.

14. Elektromagnetisches Absperrorgan nach einem der Ansprüche 11 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselmechanismus eine Durchgangsausnehmung und eine mit einem verjüngten Ende versehene Schraube aufweist, die am Absperrcrgangehäuse (1) oder Absperrorgandeckel (4) angeordnet ist, und daß die Durchtrittsfläche zwischen dem verjungten Ende der Schraube und der Durchtrittsausnehmung durch Dehen der Schraube einstellbar ist.

15. Elektromagnetisches Absperrorgan nach Anspruch 11 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Absperrorgan eine handbetätigbare Betätigungseinheit aufweist, welche eine mit Gewinde versehene Stange (5) mit einem einstückig daran angeformten Teil oder mit einem

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anderen, damit verbundenen Betätigungsteil (10) aufweist, wobei die mit Gewinde versehene Stange (5) an dem Gehäuse (1) oder dem Deckel (4) befestigt ist und die Mittellinie der mit Gewinde versehenen Stange (5) in der gleichen Richtung, wie die Bewegungsrichtung des Absperrorgankolbens verläuft, und daß ein Dichtungsteil (6, 7, 8) darin vorge-

-_ sehen ist.

16. Elektromagnetisches Absperrorgan nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrorgankolben (2) mit einer Kolbenstange (9) verbunden und an dieser befestigt ist, welche sich frei durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) bewegen kann, und daß die Kolbenstange (9)., die sich teilweise außerhalb der mit Gewinde versehenen Stange (5) erstreckt, einen Stellungsbegrenzungsteil aufweist oder mit einem anderen Stellungsbegrenzungsbauteil (12) versehen ist, wobei die Bewegungsrichtung der Kolbenstange (9) relativ zu der mit Gewinde versehenen Stange (5) länger ist als die gewünschte, vorzugsweise berechnete Bewegungsstrecke des Absperrorgankolbens (2), und daß ein Dichtungsteil vorgesehen ist, um zu verhindern, daß ein Medium, das sich in der Anordnung befindet, durch die innere Ausnehmung der mit Gewinde versehenen Stange (5) austritt.