DE3727831A1

DE3727831A1 - Automatic valve, particularly an inlet or outlet valve for metering pumps

Info

Publication number: DE3727831A1
Application number: DE19873727831
Authority: DE
Inventors: Alois Reiter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1989-03-02

Abstract

In an automatic valve, a design which is extremely favourable in terms of flow is achieved by the fact that the valve seat (Vs) and/or the valve element (Vk) are magnetised axially to produce a closing force (Sk), the valve element (Vk) being arranged so as to float freely in the open condition of the valve. Valves of this kind with a magnetic closing force (Sk) are suitable, in particular, as inlet valves (Ev) and outlet valves for metering pumps for the metering of liquid constituents of (reaction) resin compositions. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Ventil, insbesondere Ein- oder Auslaßventil für Dosierpumpen, mit einem durch eine Schließkraft in axialer Richtung gegen die Sitzflächen eines Ventilsitzes drückbaren Ventilkörper.The invention relates to an automatic valve, in particular Inlet or outlet valve for metering pumps, with one through one Closing force in the axial direction against the seat surfaces of a Valve seat pushable valve body.

Reaktionsharzmassen werden durch Mischen von genau vorgegebenen Mengen Harz und Härter hergestellt, wobei in vielen Fällen auch mehrere Harze und mehrere Härter verwendet werden. Außerdem können auf die Harz- und die Härterkomponenten auch Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Farbstoffe, Haftvermittler, Be schleuniger und dergleichen verteilt werden. Moderne Aufberei tungsanlagen für derartige Reaktionsharzmassen bestehen aus mindestens zwei Vorratsbehältern für die flüssigen Bestandteile bzw. Vorgemische, den Vorratsbehältern nachgeordneten Do siereinrichtungen und einer Mischeinheit, wobei als Mischein heit statische oder dynamische Durchlaufmischer oder auch grö ßere Mischbehälter verwendet werden. Als Dosiereinrichtungen werden insbesondere oszillierende Verdrängerpumpen wie z. B. Kolbenpumpen, Membranpumpen oder Balgpumpen eingesetz. Bei den bevorzugt verwendeten Dosierpumpen mit hin- und herbewegten Verdränger sind sowohl ein Einlaßventil als auch ein Auslaß ventil pro Verdränger erforderlich. Dabei werden üblicherweise selbsttätige Ventile, wie z. B. federbelastete Kugel-, Teller- oder Kegelventile eingesetzt, die aufgrund der durch die Be wegung des Verdrängers erzeugten Druckunterschiede im Förder medium betätigt werden.Reaction resin compounds are precisely specified by mixing Quantities of resin and hardener produced, in many cases too several resins and several hardeners can be used. aside from that can also apply to the resin and hardener components Additives such as fillers, dyes, adhesion promoters, Be be distributed more quickly and the like. Modern processing processing systems for such reaction resin compounds consist of at least two storage containers for the liquid components or premixes, Thu subordinate to the storage containers siereinrichtungen and a mixing unit, wherein as a mixer means static or dynamic continuous mixers or larger Outer mixing containers can be used. As dosing devices oscillating displacement pumps such as. B. Piston pumps, diaphragm pumps or bellows pumps are used. Both preferably used metering pumps with reciprocating Displacers are both an inlet valve and an outlet valve required per displacer. Usually automatic valves such. B. spring-loaded ball, plate or cone valves are used, which are due to the loading movement of the displacer generated pressure differences in the conveyor medium operated.

Aus der DE-A-28 51 188 ist eine Dosierpumpe zum Dosieren flüs siger Bestandteile von Reaktionsharzmassen bekannt, bei welcher die Ventilkörper von Ein- und Auslaßventil durch die von einer Feder aufgebrachte Schließkraft gegen die Sitzfläche des je weiligen Ventilsitzes gedrückt werden. Bei derartigen feder belasteten Ventilen wirken sich die Federn jedoch negativ auf die Strömung aus, wobei es im Bereich der Federn auch insbe sondere zu unerwünschten Ablagerungen kommen kann. Eine Reini gung wird dabei durch die relativ aufwendige Demontage und Mon tage der federbelasteten Ventile erschwert.From DE-A-28 51 188 a metering pump for metering flüs siger constituents of reaction resin compositions known in which the valve body of the inlet and outlet valve by one Spring applied closing force against the seat of the ever respective valve seat are pressed. With such a spring However, the springs have a negative effect on valves under load the flow from, whereby it is in the area of the springs also esp In particular, undesirable deposits can occur. A Reini The relatively time-consuming dismantling and installation required days of the spring-loaded valves made more difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes und wartungsfreundliches, selbsttätiges Ventil zu schaffen, das in Dosierpumpen zum Dosieren flüssiger Bestand teile von Reaktionsharzmassen als Einlaßventil und als Auslaß ventil eingesetzt werden kann.The invention is based on the object of a simple built-in and maintenance-friendly, automatic valve closed create that in dosing pumps for dosing liquid stock parts of reaction resin compounds as an inlet valve and as an outlet valve can be used.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen selbsttätigen Ventil dadurch gelöst, daß Ventilsitz und/oder Ventilkörper zur Erzeugung der Schließkraft zumindest bereichsweise axial magne tisiert sind und daß der Ventilkörper im geöffneten Zustand des Ventils freischwebend angeordnet ist.This task is automatic in a generic Valve solved in that the valve seat and / or valve body to Generation of the closing force at least in some areas axially magne are tized and that the valve body in the open state of the Valve is arranged floating.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird die Schließkraft also als Magnetkraft erzeugt, die bestrebt ist den Ventilkörper in Schließstellung zu halten. Dies hat den Vorteil, daß der Ventilkörper dann im geöffneten Zustand des Ventils freischwe bend angeordnet ist und ohne die Ausbildung von Toträumen und ohne die Gefahr von Ablagerungen vollständig umströmt werden kann. Die Montage, Demontage und Reinigung der Ventile gestal tet sich besonders einfach, da für die Entnahme der Ventil körper kein Werkzeug erforderlich ist. Beim Einsatz der er findungsgemäßen Ventile in Dosierpumpen können außerdem be sonders geringe Dosiermengen und Dosierzeiten realisiert werden. Als weiterer Vorteil ist schließlich auch noch eine weitgehende Verschleißfreiheit der erfindungsgemäßen Ventile hervorzuheben.In the valve according to the invention, the closing force is so as Generates magnetic force that tends to move into the valve body To hold closed position. This has the advantage that the The valve body is then freely welded when the valve is open bend is arranged and without the formation of dead spaces and flow around completely without the risk of deposits can. The assembly, disassembly and cleaning of the valves are designed It is particularly easy to use, as it is used to remove the valve body no tools are required. When using the he inventive valves in metering pumps can also be especially small dosing quantities and dosing times realized will. Finally, as an additional benefit, there is also one extensive freedom from wear of the valves according to the invention to highlight.

Die Magnetkraft kann prinzipiell dadurch erzeugt werden, daß entweder der Ventilsitz oder der Ventilkörper oder Ventilsitz und Ventilkörper als Permanentmagnete ausgebildet sind, wobei im letzten Fall die Magnetpolanordnung selbstverständlich so gewählt werden muß, daß die beiden Magnete sich anziehen. Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau des erfindungsgemäßen Ventils wird jedoch dadurch erzielt, daß der Ventilsitz als axial magnetisierter Ring ausgebildet ist und daß der Ventilkörper aus einem ferromagnetischem Werkstoff be steht.The magnetic force can in principle be generated in that either the valve seat or the valve body or valve seat and valve bodies are designed as permanent magnets, wherein in the latter case, of course, the magnetic pole arrangement is the same it must be chosen that the two magnets attract each other. A particularly simple and inexpensive structure of the valve according to the invention is achieved in that the Valve seat is designed as an axially magnetized ring and that the valve body be made of a ferromagnetic material stands.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilkörper einen zumindest bereichs weise in den Ventilsitz eintauchenden Schaft aufweist. Dieser Schaft wird dann durch die Magnetkraft in die entsprechende Öffnung des Ventilsitzes gezogen, wobei über die Eintauchlänge des Schaftes die Schließkraft des Ventils variiert werden kann.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the valve body has at least one area has shaft dipping into the valve seat. This The shaft is then turned into the appropriate by the magnetic force Opening of the valve seat pulled, taking over the immersion length the closing force of the valve can be varied.

Eine besonders einfache und strömungsgünstige Ausgestaltung des Ventilkörpers wird erzielt, wenn der Ventilkörper einen der Sitzfläche zugeordneten Kopf aufweist. In diesem Fall kann auch im Eckbereich zwischen Kopf und Schaft ein auf den Schaft auf gezogener elastischer Dichtring angeordnet werden. Durch derar tige Dichtringe können gegebenenfalls in Schließstellung auf tretende Leckraten vollständig vermieden werden.A particularly simple and streamlined design of the Valve body is achieved when the valve body is one of the Has seat assigned head. In this case, too in the corner area between the head and the shaft on the shaft pulled elastic sealing ring are arranged. By derar term sealing rings can optionally open in the closed position occurring leak rates can be completely avoided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Dosierpumpe zum Dosieren flüssiger Bestandteile von Reaktionsharzmassen im Längsschnitt, Fig. 1 is a dosing pump for dosing liquid components of reactive resin compositions, in longitudinal section,

Fig. 2 das Einlaßventil der in Fig. 1 dargestellte Dosier pumpe im geschlossenen Zustand und Fig. 2 shows the inlet valve of the metering pump shown in Fig. 1 in the closed state and

Fig. 3 das Einlaßventil der in Fig. 1 dargestellten Dosier pumpe im geöffneten Zustand. Fig. 3 shows the inlet valve of the metering pump shown in Fig. 1 in the open state.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den beispielsweise aus einem nichtrostenden Stahl bestehenden Pumpenkörper Pk einer als Kol benpumpe ausgebildeten Dosierpumpe. In den Pumpenkörper Pk ist in vertikaler Richtung ein Arbeitsraum Ar eingebracht, der nach oben hin über ein Einlaßventil Ev und einen Einlaßflansch Ef mit einem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Behälter für die Harz-Zufuhr verbunden ist. Nach unten hin ist der Arbeitsraum Ar über ein Auslaßventil Av und einen Auslaßflansch Af mit einer Leitung L verbunden. In vertikaler Richtung ist in den Pumpen Pk eine zylindrische Bohrung 8 eingebracht, in welche zwei im Abstand zueinander angeordnete Dichtungen D zur Füh rung einer als Verdränger wirkenden Kolbenstange Ks eingesetzt sind. Die entsprechend dem Doppelpfeil Dpf beispielsweise über einen Exzenter hin- und herbewegbare Kolbenstange Ks ist dabei durch einen an den Pumpenkörper Pk angeflanschten Deckel De hindurchgeführt, wobei das vordere freie Ende entsprechend der Hin- und Herbewegung mehr oder weniger tief in den Arbeitsraum Ar eindringt. Beim Saughub der Kolbenstange Ks wird dann das Einlaßventil Ev geöffnet, während beim Druckhub das Auslaßven til AV geöffnet wird und eine von Hub und Durchmesser der Kol benstange Ks abhängige Dosiermenge durch die Leitung L austritt. Fig. 1 shows a section through the pump body Pk, for example made of a stainless steel, of a metering pump designed as a piston. In the pump body Pk , a working space Ar is introduced in the vertical direction, which is connected at the top via an inlet valve Ev and an inlet flange Ef to a container for the resin supply, not shown in detail in FIG. At the bottom, the working space Ar is connected to a line L via an outlet valve Av and an outlet flange Af . In the vertical direction, a cylindrical bore 8 is made in the pumps Pk , into which two spaced-apart seals D are used to guide a piston rod Ks acting as a displacer. The piston rod Ks, which can be moved to and fro via an eccentric, for example, according to the double arrow Dpf , is passed through a cover De flanged to the pump body Pk , the front free end penetrating more or less deeply into the working space Ar according to the to-and-fro movement. During the suction stroke of the piston rod Ks, the inlet valve Ev is opened, while during the pressure stroke the Auslaßven valve AV is opened and a dosing amount dependent on the stroke and diameter of the piston rod Ks exits through the line L.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung das Einlaßventil Ev, welches aus einem ringförmigen Ventilsitz Vs, einem nietförmigen Ventilkörper Vk und einem im Eckbereich zwischen Kopf K und Schaft S des Ventilkörpers aus dem Schaft S aufgezogenen elastischen Dichtring Dr besteht. Das Einlaßventil Ry ist dabei in Fig. 2 im geschlossenen Zustand dargestellt, in welchem der Kopf K mit dem Dichtring Dr durch die Schließkraft Sk gegen die Sitzfläche Sf des Ventilsitzes Vs gedrückt wird. Fig. 2 shows an enlarged view of the inlet valve Ev , which consists of an annular valve seat Vs , a rivet-shaped valve body Vk and an elastic sealing ring Dr drawn on from the shaft S in the corner area between the head K and the shaft S of the valve body. The inlet valve Ry is shown in Fig. 2 in the closed state, in which the head K with the sealing ring Dr is pressed against the seat surface Sf of the valve seat Vs by the closing force Sk.

Die in Fig. 2 durch einen Pfeil angedeutete Schließkraft Fk wird durch die axiale Magnetisierung des Ventilsitzes Vs erzeugt, d. h. der Ventilsitz Vs ist als ringförmiger Permanent magnet mit einer axialen Magnetpolung ausgebildet. Geeignete Magnetwerkstoffe sind beispielsweise Al-Ni- bzw. Al-Ni-Co-Stähle und oxidkeramische Werkstoffe. Aufgrund der ge schilderten Magnetpolanordnung wird dann der Schaft 5 des Ven tilkörpers Vk in die Innenbohrung des Ventilsitzes Vs gezogen, wobei die resultierende Schließkraft Sk von der Eintauchlänge des Schaftes S abhängt. Dementsprechend wird die Schließkraft Sk bei dem in Fig. 3 aufgezeigten geöffneten Zustand des Ein laßventils Ev größer. Der freischwebend angeordnete Ventilkörper Vk befindet sich hier im Kräftegleichgewicht, wobei das Harz in Richtung der Pfeile Pf durch den Ringspalt zwischen Schaft S und Ventilsitz Vs strömt und den ganzen Ventilkörper Vk umströmt.The closing force Fk indicated by an arrow in FIG. 2 is generated by the axial magnetization of the valve seat Vs , ie the valve seat Vs is designed as an annular permanent magnet with an axial magnetic polarity. Suitable magnetic materials are, for example, Al-Ni or Al-Ni-Co steels and oxide-ceramic materials. Due to the magnetic pole arrangement described, the shaft 5 of the valve body Vk is then drawn into the inner bore of the valve seat Vs , the resulting closing force Sk depending on the length of the shaft S immersion. Accordingly, the closing force Sk is greater in the open state of the inlet valve Ev shown in FIG. 3. The freely floating valve body Vk is here in equilibrium of forces, the resin flowing in the direction of the arrows Pf through the annular gap between the shaft S and the valve seat Vs and flowing around the entire valve body Vk.

Das in Fig. 1 dargestellte Auslaßventil As entspricht in Aufbau und Wirkungsweise genau dem vorstehend geschilderten Einlaßven til Ev. Mit der in Fig. 1 dargestellten Dosierpumpe können kleinste Harzmengen von beispielsweise 0,1 mg in Taktzeiten von 0,1 sec dosiert werden. Der Hub der Kolbenpumpe Ks betrug dabei 2 mm, wobei der Durchmesser des Schaftes S etwa 3 mm und der Ringspalt zwischen Schaft S und Ventilsitz Vs etwa 0,3 mm be trug.The outlet valve As shown in Fig. 1 corresponds in structure and mode of operation exactly to the above-described Einlaßven valve Ev. With the metering pump shown in FIG. 1, the smallest amounts of resin, for example 0.1 mg, can be metered in cycle times of 0.1 seconds. The stroke of the piston pump Ks was 2 mm, the diameter of the shaft S being about 3 mm and the annular gap between the shaft S and the valve seat Vs being about 0.3 mm.

Ventile der in den Fig. 2 und 3 aufgezeigten Bauart eignen sich nicht nur für den Einbau in Dosierpumpen. Als weitere Ein satzgebiete sind beispielsweise Pumpen oder Verdichter mit kleinsten Fördermengen zu nennen.Valves of the type shown in FIGS. 2 and 3 are not only suitable for installation in metering pumps. Other areas of application include pumps or compressors with extremely small delivery rates.

Claims

1. Automatic valve, in particular inlet or outlet valve for metering pumps, with a valve body which can be pressed against the seat surface of a valve seat by a closing force in the axial direction, characterized in that the valve seat (Vs) and / or valve body (Vk) for generating the closing force (Sk ) are at least partially magnetized axially and that the valve body (Vk) is arranged freely floating in the open state of the valve.

2. Automatic valve according to claim 1, characterized in that the valve seat (Vs) is designed as an axially magnetized ring and that the valve body (Vk) consists of a ferro-magnetic material.

3. Automatic valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve body (Vk) has an at least regionally in the valve seat (Vs) dipping shaft (S) .

4. Automatic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body (Vk) has a head (K) associated with the seat surface (Sf).

5. Automatic valve according to claims 3 and 4, characterized in that in the corner area between the head (K) and the shaft (S) an elastic sealing ring (Dr) pulled onto the shaft (S) is arranged.