DE4112627A1 - Elektromagnetisches absperrventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Absperrventil für den Einbau in Öldruckzerstäubungsbrennern mit einem in Richtung der magnetischen Achse sich erstreckenden Durchflußkanal für die Brennflüssigkeit, das an der Austrittsseite eine Ölzerstäubungsdüse trägt und ein durch den Magnetanker entgegen Federkraft vom Ventil abhebbares Dichtelement sowie einen ventilgehäusefesten elektrischen Magnetspulenanschluß aufweist.

Bei Zerstäubungsbrennern, insbesondere mit Heizölvorwärmung, tritt vielfach ein Vor- und Nachtropfen von Brennflüssigkeit an der Zerstäubungsdüse auf. Es ist bekannt, durch Verringerung des Volumens der Brennflüssigkeit in der Zerstäubungsdüse dem Vor- und Nachtropfen entgegenzuwirken. Zur Verringerung des Heizölvolumens findet ein als Rückschlagventil wirkendes Absperrventil an oder im Düsenkörper Anwendung, das unter Einwirkung des Förderdrucks der Heizölpumpe entgegen Federkraft jeweils öffnet und bei Fortfall des Förderdrucks unter dem Einfluß der Federkraft selbsttätig schließt. Bei diesen Ausführungen ist ein Druckabbau zum Heizöltank hin erforderlich, was ein parallel zum Magnetventil angeordnetes weiteres Rückschlagventil und eine nach rückwärts ausreichend durchlässige Heizölpumpe notwendig macht.

Bei einem weiter bekannten Öldruckzerstäubungsbrenner (DE-AS 24 38 957) ist am Endstück des Düsenhalters ein als Träger der Zerstäubungsdüse dienendes Magnetventil angeordnet. Das Gehäuse des Magnetventils weist jedoch bei diesem Ölzerstäubungsbrenner einen zum Durchmesser des Düsenhalters größeren Durchmesser auf, wodurch der Gebläseluftstrom ungünstig beeinflußt wird. Außerdem erstrecken sich die elektrischen Anschlußleiter für den Magnetspulenanschluß undefiniert entlang der Außenfläche des Magnetventilgehäuses.

Es ist Aufgabe der Erfindung das nicht eingesperrte Volumen der Brennflüssigkeit in der Zerstäubungsdüse zu verkleinern und Maßnamen zu einer behinderungsfreien Gebläseluftführung zu schaffen.

Der Erfindung gemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Magnetventilgehäuse drehbeweglich verstellbar fest oder mit dem elektrischen Anschlußglied vorbestimmt ausgerichtet, verdrehungsfrei fest mit dem Düsenhalter oder einem Vorwärmer für die Brennflüssigkeit verbunden ist, einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen dem Durchmesser des Düsenhalters oder des Vorwärmers entspricht und dessen Magnetspule für eine Schutzkleinspannung ausgelegt ist. Das so zwischen dem Vorwärmer bzw. dem Düsenhalter und der Zerstäubungsdüse eingebrachte Absperrventil erlaubt Absperrungen der Brennflüssigkeit unmittelbar vor oder in der Zerstäubungsdüse, wodurch in diesem Bereich ein nur geringes Brennflüssigkeitsvolumen verbleibt, welches Tropfvorgänge von Brennflüssigkeit vermeidet. Gleichzeitig bewirkt die Durchmesserangleichung von Absperrventil und Vorwärmer bzw. Düsenhalter eine behinderungsfreie Gebläseluftführung in Richtung Zerstäuberdüse, während die Schutzkleinspannung z. B. durch Fortfall der Einhaltung elektrisch notwendiger Abstände eine Minimierung der Baugröße für das Absperrventil erlaubt, was die Gebläseluftführung günstig unterstützt.

In Ausgestaltung des Absperrventils ist das Magnetventilgehäuse außen zylindrisch ausgebildet und zu Montagevereinfachungen in der Außenfläche mit diametral zueinander angeordneten Schlüsselflächen versehen.

Zur weiteren Vereinfachung der baulichen Ausgestaltung des Absperrventils ist vorgesehen, daß das Magnetventilgehäuse eine Führungshäuse dicht und fest aufnimmt, in der ein Magnetkern verschiebungsfrei dicht eintaucht und der Magnetanker verschieblich geführt ist sowie der Ventilsitz einstückig, bevorzugt angebogen oder angeformt ausgebildet ist. Weitere Vereinfachungen hinsichtlich der Montage des Magnetventils lassen sich noch dadurch erzielen, daß das Magnetventilgehäuse über eine Teillänge eine sich etwa über den halben Umfang desselben erstreckende Öffnung für die Einführung der Magnetspule in das Magnetventilgehäuse aufweist und daß die Montageöffnung durch einen ansteckbaren Formteil verschließbar ist. Über die Montageöffnung läßt sich die Magnetspule in das Mangetgehäuse sicher, schnell und auch beschädigungsfrei einsetzen. Hierdurch sind die Voraussetzungen zu getrennten Vorfertigungen von Magnetventilgehäuse und Magnetspule gegeben.

Nach bevorzugter Ausführung sind der Magnetanker und der Magnetkern mit in Reihe hintereinander sich erstreckenden axialen Durchgangsöffnungen für die Brennflüssigkeit versehen, wobei die Durchgangsöffnung des Magnetankers an dem der Zerstäubungsdüse zugewandten Ende zu einer Kammer verbreitert ist, die das Dichtelement entgegen Federkraft mit Spiel verschieblich aufnimmt. Die Durchgangsöffnungen erlauben eine behinderungsfreie und sichere Abführung von Brennflüssigkeit zum Ventilsitz. Das Dichtelement ist zweckmäßig durch einen Profilkörper gebildet, der mit radialem Abstand zum Sitzbereich als axiale Durchströmkanäle dienende Einziehungen, Ausnehmungen oder Bohrungen aufweist, über die in der Offenstellung des Dichtelements die Brennflüssigkeit an die Öffnung des Ventilsitzes abfließt.

Weiter ist vorgesehen, daß der elektrische Magnetspulenanschluß ein elektrische Verbindungselemente, z. B. Steckerstifte, tragendes Gehäuse aus einem hochwärmebeständigen Werkstoff aufweist, das auf der Umfangsfläche des Magnetventilgehäuses fest aufgesetzt ist. Etwaige Beschädigungen des Gehäuses durch Wärmeeinwirkungen sind durch Aufbringen einer Reflexionsschicht für die Wärmestrahlung, z. B. einer Auflage aus einem metallischen Werkstoff, vermeidbar.

Ferner ist das Magnetventilgehäuse an dem der Zerstäubungsdüse ferneren Ende mit einem ein Außengewinde aufweisenden hülsenförmigen Fortsatz versehen und mit diesem Fortsatz am Düsenhalter bzw. Vorwärmer festlegbar, während an dem der Zerstäubungsdüse näheren Ende ein weiterer hülsenförmiger Fortsatz mit einem Innengewinde für die Fixierung der Zerstäubungsdüse ausgebildet ist. Zusätzlich kann dieser Fortsatz einen hülsenförmigen Zapfen mit Abstand konzentrisch umfassen, der in den Düsenraum der Zerstäubungsdüse als Füllkörper eintaucht. Nach bevorzugter Ausgestaltung des Absperrventils ist der an dem der Zerstäubungsdüse ferneren Ende angeordnete Fortsatz des Magnetventilgehäuses außen zylindrisch glatt ausgebildet und durch eine sich am Düsenhalter bzw. Vorwärmer oder dem Magnetventilgehäuse an einem Ringbund abstützende Überwurfmutter am Düsenhalter oder Vorwärmer festlegbar. Es versteht sich, daß die Festlegung des Magnetventilgehäuses am Düsenhalter bzw. Vorwärmer auch in anderweitig beliebiger Weise erfolgen kann. So ist denkbar, das Magnetventilgehäuse vermittels eines Renkanschlusses am Düsenhalter bzw. Vorwärmer festzulegen. Außerdem kann der an dem der Zerstäubungsdüse ferneren Ende vorgesehene Fortsatz mit einem Innengewinde versehen sein bzw. einen Bajonettanschluß aufweisen, vermittels deren ein Brennflüssigkeitsfilter am Fortsatz haltbar ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann das Magnetventilgehäuse auch zwischen dem Ventilsitz und der Zerstäubungsdüse einen Aufnahmeraum für einen der Zerstäubungsdüse vorgestellten Brennflüssigkeitsfilter aufweisen.

Fernerhin hat sich am oder im Magnetventilgehäuse zwischen Zerstäubungsdüse und Düsenhalter bzw. Vorwärmer die Anordnung von Wärmeleitelementen als zweckmäßig erwiesen. Die Wärmeleitelemente können durch streifenförmige Ein- oder Auflagen aus einem hochwärmeleitfähigen Werkstoff, z. B. Kupfer, gebildet sein. Besonders vorteilhaft sind außen am Magnetventilgehäuse im Abstand nebeneinander angeordnete Wärmeleitelemente, z. B. mit der Gebläseluft kontaktierende Rippen.

Wie die Erfindung ausführbar ist, zeigt das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel. Hierin bedeutet

Fig. 1 ein Absperrventil im Schnitt,

Fig. 2 einen Teilschnitt eines abgewandelten Absperrventils, vergrößert und

Fig. 3 einen weiteren Teilschnitt eines Absperrventils, vergrößert.

In den Figuren ist mit 1 ein an sich bekannter zylindrischer Vorwärmer eines Ölzerstäubungsbrenners bezeichnet, dessen Mittelöffnung 2 an eine Heizölpumpe (nicht gezeigt) anliegt. Mit dem Vorwärmer 1 ist das Gehäuse 3′ eines Magnetventils 3 vermittels einer Überwurfmutter 4 lösbar fest verbunden. Die Überwurfmutter 4 stützt sich hierzu an einem Bund 5 des Magnetventilgehäuses 3′ ab und hält das Magnetventilgehäuse 3′ pressend dicht an den Vorwärmer 1. Das Magnetventilgehäuse 3′ nimmt eine Magnetspule 6 auf, die über eine sich etwa über den halben Umfang des Magnetventilgehäuses 3′ erstreckende Ausnehmung 7 in das Magnetventilgehäuses 3′ einsetzbar ist. Die Ausnehmung 7 ist durch einen Formteil 8 verschließbar. Der Spulenkörper 9 der Magnetspule 6 überragt dabei mit einem Ansatz 10 das Magnetventilgehäuse 3′ und trägt Steckerstifte 30, die gemeinsam einen elektrischen Magnetspulenanschluß bilden. An die Steckerstifte 30 ist eine Schutzkleinspannung anlegbar. Das Magnetventilgehäuse 3′ nimmt mittig eine Führungshülse 11 fest und dicht auf, in die ein Magnetkern 12 dicht eintaucht und der Magnetanker 13 verschieblich untergebracht ist. Der Magnetanker 13 und der Magnetkern 12 weisen konzentrische Mittelöffnungen 14 und 15 für die Durchleitung der Brennflüssigkeit auf. Der Mittelöffnung 15 ist an dem dem Vorwärmer 1 zugewandten Ende ein Brennflüssigkeitsfilter 16 vorgestellt. Der Brennflüssigkeitsfilter 16 ist hierbei mit einem in den Vorwärmer 1 eintauchenden zylindrischen Fortsatz 17 bei 18 verschraubt. Die Mittelöffnung 14 des Magnetankers 13 ist an dem dem Vorwärmer 1 abgewandten Ende zu einer Kammer 19 verbreitert, die der Aufnahme eines Dichtelementes 20 dient. Das Dichtelement 20 ist beim Ausführungsbeispiel als Profilkörper ausgeführt und weist im Bereich seiner Umfangsfläche eine Anzahl Durchgangskanäle 21 für die Brennflüssigkeit auf. Außerdem ist das Dichtelement 20 in der Kammer 19 axial verschieblich geführt und als Widerlager einer Rückstellfeder 28 für den Magnetanker 13 genutzt. In Fig. 1 ist die Führungshülse 11 an dem dem Vorwärmer 1 ferneren Ende mit einer topfförmigen Einziehung 22 versehen, die als Ventilsitz eine Öffnung 23 für den Durchtritt von Brennflüssigkeit aufweist. Mit dem Ventilsitz 22 taucht die Führungshülse 11 in den Raum 24 eines zylindrischen Fortsatzes 25 ein, der mit einem Innengewinde 26 eine Zerstäubungsdüse 27 hält. Der Eintauchvorgang erfolgt dabei soweit, daß um die Führungshülse 11 im Bereich des Düsenraums 24 Spaltenräume verbleiben.

Im Ruhezustand (Fig. 1) der Förderpumpe ist die Magnetspule 6 von der nicht näher dargestellten Stromquelle getrennt und der Magnetanker 13 unter der Wirkung der Rückstellfeder 28 mit seinem Dichtelement 20 am Ventilsitz 22 angelegt. In dieser Stellung des Magnetankers 13 kann keine Brennflüssigkeit zur Zerstäubungsdüse 27 abfließen bzw. von dieser abtropfen. Bei Erregung der Magnetspule 6 wird der Magnetanker 13 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 28 mit dem Dichtelement 20 vom Ventilsitz 22 abgehoben und in Offenstellung bewegt, so daß Brennflüssigkeit über die Mittelöffnungen 15, 14 den Durchgangskanälen 21 und über den Ventilsitz 22 zur Zerstäubungsdüse 27 gelangen kann. Bei Beendigung der Erregung der Magnetspule 6 nimmt der Magnetanker 13 die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung ein. Die in den Mittelöffnungen 15, 14 und im Vorwärmer 1 befindliche und sich gegebenenfalls durch Stauwärme ausdehnende Brennflüssigkeit ist durch die Anlage des Dichtelements 20 am Ventilsitz 22 am Nachtropfen und bei nachfolgender Inbetriebnahme am Vortropfen gehindert.

Es versteht sich, daß die Verbindung von Absperrventil und Vorwärmer 1, wie in Fig. 2 gezeigt, auch vermittels einer mit dem Vorwärmer 1 verbundenen Überwurfmutter 4 bewirkt werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist im Magnetventilgehäuse 3′ wiederum eine Führungshülse 11 für den Magnetanker 13 fest und dicht angeordnet. Der Magnetanker 13 weist auch hier eine sich an der Mittelöffnung 14 anschließende Kammer 19 für die Aufnahme des Dichtelements 20 auf. Beim Ausführungsbeispiel (linke Seite) ist das Dichtelement 20 als stufenförmiger Dichtkörper ausgebildet, der mit einem Mittelteil 20′ am Ventilsitz 22 anlegbar ist und mit einem Durchgangskanäle 21 aufweisenden, zurückversetzten ringförmigen Außenteil 20″ an einer Einbördelung 29 über einen Stützring 31 anliegt. Das so gestaltete Dichtelement erlaubt eine vereinfachte Bodenausbildung der Führungshülse 11 zu einem Ventilsitz 22. Außerdem ist eine sichere Auflage des Dichtelements 20 auf dem Ventilsitz 22 erreicht. Das Dichtelement 20 (rechte Seite) ist wiederum stufenförmig ausgestaltet. Es weist einen Mittelteil 20′ und einen ringförmigen Außenteil 20″ auf, der mit Durchgangskanälen 21 durchsetzt ist. Das Dichtelement 20 stützt sich mit dem Außenteil 20″ auf Einbiegungen 32 des Magnetankers 13 ab und ist so an einem Herausfallen gehindert. Auch bei den beiden Ausführungsformen der Fig. 3 sind die Dichtelemente 20 in der Kammer 19 axial verschieblich ausgebildet und bilden das Widerlager für die Rückstellfeder 28.

Claims (19)

1. Elektromagnetisches Absperrventil für den Einbau in Öldruckzerstäubungsbrennern mit einem in Richtung der magnetischen Achse sich erstreckenden Durchflußkanal für die Brennflüssigkeit, das an der Austrittsseite eine Ölzerstäubungsdüse trägt und ein durch den Magnetanker entgegen Federkraft vom Ventilsitz abhebbares Dichtelement sowie einen ventilgehäusefesten elektrischen Magnetspulenanschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) drehbeweglich verstellbar fest oder mit dem elektrischen Magnetspulenanschluß vorbestimmt ausgerichtet verdrehungsfrei fest mit dem Düsenhalter oder einem Vorwärmer (1) für die Brennflüssigkeit verbunden ist, einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen dem Durchmesser des Düsenhalters oder des Vorwärmers (1) entspricht und dessen Magnetspule (6) für eine Schutzkleinspannung ausgelegt ist.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) mit dem Düsenhalter oder Vorwärmer (1) einstückig ausgebildet ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) außen zylindrisch ausgebildet ist und in der Außenfläche Schlüsselflächen aufweist.

4. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) am düsenseitigen Ende einen hülsenförmigen Fortsatz (25) mit Innengewinde (26) für die Festlegung der Zerstäubungsdüse (27) aufweist und daß in den Düsenraum (24) der Zerstäubungsdüse (27) der Ventilsitz (22) unter Bildung von Spaltenräumen einragt.

5. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) über eine Teillänge eine sich im wesentlichen über den halben Umfang desselben erstreckende Montageöffnung (7) für die Magnetspule (6) aufweist und daß die Montageöffnung (7) durch einen ansteckbaren Formteil (8) verschließbar ist.

6. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3) eine Führungshülse (11) dicht und fest aufnimmt, die einen Magnetkern (12) verschiebungsfrei dicht und den Magnetanker (13) verschieblich aufnimmt und mit dem Ventilsitz (22) einstückig ausgebildet ist.

7. Absperrventil nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (13) und der Magnetkern (12) in Reihe je eine axiale Durchgangsöffnung (14, 15) für Brennflüssigkeit aufweisen und daß die Durchgangsöffnung (14) des Magnetankers (13) an dem der Zerstäubungsdüse (27) zugewandten Ende zu einer Kammer (19) verbreitert ist, in die das Dichtelement (20) entgegen Federkraft mit Spiel verschieblich angeordnet ist.

8. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (20) durch einen Profilkörper gebildet ist, der mit radialem Abstand zum Ventilsitzbereich als axiale Durchströmkanäle für die Brennflüssigkeit dienende Einziehungen, Ausnehmungen (21), Bohrungen od. dgl. aufweist.

9. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Magnetspulenanschluß ein mit elektrischen Verbindungselementen, z. B. Steckerstiften (30), versehenes Gehäuse aus einem hochwärmebeständigen Werkstoff aufweist, das auf der Umfangsfläche des Magnetventilgehäuses (3′) fest aufgesetzt ist.

10. Absperrventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Magnetspulenanschlusses außen eine, eine Reflexionsfläche für Wärmestrahlung bildende Auflage aus einem metallischen Werkstoff aufweist.

11. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3′) an dem der Zerstäubungsdüse (27) ferneren Ende einen Fortsatz (17) aufweist und mit dem Fortsatz (17) und einer sich an einem Ringbund (5) des Magnetventilgehäuses abstützenden Überwurfmutter (4) am Düsenhalter bzw. Vorwärmer (1) festlegbar ist und daß an dem der Zerstäubungsdüse (27) näheren Ende ein weiterer Fortsatz (25) mit einem Innengewinde für die Fixierung der Zerstäubungsdüse (27) ausgebildet ist.

12. Absperrventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der der Zerstäubungsdüse (27) fernere Fortsatz (17) vermittels eines Innengewindes (18) oder eines Bajonettanschlusses einen Brennflüssigkeitsfilter (16) festlegt.

13. Absperrventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der der Zerstäubungsdüse (27) fernere Fortsatz (17) des Magnetventilgehäuses (3′) durch eine sich an einem Ringbund des Düsenhalters bzw. Vorwärmers (1) abstützende Überwurfmutter (4) am Düsenhalter bzw. Vorwärmer (1) festlegbar ist.

14. Absperrventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventilgehäuse (3′) vermittels eines Renkanschlusses am Düsenrohr bzw. Vorwärmer (1) festlegbar ist.

15. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Zerstäubungsdüse (27) zugenäherte Fortsatz (25) des Magnetventilgehäuses (3′) einen hülsenförmigen Zapfen od. dgl. mit Abstand konzentrisch umfaßt, der in den Düsenraum (24) der Zerstäubungsdüse (27) als Füllkörper eintaucht.

16. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Magnetventilgehäuse (3′) zwischen Ventilsitz (22) und Zerstäubungsdüse (27) ein Aufnahmeraum für einen der Zerstäubungsdüse (27) vorgestellten Brennflüssigkeitsfilter ausgebildet ist.

17. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oder im Magnetventilgehäuse (3′) zwischen Zerstäubungsdüse (27) und Düsenhalter bzw. Vorwärmer (1) Wärmeleitelemente nebeneinander angeordnet sind.

18. Absperrventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente durch streifenförmige Ein- oder Auflagen aus einem hochwärmeleitfähigen Werkstoff, z. B. Kupfer, gebildet sind.

19. Absperrventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente durch außen am Magnetventilgehäuse (3′) im Abstand nebeneinander angeordnete und mit der Gebläseluft kontaktierende Rippen gebildet sind.