DE593377C - Elektromagnetisch gesteuertes, stopfbuechsenloses Ventil mit einem isoliert eingesetzten, doppelpoligen, topffoermigen Magnetkern - Google Patents

Description

Bei den bisherigen elektromagnetisch gesteuerten, stopfbüchsenlosen Ventilen wurden die Magnetkerne entweder unmittelbar durch den Ventilabschlußflansch geführt, so daß der Kraftlinienstrom unmittelbar in den Anker eintreten konnte, oder es wurden Durchführungsplatten aus magnetisch gut leitendem Material in die Abschlußplatte eingesetzt, auf denen die Magnetkerne erst gelagert werden.

Ventile mit glatt durchgeführten, in den Messingdeckel eingeschraubten oder eingepreßten Magnetkernen haben aber den Nachteil, daß zur Betätigung infolge der Wirbel- und Induktionsströme nur niedergespannter Gleichstrom Verwendung finden kann und eine völlig druckdichte und wärmefeste Durchführung infolge der verschieden großen Wärmeausdehnung der Kerne und des Deckels nicht gewährleistet ist. Andere Konstruktionen von Ventilen, die einen topfförmigen, doppelpoligen Magnetkern aus massivem Material anordnen, sind ebenfalls nur für gleichgerichteten Strom zu verwenden und geben durch die stopfbüchsenartige Abdichtung des die Magnetspule beherbergenden Raumes besonders bei heißen und gespannten Stoffen zu Betriebsstörungen Veranlassung, die einen zuverlässigen Dauerbetrieb verhindern. Um die Betätigung mit Wechselstrom zu erreichen, wurden Ausführungen geschaffen, bei denen magnetisch gut leitende Durchführungsplatten druckdicht in den Deckel- bzw. Abschlußflansch aus magnetisch nicht leitendem Material eingesetzt wurden. Diese Ausführungen haben aber den Nachteil, daß die in den Durchführungsplatten auftretenden Wirbel- und Induktionsströme, die sich völlig in Wärme umsetzen, zu einer sehr großen Erhitzung des ganzen Magnetsystems einschließlich des Ankers führen und die Kern- und Spulenquerschnitte infolge dieser magnetischen Verluste und infolge der Stärke der Durchführungsplatten wesentlich größer als notwendig ausgeführt werden müssen. Auch andere bekanntgewordenen Konstruktionen, die magnetisch und elektrisch nicht leitendes Material, z. B. Bakelit, als Ventilabschlußplatte vorschlagen, sind infolge der geringen Festigkeit und Unbeständigkeit dieser Stoffe vollkommen unzuverlässig und für heiße und gespannte Stoffe nicht zu verwenden. Die Wirbelstrombildung ist aber auch bei diesen Ausführungen in den besonders starken Durchführungsstücken nicht zu vermeiden.

Diese Übelstände werden nach der Erfindung restlos durch den gänzlichen · Fortfall der Magnetkern durchf ührungs- und -abschhißplatten beseitigt. Das Magnetsystem ist zu diesem Zwecke isoliert eingesetzt und derartig ausgeführt, daß die Magnetspule ohne Zuhilfenahme besonderer Durchführungs- und Abschlußplatten nur durch das äuiiere Magnetblech gegen den Druckraum druckdicht und wärmefest abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird nicht nur eine Störung des magnetischen

Feldes vermieden und die Bildung von Wirbelströmen auf das Magnetsystem und den Anker, d. h. auf das erreichbare Minimum, begrenzt, sondern auch der Luftweg zwischen den Polen des Magnetkernes xmd des Ankers um die Stärke der Durchführungsplatte verringert. Als Folge tritt eine wesentliche Erhöhung der Zugkraft bei gleichen System- und Spulenabmessungen in Erscheinung, deren Bedeutung

ίο offenbar wird, wenn man berücksichtigt, daß die Stärke der bisher verwendeten Durchführungsplatten nahezu die Hälfte des üblichen Ankerhubes beträgt. Kurzschlüsse durch erhöhte Stromaufnahme, die als Folgeerscheinungen bei Verlagerung der Magnetkerne durch Fall oder Stoß oder durch Formänderungen der Zwischenplatten infolge hoher Drücke oder Druckschläge immer wieder auftraten, sind hierbei völlig ausgeschlossen. Das ganze Magnetsystem ist zu diesem Zweck druckdicht aufgeschraubt und so gestaltet, daß es gegen Formänderungen den größtmöglichen Widerstand bietet. Gegebenenfalls auftretende Undichtigkeiten können durch Nachziehen der Deckelschrauben auch während des Betriebes leicht behoben werden. Eine besondere Schutzhaube für das Magnetsystem ist nicht mehr erforderlich. Die Erwärmung desselben ist daher — bedingt durch die günstige Wärmeableitung unmittelbar an die umgebende Luft — bedeutend geringer.

Die Erfindung ist in den Abbildungen an Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι ein elektromagnetisch gesteuertes Schließventil in Offenstellung im Schnitt,
Abb. 2 eine Schemaskizze des Magnetsystems, Abb. 3 einen Schnitt durch das Magnetsystem,

Abb. 4 einen Grundriß des Magnetsystems, Abb. 5 einen Grundriß des Ankers.
In Abb. ι ist mit 1 das Ventilgehäuse bezeichnet, in dessen Aufsatz der Sitz 2 für den Hilfskegel 3 dicht eingesetzt und der Anker 4 drehbar gelagert ist. Als Abschluß gegen den Druckraum dient das patronenförmige Magnetsystem 5 mit seinem Ringansatz 6. Das Magnetsystem 5 wird durch den Ventildeckel 7 und die Schrauben 8 nach Einfügung der erforderlichen Dichtungen 9, die gleichzeitig als Isolation dienen, mit dem Ventilgehäuse verschraubt.

Der Anker 4 befindet sich bei stromlosem Magnetsystem in der in Abb. 1 gezeigten Lage. Der Hiifsventilkegel 3 ist durch die Hebel 10, die in den Punkten 11 drehbar gelagert sind, angehoben, so daß das Durchgangsmedium, das durch die kleine Bohrung 12 und das Kolbenspiel in den Raum oberhalb des Hauptventilkegels 13 eintritt, durch den Kanal 14 und die düsenartige Bohrung 15 entweichen kann. Sobald der Anker 4 angezogen wird, schließt sich der Hilfsventilkegel 3, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der Hilfsventilkegel 3 schon aufsitzt, wenn der Anker 4 nahezu angezogen ist. Der Schlitz 16 im Hilfsventilkegel 3 wird zu diesem Zwecke breiter .gehalten, damit sich die Lagerbolzen 17 in der Abschlußstellung des Hilfskegels weiter nach unten drehen können. Dadurch wird ein Hämmern des Hilfskegels auf seinem Sitz, dessen Ursache in der Frequenz des Wechselstromes zu suchen ist, vermieden. Ist der Hilfsventilkegel geschlossen, dann veranlaßt der oberhalb des Hauptventilkegels 13 sich bildende Schließdruck allmählich auch den vollkommen druckdichten Abschluß des Hauptventils.

Bei sogenannten Öffnungsventilen fallen die Hebel 10 fort, und der Hilfsventilkegel 3 wird unmittelbar mit dem Anker 4 verschraubt. In diesem Falle ist bei stromlosem Magnetsystem das Hilfs- und Hauptventil geschlossen.

Aus Abb. 2 ist der Aufbau des Magnetsystems zu erkennen. Der Magnetkern besteht aus dem unteren patronenförmigen Teil 18 und dem oberen, inneren Teil 19, welcher in den unteren Teil 18 sauber eingepaßt ist. Beide Kernteile sind unten gewölbt ausgeführt, um einerseits den Luftweg der Kraftlinien bei gegebenem Ankerhub mit Rücksicht auf kleine Magnetabmessungen zu verringern, andererseits um den Widerstand des ganzen Magnetsystems gegen Formänderungen zu erhöhen. Der obere Kernteil stützt zu diesem Zwecke die gewölbte Fläche des unteren Kernteiles ab, damit selbst bei hohen Drücken und Druckschlägen Durchbiegungen des unteren Kernteiles vermieden werden.

Über den inneren Schenkel des oberen Kernteiles 19 wird die Magnetspule 20 (Abb. 3) geschoben, deren Lagerung und Befestigung durch die Verlängerungen des Spulenkörpers 21 erfolgt. Der magnetische Kraftfiuß ist über den Anker 4 vollkommen geschlossen und auch die Streuung des inneren Magnetschenkels durch die untere Spulenkörperverlängerung vermieden. Der durch den unteren Kernteil 18 kurzgeschlossene ,Kraftfluß ist geringfügig und kann außerdem durch ein eingefügtes, ringförmiges Band 22 aus diamagnetischem Material weiter verringert werden.

Bei Betrieb mit Wechselstrom wird der untere Kernteil zweckmäßig nur aus einem Magnetblech hergestellt. Um aber auch hierfür eine runde Spule anordnen zu können, wird der obere Kernteil 19 aus vielen besonders gestalteten Blechen 21 hergestellt, die, spiralförmig gebogen und ineinandergereiht, ein festes Gefüge ergeben (Abb. 4).

Die obere Kappe 24 dient dazu, die innige Verbindung beider Kernteile durch die Schrauben 25 dauernd zu sichern, außerdem zur

Durchführung des Anschlußkabels. Letzteres wird isoliert aus dem Magnetkern geführt und gegen Herausziehen durch einmaliges Umwinden um den Spulenkörper gesichert.
Der Magnetanker 4 (Abb. 5)^wird aus hochwertiger, nicht rostender 'Magnetlegierung hergestellt und zur Vermeidung von Wirbelströmen geschlitzt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetisch gesteuertes, stopfbüchsenloses Ventil mit einem isoliert eingesetzten, doppelpoligen, topfförmigen Magnetkem, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule ohne Zuhilfenahme besonderer Durchführungs- und Abschlußplatten nur durch das äußere Magnetblech gegen den Druckraum druckdicht und wärmefest abgeschlossen ist. ao
2. 2. Elektromagnetisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Magnetblech (18) durch die • übrigen Magnetbleche des Kernes gestützt und so gestaltet ist, daß es gegen Formänderungen den größtmöglichen Widerstand bietet.
3. 3. Elektromagnetisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das äußere Magnetblech zwischen den beiden Polen ein Band (22) aus diamagnetischem Material eingefügt ist.
4. 4. Elektromagnetisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (19) des Magnetkernes mit der Spule auswechselbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen