DE69419062T2

DE69419062T2 - Magnet-Drehschieberventil für geräusch- und verschleissarmen Betrieb

Info

Publication number: DE69419062T2
Application number: DE69419062T
Authority: DE
Inventors: James Day (Nmn)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2014-03-19
Also published as: CN1041455C; EP0621424A1; KR940021971A; US5345968A; EP0621424B1; DE69419062D1; KR100286150B1; CN1096353A; JPH074554A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf magnetisch betätigte Ventile und sie betrifft insbesondere ein Ventil mit einem drehbaren Verschlußelement, das durch einen Elektromagneten zwischen offenen und geschlossenen Stellungen gedreht wird. Das drehbare Magnetventil ist für viele Anwendungen verwendbar und ist insbesondere in Doppelverdampfer-Kühlsystemen brauchbar.
Energieeffizienz ist ein extrem wichtiger Faktor bei der Konstruktion von Kühlsystemen. Dies gilt insbesondere für Haushalts-Kühlgeräte, die viele Temperaturbedürfnisse haben, z. B. Frischkost- und Gefrierkammern. Der Kühlzyklus, der traditionell in Haushalts-Kühlgeräten verwendet wird, benutzt einen einzigen Verdampfer, der bei der tiefen Temperatur der Gefrierkammer betrieben wird. Kühlgeräteluft wird über den Verdampfer geblasen, und die Luftströmung wird so geteilt, daß ein großer Teil der Strömung zu der Gefrierkammer strömt, und der Rest strömt zu der Frischkostkammer. Dieser Zyklus erzeugt somit einen Kühleffekt, der für die Gefrierkammer zweckmäßig ist, er ist aber für die Frischkostkammer niedriger als er sein muß. Somit ist der traditionelle Zyklus nicht so energieeffizient, wie ein Zyklus mit zwei Verdampfern, die bei unterschiedlichen Temperaturen arbeiten.
Somit ist eine kosteneffektive Lösung für eine bessere Energieeffizienz die Entwicklung von effizienteren Kühlzyklen gewesen. Beispielsweise beschreibt die Anmeldung EP-A-0485146 einen effizienten Doppelverdampfer-Einzelkompressor-Kühlzyklus. US-Patent 4,242,116 für Matthias Aschberger u. a. beschreibt einen anderen Doppelverdampfer-Einzelkompressor-Zyklus. Diese beiden Zyklen erfordern eine Ventilanordnung zum selektiven Steuern der Strömung des Kältemittels durch das System.
Übliche Magnetventile erfüllen zwar die Strömungssteuerungserfordernisse, haben aber die Tendenz, bei übermäßigen Ge räusch- und Verschleißwerten zu arbeiten. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 4,242,116 ein Dreiwege-Magnetventil, das ein rohrförmiges Gehäuse aufweist, das ein Axialbohrungsloch mit einem Einlaß zu dem Bohrungsloch und einem Auslaß an jedem Ende des Gehäuses hat. Eine Stößel-Anker-Anordnung ist in dem Bohrungsloch angeordnet und wird durch einen Elektromagneten longitudinal entgegen einer Federkraft bewegt. Dichtungskegel an den Enden des Stößels greifen an Ventilsitzen an den entsprechenden Auslässen an, um die Auslässe selektiv zu schließen. Die Wirkung der Dichtungskegel, die jedes Mal gegen die entsprechenden Ventilsitze schlagen, wenn die Stößelstellung umgeschaltet wird, erzeugt ein relativ lautes Klickgeräusch und einen signifikanten Teileverschleiß. Für diese Kühlzyklen wird angenommen, daß ein Ventil eine Lebensdauer von 20 Millionen Zyklen benötigt.
Im allgemeinen ist es wichtig, die Dichtkegel so klein wie möglich zu machen, da das Geräusch, das sie hervorrufen, zunimmt, wenn ihr Gewicht größer wird. Zusätzlich wird mehr Energie erforderlich sein, um schwerere Dichtkegel zu bewegen. Weil die Dichtkegel klein sein müssen, ist die Querschnittsfläche von den Auslaßöffnungen begrenzt. In Anwendungen, wo ein Druckabfall nicht gewünscht ist, insbesondere für eine Dampfphasenströmung, kann die Begrenzung der Öffnungsgröße nachteilig sein, denn wenn die Öffnungsgröße verkleinert wird, steigt der Druckabfall.
CH-A-679,177, das Dokument, auf dem der Oberbegriff des Anspruches 1 basiert, beschreibt ein Drehscheibenventil, bei dem eine Scheibe mit einer Öffnung in einem Reibeingriff mit dem Gehäuse steht. Das Ventil wird betätigt, indem die Scheibe gedreht wird, um die Öffnung in der Scheibe mit einer Öffnung in dem Gehäuse auszurichten.
Es besteht demzufolge ein Bedürfnis für ein Ventil, das für eine Verwendung in Kühlsystemen geeignet ist und tatsächlich leise und ohne wesentlichen Verschleiß arbeitet. Es besteht ein zusätzliches Bedürfnis für ein Ventil, in dem die Öffnungsgröße nicht unangemessen begrenzt ist, wodurch unnötige Druckabfälle vermieden werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die oben genannten Bedürfnisse werden durch die Erfindung erfüllt, die ein Ventil gemäß Anspruch 1 schafft. Vorzugsweise ist das Ventil ein Drehmagnetventil, das ein Gehäuse enthält, das einen zylindrischen Mantel mit einer Längsachse, ein erstes Endstück, das an dem einen Ende von dem Mantel befestigt ist, wobei das erste Endstück einen darin ausgebildeten ersten Strömungskanal hat, und ein zweites Endstück aufweist, das an dem anderen Ende von dem Mantel befestigt ist, wobei das zweite Endstück einen darin ausgebildeten zweiten Strömungskanal hat. Jeder der Strömungskanäle ist gegabelt, um eine einzige äußere Öffnung und zwei Ausflußöffnungen zu haben, die auf den inneren Oberflächen der entsprechenden Endstücke ausgebildet sind.
Eine magnetisch ansprechende Ventilverschlußvorrichtung ist in dem Gehäuse für eine Drehung um die Längsachse angebracht, und zum selektiven Drehender Ventilverschlußvorrichtung zwischen ersten und zweiten Stellungen ist eine Steuereinrichtung vorgesehen. Die Ventilverschlußvorrichtung verhindert eine Fluidströmung zwischen den Strömungskanälen, wenn sie in der ersten Stellung ist, und sie gestattet eine Strömung zwischen den Kanälen, wenn sie in der zweiten Stellung ist. Die Steuereinrichtung weist wenigstens einen Permanentmagneten, der entlang dem Mantel in radialer Ausrichtung mit den Austrittsöffnungen angeordnet ist, um die Ventilverschlußvorrichtung in die erste Stellung vorzuspannen, und einen Elektromagneten auf, der neben dem Mantel und außerhalb der radialen Ausrichtung mit den Austrittsöffnungen angeordnet ist, um die Ventilverschlußvorrichtung in die zweite Stellung zu drehen. Der Elektromagnet weist einen C-förmigen Kern, der rittlings über dem zylindrischen Mantel sitzt, und eine Spule auf, die um den Kern gewickelt ist. Die Spule ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden.
Die Ventilverschlußvorrichtung weist einen Eisenanker, einen ersten Schuh, der auf dem einen Ende von dem Anker verschiebbar angeordnet ist, und einen zweiten Schuh auf, der auf dem anderen Ende von dem Anker verschiebbar angeordnet ist. Die ersten und zweiten Schuhe sind von dem Anker weg und in einen Anschlag mit den inneren Oberflächen von den Endstücken vorgespannt. Jeder der Schuhe überdeckt die entsprechenden Auslaßöffnungen, wenn die Ventilverschlußvorrichtung in der ersten Stellung ist.
Alternativ kann ein dritter unabhängiger Strömungskanal in dem zweiten Endstück vorgesehen sein, um ein Dreiwege-Ventil zu erzeugen. Zusätzlich zur Verhinderung einer Fluidströmung zwischen den ersten und zweiten Kanälen, wenn es in der ersten Stellung ist, und der Zulassung einer Strömung zwischen den ersten und zweiten Kanälen, wenn es in der zweiten Stellung ist, erlaubt die Ventilverschlußvorrichtung eine Fluidströmung zwischen den ersten und dritten Kanälen, wenn sie in der ersten Stellung ist, und sie verhindert eine Fluidströmung zwischen den ersten und dritten Kanälen, wenn sie in der zweiten Stellung ist.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Ansprüche und durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.

Beschreibung der Erfindung

Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, ist besonders in dem abschließenden Teil der Beschreibung hervorgehoben und deutlich beansprucht. Jedoch kann die Erfindung am besten verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht von dem Ventil gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht von dem erfindungsgemäßen Ventil zeigt, das gegenüber der Ansicht von Fig. 1 um 90º gedreht ist;
Fig. 3 eine geschnittene Endansicht von dem Ventil gemäß der Erfindung zeigt, wobei das Ventil geschlossen ist;
Fig. 4 eine geschnittene Endansicht von dem Ventil gemäß der Erfindung zeigt, wobei das Ventil offen ist;
Fig. 5 eine geschnittene Endansicht von einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
Fig. 6 eine geschnittene Endansicht von dem Dreiwege- Ventil zeigt, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 eine Schnittansicht von einem Ventil 10 gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine andere Schnittansicht von dem Ventil 10, das gegenüber der Ansicht in Fig. 1 um 90º gedreht ist. Das Ventil 10 weist ein abgedichtetes Gehäuse 12 mit Strömungskanälen 14, 16 auf, die in seinen entsprechenden Enden ausgebildet sind, um eine Fluidströmung in jeder Richtung durch das Gehäuse 12 zu gestatten. Eine Ventilverschlußvorrichtung 18 ist in dem Gehäuse 12 drehbar angebracht, um das Ventil 10 selektiv zu öffnen und zu schließen.
Das Gehäuse 12 weist einen zylindrischen Hohlmantel 20 und zwei Endstücke 22, 24 auf, die an gegenüberliegenden Enden von dem zylindrischen Mantel 20 befestigt sind. Die zwei Endstücke 22, 24 verschließen den zylindrischen Mantel 20 in einer fluiddichten Art und Weise, so daß das Gehäuse 12 hermetisch abgedichtet ist. Der zylindrische Mantel 20 und die Endstücke 22, 24 sind aus einem Nicht-Eisenmaterial hergestellt, das durch Magnetfelder unbeeinflußt bleibt. Die Strömungskanäle 14, 16 sind in den entsprechenden Endstücken 22, 24 ausgebildet. Die Strömungskanäle 14, 16 sind gegabelt, d. h. jeder Strömungskanal 14, 16 geht von einer Öffnung 26, 28 aus, die in den ent sprechenden äußeren Oberflächen der Endstücke 22, 24 ausgebildet ist, teilt sich in zwei Teile und endet an zwei Auslaßöffnungen 30, 32, die diametral auf den entsprechenden inneren Oberflächen der Endstücke 22, 24 ausgebildet sind. Jede Öffnung 30 des ersten Paares ist in axialer Richtung mit einer entsprechenden von dem zweiten Paar von Öffnungen 32 ausgerichtet. Die Gabelung der Strömungskanäle 14, 16 dient zwei Zwecken. Sie gestattet, daß die Ventilverschlußvorrichtung 18 entlang der Längsachse des Gehäuses 12 gelagert wird. Die Gabelung gestattet auch, daß die gesamte Querschnittsfläche der Strömungskanäle 14, 16 maximiert wird, wodurch übermäßige Druckabfälle vermieden werden. Die Öffnungen 26, 28 sind jeweils mit einem äußeren Gewinde versehen, um eine Verbindung mit einem geeigneten Element, wie beispielsweise einer Kältemittelleitung in einem Kühlsystem, zu gestatten.
Die Ventilverschlußvorrichtung 18 weist einen Anker 34 und zwei Schuhe 36, 38 auf, die gegenüberliegenden Enden des Ankers 34 zugeordnet sind. Der Anker 34 ist ein ebenes, rechtwinkliges Schaufelteil mit einer Breite von Seite zu Seite, die etwas kleiner als der Innendurchmesser von dem zylindrischen Mantel 20 ist. Wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, sind die Seiten des Ankers 34 mit einem Krümmungsradius abgerundet, der dem Innendurchmesser von dem zylindrischen Mantel 20 entspricht. Somit ist ein Spalt von etwa 0,0127 - 0,0254 cm (5 - 10 mils), vorzugsweise 0,0203 cm (8 mils), zwischen dem zylindrischen Mantel 20 und jeder Seite des Ankers 34 gebildet. Die Länge des Ankers 34 von Ende zu Ende ist so, daß der Anker 34 und die zwei Schuhe 36, 38 zwischen die zwei Endstücke 22, 24 mit einem sehr kleinen Spielraum passen. Ein Drehstift 40, 42 erstreckt sich von jedem Ende des Ankers 34 nach außen und ist in den Mittelpunkten der entsprechenden Endstücke 22, 24 gelagert, so daß der Anker 34 um die Längsachse des zylindrischen Mantels 20 drehbar ist. Der Anker 34 ist aus einem Eisenmaterial hergestellt, um so zu einem Magnetfeld angezogen zu werden. Zwar ist der Anker 34 in den Figuren als ein massives Stück gezeigt, er kann aber optional in einer leichteren Konfiguration ausgebildet werden, wie beispielsweise als ein hohler rechtwinkliger Rahmen. Tatsächlich braucht der Anker 34 nicht notwendigerweise vollständig aus Eisenmaterial hergestellt zu sein, solange er auf ein Magnetfeld in ausreichender Weise anspricht.
Die Schuhe 36, 38 sind auf entsprechenden Enden des Ankers 34 verschiebbar angeordnet. Die Schuhe 36, 38 sind langgestreckte Teile, die etwa so lang wie die Breite des Ankers 34 sind, und sie haben zwei Seitenflansche 37, 39, die sich über jede Stirnfläche des Ankers 34 erstrecken, um die Schuhe 36, 38 auf dem Anker 34 zu haltern. Jeder Schuh 36, 38 ist mit einem Mittelloch versehen, durch das sich die entsprechenden Drehstifte 40, 42 hindurch erstrecken. Federn 44 oder andere Vorspannmittel sind zwischen den Enden von dem Anker 34 und jedem Schuh 36, 38 angeordnet, um die Schuhe 36, 38 von dem Anker 34 weg und in einen Kontakt mit der inneren Oberfläche von den entsprechenden Endstücken 22, 24 vorzuspannen. Wie oben erwähnt wurde, gibt es gerade einen kleinen Spielraum zwischen den Endstücken 22, 24 und den Enden des Ankers 34, so daß irgendeine axiale Bewegung der Schuhe 36, 38 minimal ist. Die Schuhe 36, 38 sind vorzugsweise aus einem reibungsarmen Material, wie beispielsweise PTFE Kunststoff, hergestellt oder damit überzogen. Die Breite der Schuhe 36, 38 reicht aus, um die Öffnungen 30, 32 in den Innenflächen von den Endstücken 22, 24 vollständig zu überdecken, wenn sie damit ausgerichtet sind.
Eine Drehung der Ventilverschlußvorrichtung 18 wird durch eine Steuereinrichtung 46 hervorgerufen, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, die beide Querschnitts-Endansichten des Ventils 10 sind. Fig. 3 zeigt das Ventil 10 geschlossen, und Fig. 4 zeigt das Ventil offen. Die Steuereinrichtung 46 weist eine Vorspannkomponente, die die Ventilverschlußvorrichtung 18 in einer Ruhestellung hält, und eine Betätigungskomponente auf, die die Ventilverschlußvorrichtung 18 aus der Ruhestellung dreht. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist die Ventilverschlußvorrichtung 18 mit den Öffnungen 30, 32 ausgerichtet (Ventil geschlossen), wenn sie in der Ruhestellung ist, und sie ist nicht mit den Öffnungen 30, 32 ausgerichtet (Ventil offen), wenn sie aus der Ruhestellung herausbewegt ist. Jedoch kann diese Anordnung umgekehrt sein. Genauer gesagt, die Ventilverschlußvorrichtung 18 würde nicht mit den Öffnungen 30, 32 ausgerichtet sein (Ventil offen), wenn sie in der Ruhestellung ist, und sie würde in Ausrichtung gebracht (Ventil geschlossen), wenn sie aus der Ruhestellung herausgedreht wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Vorspannkomponente ein Paar von Permanentmagneten 48, 50, die außenseitig von dem zylindrischen Mantel 20 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 48, 50 sind langgestreckte Teile, die in Längsrichtung entlang der Außenseite des zylindrischen Mantels 20 auf diametral gegenüberliegenden Seiten und in radialer Ausrichtung mit den Öffnungen 30, 32 angeordnet sind. Obwohl eine Zweimagnetanordnung vorgezogen wird, sind andere Anordnungen möglich. Die Permanentmagnete 48, 50 erzeugen ein Magnetfeld, das den Anker 34 und somit die Schuhe 36, 38 in eine Ausrichtung mit den Öffnungen 30, 32 anzieht, wodurch das Ventil 10 geschlossen wird. Die Betätigungskomponente ist ein Elektromagnet 52, der, wenn er angeregt ist, ein stärkeres Magnetfeld erzeugt als die Permanentmagnet 48, 50. Der Elektromagnet 52 weist einen C-förmigen Kern 54 auf, der so angeordnet ist, daß er rittlings auf der Außenseite des zylindrischen Mantels 20 sitzt, so daß die Kernenden 56 an diametral gegenüberliegenden Stellen außenseitig von dem zylindrischen Mantel 20 angeordnet sind, die nicht in radialer Ausrichtung mit den Öffnungen 30, 32 sind. Eine Spule 58 ist um den Kern 54 gewickelt und mit einer Spannungsquelle 60 verbunden, um den notwendigen Strom zu liefern. Die Spannungsquelle 60 ist vorzugsweise eine Gleichspannungsquelle, so daß der Elektromagnet 52 die Ventilverschlußvorrichtung 18 ohne Schwankungen in der Öffnungsstellung hält.
Im Betrieb wird das Ventil 10 dadurch installiert, daß geeignete Strömungsleitungen mit den zwei Strömungskanalöffnungen 26, 28 verbunden werden. Obwohl das Ventil 10 Strömung in jeder Richtung annehmen kann, sei zu Darstellungszwecken angenommen, daß das Fluid in das Ventil 10 durch den ersten Strö mungskanal 14 eintritt und durch den zweiten Strömungskanal 16 austritt. Die Permanentmagnete 48, 50 halten die Ventilverschlußvorrichtung 18 in der Ruhestellung, so lange der Elektromagnet 52 nicht gespeist ist. Wenn die Ventilverschlußvorrichtung 18 in der Ruhestellung ist, überdecken und blockieren die Schuhe 36, 38 die Öffnungen 30, 32 von beiden Endstücken 22, 24. Der Fluiddruck in dem ersten Strömungskanal 14 kann so sein, daß der erste Schuh 36 durch die Federvorspannung nicht fest gegen das erste Endstück 22 gehalten ist, wodurch Fluid in das Gehäuse 12 eintreten kann. Jedoch wird der entstehende Fluiddruck innerhalb des Gehäuses 12 die Federvorspannung von dem zweiten Schuh 38 unterstützen und diesen gegen das zweite Endstück 34 drücken, wodurch der zweite Strömungskanal 16 gedichtet und eine Strömung durch das Ventil 10 hindurch verhindert wird.
Wenn der Elektromagnet 52 erregt ist, wird ein stärkeres Magnetfeld erzeugt, das den Anker 34 anzieht und die Ventilverschlußvorrichtung 18 aus der Ruhestellung dreht. Die entsprechenden Paare der Öffnungen 30, 32 werden somit in einer Fluidverbindung angeordnet, um eine Fluidströmung durch das Ventil 10 hindurch zu gestatten. Wenn der Elektromagnet 52 ausgeschaltet ist, zieht das Magnetfeld der Permanentmagnete 48, 50 die Ventilverschlußvorrichtung 18 zurück in die Ruhestellung und schließt das Ventil 10 wieder. Wenn sich die Ventilverschlußvorrichtung 18 zwischen den Öffnungs- und Schließstellungen vor und zurück bewegt, halten die Federn 44 die Schuhe 36, 38 in einem konstanten Kontakt mit den Innenflächen von den entsprechenden Endstücken 22, 24. Somit vermeidet die Erfindung viel von dem Geräusch und dem Verschleiß, die durch die üblichen Ventile erzeugt werden. Und da es keinen Stößel gibt, der in und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz bewegt wird, ist die Größe der Öffnungen nicht so begrenzt, wodurch übermäßige Druckabfälle vermieden werden. Die Öffnungsgröße gemäß der Erfindung wird auch verbessert durch die Gabelung der Strömungskanäle 14, 16.
Die gesamte Öffnungsgröße könnte weiter vergrößert werden, indem mehr Öffnungen in jedem der Endstücke 22, 24 hin zugefügt werden und die Ventilverschlußvorrichtung 18 dementsprechend abgeändert wird. Beispielsweise zeigt Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel des Ventils 10, bei dem vier Öffnungen 32 symmetrisch auf der Innenfläche von dem zweiten Endstück 24 ausgebildet sind. Obwohl es in der geschnittenen Endansicht von Fig. 5 nicht zu sehen ist, sind vier entsprechende Öffnungen in ähnlicher Weise in dem ersten Endstück 22 ausgebildet. Wie zuvor sind einzelne Öffnungen in dem ersten Endstück 22 in axialer Richtung mit einzelnen Öffnungen in dem zweiten Endstück 24 ausgerichtet. Jede Gruppe von vier Öffnungen läuft zu einer entsprechenden Öffnung zusammen, die auf den äußeren Oberflächen von den entsprechenden Endstücken 22, 24 ausgebildet ist, wodurch die ersten und zweiten Strömungskanäle 14, 16 gebildet werden. Die Ventilverschlußvorrichtung gemäß Fig. 5 wist einen kreuzförmigen Anker 34' und damit zusammenpassende kreuzförmige Schuhe (in Fig. 5 nicht gezeigt) auf, die gegenüberliegenden Enden des Ankers 34' zugeordnet sind. Somit haben der Anker 34' und die damit zusammenpassenden Schuhe vier Zweige, die in und aus einer Ausrichtung mit den Öffnungen auf den zwei Endstücken 22, 24 gedreht werden können. Wie zuvor wird die Ventilverschlußvorrichtung durch die Steuereinrichtung 46 selektiv zwischen Öffnungs- und Schließstellungen gedreht.
Die Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, ist so konfiguriert, daß die Ventilverschlußvorrichtung 18 das Ventil 10 schließt, wenn sie in der Ruhestellung ist. Dies ist gut, wenn das Ventil 10 in einer solchen Anwendung benutzt wird, daß es meistens geschlossen ist. Wenn das Ventil jedoch in einer Anwendung benutzt wird, wo es meistens offen ist, wobei der Elektromagnet 52 meistens erregt sein würde, dann würde die oben beschriebene Konfiguration eine große Menge an Energie verbrauchen, die das Ventil 10 offenhält. Somit würde eine zweite Konfiguration für Anwendungen benutzt, bei denen das Ventil meistens offen sein würde. In dieser zweiten Konfiguration könnte die Anordnung der Permanentmagnete 48, 50 und des Elektromagneten 52 umgekehrt sein, so daß das Ventil 10 offen sein würde, wenn die Ventilverschlußvorrichtung 18 in der Ruhe stellung ist, und es würde geschlossen sein, wenn der Elektromagnet 52 erregt ist.
Die oben beschriebenen Permanentmagnete 48, 50 sind ein Ausführungsbeispiel für die Vorspannkomponente der Steuereinrichtung 46. Andere Ausführungsbeispiele sind möglich. Beispielsweise könnten die Permanentmagnete 48, 50 durch eine oder mehrere wendelförmige Federn ersetzt sein, die auf den Drehstiften 40, 42 angeordnet und mit dem Anker 34 und den Endstücken 22, 24 verbunden sind. Die Schraubenfeder oder -federn würden eine Torsionskraft auf den Anker 34 ausüben, um ihn in die Ruhestellung vorzuspannen. Wenn der Elektromagnet 52 erregt ist, würde er ein Magnetfeld hervorrufen, das stark genug ist, um die Federvorspannung zu überwinden. Eine andere Alternative besteht darin, die Permanentmagnete 48, 50 gegen einen zweiten Elektromagneten zu ersetzen. In diesem Fall würden die zwei Elektromagnete alternativ gespeist, so daß nur einer zur Zeit erregt wäre. Diese Konfiguration würde jedoch mehr Energie verbrauchen, da der eine oder der andere der zwei Elektromagnete immer gespeist sein würde.
Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Dreiwege-Ventil 100 bildet. Das Dreiwege-Ventil 100 gemäß Fig. 6 ist das gleiche wie das oben beschriebene Ventil 10 dahingehend, daß es den zylindrischen Mantel 20, das erste Endstück 22 mit dem gegabelten Strömungskanal 14 (in Fig. 6 nicht gezeigt), das an dem einen Ende von dem Mantel 20 gefestigt ist, und die Ventilverschlußvorrichtung 18 (nicht gezeigt) aufweist, die in dem Mantel 20 drehbar angebracht ist. Das Ventil 100 hat auch die gleiche Steuereinrichtung 46 zum selektiven Positionieren der Ventilverschlußvorrichtung 18. Das Ventil 100 unterscheidet sich von dem vorherigen Ventil 10 dadurch, daß es ein zweites Endstück 124 aufweist, das zwei unabhängige gegabelte Strömungskanäle anstelle von nur einem hat. Jeder Strömungskanal weist zwei Öffnungen 132, 133 auf, die diametral auf der Innenfläche von dem zweiten Endstück 124 angeordnet sind. Die zwei Öffnungen 132, 133 von jedem Paar laufen zu einer getrennten Öffnung (nicht gezeigt) zusammen, die in der Außenfläche von dem zweiten Endstück 124 angeordnet ist. Es besteht keine Fluidverbindung zwischen den Strömungskanälen in dem zweiten Endstück 124.
Das erste Paar der Öffnungen 132 ist radial ausgerichtet mit den Permanentmagneten 48, 50, und das zweite Paar von Öffnungen 133 ist radial ausgerichtet mit den Kernenden 56 von dem Elektromagneten 52. Kein Paar der Öffnungen 132, 133 in dem zweiten Endstück 124 ist mit den zwei Öffnungen 30 in dem ersten Endstück 22 axial ausgerichtet; somit ist das Paar von Öffnungen 30 nicht mit entweder den Permanentmagneten 48, 50 oder dem Elektromagneten 52 ausgerichtet. Wenn es also in der Ruhestellung ist (d. h. ausgerichtet mit den Permanentmagneten 48, 50), blockiert die Ventilverschlußvorrichtung 18 das erste Paar der Öffnungen 132 und verhindert eine Strömung durch diese hindurch, während eine Strömung durch das zweite Paar von Öffnungen 133 gestattet wird. Wenn der Elektromagnet 52 aktiviert ist, wird die Ventilverschlußvorrichtung 18 aus der Ruhestellung gedreht, um das zweite Paar von Öffnungen 133 zu blockieren, wodurch eine Strömung durch sie hindurch verhindert wird, während eine Strömung durch das erste Paar von Öffnungen 132 gestattet wird. Da das Paar von Öffnungen 30 in dem ersten Endstück 22 nicht mit jedem Paar von Öffnungen 132, 133 in dem zweiten Endstück 124 axial ausgerichtet ist, sind sie durch die Ventilverschlußvorrichtung 18 in keiner Stellung blockiert.
Vorstehend wurde ein elektrisch betätigtes Ventil beschrieben, das für eine Verwendung in Doppelverdampfer-Kühlsystemen geeignet und tatsächlich leise ist. Das Ventil vermeidet auch signifikante Druckabfälle. Es sind zwar spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden, es wird aber für den Fachmann deutlich, daß verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise wurden zwar Zwei- und Drei-Wege- Ventile beschrieben, es sei aber darauf hingewiesen, daß die Erfindung sogar mehr als eine Dreiwege-Strömung umfassen könnte.

Claims

1. Ventil (10) enthaltend:

ein Gehäuse (12) mit einem hohlen Innenraum und ersten und zweiten Kanälen (14, 16), die in Strömungsverbindung mit dem hohlen Innenraum sind;

eine Ventilverschlußvorrichtung (18), die drehbar in dem hohlen Innenraum angebracht ist; und

eine Steuereinrichtung (46) zum selektiven Drehen der Ventilverschlußvorrichtung zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilverschlußvorrichtung (18) ein flaches rechteckiges Teil mit ersten und zweiten Enden aufweist und für eine Drehung um eine Längsachse angebracht ist, die die ersten und zweiten Enden schneidet, und

die ersten und zweiten Enden die ersten und zweiten Kanäle blockieren, wenn die Ventilverschlußvorrichtung in der ersten Stellung ist, und die die ersten und zweiten Kanäle nicht blockieren, wenn die Ventilverschlußvorrichtung in der zweiten Stellung ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung wenigstens einen Permanentmagneten (48, 50), der zum Anziehen der Ventilverschlußvorrichtung in die eine der ersten und zweiten Stellungen angeordnet ist, und einen Elektromagneten (52) mit einem stärkeren Magnetfeld als der Permanentmagnet aufweist, der zum Anziehen der Ventilverschlußvorrichtung in die andere der ersten und zweiten Stellungen angeordnet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Ventilverschlußvorrichtung einen ersten Schuh (36), der einem der Enden des flachen rechteckigen Teils zugeordnet ist, und einen zweiten Schuh (38) aufweist, der dem anderen Ende zugeordnet ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Schuhe jeweils von dem flachen rechteckigen Teil weg vorgespannt sind.

5. Ventil nach Anspruch 3, wobei das flache rechteckige Teil ein Anker ist, der zu einem Magnetfeld angezogen wird.

6. Ventil nach Anspruch 5, wobei das flache rechteckige Teil ein Eisenmaterial aufweist.

7. Ventil nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung einen ersten Magneten (48), der zum Anziehen der Ventilverschlußvorrichtung in eine der ersten und zweiten Stellungen angeordnet ist, und einen zweiten Magneten (52) aufweist, der zum Anziehen der Ventilverschlußvorrichtung in die andere der ersten und zweiten Stellungen angeordnet ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, wobei der erste Magnet ein Permanentmagnet ist und der zweite Magnet ein Elektromagnet ist, der ein stärkeres Magnetfeld als der Permanentmagnet aufweist.

9. Ventil nach Anspruch 8, wobei der Elektromagnet einen C- förmigen Kern (54), der rittlings über dem Gehäuse sitzt, und eine Spule (58) aufweist, die um den Kern gewickelt ist.

10. Ventil nach Anspruch 9, wobei die Spule mit einer Gleichspannungsquelle (60) verbunden ist.

11. Ventil nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen dritten Kanal (133) in Fluidverbindung mit dem hohlen Innenraum aufweist, wobei die Ventilverschlußvorrichtung eine Fluidströmung zwischen den ersten und dritten Kanälen gestattet, wenn sie in der ersten Stellung ist, und eine Fluidströmung zwischen den ersten und dritten Kanälen verhindert, wenn sie in der zweiten Stellung ist.