DE865086C

DE865086C - Rotary field controlled quick closing valve for high vacuum systems

Info

Publication number: DE865086C
Application number: DEW3123A
Authority: DE
Inventors: Berthold Wald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-07-10
Filing date: 1950-01-31
Publication date: 1953-01-29
Also published as: DE831179C

Description

Drehfeldgesteuertes Schnellschlußventil für Hochvakuumanlagen Zusatz zum Patent 83'1 139 Die im nachfolgenden beschriebene Erfindung dient demselben Zweck wie das im Patent 83.1 179 beschriebene Schnellschlu.ß(ventil aus Glas und wird ebenfalls mittels einer Drehfeldwicklung gesteuert. D!ie Glasausführung des Ventils ermöglicht aber nur den Elinbau in. Hocbvakuumapparaturen aus Glas und verhindert die Anwendung bei Anlagen mit Stahlarmatur sowie bei Großanlagen. Die An.-wendung der Glasventile nach dem Patent 831 179 dürfte daher auf Ventile kleinen Dlurchlaß'querschnittes und Glasarmaturen in Laboratorien beschränkt bleiben, da bei grclßeren Querschnitten erlieblich größere Kräfte für den Vorgang der Üffnung und: Schließung erforderlich sind, zumal, wenn vor und hinter dem Ventilsitz größere Druckdifferenzen bestehen. Die Einbaumöglichkeiten für Glasventile sind also beschränkt. Dia in der Hochvakuumtechnik lichte Rohrweiten von 4'0O mm keine S''eltenheit mehr sind, außerdem Ventilkonstruktionen nach Art der vorliegenden Erfindung sich mit graßtem Vorteil auch in der chemischen Industrie, wo Rohrweiten von 15oo mm auftreten, anwenden lassen, werden Ventile in Stahlkonstruktion notwendig, wenn Glas infolge der ihm anhaftenden Zerbrechlichkeit ausscheiden muß!. Schnellschluß;ventile in Stahlausführung nach der im folgenden beschriebenen Erfindung ermöglichen, in Großbetrieben der chemischen, und ähnlichen Industrie die Fernbedienung ausgedehntester Anlagenkomplexe und in Verbindung mit Fernm.e-ßgerät, n für Druck, Mengen und Temperatur sogar den automatischen Ablauf komplizierter Fabrikationsprozesse. Dia sich für lichte Weiten ino und mehr Millimeter einwandfreie Schn@ellschluß@ventile von langer Lebensdauer nur in gtähl herstellen lassen und auch in Betrieben der Röhrenfabrikation sich Stahlarmaturen steigender Beliebtheit erfreuen., war es erforderlich, eine dem Patent 813,111 i,79 entsprechende- S.tahlkornstruktion zu schaffen., die nunmehr beschrieben werden soll.Rotary field controlled quick-closing valve for high vacuum systems Addition to patent 83'1 139 The invention described below serves the same purpose as the quick-closing valve described in patent 83.1 179, made of glass and is also controlled by means of a rotary field winding The use of glass valves according to patent 831 179 should therefore remain limited to valves with small passage cross-sections and glass fittings in laboratories, since larger cross-sections Significantly greater forces are required for the process of opening and closing, especially when there are greater pressure differences in front of and behind the valve seat. The installation options for glass valves are therefore limited. In high vacuum technology, clear pipe widths of 40O mm are not uncommon are more, also valve con Structures according to the type of the present invention can also be used with great advantage in the chemical industry, where pipe widths of 150 mm occur, valves in steel construction are necessary if glass has to be eliminated due to the inherent fragility! Quick-closing; valves made of steel according to the invention described below enable the remote control of extensive plant complexes in large companies in the chemical and similar industries and, in conjunction with remote control devices for pressure, quantities and temperature, even the automatic execution of complex manufacturing processes. Since flawless quick-closing valves with a long service life for clear widths ino and more millimeters can only be manufactured in gtähl and steel fittings are also enjoying increasing popularity in pipe manufacturing companies .to create steel grain structure., which will now be described.

Der -Stahlausführung des Ventils mit Direbfeldr Wicklung außerhalb- dies Gehäuses gemäLie dem Hauptpatent stand! zunächst im Wiege, das, wenn man sich bei der Ausführung des Ventils in Glas das ganze Gehäuse aus Mietall hergestellt denkt, für das von der außen über das Gehäuse geschobenen Dre'hstrommotors.tänderwicklung erzeugte Drehfeld keine Möglichkeit besteht"- den Anker im Innern des Ventils zu erfassen und in Drehung zu versetzen, da das Kraftfeld statt im Kurzschlu`ßlanker die Ströme im Gehäuse des Vientils induzieren würde und dieses gegenüber der Direhfeldwicklung zu verdrehen suchte. Deshalh besteht nach der vorliegenden Erfindung der Teil dies Gehäuses, innerhalb dessen der durch das Drehfeld zu bewegende Anker sich befindet, aus einem rnichtmetallischen und urimagnetischen Werkstoff, z. B;. aus einem Keramikrohr.The steel version of the valve with Direbfeldr winding outside this housing was in accordance with the main patent! first in the cradle, that when you are When the valve is made of glass, the entire housing is made of metal thinks for the three-phase motor.stator winding pushed from the outside over the housing The rotating field generated is no possibility "- to close the armature inside the valve grasp and set in rotation, since the force field instead of in the short-circuit armature would induce the currents in the housing of the valve and this opposite the directional field winding tried to twist. Therefore, in the present invention, there is part of that Housing within which the armature to be moved by the rotating field is located, made of a non-metallic and urimagnetic material, e.g. B ;. from a ceramic tube.

Dias Problem der Verbindung von Metall und Keramik kann dabei nach dem Vierfahren der Metall-Keramik-Hartlötverbindungen gelöst werden. Diese Lösungsart ist in der Zeichnung dargestellt.The problem of the connection between metal and ceramics can be found here can be solved by driving the metal-ceramic brazed joints. This type of solution is shown in the drawing.

Die in der Zeichnung Fig. i und 2 dargestellte Ausführung des Ventils besteht im wesentlichen aus vier Hauptteilen; .dem Gehäuseoberteil, dem Gehäuseunterteil, dem Anker und der Feldwicklung.The embodiment of the valve shown in the drawing FIGS. I and 2 consists essentially of four main parts; .the upper part of the housing, the lower part of the housing, the armature and the field winding.

Dias Oberteil des Gehäuses besteht in der Hauptsache aus einem Drehkörper GO, in welchen die RohreR1 und R2 mit: den Anschlußiflanschen F1 und F2 vakuumdicht eingeschweißt sind.The upper part of the housing consists mainly of a rotating body GO, in which the tubes R1 and R2 with: the connection flanges F1 and F2 vacuum-tight are welded.

Gegen das Oberteil wird unter Zwischenlage der Dichtung Dg das Gehäuseunterteil GU geschraubt. Oberteil und Unterteil des Gehäuses können aus ;Stahl oder einem, dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechenden metallischen Werkstoff bestehen.The lower part of the housing is placed against the upper part with the seal Dg in between GU screwed. The upper part and the lower part of the housing can be made of; steel or a, consist of metallic material corresponding to the respective intended use.

In den D'rehl<:.ö:rp.er GU ist an der Stelle Ls' das an beiden Enden mit einer eingebrannten Metallschicht versehene Keramikrohr R mittels Ewtektikumlot vakuumdicht eingelötiet.In the D'rehl <:. ö: rp.er GU is at the point Ls' that in both Ceramic tube R provided with a burned-in metal layer at the ends using an electric solder vacuum-tight soldered.

Dien unteren Abschlußl des Keramikrohrs bildet eine am unteren Ende desselben, in gleicher Weise aufgelBtete Kappe K: Nach der Verlötung der Teile kann dann das Rohr einschließlich der metallenen Ränder von GU und K noch glasiert werden, was jedoch nicht erforderlich ist.The lower end of the ceramic tube is formed by a cap K, which is soldered in the same way at the lower end: After the parts have been soldered, the tube, including the metal edges of GU and K, can be glazed, but this is not necessary.

Die ,Klappe K enthält den mit ihr verschweißten und mit Feingewinde versehenen Stift S, auf welchen der von der äuißen über das Gehäuse geschobenen Wicklung in Drehung zu versetzende Anker aufgeschraubt wird. Vor dem Einsetzen des Kurzschluß;ankers KA wird über den Stift noch ein Gummiring B'' geschoben, der am Gehäuseboden liegenbleibt und die Aufgabe hat, den Anker beim Abwärtslauf zu bremsen.The, flap K contains the with her welded and with a fine thread provided pin S, on which the pushed from the outer over the housing Winding armature to be set in rotation is screwed on. Before inserting the Short circuit; at anchor KA a rubber ring B '' is pushed over the pin, which is attached to the The bottom of the case remains and has the task of braking the armature when it descends.

D ier Anker ist mit Innengewinde, Entlüftungsbohrung L, Kugelgelenk KG, Dichtungsteller T und Gummiplattendichtung Dg genau so ausgeführt wie der .im Hauptpatent beschriebene und für die Glasausführung bestimmte Anker.The anchor is designed with internal thread, vent hole L, ball joint KG, sealing plate T and rubber plate seal Dg exactly like the anchor described in the main patent and intended for the glass version.

Dier Vorgang des öffnens und Schließens ist schon in der Beschreibung zum Patent 8131 179 erklärt, ebenso die prinzipielle Schaltung der Einrichtung.The process of opening and closing is already explained in the description of patent 8131 179 , as is the basic circuit of the device.

Es wurde jedoch. noch eine schaltungstechnische Verbesserung vorgenommen, deren Anwendung dort von Vbrteil sein. dürfte, wo das Ventil ständigen Erschütterungen ausgesetzt ist. Als allgemein bekannt darf vorausgesetzt werden, daß@ eine Schraubenmutter,- die lose auf einem Gewindebolzen sitzt, welcher ständigere Erschütterungen ausgesetzt ist, anfängt, sich langsam auf dem Bolzen in der einen oder anderen Richtung zu drehen. Da nun der Anker des hier beschriebenen Ventils ebenfalls wie eine Mutter auf einem Eblzen sitzt, kann, wenn an. der Stelle, wo das Vjentil eingebaut wird, mit ständigen Erschütterungen gerechnet werden- mu!ßv eine ungewollte Drehung des Ankers dadurch vermieden werden, daS die drei Phasen der Wicklung ständig unter !Spannung stehen, und zwar liegen in allen drei Z'u;leitungen Vorwide-rstände Rv, die -dien, Strom so weit herabsetzen., daß das Restdrehfeld gerade noch. große genug ist, um den von den Erschütterungen hervorgerufenen Kräften, die eine ungewollte Drehung herbeiführen könnten, das Gleichgewicht zu halten.It did, however. another circuit improvement made, their application there be of advantage. likely where the valve is constant jarring is exposed. As generally known it can be assumed that @ a screw nut, - which sits loosely on a threaded bolt, which is exposed to constant vibrations is, begins to slowly move on the bolt in one direction or another turn. Since the armature of the valve described here is also like a nut sitting on an Eblzen, can if on. the place where the valve is installed, constant vibrations must be expected - an unwanted rotation of the Armature can be avoided by the fact that the three phases of the winding are constantly under ! There are voltage, namely in all three Z'u; lines Vorwide resistances Rv, the - serve to reduce the current so far that the residual rotating field is just about. big enough is to avoid the forces caused by the shocks, which is an unwanted Rotation to keep the balance.

Am Ausgang des Polwechselschalters U liegt ein Wischrelais W, welches mit seinem Arbeitskontakt bei jeder Betätigung des Polwechselschalters U eine ,ganz bestimmte Zeit lang Kontakt gibt. Der Arbeitskontakt diesesiRelais liegt nun in der Spu,lenzuleitung des Schaltschützes S, welches mit seinen drei Arbeitskontakten die drei Vorwiderstände überbrücken kann, in welchem Falle der volle Strom die Drehfeldwicklung durchfließt.At the output of the pole change switch U is a wiping relay W, which with its working contact each time the pole changeover switch U is operated, one, completely gives contact for a certain period of time. The normally open contact of this iRelay is now in the coil supply line of the contactor S, which with its three working contacts the three series resistors can bridge, in which case the full current the rotating field winding flows through.

Wird nun beispielsweise von. der Schließungsin die Öffnungsstellung mit dem Polwechselschalter U umgeschaltet, so wird die Stromzufuhr zur Erregerspule des Wischrelais kurzzeitig unterbrochen. (Die verwendeten Wischrelais sind so gebaut, da0 eine Unterbrechung in der Spülenleitung nicht auch ein Schalten desi Arlbeitskontaktes zur Folge hat.) Ist das Ventil nun beispielsweise geöffnet und soll es geschlossen werden, so wird der Polwechselschalter U umgelegt und im Moment der erneuten. Kontaktgabe spricht dann das Wischrelais an, wodurch dann das Schütz S der Einstellzeit dies Wischrelais entsprechend lange erregt wird und für diese Zeit die Widerstände Rv überbrückt, wodurch der Anker den erforderlichen. Impuls erhält, der notwendig ist, um den Anker nebst Ventilteller in die Schließstellung zu bringen, d. h. den Anker nach oben laufen zu lassen, bis die Dichtscheibe D'i auf dem Ventilteller T die untere, plangeschliffene Öffnung vorn R2 sicher verschlossen hat. Nach Ablauf der Steuerzeit öffnet der Arbeitskontakt das Wischrelais W, das Schaltschütz S öffnet die Überbrückung der V orwiderstände Rv, die durch den: Schalter U eingestellte Drehrichtung bleibt erhalten, das restliche Drehmoment hält den Anker in der Endstellung (hier Schließlstellung ) und verhindert die unbeabsichtigte Öffnung (in der bffnungsstellung die unbeabsichtigte Sichließun.g) des Ventils durch ungewollte Drehung, die von: äu'feren Erschütterungen herrühren. könnte.For example, is now used by. When the closing position is switched to the opening position with the pole changeover switch U, the power supply to the excitation coil of the wiping relay is briefly interrupted. (The wiping relays used are built in such a way that an interruption in the flush line does not also result in the working contact being switched.) If the valve is now open, for example, and if it is to be closed, the polarity switch U is thrown and at the moment it is renewed. Contacting then responds to the wiping relay, whereby the contactor S is then energized for the setting time of this wiping relay and for this time bridges the resistors Rv, whereby the armature provides the required. Impulse is received, which is necessary to bring the armature together with the valve disk into the closed position, ie to let the armature run upwards until the sealing washer D'i on the valve disk T has safely closed the lower, flat-ground opening in front R2. After the control time has elapsed, the normally open contact opens the wiping relay W, the contactor S opens the bridging of the resistors Rv, the direction of rotation set by the switch U is retained, the remaining torque holds the armature in the end position (here closed position) and prevents the unintentional Opening (in the open position, the unintentional closing) of the valve due to unwanted rotation caused by: external vibrations. could.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rotary field controlled quick closing; Dvalve for high voltage vacuum systems, the spindle of which is designed as an eddy current tank according to patent 8.31 (1179) and is located entirely in the vacuum space, while the rotating field winding is outside of the housing, characterized in that: the portion of the housing between eddy current armature and rotating field from a non-metallic and non-magnetic `Material, e.g. $. consists of a ceramic tube, which with. those made of steel Parts of the valve housing is connected in a vacuum-tight manner. z. Rotary field controlled quick-closing valve, in particular according to claim 1 and patent 831 179,. characterized in that = that when the valve is open or closed, a directional field of such strength can be maintained becomes: how is necessary to reach the end position of the valve even in the event of vibrations and to maintain it against external forces. 3. Direct field controlled valve according to claim 2, characterized in that series resistors (Rv) in the supply lines for you, field winding are switched on each time the valve is operated briefly bypassed by means of the pole change switch (U) a contactor (S), the coil of which is connected to the normally open contact of a wiping relay (lY) is controlled, which responds to each actuation of the pole change switch (U) by which the rotating field for valve actuation is switched, so that the armature for the valve actuation required torque is given, while in the end positions of the valve. A quiescent current flows which is just sufficient to supply such a rotating field produce because ;, 'the valve is held in the respective end positions.