DK161853B

DK161853B - Elektromagnetisk proportional reguleringsventil

Info

Publication number: DK161853B
Application number: DK452586A
Authority: DK
Inventors: Kazuhiro Ueda; Toshiaki Yamaguchi; Kouji Kajiyama; Osamu Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1991-08-19
Also published as: DK452586D0; DK452586A; GB2181215B; DE3630911A1; GB8620780D0; GB2181215A; US4714089A; DE3630911C2; JPS6280376A; DK161853C

Description

i

DK 161853 B

Den foreliggende opfindelse angår en reguleringsventil og navnlig en elektromagnetisk reguleringsventil, som proportionalt regulerer strømningshastigheden af et fluid ad elektrisk vej.

Hidtil har denne type af elektromagnetisk proportional regule-5 ringsventil været af en konstruktion som vist i fig. 3 på tegningen.

I denne figur er den elektromagnetiske proportional reguleringsventil, som generelt er betegnet med 1, i hovedsagen opbygget af en elektromagnetisk styresektion 2 og en strømningshastighedsreguleringssektion 3. Den elektromagnetiske styresektion 2 skal styre strømnings-10 hastigheden af et fluid ved strømningshastighedsreguleringssektionen 3, der skal beskrives nedenfor, og er opbygget med et dykkerstempel 4 som en bevægelig del, der er i kontakt med en afstandsring 17 anbragt ved den ene ende af dykkerstemplet i dets aksiale retning (den nederste ende på tegningen), en cylinder 5, som forskydeligt under-15 støtter dykkerstemplet, en kerne 6, som fastgør den øverste ende af cylinderen 5, og hvis ene ende befinder sig i det indre af cylinderen for at vende mod det ovennævnte dykkerstempel 4, en vikling 8, som er viklet på og omkring en spole 7, som er anbragt på omkredsen af cylinderen 5, så at den kan samvirke med kernen 6 for at tiltrække 20 dykkerstemplet 4, en fjeder 9, som er indskudt mellem dykkerstemplet 4 og kernen 6 for at påvirke stemplet 4 i retning modsat den elektromagnetiske kraft hidrørende fra viklingen 8 og kernen 6 (den nedadgående retning på tegningen), og en fjeder 18, som påvirker dykkerstemplet 4 i samme retning som den elektromagnetiske kraft (den op-25 adgående retning på tegningen) over afstandsringen 17.

Hver af disse komponenter er anbragt i et rum dannet af et hus 10 med form som et omvendt vandglas eller lignende, hvis åbne ende vender nedad, og et afstandsstykke 11 til at lukke den åbne ende af huset. Afstandsstykket 11 har endvidere i hovedsagen ved sin midter-30 del en åbning 11a, gennem hvilken den nederste ende af cylinderen 5 kan passere. I fig. 3 betegner 12 en med gevind forsynet skrue til fastgørelse af den øverste endedel af kernen 6 til siden af huset 10.

Strømningshastighedsreguleringssektionen 3 har et legeme 13, der udenfor afstandsstykket 11 er forbundet med siden af den ovennævnte 35 elektromagnetiske styresektion 2 i sin aksiale retning. I den aksiale retning af legemet 13 er der endvidere i serie dannet en holdeboring 13a med en stor diameter til at optage den nederste endedel af cylinderen 5 med dykkerstemplet 4 placeret deri, en lille boring 13b, hvori der findes en bøsning 14, der er dannet i forbindelse med den 2 .

DK 1618 5 3 B

store boring 13a og forskydeligt understøtter åfstandsringen 17, og en forbindelsesboring 13c, der er i forbindelse med den lille boring, og Iben mod den nederste ende af legemet 13. Endvidere er der ved den nederste ende og sidedelen af dette legeme 13 fastgjort rørforme-5 de legemer 15 og 16, hvoraf det ene (rørlegemet 15) er forbundet med forbindelsesåbningen 13c i legemet 13, og hvoraf den anden (rørlege-met 16) er forbundet, med den lille boring 13b, hvor den ovennævnte bøsning 14 skal anbringes, idet dens ende er åben mod en del af pe-riferivægdelen, I den ydre periferivægdel af bøsningen 14 monteret i 10 den lille boring 13 er der dannet en spalte 14a i den aksialé retning, således at den står i forbindelse med fluidpassagen dannet af rørlegemet 16. Åbningsarealet af spalten 14a er bestemt af dens åbning og lukning af afstandsringen 17, som glider i bøsningen 14, som følge af hvilket strømningshastigheden af fluidet, der strømmer gennem den-15 ne del, reguleres.

Den ovenfor beskrevne elektromagnetiske styresektion 2 og strømningshastighedsreguleringssektionen 3 er placeret i deres aksiale retning af den nederste ydre periferidel af cylinderen 5, hvori dykker-stemplet 4 befinder sig, og den indre periferidel af holdeboringen 13a 20 i legemet 13 og er fastgjort til hinanden.

I det følgende forklares virkemåden af denne konventionelle elektromagnetiske proportional reguleringsventil. Når elektrisk strøm bringes til at løbe gennem viklingen S, virker den elektromagnetiske kraft (tiltrækningskraft) svarende til rndgangsstrømmen på dykkerstemplet 25 4 over et magnetisk kredsløb bestående af huset 10, kernen 6, af standsstykket 11 og dykkerstemplet 4, og dykkerstemplet 4 bevæger sig til en stilling, hvor denne elektromagnetiske kraft og påvirkningskraften fra fjederen 9, der er indskudt mellem dykkerstemplet 4 og kernen 6, og fjederen 18 er i ligevægt, hvor afstandsringen 17, som 30 glider i bøsningen 14 ved bevægelsen af dykkerstemplet, regulerer spalten 14a for at åbne og lukke den, hvorved fluidets strømningshastighed reguleres til en ønsket størrelse.

I fig. 3 passerer fluidet, som føres ind under tryk i pilens retning (mod venstre på tegningen), gennem spalten 14a, hvorefter dets 35 tryk reduceres, og det strømmer i pilens retning (nedad på tegningen). På dette tidspunkt er både udtømningskammeret 20 og luftspal-tekammeret 19 indbyrdes forbundet af trykudligningsporte 4a og 17a.

Den konventionelle elektromagnetiske reguleringsventil Ubeskrevet ovenfor har en ulempe bestående i, at selv når afstandsringen 17

DK 161853 B

3 når sin stilling, hvor den fuldstændigt lukker spalten 14a på tidspunktet, hvor der ikke løber nogen elektrisk strøm gennem viklingen, findes der uundgåeligt mellem bøsningen 14 og afstandsringen 17 en spalte, som tillader afstandsringen 17 at glide i bøsningen 14 i opad-nedad-5 gående retning, og som følge heraf kan fluidet, der skal reguleres, lække ud og gør det derved umuligt fuldstændigt at forhindre fluidet i at lække gennem denne spalte. For at forhindre fluidet i at lække er det endvidere blevet foreslået at tilvejebringe en elektromagnetisk ventil til lukning foran rørlegemet 16 i fluidindstrømningssektionen, i hvilket 10 tilfælde der imidlertid opstod det problem, at antallet af komponenter voksede, og samtidig blev fremstillingsomkostningerne høje.

Formålet med den foreliggende opfindelse er effektivt at løse de ovennævnte problemer og tilvejebringe en elektromagnetisk proportional reguleringsventil, der er i stand til at forhindre, at fluidet, der 15 skal reguleres, lækker.

Den elektromagnetiske proportional reguleringsventil ifølge den foreliggende opfindelse er indrettet således, at den omfatter en bøsning, en afstandsring, der er forskydeligt anbragt i bøsningen, en fjederholder til at bevæge sig sammen med afstandsringen, en kugle, 20 som er monteret i fjederholderen og løftes op af denne, og et ventilsæde, der er indsat under tryk i bøsningen, hvor kuglen bringes ind i tæt kontakt med ventilsædet af fjederens påvirkningskraft.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 25 fig. 1 viser et lodret sidebillede delvis i langsgående snit af en udførelsesform for den elektromagnetiske proportional reguleringsventil ifølge opfindelsen, fig. 2 et billede i større målestok og i et langsgående snit, som detaljeret viser den af en cirkel A omgivne del 30 i fig. 1, og fig. 3 et lodret sidebillede delvis i langsgående snit af den ovenfor omtalte kendte elektromagnetiske proportional reguleringsventil.

I det følgende forklares en foretrukken udførelsesform for op-35 findelsen som vist i fig. 1 og 2. Det skal bemærkes, at i fig. 1 og 2 er de samme eller tilsvarende dele som i den konventionelle elektromagnetiske proportional reguleringsventil i fig. 3 betegnet med de samme henvisningstal, og forklaringerne deraf er udeladt.

Den elektromagnetiske proportional reguleringsventil 30 i hen-

DK 161853 B

4 hoJd til opfindelsen omfatter en elektromagnetisk styresektion 2 med samme opbygning som i den konventionelle reguleringsventil og en strømningshastighedsreguleringssektion 31 af en forbedret konstruktion. Denne strømningshastighedsreguleringssektion 31 er opbygget med 5 en bøsning 32, en afstandsring 17, som er forskydeligt understøttet i bøsningen 32, en fjederholder 34, der samvirker med-afstandsringen 17, en kugle 35, der er anbragt i fjederholderen 34, og et ventilsæde 36. Af stands ringen 17 strækker sig ved sin nederste ende til en position, hvor spalten 33 er lukket, når der ikke løber nogen elektrisk 10 strøm , gennem viklingen 8, og dens indre boring har en cylindrisk del med en udvidet diameter ved dens nederste ende. Fjederholderen 34 er monteret i denne nederste indre boring i afstandsringen 17. Fjederholderen 34 er et cylindrisk legeme med en ydre diameter, der svarer, til den udvidede indre diameter af afstandsringen 17 og har 15 ved sin mellemliggende del en ydre flange 34a, som er i tæt kontakt med den nederste ende af afstandsringen 17, og som har et indadret-tet ringformet fremspring 34b ved den nederste ende af afstandsringen 17. Dette ringformede fremspring 34b har en indre diameter, der er lidt mindre end diametren af metalkuglen 35 og skal placeres i den 20 indre boring af fjederholderen 34. Mellem kuglen 35 og den nedadven-dende aftrappede del af den udvidede diameterdel af afstandsringen 17 er der indskudt en skruefjeder 37 til af trykke kuglen nedad. I sidevæggen på et sted i nærheden af kuglen 35 er der dannet en åbning 34c. Ventilsædet 36 er anbragt ί den indre boringsdel af bøsnin-25 gen 32 under fjederholderen 34. Ventilsædet 36 har en ventilsædeflade, som strækker sig i forlængelse af det indadrettede ringformede fremspring 34b af fjederholderen 34 og er udført således, at det forhindrer fluidet i at lække ved kontakten mellem kuglen 35 og ventilsædefladen. Ventilsædeorganet 36 har et gennemgående hul, som stræk-30 ker sig fra ventilsædefladen til den nederste del, og en diameterdel, som er reduceret i forhold til den ydre diameterdel. Mellem den opad--" vendende skulderpart 34a af denne diameterdel og den ydre flange 34a af fjederholderen 34 er indskudt fjederen 38.

Når den elektriske strøm ved den elektromagnetiske proportional 35 reguleringsventil 30 med den ovenfor beskrevne konstruktion bringes til at løbe gennem viklingen 8, virker en elektromagnetisk kraft svarende til indgangsstrømmen på dykkerstemplet 4 gennem det magnetiske kredsløb bestående af huset 10, kernen 6, afstandsstykket 11 og dykkerstemplet 4, hvorved afstandsringen 17 bevæger sig til den stil- 5

DK 161853 B

Ung, hvor den elektromagnetiske kraft og påvirkningskraften fra fjedrene 9,37 og 38 er i ligevægt. Samtidig løfter fjederholderen 34 kuglen 35 opad og bevæger sig sammen med afstandsringen 17. Så snart fjederholderen 34 afslutter løftningen af kuglen 35, åbner spalten 33 dan-5 net i bøsningen 32, og fluidet, der skal reguleres, strømmer ud gennem åbningen i spalten 33. Dette fluid strømmer endvidere ud fra åbningen mellem kuglen 35 og ventilsædet 34.

Når der derimod ikke løber nogen elektrisk strøm, er spalten 33 dannet i bøsningen 32 lukket af afstandsringen 17, og kuglen 35 lig -10 ger tæt an på ventilsædet 36. På dette tidspunkt virker påvirkningskraften af fjederen 37 og kraften fra fluidtrykket i højtryksdelen begge på kuglen 35, hvorved denne ligger fuldstændigt tæt anmod ventilsædet, og fluidet, der skal reguleres, er fuldstændigt afspærret mellem højtryksdelen og lavtryksderen. Som følge heraf kan lækage af 15 fluidet, der skal reguleres, gennem spalten mellem bøsningen 32 og afstandsringen 17 forhindres.

Det vil af det foregående forstås, at den elektromagnetiske proportional reguleringsventil ifølge den foreliggende opfindelse er udført således, at kuglen bringes ind i tæt kontakt med overfladen af 20 ventilsædet af påvirkningskraften fra fjedrene og kraften fra fluidtrykket, som følge af hvilket kuglen udfører en tætningsfunktion, og den mulige lækage af fluidet, der skal reguleres, og som forekommer i den konventionelle elektromagnetiske proportional reguleringsventil, kan således forhindres.

25 30 35

Claims

1. Elektromagnetisk proportional reguleringsventil af den art, hvor et dykkerstempel (4) bevæges af en elektromagnetisk kraft 5 svarende til en elektrisk indgangsstrøm og påvirkningskraft fra fjedre (9-,37,38) for derved at bringe en afstandsring (17) monteret i en bøsning (32), der er anbragt i reguleringsventilens hovedlegeme, til at glide og kontinuerligt variere åbningsarealet af en fluidpassage i overensstemmelse med indgangsstrømmen, kende-10 tegnet ved, at der i bøsningen (32) er monteret en fjeder- holder (34) og en kugle (35), der er bevægelig sammen med afstandsringen (17), et ventilsæde (36) indsat under tryk i bøsningen (32), og en fjeder (37) til at bringe kuglen (35) ind i tæt kontakt med ventilsædet (36).

2. Elektromagnetisk proportional reguleringsventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fjederholderen (34) har cylindrisk form og er udført således, at kuglen (35) er bevægeligt anbragt i dens indre boring.

3. Elektromagnetisk proportional reguleringsventil ifølge krav 20 1, kendetegnet ved, at ventilsædeorganet (36) er monteret i bøsningen (32) og har en ventilsædeflade, der vender mod den nederste endedel af fjederholderen (34).

4. Elektromagnetisk proportional reguleringsventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en anden fjeder (38) er indskudt 25 mellem fjederholderen (34) og ventilsædeorganet (36) for således konstant at presse fjederholderen i opadgående retning. 30 35