DK171123B1 - Dykanker-magnetventil - Google Patents

Description

DK 171123 B1

Opfindelsen angår en dykanker-magnetventil med et i en spoleanordning bevægeligt anker, på hvilket et lukkestykke er fastgjort, som i det mindste delvist er dannet af elastisk materiale og i lukketilstanden ligger på et ventil-5 sæde.

En sådan magnetventil er fx kendt fra EP 0 151 563 A2. Den kendte ventil er udformet som tre-vejs-ventil, ved hvilken det ene af ventilsæderne er dannet af enden af et gennem 10 ankeret ført rør, mens det andet ventilsæde ligger over for det første ventilsæde. Ankeret har ved sin ende en hulcylinderformet udsparing med en omløbende not i dennes omkredsvæg, i hvilken en elastisk skive er anbragt som lukkestykke. Den elastiske skive kan bringes til anlæg på 15 det ene eller det andet ventilsæde. Ankeret kan derved bevæges ud over en stilling, i hvilken skiven kommer til anlæg på det tilsvarende ventilsæde, hvorved skiven bøjes noget. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Anvendes magnetventiler til at afbryde strømningen af en 2 væske, kan det give vanskeligheder ved åbningen af venti 3 len. Af og til opstår her en sugevirkning, som vanskelig 4 gør en åbning af ventilen, altså en adskillelse af lukke 5 stykke og ventilsæde. Tilsvarende kræver denne adskillelse 6 en relativ stor magnetkraft. Dette er des mere ufordelag 7 tigt, end ved de ventiler, som er lukket i ikke-aktiveret 8 tilstand, da der netop i begyndelsen af ankerets bevægelse 9 kun står en relativ lille kraft til rådighed. Hidtil blev 10 dette afhjulpet ved, at spoleanordningen og ankeret blev 11 dimensioneret tilsvarende store eller var dimensioneret 12 til optagelse af en relativ stor strøm. Det er klart, at 13 denne løsning ikke er tilfredsstillende. Ofte er der ingen 14 plads til rådighed til større magnetventiler. En stor 15 strøm fører automatisk også til en høj opvarmning og der- 16 med til tab, som så vidt muligt bør undgås.

DK 171123 B1 2 DE-OS 22 05 786 beskriver en kontraventil, ved hvilken et af fjederstål bestående ventillukkelegeme er fastgjort på et hus i en sugekanals område. VentiHukkelegemet er udformet som en ramme. Det er i området af en kant fastgjort 5 på huset. Fra den over for liggende kant strækker sig et på rammen fastgjort midterafsnit indad, på hvilket den egentlige lukkedel er formet. Lukkedelen bevæges selv af det medium, der skal styres.

10 Formålet med opfindelsen er at angive en magnetventil, ved hvilken den kraft, der er nødvendig til åbningen af ventilen, kan formindskes.

Denne opgave løses ved en magnetventil af den i indlednin-15 gen nævnte art ifølge opfindelsen ved, at lukkestykket har en tunge, som i lukkestilling med et første afsnit ligger på ventilsædet og har et fra siden ud over ventilsædet ragende andet afsnit, hvorved forbindelsen med ankeret kun sker over det andet afsnit, og tungen er i det mindste 20 elastisk mellem det første og andet afsnit.

Herved opnås, at ventilen i den første fase af ankerbevægelsen endnu kan forblive lukket. Ankeret skal her kun overvinde den elastiske tunges fjederkraft, som imidlertid 25 er mindre end tungens holdekraft på ventilsædet, der fx er frembragt ved en sugevirkning. Efter en vis bevægelse kommer ankeret ind i et område, hvor trækkraften bliver større. Desuden har ankeret ved sin bevægelse optaget en vis kinetisk energi. Ankerets "flugt" og den forøgede træk-30 kraft angriber nu uden for ventilsædet. Dette fører til, at der udøves et moment på tungen, som først på en side løfter tungen fra ventilsædet. Der opstår en lille åbning, som imidlertid er tilstrækkelig til at lade en strømning begynde. Tungen kan nu bevæges endnu videre bort fra ven-35 tilsædet, hvorved den følger ankerets bevægelse. Trods den sugevirkning, der er fremkaldt af den gennem spalten DK 171123 Bl 3 strømmende væske, er kraften nu tilstrækkelig til at løfte tungen fuldstændigt fra ventilsædet. Der sker altså i det mindste en kipning af tungen bort fra ventilsædet. Når hele tungen er elastisk, kan der ske en afrulning af tun-5 gen fra ventilsædet. Tungen fjedrer nu tilbage til sin hvilestilling, hvorved den fuldstændigt frigiver ventilsæ det.

Ved en sådan udformning er den fornødne magnetkraft, som 10 er nødvendig til at løfte lukkestykket fra ventilsædet, væsentlig ringere. Spoleanordningen kan altså være dimensioneret til en væsentlig ringere kraft, og dens dimension kan formindskes. Strømbehovet falder.

15 I en særlig fordelagtig udformning har lukkestykket en cirkelringformet plade, hvorved tungen er forbundet med pladen og rager indad. En sådan plade kan let fastgøres i ankeret. De ved tungens bevægelse opstående radiale kræfter kan ved udformningen som cirkelring opfanges til alle 20 sider.

Det er herved foretrukket, at tungen og pladen er udformet i ét stykke. Tunge-plade-kombinationen kan fx udstanses eller udskæres af et metalemne. Forbindelsen bliver da op-25 retholdt over et mellem tunge og cirkelringformet plade forblivende afsnit. Dette afsnit kan fuldstændigt have tungens bredde eller endog være noget bredere.

Med fordel har ankeret på sin mod ventilsædet vendte ende 30 en hulcylinderformet udsparing, i hvilken pladen er an bragt. Ved hjælp af denne udsparing fikseres pladen fra alle sider på siden. Herved opnås en stabil position af tungen med hensyn til ventilsædet. Sidekræfter, som opstår ved åbningen af ventilen, optages.

35 DK 171123 B1 4

Herved er det foretrukket, at der henholdsvis i udsparingens oxnkredsvæg er anbragt en omløbende rille, eller der på omkredsvæggen er dannet et omløbende fremspring, ved hjælp af henholdsvis hvilken eller hvilket pladen, i givet 5 fald under mellemkobling af en fjederring, bliver holdt. Pladen holdes hermed på enkel måde mod trækkræfter i udsparingen.

I en særlig simpel fremstillelig udførelsesform, er udspa-10 ringens rand ombertlet indad, hvorved der især mellem bertlerand og plade er anbragt en bertlering. Efter indlægning af pladen i udsparingen bertles udsparingens ydre rand indad, hvorved pladen holdes sikkert i udsparingen. Bertleringen kan herved i givet fald beskytte pladen, så-15 ledes at den ikke beskadiges ved bertlingen.

På foretrukken måde ligger tungen i hviletilstanden an mod ankeret. Hviletilstanden er defineret ved, at der her ikke virker trækkræfter på tungen. Dette er fx tilfældet, når 20 ventilen åbnes fuldstændigt, tungen er altså løftet fuldstændigt fra ventilsædet. En anden hvilestilling er opnået, når ankeret trykker tungen ned på ventilsædet. I hvilestillingen er tungen altså i det mindste på den ene side understøttet af ankeret, hvad der fører til en formind-25 skelse af vibrationer og dermed af støj. Desuden har dette den fordel, at tungen ved lukning af ventilen praktisk taget er støttet fuldstændigt af ankeret, således at der kan præsteres ret store lukkekræfter. 1 2 3 4 5 6 På fordelagtig måde er tungen dannet af rustfrit fjeder 2 stål. Dette materiale er tilstrækkelig elastisk til at gi 3 ve efter i tilstrækkelig grad ved åbningen af ventilen. På 4 den anden side har det den nødvendige stivhed til at opta 5 ge de ved åbningen opstående trækkræfter og at udholde et 6 stort antal ventilaktiveringer.

DK 171123 B1 5

Til forbedring af lukkeforholdet kan der i en fordelagtig udformning mellem tungen og ventilsaedet være anbragt et elastisk lag, især af et gummiagtigt materiale eller kunststof. Et sådant materiale kan fx være et natur- eller 5 kunst-gummi eller teflon. Det elastiske lag har en vis eftergivenhed, således at det kan udligne ujævnheder i overfladen af ventilsæde og/eller tunge.

Det er herved foretrukket, at det elastiske lag er anbragt 10 på tungen. Ved utætheder i ventilen kan tungen, i givet fald med den ringformede plade, lettere udskiftes end ventilsædet.

Til påførelse af laget er det i en udformning foretrukket, 15 at det elastiske lag er påvulkaniseret, påsintret, påklæ-bet eller påsprøjtet tungen. Det elastiske lag er da fast forbundet med tungen, således at det elastiske lag umiddelbart følger med, når tungen hæves fra ventilsædet.

20 I en anden udformning kan det elastiske lag være udformet som separat del, der har et fra laget udragende og gennem en åbning i tungen stukket fremspring. I dette tilfælde kan det elastiske lag udskiftes separat fra tungen. Det elastiske lag kan være tykkere. Man kan tilpasse dets tyk-25 kelse visse krav. Ved en ændring af denne dels tykkelse kan man påvirke ventilens åbningsforhold uden at skulle ændre driften.

Herved er det foretrukket, at fremspringet er udformet som 30 en paddehat og har et bag tungen gribende omløbende fremspring. Den del, der danner det elastiske lag, kan ved montage enkelt med det paddehatformede fremspring stikkes gennem åbningen i tungen. Ved hjælp af det omløbende fremspring er det selvholdende. Det kan kun fjernes fra tungen 35 ved anvendelse af en forøget kraft.

DK 171123 B1 6

Opfindelsen beskrives nedenstående ved hjælp af foretrukne udførelseseksempler i forbindelse med tegningen, der viser i 5 fig. 1 en magnetventil i principiel fremstilling, fig. 2 en plade med tunge, fig. 3 en bevægelsesrækkefølge ved åbningen af venti-10 len, fig. 4 en yderligere udformning af et lukkestykke, fig. 5 en yderligere udformning af en plade med tunge 15 og fig. 6 et snit VI-VI ifølge fig. 5.

En dykanker-magnetventil 1 har en spoleanordning 2, som er 20 omgivet af et åg 3. I spoleanordningen 2 er et anker 4 lejret bevægeligt. Når spoleanordningen 2 påvirkes med strøm, trækkes ankeret 4 fra den i fig. 1 viste hvilestilling til anslag mod et kernehoved 5 af åget 3. På ankerets 4 anden ende er et lukkestykke 6 anbragt, som med en i 25 fig. 2 nærmere vist lukkeplade 7 ligger på et ventilsæde 8. I denne lukkede tilstand afbryder lukkepladen 7 sammen med ventilsædet 8 en strømningsvej fra et tilløb 9 til et udløb 10. Ventilsædet 8.er her for nemheds skyld vist som ende af et rør 11, der danner udløbet 10. Sædvanligvis vil 30 ventilsædet dog være bearbejdet på kendt måde.

Fig. 2 viser lukkepladen 7. Denne består af en cirkelring 12, med hvilken en tunge 13 er forbundet, hvorved tungen 13 rager indad i cirkelringen 12. Ventilsædet 8 er stiplet 35 antydet. Det er tydeligt, at tungen 13 har et første afsnit I, med hvilket den ligger på ventilsædet 8, og et fra DK 171123 B1 7 siden ud over ventilsædet 8 ragende andet afsnit II, i hvilket den går over i cirkelringen 12. Da cirkelringen 12 er forbundet med ankerets 4 lukkestykke 6, sker forbindelsen af tungen 13 med ankeret 4 kun over dette andet afsnit 5 II.

Tungen 13 og cirkelringen 12 er udformet i ét stykke. De er over et afsnitsområde 14 mellem det første afsnit I og det andet afsnit II forbundet med hinanden. Dette muliggør 10 en meget enkel fremstilling. Fx kan hele lukkepladen 7 udstanses af et pladeformet metalemne. Principielt er det imidlertid også muligt at sammensætte tungen 13 og cirkelringen 12 af to separate dele. Ved formen i ét stykke består hele lukkepladen 7 af et rustfrit fjederstål, således 15 at hele pladen er elastisk. Principielt er det imidlertid tilstrækkeligt, når tungen 13 er elastisk. I ekstremt tilfælde ville det endog være tilstrækkeligt, når afsnittet 14 mellem det første afsnit I og det andet afsnit II er elastisk.

20

Ventilens funktionsmåde med lukkepladen 7 er skematisk vist i fig. 3. Fig. 3a viser ventilen i lukket tilstand. Tungen 13 ligger på ventilsædet 8. Lukkestykket 6 understøtter herved tungen. Det kan i givet fald presse tungen 25 fladt mod ventilsædet 8.

I fig. 3b har ankeret 4 bevæget sig et lille stykke i åbningsretningen. Tungen 13 forbliver på ventilsædet 8. Ankeret 4 skal til denne bevægelse kun overvinde tungens 13 30 fjederkræfter. Ankeret 4 er nu blevet accelereret, dvs.

det har en vis kinetisk energi. Yderligere kommer det nærmere til kernehovedet 5, således at luftspalten i den magnetiske kreds formindskes. Kraften på ankeret forøges.

Ankeret er nu i stand til, som dette er vist i fig. 3c, at 35 løfte tungen 13 i det mindste på den ene side fra ventilsædet 8. Dette gøres muligt ved de uden for ventilsædet 8 DK 171123 B1 8 angribende kræfter, som udøver en vægtstangs-virkning på tungen 13. Herved kan væske strømme til udløbet 10, som det er antydet af pilen 15. Trykforskellen mellem tilløb 9 og udløb 10, som hidtil har bidraget til at holde tungen 5 13 på ventilsædet 8, udlignes derved delvis. Tungen 13 påvirkes nu i det væsentlige kun af sugekræfter, som frembringes af den i retning af pilen 15 strømmende væske.

Disse kræfter modvirker tungens 13 tilbagestillingskraft, som ved en yderligere opadgående bevægelse af ankeret 4 10 altid bliver større, således at tungen 13 til sidst hæves fuldstændigt fra ventilsædet og igen kommer til anlæg mod lukkestykket 6. Denne stilling er tungens hvilestilling. I denne hvilestilling kan tungen 13 ikke svinge frit, da den kun kan bevæges i en retning, nemlig bort fra lukkestykket 15 6. Dette bidrager til en formindskelse af støj.

Fig. 4 viser en yderligere udformning af lukkestykket 106, ved hvilken dele, som svarer til de i fig. 1-3 viste, er forsynet med 100 forhøjede henvisningsbetegnelser. Lukke-20 stykket 106 har en hul cylinder formet udsparing 16, i hvilken lukkepladen 107 er indsat. Lukkepladen 107 har på plantegningen den samme form som den i fig. 2 viste lukkeplade 7. Den har ganske vist en belægning 17 af gummi, teflon eller et andet kunststofmateriale, som ligeledes er 25 elastisk, især trykelastisk. Denne belægning 17 er fx på-vulkaniseret lukkepladen 7. Den er anbragt mellem lukkepladen 107 og det ikke nærmere viste ventilsæde og bidrager til en forbedret tæthed ved samvirkningen af lukkeplade 107 og ventilsæde, da eventuelle eksisterende ujævnhe-30 der i overfladerne kan udlignes med dens hjælp.

Udsparingens 16 indvendige omkreds har et omløbende fremspring 18, som rager indad i udsparingen 16. Dette holder lukkepladen 107 fast mod en aksial bevægelse, dvs. en be-35 vægelse i retning af ankerets 4 bevægelse. I det foreliggende udførelseseksempel er fremspringet 18 dannet af en DK 171123 B1 9 bertling, hvorved der mellem fremspringet 18 og lukkepladen 107 er anbragt en bertlering 19. Til fremstillingen indsættes først den belagte lukkeplade 107 i udsparingen 16. På ventilpladens 117 belægning 17 lægges bertleringen 5 19. Derefter ombertles den udsparingen 16 omgivende yder væg af lukkestykket 6 indad. Herved kommer lukkepladen 107 fladt til anlæg mod lukkestykket 106, nemlig mod udsparingens 16 bund.

10 Fig. 5 og 6 viser en yderligere udformning, ved hvilken dele, som svarer til de i fig. 1-3 viste, er forsynet med 200 forhøjede henvisningsbetegnelser. Lukkepladen 207 har på plantegningen den samme form som lukkepladen 7 i fig.

2. I fig. 5 er den dog vist set nedefra, dvs. i retning af 15 pilen A i fig. 6. I stedet for en påvulkaniseret belægning 17 har lukkepladen 207 en elastisk del 217, som er udformet pladeformet og har et paddehatformet, fra pladen 217 udragende fremspring 21, som er ført gennem en åbning 22 i lukkepladen 207, nærmere betegnet i tungen 213. Det padde-20 hatformede fremspring 21 har et omløbende fremspring 23, som griber bag tungen 213. Efter gennemføringen af fremspringet 21 gennem åbningen 22 i tungen 213 er den elastiske plade 217 fikseret på tungen 213.

Claims (13)

1. Dykanker-magnetventil (1) med et i en spoleanordning 5 (2) bevægeligt anker (4), på hvilket et lukkestykke (6, 106) er fastgjort, som i det mindste delvist er dannet af elastisk materiale og i lukketilstanden ligger på et ventilsæde (8), kendetegnet ved, at lukkestykket (6, 106) har en tunge (13, 113, 10 213), som i lukkestilling med et første afsnit (I) ligger på ventilsædet (8) og har et fra siden ud over ventilsædet (8) ragende andet afsnit (II), hvorved forbindelsen med ankeret (4) kun sker over det andet afsnit (II), og tungen (13) er i det mindste elastisk 15 mellem det første (I) og det andet (II) afsnit.

2. Magnetventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lukkestykket (6, 106) har en cirkelringformet plade (7, 107, 207), hvorved tungen (13, 113, 213) 20 er forbundet med pladen og rager indad. 1 2 3 Magnetventil ifølge krav 2, kendetegnet ved, at tungen (13, 113, 213) og pladen (12) er udformet i ét stykke. 25 2 Magnetventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at ankeret (4) på sin mod ventilsædet (8) vendte ende har en hulcylinderformet udsparing (16), i hvilken pladen (107) er anbragt. 30 3 Magnetventil ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der henholdsvis i udsparingens (16) omkredsvæg (20) er anbragt en omløbende rille, eller der på omkredsvæggen (20) er dannet et omløbende fremspring 35 (18), ved hjælp af henholdsvis hvilken eller hvilket pladen (107) er holdt. DK 171123 Bl

6. Magnetventil ifølge krav 5, kendetegnet ved, at pladen (107) under mellemkobling af en fjederring er holdt i omkredsvæggen (20).

7. Magnetventil ifølge krav 5 eller 6, kendeteg net v e d, at udsparingens (16) rand (18) er om-bertlet indad.

8. Magnetventil ifølge krav 7, kendetegnet 10 ved, at der mellem bertlerand (18) og plade (107) er anbragt en bertlering (19).

9. Magnetventil ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet ved, at tungen (13, 113) i hviletil- 15 standen ligger an mod ankeret (6, 106) .

10. Magnetventil ifølge et af kravene 1-9, kendetegnet ved, at tungen (13, 113, 213) er dannet af rustfrit fjederstål. 20

11. Magnetventil ifølge et af kravene 1-10, kendetegnet ved, at der mellem tungen (113, 213) og ventilsædet er anbragt et elastisk lag (17, 217).

12. Magnetventil ifølge krav 11, kendetegnet ved, at det elastiske lag (17, 217) er dannet af et gummiagtigt materiale eller kunststof.

13. Magnetventil ifølge krav 11 eller 12, kende- 30 tegnet ved, at det elastiske lag (17, 217) er anbragt på tungen (113, 213).

14. Magnetventil ifølge et af kravene 11-13, kendetegnet ved, at det elastiske lag (17) er på- 35 vulkaniseret, påsintret, påklæbet eller påsprøjtet tungen (113). DK 171123 B1

15. Magnetventil ifølge et af kravene 11-13, kendetegnet ved, at det elastiske lag er udformet som separat del (217), der har et fra laget (217) udragende og gennem en åbning (22) i tungen (213) stuk- 5 ket fremspring (21).

16. Magnetventil ifølge krav 15, kendetegnet ved, at fremspringet (21) er udformet som en paddehat og har et bag tungen (213) gribende omløbende 10 fremspring (23).