EP0853728B1 - Verfahren und vorrichtung für ein saugventil der plattenbauart - Google Patents

Verfahren und vorrichtung für ein saugventil der plattenbauart Download PDF

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EP0853728B1
EP0853728B1 EP96930945A EP96930945A EP0853728B1 EP 0853728 B1 EP0853728 B1 EP 0853728B1 EP 96930945 A EP96930945 A EP 96930945A EP 96930945 A EP96930945 A EP 96930945A EP 0853728 B1 EP0853728 B1 EP 0853728B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
plate
accordance
valve plate
catcher
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96930945A
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English (en)
French (fr)
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EP0853728A1 (de
Inventor
Georg Samland
Christian Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Burckhardt Compression AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Burckhardt AG
Maschinenfabrik Sulzer Burckhardt AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Burckhardt AG, Maschinenfabrik Sulzer Burckhardt AG filed Critical Maschinenfabrik Burckhardt AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24—Bypassing
    • F04B49/243—Bypassing by keeping open the inlet valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/08—Actuation of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/12—Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1208—Angular position of the shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7859—Single head, plural ports in parallel
    • Y10T137/786—Concentric ports

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a Plate type suction valve according to the characteristics of Claim 1.
  • the invention further relates to a Device for performing the method according to the Features of claim 6.
  • the device according to the invention has a valve catcher with a magnetic coil, as well as a Control device to control the solenoid and especially with a decaying alternating current feed.
  • Fig. 1 shows an exploded view of a suction valve 1 comprising a valve seat 2, which also as a Valve seat plate is referred to, a valve plate 3, a damper plate 4 and a catcher 6. These parts are from a common central screw 7 held together.
  • the damper plate 4 has openings 4d on to the passage of a spring 5, which between the Catcher 6 and the valve plate is arranged to act.
  • the Suction valve 1 can be with or without a damper plate 4 operate.
  • the valve catcher 6 has a plurality of annular bodies 6a, which are all connected to one another are. Each ring body 6a has one in the circumferential direction extending groove 6b, wherein in the annular groove 6b electrical conductors are arranged, which are a magnetic coil 9 form.
  • FIG. 3a shows a cross section through an annular body 6a with an annular groove 6b, so that the ring body 6a the shape of an annular magnetic yoke 6c.
  • a magnetic coil 9 is arranged, which a Trains electromagnets.
  • the ring body 6a according to the Embodiment Fig. 3a points to the Valve plate 3 side facing a cover layer 9a on which occupied by the solenoid 9 Hermetically seals the interior to the outside Magnetic coil 9 against contamination or harmful gases to protect.
  • the solenoid 9 is one Control device 8 controlled so that a Magnetic field forms, and the valve plate 3 of this Magnetic field is attracted.
  • the valve plate 3 forms the Anchor of the electromagnet.
  • Fig. 2 shows the control device 8, which one Modulation device 8a, the Control device via electrical lines 8b a rotation angle sensor and other electrical Lines 8b connected to the magnet coil (s) 9 is.
  • FIG. 4 is a schematic flow of the Control device 8 processed measurement signals and generated control signals shown.
  • On the horizontal axis is the time course t respectively the angle of rotation ⁇ of a piston compressor shown in top diagram the position of the valve in the two Operating states open and closed, in the middle Diagram a rotation angle signal of the rotation angle sensor, and in the lower diagram that of the control device 8 the magnetic coil emitted magnetic current I.
  • On a signal of the angle encoder 10 towards the coil 9 Magnetizing current is applied, which causes the Valve plate 3 is attracted by valve catcher 6 so that the valve is opened.
  • the leads Control device 8 a first control phase 11a, which causes magnetization of the valve catcher 6.
  • the Suction valve 1 can now be selected as desired Time period be kept open.
  • the Control device 8 a second after this signal Activation phase 11b of the electromagnet 9 initiates by a decaying by means of a modulation device 8a Alternating current is generated, which to the solenoid 9th is applied to the valve plate 3 and / or Demagnetize valve catcher 6.
  • a modulation device 8a Alternating current is generated, which to the solenoid 9th is applied to the valve plate 3 and / or Demagnetize valve catcher 6.
  • the Demagnetization is any holding force between the Valve plate 3 and the valve catcher 6 prevented, in particular, the two parts stick together prevented due to remaining magnetic forces.
  • the valve seat 2, the valve plate 3 and the valve catcher 6 usually consist of one stainless steel with hard magnetic properties. Between the valve seat 2, the valve plate 3 and the Valve catchers 6 are not magnetically insulating Materials arranged so that the demagnetization of the Valve plate 3 and the valve catcher 6 is advantageous, to ensure correct operation of the suction valve 1 guarantee.
  • the control method according to the invention the solenoid 9 with a modulation device 8a Demagnetization also has the advantage that the Demagnetization can be carried out in a very short time, what very fast switching times of the suction valve 1 allows.
  • the suction valve 1 is particularly such controllable that during a predeterminable number of Revolutions, e.g. of a compressor, valve 1 open can be held and that the valve (1) during a further, arbitrarily selectable number of revolutions in the automatic, opening and closing Working mode can be operated. So it is possible the amount of the suction valve 1 continuously increased regulate.
  • FIG. 5 shows a further schematic sequence of one Control procedure and the position of the valve 1.
  • On the time axis t is the horizontal axis or the equivalent over time Angle of rotation ⁇ of a piston compressor shown.
  • Angle of rotation sensor 10 With the Angle of rotation sensor 10, the angle of rotation signal is measured.
  • the operating behavior of the suction valve 1 in conjunction with a piston compressor is known. In particular is known that after a regarding the angle of rotation signal fixed angle of rotation ⁇ the valve is fully open and the valve plate 3 rests on the valve catcher 6.
  • the Solenoid 9 is only activated by the control device 8 then in a first control phase 11a with a Solenoid current I activated when valve 1 is complete is open and the valve plate 3 on the valve catcher 6 is applied.
  • valve plate 3 is very reliable and with a relatively low magnetic force being held.
  • a piston compressor is a valve plate 3 during a rotation angle of, for example, 120 degrees Valve catcher 6.
  • the valve plate 3 during the second control phase 11b not prematurely from Influence range of the solenoid 9 separately and the Valve plate 3 can be completely demagnetized.
  • the suction valve 1 according to FIG. 1 can be with or without Damper plate 4 can be designed.
  • the control procedure 5 was for a suction valve 1 without Damper plate 4 described. If the suction valve 1 but also have a damper plate 4, so in 5, the damper plate 4 between the valve plate 3 and the valve catcher 6 arranged so that when the valve is fully open 1 the damper plate 4 abuts the valve catcher 6, and the Valve plate 3 abuts the damper plate 4. otherwise nothing changes in the control procedure.
  • FIG. 3b shows a further cross section through an as Ring body magnet yoke 6c formed ring body 6a.
  • Suction valve a damper plate 4 ⁇ , the Damper plate, as shown in Fig. 1, from a A plurality of interconnected ring bodies 4a consists.
  • the ring body 4a is according to the Embodiment 3b designed such that the Ring body magnet yoke 6c side facing U-shaped is designed. This configuration causes the magnetic flux increases via the valve plate 3 flows, with which the valve plate 3 better through the Solenoid 9 can be tightened.
  • FIG. 3c shows a further exemplary embodiment of a Suction valve 1 with damper plate 4.
  • the ring body 4a has the Damper plate 4 a gap 4c, forming two ring body parts 4b, as shown in Fig. 1 is.
  • the gap 4c advantageously runs concentric to the central screw 7.
  • FIG 3d shows a further cross section through a Ring body 6a, the ring body magnet yoke 6c being V-shaped is designed so that the entire magnetic coil 9 is embedded in an insulating cover layer 9a.
  • At least one is required to operate the suction valve 1 arranged in the valve catcher 6 solenoid 9 required.
  • These solenoids 9 can be controlled by the control device 8 in such a way that all solenoids have the same pole running Generate a magnetic field or that neighboring Magnet coils generate an opposite polar magnetic field.
  • the Device according to the invention for actuating a Valve plate 3 of a plate type 1 suction valve comprises at least one valve catcher 6 and one electronic control device 8. This device can be used together with a valve seat 2, a valve plate 3, and spring elements 5 to a suction valve 1 be put together.
  • the is suitable Device according to the invention also for existing ones Suction valves to convert them into a controllable suction valve 1 convert.
  • the Device according to the invention and the suction valves 1 are used particularly in reciprocating compressors.
  • the device according to the invention allows the Delivery rate of each individual compression area of the Piston compressor independent of the others Compression areas and infinitely variable and too regulate.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a Suction valve 1 comprising a valve seat 2 and a Valve plate 3, which valve plate 3 from a plurality single, concentrically arranged, ring-shaped trained valve plate parts 3a, 3b, and a catcher 6 with in the annular bodies 6a of the catcher 6 arranged magnetic coils 9.
  • the springs 5, which the Valve plate parts 3a, 3b in the rest position against the Press valve seat 2 are not shown.
  • the solenoid coils 9 is under the Coil 9 arranged valve plate part 3a, 3b, 3c from overlying, U-shaped ring body 6a dressed.
  • the solenoids 9 can be controlled together, so that all valve plate parts 3a, 3b, 3c have the same effect are operable.
  • the magnetic coils 9 are also of this type controllable that the one valve plate parts 3a, 3b, 3c, for example the valve plate parts 3a, 3b through the Actuation of the solenoid 9 held on the valve catcher 6 are normally movable while the valve plate part 3c opens and closes, because the over the valve plate part 3c arranged magnet coil 9 is not activated.
  • the valve plate parts 3a, 3b, 3c are made of one ferromagnetic metal such as iron or from a ferromagnetic plastic or from a one plastic containing ferromagnetic metal manufactured.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Saugventils der Plattenbauart gemäss den Merkmalen von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss den Merkmalen von Anspruch 6.
Aus der Patentschrift DE-679 714 ist ein elektromagnetisch gesteuertes Saugventil der Plattenbauart bekannt. Dabei dient die Ventilplatte als ein Anker eines Elektromagneten, sodass die Lage der Ventilplatte über eine Ansteuerung der Magnetspule bestimmbar ist. Dieses bekannte Saugventil weist den Nachteil auf, dass die Ventilplatte die Neigung hat am Magnetjoch des Elektromagneten zu kleben, was keinen sicheren und insbesondere keinen schnellen Betrieb des Saugventils erlaubt. Weiter ist es erforderlich, gegen den Ventilsitz hin eine magnetische Isolierung anzuordnen, um ein Kleben der als Anker dienenden Ventilplatte am Ventilsitz zu verhindern. Diese magnetische Isolierung weist den Nachteil auf, dass das Anbringen kostenaufwendig ist, und dass die durch die Ventilplatte bewirkten Schläge einem grossen Verschleiss der magnetischen Isolierung bewirken, was das Wartungsintervall des Saugventils stark verkürzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besser ansteuerbares und wirtschaftlicheres Saugventil vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäss den Merkmalen von Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 5 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einer Vorrichtung gemäss den Merkmalen von Anspruch 6. Die abhängigen Ansprüche 7 bis 14 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Diese Aufgabe wird insbesondere mit einem derartigen Verfahren gelöst, dass die Ventilplatte mit einem im Fänger angeordneten Elektromagneten gehalten wird, und dass zum Lösen der Ventilplatte der Elektromagnet mit einem abklingenden Wechselstrom angesteuert wird, um die Ventilplatte zumindest teilweise zu entmagnetisieren, sodass sich die Ventilplatte sicher vom Ventilfänger löst und die Ventilplatte nicht am Ventilsitz klebt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist einen Ventilfänger mit einer Magnetspule auf, sowie eine Ansteuervorrichtung, um die Magnetspule anzusteuern und insbesondere mit einem abklingenden Wechselstrom zu beschicken.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
Eine Explosionszeichnung eines Saugventils der Plattenbauart;
Fig. 2
eine elektronische Ansteuervorrichtung;
Fig. 3a
einen Querschnitt durch einen Ringkörper eines Ventilfängers;
Fig. 3b
einen weiteren Querschnitt durch einen Ringkörper eines Ventilfängers mit Dämpferplatte und Ventilplatte;
Fig. 3c
einen weiteren Querschnitt durch einen Ringkörper eines Ventilfängers mit Dämpferplatte und Ventilplatte;
Fig. 3d
einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ringkörpers eines Ventilfängers;
Fig. 4
ein Ansteuerdiagramm für ein Saugventil der Plattenbauart;
Fig. 5
ein Ansteuerdiagramm für ein weiteres Verfahren zum Ansteuern eines Saugventils der Plattenbauart;
Fig. 6
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Saugventils mit einer Ventilplatte bestehend aus einer Mehrzahl ringförmiger Ventilplattenteile.
Fig. 1 zeigt in einer Explosionszeichnung ein Saugventil 1 umfassend einen Ventilsitz 2, welcher auch als eine Ventilsitzplatte bezeichnet wird, eine Ventilplatte 3, eine Dämpferplatte 4 und einen Fänger 6. Diese Teile werden von einer gemeinsamen Zentralschraube 7 zusammengehalten. Die Dämpferplatte 4 weist Oeffnungen 4d auf zum Durchtritt einer Feder 5, welche zwischen dem Fänger 6 und der Ventilplatte wirkend angeordnet ist. Das Saugventil 1 kann mit oder auch ohne Dämpferplatte 4 betrieben werden. Der Ventilfänger 6 weist eine Mehrzahl von Ringkörpern 6a auf, welche alle miteinander verbunden sind. Jeder Ringkörper 6a weist eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 6b auf, wobei in der Ringnut 6b elektrische Leiter angeordnet sind, die eine Magnetspule 9 bilden.
Fig. 3a zeigt einen Querschnitt durch einen Ringkörper 6a mit einer Ringnut 6b, sodass der Ringkörper 6a die Form eines Ringkörpermagnetjoches 6c annimmt. In der Ringnut ist eine Magnetspule 9 angeordnet, welche ein Elektromagneten ausbildet. Der Ringkörper 6a gemäss dem Ausführungsbeispiel Fig. 3a weist auf der der Ventilplatte 3 zugewandten Seite eine Abdeckschicht 9a auf, welche den durch die Magnetspule 9 belegten Innenraum gegen aussen hermetisch abschliesst, um die Magnetspule 9 vor Verunreinigungen oder schädlichen Gasen zu schützen. Die Magnetspule 9 wird von einer Ansteuervorrichtung 8 angesteuert, sodass sich ein Magnetfeld ausbildet, und die Ventilplatte 3 von diesem Magnetfeld angezogen wird. Die Ventilplatte 3 bildet den Anker des Elektromagneten.
Fig. 2 zeigt die Ansteuervorrichtung 8, welche eine Modulationsvorrichtung 8a aufweist, wobei die Ansteuervorrichtung über elektrische Leitungen 8b mit einem Drehwinkelsensor und über weitere elektrische Leitungen 8b mit der bzw. den Magnetspulen 9 verbunden ist.
In Fig. 4 ist ein schematischer Ablauf der von der Ansteuervorrichtung 8 verarbeiteten Messignale und erzeugten Ansteuersignale dargestellt. Auf der horizontalen Achse ist der Zeitverlauf t beziehungsweise der Drehwinkel ω eines Kolbenkompressors dargestellt, im obersten Diagramm die Stellung des Ventils in den beiden Betriebszuständen offen und geschlossen, im mittleren Diagramm ein Drehwinkelsignal des Drehwinkelsensors, und im unteren Diagramm der von der Ansteuervorrichtung 8 an die Magnetspule abgegebene Magnetstrom I. Auf ein Signal des Drehwinkelgebers 10 hin wird an die Spule 9 ein Magnetisierungsstrom angelegt, was bewirkt, dass die Ventilplatte 3 vom Ventilfänger 6 angezogen wird, sodass das Ventil geöffnet wird. Dabei führt die Ansteuervorrichtung 8 eine erste Ansteuerphase 11a aus, was eine Magnetisierung des Ventilfängers 6 bewirkt. Das Saugventil 1 kann nun über eine beliebig wählbare Zeitperiode offen gehalten werden. Zum Schliessen des Saugventils 1 wird vorzugsweise wiederum ein Signal des Drehwinkelsensors 10 verwendet, wobei die Ansteuervorrichtung 8 nach diesem Signal eine zweite Ansteuerphase 11b des Elektromagneten 9 einleitet, indem mittels einer Modulationsvorrichtung 8a ein abklingender Wechselstrom erzeugt wird, welcher an die Magnetspule 9 angelegt wird, um die Ventilplatte 3 und/oder den Ventilfänger 6 zu entmagnetisieren. Durch die Entmagnetisierung wird jegliche Haltekraft zwischen der Ventilplatte 3 und dem Ventilfänger 6 unterbunden, insbesondere wird ein Aneinanderkleben der beiden Teile aufgrund verbleibender magnetischer Kräfte verhindert. Beim Schliessen des Saugventils 1 wird die Ventilplatte 3 gegen den Ventilsitz 2 gepresst. Dabei kommt die Ventilplatte 3 direkt auf den Ventilsitz 2 zu liegen, sodass ein direkter Kontakt zwischen den beiden metallisch ausgebildeten Komponenten entsteht. Da die Ventilplatte 3 vorgängig entmagnetisiert wurde, besteht keine Gefahr eines Anklebens der Ventilplatte 3 an den Ventilsitz 2. Der Ventilsitz 2, die Ventilplatte 3 und der Ventilfänger 6 bestehen üblicherweise aus einem rostfreien Stahl mit hartmagnetischen Eigenschaften. Zwischen dem Ventilsitz 2, der Ventilplatte 3 und dem Ventilfänger 6 sind keine magnetisch isolierenden Werkstoffe angeordnet, sodass die Entmagnetisierung der Ventilplatte 3 und des Ventilfängers 6 vorteilhaft ist, um einen fehlerlosen Betrieb des Saugventils 1 zu gewährleisten. Das erfindungsgemässe Ansteuerverfahren der Magnetspule 9 mit einer Modulationsvorrichtung 8a zur Entmagnetisierung weist zudem den Vorteil auf, dass die Entmagnetisierung in sehr kurzer Zeit durchführbar ist, was sehr schnelle Schaltzeiten des Saugventils 1 ermöglicht. Das Saugventil 1 ist insbesondere derart ansteuerbar, dass während einer vorgebbare Anzahl von Umdrehungen, z.B. eines Kompressors, das Ventil 1 offen gehalten werden kann und dass das Ventil (1) während einer weiteren, beliebig wählbaren Anzahl von Umdrehungen im selbsttätigen, sich öffnenden und schliessenden Arbeitsmodus betrieben werden kann. Somit ist es möglich, die geförderte Menge des Saugventils 1 stufenlos zu regeln.
Fig. 5 zeigt einen weiteren schematischen Ablauf von einem Ansteuerverfahren sowie die Stellung des Ventils 1. Auf der horizontalen Achse ist der Zeitverlauf t beziehungsweise der zum Zeitverlauf Äquivalente Drehwinkel ω eines Kolbenkompressors dargestellt. Mit dem Drehwinkelsensor 10 wird das Drehwinkelsignal gemessen. Das Betriebsverhalten des Saugventils 1 in Verbindung mit einem Kolbenkompressor ist bekannt. Insbesondere ist bekannt, dass nach einem bezüglich dem Drehwinkelsignal festen Drehwinkel Δ das Ventil vollständig geöffnet ist und die Ventilplatte 3 am Ventilfänger 6 anliegt. Die Magnetspule 9 wird durch die Ansteuervorrichtung 8 erst dann in einer ersten Ansteuerphase 11a mit einem Magnetstrom I aktiviert, wenn das Ventil 1 vollständig geöffnet ist und die Ventilplatte 3 am Ventilfänger 6 anliegt. Dadurch kann die Ventilplatte 3 sehr zuverlässig und mit einer relativ geringer magnetischen Kraft gehalten werden. Während einem selbsttätigen Betrieb eines Kolbenkompressors liegt eine Ventilplatte 3 während einem Drehwinkel von beispielsweise 120 Grad am Ventilfänger 6 an. Nach einem Drehwinkelsignal wird die Magnetspule 9 durch die Ansteuervorrichtung 8 erst dann in einer zweiten Ansteuerphase 11b mit einem abklingenden Wechselstrom beschickt, wenn sichergestellt ist, dass die gesamte zweite Ansteuerphase 11b in einem Drehwinkelbereich stattfindet, in welchem die Ventilplatte 3 bei selbsttätigem Betrieb am Ventilfänger 6 anliegen würde. Dadurch wird die Ventilplatte 3 während der zweiten Ansteuerphase 11b nicht vorzeitig vom Einflussbereich der Magnetspule 9 getrennt und die Ventilplatte 3 kann vollständig entmagnetisiert werden.
Das Saugventil 1 gemäss Fig. 1 kann mit oder ohne Dämpferplatte 4 ausgestaltet sein. Das Ansteuerverfahren gemäss Fig. 5 wurde für ein Saugventil 1 ohne Dämpferplatte 4 beschrieben. Sollte das Saugventil 1 jedoch auch eine Dämpferplatte 4 aufweisen, so ist im Ansteuerverfahren gemäss Fig. 5 die Dämpferplatte 4 zwischen der Ventilplatte 3 und dem Ventilfänger 6 angeordnet, sodass bei vollständig geöffnetem Ventil 1 die Dämpferplatte 4 am Ventilfänger 6 anliegt, und die Ventilplatte 3 an der Dämpferplatte 4 anliegt. Ansonst ändert sich nichts am Ansteuerverfahren.
Fig. 3b zeigt einen weiteren Querschnitt durch einen als Ringkörpermagnetjoch 6c ausgebildeten Ringkörper 6a. In diesem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Saugventil eine Dämpferplatte 4α auf, wobei die Dämpferplatte, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Ringkörpern 4a besteht. Der Ringkörper 4a ist gemäss dem Ausführungsbeispiel 3b derart ausgestaltet, dass die dem Ringkörpermagnetjoch 6c zugewandte Seite u-förmig ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung bewirkt, dass der magnetische Fluss vermehrt über die Ventilplatte 3 fliesst, womit die Ventilplatte 3 besser durch die Magnetspule 9 angezogen werden kann.
Fig. 3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Saugventils 1 mit Dämpferplatte 4. Um den magnetischen Fluss zwischen dem Ringkörpermagnetjoch 6c und der Ventilplatte 3 zu verbessern, weist der Ringkörper 4a der Dämpferplatte 4 einen Spalt 4c auf, unter Ausbildung von zwei Ringkörperteilen 4b, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Der Spalt 4c verläuft vorteilhafterweise konzentrisch zur Zentralschraube 7.
Fig. 3d zeigt einen weiteren Querschnitt durch einen Ringkörper 6a, wobei das Ringkörpermagnetjoch 6c V-förmig verlaufend ausgestaltet ist, sodass die ganze Magnetspule 9 in einer isolierenden Abdeckschicht 9a eingebettet ist.
Zum Betrieb des Saugventils 1 ist zumindest eine einzige im Ventilfänger 6 angeordnete Magnetspule 9 erforderlich. Vorteilhafterweise werden eine Mehrzahl von in den konzentrisch verlaufenden Ringkörpern 6a angeordneten Magnetspulen 9 verwendet, um eine grössere Kraft auf die Ventilplatte 3 zu bewirken. Diese Magnetspulen 9 können von der Ansteuervorrichtung 8 derart angesteuert sein, dass alle Magnetspulen ein gleichpoliges laufendes Magnetfeld erzeugen oder auch dass benachbart liegende Magnetspulen ein gegenpoliges Magnetfeld erzeugen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Betätigen einer Ventilplatte 3 eines Saugventils der Plattenbauart 1 umfasst zumindest einen Ventilfänger 6 sowie eine elektronische Ansteuervorrichtung 8. Diese Vorrichtung kann zusammen mit einem Ventilsitz 2, einer Ventilplatte 3, sowie Federelementen 5 zu einem Saugventil 1 zusammengestellt werden. Dabei eignet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung auch für bereits bestehende Saugventile, um diese in ein ansteuerbares Saugventil 1 umzurüsten. Dabei wird der bestehende Ventilfänger 6 durch den in Fig. 1 dargestellten Ventilfänger 6 mit Magnetspulen 9 ersetzt, und die Magnetspulen mit der Ansteuervorrichtung 8 verbunden. Somit kann ein bestehendes Saugventil 1 auf eine einfache und kostengünstige Weise umgebaut werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung und die Saugventile 1 finden insbesondere bei Kolbenkompressoren Verwendungen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt, die Fördermenge jedes einzelnen Verdichtungsraumes des Kolbenkompressors unabhängig von den anderen Verdichtungsräumen und stufenlos zu verändern und zu regeln.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Saugventils 1 umfassend einen Ventilsitz 2 und eine Ventilplatte 3, welche Ventilplatte 3 aus einer Mehrzahl einzelner, konzentrisch angeordneter, ringförmig ausgebildeter Ventilplattenteile 3a,3b besteht, sowie einen Fänger 6 mit in den Ringkörpern 6a des Fängers 6 angeordneten Magnetspulen 9. Die Federn 5, welche die Ventilplattenteile 3a,3b in der Ruhelage gegen den Ventilsitz 2 drücken sind nicht dargestellt. Beim betätigen der Magnetspulen 9 wird der jeweils unter der Spule 9 angeordnete Ventilplattenteil 3a,3b,3c vom darüberliegenden, u-förmig ausgebildeten Ringkörper 6a angezogen. Die Magnetspulen 9 sind gemeinsam ansteuerbar, sodass alle Ventilplattenteile 3a,3b,3c gleichwirkend betreibbar sind. Die Magnetspulen 9 sind auch derart ansteuerbar, dass die einen Ventilplattenteile 3a,3b,3c, zum Beispiel die Ventilplattenteile 3a,3b durch das Betätigen der Magnetspule 9 am Ventilfänger 6 gehalten sind, während der Ventilplattenteil 3c normal beweglich öffnet und schliesst, da die über dem Ventilplattenteil 3c angeordnete Magnetspule 9 nicht aktiviert ist.
Die Ventilplattenteile 3a,3b,3c sind aus einem ferromagnetischen Metall wie Eisen oder aus einem ferromagnetischen Kunststoff oder aus einem ein ferromagnetisches Metall enthaltenden Kunststoff gefertigt.

Claims (15)

  1. Verfahren zur stufenlosen Fördermengenregulierung eines Saugventils (1) der Plattenbauart, mit einer Ventilplatte (3), die von einem in einem Ventilfänger (6) angeordneten Elektromagneten (9) betätigt wird, wobei der Elektromagnet (9) derart angesteuert wird, dass in einer ersten Ansteuerphase (11a) die Ventilplatte (3) fest am Ventilfänger (6) oder an einer zwischen dem Ventilfänger (6) und der Ventilplatte (3) angeordneten Dämpferplatte (4) anliegt und blockiert wird, und dass in einer zweiten Ansteuerphase (11b) der Elekromagnet (9) mit einem abklingenden Wechselstrom angesteuert wird, um die Ventilplatte (3) zumindest teilweise zu entmagnetisieren, sodass die Ventilplatte (3) gelöst wird .
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (9) aktiviert wird, während sich die Ventilplatte (3) in einem geöffneten Zustand befindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet(9) nur dann aktiviert oder deaktiviert wird, wenn die Ventilplatte (3) alleine oder zusammen mit einer Dämpferplatte (4) am Ventilfänger (6) anliegt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (9) derart angesteuert wird, dass die Ventilplatte (3) über eine vorgebbare Anzahl Zyklen eines Kompressors geöffnet bleibt, und über eine vorgebbare Anzahl Zyklen ohne Einwirkung des Elektromagneten (9) freilaufend betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (3) aus einer Mehrzahl konzentrisch angeordneter Ventilplattenteile (3a,3b) besteht, welche durch die Elektromagnete (9) einzeln oder gemeinsam angesteuert werden.
  6. Vorrichtung zum Betätigen einer Ventilplatte (3) eines Saugventils (1) der Plattenbauart mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem Ventilfänger (6) sowie einer elektronischen Ansteuervorrichtung (8), wobei der Ventilfänger (6) aus einem Ringkörper (6a) gebildet ist, welcher eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut (6b) sowie eine in der Ringnut (6b) angeordnete Magnetspule (9) aufweist, sodass der Ringkörper (6a) ein Ringkörpermagnetjoch (6c) eines Elektromagneten ausbildet, und wobei die Magnetspule (9) mit der Ansteuervorrichtung (8) verbunden ist, um die den Anker des Elektromagneten bildende Ventilplatte (3) anzuziehen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Ansteuervorrichtung (8) zumindest eine einen abklingenden Wechselstrom erzeugende Modulationsvorrichtung (8a) aufweist, welcher Wechselstrom an die Magnetspule (9) anlegbar ist, um das Ringkörpermagnetjoch (6c) und/oder die als Anker dienende Ventilplatte (3) zu entmagnetisieren.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilfänger (6) eine Mehrzahl konzentrisch angeordneter Ringkörper (6a) mit Magnetspulen (9) aufweist, und dass die Magnetspulen (9) von der Ansteuervorrichtung (8) gleichpolig oder gegenpolig ansteuerbar sind.
  9. Saugventil der Plattenbauart (1) umfassend einen Ventilsitz (2), eine Ventilplatte (3) mit Ventilfedern (5) sowie eine Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Ventilplatte (3) und der Ventilsitz (2) direkt aufeinanderlegbar sind.
  10. Saugventil der Plattenbauart (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilplatte (3) und dem Ventilfänger (6) eine Dämpferplatte (4) angeordnet ist.
  11. Saugventil der Plattenbauart (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferplatte (4) eine Mehrzahl konzentrisch verlaufender Ringkörper (4a) aufweist, welche alle miteinander verbunden sind und welche auf der dem Ventilfänger (6) zugewandten Seite u-förmig ausgestaltet sind.
  12. Saugventil der Plattenbauart (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferplatte (4) eine Mehrzahl konzentrisch verlaufender Ringkörper (4a) aufweist welche alle miteinander verbunden sind, wobei mindestens ein Ringkörper (4a) aus zwei durch einen, vorzugsweise konzentrisch verlaufenden, Spalt (4c) getrennte Ringkörperteile (4b) besteht.
  13. Saugventil der Plattenbauart (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (2), die Ventilplatte (3) und der Ventilfänger (6) aus rostfreiem Stahl bestehen, insbesondere einem Stahl mit hartmagnetischen Eigenschaften.
  14. Saugventil der Plattenbauart (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (3) aus einer Mehrzahl einzelner, ringförmig ausgestalteter, konzentrisch verlaufend angeordneter Ventilplattenteile (3a,3b) besteht.
  15. Kolbenkompressor mit einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 14 oder betrieben mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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