SE467017B - Solenoidventil med stoetverkan foer kortvariga oeppnings- och staengningsfoerlopp - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 467 017 2 Företrädesvis väljas spelet mellan ankarets och lyftorganens anslagsytor så stort, att ankarets anslagsyta träffar lyft- organens anslagsyta strax innan ankaret nått sitt ändläge, då det har maximal rörelseenergi. Ankarets rörelseenergi över- föres härvid som impuls till lyftorganen. Stötvågen fort- plantas genom lyftorganen till ventilkroppen som lyfts från sitt säte. Genom uppfinningen uppnås en enkel och billig ventil, som kan utformas så att tiden från det ankaret träf- far lyftorganen till dess ventilen öppnar inte uppgår till mer än bråkdelen av millisekunder.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en schematisk perspektivvy av en utföringsform av en ventil och fig. 2 en perspektivvy av några detaljer hos ventilen i fig. 1 i förstorad skala.

Ventilen innefattar en cylindrisk metallkropp 1 med en cen- tral borrning 2, som mynnar i ett vid kroppen 1 fixerat ventilrör 3 av exempelvis rostfritt stål. Röret 3 sträcker sig genom en andra cylindrisk metallkropp 4 och har sin nedre ände utformad som ett ventilsäte 5 för en ventiltallrik 6 vilken är uppburen av en av exempelvis Inconel bestående ventilstång 7, som sträcker sig genom ventilröret 3 och borrningen 2. Stången 7 är gängad vid sin övre ände och en ventillyftare i form av två invändigt gängade cylindriska element 8,9 är fastskruvade vid stången 7 och är omgivna av en cylindrisk styrning 10 vid borrningens 2 övre ände. En solenoid 11 är fixerad vid den övre änden av tre cylindriska styrstänger 12 (två visade), vilka sträcker sig genom borr- ningar l2a i kroppen 1 och vid sina nedre ändar är fixerade vid den nedre kroppen 4. Röret 3 är förskjutbart i förhållan- de till kroppen 4 och med hjälp av icke närmare visade juster- och låsorgan är kroppen 1 förskjutöar och låsbar i olika höjdlägen på styrstängerna 12. På detta sätt kan av- ståndet mellan det övre ventillyftarelementets 8 övre yta 13 och en nedåtvänd, motstående yta 14 på solenoidens 11 ankare 15 justeras. ,/' 10 15 20 25 30 35 3 467 017 En radiell kanal 16 i kroppen 1 ansluter till borrningen 2 och bildar tillsammans med borrningen och röret 3 en gas- passage. Borrningen 2 har en övre del 21 med större diameter än dess nedre del 22. En mellan delarna bildad första ansats 23 tjänstgör som stöd för en bricka 24 och en 0-ring 25, vilken har till uppgift att täta mellan ventilstången 7 och borrningens 2 vägg. 0-ringen 25 kan bestå av viton, som tål de heta gaser det är fråga om vid användning av ventilen för sampling av förbränningsgaser. En andra ansats 26 bildar stöd för ett returfjäderpaket 27 bestående av ett par tallriks- fjädrar 28, en skruvfjäder 29 och en mellanliggande bricka 30. Ett fjäderpaket i detta utförande har olinjär återfö- ringskaraktäristik.

Vid praktiska försök med en ventilanordning enligt upp- finningen sattes solenoiden vid aktivering under en spänning av 170V. Spelet mellan ventillyftarelementets yta 13 och ankarets yta 14 i solenoidens deaktiverade tillstånd var injusterat så att ankarets yta 14 träffade elementets yta 13 omedelbart före ankarets nedre ändläge. Massorna hos de verksama delarna, d v s hos ankaret 15 och ventilstången 7 med sin ventiltallrik 6 och lyftarelement 8,9, var så an- passade till varandra och till fjäderpaketet 27, att ventilen öppnade och stängde på ca 0,7 ms med en max slaglängd hos stången av ca 0,5 mm. ventilen enligt uppfinningen kan monteras på en förbrännings- motors cylindertopp och användas vid sampling av för- bränningsgaser, varvid den radiella borrningen 16 anslutes till en analysutrustning. Den kan givetvis även användas i andra samanhang, där snabbt varierande förlopp förekommer.

Den är särskilt lämpad att användas vid periodiskt åter- kommande mätningar med liten "duty cycle", eftersom större delen av dess period åtgår för accelering av ankaret och endast en mycket liten del för tillslaget mot lyftelementen.

Ventilstången måste i förekommande fall kunna motstå såväl höga mekaniska påkänningar som höga temperaturer och materia- let i stången väljes med hänsyn till detta och till respons- 10 15 20 467 017 tid, provtagningsmiljö m m.

Materialet som kan komma ifråga är förutom stållegeringar Inconel och titan. ' Inom ramen för uppfinningen är det möjligt att anordna en separat, rörligt lagrad massa mellan ankaret 13 och lyft- elementet 8,9. Ankaret stöter då mot mellanmassan som i sin tur stöter mot lyftelementet. På detta sätt kan en ännu snabbare ventil åstadkomas. Mellanmassans vikt optimeras härvid i förhållande till vikten hos övriga rörliga delar hos ventilen, så att rörelsemängden överföres från ankaret till ventillyftarelementen med minsta möjliga förluster. Teore- tiskt skall mellanmassans vikt vara lika med summan av vikten hos övriga rörliga delar hos ventilen. I praktiken måste dock vikten trimmas in med hänsyn till olika förluster i anord- ningen.

Arrangemanget med en mellanmassa med optimerad vikt ger fördelar i form av minskat slitage, minskad studs (mellan- massan skall helst stanna efter det att den slagit emot ventillyftaren) och minskad risk för deformationer.

Claims (4)

10 15 20 25 30 467 017 5 Patentkrav

1. Solenoidventil, innefattande en solenoid, ett rörligt ankare, en ventilkropp anordnad att samverka med ett ventil- säte samt mellan ankaret och ventilkroppen verksamma lyft- organ, som är anordnade att överföra ankarets rörelse i ventilens öppningsriktning till ventilkroppen, varvid ankaret (15) och lyftorganen (7, 8, 9) har anslagsytor (14, 13), som i solenoidens (11) deaktiverade tillstånd ligger på avstånd från varandra och är så anordnade, att ankarets anslagsyta (14) vid aktivering av solenoiden träffar lyftorganens an- slagsyta (13) efter en viss rörelse av ankaret, k ä n - n e t e c k n a d av att ventilkroppen är en på en ventil- spindel (7) anordnad ventiltallrik (6) och att spindeln är förskjutbar medelst en i en styrning (10) förskjutbart lagrad massa (8, 9), som uppvisar nämnda anslagsyta (13).

2. Solenoidventil enligt krav 1, av att lyftorganen innefattar en relativt ankaret (15) och spindeln (7) rörlig massa, som uppvisar nämnda anslagsyta samt en ytterligare anslagsyta anordnad att efter viss rörel- k ä n n e t e c k n a d se av massan träffa en anslagsyta (13) på en med spindeln fast förbunden massa (8).

3. Solenoidventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ankaret (15) är rörligt mellan två ändlägen och så anordnat i förhållande till lyftorganens (7, 8, 9) anslagsyta (13), att ankarets anslagsyta träffar lyftorganens anslags- yta, när ankaret efter aktivering av solenoiden (11) för- flyttats större delen av sträckan mellan sina ändlägen.

4. Solenoidventil enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att fjäderorgan (27) är anordnade, som vid deaktiverad solenoid (ll) håller ventilkroppen (6) mot sitt säte (5).