DE102014004722B3 - Shut-off valve, coaxial, pressure compensated, directly controlled, for high temperatures - Google Patents
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Abstract
Absperventil zur steuerbaren Fluiddurchströmung, mit einem ein Schließorgan 6, welches im wesentlichen die Gestalt eines hohlen, runden Rohres besitzt und welches Schließorgan 6 zur Absperrung des Mediumsstroms axial entlang der Achse des Schließorgans 6 innerhalb des Ventilkörpers 1 verschoben wird und zur Mediumsstromabsperrung stirnseitig gegen einen Sitz 5 gepreßt wird, und wobei das Schließorgan 6 mit einem elektromagnetischen Hubantrieb direkt betätigt wird.Shut-off valve for controllable fluid flow, with a closing member 6, which has substantially the shape of a hollow, round tube and which closing member 6 is axially displaced to block the medium flow along the axis of the closing member 6 within the valve body 1 and the medium flow shut-off the front side against a seat 5 is pressed, and wherein the closing member 6 is actuated directly with an electromagnetic lifting drive.
Description
Zur Steuerung des Medienflusses in einer Rohrleitung werden Ventile eingesetzt. Nahezu alle Bauweisen der Ventile (Kugelhahn, Sitzventil, Schieber, Membranventil, Klappe) haben die Eigenschaft, dass die Betätigungskräfte des Schließorganes mit steigendem Druck innerhalb der Rohrleitung größer werden. Spätestens im abgesperrten Zustand der Ventile sorgt die höhere Druckdifferenz meist mindestens proportional für steigende Betätigungskräfte bzw. Betätigungsmomente. Am Beispiel eines Sitzventils erläutert bedeutet das, dass im Falle eines geschlossenen Ventils die Kräfte, die notwendig sind um den Kegel vom Sitz abzuheben, in etwa linear mit der steigendenden Druckdifferenz steigen. Diese Kräfte lassen sich sehr einfach ermitteln, in dem die Fläche des Sitzkegels mal der Druckdifferenz genommen wird. Sehr ähnliche Verhältnisse herrschen ebenso in den anderen benannten Armaturenbauweisen wie Kugelhahn, Schieber etc. Diese Abhängigkeit der Schließkräfte ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein solches Ventil magnetisch direktgesteuert betätigt werden soll. Spätestens bei Sitzdurchmessern bzw. Kegeldurchmessern von 20 mm und mehr und Differenzdrücken von 40 bar und mehr, werden die Kräfte so groß, dass eine Betätigung des Sitzventils mittels eines Elektromagneten nur mit extrem hohen Leistungen möglich ist. Dies ist in der Regel nicht vertretbar und so findet man nur wenige direktgesteuerte Hubventile oberhalb der DN25 oberhalb von PN25.Valves are used to control the flow of media in a pipeline. Almost all designs of the valves (ball valve, seat valve, slide valve, diaphragm valve, flap) have the property that the actuating forces of the closing member with increasing pressure within the pipeline become larger. At the latest in the shut-off state of the valves, the higher pressure difference mostly at least proportionally ensures increasing actuating forces or actuating torques. Using the seat valve as an example, this means that in the case of a closed valve, the forces necessary to lift the cone off the seat increase approximately linearly with the increasing pressure difference. These forces can be very easily determined by taking the surface of the seat cone times the pressure difference. Very similar conditions prevail as well in the other named fittings designs such as ball valve, slide, etc. This dependence of the closing forces is particularly important if such a valve is to be operated magnetically directly controlled. At least at seat diameters or taper diameters of 20 mm and more and differential pressures of 40 bar and more, the forces are so great that an actuation of the poppet valve by means of an electromagnet is possible only with extremely high powers. This is usually unreasonable and so you will find only a few directly controlled globe valves above the DN25 above PN25.
Trotzdem werden in vielen Fällen elektromagnetisch direktgesteuerte Ventile benötigt zum Beispiel in Einsatzfällen, wo keine Druckluft bzw. keine Hydraulik zur Verfügung steht. Eine elektrische Stromversorgung ist heutzutage an nahezu jeder Maschine bzw. Anlage verfügbar und so haben die elektrisch angesteuerten Magnetventile stets ihre Vorteile.Nevertheless, electromagnetically directly controlled valves are required in many cases, for example, in applications where no compressed air or no hydraulic system is available. An electrical power supply is available today on almost every machine or system and so the electrically controlled solenoid valves always have their advantages.
Seit ca. 50 Jahren ist die sogenannte coaxiale druckausgeglichene Bauweise von Ventilen im Markt verfügbar, wie in
Ein innerhalb des Ventilkörpers
Es sind im Markt direktgesteuerte Magnetventile verfügbar wie in
Durch die zuvor erläuterte Tatsache, dass die Schließkräfte der nicht druckausgeglichen aufgebauten Sitzventile nahezu linear mir der Druckdifferenz innerhalb des Ventils steigen, sind die hierzu notwendigen Magnete extrem groß, wenn die Nennweiten bzw. die Druckdifferenzen innerhalb des Ventiles groß werden. Die so aufgebauten Ventile sind sowohl in der Baugröße sehr groß als auch in der erforderlichen Leistungsaufnahme regelrecht als Energiefresser zu bezeichnen. Zudem ist die Herstellung solcher Ventile sehr kostspielig, da ein sehr großer und starker Elektromagnet hergestellt werden muss.As a result of the previously explained fact that the closing forces of the non-pressure compensated seat valves increase almost linearly with the pressure difference within the valve, the magnets necessary for this purpose are extremely large if the nominal widths or the pressure differences within the valve become large. The valves designed in this way are very large in terms of their size and can even be called energy guzzlers in the required power consumption. In addition, the production of such valves is very expensive, since a very large and strong electromagnet must be made.
Es besteht also Bedarf nach einem direktgesteuerten Magnetventil, das für hohe Temperaturen eingesetzt werden kann, bei dem aber kleine und energiesparende Elektromagnete eingesetzt werden können. Dieser Bedarf soll erfindungsgemäß auf die im Folgenden beschriebene Art und Weise gedeckt werden.There is therefore a need for a direct-operated solenoid valve that can be used for high temperatures, but in which small and energy-saving electromagnets can be used. This requirement is intended to be covered according to the invention in the manner described below.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung handelt es sich um die Konstruktion eines elektromagnetisch direktgesteuerten Ventiles, das druckausgeglichen aufgebaut ist, bei dem aber der temperaturempfindliche Magnet von der hohen Mediumstemperatur abgeschirmt ist. Der Druckausgleich wird dadurch erreicht, daß die Schließfunktion nach wie vor durch ein Schließorgan
Das Steuerrohr muß stets mediumsberührt ausgeführt werden, um den Druckausgleich zu erreichen, es muß also ein Weg gefunden werden, die Mediumstemperatur vom Magneten abzuschirmen.The control tube must always be performed in contact with the medium in order to achieve pressure equalization, so it must be found a way to shield the medium temperature of the magnet.
Im Gegensatz zu der üblichen Bauweise solcher Ventile, wird in der erfindungsgemäßen Konstruktion der Mediumsdurchsatz nicht durch das Steuerrohr geführt. Im Gegenteil dazu wird das Medium seitlich am Steuerrohr vorbeigeführt, weder der Ventileingang noch der Ventilausgang befindet sich axial zum Schließorgan
Durch eine Verengung im Steuerrohr wird für sehr hohe Temperaturen zusätzlich sichergestellt, daß der Mediumsdurchsatz durch das Schließorgan
Gleichzeitig wird das Schließorgan erfindungsgemäß soweit verlängert, daß die Temperatur an der Spule im zulässigen Bereich liegt.At the same time, the closing element is extended according to the invention so far that the temperature at the coil is within the permissible range.
Ebenso werden erfindungsgemäß die dynamischen Dichtungen
Erfindungsgemäß werden lediglich Führungen, die vorzugsweise aus Polymeren bestehen, die aber auch aus Metallen oder anderen Lagerungswerkstoffen, wie Graphit bestehen können, dort im Ventil verbaut, wo das heiße Medium für hohe Temperaturen sorgt. Alle weiteren Bauteile, die temperaturempfindlich sein könnten, werden in dem der hohen Temperatur abgewandten Teil des Ventils untergebracht. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgemäß aufgebauten Ventiles besteht darin, daß keine dynamischen Dichtungen „nach außen” abdichten. Eine Leckage nach Außen wird durch zusätzliche, statische Dichtungen verhindert, wie z. B. O-Ringe. So führt auch ein vollständiges Versagen einer dynamischen Dichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ventilgehäusevalve housing
- 22
- Magnetspulesolenoid
- 33
- Ventilhubvalve
- 44
- Anker des ElektromagnetenAnchor of the electromagnet
- 55
- SitzSeat
- 66
- Schließorganclosing member
- 77
- Dynamische DichtungDynamic seal
- 88th
-
Verengung (im Schließorgan
6 )Narrowing (in the closing organ6 ) - 99
- Gehäuseverlängerunghousing extension
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014004722.9A DE102014004722B3 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Shut-off valve, coaxial, pressure compensated, directly controlled, for high temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014004722.9A DE102014004722B3 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Shut-off valve, coaxial, pressure compensated, directly controlled, for high temperatures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014004722B3 true DE102014004722B3 (en) | 2015-08-27 |
Family
ID=53782737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014004722.9A Active DE102014004722B3 (en) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | Shut-off valve, coaxial, pressure compensated, directly controlled, for high temperatures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014004722B3 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19723207A1 (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Samson Ag | Gas tap actuator pressure sensor |
DE19837694B4 (en) * | 1998-08-19 | 2008-02-07 | müller co-ax ag | Coaxial valve with back pressure relief |
-
2014
- 2014-04-01 DE DE102014004722.9A patent/DE102014004722B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19723207A1 (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Samson Ag | Gas tap actuator pressure sensor |
DE19837694B4 (en) * | 1998-08-19 | 2008-02-07 | müller co-ax ag | Coaxial valve with back pressure relief |
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