DE1077496B

DE1077496B - Ventil mit Antrieb durch das abzusperrende Druckmittel und Steuerung durch ein vorzugsweise elektromagnetisches Hilfsventil

Info

Publication number: DE1077496B
Application number: DEM37182A
Authority: DE
Inventors: Fritz Maus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-03-29
Filing date: 1958-03-29
Publication date: 1960-03-10

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise durch ein elektromagnetisches Hilfsventil gesteuertes und durch das abzusperrende Druckmittel betätigtes Ventil, welches die Funktionen eines Absperr-, Einstell-, Regel- und Rückschlagventils in sich vereinigt. Es ist für kalte und heiße, gasförmige und flüssige Durchflußmedien, insbesondere für Dampf, Vakuum und aggressive Medien, geeignet. Das Ventil funktioniert in jeder Einbaulage. Im Kesselspeisebetrieb kann es als Rückschlag- und regelbares Rückspeiseventil gleichzeitig verwendet werden.

Bei einem bekannten derartigen Ventil wurde der Kolben mit mindestens einem Kolbenring ausgerüstet. Für die Dosierung des Zuflusses auf die Rückseite des Kolbens müssen aber Gehäusekanäle und Drosselschrauben im Druckmittelweg eingeordnet oder ein Spiel zwischen Kolben und Zylinder vorgesehen· werden. Erfahrungsgemäß werden solche Kanäle oder Drosselstellen bald verstopft.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die wesentlichsten Merkmale des erfindungsgemäßen Ventils sind folgende:

Der Durchfluß des Druckmittels auf die Rückseite des Kolbens erfolgt über den veränderbaren Kolbenringstoß, wodurch Gehäusekanäle und Drosselschrauben im Druckmittelweg eingespart werden. Gegenüber den Ventilen mit Spiel zwischen Kolben· und Zylinder ist die einwandfreie Kolbenführung ein Fortschritt.

Es ist auch schon ein Regulierventil bekannt; dessen Verschlußstück mit einem Sprengring ausgerüstet ist, zwischen dessen Enden ein Spalt für den Durchfluß frei bleibt. Infolge Führung des Verschlußstückes mit dem Sprengring in einem konisch ausgebildeten Ventilsitz kann der Spalt in der, Breite verändert werden, woraus sich die Durchflußregelung ergibt.

Damit auch bei mechanischer Hemmung des Kolbens der mit ihm gekuppelte Magnetanker voll in die Magnetspule gezogen wird, ist die für die Rückholung des Verschluß Stückes des Hilfsventil vorgesehene Zugfeder vorteilhaft zwischen Kolben und Anker befestigt und vorgespannt und dient beiden Aufgaben gleichzeitig. Ähnlich dient eine Druckfeder, die das Verschluß stück des Hauptventils dichtend in den Sitz drückt, gleichzeitig bei mechanischer Hemmung des Magnetankers im Magnetkernrohr der Kompensation der Vorspannung der vorgenannten Zugfeder, so daß das Hauptventil unabhängig von der Stellung des Magnetankers im Schließsinne bewegt werden kann.

Eitle in bekannter Weise der Kolbenführung· dienende Führungsbüchse wird als höhenverstellbare Gewindebüchse so an einem Bodenstutzen angeordnet, daß das Verschluß stück des Hauptventils von außen her angehoben werden kann, wodurch eine Mengen-Ventil mit Antrieb

durch das abzusperrende Druckmittel

und Steuerung durch ein vorzugsweise

elektromagnetisches Hilfsventil

Anmelder:

Fritz Maus,

Weinheim (a. d. Bergstraße),
Schlangenböhlweg 1

Fritz Maus, Weinheim (a. d. Bergstraße),
ist als Erfinder genannt worden

voreinstellung möglich ist, die während des Betriebes vorgenommen werden kann. .

Durch die Anordnung einer auswechselbaren Düse, die der Drosselung des Abflusses durch ein mit dem Kolben verbundenes Rohr dient, wird sowohl eine Dämpfung des Öffnungsvorganges des Hauptventils als auch eine Dosierung der Rückstauung bei der Regelfunktion des Ventils erreicht, wobei die leichte Zugänglichkeit der Düse von außen her von besonderem Vorteil ist.

Die Feinregulierung im ersten Drittel der Gesatntdurchflußgröße wird dadurch erreicht, daß der Sitz des Hauptventils konisch ausgebildet und ein Drittel des Hubweges des Hauptventils hoch ist. Dies ermöglicht beim Absperrventil gleichzeitig eine weiche Entlastung des Schließ druckes, was die Regelfunktion erst ermöglicht. .

Weiterhin ist von Vorteil, daß alle zum elektromagnetischen Antrieb gehörigen Teile unter Verwendung eines bekannten kalthärtenden Zweikomponenten-Kunststoffes, der zwecks günstiger Abführung defi Spulenwärme noch mit Quarzsand versetzt sein kann, zu einer homogenen, geschützten Einheit zusammengefügt sind. Dadurch erübrigt sich die Anordnung eines druckfesten Rohrstutzens zwischen Druck- und Spulenraum, die sonst als Kurzschlußwindung wirksam würde. Damit war weiter möglich, für eine reibungsarme Führung" des Magnetankers ein Magnetkernrohr mit durchgehendem Längsschlitz anzuordnen. Die Zeichnung stellt sine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung schematisch dar.

909 759/238

Claims

3 4

Die stromführenden Teile, Anschlußklemmen 1, Zu- bens 24 das Hauptventil mittels der Wirkung der

leitungen 3 und Magnetspule 4 sowie Temperatur- Druckfeder 28 schließt. Damit ist die Absperr- und

sicherung 29 werden zusammen mit dem Magnetkern, 5, die Einstellfunktion erreicht.

dem mit durchgehendem Längsschlitz 7 versehenen Soll das gleiche Ventil für Regelzwecke verwendet Magnetkernrohr 6 und 'dem Magnetjoch 10 in das 5 werden, so ist lediglich eine entsprechend engere Düse gleichzeitig als .Magnetrückschluß wirksame Topf- -20 einzusetzen. Die Entlastung des Druckraumes 14 gehäuse 2 eingesetzt und mit kalthärtendem Zwei- ist dann zeitlich abhängig davon, um wieviel größer komponenten-Kunststoff 8/11 ausgegossen. Damit der Abfluß durch die Düse 20 gegenüber dem Zufluß bildet das Magnetsystem eine in sich abgeschlossene, über den Kolbenringstoß 25 ist. Von diesem Entdruckfeste, temperaturbeständige, unhygroskopische, io lastungsverhältnis hängt der Hubweg des Kolbens 24 inoxydable und explosionsgeschützte homogene Ein- und damit der Öffnungsgrad des Verschluß Stückes 17 heit, die in einfacher'Weise mittels Gewinde oder im konischen Sitz 16 ab. Ist bei einem bestimmten Flansche mit dem Ventil verbunden wird. Die Tempe- Betriebsdruck und einer entsprechend dem erforderratursicherung 29 kann in bekannter Weise aus einem liehen Regeldruck gewählten Düse 20 infolge des rück-Dehnungsgefäß bestehen, das bei Übertemperatur zer- 15 stauend wirkenden Regeldruckes der Gleichgewichtsstört wird, wodurch ein Federkontakt unterbrochen zustand über und unter dem Kolben 20 erreicht, so und damit die Magnetspule-stromlos wird. bleibt der Kolben 20 und damit das Verschlußstück 17

In einem Zylinder 12 ist¹" der Kolben 24 mit einem in seiner Lage. Bei diesem Öffnungsgrad des Haupt-Kolbenring 25 und Haltering 26 frei beweglich ange- ventils hätte ein größerer Verbrauch auf der Regelordnet und bildet mit dem Abflußrohr 18 und dem 20 seite den Abfall des. Regeldruckes zur Folge. Abfallen-Verschlußstück 17 eine feste Einheit. Der Vorzugs- der Regeldruck hat aber auch geringeren Rückstauweise geschlitzte Magnetanker 9 mit dem Verschluß- druck gegen die Düse 20 zur Folge, so daß deren stück 13 des Hilfsventil ist mittels einer vorge- Drosselwirkung vermindert wird, was eine schnellere spannten Zugfeder 27 am Kolben 24 befestigt, so daß Entlastung des Druckraumes 14 einleitet. Demgemäß bei mechanischer Hemmung eines Teiles der andere 25 bewegt sich der Kolben 24 im Öffnungssinne, bis Teil durch die Federspannung bewegt werden kann. wieder Gleichgewicht herrscht, also der gewählte Die Kompensation der Spannung der Zugfeder 27 Regeldruck wieder erreicht ist. Umgekehrt leitet ein wird durch dieDrwfckfeder 28 erreicht, die gleichzeitig kleinerer Verbrauch auf der Regelseite einen Druckdie Aufgabe hat, den Kolben 24 und das Verschluß- anstieg ein, der zur Schließbewegung des Kolbens 24 stück 17 bei drucklosem Ventil bzw. bei Druckaus- 30 führt, bis wieder Gleichgewicht herrscht. Damit ist die gleich vor und hinter dem Kolben 24 aus jeder Lage Regelfunktion des Ventils erreicht,
in die Schließstellung zu drücken. Um grobe Fremd- Wird der normale Betriebsdruck plötzlich und körper aus dem Steuermechanismus fernzuhalten, kann wesentlich überschritten, was zu überhöhtem Regelein Sieb 15 eingebaut werden. druck führen könnte, so kann man dies dadurch ab-

Die Kolbenführung erfolgt zwangläufig durch die 35 fangen, daß man auf der Regelseite der Anlage ein innen konische Gewindebüchse 19, welche so weit ein- Kontaktmanometer mit Ruhestromkontakt anschließt, gedreht bleibt, daß das untere Ende des Abflußrohres Bei Überschreitung des zulässigen Regel druckes unter-18 auch bei vollem Kolbenhub noch in der Büchse 19 bricht das Manometer den Speisestrom zum Ventilgeführt wird. Nach Lösen der Ringkontermutter 21 magneten, so daß das Ventil schließt. Nach Abfall des läßt sich die Gewindebüchse 19 während des Betriebes 40 Druckes auf den zulässigen Regelwert wird durch den hochschrauben, so daß auch das Verschlußstück 17 Manometerkontakt das Ventil wieder geöffnet,
hochgedrückt wird, womit eine beliebige Grunddurch- . Wird das Ventil entgegen der eingezeichneten Pfeilflußmenge eingestellt werden kann. richtung in die Rohrleitung eingebaut, so wirkt es wie

Die Funktion der Düse 20, die nach Abschrauben ein handelsübliches Rückschlagventil, denn das Ver-

der Büchse 19 bequem von außen her zugänglich bzw. 45 schlußstück 17 wird so lange hochgedrückt, als der

auswechselbar ist, ergibt sich aus der im folgenden be- untere Druck größer ist als der obere Druck. Darüber

schriebenen Wirkungsweise: - hinaus kann das Ventil im Gegensatz zum normalen

Das in Pfeilrichtung in das Ventil eintretende Rückschlagventil in jede-gewünschte rückwirkende Druckmittel drückt das Verschlußstück 17 dicht in den Regelstellung gemäß der vorher beschriebenen Arbeits-Sitz 16 und baut sich, wenn infolge stromloser Magnet- 5° und Wirkungsweise eingestellt werden. Bei Verwenspule4 das Hilfsventil 13 geschlossen ist, auch über dung als Kesselspeiseventil an Stelle des sonst üblichen den Kolbenringstoß 25 über dem Kolben 24 im Druck- Rückschlagventils ermöglicht dies die Rückführung raum 14 auf. Nach Einschalten des Spulenstromes sonst abzublasender Überschußwärme in den Speisewird der Magnetanker 9 voll in die Spule 4 gezogen, wasserbehälter und damit auch Kondensatrückgewinn, womit auch das Verschlußstück 13 vom Sitz abge- 55 In Vakuumanlagen kann das Ventil in den Stromkreis hoben wird. Die Entlastung des Drückraumes 14 ist der Evakuierungspumpe geschaltet werden, so daß es nun über das frei gewordene Abflußrohr 18 möglich, bei Stromausfall schließt und so das bereits vorhanwobei eine Dämpfung der Entlastung durch Wahl dene Vakuum erhalten bleibt,
einer entsprechenden Weite der Düse 20 erreicht werden kann, so_daß ein ruckartiges Öffnen des Ventils 60 Patentansprüche=
vermieden wird. Ist die Abflußmöglichkeit aus dem 1. Durch ein vorzugsweise elektromagnetisches Druckraum 14 wesentlich größer als die Zuflußmög- Hilfsventil gesteuertes, durch das abzusperrende lichkeit über den Kolbenringstoß 25, so bricht der Druckmittel betätigtes Ventil, dessen mit dem Ver-Druck im Raum 14 zusammen, so daß der Kolben 24 schlußstück verbundener Kolben mit mindestens infolge einseitiger Beaufschlagung und wegen seiner 65 einem Kolbenring ausgerüstet ist, dadurch gekenngrößeren Fläche gegenüber der des Verschluß Stückes zeichnet, daß der Durchfluß des Druckmittels zum 17 hochgedrückt wird, bis das Hauptventil voll ge- Druckraum (14) in an sich bekannter Weise durch öffnet ist. Die Abschaltung des Spulenstromes hat das den Kolbenringstoß erfolgt.

Schließen des Hilfsventils 13 zur Folge, so daß sich 2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet da-

infolge Druckausgleicheaauf beiden Seiten des KoI- 7° durch, daß eine für die Rückholung des Verschluß-

Stückes (13) des Hilfsventil vorgesehene Zugfeder (27) so zwischen dem Kolben (24) und dem Magnetanker (9) befestigt und vorgespannt ist, daß auch bei mechanischer Hemmung des Kolbens (24) der Magnetanker (9) voll in die Spule (4) gezogen wird.

3. Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Druckfeder (28), die sowohl das Verschluß stück (17) des Hauptventils dichtend in den Sitz (16) drückt als auch bei mechanischer Hemmung ίο des Magnetankers (9) im Magnetkernrohr (6) die Vorspannung der Zugfeder (27) kompensiert, so daß bei stromloser Spule (4) das Hauptventil (16, 17) geschlossen wird.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine in bekannter Weise der Kolbenführung dienende Führungsbüchse (19) als höhenverstellbare Gewindebuchse so an einem Bodenstutzen angeordnet ist, daß das Verschlußstück (17) von außen her angehoben werden kann, so daß eine Voreinstellung möglich ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Anordnung einer auswechselbaren Düse (20), die der Drosselung des Abflusses durch ein mit dem Kolben (24) verbundenes Rohr (18) dient.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (16) des Hauptventils konisch ausgebildet und ein Drittel des Hubweges des Hauptventils hoch ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle zum elektromagnetischen Antrieb gehörigen Teile unter Verwendung eines bekannten kalthärtenden Zweikomponenten-Kunststoffes, der zwecks günstiger Abführung der Spulenwärme mit Quarzsand versetzt sein kann, zu einer homogenen geschützten Einheit zusammengefügt sind.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen durchgehenden Längsschlitz (7) im Magnetkernrohr (6).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 54790, 507 715,
723, 910 858, 951 404, 1 004 873;

deutsche Auslegeschrift M 21810 XII/47g (bekanntgemacht am 12. 1. 1956);

österreichische Patentschrift Nr. 181 473;

französischePatentschriftenNr. 1021143,1110895; britische Patentschriften Nr. 352091, 676519;

USA.-Patentschriften Nr. 2 084030, 2102076,
461 772, 2 536 813, 2 587 538, 2 694 544.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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