DE2426748C3 - Mehrwegemagnetventil für aggressive Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwege-Magnctveniil für aggressive Medien, bei dem das Magnetsystem einerseits und das Ventil andererseits selbständige, miteinander verschrauble Mauteile bilden, wobei in die taschenförmige Ausstülpung des die beiden Bauteile trennenden Dichtelcments eine Verlängerung des Klappankers als bewegliches Teil des Magnelsystcms eingreift und das als Kugelgelenk ausgebildete l-.nde der Ausstülpung lies Sichlelements die radiale Schwingbewegung des Klappankers auf ein Verschlußstück in einer den einen Ventilsitz schließenden und dabei ilen anderen öffnenden Weise übertrügt.

Fs sind Magnetventile für aggressive Medien bekanin, bei denen aus einem Elastomer oder P'I'FT' bestehende Faltenbälgt· oder Membranen den Ventil körner und das Magnetsystem nebeneinander abdichten und durch eine axiale Hubbewegung ein Ventilsitz geöffnet oder geschlossen wird. Es sind auch Ventile bekannt, bei denen wie zum Beispiel in DE-OS 21 09 217 beschrieben, alle diejenigen Teile, die mit dem aggressiven Medium in Berührung kommen, aus beständigem Werkstoff, zum Beispiel PTFE, bestehen. Die U3-PS 29 12 012 beschreibt ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, bti dem das Magnetsystem und das Ventilgehäuse selbständige, miteinander verschraubte Bauteile bilden und in einen die beiden Bauteile des Ventils trennenden Dichlungsschlauch eine als gelenkiger Arm ausgeführte Verlängerung des Magnetankers eingreift, wobei das als Kugelgelenk ausgebildete freie Ende des Dichtungsschlauches die schwingende Bewegung des Magnetankers auf ein Verschlußstück in einer den einen der Ventilsitze schließenden und dabei den anderen öffnenden Weise überträgt und der durch die Verlängerung des Magnetankers abgestützte Dichlungsschlauch gegen die vom Mediumdruck auf ihn ausgeübten Kräfte eine radiale .Schwingbewegung ausführt.

Eine andere bekannte Ventilausführung nach der DE-AS 10 12 789 verwendet einen Faltenbalg als Abdichtungselement zwischen dem schwenkbaren Betätigungshebel und dem Ventilgehäuse. Bekannt sind auch Ventilausfüiirungen. wie zum Beispiel die US-PS JO 38 487 zeigt, bei denen ein in der Ventilgehäusebohrung geführter Schieber mit l-ängsnutcn und stirnseiligen Dichtungssitzen die Schlicßfunktion des Ventils übernimmt. Eine weitere bekannte Ventilausführiing gemäß dem DE-GM 19 65 020 verwendet als gelenkige Verbindung von Ventilteller und Ventilspindel ein Kugelgelenk. Bekannt sind auch aus der US-PS 16 79 779 Ventile mit Dichumgselemenlen, die aus nichtelastischem Material hergestellt und in Form von Lippcndichtiingcn ausgeführt sind. Die DE-PS 12 47 793 beschreibt ein Ventil, bei dem die Trennung des Venlilraumes vom Magnelraiiir durch eine Membran erfolgt, in die ein Verschlußteil eingebettet ist.

Der Nachteil der bekannten niembrariabgedichleten Hubanker-Magnetventile besieht darin, daß die Trennmembran im Verhältnis zum Ventilsit/querschrutt eine große Fläche aufweist, wodurch Magnetvenliie dieser Bauweise nur für relativ niedrige Betriebsdrücke einsetzbar sind. Die bisher bekanntgewordenen Fallen balgmagnelventile mit lliibanker haben den Nachteil, daß sie bei Verwendung von Faltenbälgen aus elaslomeren Werkstoffen nur für spezielle aggressive Medien und darüber hinaus auch nur für begrenzte Betriebsdrücke einselzbar sind, da die bekannten Elastomere nicht universell für alle interessierenden aggressiven Medien verwendbar sind und auf ilen Faltenbalg in ücr I !^bewegungsrichtung betriebsdruckabhängige Kräfte wirke?), die einen Magnetantrieb größerer Leistung bedingen. In lliibankermagnelen verwendete· und in ihrer Längsachse bewegte Faltenbälge aus PIFT haben den Nachteil, daß sie eine relativ hohe Federsleifigkeil aufweisen und gegenüber Ventilen mit Fallcibälgen aus elastomcrcm Werkstoff noch höhere Leistungen der Magnetantriebe erfordern.

Bekannte Kliippankermagnetveniile mit membranar tigen. taschenförmig ausgestülpten Dichtungen /wischen dem Magnetantrieb und dem Ventilgehäuse sind aufgrund der formlechnischen Ausbildung dieser AIv dichtungselemente nur für elastomere Werkstoffe geeignet und weisen bei der Verwendung von PTFE als Werkstoff eine zu hohe mechanische Steifigkeit und dadurch bedinul eine zu irerintx· Lebensdauer ;inl

Aufgabe der Erfindung ist es ein Mehrwegemagnetvcniil für aggressive Medien zu schaffen, das mit nur einer Abdichtungsausführung bei allen interessierenden aggressiven Medien einsetzbar ist, sich auch ohne einen größeren und aufwendigeren Magnetantrieb für höhere Betriebsdrücke eignet und dessen Bauweise eine vorteilhafte Dreiwegeausführurig mit einer ausreichenu hohen Sitzdxhtheit des geschlossenen Sitzes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender, teilweise an sich bekannter Merkmale gelöst, nämlich daß das die beiden Baugruppen des Ventils trennende Dichtelement als Faltenbalg aus PTFE ausgeführt ist, in den Faltenbalg eine als Drahtbiegefeder oder als gelenkiger Arm ausgeführte Verlängerung des Klappankers eingreift, das als Kugelgelenk ausgebildete freie Ende des Faltenbalges die schwingende Bewegung des Magnetankers auf einen in der Ventilsitzachse geführten und in einer mit

L.UIIg.SIIUtV-ll VV-I 3\-I It-Ill. Il UUIIIUlIg Ut.l I LlHllgvilOu.n. ι gleitenden, ebenfalls mit Längsnuten versehenen Schic ber aus PTFE mit stirnseilig am Schieber angeordneter! Dichtungssitzen übertrügt und die Verlängerung des Klappankers die vom Mediumdruck auf den Faltenbalg ausgeübten Axialkräfte aufnimmt.

Dabei wird das als Kugelgelenk ausgeführte freie linde des Faltenbalges radial spielfrei und axial verschiebbar in einer vom Schieber aufgenommenen Lagerbuchse gelagert und die aus PTFF. bestehenden Ventilsitze durch eingedrückte Stifte gegen Verdrehen gesichert und durch Lippendichtungen gegen <j;is Ventilgehäuse abgedichtet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß alle mit dem aggressiven Medium in Berührung kommenden Teile aus einem universell gegen aggressive Medien beständigen Werksioff wie PTFE hergestellt sind und der slirnseilig mit Dichtiings sitzen versehene Schieber nur gegen den auf 'Jen Sitzquers.hnitt wirkenden Druck betätigt werden muß. während die in axialer Richtung des l'altenbalgcs nach oben wirkenden Kräfte vollkommen abgestüizt und dadurch mit relativ geringer Eleklromagncllcisiiing hohe Nenndrücke des Magnetventils erreichbar sind. Ein weiterer Vorteil besieht in der elastisch ausgeführten Verlängerung des Klappanker, wodurch auch hei starren Dichlungssitzcn des Schiebers der Klappanker vollkommen und liiflspultfrci angezogen wird, so ;iaß die bei Wechselspannungen auftretenden Krümmer scheinungen ausgeschlossen werden.

Ein Aiisführungsbeispiel der Erfindung isl in der /cichniii.g dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben:

I ι g. I zeigt einen Längsschnitt durch das Magnet venlil;

ΙΊ g. 2 zeigt im Längsschnitt eine Ausführung des Klappaiikers mn einer als gelenkigem Arm elastisch ausgeführt en Verlängerung.

Das nach dem Klappankerprinzip aufgebaute, bereits bekannte Magnetsystem besteht aus dem U-förnngcn. lamcllicrtcn loch 1, dem der ebenfalls lamelliert:: Klappanker 2 gegenüberslehl. Das joch I trügt einen Kurzschlußring 3, der einen phasenverschobenen Ruß in einem Teil des Luftspiltes4 erzeugt. Der Klappanker 2 ist umgeben von dem Spulenkörper 5, der die Wicklung 6 trägt. An dem Spulenkörper 5 sind zur Stromzuführung die Kontakistecker 7 befestigt, an denen in bekannter und nicht besonders dargestellter Weise die Enden der Wicklung 6 befestigt sind. Der Klappanker 2 ist nach unten durch eine Drahtbiegefeder 9 verlängert, die in einen zur Abdichtung des Magneisystems dienenden Faltenbalg 10 so eingreift, daß sein als Kugelgelenk ausgebildetes freies Ende II die schwingende Bewegung des Klappankers 2 auf den Schieber 12, der beidseitig mit den Diehtungssilzen 13 und 14 versehen ist. überträgt, wodurch einer der Ventilsitze 15 und 16 geschlossen und der andere geöffnet wird. Das als Kugelgelenk ausgeführte freie Ende 11 des Faltenbalges 10 ist ein einer eingepreßten konkaven, radial geführten, axial verschiebbar vom Schieber aufgenommenen Lagerb. .iise 8 gelagert. Der

abgedichtet, wobei er gegen den Druck des Mediums nach oben durch eine Deckplatte 18 abgestutzt wird. Das Ventilgehäuse 19. im Ausführungsbeispiel als Dreiwegeventil dargestellt, ist mit den Anschlußgew in den 20, 21 und 22 versehen. Die Ventilsitze 15 und 16 sind durch Lippendichtungen 24 abgedichtet und in ihrer Längsachse über ihre Einschraiibgewinde 20 jnj 21 justierbar, die Sicherung gegen Verdrehen erfolgt über die eingedrückten Stifte 25. Nuten 31 am Schieber 12 und eine Längsnut 32 in der Bohrung JO des Venlilgehäuses 19 bilden den erfo: lerlichen Durchllußquerschnitt

Der Klappanker 2 ist in einer ι:;ι Joch I befestigten I .agerplalte 26 gelagert und wird von der Druckfeder 27 gegen die untere Polflache des U-förmigen |oches 1 gepreßt. Eine /weite Druckfeder 28. die im oberen Schenkel des |oches 1 untergebracht ist. sorg! iur den notwendigen .Schließdruck gegen den Ventilsitz 15 bei nichlerregter Wicklung 6. Bei Erregung der Wicklung 6 ν :rd der Klappanker 2 gegen die obere Polfläche des loches I angezogen, wodurch der Ventilsitz 16 geschlossen und der Ventilsitz 15 geoff/iet bzw. das Dreiwegeventil umgesteuert wird.

Für ilen Fall eines Slromausfalli.·-. ist eine, auch einrastbare. I landnotbetäligung 29 vorgesehen.

Das Magnetsystem st nut einem Epoxydharz zu einer kompakten, geschlossenen und dichten Baugruppe umgössen oder iimpreßt. Die beiden Baugruppen. Magnets)sicm und Ventilgehäuse 19. werden durch Schrauben miteinander fest verbunden. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Klappankers 2 mit einer als gelenkiger Arm 33 elastisch ausgeführten Verlängerung. Der gelenkige Arm 35 wirkt in der von tier Druckfeder 28 verursachten HewegungsriLhliing des KlappaiiKers 2 starr, er hat in der Arzugsrichtiing des Klappankers 2 einen kleinen Freilauf J4. der durch geeignete Anordnung eier Druckfeder 27 federnd ausgeführt ist. Dieses elastisch· Verhalten des Armes 53 innerhalb des I reilaufc" 34 ermöglicht ein vollständiges luftspaltfreies Anziehet! des Klappanker¹. 2 an das joch !

I lierzii 2 Blatt Zcicliiiiiiiüen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Mehrwegemagnetventil für aggressive Medien, bei dem das Magnetsystem einerseits und das Ventil andererseits selbständige, miteinander verschraubte Bauteile bilden, wobei in die taschenförmige Ausstülpung des die beiden Bauteile des Ventils trennenden Dichtelementes eine Verlängerung des Klappankers als bewegliches Teil des Magnetsystems eingreift und das als Kugelgelenk ausgebildete Ende der Ausstülpung des Sichtelementes die radiale Schwingbewegung des Klappankers auf ein Verschlußstück in einer den einen Ventilsitz schließenden und dabei den anderen öffnenden Weise überträgt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teilweise an sich bekannter Merkmale:

   a) dii, die beiden Baugruppen des Ventils trennende Diehtelement ist als Faltenbalg (10) aus PTFE ausgeführt,

   b) in den Faltenbalg greift eine als Drahtbiegefeder (9) oder als gelenkiger Arm (33) ausgeführte Verlängerung des Klappankers (2) ein,

   c) das als Kugelgelenk ausgebildete freie Ende (11) des Faltenbalges überträgt die schwingende Bewegung des Klappankers auf einen in der Veruilsitzachse geführten und in einer mit Längsnu'.cn (32) versehenen Bohrung (30) des Ventilgehäuses (19) gleitenden, ebenfalls mit Längsnuten (31) versehenen Schieber (12) aus PTFE mit stin.seitig L.n Schieber angeordneten Dichtungssitzen (13, 14) und

   d) die Verlängerung (9, Ϊ3) des Klappankers nimmt die vom Mcdiunidriick auf den Faltenbalg ausgeübten axialen Kräfte auf.

   2. Mehrwegemagnetventil für aggressive Medien nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall das als Kugelgelenk ausgeführte freie linde (11) des Faltcnbalges(IO) radial spielfrei und axial verschiebbar in einer vom Schieber (12) aufgenommenen Lagerbuchse (8) gelagert ist.

   5. Mehrwegemagnetventil für aggressive Medien nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus PTFF besiehenden Ventilsitze (15, 16) durch eingedrückte Stifte (25) gegen Verdrehen gesichert und durch Lippcndichtiingcn (24) gegen das Ventilgehäuse (19) abgedichtet sind.