JPS60252880A - 自動制御可能な弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蓄電池で作動する、弁のための駆動装置を備
え、この駆動装置が弁の開閉のときにのみ電流を消費す
る、水消費機器へ給水するための自動制御可能な弁装置
に関する。

本発明の課題は、電流消費量ができるだけ少なく、それ
によって長い蓄電池寿命が保証され、更に蓄電池が弱く
なったときに弁が開放状態に留まらない、蓄電池で作動
する弁装置を提供することである。

この課題を解決するために、本発明では、弁が補助弁に
よって補助圧力制御され、かつ閉鎖方向に予め付勢され
、更に弁の開放時に、弁の閉鎖時よりも多くのエネルギ
ーを必要とするように、駆動装置が形成されている。そ
の結果、蓄電池が弱くなったときにエネルギーが弁を開
放するのに不充分となるようにすることができる。それ
によりて、一種の蓄電池テストが自動的に行われる。例
えば芝生潅注装置の場合にこの弁装置の開放時間は例え
ば３０分乃至１時間のオーダーにあシ、この短い時間で
は蓄電池出力がほとんど減少しないので、エネルギーが
弁を開放するのに充分である場合は、エネルギーは弁を
閉鎖するのにも充分である。

本発明では更に、補助弁が閉鎖方向に予め付勢され、弁
駆動装置が補助弁に作用する。一般的に、補助弁を開閉
するためにきわめて少々いエネルギーしか必要としない
。従って、それにより蓄電池出力の低減と寿命の延長が
達成される。

本発明では、弁駆動装置が、時限回路によって作用開始
可能な電子制御装置を介して操作可能である。時限回路
自体は、一体化された回路の形をした入手し得る市販の
製品である。この時限回路によって、リリースす々ゎち
釈放時に弁を開放し、そして予め設定した時間が経過し
た後で弁を再び閉じるようにすることができる。

この開放過程のリリースは手動またはタイムスイッチで
行うことができる。その際、場合によっては湿気センサ
ーおよび／または夕暮−れおよび夜明は時作動スイッチ
すなわち外部光応答スイッチを付加的に使用することが
できる。

本発明では更に、補助弁の弁頭が電磁石のアーマチュア
として形成されているがまたはこのアーマチュアに連結
され、そして電磁石が駆動装置を形成している。それに
よって、非常に簡単で優雅な構造となる。なぜなら、電
動機を使用する必要がなく、可動部品の数が少なくなる
からである。この構造の場合、本発明では、補助弁を開
放するために、短い電流パルスが電磁石のコイルに加え
られる。この短い電流パルスは、アーマチュアを引張っ
て補助弁を開放するのに充分である。電流パルスが消滅
した後アーマチュアは電磁石に付着したままである。な
ぜなら、電磁石が少量の残留磁気を有するからである。

この残留磁気は、引張られたアーマチュアを固定保持す
るのに充分な大きさである。なぜなら、アーマチュアが
引張られたときは、磁気回路がほとんど完全に閉じてい
るからである。

弁を閉鎖するために、本発明にょシ、極性が逆のパルス
が電磁石のコイルに加えられ、そしてコイルコアの残留
磁気が除去されるようにパルスの長さおよび／または強
さが選択される。

残留磁気を除去するために、極性が逆できわめて少量の
エネルギーを有するパルスしか必要としない。なぜなら
、電磁石の残留磁気による保持力がコイルに通電したと
きの磁界強度よシもはるかに小さいからである。従って
、極性が逆のパルスを、開放パルスよシも短い時間にわ
たって保持すると、非常に有利である。なぜなら、この
場合、電流の強さを変えるための手段を講する必要がな
いからである。

本発明により、アーマチュアを引張るには短いパルスで
充分であり、そして弁は引き続き開放されたままである
。

電子制御装置のＩＪ　ＩＪ−スは手動またはタイムスイ
ッチによって行われる。従って、例えば毎日所定の時間
に装置を予め設定した時間だけ運転することができる。

例えば潅注装置の場合には、夕暮れスイッチによってス
イッチを切ることができる。更に、湿気に依存するスイ
ッチによって時限素子の出力部を遮断することができる
。それによって雨のときまたは芝が湿っているときは水
を噴霧し々い。

本発明の他の特徴、詳細および長所は、好ましい実施例
の以下の説明および図から明らかになる。

第１図に示した弁装置は、水入口１１、弁頭すなわち弁
ディスク１８を備えた主弁１２および水出口１４を有す
る。主弁１２は閉鎖状態が示されている。この場合、弁
頭１３は弁座１５に載っている。弁頭はその上側に突起
１６を備えている。この突起はスリーブ１７の中を案内
され、弁頭１３のガイドを形成している。スリーブ１７
の外側にはコイルばね１８が設けられている。このコイ
ルばねは弁頭１３を弁座１５の方へ付勢する。主弁１２
の作用は閉鎖位置を示した補助弁１９によって制御され
る。弁装置の図示位置では、補助弁１９と主弁１２が共
に閉じている。主弁は２つの制御管路２０．２１を介し
て補助弁１９に接続されている。弁頭１３の上流側に設
けた制御管路２０は弁室２２に達している。この弁室２
２内には補助弁１９の弁頭２３が設けられている。弁頭
２８は第２の制御管路２１の開口２４を閉鎖するよう形
成されている。この第２の制御管路２１は主弁１２の下
流側に注いでいる。

補助弁１９の弁頭２８の左側には、シール２５によって
シールされたディスク２６がねじ込み配置されている。

電磁石２８のコア２７の両極が前記ディスク２６を通過
している。コア２７の上側脚部の回シにはコイル２９が
設けられている。このコイル２９の導体端部３０には電
源を接続することができる。補助弁１９のディスク２６
と弁頭２８の間にはコイルばね３１が挿入配置されてい
る。このコイルばね３１は補助弁をその閉鎖位置の方へ
付勢する。コイルばね８１は弁頭２３の開口に係合して
いる。

第１図の補助弁１９を開放するために、短い電流パルス
が電磁石２８のコイル２９に供給され、それによって電
磁石のコア２７が強磁性材料製の弁頭２８を磁気的に引
張る。従って、制御管路２１の開口２４が開放される。

弁頭２８が電磁石のコア２７に接触しているとき、コア
は電流を遮断した後もコイル２９によって引張り保持さ
れたままである。なぜなら、この状態で弁頭２３を固定
保持するのに充分である少量の残留磁気が残っているか
らである。

補助弁１９の開口２４を再び閉じるために、非常に短い
時間の電流パルスがコイル２９に供給される。その際、
この時間は、この電流突入によって残留磁気だけが除去
され、電磁石が非磁性のままになるように、／ＪＳさな
値に選択される。それＫよって１．コイルばね３１が弁
頭２３を再び開口２４に対して押圧することができる。

第２図は、弁頭２３の開口８２内におけるコイルばね３
１の配置構造を拡大して示している。

弁頭の下方には帽子状の保持部材３８が設けられている
。この保持部材の内側凹部は弁頭２３の開口３２と一致
している。保持部材３３はその下側、すなわち第１図に
おいて右側に、シール板３４を保持している。このシー
ル板は開口２４を閉鎖する働きがある。

第３図は、本発明に従って形成された弁装置のケーシン
グ３５を示している。このケーシングの上側には、溝付
きキャップナツト３６が設けられている。このキャップ
ナツトによって弁装置をねじ付きコックにねじ止めする
ことができる。ケーシングの下側には、おねじ３７を備
えた管３８が設けられ、この管には水ホースをねじ込み
接続可能である。弁装置を運転するのに必要な蓄電池は
取外し可能な蓄電池ケース３９の中に収納されている。

この蓄電池ケースは取外しを容易にするために溝付きグ
リップ４０を備えている。

ケーシングの左上には操作パネル４１が設けられている
。この操作パネルで装置の機能が調節され、例えば残ジ
時間を読みとることができる。ケーシングは水密に形成
されている。

第４図は、第１図の実施例に類似する変更実施例を示し
ている。弁１０１に所属する補助弁は第４図に示されて
いない。弁１０１は破断して示した弁ケーシング１０２
の中に設けられている。

水は左側から流入し、そして右側に水出口１４が設けら
れている。弁座１５は第１図の実施例の場合と似た形に
形成されている。

水はほぼ円筒状の水入口１０３を通って左側からケーシ
ング内に流入する。この水入口１０３はシール１０４に
よってシールされている。水入口１０３の下流側には横
壁１０５が設けられている。

第４図において上側の横壁端縁部は弁座１５を形成して
いる。第４図は弁１０１の閉鎖状態を示している。

水入口１０３と水出口１４の側方に室１０６が形成され
ている。この室１０６はケーシング１０２の円形の縁１
０７と蓋１０８によって形成されている。

蓋１０８とケーシング１０２の円形縁１０７の間にはダ
イヤフラム１０９が装着されている。このダイヤフラム
はねじ１１０によって蓋１０８をねじ止めすることによ
り固定される。ダイヤフラム１０９はリング状の縁部１
１１、中央に孔を有するほぼ円形の円板部１１３、およ
びこの両部会を接続する変形可能な中間部分１１２によ
って形成されている。円板部１１３は同時に弁頭を形成
し、第４図に示した位置では弁座１５に載っている。ダ
イヤフラム１０９は室１０６の側が皿状部材１１４によ
って補強されている。この皿状部材は両側に、砥ぼ円筒
状の突起１１５を備えている。第４図において下側のこ
の突起１１５０部分は円板部１１８の前記の孔に係合し
ている。突起１１５は一方の側が開放した長穴１１６を
有する。ねじ１１７が下流側から突起１１５にねじ込ま
れている。このねじ１１７はクランプ１１８によってダ
イヤフラムの円板部１１３を皿状部材１１４の底部１１
９に対して押圧する。

第１図の実施例の場合と同様に、コイルばね１８が室・
１０６内部側の突起１１５の部分の周シに設けられてい
る。このコイルばねは弁を閉鎖方向に付勢している。

第１図の実施例の場合にはダイヤフラムが複数の孔を有
し、液体がこの孔を通って補助弁に達するようになって
いるが、第４図の実施例の場合にはダイヤフラム１０９
の縁部分に制御ノズル１２０が設けられている。この制
御ノズル１２０の内径は正確に定められかつ厳守されて
いる。

従って、制御のために必要な水の量を正確に配量するこ
とができる。それによって、弁の開閉速度が均一になる
。これは管系の圧力衝撃を回避するために役立つ。

水入口１０３の前端部、すなわちケーシング１０２の内
部の側の端部は、はぼこの円筒状水入口１０８０円筒面
内にあるフィルター１２１を備えている。水入口１０３
の前端部の周シには浅い溝１２２が設けられている。こ
の溝はフィルター１２１を通って流出する水の通路を形
成している。　−フィルター１２１と開口１２８を通っ
て流れる水は制御ノズル１２０に達し、そこから室１０
６に流入する。水は室１０６から開口１２４を通って補
助弁に至る供給管に流入し、そして補助弁から開口１２
５を経て戻る。水は開口１２５から矢印１２６の方向へ
流れて弁１０１の流出側に達する。

弁１０１を開放すると、水はフィルター１２１の内側を
接線方向に通シ過ぎる。従って、夾雑物は主流れによっ
て裂ぎ取られ、それによってフィルター１２１はきれい
に保たれる。フィルターと制御ノズルを使用することに
よって、制御のために必要々水の量が正確に配量され、
その結果弁の一様な開閉速度が達成される。従って、管
系の圧力衝撃を防ぐことができる。この構造のために、
きわめて少ない水流によって補助弁を作動させることが
できる。これによって、少ないエネルギーで切換えを行
うことができる。

第１，５図に示した磁石プレートのストロークは好まし
くは例えば０．５ｍｍに制限される。それによって、電
磁石型の弁駆動装置は開放時に約１００ｍＡで約１５０
ｍ５の切換パルスを必要とし、一方閉鎖時には５０ｍＡ
で７９ｍ５の切換パルスで充分である。

第５図は第４図の装置を９０度ずらした位置で切断した
図である。この場合、弁が一放していて、補助弁が示さ
れている。

・））　水出口１４を含む下側のケーシング部分１２６
はフランジ１２７によってケーシングのガイドにジ１２
７の範囲において、皿状部材１１４の突起１１５の周り
に設けた円形スリット１３８を備えている。従って、ケ
ーシング部分１２６の上側の端面は２個の同心的なリブ
１８０．１２９によって形成される。蓋１０８はこれに
相応して形状補足的に形成されている。すなわち蓋は円
形で同心的な２つのリブ１３１によって形成されている
。この両リプの間にスリット１３２が設けられている。

ダイヤフラム１０９の外縁部１１１は前記のリブによっ
て挾持されている。この場合、ダイヤプラム１０９はス
リット１２８に係合するリブ１３３を備えている。

蓋１０８は第５図の左側に、補助弁用の保持部１３４を
備えている。この保持部１８４内には第１の皿１３５が
シールされて装着されている。この皿はその底部に、内
側向きの***部を備えている。この***部には中央開口
１８６が設けられている。皿の縁範囲には第２の開口１
３７が設けられている。蓋１０８はこの範囲に孔１３８
を備えている。

皿１８５の上方には、略示した弁駆動装置１８９のアー
マチュア２３が設けられている。このアーマチュア２３
はその皿１３５の側に、弾性材料から々る被覆部材１４
０を備えている。アーマチュア２３の凹部１４１にはば
ね１４２が装着されている。

第４図に示した制御ノズル１２０を通って室１０６に侵
入した水は、蓋１０８の孔１８８と開口１８７を通って
アーマチュア２８の被覆部材１４０と皿１８５の間の中
間室に流入する。水はそこから中央開口１８６を通って
蓋１０８のリブ１３１の間の中間室１４８に流れ、そし
てそこからダイヤフラム１０９の開口１４４を通って図
示していない態様で出口に達する。

補助弁開放時の液体の流れ方向は矢印によって示しであ
る。

弁駆動装置１８９が閉鎖パルスを得ると、アーマチュア
２８の被覆部材１４０が中央開口１８６を閉鎖する。そ
れによって、水入口１０４内の圧力と等しい圧力が弁の
室１０６内に発生し、ダイヤフラム１０９によって形成
された弁頭が閉じる。

第５図から判るように、ダイヤフラムは、第１図の実施
例の場合と同様に、開口を備えていない。従って、この
小さな開口が閉塞されて弁の機能が低下または変化する
という危険がない。。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁石によって操作可能な弁の断面図、第２図
は第１図に示した電磁石のアーマチュアの拡大図、第８
図は本発明による弁装置を内蔵するケーシングの側面図
、第４図は他の実施例の断面図、第５図は第４図のｖ−
ｖ線に沿った断面図である。 １２、　４８　−−−　弁 １９・・・補助弁 １３９・・・駆動装置 代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史 第１頁の続き ＠発明者　ヨハン・カッフェル ０発明　者　クリステイアン・シュ テファニー ［相］発明者　ハイフン・ブラウンミ ーレル ０発　明　者　ローランド・ザラエル ドイツ連邦共和国、ノイーウルム、ネーバル　ホルンウ
ェーク、９ ドイツ連邦共和国、ウルム、ビベラツヒエル・ストラー
セ、７６ ドイツ連邦共和国、ウアイデンシュテツテン、ラムガツ
セ、７ ドイツ連邦共和国、ウルムーゲッグリンゲン、ゲルステ
ルウェーク、４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蓄電池で作動する、弁（１２，４３）のだめの駆動
   装置を備え、この駆動装置が弁の開閉のときにのみ電流
   を消費する、水消費機器へ給水するだめの自動制御可能
   な弁装置において、弁（１２，４８）が補助弁（１９）
   によって補助圧力制御され、かつ閉鎖方向に予め付勢さ
   れ、更に弁の開放時に、弁の閉鎖時よシも多くのエネル
   ギーを必要とするように、駆動装置が形成されているこ
   とを特徴とする弁装置。 ２、補助弁（１９）が閉鎖方向に予め付勢され、弁駆動
   装置が補助弁（１９）に作用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の弁装置。 ３、弁駆動装置が時限回路によって作用開始可能な電子
   制御装置を介して操作可能であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の弁装置。 ４、補助弁（１９）の弁頭（２３）が電磁石（２８）の
   アーマチュアとして形成され、電磁石（２８）が弁駆動
   装置を形成していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第８項までのいずれか１つに記載の弁装置。 ５、補助弁（１９）を開放するだめに、短い電流パルス
   が電磁石（２ｉ・）のコイル（２９）に供給されること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の弁装置。 ６、弁を閉鎖するために、極性が逆のパルスが電磁石（
   ２８）のコイル（２９）に供給され、コイルコア（２７
   ）の残留磁気が除去されるように、パルスの長さおよび
   ／または強さが形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項または第５項記載の弁装置。 ７、弁の上流から補助弁に通じる水案内路が制御ノズル
   （１２０）を備えていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第６項までのいずれか１つに記載の弁装置
   。 ８、弁頭がダイヤフラム（１０９）として形成さへ制御
   ノズル（１２０）が、弁操作時に変形するダイヤフラム
   （１０９）領域の外に設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の弁装置。 ９、制御ノズル（１２０）の上流側に、フィルター（１
   ２１）が設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項または第８項記載の弁装置。 １０、フィルターが液体の主流れに対してｆ丘ぼ接線方
   向に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の弁装置。 １１、閉鎖位置から開放位置に移行する際に、抵抗が大
   きな領域が存在するように、弁駆動装置または弁が形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第１０項までのいずれか１つに記載の弁装置。