DE665565C

DE665565C - Electromagnet for temperature-dependent control of valves

Info

Publication number: DE665565C
Application number: DEST55896D
Authority: DE
Inventors: Karl Schilling
Original assignee: Stotz Kontakt GmbH
Current assignee: Stotz Kontakt GmbH
Priority date: 1937-02-25
Filing date: 1937-02-25
Publication date: 1938-09-29

Description

Elektromagnet zur temperaturabhängigen Steuerung von Ventilen Es ist bereits bekannt, die Ventile von Gas-oder Flüssigkeitsleitungen durch Elektromagnete in die Offen- und in die Schlußlage zu bringen und dort zu halten. Dabei ist auch schon vorgeschlagen worden, den Elektromagneten mit zwei Spulen entgegengesetzter Wicklungsrichtung zu versehen, die je nach der Lage des Ventils abwechselnd zur Wirkung kommen. Bei einer bekannten Einrichtung mit einer Drosselklappe wird diese durch zwei derartige, abwechselnd zur Wirkung gelangende Magnetspulen in die Offen- und in die Schlußlage gebracht. Die Klappe wird dabei durch die Flüssigkeit in der geschlossenen Stellung hydrostatisch festgehalten, während in der Offenstellung die hochkant stehende Klappe bei strömender Flüssigkeit eine stabile Stellung bietet. Eine ausreichende Sicherung der Drosselklappenstellung ist jedoch nicht erzielt, wenn äußere Erschütterungen, z. B. solche des Maschinenunterbaues, auftreten oderbeiFludschwingungen. In solchen Fällen kann es zur Bildung einer labilen Lage kommen, da keinerlei Festhaltemittel für die Drosselklappe in ihren Endlagen vorgesehen sind. Bei einem weiteren bekannten elektromagnetisch gesteuerten Ventil mit zwei Spulen entgegengesetzterWicklungsrichtungist dieser Nachteil zwar vermieden, 'weil der mit dem Magnetanker verbundene Ventilteller durch ein Schnappgesperre, wie solche auch als Kugel-, Riegel- oder sonstige Rastgesperre bekannt sind, in der angehobenen Lage festgehalten wird. Ventile mit derartigen mechanischen Festhalteeinrichtungen sind jedoch unzweckmäßig, weil sie aus vielen einzelnen Teilen bestehen, die zu bewegenden Massen einen Teil der Elektromagnetkraft aufzehren, weitere Verluste durch vermehrte Reibung der Einzelteile entstehen und fliese auch nur in schwieriger Weise gegen Korrosion geschützt werden können. Derartige Ausführungsformen unterliegen außerdem einem starken Verschleiß und der Gefahr, bei auftretenden Verschmutzungen unwirksam zu werden. Dies ist insbesondere dann ungünstig, wenn wie bei der zuletzt erwähnten bekannten Ausführung die Festhaltevorrichtung gleichzeitig auch das Umschaltmittel für die beiden Elektromagnetspulen darstellt.Electromagnet for temperature-dependent control of valves It is already known, the valves of gas or liquid lines by electromagnets to bring in the open and in the final position and to hold there. There is also It has already been proposed to oppose the electromagnet with two coils Winding direction, which alternates depending on the position of the valve Effect come. In a known device with a throttle valve this is by means of two such magnetic coils, which take effect alternately in the open and brought to the final position. The flap is thereby activated by the liquid in the closed position hydrostatically held while in the open position the upright flap offers a stable position when the liquid is flowing. However, sufficient securing of the throttle valve position has not been achieved. when external vibrations, e.g. B. those of the machine substructure, occur or with flud vibrations. In such cases, an unstable situation can arise because there are no means of retention are provided for the throttle valve in its end positions. Another well-known one solenoid controlled valve with two coils opposite winding direction this disadvantage is avoided because the valve plate connected to the armature by a snap lock, such as ball, bolt or other locking devices are known to be held in the raised position. Valves with such Mechanical retention devices are, however, inexpedient because they consist of many individual parts, the masses to be moved are part of the electromagnetic force consume, further losses result from increased friction between the individual parts and It is also difficult to protect tiles against corrosion. Such Embodiments are also subject to severe wear and tear and the risk of to become ineffective in the event of contamination. This is especially true unfavorable if, as in the last-mentioned known embodiment, the retaining device at the same time also represents the switching means for the two electromagnetic coils.

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten zur temperaturabhängigen Steuerung von Gas-oder Flüssigkeitsventilen, welcher mit zwei Spulen entgegengesetzter Wicklungsrichtung versehen ist, mit einem in beiden Endlagen gegen Fludschwingungen oder äußere Erschütterungen gesperrten Ventilteller. Zur Vereinfachung des Aufbaues und zur Beseitigung der Nachteile der bekannten Ausführungen wird nach der Erfindung vorgeschlagen, den Salenoid als Dauermagnet auszubilden und für diesen als Anschläge in seinen Endlagen zwei Eisenkerne vorzusehen. Ein solcher Elektromagnet besitzt den Vorteil, daß kurze Stromimpulse zur Beeinflussung der Spulen ausreichen, also ein dauernder Haltestrom vermieden ist, ohne dabei aber Nachteile, wie großen Verschleiß, Verschmutzungsgefahr usw., in Kauf nehmen zu müssen. Die zu bewegenden Massen sind auf den Ventilteller, das Ventilgestänge und nur noch auf den Solenoiden beschränkt, so daß die Elektromagnetkraft zweckmäßiger ausgenutzt wird. Die Zahl der Einzelteile ist auf ein geringes Maß begrenzt, so daß Fehlerquellen ausgeschaltet und Reibungsverluste vermieden werden. Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich demnach durch eine rein elektromagnetische Steuerung und Festhaltung des Ventils aus, die auch gegenüber äußeren Erschütterungen oder Fludschwingungen sicher wirksam ist. Zufolge Fortfalls jeglicher mechanischer Steuerungs- und Haltemittel ergibt sich auch in einfacher Weise ein weitgehender Schutz gegen Korrosion und damit eine Verlängerung der Lebensdauer.The invention relates to an electromagnet for temperature-dependent Control of gas or liquid valves, which with two coils opposite one another Direction of winding is provided, with one in both end positions against centrifugal vibrations or external vibrations blocked valve disc. To simplify the structure and to eliminate the disadvantages of the known designs, according to the invention proposed to train the salenoid as a permanent magnet and for this as stops to provide two iron cores in its end positions. Such an electromagnet possesses the advantage that short current pulses are sufficient to influence the coils, ie a permanent holding current is avoided, but without disadvantages such as high wear, Danger of contamination etc. to have to accept. The masses to be moved are limited to the valve plate, the valve linkage and only to the solenoid, so that the electromagnetic force is used more appropriately. The number of items is limited to a small extent, so that sources of error and friction losses are eliminated be avoided. The subject of the invention is therefore characterized by a pure electromagnetic control and holding the valve off, which is also opposite external vibrations or fluid vibrations is certainly effective. As a result of failure any mechanical control and holding means also results in a simple Way a far-reaching protection against corrosion and thus an extension of the service life.

Zur Steuerung des Elektromagneten durch kurze Stromimpulse wird nach der Erfindung auch weiterhin vorgeschlagen, dem Elektromagneten im Nebenschluß einen abwechselnd den Magnetkreis der einen und der anderen Spule schließenden bzw. öffnenden Klappanker zuzuordnen, der in seinen beiden Endlagen durch eine federnde Rast gehalten wird und eine die Spulenwindungen abwechselnd an die Stromzuleitung an- bzw. abschaltende Kontaktbrücke steuert. Diese Steuerungsmittel lassen sich sehr einfach außerhalb des dem Zustrom des Gases oder der Flüssigkeit liegenden Ventilgehäuses geschützt unterbringen, so daß Korrosionserscheinungen vermieden sind. Beim Ansprechen des Elektromagneten wird der Solenoid angezogen, sofort danach wird durch die Kontaktbrücke die eben wirksam gewordene Magnetspule wieder abgeschaltet und der Solenoid in der eingenommenen Stellung durch den seine Bewegung begrenzenden Anschlag festgehalten.To control the electromagnet with short current impulses, according to the invention also further proposed, the electromagnet in the bypass one alternately closing or opening the magnetic circuit of one and the other coil Assign the hinged armature, which is held in its two end positions by a resilient detent and a coil turns alternately on and off to the power supply line Contact bridge controls. These control means can be very easily outside of the valve housing lying against the inflow of gas or liquid accommodate so that corrosion phenomena are avoided. When addressing the The solenoid is attracted to the electromagnet, immediately afterwards by the contact bridge the solenoid that has just become effective is switched off again and the solenoid in the assumed position held by the stop limiting its movement.

Der Erfindungsgegenstand eignet sich für die Regelung von Dampfheizungsanlagen in besonderem Maße zur Temperaturregelung eines beheizten Raumes vermittels eines Thermostatschalters. Es gelingt dies nach der Erfindung dadurch, da.ß die Enden der beiden Spulenwick-Lungen über die von der Kontaktbrücke gesteuerten Unterbrechungsstellen getrennt bis zum Thermostatschalter geführt werden, der die Spulenwindungen abwechselnd an die Stromzuleitung anschließt.The subject matter of the invention is suitable for regulating steam heating systems in particular for temperature control of a heated room by means of a Thermostat switch. This is achieved according to the invention in that the ends of the two Spulenwick lungs via the interruption points controlled by the contact bridge separately to the thermostat switch, which alternates the coil windings connected to the power supply line.

Die Zeichnung.läßt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei einem elektromagnetisch gesteuerten Ventil einer Dampfheizungsanlage erkennen. Abb. i veranschaulicht den Elektromagneten im Zusammenbau mit dem Ventil im Längsschnitt; Abb. 2 läßt die Anordnung des Klappankers mit der von ihm gesteuerten Kontaktbrücke erkennen; Abb. 3 zeigt die Schaltung.The drawing, for example, shows an embodiment of the subject matter of the invention detect at an electromagnetically controlled valve of a steam heating system. Fig. I illustrates the solenoid assembled with the valve in longitudinal section; Fig. 2 shows the arrangement of the hinged armature with the contact bridge controlled by it recognize; Fig. 3 shows the circuit.

In die Dampfrohrleitung 2 ist in bekannter Weise das Ventil 3 eingebaut, welches durch das Gestänge 4 unmittelbar mit dem als Dauermagnet ausgebildeten SOlenoid 5 gekuppelt ist. Der Elektromagnet 6, gewissermaßen ein Doppelmagnet, besitzt zwei Spulenwicklungen 7, 8, die entgegengesetzten Wicklungssinn aufweisen (vgl. Abb. 3). Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß dem von der Spulenwicklung 7 erzeugten Nordpol der Südpol des Dauermagneten 5, dem von der Spulenwicklung 8 erzeugten Südpol der Nordpol des Dauermagneten 5 gegenübersteht.In the steam pipe 2, the valve 3 is installed in a known manner, which through the linkage 4 directly with the SOlenoid designed as a permanent magnet 5 is coupled. The electromagnet 6, to a certain extent a double magnet, has two Coil windings 7, 8, which have opposite winding directions (see Fig. 3). The arrangement is such that that generated by the coil winding 7 North pole the south pole of the permanent magnet 5, the south pole generated by the coil winding 8 the north pole of the permanent magnet 5 faces.

Auf einer Schneide g ruht ein Klappanker io, der abwechselnd den von der Spule? und den von der Spule 8 erzeugten Magnetkreis schließt. Der Klappanker io liegt im Nebenschluß des Elektromagneten 6. An einem weiteren Festpunkt i1 des Magnetgestells stützt sich in einer Schneide i2 ein Teil 13 eines Kipphebels ah, dessen zweiter Teil 14 sich im Fall 13 (oder umgekehrt) teleskopartig verschieben kann und unter der Wirkung einer Feder 15 mittels einer Schneide 16 auf einen Ansatz 17 des Klappankers io einwirkt. Der Ansatz 17 bildet zusammen mit den Kipphebelteilen 13, 14 ein Kniehebelgelenk, so daß der Klappanker io in den beiden Endlagen federnd verrastet ist. Der Solenoid 5 hingegen wird in seinen Endlagen durch die Eisenkerne 35, 36 gehalten.A hinged armature io rests on a cutting edge g, alternating with that of the coil? and the magnetic circuit generated by the coil 8 closes. The folding anchor io is in the shunt of the electromagnet 6. At a further fixed point i1 des Magnetic frame is supported in a cutting edge i2 a part 13 of a rocker arm ah, the second part 14 of which move telescopically in case 13 (or vice versa) can and under the action of a spring 15 by means of a cutting edge 16 on an approach 17 of the hinged armature acts. The approach 17 forms together with the rocker arm parts 13, 14 a toggle joint, so that the hinged armature io is resilient in the two end positions is locked. The solenoid 5, however, is in its end positions by the iron cores 35, 36 held.

Der Klappanker io (vgl. Abb. 2) trägt eine Kontaktbrücke 18, bestehend aus einem Isolierstück mit den gegeneinander isoliert daran befestigten Kontaktfedern ig, 2o. Durch nachgiebige Leitungen 2 i sind die Kontaktfedern i g, 2o mit Anschlußklemmen 22, 23 verbunden. Die Kontaktfeder ig kann an dem Gegenkontakt mit Anschlußklemme 24, die Kontaktfedern 2o an den Gegenkontakt mit Anschlußklemme 25 zur. Anlage kommen. Das Ende der Spule 8 ist mit dem Gegenkontakt 25, das Ende der Spule 7 mit dem Gegenkontakt 24 verbunden.. Von den Anschlußklemmen 22, 23 führen getrennte Leitungen 26, 27 zu zwei Anschlußklemmen 28, 29 eines Thermostatschalters 30 (vgl. Abb. 3), dessen dritte Anschlußklemme 31 zum Anschluß der Stromzuleitung 32 dient. Die. Spulen 7, 8 haben eine gemeinsame Stromableitung 33. Der Thermostat 34 (Bimetallstreifen o. dgl.) des Thermostatschalters3o kann beliebiger Bauart sein, es ist erwünscht, daß der Thermostatschalter 3o mit Schnellverstellung versehen ist. Er verbindet in erwärmtem Zustande (wie dargestellt) die Stromzuleitung 32 mit der Klemme 28, in abgekühltem Zustande mit der Klemme 29. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei der dargestellten Lage der Einzelteile ist das Ventil 3 soeben durch den erwärmten Thermostaten 34 geschlossen worden. Dieser ist in irgendeiner Weise der Temperatur des zu überwachenden Raumes o. dgl. ausgesetzt und kühlt sich nun wieder ab, da zufolge des geschlossenen Ventils 3 eine weitere Beheizung unterbleibt. Sobald der Thermostat 34 die untere, für das Wiederansprechen eingestellte Temperatur erhalten hat, schließt er durch langsames oder plötzliches Umlegen die Stromzuleitung 32 über die Klemme 29 an die Leitung 27 an; es entsteht folgender Stromverlauf: Aus der Stromzuleitung 32, die Leitung 27, Leitung 21 zur Kontaktbrücke 2o, von hier zur Spule 8 in die Stromableitung 33. Der Elektromagnet spricht zufolge Erregung der Spule 8 an, der Solenoid 5 wird von dem Kern 35 abgerissen und in seine zweite Endlage am Kern 36 gebracht, in welcher das Ventil 3 geöffnet ist. Gleichzeitig wurde der Klappanker io aus der gezeichneten Lage in seine zweite Endlage gekippt, in der er durch das Kniehebelgelenk 13, 14, 17 wieder festgehalten wird. Dadurch wurde die Kontaktbrücke 18 ebenfalls umgelegt, die Kontaktfeder 2o vom Gegenkontakt 25 abgehoben und die Verbindung zwischen der Kontaktfeder i9 und dem Gegenkontakt 24 hergestellt. Beide Spulenwindungen 7, 8 sind nun wieder von der Stromzufuhr abgeschaltet, doch nimmt die Kontaktfeder i9 eine vorbereitende Schaltstellung insofern bereits ein, als bei erneutem Ansprechen des Thermostaten 34, wenn er wieder genügend erwärmt wurde, der Stromverlauf Zuleitung 32, Leitung 26, Kontaktfeder i9 zur Spalte 7 und zur Stromableitung 33 hergestellt wird und alle Teile in die gezeichnete Ausgangslage zurückkehren.The hinged armature io (see. Fig. 2) carries a contact bridge 18, consisting from an insulating piece with the contact springs attached to it, insulated from one another ig, 2o. The contact springs i g, 2o with connection terminals are provided by flexible lines 2 i 22, 23 connected. The contact spring ig can be attached to the mating contact with the terminal 24, the contact springs 2o to the mating contact with terminal 25 to. Plant come. The end of the coil 8 is with the mating contact 25, the end of the coil 7 with the mating contact 24 connected .. Separate lines 26, 27 lead from the connection terminals 22, 23 to two terminals 28, 29 of a thermostat switch 30 (see. Fig. 3), its third terminal 31 for connecting the power supply line 32 is used. The. Coils 7, 8 have a common power lead 33. The thermostat 34 (bimetallic strip O. Like.) The thermostat switch3o can be of any design, it is desirable that the thermostat switch 3o is provided with quick adjustment. It connects in heated Condition (as shown) the power supply line 32 with the terminal 28, in cooled down Conditions with terminal 29. The mode of operation of the device is as follows: At the position of the individual parts shown, the valve 3 has just been heated by the Thermostat 34 has been closed. This is in some way the temperature of the room to be monitored o. The like. Exposed and now cools down again because as a result of the closed valve 3, further heating does not take place. Once the Thermostat 34 receive the lower temperature set for the reactivation has, he closes the power supply line 32 by slowly or suddenly switching via the terminal 29 to the line 27; the following current flow arises: Off the power supply line 32, the line 27, line 21 to the contact bridge 2o, from here to the coil 8 in the current discharge 33. The electromagnet speaks according to excitation of the coil 8, the solenoid 5 is torn from the core 35 and into its second Brought end position on the core 36, in which the valve 3 is open. Simultaneously the hinged armature io was tilted from the position shown in its second end position, in which it is held again by the toggle joint 13, 14, 17. Through this the contact bridge 18 was also turned over, the contact spring 2o from the mating contact 25 lifted and the connection between the contact spring i9 and the mating contact 24 manufactured. Both coil windings 7, 8 are now switched off again from the power supply, however, the contact spring i9 already takes a preparatory switch position in this respect a than when the thermostat 34 responds again when it warms up again sufficiently was, the current flow line 32, line 26, contact spring i9 to column 7 and for current derivation 33 is produced and all parts in the initial position shown to return.

Die gesamten Schaltwerksteile des Erfindungsgegenstandes lassen sich auf kleinem Raume unterbringen, sie werden naturgemäß nach außen abgekapselt. Die Schaltung ist eine unschwierige, sie läßt sich leicht übersehen und auf ihre Richtigkeit hin prüfen. Die Zahl der bewegten Einzelteile ist gering, mechanische. Sperrglieder fehlen vollkommen. Gase oder Flüssigkeiten haben keinerlei Zutritt zum Klappanker und den ihn festhaltenden Teilen, die daher nicht der Korrosion unterliegen. Die Eisenkerne 35, 36 sowie der Solenoid unterliegen dieser Gefahr kaum, sie lassen sich aber auch hiergegen mit Leichtigkeit schützen.The entire rear derailleur parts of the subject of the invention can Put them in a small space, they are naturally encapsulated from the outside. the Circuit is an easy one, it can easily be overlooked and its correctness check out. The number of moving parts is small, mechanical. Locking members are completely absent. Gases or liquids have no access to the hinged anchor and the parts holding it, which are therefore not subject to corrosion. the Iron cores 35, 36 as well as the solenoid are hardly subject to this risk, they leave but also protect yourself against this with ease.

Auf die Ausbildung des Thermostaten 34 kommt es nicht an. Außer solchen Ausführungen, die mit einem Bimetallstreifen oder einem Hitzdraht versehen sind, können auch die bekannten Thermostatschalter verwendet werden, die in einer geschlossenen Kapsel ein unter Erwärmung sehr dehnbares Gas oder eine leicht verdampfende Flüssigkeit enthalten, deren Druck nach Überwindung eines federnden Gegendruckes zur Wirkung gelangt. Der Thermostatschalter 3ö braucht aber nicht unmittelbar im Spulenstromkreis zu liegen,-es können thermische Relais verwendet werden, die einen die Kontaktbrücke 18 umsteuernden Elektromagneten beeinflussen. Auch ist es nicht notwendig, daß das in der Rohrleitung 2 strömende Gas oder die Flüssigkeit zur Beheizung eines Raumes o. dgl. dienen, sie können auch hinsichtlich ihrer eigenen Temperatur mittels des Erfindungsgegenstandes überwacht werden.The design of the thermostat 34 is not important. Except for those Versions that are provided with a bimetal strip or a hot wire, the well-known thermostat switches can also be used, which are in a closed Capsule a gas that is very expandable when heated or a liquid that evaporates easily contain, the pressure of which takes effect after overcoming a resilient counter pressure got. The thermostat switch 3ö does not need directly in the coil circuit to lie, -there can be used thermal relays, which one the contact bridge 18 affect the reversing electromagnet. Nor is it necessary that that in the pipe 2 flowing gas or the liquid for heating a room o. The like. Serve, they can also with regard to their own temperature by means of the Subject of the invention are monitored.

Claims

PA TCNTANSPRÜcriR: i. Electromagnet for temperature-dependent control of gas or liquid valves, which with two coils opposite winding direction is provided, with one in both end positions against flood vibrations or external vibrations locked valve disk, characterized in that the solenoid (5) acts as a permanent magnet is designed and, for this two iron cores as stops in its end positions (35, 36) are provided.

2. Electromagnet as claim i, characterized in that the electromagnet (6) in the bypass an alternately the magnetic circuit of one or the other coil (7, 8) closing or opening hinged armature (io) is assigned, which is in its two end positions by a resilient detent (i3, 14, 17, 15) is held and controls a contact bridge (i8) which alternately connects and disconnects the coil windings (7, 8) to the power supply line (32).

3. Electromagnet according to claims i and 2, characterized in that the ends of the two coil windings (7, 8) via the interruption points (1g, 24; 20, 25) are led separately to a thermostat switch (30), which the Coil windings (7, 8) are alternately connected to the power supply line (32).