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| Elektromagnetisch betätigt mit Zwangsanhebung |
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Ventile mit dieser Betätigungsart stellen eine Kombination von direkter
und indirekter Betätigung dar. Eine mechanische Kopplung zwischen Magnetanker
(Vorsteuerstufe) und dem Kolben (der Membran) unterstützt die Öffnungsbewegung
des Kolbens (der Membran). Man bezeichnet dies als Zwangsanhebung.
Eine Mindestdruckdifferenz ist für diese kombinierte Wirkungsweise nicht
erforderlich, das Ventil arbeitet ab 0 bar. Der Magnet ist hierbei relativ
kräftig ausgelegt, da dieser bei fehlender Druckdifferenz ohne
Druckunterstützung das Ventil öffnen muß.
Ventile dieser Betätigungsart vereinen also die Vorteile der Direktbetätigung
(kein minimaler Druck/Durchfluß erforderlich) und der indirekten Betätigung
(relativ großer Volumenstrom bei hohen Drücken).
Funktionsbeschreibung:
Ventil geschlossen (Bild 1)
Der Magnet ist spannungslos und die mit seinem Anker verbundene Spindel
(Kolben des Vorsteuerventils) verschließt die mittig auf dem Kolben (der
Membran) befindliche Abbaubohrung (Vorsteuersitz). Der Eingangsdruck in P
(größer als Ausgangsdruck in A) baut sich durch die beiden Aufbaubohrungen
im Kolben (eine Aufbaubohrung in der Membran) auf der Kolbenoberseite
(Membranoberseite) auf.
Dieser Druck, multipliziert mit der Fläche der Kolbenoberseite
(Membranoberseite), erzeugt eine Schließkraft, welche größer als die auf
den Kolben (die Membran) wirkende Öffnungskraft ist. Er (sie) wird auf
seinen (ihren) Sitz gepreßt.
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Bild 1
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Magnet ausgeschaltet
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Ventil öffnet (Bild 2)
Der Magnet wird bestromt. Die Magnetkraft, größer als die auf den Anker
wirkende Schließkraft (Feder- und Druckkraft), hebt diesen von der
Abbaubohrung. Hierdurch wird der Raum oberhalb des Kolbens (der Membran)
entlastet und eine Druckgleichheit mit der A-Seite (Ventilausgang) stellt
sich ein.
Diese Druckentlastung bleibt bestehen, da durch die Aufbaubohrungen
weniger Fluid nachströmen kann, als durch die Abbaubohrung entweicht.
Somit überwiegt die Öffnungskraft, resultierend aus dem höherem Eingangsdruck
in P. Die Druckdifferenz zwischen Kolbenober- und -unterseite hebt den Kolben
(die Membran) also vom Ventilsitz ab.
Dieser Öffnungsvorgang ist somit identisch wie bei den Ventilen mit
indirekter Betätigung.
Abweichend davon ist jedoch, daß der Kolben (die Membran) nach einem
gewissen Ankerhub gleichzeitig über einen Mitnehmeranschlag (mechanische
Kopplung) vom Magnetanker in Öffnungsstellung gezogen wird.
Zum Öffnen und Offenhalten des Ventils wird also keine Druckdifferenz
benötigt.
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Bild 2
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Magnet eingeschaltet
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Ventil schließt
Der Magnet wird ausgeschaltet und der Anker verschließt durch Federkraft
(und Druckkraft, wenn vorhanden) die Abbaubohrung.
Oberhalb des Kolbens (der Membran) baut sich über die Aufbaubohrung wieder
der gleiche Druck wie auf der P-Seite auf, und die resultierende Kraft preßt
den Kolben (die Membran) auf den Ventilsitz.
Bei keinem, bzw. sehr geringem Differenzdruck erfolgt dieser Schließvorgang
allein durch die Kraft der Federn im Ankerrohr und oberhalb des Kolbens.
Die Durchflußrichtung des Fluids ist festgelegt.
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