DE2917254A1 - Schlauchquetschventil - Google Patents

Description

• Schl auchquetschventi 1
• Die Erfindung betrifft ein Schlauchquetschventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Solche Schlauchquetschventile werden insbesondere für medizinische Zwecke benötigt, wie Infusionssysteme, pulsative Blutpumpen und Dialysegeräte.
• Bei diesen Ventilen muß für den Fall einer Störung, etwa Stromausfall, eine Sicherheitsstellung vorhanden sein. Wenn diese Sicherheitsstellung die Offenstellung ist, genügt im allgemeinen die Federkraft des Schlauches, um den Anker in die Stellung zu drängen, in der der Strömungsweg durch den Schlauch geöffnet ist, in der Regel muß in der Sicherheitsstellung aber der Strömungsweg durch den Schlauch unterbrochen sein, mit anderen Worten, bei stromloser Erregungsspule muß der Anker die Stellung einnehmen, in der der Schlauch zugequetscht ist. Diese Sicherheitsstellung wird bei bekannten Schlauchquetschventilen dadurch erreicht, daß der Anker mit einer Feder in die definierte Stellung gedrängt wird.
• Federn sind Ermüdungserscheinungen unterworfen, so daß in sehr kritischen Fällen der Einsatz solcher Ventile zumindest zweifelhaft ist. Ferner muß der Magnetkreis und die Erregungsspule so dimensioniert werden, daß nicht nur der Kraftbedarf zum Uffnen des Schlauches aufgebracht wird, sondern auch die dem Uffnen entgegenwirkende Kraft der Feder, die ja umso größer wird, je weiter der Schlauch geöffnet wird. In der Praxis muß der Magnetkreis infolge der Feder etwa vier- bis sechsfach so groß dimensioniert werden als es für den tatsächlichen Kraftbedarf beim Quetschen notwendig wäre.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Schlauchquetschventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß auch nach beliebig hoher Anzahl von Uffnungs- und Schließvorgängen stets die gleiche Schließkraft herrscht und der Magnetkreis sowie der Energiebedarf zum Betätigen des Ventils nur gerade so groß gewählt werden muß, wie es dem tatsächlichen Kraftbedarf beim Quetschen des Schlauches entspricht.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
• Durch den Permanentmagneten wird der Anker im stromlosen Zustand der Erregungsspule in die definierte Stellung, also in der Regel die Schließstellung, gezogen, und durch Stromfluß wird die Anziehungskraft des Permanentmagneten mehr oder weniger stark aufgehoben, so daß die Eigenelastizität des Schlauches den Anker bzw.
• den von diesem getragenen Quetschkeil in die Offenstellung drängt, in der der Strömungsweg durch den Schlauch geöffnet ist. Dabei wird durch den Permanentmagneten die größte Kraft dann aufgebracht, wenn der Anker angezogen ist, so daß der Magnetkreis geschlossen ist, und da das üblicherweise die Schließstellung des Quetschventils ist, also in dem Zustand, in dem zum Quetschen des Schlauches auch die größte Kraft benötigt wird, eben im Gegensatz zu den bekannten Systemen mit Feder. Wird die Kraft des Permanentmagneten durch den Erregungsstrom in der Spule mehr oder weniger stark aufgehoben, so kann der Schlauch aufgrund der Eigenelastizität den Quetschkeil mehr oder weniger stark aus der Schließstellung herausdrängen, bis in die Offenstellung, wenn der Erregungsstrom gerade so stark ist, daß er die Kraft des Permanentmagneten ausreichend aufhebt. Praktisch verläuft also die vom Permanentmagneten aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit vom Weg parallel zu der vom Schlauch aufgebrachten Kraft, so daß durch entsprechende Einstellung des Erregungsstroms beliebige Zwischenstellungen möglich sind. Das stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem bekannten Schlauchquetschventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dar, bei dem infolge der entgegengesetzten Tendenz der Federkennlinie zur Schlauchkraftkennlinie keine Zwischenstellung gehalten werden konnte, das Ventil mußte entweder voll geöffnet oder voll geschlossen sein.
• Permanentmagnete, die im normalen Arbeitsbereich nicht entmagnetisieren, sind erforderlich, damit durch den Erregungsstrom der Permanentmagnet nicht entmagnetisiert wird. Solche Permanentmagnete sind bekannt, vor allem kommen Seltenerdmagnete in Frage, im Ausführungsbeispiel hat sich von diesen eine Legierung von Kobalt mit Samarium besonders bewährt; es kommen aber auch beispielsweise Ferritmagnete in Frage.
• Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen: Figur 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schlauchquetschventil und Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1.
• Das erfindungsgemäße Schlauchquetschventil besteht aus einem an einer Halterung 11 beispielsweise mit einem Zapfen 12 befestigten Magnetkreis 13 mit einem Klappanker 14, an dem ein Quetschkeil 15 befestigt ist, und einem diesem gegenüber angeordneten Widerlager 16, das ebenfalls an der Halterung 11 befestigt ist. Der Magnetkreis 13 weist außer dem Klappanker 14 einen Permanentmagneten 17 aus einer Kobalt-Samarium-Legierung, einen Weicheisenkern 18 und zwei Jochteile 19, 20 auf, die den Magnetkreis über den Anker 14 schließen. Der Anker 14 ist schwenkbar im Joch 20 gelagert, die Lagerung befindet sich in der dargestellten Ausführungsform unter dem Spalt zwischen Quetschkeil 15 und Widerlager 16. Der Weicheisenkern 18 trägt eine Erregungsspule 21.
• Die Halterung 11, der Quetschkeil 15 und das Widerlager 16 bestehen in üblicher Weise aus unmagnetischen Materialien, beispielsweise PVC oder Messing. Anstelle einer Widerlager-Quetschkeil-Konstruktion können selbstverständlich auch andere bekannte Konstruktionen verwendet werden, mit denen der Schlauchquerschnitt zugequetscht werden kann.
• Zum Einlegen eines Schlauches 22 wird zunächst die Erregungsspule 21 mit Strom gespeist, dessen Richtung so gewählt ist, daß das von ihm im Kern 18 erzeugte Magnetfeld dem des vom Permanentmagneten 17 erzeugten entgegenwirkt, und dessen Stärke ausreicht, die Wirkung des Magnetfelds vom Permanentmagneten 17 so weit aufzuheben, daß der Quetschkeil 15 vom Widerlager 16 weggeklappt und der Schlauch 22 eingelegt werden kann. Prinzipiell kann die Wirkung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 17 auch vollständig aufgehoben werden. Durch Einstellen des Erregungsstromes durch die Spule 21 wird anschließend der Quetschkeil 15 so weit auf den Schlauch 22 gequetscht, wie erforderlich, um den gewünschten Durchströmquerschnitt durch den Schlauch 22 zu erhalten. Soll der Durchströmquerschnitt des Schlauchs 22 vollständig zugequetscht werden, braucht nur der Erregungsstrom durch die Spule 21 abgeschaltet zu werden, der Permanentmagnet 17 zieht dann den Anker in die in Figur 1 dargestellte Stellung, in der der Schlauch 22 vollständig abgequetscht ist.
• Dasselbe geschieht natürlich auch, wenn infolge einer Störung der Erregungsstrom ausfällt.
• Wenn das dargestellte Ventil im offenen Zustand gehalten wird, werden bei einer Ausführungsform etwa 7 Watt verbraucht, bei einem vergleichbaren Ventil herkömmlicher Konstruktion, d. h.
• mit einer Feder, die den Anker mit Quetschkeil in die Schließstellung drängt, werden dagegen dafür 25 Watt verbraucht, so lange die Feder ihre anfängliche Federkonstante hat.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1,!Schlauchquetschventil mit einem Widerlager für den Schlauch, einem auf dieses zu bzw. von diesem weg schwenkbaren Anker und einem diesen enthaltenden Magnetkreis mit Erregungsspule, bei dem der Anker bei stromloser Erregungsspule eine definierte Stellung einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis einen Permanentmagneten enthält, der im normalen Arbeitsbereich nicht entmagnetisiert und dessen Polarität der der Erregungsspule in deren erregten Zustand entgegengesetzt ist.
2. 2. Schlauchquetschventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein Seltenerdmagnet ist, insbesondere aus einer Legierung von Kobalt mit Samarium.
3. 3. Schlauchquetschventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein Ferritmagnet ist.