DE3918499C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil, aufweisend ein Absperrelement, das durch ein gegenüber einem ersten Stützpunkt abgestütztes Federelement gegen eine elastische Leitung festlegbar ist, ein mit einem zwischen einem zweiten Stützpunkt und dem Absperrelement festgelegtes Anzugselement, das an eine erste Stromquelle angeschlossen ist, wobei das Anzugselement vorzugsweise aus einem Memorymetall besteht, und ein Halteelement.

Sicherheitsventile der vorstehend genannten Art sind dafür vorgesehen, eine elastische Leitung, beispielsweise eine Schlauchleitung, durch die eine Flüssigkeit oder ein Gas geleitet wird, wenn es erforderlich ist, zu sperren oder den Durchfluß freizugeben (US-PS 41 76 671). Neben allen möglichen technischen Bereichen sind insbesondere im medizinisch-technischen Bereich solche Sicherheitsventile notwendig. So weisen beispielsweise Luftdetektoren in Infusionsgeräten, bei denen medizinische Flüssigkeiten an einen zu behandelnden Patienten verabreicht werden, und andere Notfallgeräte Sicherheitsventile auf.

Solche medizinisch-technischen Geräte sollen aber möglichst wenig Gewicht aufweisen und platzsparend ausgebildet sein, um sie, insbesondere durch das Krankenhauspersonal, wie Ärzte, Krankenschwestern usw., leicht handhaben zu können und dadurch einen mobilen Einsatz dieser Geräte zu gewährleisten. Diese Gesichtspunkte sind insbesondere wichtig bei Notfallgeräten, beispielsweise in medizinischen Notfallwagen.

Bei derartigen bekannten Sicherheitsventilen, wie insbesondere durch die US-PS 41 76 671 und die DE-OS 35 35 429 gelehrt, wurde bisher jeweils ein starker Magnet verwendet, der während der gesamten Zeit, in der das Sicherheitsventil geöffnet war, und damit einen Durchfluß durch die elastische Leitung gestattete, unter Strom gesetzt, um das Sicherheitsventil in seiner Öffnungsstellung zu halten. Sollte das Sicherheitsventil geschlossen und der Durchfluß durch die elastische Leitung unterbrochen werden, wurde der Strom abgeschaltet, so daß das Sicherheitsventil in seine Schließstellung übergehen konnte. Dazu ist das Absperrelement des Sicherheitsventils gegenüber einer Basisfläche oder Basisplatte durch Federkraft abgestützt, wobei die Feder in Richtung auf die elastische Leitung wirkt.

Die ständige Beaufschlagung des starken Magneten mit Strom während der Öffnungsdauer des Sicherheitsventils erforderte einen hohen Strombedarf und ein hohes Gewicht des Magneten, da dieser in seiner Leistung so groß ausgelegt sein mußte, daß er dauernd die gegen die elastische Leitung wirkende Federkraft überwinden konnte. Ein solcher starker Magnet erfordert natürlich auch einen entsprechenden Rauminhalt und vergrößerte und erschwerte die Absperreinheit enorm.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sicherheitsventil zu schaffen, das leichter und platzsparender ausgebildet und bei dem ein wesentlich geringerer Strombedarf erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Verbindungsbereich des Absperrelementes und des Anzugselementes eine das Absperrelement in seiner geöffneten Stellung arretierbare, mechanische Verriegelungseinheit angeordnet ist, die von dem Halteelement durch eine zweite Stromquelle niedrigerer Leistung in ihrer arretierten Stellung gehalten wird.

Das Anzugselement besteht aus Memorymetalldraht, wobei der Memorymetalldraht so ausgelegt ist, daß er sich bei Stromdurchfluß durch eine elektrische Heizeinrichtung aufheizt. In weiterer Ausbildung weist die Verriegelungseinheit ein an dem ersten Stützpunkt angeordnetes Klinkenteil auf.

Das Haltelement ist ein Elektromagnet.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird dieser Haltemagnet bei Abschaltung der elektrischen Heizvorrichtung zumindest bis zum Erreichen der Ausgangsposition des Anzugselementes mit der Stromquelle niedrigerer Spannung verbunden. Das Kräfteverhältnis zwischen Absperrelement und Halteelement beträgt etwa 10 : 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Sicherheitsventils kann auf einen starken und schweren Magneten verzichtet werden, der ständig wechselnd mit einer hohen Stromleistung versorgt werden muß. Vielmehr wurde ein Memorymetalldraht verwendet, der sich bei kurzzeitigem Stromdurchfluß erwärmt, so daß sich der Memorymetalldraht verkürzt und dadurch das Absperrelement, das über ein Federelement gegenüber einem ersten Stützpunkt abgestützt ist, weg von der elastischen Leitung anzieht und damit den Durchfluß durch die elastische Leitung freigibt. Nachdem der Durchfluß durch die elastische Leitung frei ist, klinkt das an einem Hebel befestigte Halteelement an einem bestimmten Punkt des Absperrelementes ein, so daß der elektrische Strom für den Memorymetalldraht abgeschaltet werden kann. Nun wird der Haltemagnet des Halteelements mit einer niedrigeren Spannung beaufschlagt, so daß das Absperrelement in seiner geöffneten Stellung gehalten werden kann. Wird die geringe Spannungszufuhr auf den Haltemagneten unterbrochen, fällt dieser ab und das Absperrelement wird durch die Federkraft auf die zu verschließende elastische Leitung gedrückt und der Zufluß durch diese Leitung unterbrochen.

Zum Betreiben der elektrischen Heizvorrichtung ist also nur kurzzeitig ein Energiestrom erforderlich, bis sich das Memorymetall erwärmt und verkürzt hat. Dann wird die elektrische Heizvorrichtung abgeschaltet. Zum Halten des Sicherheitsventils in seiner Öffnungsstellung ist nur ein ganz geringe Spannung erforderlich, mit der der Haltemagnet beaufschlagt wird.

Ein solches Sicherheitsventil ist beispielsweise bevorzugt anwendbar als Schlauchquetschventil an einem Luftdetektor eines Infusionsgerätes. Es sind aber auch andere technische Gebiete denkbar, bei denen eine elastische Flüssigkeits- oder Gasleitung wechselweise geöffnet und geschlossen werden muß. Es ist darüberhinaus auch denkbar, herkömmliche Magnet-Ventile im erfindungsgemäßen Sinne auszubilden.

An einem Ausführungsbeispiel und der zugehörigen Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Grundbauteil ist der erste Stützpunkt 1, dem gegenüber und parallel dazu verlaufend sich eine elastische Leitung 3 befindet, die wiederum gegen eine weitere Basisfläche 5 arretiert ist. Durch den ersten Stützpunkt 1 hindurch führt ein Absperrelement 7, das mit seiner unteren Dachkante gegen die elastische Leitung 3 angreift. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß in der beiliegenden Zeichnung der geöffnete Zustand des Sicherheitsventils dargestellt ist.

Das Absperrelement 7 ist durch eine Druckfeder 9 gegen den ersten Stützpunkt 1 abgestützt. Das obere Ende des Absperrelementes 7 ist derart ausgebildet, daß es ein Klinkenteil 11 und ein Anzugselement 13 aufnehmen kann. Dieses Anzugselement 13 ist als Memorymetall ausgebildet und ist vorzugsweise ein Memorymetalldraht. Dieses Anzugselement ist, wie bereits beschrieben, mit seinem unteren Ende am oberen Ende des Absperrelementes 7 befestigt. Das obere Ende des Anzugselementes 13 wiederum ist an einen zweiten Stützpunkt 15, beispielsweise einem Gehäuse, befestigt. Darüber hinaus ist das Anzugselement 13 mit einer elektrischen Stromquelle 17 verbunden, so daß das Anzugselement 13 unter Spannung gesetzt werden kann.

Das Klinkenteil 11, das beweglich mit dem ersten Stützpunkt 1 verbunden ist, greift mit seinem vorderen Ende am oberen Ende des Anzugselementes 13 an. Das rückwärtige Ende des Klinkenteiles 11 ist mit einem Halteelement 19 versehen, das aus einem Haltemagneten besteht. Die Druckfeder 9 am Absperrelement 7 besitzt eine Druckkraft von etwa 30 Newton, während die Kraft des Halteelementes 19 am Klinkenteil 11 etwa 3 Newton beträgt. Dadurch besteht ein Kräfteverhältnis zwischen Absperrelement 7 und Halteelement 19 von etwa 10 : 1.

Um das Sicherheitsventil in die Öffnungsstellung gemäß der beiliegenden Zeichnung zu bringen, wird das Anzugselement 13, welches aus Memorymetall besteht, über die elektrische Stromquelle 17 mit Strom versorgt, so daß sich das Memorymetall erwärmt und verkürzt. Dadurch wird die Kraft der Druckfeder 9 überwunden und das Absperrelement nach oben gezogen. Dadurch wird der Strömungsdurchgang durch die elastische Leitung 3 freigegeben und das Medium kann durch die elastische Leitung 3 fließen. Sobald des Absperrelement 7 seine obere Lage eingenommen hat, greift das vordere Ende des Klinkenteils 11 in das obere Ende des Absperrelementes 7 ein. Das Eingreifen des Klinkenteils 11 erfolgt durch Gewicht oder Federkraft am Halteelement 19. Nun wird die Stromzufuhr der elektrischen Stromquelle 17 zum Anzugselement 13 unterbrochen; gleichzeitig wird der Haltemagnet 19 mit einer Spannung einer zweiten Stromquelle niedrigerer Leistung beaufschlagt, und zwar solange, wie gewünscht wird, daß das Sicherheitsventil in seiner Öffnungsstellung gehalten werden soll. In der Zwischenzeit kühlt das Memorymetall 13 ab und kann sich wieder ausdehnen. Wird der Stromzufluß zum Haltemagneten 19 unterbrochen, überwindet die Kraft der Druckfeder 9 die Kraft des Haltemagneten 19 und das Absperrelement 7 wird gegen die elastische Leitung 3 gedrückt und quetscht diese derart zusammen, daß der Durchfluß durch die elastische Leitung 3 unterbunden wird, und zwar solange, bis das Memorymetall 13 über die erste elektrische Stromquelle 17 wieder mit Spannung beaufschlagt wird und sich dadurch aufheizt.

Claims (7)

1. Sicherheitsventil, aufweisend ein Absperrelement, das durch ein gegenüber einem ersten Stützpunkt abgestütztes Federelement gegen eine elastische Leitung festlegbar ist, ein mit einem zwischen einem zweiten Stützpunkt und dem Absperrelement festgelegtes Anzugselement, das an eine erste Stromquelle (17) angeschlossen ist und ein Halteelement, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsbereich des Absperrelementes (7) und des Anzugselementes (13) eine das Absperrelement (7) in seiner geöffneten Stellung arretierbare mechanische Verriegelungseinheit (11) angeordnet ist, die von dem Halteelement (19) durch eine zweite Stromquelle niedrigerer Leistung in ihrer arretierten Stellung gehalten wird.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzugselement (13) ein Memorymetalldraht ist.

3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromquelle (17) zum Beheizen des Anzugselementes (13) vorgesehen ist.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinheit (11) ein an dem ersten Stützpunkt (1) angeordnetes Klinkenteil ist.

5. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (19) ein Elektromagnet ist.

6. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet (19) bei Abschaltung der ersten Stromquelle (17) zumindest bis zum Erreichen der Ausgangsposition des Anzugselementes (13) mit der zweiten Stromquelle niedrigerer Leistung verbunden ist.

7. Sicherheitsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kräfteverhältnis zwischen Absperrelement (13) und Halteelement (19) etwa 10 : 1 beträgt.