DE69706342T2 - Ventil - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern eines Ventilflusses mit einem Ventilgehäuse mit einem Einlass für das zu steuernde Fluid, einem Auslass für einen gesteuerten Fluss des Fluids, einem Ventilsitz mit einer in dem Ventilgehäuse angeordneten Ventilöffnung und einem Ventilkörper, der bewegbar gegenüber dem Ventilsitz angeordnet ist, um den Fluss des Fluids durch die Ventilöffnung zu steuern.
- Der Ausdruck "Fluid" bezieht sich in dieser Anmeldung sowohl auf Flüssigkeiten als auch auf Gase. Wenn die Steuerung von Gas beschrieben wird, gilt die gleiche Beschreibung auch zur Steuerung von Flüssigkeit oder umgekehrt.
- Ein bekanntes Ventil ist in der US-A-5,265,594 beschrieben. Das bekannte Ventil weist einen Gaseinlass auf, der in einem Ventilsitz in einem Ventilgehäuse mündet. Eine Membran und ein Kolben sind an dem Ventilsitz angeordnet, um zur Steuerung des Gasflusses durch den Ventilsitz zusammenzuarbeiten. Der Kolben ist federbelastet, so dass die Membran gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Eine Solenoidspule ist um den Kolben herum angeordnet. Wenn die Solenoidspule aktiviert wird, wird der Kolben elektromagnetisch gegen seine Federbelastung gezogen und die Membran wird vom Gas in dem Einlass von dem Ventilsitz weggedrückt und ein Gasfluss strömt dann durch die Ventilöffnung zu einem Auslass für gesteuertes Gas. Das bekannte Ventil zeigt sehr gute Dynamik und ist in der Lage Flüsse im Bereich von einigen wenigen ml/s bis zu einer Vielzahl von Litern/s mit großer Genauigkeit zu regeln. Es hat auch eine sehr schnelle Ansprechzeit und kann vom Steuern kleinen Flüsse (ml/s) zum Steuern von großen Flüssen (1/s) in nur wenigen Zehnteln einer Sekunde umschalten. Das bekannte Ventil kann auch einen Flüssigkeitsfluss in entsprechender Weise steuern.
- Diese Eigenschaften machen das bekannte Ventil besonders passend für die Anwendung in z.B. medizinischer Ausrüstung wie Ventilatoren und Respiratoren. Auf Grund der großen Dynamik kann ein mit diesem bekannten Ventil ausgestatteter Ventilator sowohl für die Behandlung prämaturer Babys als auch für Erwachsene verwendet werden. Die schnelle Ansprechzeit bedeutet, dass der Ventilator auch in der Lage ist, auf spontane Atmung sehr schnell zu reagieren. Ein Patient, der mit dem Ventilator behandelt wird, fühlt niemals irgendeinen großen Atemwiderstand, etwas, was ansonsten mit Ventilen, die die gleiche Ansprechzeit nicht aufweisen, auftritt. Ein Patient, der z.B. einen tiefen Atemzug nimmt, kann eine Änderung des Flusses von Null auf eine Mehrzahl von Litern/s in der Anfangsphase der Inspiration fordern. Das bekannte Ventil wird z. B. in dem Servoventilator 300, Siemens-Elema AB, Solna, Schweden verwendet.
- Da das bekannte Ventil eine relativ komplexe Struktur aufweist, benötigt es einen relativ großen Platz in dem Ventilator, ist relativ kostspielig herzustellen und verbraucht bei der Anwendung eine relativ große Energiemenge. Insgesamt ist das bekannte Ventil nicht speziell für die Verwendung in z.B. kleinen, tragbaren, batteriebetriebenen Ventilatoren geeignet. Daher besteht ein Bedarf für ein kleineres, weniger Energie verbrauchendes Ventil, dessen Leistung zumindest vergleichbar mit der des bekannten Ventils ist. Es sollte auch einfacher und dementsprechend billiger in der Herstellung sein, ohne die Zuverlässigkeit des Ventils zu verschlechtern.
- Ein derartiges Ventil wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, dass ein erster Befestigungspunkt und ein zweiter Befestigungspunkt in dem Ventilgehäuse angeordnet sind, zumindest ein Stellglied zum Ändern des Abstandes zwischen dem ersten Befestigungspunkt und dem zweiten Befestigungspunkt vorgesehen ist und der Ventilkörper zwischen dem ersten Befestigungspunkt und dem zweiten Befestigungspunkt angebracht und ausgebildet ist, um in seiner Anlagefläche an dem Ventilsitz deformiert zu werden, wenn der Abstand zwischen dem ersten Befestigungspunkt und dem zweiten Befestigungspunkt geändert wird, wobei die Bewegung des Ventilkörpers in Bezug auf den Ventilsitz durch das Stellglied zum Steuern des Flusses des Fluids an dem Auslass steuerbar ist.
- Der Ventilkörper ist vorzugsweise ausgebildet um elastisch deformiert zu werden, was ihn in die Lage versetzt, in entspanntem Zustand gegen den Ventilsitz zu drücken und den Ventilsitz abzudichten. Der Ventilkörper kann auch eine gelenkige Konstruktion aufweisen. Diese Konstruktion kann auch federnde Eigenschaften aufweisen, so dass das Ventil in entspanntem Zustand keinem Fluss erlaubt, es zu passieren.
- Vorteilhafte Ausführungsformen des Ventils gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
- Ausführungsformen des Ventils gemäß der Erfindung werden nun unter Bezug auf die Figuren detaillierter beschrieben, in denen
- Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung zeigt;
- Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung zeigt;
- Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung zeigt; und
- Fig. 4 die dritte Ausführungsform aus einem anderen Winkel zeigt.
- Eine erste Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung ist mit 2 bezeichnet und in Fig. 1 dargestellt. Das Ventil 2 weist ein Ventilgehäuse 4 auf, das z.B. als ein Metallblock ausgebildet sein kann. Das Ventilgehäuse 4 hat einen Gaseinlass 6 zum Anschließen an irgendeine Form einer unter Druck stehenden Gasquelle wie z.B. einem permanenten Wandsystem.
- Das Ventilgehäuse 4 hat auch einen Hohlraum 8 zur Aufnahme anderer Komponenten.
- Ein Auslass 10 zum Steuern von Gas ist Teil des Ventilgehäuses 4. Der Auslass 10 kann mit einem Schlauchsystem oder entsprechendem verbunden sein, insbesondere wenn das Ventil 2 in einem Ventilator o. dgl. verwendet wird.
- In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ventilsitz 12 als Teil des Ventilgehäuses 4 ausgebildet und eine Ventilöffnung 14 ist in dem Ventilsitz 12 angeordnet. Ein Ventilkörper, ausgebildet als ein Band 16, drückt gegen und dichtet den Ventilsitz 12 ab. Vorzugsweise ist das Band 16 in dem Kontaktbereich mit dem Ventilsitz 12 flach, um das Abdichten zu verbessern. Die Ventilöffnung 14 kann kreisförmig sein aber auch andere Formen haben, insbesondere ovale oder elliptische. In einigen Fällen kann es für die Betätigung des Ventils 2 optimal sein, wenn die Ventilöffnung 14 in dem Kontaktbereich zu dem Band 16 einen Umfang hat, der in Beziehung zu der Fläche der Öffnung 14 so groß wie möglich ist.
- Das Band 16 ist zwischen einem ersten Befestigungspunkt 18 und einem zweiten Befestigungspunkt 20 angebracht. Der erste Befestigungspunkt 18 besteht aus einem Ende eines Hebels 22, einem Stellglied 24, das in dem Ventilgehäuse an dem anderen Ende des Hebels angeordnet ist, um mechanisch auf diesen Hebel 22 einzuwirken. Wenn das Stellglied 24 gegen den Hebel 22 drückt, vergrößert sich der Abstand zwischen den Befestigungspunkten 18 und 20, wodurch das Band 16 gestreckt wird und ein Durchlass für Gas durch die Ventilöffnung 14 geöffnet wird.
- Das Stellglied 24 weist einen Piezostapel 26 auf, der aus einer Vielzahl piezoelektrischer Elemente besteht, an die von einer Spannungseinheit 28 eine Spannung angelegt werden kann, wodurch die Elemente zum Expandieren veranlasst werden. Die Spannungsquelle 28 kann durch eine Steuervorrichtung 30 gesteuert werden. Die Steuerung kann in einer Vielzahl bekannter Weisen durchgeführt werden. Für optimale Funktion sollte irgendeine Form von Rückkopplung mit Messung des Flusses und/oder Druckes eingesetzt werden. Im Prinzip können alle bekannten passenden Steuermethoden verwendet werden.
- Das Stellglied 24 und insbesondere der Piezostapel 26 kann vollständig isoliert von dem Fluid sein. Das Stellglied 24 ist daher leichter gegen erosive oder korrosive Flüssigkeiten zu schützen. Wenn explosive Fluids gesteuert werden, ist es auch sicherer, wenn das Stellglied 24 (und die Spannungsquelle 28) vollständig von dem Fluid isoliert werden können.
- Die Ausbildung des Hebels 22 und des gebogenen Bandes 16 stellen sicher, dass eine große mechanische Übersetzung zwischen der Bewegung des Stellgliedes und der Abwärtsbewegung des Bandes an der Ventilöffnung 14 vorliegt. Eine 50 bis 200- fache mechanische Übersetzung kann erzielt werden, wenn der Hebel und das Band passend dimensioniert sind, ohne dass die mechanische Masse unnötig groß wird. Eine kleine mechanische Masse bedeutet, dass die Beschleunigung in der Ventilsteuerung sehr schnell ist, was das Ventil in die Lage versetzt, eine sehr schnelle Ansprechzeit, z.B. nur einige wenige Zehntel einer Millisekunde zu erhalten.
- Um Leckage zu vermeiden und sicherzustellen, dass kein Gas das Ventil 2 passiert, wenn es geschlossen ist, ist ein Kamm 32 unter dem Band 16 im Bereich des Ventilsitzes 12 angeordnet. Der Kamm 32 ruht auf einer elastischen Membran 34, die den Kamm gegen den Ventilsitz 12 drückt, wenn das Ventil unbelastet ist. Der Kamm hilft auch mit, Oszillationen zu dämpfen, die ansonsten die Steuerung des Gasflusses stören könnten. Der höhere Gasdruck in dem Hohlraum 8 in dieser Ausführung hilft auch dazu, das Band 16 gegen den Ventilsitz 12 zu drücken, da der Druck am Auslass 10 niedriger ist. In diesem Fall ist es eine Besonderheit, dass die Form der Öffnung 24 wesentlich ist. Ein kleines Verhältnis zwischen dem Umfang und der Fläche vergrößert die Schließkraft (vorteilhaft, wenn die Druckdifferenz kleiner ist) und ein großes Verhältnis reduziert die Schließkraft (vorteilhaft wenn die Druckdifferenz höher ist).
- Das ganze Ventil 2 hat eine relativ platte Ausbildung. Das Ventilgehäuse 4 kann in der Größenordnung von 100 · 100 mm mit einer Tiefe von etwa 20 mm sein. Sowohl kleinere als auch größere Ventile können gebildet werden, abhängig von der gewünschten Leistung und dem gewünschten Fluid (Gas oder Flüssigkeit). Der Auslass 10, der Hohlraum 8, der Einlass 6 und andere Räume für das Stellglied 24, die Leistungsquelle 28 und der Kamm 32 können aus einem einzelnen Metallblock gefräst werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hebel 22 eine separate Einheit, die in dem Hohlraum 8 angeordnet ist. Das Band 16 ist passend aus dünnem, nicht korrodierendem Metallblech hergestellt, so dass es in der Lage ist, aggressiven Substanzen zu widerstehen. Das Band 16 könnte auch aus anderen elastischen Materialien, die die erforderlichen Eigenschaften haben, wie z.B. keramischen Stoffen hergestellt sein. Der Hebel 22 ist vorzugsweise aus Stahl oder Titan hergestellt. Aber andere Materialien können möglicherweise auch verwendet werden.
- Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, mit 36 bezeichnet, des Ventils gemäß der Erfindung. Das Ventil 36 weist ein Ventilgehäuse 38 mit einem Einlass 40 und einem Auslass 42 auf. Der Auslass 42 ist als eine separate Komponente ausgebildet, die innerhalb des Ventilgehäuses 38 plaziert ist. Ein Ventilsitz 44 mit einer Ventilöffnung 46 ist mit dem Auslass 42 verbunden. Ein Band 48 ist unter Spannung zwischen einem ersten Befestigungspunkt 50 und einem zweiten Befestigungspunkt 52 angeordnet. Im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform ist das Band in diesem Fall dreieckig und seine konkave Seite ist dem Ventilsitz 44 zugewandt und presst sich gegen diesen, wenn das Ventil 36 geschlossen ist. Der erste Befestigungspunkt 50 ist ein Ende eines Hebels 54, der als ein integraler Teil des Ventilgehäuses 38 ausgebildet ist. Ein Stellglied 56 aus einem magnetorestriktiven Material ist angeordnet, um auf den Hebel 54 einzuwirken. Das magnetorestriktive Material in dem Stellglied 54 wird durch eine Steuereinheit 58, die in dem Ventilgehäuse 36 angeordnet ist, gesteuert.
- Die dreieckige Form ist im Bereich der Kontaktfläche mit dem Ventilsitz 44 etwas abgestutzt. Sie könnte auch so gestaltet sein, dass sie der Hälfte eines Hexagons ähnelt.
- In der gleichen Weise wie in dem Ventil 2 in Fig. 1 wird das Ventil 36 geöffnet, um ein Gas oder eine Flüssigkeit zu steuern, wenn das Stellglied 56 auf den Hebel 54 einwirkt, was dazu führt, das der Abstand zwischen dem ersten Befestigungspunkt 50 und dem zweiten Befestigungspunkt 52 abnimmt. Als ein Ergebnis erhöht sich die Konkavität des Bandes 48 (der Spitzenwinkel des Dreiecks nimmt ab) und sein Mittenpunkt wird von dem Ventilsitz 44 weggedrückt.
- Im Prinzip könnte das Band 48 auch im unbelasteten Zustand gestreckt sein und elastisch durch den Einfluss des Stellgliedes auf den Hebel 54 ausgebeult werden. Das Ausbeulen kann wegen des Ventilsitzes 44 nur in einer Richtung durchgeführt werden. Der Einlass unter Druck stehenden Fluids könnte durch den Auslass 42 und der Ausfluss durch den Einlass 40 erfolgen, um das Ausbeulen zu verstärken. Das Band 48 kann auch ausgebildet sein, um das Ausbeulen zu erleichtern.
- Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des mit 60 bezeichneten Ventils. Das Ventil 60 besteht aus einem Ventilgehäuse 62 mit einem Einlass 64 zu einem Hohlraum 66 in dem Ventilgehäuse 62. Ein Auslass 68 führt geregeltes Gas von dem Ventil 60 weg. Ein Ventilsitz 70 ist in dem Hohlraum 66 angeordnet und verbindet den Hohlraum 66 über eine Ventilöffnung 72 mit dem Auslass 68. Ein Band 74 ist unter Spannung zwischen einem ersten Befestigungspunkt 76 und einem zweiten Befestigungspunkt 78 befestigt. Das Band 74 ist so eingespannt, dass es gebogen ist und mit der konvexen Seite des Bandes 74 gegen die Ventilöffnung 72 in dem Ventilsitz 70 drückt.
- Der erste Befestigungspunkt 76 besteht aus einem Ende eines ersten Hebels 80 und der zweite Befestigungspunkt besteht aus einem Ende eines zweiten Hebels 82. Die Hebel 80, 82 werden mit einem Stellglied 84 so betätigt, dass das Band 74 bei Betätigung der Hebel 80, 82 gestreckt wird. Gas passiert dann von dem Hohlraum 66 durch die Ventilöffnung 72 zu dem Auslass 68. Wie bei der ersten Ausführungsform besteht das Stellglied 84 aus einem Piezostapel 86. Der Piezostapel 86 wird von einer Spannungsquelle 88 gesteuert, die ihrerseits durch eine Steuervorrichtung 90 gesteuert wird. Zwei Stellglieder können vorgesehen werden als Alternative zu einem Stellglied 84, wobei jedes einen Hebel 80, 82 regelt.
- Ein Kamm 92 ist unter dem Band 74 angeordnet, um Oszillationen zu dämpfen und effektiv Leckage durch das Ventil 60 zu verhindern. Der Kamm 92 ist in einer Membran 94 aufgehängt, um elastisch während der Regelung, wenn das Band 74 gestreckt wird, nachzugeben.
- Im Unterschied zu den früheren Ausführungsformen ist in diesem Fall der größte Teil des Ventils 60 aus einem einzigen Stück hergestellt, d.h. die Hebel 80, 82 und der Ventilsitz 70 mit der Ventilöffnung 72 und dem Auslass 68 sind alle aus einem einzelnen Ventilgehäuse 62 herausgearbeitet. Das Ventilgehäuse 62 kann z.B. aus einem Messingstück o. dgl. hergestellt sein, aus dem der Hohlraum 66, der Einlass 64, der Auslass 68 und Hohlräume für den Kamm 92, die Membran 94, das Stellglied 84 und die Spannungsquelle 88 herausgefräst oder auf andere Weise herausgearbeitet wurden. Ein Deckel 96 ist mit dem Ventil 60, wie in Fig. 4 dargestellt, verbunden.
- Fig. 4 zeigt auch, wie der Auslass 68 über einen Kanal 98 (gestrichelt) in dem Deckel 96 mit einem Anschlussteil 100 für einen Schlauch 102 o. dgl. verbunden ist. Zusätzlich zeigt Fig. 4 die flache Ausführungsform des Ventils 60.
- Die Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht oder kombiniert werden, wo es möglich ist, d.h. der Hebel 22 im Ventil 2 (Fig. 1) kann in dergleichen Weise wie in der dritten Ausführungsform (Fig. 3, 4) als ein integraler Teil des Ventilgehäuses 4 ausgebildet sein. In entsprechender Weise kann der Auslss 10 mit dem Ventilsitz 12 und der Ventilöffnung 14 wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 2) aus separaten Komponenten bestehen. Das Stellglied 24 kann aus einem magnetorestriktivem Material wie in der zweiten Ausführungsform hergestellt sein. Das Band kann in allen Fällen dreieckig (inklusive abgestumpfte Dreiecke und halbe Hexagons) oder Kombinationen von gebogenen und dreieckigen Formen sein. Die dreieckige Form ist für eine Anordnung vorzusehen, bei der der Abstand zwischen den Befestigungspunkten größer wird, da eine effektive Veränderung der Spitze ohne Verzögerung erzielt wird (ein Halbkreis wird zuerst eine mehr dreieckige Form annehmen, wenn er gestreckt wird und dann wird sich die Spitze bewegen). In der entsprechenden Weise können andere spezifische Konfigurationen in allen Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden.
- Obwohl die gezeigten Ausführungsformen Stellglieder illustrieren, die so angeordnet sind, dass ihre Länge zunimmt, wenn sie aktiviert werden, können sie auch für eine Kompression angepasst sein. Insbesondere piezoelektrische Elemente können auf dieser Art arbeiten. Andere Stellglieder als piezo- und magnetostriktive können ebenfalls verwendet werden, z.B. hydraulische Systeme und expandierende Kunststoffe.
- Das Ventil 2, 36, 60 braucht nicht als ein flacher Block ausgebildet zu sein. Der Einlass und Auslass kann auf andere Weise lokalisiert sein, z.B. so, dass ein Gas oder eine Flüssigkeit in der Verlängerung des Bandes angeschlossen wird und ein Ausfluss von Gas/Flüssigkeit in der gleichen oder irgendeiner anderen Richtung zurückgeführt werden kann. Daher steuern die Einbau- und Anschlusserfordernisse für das Ventil den Ort für den Einlass und den Auslass.
- Der Ventilsitz kann weich oder hart gewählt werden, abhängig von den Umständen. Ein weicher Ventilsitz ist leichter effektiv abzudichten, fordert aber eine größere Bewegung von dem Ventilkörper (und damit dem Stellglied). Ein harter Ventilsitz andererseits erfordert keine so große Bewegung, ist aber schwieriger sicher zu dichten. Es sollte erwähnt werden, dass die Bewegungen eines halben Millimeters für den Ventilkörper (Band) für einen überwiegenden Teil der Anwendungen ausreichen. Größere oder kleinere Bewegungen können durch passende Auswahl von Stellglied, Hebel und Band erzielt werden.
- Wie bereits erwähnt, ist die Regelung der Ventile 2, 36, 60 relativ unkompliziert. Das Band 16, 48, 74 mit dem Hebel 22, 54, 89, 82 reagiert mit einer so großen Bewegung, wenn es durch das Stellglied 24, 56, 84 betätigt wird, und hat eine so kurze Ansprechzeit, dass einfache Rückkopplung von einem Flussmesser oder Druckmesser (nicht in den Figuren dargestellt, aber passenderweise in der Nähe des Auslasses angeordnet) mit einem Sollwert für das geregelte Gas verwendet werden können, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das über einen Operationsverstärker in der Lage ist, die Ventile 2, 36, 60 zu regeln. Das gesamte Ventil 2, 36, 60 ist dementsprechend sehr schnell (d.h. hat eine kurze Ansprechzeit), genau, energiesparend (d.h. hat einen niedrigen Energieverbrauch) und kompakt (verglichen zu früheren bekannten Ventilen mit entsprechender Leistung) und zeigt eine Dynamik, die vergleichbar ist mit der Dynamik des bekannten Ventils. Drucksensoren können sowohl am Einlass als auch am Auslass angeordnet sein, um den jeweiligen Druck zu messen. Eine Umwandlung von dem Massenfluss (STP) von Gas zu einem Volumenfluss (ATP) kann dann vorgenommen werden. Der atmosphärische Druck kann hier ebenso gemessen werden.
Claims (11)
1. Ein Ventil (2; 36; 60) zum Steuern eines Fluidflusses
mit einem Ventilgehäuse (4; 38; 62) mit einem Einlass (6; 40;
64) für das zu steuernde Fluid, einem Auslass (10; 42; 68)
für einen gesteuerten Fluss des Fluids, einem Ventilsitz (12;
44; 70) mit einer in dem Ventilgehäuse (4; 38; 62)
angeordneten Ventilöffnung (14; 46; 72) und einem Ventilkörper (16;
48; 74), der bewegbar gegenüber dem Ventilsitz (12; 44; 70)
angeordnet ist, um den Fluss des Fluids durch die
Ventilöffnung (14; 46; 72) zu steuern, dadurch gekennzeichnet,
dass ein erster Befestigungspunkt (18; 50; 76) und ein
zweiter Befestigungspunkt (20; 52; 78) in dem Ventilgehäuse (4;
38; 62) angeordnet ist, zumindest ein Stellglied (24; 56; 84)
zum Ändern des Abstandes zwischen dem ersten
Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem zweiten Befestigungspunkt (20; 52;
78) vorgesehen ist und der Ventilkörper (16; 48; 74) zwischen
dem ersten Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem zweiten
Befestigungspunkt (20; 52; 78)angebracht und ausgebildet ist,
um in seiner Anlagefläche an dem Ventilsitz (12; 44; 70)
deformiert zu werden, wenn der Abstand zwischen dem ersten
Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem zweiten
Befestigungspunkt (20; 52; 78) geändert wird, wobei die Bewegung des
Ventilkörpers (16; 48; 74) in Bezug auf den Ventilsitz (12; 44;
70) durch das Stellglied (24; 56; 84) zum Steuern des Flusses
des Fluids an dem Auslass (10; 42; 68) regelbar ist.
2. Ein Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Befestigungspunkt (18; 50; 76) aus
einem ersten Hebelarm, der zwischen dem Stellglied (24; 56; 84)
und dem Ventilkörper (16; 48; 74) angeordnet ist, besteht, um
die Änderung des Abstandes zwischen dem ersten
Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem zweiten Befestigungspunkt (20; 52;
78) durch das Stellglied (24; 56; 84) zu verstärken.
3. Ein Ventil gemäß Anspruch 3 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite Befestigungspunkt (78) aus einem
zweiten Hebelarm (82) besteht, der zwischen dem Stellglied
(84) und dem Ventilkörper (74) angeordnet ist, um die
Änderung des Abstandes zwischen dem ersten Befestigungspunkt (76)
und dem zweiten Befestigungspunkt (78) durch das Stellglied
(84) zu verstärken.
4. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ventilkörper aus einem Band (16;
48; 74) besteht, das länger ist als der Abstand zwischen dem
ersten Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem zweiten
Befestigungspunkt (20; 52; 78), und das Band bogenförmig oder
dreieckförmig ist und unter Spannung oder Kompression
zwischen dem ersten Befestigungspunkt (18; 50; 76) und dem
zweiten Befestigungspunkt (20; 52; 78) eingespannt ist.
5. Ein Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die konkave Oberfläche des Bandes (48) dem
Ventilsitz (44) zugewandt ist und das Stellglied (56) angeordnet
ist, um den Abstand zwischen dem ersten Befestigungspunkt
(50) und dem zweiten Befestigungspunkt (52) zu reduzieren, so
dass die Konkavität des Bandes (48) erhöht wird, um den Fluss
des Fluids zu dem Auslass (42) zu steuern.
6. Ein Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die konvexe Oberfläche des Bandes (16; 74) dem
Ventilsitz (12; 70) zugewandt ist und das Stellglied (24; 84)
angeordnet ist, um den Abstand zwischen dem ersten
Befestigungspunkt (18; 76) und dem zweiten Befestigungspunkt (20;
78) zu steigern, so dass die Konvexität des Bandes (48)
reduziert wird, um den Fluss des Fluids zu dem Auslass (10; 68)
zu steuern.
7. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stellglied (24; 84) aus einem
piezoelektrischen Stellglied besteht.
8. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stellglied (24; 84) aus einem
magnetostriktiven Stellglied besteht.
9. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Einlass (6; 40; 64) und der
Auslass (10; 42; 68) so angeordnet sind, dass der Ventilkörper
(16; 48; 74) durch den ungesteuerten Gasdruck in
Schließrichtung zu dem Ventilsitz (12; 44; 70) hin beeinflusst wird.
10. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stellglied (24; 56; 84) von dem
Fluidfluss durch eine Dichtung getrennt ist.
11. Ein Ventil gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung (14; 46; 72) ein
optimales Verhältnis zwischen Umfang und Öffnungsfläche hat,
wobei die Ventilöffnung (14; 46; 72) vorzugsweise
kreisförmig, oval oder elliptisch ist.
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