DE69719379T2 - Ventil - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Regeln eines Gasflußes, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Einlaß für das Gas, das geregelt werden soll und einem Auslaß für einen geregelten Mediumfluß, einem Ventilsitz mit einer Ventilöffnung, einem bewegbaren Verschlußteil, umfassend eine am Ventilgehäuse festgespannte Membran und einer mit Hilfe von Mitteln steuerbaren Welle, deren Endseite die Membran derart beeinflussen kann, daß das Verschlußteil die Ventilöffnung schließt und öffnet sowie den Gasfluß durch die Ventilöffnung regelt.
  • Ein Ventil dieser Art ist in der US-PS 5 265 594 gezeigt und beschrieben. Es ist, in Verbindung mit Zufuhr von Gas zu einem Patienten, der an einem Beatmungsgerät angeschlossen ist, von großer Bedeutung, daß die Gasmenge mit Hilfe eines solchen Ventils mit großer Genauigkeit und Wiederholbarkeit geregelt wird. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, daß sich die Membran beim Öffnen vom Ventilsitz parallel zu diesem hebt und beim Schließen, mit Hilfe des Wellenendes, das eben ist und eine Flächengröße, die etwas größer als die Flächengröße des Ventilsitzes aufweist, mit einer gleichmäßig verteilten Kraft gegen den Ventilsitz drückt. Dies kann häufig schwer zu erreichen sein, da der Ventilsitz und die Welle nicht immer achsfluchtend angebracht sind. Wenn sie aus ihren Lagen verückt werden, so daß z. B. die Welle eine im Vergleich zum Ventilsitz schräge Lage einnimmt, kann eine solche, häufig unkontrollierte Schräglage der Welle teils zu einer Leckage zwischen der Membran und dem Ventilsitz und teils zu einer verschlechterten Regelung des Gasflusses durch das Ventil führen. Auch kleine Winkelfehler können die Regelung des Gasflußes markant verschlechtern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Gasfluß mit einfachen und dadurch billigen Mitteln mit großer Genauigkeit und Wiederholbarkeit geregelt werden kann und das in einer verschlossenen Lage hermetisch abdichtet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine steife, ebene Platte gelöst, die genau vor dem Ventilsitz angebracht ist, wobei die Platte eine Flächengröße aufweist, die wenigstens die Flächengröße des Ventilsitzes aufweist, wobei die Platte so angeordnet ist, daß sie den Bewegungen der Membran in achsialer Richtung folgt und im Verhältnis zur Zentrumachse der Welle kippbar ist und daß der Teil der Endseite der Welle, der die Membran beeinflußt, eine Größe aufweist, die kleiner als die Flächengröße des Ventilsitzes ist. Aufgrund der Flächengröße desjenigen Teils des Wellenendes, das die Membran bzw. die Platte beeinflußt, kann beim Schließen bzw. Öffnen der Ventilöffnung die steife Platte gegen die Welle kippen und damit eine eventuelle Schräglage der Welle bzw. des Ventilsitzes kompensieren, wobei eine gewünschte kontrollierbare und wiederholbare Membranbewegung gegeben ist. Die Endseite der Welle kann nach der Erfindung vorzugsweise abgerundet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Platte ein Teil der Membran ist. Die Platte kann vorzugsweise in der Membran integriert sein, kann aber auch an der Membran festgeklebt sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Ventils nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Platte ein Teil einer spiralförmigen Scheibe ist, die dicht gegen die Membran anliegt, wobei die Scheibe am Ventilgehäuse befestigt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Scheibe und damit auch die Platte ein separates Teil ist, das bei Bedarf ausgewechselt werden kann, ohne daß auch die Membran ausgetauscht werden muß.
  • Die Platte kann nach der Erfindung ein Teil einer Blattfeder sein, die dicht gegen die Membran anliegt, wobei die Blattfeder am Ventilgehäuse befestigt ist. Auch diese Platte kann bei Bedarf ausgewechselt werden.
  • Die spiralförmige Scheibe bzw. die Blattfeder ist vorzugsweise gegen die Seite des Membrans, die dem Ventilsitz abgewandt ist, angeordnet.
  • Die Platte kann nach der Erfindung aus Metall, vorzugsweise aus Federstahl, mit einer etwaigen Stärke von 0,15 mm hergestellt sein.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze eines Ventils mit einem Verschlußteil nach der Erfindung in einer offenen Lage,
  • 2 ein Ventil nach 1 mit dem Verschlußteil in einer geschlossenen Lage,
  • 3 einen Teilschnitt eines Ventils nach den 1 und 2 mit einer weiteren Ausführungsform des Verschlußteils nach der Erfindung.
  • 4 eine Draufsicht eines Teils des Verschlußteils nach 3 und
  • 5 eine weitere Ausführungsform des Teils nach 4 In der 1 ist, teils im Schnitt, eine mögliche Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung dargestellt. Das Ventil ist hier in einer offenen Lage gezeigt. Das Ventil weist eine Ventilumhüllung 1, in dem ein Ventilgehäuse 2 abnehmbar angeordnet ist und ein Solenoid 3, das mit der Ventilumhüllung 1 fest verbunden ist, auf. Das Ventilgehäuse 2 ist mit einem durchgehenden Kanal für einen Gasfluß, der geregelt werden soll, versehen, wobei der Kanal in einem Einlaß 4, einem Auslaß 5 und einer dazwischen angeordneten Ventilöffnung 6 unterteilt ist. Genau gegenüber der Ventilöffnung 6 ist eine Membran 7 angebracht, die am Ventilgehäuse 2 festgespannt ist und die dazu dient, den Gasfluß, z. B. ein Gas zu einem Patienten in Verbindung mit einem hier nicht gezeigten Ventilator, zu regeln. Gegen die Seite der Membran 7, die dem Ventilsitz 8 der Ventilöffnung 6 abgewandt ist, ist eine steife, ebene Platte 9 befestigt. Die Platte 9 weist eine Flächengröße auf, die etwas größer als die Flächengröße des Ventilsitzes 8 ist. In der FIG ist gezeigt, daß das Ende 13 der Welle 10 des Solenoids 3 gegen die Platte 9 anliegt, wobei das Wellenende 13 vorzugsweise abgerundet ausgebildet ist.
  • Um eine offene Ventillage, so wie es in der 1 gezeigt ist, zu erreichen, wird dem Solenoid 3 mehr oder weniger Strom über Kabel 11 zugeführt. Die Welle 10 wird hierdurch in das Solenoidengehäuse hineingezogen, d. h. nach unten in dieser 1, wobei die Membran 7 durch die Federkraft des Materials und durch den Gasdruck auf der Einlaßseite, auf gewünschte Weise von dem Ventilsitz 8 abhebt, so daß Gas über die Ventilöffnung 6 und über den Auslaß 5 weiter zum Patienten strömen kann. Wenn der Stromzufuhr zum Solenoid 3 ausgeschaltet wird, wird dessen Welle 10 kraftlos, wobei die Welle 10 mit Hilfe einer Druckfeder 12 gegen die steife Platte 9 und auch gegen die Membran 7 mit einer ausreichenden Kraft gegen den Ventilsitz 8 drückt, so daß die Ventilöffnung 6 wie es in der 2 gezeigt ist, verschlossen wird. Hierdurch wird ein angestrebter Sicherheitsaspekt erzielt, daß nämlich bei einem Stromausfall das Ventil schließt und eine unkontrollierte Gasabgabe an den Patienten verhindert wird. Eine Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Bewegungen der Membran 7 bzw. der Flußregelung und ein Schließen der Ventilöffnung 6 ist in der Regel ohne Probleme gegeben, wenn die Zentrumachse der Welle 10 mit der fiktiven Zentrumachse desjenigen Abschnitts des Einlaßkanals 4, der in die Ventilöffnung 6 mündet, achsfluchtend liegt. Dies wird in der FIG mit der strichpunktierten Linie 17 dargestellt.
  • Wenn nun das Solenoid 3 und dadurch die Welle 10 aus ihrer Lage geraten sind und eine im Verhältnis zum Ventilsitz 8 und zur Membran 7 verschobene Position eingenommen haben und die Membran 7 vom Ventilsitz 8 abheben soll, wird die Membran 7 mit Hilfe der Platte 9 und mit Hilfe der eigenen Federkraft der Membran 7 gegen das abgerundete Wellenende 13 immer in eine Lage gekippt, in der die Membran 7 während des Öffnens im Vergleich zum Ventilsitz 8 parallel verläuft. Wenn die Membran 7 beim Verschließen der Ventilöffnung 6 auf beschriebene Weise durch die Welle 10 in Richtung des Ventilsitzes 8 gedrückt wird, erfolgt dies, indem die Platte 9 und die Membran 7 gegen das Wellenende 13 derart kippt, daß die Membran 7 in alle Lagen mit dem Ventilsitz 8 parallel verläuft. Bei einem geschlossenen Ventil drückt die Membran 7 mit einer gleichmäßig verteilten Kraft gegen den Ventilsitz 8. Auf dieselbe oben beschriebene Weise ist auch bei einer gegenüber der Welle 10 schrägen Lage des Ventilsitzes 8 immer eine genaue und wiederholbare Membranbewegung und ein optimales Verschließen der Ventilöffnung 6 gegeben.
  • Dieselben vorteilhaften Effekte, die in Verbindung mit den 1 und 2 beschrieben worden sind, werden erhalten, indem die Platte 9 in der Membran 7 integriert ist, wie es in den
  • 1 und 2 mit den strichpunktierten Konturen gezeigt worden ist. Die Platte 9 ist vorzugsweise aus Federstahl mit einer etwaigen Stärke von 0,15 mm hergestellt. Die Platte 9 kann selbstverständlich aus einem anderen für diesen Zweck geeignetem Material hergestellt sein.
  • In der 3 ist dargestellt, daß die Platte 9 ein Teil einer spiralförmigen Scheibe 14 sein kann, die dicht gegen die Seite der Membran 7, die dem Ventilsitz 8 abgewandt ist, anliegt. Die Scheibe 14 ist, wie die Membran 7, am Ventilgehäuse 2 befestigt.
  • In der 4 ist in einer Draufsicht lediglich die Scheibe 14 dargestellt. In der 5 ist gezeigt, daß die Platte 9 auch ein Teil einer Blattfeder 15 sein kann. Die Platte 9 und die Blattfeder 15 sind aus einer Scheibe gestanzt, was mitsichbringt, daß sie fest am Ventilgehäuse 2 angebracht werden können.
  • Im Rahmen der Erfindung kann als ein Ausführungsbeispiel die Platte 9 mit dem Wellenende 13 gelenkig verbunden sein. In einem weiteren denkbaren Ausführungsbeispiel kann die Scheibe 14 und die Blattfeder 15 zwischen der Membran 7 und dem Ventilsitz 8 angebracht werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Platte 9 auf der Seite der Membran 7, die gegen den Ventilsitz 8 gerichtet ist, festgeklebt sein. In den beiden zuletzt genannten Beispielen ist entweder die Platte 9 oder der Ventilsitz 8 mit einer weichen Schicht versehen, so daß diese bei verschlossener Lage abdichten. Bei einer solchen Ausführungsform dient die Membran 7 lediglich als Schutz gegen Gas, das sonst in die umgehende Atmosphäre herausströmt.
  • Zusammenfassung
  • Ventil
  • Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Regeln eines Gasflußes, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Einlaß für das Gas, das geregelt werden soll und einem Auslaß für einen geregelten Gasfluß, einem Ventilsitz mit einer Ventilöffnung, einem bewegbaren Verschlußteil, umfassend eine am Ventilgehäuse festgespannte Membran und einer mit Hilfe von Mitteln steuerbaren Welle, deren Endseite die Membran derart beeinflussen kann, daß das Verschlußteil die Ventilöffnung schließt und öffnet sowie den Gasfluß durch die Ventilöffnung regelt. Um ein Ventil dieser Art zu erhalten, bei dem der Gasfluß mit einfachen und dadurch billigen Mitteln mit großer Genauigkeit und Wiederholbarkeit geregelt werden kann und in einer verschlossenen Lage hermetisch abdichtet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine steife, ebene Platte (9) vorgesehen ist, die genau vor dem Ventilsitz (8) angebracht ist, wobei die Platte (9) eine Flächengröße aufweist, die wenigstens die Flächengröße des Ventilsitzes (8) aufweist, wobei die Platte (9) so angeordnet ist, daß sie den Bewegungen der Membran (7) in achsialer Richtung folgt und im Verhältnis zur Zentrumachse der Welle (10) und daß der Teil der Endseite (13) der Welle (10), der die Membran (7) beeinflußt eine Größe aufweist, die kleiner als die Flächengröße des Ventilsitzes (8) ist.
  • 1
  • 1
    Ventilumhüllung
    2
    Ventilgehäuse
    3
    Solenoid
    4
    Einlaß
    5
    Auslaß
    6
    Ventilöffnung
    7
    Membran
    8
    Ventilsitz
    9
    Platte
    10
    Welle
    11
    Kabel
    12
    Druckfeder
    13
    Wellenende
    14, 16
    Scheibe
    15
    Blattfeder
    17
    strichpunktierte Linie

Claims (7)

  1. Ventil zum Regeln eines Gasflußes umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Einlaß für das Gas, das geregelt werden soll und einem Auslaß für einen geregelten Gasfluß, einem Ventilsitz mit einer Ventilöffnung, einem bewegbaren Verschlußteil, umfassend eine am Ventilgehäuse festgespannte Membran und einer mit Hilfe von Mitteln steuerbaren Welle, deren Endseite die Membran derart beeinflussen kann, daß das Verschlußteil die Ventilöffnung schließt und öffnet sowie den Gasfluß durch die Ventilöffnung regelt, gekennzeichnet durch eine steife, ebene Platte (9), die genau vor dem Ventilsitz (8) angebracht ist, wobei die Platte (9) eine Flächengröße aufweist, die wenigstens die Flächengröße des Ventilsitzes (8) aufweist, wobei die Platte (9) so angeordnet ist, daß sie den Bewegungen der Membran (7) in achsialer Richtung folgt und im Verhältnis zur Zentrumachse der Welle (10) kippbar ist und daß der Teil der Endseite (13) der Welle (10), der die Membran (7) beeinflußt, eine Größe aufweist, die kleiner als die Flächengröße des Ventilsitzes (8) ist.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endseite (13) der Welle (10) abgerundet ausgebildet ist.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn– zeichnet , daß die Platte (9) ein Teil der Membran (7) ist.
  4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn– zeichnet, daß die Platte (9) ein Teil einer spiralförmigen Scheibe (14) ist, die dicht gegen die Membran (7) anliegt, wobei die Scheibe (14) am Ventilgehäuse (2) befestigt ist.
  5. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn– zeichnet, daß die Platte (9) ein Teil einer Blattfeder (15) ist, die dicht gegen die Membran (7) anliegt, wobei die Blattfeder (15) am Ventilgehäuse (2) befestigt ist.
  6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die spiral förmige Scheibe (14) bzw. die Blattfeder (15) gegen die Seite der Membrans (7), die gegen den Ventilsitz (8) abgewandt ist, anliegt.
  7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Platte (9) aus Metall, vorzugsweise aus Federstahl hergestellt ist.
DE69719379T 1996-12-20 1997-11-28 Ventil Expired - Lifetime DE69719379T2 (de)

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SE9604725A SE9604725D0 (sv) 1996-12-20 1996-12-20 Ventil
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Date Code Title Description
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Owner name: MAQUET CRITICAL CARE AB, SOLNA, SE

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: SCHAUMBURG UND KOLLEGEN, 81679 MUENCHEN