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DE1675547A1 - UEberdruck- bzw.Schnellentleerungsventil - Google Patents

UEberdruck- bzw.Schnellentleerungsventil

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Publication number
DE1675547A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
valve body
overpressure
magnet
opening
Prior art date
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Pending
Application number
DE19681675547
Other languages
English (en)
Inventor
Seymour Bazell
Reynolds William E
Raimondi Anthony J
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weck & Co Inc
Original Assignee
Weck & Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Weck & Co Inc filed Critical Weck & Co Inc
Publication of DE1675547A1 publication Critical patent/DE1675547A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/08—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/00—Fluid handling
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    • Y10T137/7904—Reciprocating valves
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    • Y10T137/7909—Valve body is the weight
    • Y10T137/7913—Guided head
    • Y10T137/7914—Cage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Description

PATB XTAItTTAlT KOLSEB
DIPL. ING. B.
8O A Ui κ. at*Ts
W. 396
Augsburg, den 29· Januar 1968
Edward Weck & Company, Inc., 49-33 31st Place, Long Island City, New York, Vereinigte Staaten von Amerika
überdruck- bzw. Sehnellentleerungsventil
Die Erfindung betrifft Überdruckventile, insbesondere für medizinische Geräte, wie sie beispielsweise bei Sehädelspülungen Anwendung finden«
Bekannte Überdruck- bzw« Schnellentleerungsventile öffnen selbsttätig bei einem bestimmten Druck und bleiben dann so lange offen, bis der Druck auf einen niedrigeren Wert abgesunken ist und hierdurch das Ventil selbsttätig wieder schließt.
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Dieses Verhalten steht im Gegensatz zu demjenigen üblicher Membran- bzw* Kugel-Rückschlagventile, welche schon bei kleinen Druckdifferenzen des Strömungsmittels öffnen bzw· schließen.
Bei einigen Anwendungen besteht der Bedarf nach einfachen und billigen Überdruckventilen, welche jeweils dann ansprechen und hierbei schnappend vollständig öffnen bzw· schließen, wenn der Strömung»- bzw* Druckmitteldruck eine obere bzw· untere Druckgrenze erreicht·
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Überdruckventilen bei Erreichen einer oberen bzw· unteren Druckgrenze ein schnelles, schnappendes, vollständiges öffnen bzw· Schließen des Ventiles zu erzielen, wobei diese Ventile einen einfachen Aufbau haben und sowohl in der Herstellung als auch in der Wartung wirtschaftlich sein sollen·
Im Sinne der. Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Überdruck» bzw. Schnell entleerungsventil aus, dessen Ventilgehäuse eine zwischen einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung gelegene Yentilkammer mit einem darin befindlichen Ventilkörper aufweist· Ein derartiges Überdruck- bzw, Schnellentleerungsventil ist gemäß der Erfindung durch jeweils mindestens
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einen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung zugeordneten, gehäusefesten Magneten und durch, einen entweder den Ventil-Körper selbst bildenden oder mit diesem fest veroundenen, mit den beiden vorgenannten Magneten derart zusammenwirkenden Körper aus magnetisierbarem Material gekennzeichnet, daß je nach dem auf den Ventilkörper einwirkenden Strömungsmittel -ötaudruck dieser Ventilkörper schlagartig in Offenbzw· Schließstellung bewegt wird·
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen überdruck- bzw« Schnelientleerungsventiles· Es stellen dar:
Figur 1 einen Axiaischnitt durch ein Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil gemäß der Erfindung,
Figur 2 - eine Draufsicht auf einen der Einlaßöffnung des in Figur 1 der Zeichnungen dargestellten Überdruck- bzw« Schnellentleerungsventil β zugeordneten Magneten,
Figur 3 eine Draufsicht auf einen als Magnet ausgebildeten Ventilkörper des in Figur 1 der
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Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen Überdruck- bzw. Schnellentleerungsvent ils, und
Figur 4 eine Draufsicht auf einen der Auslaßöffnung
des in ü'igur 1 der Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen überdruck- bzw. Schnellentleerung svent ils zugeordneten Magneten·
Die in der Zeichnung dargestellte, beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überdruck- bzw» Schnelientleerungsventils 10 weist ein Ventilgehäuse 11 mit einer zwischen einer Einlaßöffnung 14 und einer Auslaßöffnung 15 gelegenen, erweiterten Ventilkammer 12 auf· Die Einlaßöffnung 14 und die Auslaiiöffnung 15 haben Jeweils die Form eines rohrförmigen Anschlußstutzens· Bei dieser bevorzugten Ausführungsform besteht das Ventilgehäuse aus nichtmagnetischem Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff und wird durch zwei gleiche zylindrische Teile gebildet, welche an ihren ringförmigen ütirnwandungen 16 durch ein geeignetes Klebemittel oder in der Zeichnung nicht dargestellte mechanische Halterungen aneinander befestigt sind«.
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Das erfindungsgemäße Ventil 10 ist auch als gewöhnliches Rückschlagventil verwendbar und weist einen beweglichen Ventilicörper 18 auf, welcher durch einen der Einlaßöffnung zugeordneten Magneten 19 in bezug auf die Zeichnung nach oben in eine Schließstellung gezogen wird, in welcher er eine der Einlaßöffnung zugeordnete Öffnung 20 dicht verschließt, die beispielsweise in dem Magneten 19 selbst gebildet ist· Dieser gehäusefeste Magnet 19 hat die Form eines kreisscheibenförmigen Dauermagneten, welcher vorzugsweise aus Bariumferrit besteht· Der Ventilkörper 18 weist einen mittigen, undurchbohrten kreisscheibenförmigen Ventilteil 21 auf, welcher in Schließstellung an der Innenfläche 22 des Magneten 19 axtliegt und hierdurch die öffnung 20 in bezug auf das Strömungsmittel dicht abschließt» Der Magnet 19 ist gehäusefest in einen ringförmigen, zu der Achse der Einlaßöffnung 14 koaxialen Absatz 24 eingefügt. Die öffnung 20 fluchtet mit der Einlaßöffnung 14 und verengt sich von dieser Einlaßöffnung her kegelstumpfförmig· Wenn der stromauf in der Einlaßöffnung 14 zur Wirkung kommende Strömungsmittel-Staudruck über einen vorbestimmten Wert ansteigt, dann drückt dieser auch auf den Ventilteil 21 einwirkende Strömungsmittel-Staudruck den Ventilkörper 18 axial von der öffnung 20 weg in die Ventilkammer 12 hinein· Infolge der Anziehungskraft eines ' der Auslaßöffnung 15 zugeordneten Magneten 25 bewegt sich hierbei der Ventilkörper 18 in einer schnellen Bewegung
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schnappend aus seiner Schließstellung heraus vollständig in seine Offenstellung. Der Ventilkörper 18 wird sowohl durch den auf ihn einwirkenden Strömungsmittel-Staudruck als auch durch die Anziehungskraft des gehäusefesten Magneten 25 in seiner Schließstellung gehalten, welch letzterer nahe der Auslaßöffnung 15 innerhalb der Ventilkammer 12. gehäusefest angeordnet ist und zu dem der Einlaßöffnung 14 zugeordneten Magneten 19 einen bestimmten Abstand hat· Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Ventilkörper und dem der Auslaßöffnung 15 zugeordneten Magneten 25 ist kleiner als die Anziehungskraft zwischen diesem Ventilkörper und dem der Einlaßöffnung 14 zugeordneten Magneten 19» so daß das erfindungsgemäße Ventil schnappend wieder schließt, sobald der auf den Ventilkörper 18 einwirkende Strömungsmittel-Staudruck wieder unter einen vorbestimmten Wert absinkt» Im Gegensatz zu feder- oder membrangesteuerten Bückschlagventilen ist das erfindungsgemäße überdruck— bzw β Schnell entleerungsventil, welches im vorliegenden Falle auch als Bückschlagventil anzusprechen ist, auch dann vollständig geöffnet, wenn der Strömungemittel-Staudruck einen Wert hat, welcher zwischen denjenigen Werten liegt, bei welchen das erfindungsgemäße Ventil öffnet bzw* schließt« Hierdurch ist das erfindungsgemäße Ventil insbesondere als
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Schnellentleerungsventil geeignet, welches zum Ablassen von Strömungsmittel zur Drucksenkung schnappend vollständig öffnet und welches gleichzeitig unempfindlich gegen kleine Druckschwankungen ist.
Durch den scheibenförmigen Ventilkörper 18 führen mit einem bestimmten Umfangsabstand zueinander angeordnete achsparallele öffnungen 26 hindurch, welche radial außerhalb des mittigen Ventilteiles 21 liegen und die Form zylindrischer Bohrungen haben. Durch den der Auslaßöffnung zugeordneten Magneten 25 führen mit den öffnungen 26 des Ventilkörpers 18 fluchtende öffnungen 28 hindurch, so daß in Ventil-Offenstellung das Strömungsmittel durch diese öffnungen 26 und 28 hindurchströmt· Der, der Auslaßöffnung zugeordnete Magnet 25 hat ebenfalls die Form eines scheibenförmigen Dauermagneten, beispielsweise aus Bariumferrit und ist innerhalb der Ventilkammer 12 gehäusefest angeordnet. Die Öffnungen 28 des Magneten 23 münden stromab in einen kegelstumpf förmigen Bohrungsabschnitt 29» welcher sich zu der Einlaßöffnung 15 hin verengt«
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ventilkörper 18 derart gegen Verdrehen gesichert, daß seine Öffnungen 26 stets mit den Öffnungen 28 des Magneten 25
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fluchten, ohne daß hierfür entsprechende Führungsflächen bzw. Führungsstifte erforderlich sind. Zu diesem Zwecke hat der Ventilkörper Ί8 ebenfalls die Form eines vorzugsweise aus Bariumferrit bestehenden Dauermagneten, dessen Magnetpole mit entsprechenden Gegenpolen des der Auslai:ö'i"fnung 15 zugeordneten Magneten 25 fluchten. Der scheibenförmige Ventilkörper 18 weist an seiner dem der Einlaßöffnung 14 zugehörigen Magneten 19 zugewandten üeite beispielsweise vier unter einem bestimmten Winkel mit Abstand zueinander angeordnete Polpaare auf, deren einzelne Nord- und öüdpole jeweils mit N und S bezeichnet sind. In gleicher Weise haben die beiden gehäusefesten Magnete 19 und 25 an ihren dem Ventilkörper 18 zugewandten reiten 22 dzw. jeweils vier Polpaare, deren einzelne Pole unter einem bestimmten Umfangsabstand zueinander angeordnet sind«. Die llordpole N des Ventilkörpers 18 fluchten mit den Südpoien S der gehäusefesten Magnete 18 und 25* so daß der Ventilkörper 18 axial angezogen wird, ohne sich hierbei zu verdrehen, wodurch die öffnungen 26 dieses Ventilkörpers stets mit den Öffnungen 28 des der Auslaßöffnung 15 zugeordneten Magneten 25 fluchten. Jeglicher Neigung des Ventilkörpers 18, sich zu drehen, wird dadurch entgegengewirkt, daß sich gleiche Pole in an sich bekannter Weise abstoßen und sich die ungleichen Pole anziehen. Bei der hier beschriebenen
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Ausführungsform sind die einzelnen Pole derart verteilt, daß die Pole des Ventilkörpers 18 nur dann mit entsprechenden Gegenpolen der Magnete 19 und 2b fluchten, wenn auch die Öffnungen 26 und 28 miteinander fluchten.
Da die Magnetpole des Ventilkörpers 18 an derjenigen Ventilkörperseite 30 gebildet sind, welche dem Magneten 19 zugewandt ist und der Abstand zwischen dieser Ventilkörperseite 30 und dem Magneten 19 stets kleiner ist als der Abstand zwischen dieser VentilJcörperseite und dem der Auslaßöffnung 15 zugeordneten Magneten 25» ist die Anziehungskraft zwischen dem der Einlaßöffnung zugeordneten Magneten und dem Ventilkörper 18 stets größer als diejenige zwischen diesem Ventilkörper und dem der Auslaßöffnung 15 zugeordneten Magneten 25· Hierbei können die beiden Magnete 19 und 25 dieselbe leidstärke haben und außerdem aus dem gleichen Werkstoff bestehen und gleich groß sein. Erforderlich ist nur, daß die zur Schließung des Ventils erforderliche magnetische Anziehungskraft größer ist als die magnetische Anziehungskraft, welche das öffnen des Ventils unterstützt.
Andererseits kann jedoch die Größe und die Feldstärke des der Einlaßöffnung 14 zugehörigen Magneten 19 größer sein als diejenige des der Auslaßöffnung 15 zugehörigen Magneten 25,
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um hierdurch sicherzustellen, daß der YentiJ.körper 18 von dem der Auslaßöffnung zugeordneten Magneten 25 weggezogen wird, wenn der Strömungsmittel-Staudruck unter einen vorbestimmten Wert absinkt·
Das erfindungsgemäße überdruck-ächnelieiitleerungsventil kann auf vielerlei Weise Anwendung finden, beispielsweise in Verbindung mit SpülSystemen für medizinische Schädelspül langen, wobei die Magnete mit einer Schutzschicht, z.B. aus Teflon überzogen sind, um sie hierdurch gegen Reaktionen mit organischen Körpersubstanzen zu schützen·
Durch die Erfindung ergibt sich also ein einfaches und billiges Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil, welches bei vorbestimmten Strömungsmittel-Staudrücken schnappend öffnet bzw. schließt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Erfindung dadurch, daß die öffnungen des als Magnet ausgebildeten Ventilkörpers aufgrund der aufeinander ausgerichteten Magnetpole stets mit entsprechenden Auslaßöffnungen fluchten, ohne daß hierfür mechanische Führungen erforderlich sind·
Aus der vorstehenden beispielsweisen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsfor» des erfindangsgeijia.il aa Bückschi ag-
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bzw. ochnellentleerungsventils ergeben sich für deu Facnmann selbstverständlich noch weitere im Rahmen der Erfindung liegende Abwandlungsmöglichkeiten»
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1β Überdruck- bzw. ochnellentleerungsventil, dessen Ventilgehäuse eine zwischen einer Einlaßöffnung und einer Ausiaiiöffnung gelegene Ventilkammer mit einem darin befindlichen Ventilkörper aufweist, gekennzeichnet durch jeweils mindestens einen der Einlaßöffnung (14·) und der Auslaßöffnung (15) zugeordneten, gehäusefesten Magneten (19 bzw. 25) und durch einen entweder den Ventilkörper (18) selbst bildenden oder mit diesem fest verbundenen, mit den beiden vorgenannten Magneten derart zusammenwirkenden Körper aus magnetisierbarem Material, daß je nach dem auf den Ventilkörper einwirkenden Strömungsmittel-Staudruck dieser Ventilkörper schlagartig in Offen- bzw. in Schließstellung bewegt wird.
    2. Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der, der Einlaßöffnung (14) zugeordnete Magnet (19) in der Ventilkammer (12) angeordnet ist und eine mit der Einlaßöffnung in Verbindung stehende Öffnung (20) besitzt, mit welcher der Ventilkörper (18) zusammenwirkt·
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    3. Überdruck- bzw„ Schnellentleerungsventil nach. Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) mindestens eine Öffnung (26) aufweist, die in Ventil-Offenstellung mit mindestens einer öffnung (28) des ebenfalls in der Ventilkammer (12) angeordneten, der Auslaßöffnung (15) zugeordneten Magneten (25) Verbindung hate
    4o Überdruck- bzwo Schnellentleerungsventil nach, einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch, gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) magnetisch ist·
    5e Überdruck- bzwe Schnellentleerungsventil nach. Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) und die der Einlaßöffnung (14) bzwo der Auslaßöffnung (15) zugeordneten Magnete (19 bzwe 25) Jeweils mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Magnetpole (N, S) aufweisen und ' daß ferner die Magnetpole des Ventilkörpers derart auf gegenpolige Magnetpole der, der Einlaßöffnung bzw. der Auslaßöffnung zugeordneten Magnete ausgerichtet sind, daß sie den Ventilkörper in einer Lage halten, in welcher die öffnungen (26 bzw» 28) des Ventilkörpers und diejenigen des der Einlaßöffnung bzw» der Auslaßöffnung zugeordneten Magneten (25) miteinander fluchten«
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    6· Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil nach. Anspruch 5S dadurch, gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) und die der Einlaßöffnung (14) und der Auslaßöffnung (15) zugeordneten Magnete (19 bzw« 25) die Form von runden Scheiben haben, die zumindestens teilweise aus Sauermagnetmaterial bestehen.
    7« Überdruck- bzw· Schnellentleerungsventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (N, S) des Ventilkörpers (18) an derjenigen Ventilkörperseite (30) gebildet sind, welche dem der Einlaßöffnung (14-) zugehörigen Magneten (19) zugewandt ist·
    8. Überdruck- bzw„ Schnellentleerungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der, der Auslaßöffnung (15) zugehörige Magnet (25) derart angeordnet ist, daß seine Anziehungskraft den Strömungsmittel-Staudruck darin unterstützt, den Ventilkörper (18) in seine Offenstellung zu drängen·
    9* Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einlaßöffnung (14) und der Auslaßöffnung (15) zugeordneten Magnete (19 bzw* 25) etwa gleiche Feldstärke haben und daß
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    SAD
    ferner bei jeder Stellung des Ventilkörpers (18) der Abstand zwischen der die Magnetpole (N1 S) aufweisenden Ventilkörperseite (30) und dem der Einlaßöffnung zugehörigen Magneten (19) kleiner ist als derjenige zwischen dieser Ventilkörperseite und dem der Auslaßöffnung zugehörigen Magneten (25).
    10» Überdruck- bzw. Schnellentleerungsventil nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Öffnung (20) des der Einlaßöffnung (14) zugehörigen Magneten (19) zusammenwirkende Ventilteil (21) mittig am Ventilkörper (18) angeordnet ist und daß ferner der bzw· die durch den Ventilkörper hindurchführenden Öffnungen (26) radial außerhalb dieses mittigen Ventilteiles liegen·
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    lib
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