DE3873755T2

DE3873755T2 - Mechanisch und pneumatisch betaetigbares ventil.

Info

Publication number: DE3873755T2
Application number: DE8888201140T
Authority: DE
Inventors: Marcke Karel Carl Van
Original assignee: International Sanitary Ware Manufacturing Cy NV SA
Current assignee: International Sanitary Ware Manufacturing Cy NV SA
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-06-07
Also published as: EP0345382B1; ATE79453T1; EP0345382A1; DE3873755D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zum Regulieren einer Fluidströmung zwischen einem Einlaß und einem Auslaß mit einem Magneten, der zwischen einer ersten Lage und einer zweiten Lage positionierbar ist und in einer ersten Kammer angeordnet ist, die durch eine Trennwand, eine Membran und eine Seitenwand festgelegt ist; mit Mitteln zum Bewegen des Magneten zur ersten Lage; mit einer magnetisch reagierenden Scheibe, die innerhalb einer zweiten Kammer als Reaktion auf eine Repositionierung des Magneten positionierbar ist zum Regulieren einer Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß durch Hemmung der Strömung, wenn sich die Scheibe in einer ersten Lage befindet, und durch Zulassen einer Strömung, wenn sich die Scheibe in einer zweiten Lage befindet, jeweils als Reaktion auf die erste bzw. zweite Lage des Magneten; mit ersten Mitteln zum Verschieben der Membran gegen die erste Kammer durch Ausüben einer Druckkraft auf die Membran, wobei die erste Kammer mit einer Einlaß-Auslaßöffnung für Gas versehen ist; und mit Mitteln zum Repositionieren des Magneten in seine zweite Lage als Reaktion auf die Verschiebung der Membran und gegen die durch das Druckmittel ausgeübte Kraft.
Ein solches Ventil ist in dem deutschen Patent 24 35 256 beschrieben. Die Membran dieses bekannten Ventils ist eine luftdichte Membran, die die erste Kammer von einer weiteren Kammer, die gegenüber der Atmosphäre vollständig abgedichtet ist, abtrennt. Die ersten Mittel zum Verschieben der Membran bestehen aus einem Druckknopf, der mit der weiteren Kammer pneumatisch verbunden ist. Eine Betätigung dieses Druckknopfes drückt Luft in die weitere Kammer, so daß ein oberhalb des Umgebungsdruckes liegender Druck in dieser Kammer erzeugt wird. Der erhöhte Druck hat eine Bewegung der Membran gegen die erste Kammer zum Repositionieren des Magneten zur Folge. Auf das Loslassen des Druckknopfes hin strömt Luft aus der weiteren Kammer gegen den Druckknopf, so daß die Membran in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt. Um diese Repositionierung der Membran zuzulassen, ist die erste Kammer mit einer Einlaß-Auslaßöffnung versehen, so daß diese erste Kammer immer Atmosphärendruck aufweist.
Ein Nachteil des in der DE-B-24 35 256 beschriebenen Ventils liegt darin, daß es nur eine Art des Betriebes zuläßt, d. h. durch Betätigung des Druckknopfes.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ventil des oben beschriebenen Typs bereitzustellen, das zumindest zwei unterschiedliche Betriebsarten erlaubt.
Dafür ist die Membran des Ventils gemäß der Erfindung mit einer Öffnung versehen, um eine Gasströmung von der ersten Kammer zu einem Zwischenraum in Fluidverbindung mit der Atmosphäre zuzulassen und mit Mitteln, um eine Gasströmung vom Zwischenraum durch die Öffnung gegen die erste Kammer zu verhindern.
Das Ventil gemäß der Erfindung kann einerseits durch Betätigung der ersten Mittel betrieben werden, so daß die Membran gegen die erste Kammer gedrückt wird. Das Ventil kann andererseits auch durch Reduzierung des Druckes innerhalb der ersten Kammer betrieben werden, beispielsweise mittels eines pneumatischen Druckknopfes, der mit der Einlaß- Auslaßöffnung verbunden sein kann. Auf Betätigung des pneumatischen Druckknopfes hin wird Luft in die erste Kammer gedrückt, wobei die Luft durch die Öffnung in der Membran zur Atmosphäre strömt. Auf das Loslassen des pneumatischen Druckknopfes hin wird ein unterhalb des Umgebungsdruckes liegender Druck innerhalb der ersten Kammer erzeugt und die Membran wird verschoben. Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils liegt darin, daß es zumindest zwei unterschiedliche Betriebsarten zuläßt, die sich nicht gegenseitig ausschließen.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils umfassen die ersten Mittel einen Druckknopf zum mechanischen Betätigen des Ventils und einen Anker, der durch Lageveränderung auf den Druckknopf reagieren kann, um die Membran zu verschieben, wodurch bei Betätigung des Druckknopfes die Scheibe magnetisch auf den Magneten reagiert, um die Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zu regulieren.
In einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Ventils gemäß der Erfindung enthalten die ersten Mittel in Kombination:
a) eine dritte Kammer mit einem anfänglichen Volumen, wobei die dritte Kammer mit veränderlichem Volumen vorgesehen ist;
b) Mittel in Zuordnung zum Volumen der dritten Kammer, die die Stellung des Magneten zwischen der ersten und der zweiten Lage beeinflussen, um die Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zu steuern.
Das erfindungsgemäße Ventil kann beide bevorzugte Ausführungsformen der ersten Mittel zum Verschieben der Membran umfassen, und es kann daher mit einem mechanischen und zwei pneumatischen Druckknöpfen versehen sein, d. h. mit einem pneumatischen Druckknopf zum Ändern des Volumens der dritten Kammer und einem weiteren pneumatischen Druckknopf zum Reduzieren des Druckes innerhalb der ersten Kammer.
Weitere Besonderheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Ventils werden durch die Beschreibung offensichtlich.
Die vorliegende Erfindung wird präziser und klarer unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 ein Ventil nach dem Stand der Technik in geschlossenem Zustand zeigt;
Fig. 2 ein Ventil nach dem Stand der Technik in geöffnetem Zustand zeigt;
Fig. 3 ein mechanisch betätigtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in geschlossenem Zustand zeigt;
Fig. 4 ein mechanisch betätigtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in geöffnetem Zustand zeigt;
Fig. 5 eine Dosiersteuerung zeigt, die in Verbindung mit den Beispielen nach Fig. 3 und 4 verwendbar ist;
Fig. 6 ein pneumatisch betätigtes auf Druck reagierendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in geöffnetem Zustand zeigt;
Fig. 7 einen Dosiersteuermechanismus zeigt, der in Verbindung mit dem Beispiel nach Fig. 6 verwendbar ist;
Fig. 8 ein pneumatisch betätigtes auf Vakuum reagierendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das einen Dosiersteuermechanismus enthält;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das eine Vielzahl mechanisch und pneumatisch betätigbarer Steuersysteme enthält;
Fig. 10 das in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Verwendung zum Steuern von Fluidströmung durch eine fluidabgebende Vorrichtung zeigt;
Fig. 11 das in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Verwendung zum Steuern der Fluidströmung in einer fluidabgebenden Vorrichtung zeigt; und
Fig. 12a bis 12f schematische Diagramme darstellen, die die Ventile gemäß dem Stand der Technik und die vorliegende Erfindung darstellen und einen Vergleich zwischen diesen liefern.
In Fig. 1 wird ein Ventil 10 des Standes der Technik und eine erste Betriebsart dieses Ventils zum Regulieren von Fluidströmung vom Einlaß 12 zum Auslaß 14 durch das Ventil dargestellt. Eine Betätigung des Ventils wird durch einen entfernten pneumatischen Druckknopf 16 bewirkt. Bei Betätigung des Druckknopfes wird ein Luftstrom durch eine Leitung 18, eine Dosiervorrichtung 20 und eine Leitung 22 und durch eine Einlaßöffnung 24 des Ventils 10 forciert. Die Luft strömt in eine Kammer 26, die durch ein Gehäuse 28, eine Trennwand 30, die sich über das Innere des Gehäuses erstreckt, und eine Membran 32 festgelegt ist. Die Membran enthält eine zentrale Öffnung 34, die als Reaktion auf die nach oben gerichtete Verschiebung des zentralen Teils 36 der Membran geöffnet werden kann. Eine Rückhalteplatte 38 ist klebend oder auf andere Weise an der Unterfläche des ringförmigen Bandes 40 der Membran 32 befestigt. Eine Blende 42 ist in dem zentralen Teil der Rückhalteplatte angeordnet, um eine Fluidverbindung von innerhalb der Kammer 26 zur Öffnung 34 zuzulassen. Die Rückhalteplatte trägt den ringförmigen Magneten 44 in einer herabhängenden Beziehung. Eine weitere in Fluidverbindung mit der Öffnung 34 stehende Kammer 46 wird durch die Membran 32 und die Seitenwände und den oberen Abschluß des Gehäuses 28 festgelegt. Eine Ablaßöffnung 48 verbindet die Kammer 46 mit der Atmosphäre. Dadurch fließt vom pneumatischen Druckknopf 16 in die Kammer 26 eingepreßte Luft von der Kammer 26 durch die Blende 42, um so den zentralen Teil 36 der Membran 32 als Reaktion auf die geringe Druckerhöhung zwischen der Rückhalteplatte 38 und der Membran 32 anzuheben, so daß eine Luftströmung durch die Öffnung 34 in die Kammer 46 und durch die Ablaßöffnung 48 zugelassen wird.
Nachdem der pneumatische Druckknopf 16 einen Luftschwall in die Kammer 26 eingeblasen hat, wird die weitere Arbeitsweise des Ventils 10 unter gemeinsamen Bezug auf Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben. Auf das Loslassen des Druckknopfes 16 hin wird darin eine unterhalb des Umgebungsdruckes liegende Umgebung geschaffen. Diese Umgebung niedrigen Druckes tendiert dazu, Luft von innerhalb der Kammer bzw. des Hohlraumes 26 durch die Einlaßöffnung 24, die Leitung 22, die Dosiervorrichtung 20 und die Leitung 18 zu ziehen. Gleichzeitig wird der Wegfall des Luftdruckes zwischen der Rückhalteplatte 38 und dem zentralen Teil 36 der Membran 32 den zentralen Teil in eine zur Rückhalteplatte benachbarte Stellung ziehen, wie in Fig. 2 dargestellt. Solch eine Repositionierung des zentralen Teils bewirkt, daß die Membran die Blende 42 bedeckt. Diese Repositionierung wird durch Vorspannmittel unterstützt, wie z. B. durch eine Schraubenfeder 50, die sich von der Abdeckung des Gehäuses 28 gegen den zentralen Teil 36 erstreckt. Das Schließen der Blende 42 schließt eine Luftströmung durch diese hindurch in die Kammer 26 aus. Die andauernde Luftströmung von innerhalb der Kammer 26 zum pneumatischen Druckknopf 16 reduziert den Druck innerhalb der Kammer. Eine solche Druckreduzierung drängt - zusammen mit dem höheren Umgebungsluftdruck in der Kammer 46 aufgrund der Auslaßöffnung 48 - die Membran 32 abwärts. Die resultierende Abwärtsbewegung des Magneten 44 ordnet diesen neben der Trennwand 30 an.
Das vom Magneten 44 erzeugte Magnetfeld wird von der Trennwand 30 nicht abgeschirmt und zieht eine Scheibe 60 magnetisch an. Solch eine Anziehung zieht die Scheibe aufwärts in die Nähe der Trennwand 30 oder an diese angrenzend und gegen ein Vorspannmittel, das eine Schraubenfeder 62 sein kann, die gegen die Scheibe wirkt und sich von innerhalb einem umgedrehten Topf 64 der Trennwand abwärts erstreckt. Die Scheibe enthält einen zentral angeordneten nach unten herabhängenden Anschlag 66.
Die Ventilfunktion, die vom Ventil 10 zum Regulieren von Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 ausgeführt wird, wird unter gemeinsamen Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Eine Kammer 70 ist in Fluidverbindung mit dem Einlaß 12. In ähnlicher Weise ist eine Kammer 72 in Fluidverbindung mit dem Auslaß 14. Ein sich nach oben erstreckender Durchlaß 74 mit einem oberen Rand 76 ist in Fluidverbindung mit einer Kammer 72. Eine Membran 78 erstreckt sich quer über die Kammer 70 und den Durchgang 74 und definiert in Verbindung mit der Trennwand 30 und einem davon herabhängenden Rand oder den Seitenwänden des Gehäuses 28 eine weitere Kammer 80. Ein Sitz 82 ist klebend oder auf andere Weise an dem zentralen Teil der Membran 78 befestigt. Der Sitz enthält einen sich nach unten erstreckenden Anschlagteil 84 für abdichtendes Ineinandergreifen mit dem Rand 76 des Durchgangs 74. Ein Durchgang 86 erstreckt sich durch den Anschlagteil, um Fluidverbindung zwischen der Kammer 80 und dem Durchgang 74 zu gewährleisten. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der sich von der Scheibe 60 aus erstreckende Anschlag 66 derart angeordnet und konfiguriert, daß er das obere Ende des Durchgangs 86 abdichtet, wenn die Scheibe in ihrer unteren Position ist. Eine Blende 88, die die Größe eines Nadelstiches aufweisen kann, ist in der Membran 78 ausgebildet, um die Kammer 70 in Fluidverbindung mit der Kammer 80 zu verbinden.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist bei geschlossenem Zustand des Ventils 10 ein gewisser Druck in der Kammer 70 vorhanden aufgrund des Druckes des Fluids, das versucht, durch den Einlaß 12 in das Ventil 10 zu strömen. Ein Anteil des unter Druck befindlichen Fluids strömt durch die Blende 88, um die Kammer 80 mit Druck zu beaufschlagen. Der Druck innerhalb dieser Kammer wirkt auf die Membran 78 und den angefügten Sitz 82, so daß der Anschlagteil 84 in abdichtende Verbindung mit dem Rand 76 des Durchgangs 74 gezwungen wird. Eine Strömung durch den Durchgang 86 wird durch den Anschlag 66 der Scheibe 60 als Reaktion auf die von der Schraubenfeder 62 ausgeübte Kraft verhindert. Demgemäß wird keine Fluidströmung vom Einlaß 12 durch das Ventil 10 zum Auslaß 14 auftreten.
Beim Anheben der Scheibe 60 aufgrund der vom Magneten 44 ausgeübten magnetischen Anziehung wird der Anschlag 66 angehoben und der Durchgang 86 wird geöffnet. Der Druckunterschied, der vorher zwischen der Kammer 80 und der Kammer 72 existierte und der die Membran 78 in ihrer unteren Position hielt, läßt nach als Ergebnis von Fluidströmung von innerhalb der Kammer 80 durch den Durchgang 86 in den Durchgang 74 hinein. Daher wird der Druck, der auf die Unterseite der Membran 78 aufgrund des innerhalb des Hohlraumes 70 vorhandenen Druckes wirkt, die Membran nach oben drängen. Die nach oben gerichtete Verschiebung der Membran wird den Anschlagteil 84 von seinem Sitz heben und wird Fluidströmung direkt vom Hohlraum 70 in den Durchgang 74 zulassen. Demgemäß ist nun Einlaß 12 in Fluidverbindung mit Auslaß 14 gesetzt worden und Fluidströmung wird zwischen diesen auftreten.
Aufgrund oben angegebener Gründe weist die Kammer 26 einen Druck unterhalb des Umgebungsluftdruckes auf, wobei dieser Druck den Magneten 44 in seiner unteren Position hält. Durch Anordnung einer Dosiervorrichtung 20 in Fluidverbindung mit Kammer 26 durch die Leitung 22 und die Einlaßöffnung 24 ist es möglich, die Zeitdauer zu regulieren, während der ein unterhalb des Umgebungsdruckes liegender Druck innerhalb der Kammer 26 vorhanden ist. Das heißt, die Zuströmung von Luft durch die Dosiervorrichtung 20, wie durch Pfeil 50 dargestellt, wird reguliert, so daß sie mit gesteuerter Rate in die Kammer 26 strömt. Der darauf erfolgende Druckanstieg innerhalb der Kammer 26 wird die Kraft des Umgebungsluftdrucks, der auf die Oberseite der Membran 32 wirkt, innerhalb der Kammer 46 bis zu einem Punkt verringern, an dem das Vorspannmittel oder die Schraubenfeder 52 die Rückhalteplatte 38 und den angefügten Magneten nach oben drücken können. Die nach oben gerichtete Bewegung des Magneten wird in Abhängigkeit der Entfernung den magnetischen Effekt auf die Scheibe 60 reduzieren. Der reduzierte magnetische Effekt wird von der abwärts gerichteten Kraft, die von der Schraubenfeder 62 gegen die Scheibe ausgeübt wird, ab einem gewissen Punkt überlagert werden. Danach wird die Scheibe abwärts an den Sitz 82 angrenzend gedrängt. Nach einer solchen Verschiebung der Scheibe ist der Durchgang 86 durch den Anschlag 66 abgedichtet. Der dann innerhalb des Hohlraumes 70 vorhandene Druck ist größer als der gleichzeitig in der Fluidströmung durch den Durchgang 74 vorhandene Druck. Der innerhalb des Hohlraumes 70 vorhandene Druck wird in die Kammer 80 durch das Nadelloch 88 übertragen. Da der oberhalb des Sitzes 82 vorhandene Druck (innerhalb der Kammer 80) größer ist als der unterhalb des Sitzes und innerhalb des Durchgangs 74 vorhandene Druck, wird der Sitz 82 abwärts gedrängt, bis der Anschlagteil 84 mit dem Rand 76 des Durchgangs 74 in Verbindung tritt. Auf eine solche Repositionierung des Sitzes 82 hin hört die Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 auf. Demgemäß kann die Dosiervorrichtung 20 die Zeitdauer der Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 als Folge der Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 16 regulieren. Das Maß der Zeitverzögerung, bis das Ventil 10 geschlossen ist, kann durch eine mit der Dosiervorrichtung 20 verbundene Regulierung eingestellt werden.
Diese erste Betriebsart erlaubt es, das Ventil 10 als Dosierventil mit verzögertem Verschluß der Fluidströmung zu verwenden.
Eine zweite Betriebsart des Ventils 10 liegt darin, den pneumatischen Druckknopf 16 mit der Leitung 18 mit der Ablaßöffnung 48 anstatt mit der Einlaßöffnung 24 zu verbinden und die Einlaßöffnung geöffnet zu lassen. Gleichzeitig wird keine Dosiervorrichtung in der Leitung angeordnet. Wenn dieser Druckknopf betätigt wird, wird ein Luftstrom durch die Leitung 18 und die Auslaßöffnung 48 in die Kammer 46 gezwungen.
Der Druckanstieg in Kammer 46 wird - mit Hilfe eines Vorspannmittels, wie der Schraubenfeder 50, die sich von der Abdeckung des Gehäuses 28 gegen den zentralen Teil 36 der Membran 32 erstreckt - diesen zentralen Teil nach unten gegen die Rückhalteplatte 38 und die Abdeckungsblende 42 drängen. Die anhaltende Luftströmung in die Kammer 46 erfordert ein größeres Volumen, so daß sie die Kammer 46 zu einer Erweiterung zwingt. Diese Erweiterung der Kammer 46 erfordert eine Kontraktion des Volumens der Kammer 26, so daß daher Luft durch die Einlaßöffnung 24 ausgestoßen wird.
Während der Magnet 44 gesenkt wird, nimmt seine magnetische Anziehung auf die Scheibe 60 zu, bis ab einem gewissen Punkt die Anziehung größer als die von der Schraubenfeder 62 ausgeübte Kraft ist. Danach wird die Scheibe 60 gegen die untere Fläche der Trennwand 30 oder an diese angrenzend angehoben. Aus den oben angegebenen Gründen ergibt sich jetzt eine Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14.
Auf das Loslassen des pneumatischen Druckknopfes 16 hin fließt Luft aus der expandierten Kammer 46 durch die Auslaßöffnung 48 und die Leitung 18 zurück in das vergrößerte Volumen des Druckknopfes, und eine entsprechende Luftströmung in die Kammer 26 durch die Einlaßöffnung 24 tritt auf. Auf diese Weise werden die Membran 32, die Rückhalteplatte 38 und der Magnet 44 angehoben und die magnetische Anziehung auf die Scheibe 60 wird gemindert, bis die Kraft der Feder 62 ausreicht, um die Scheibe abwärts gegen den Sitz 82 zu verschieben. Der durch den Anschlag 66 bewirkte und daraus resultierende Wegfall der Strömung durch den Durchgang 86 beendet die weitere Strömung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14.
Diese zweite Betriebsart erlaubt es, das Ventil 10 als ein nicht-dosierendes Ventil zu verwenden, das so lange offen bleibt, wie der Druckknopf betätigt wird.
Aufgrund der obigen Beschreibung wird klar, daß sich die oben beschriebene erste und zweite Betriebsart gegenseitig ausschließen.
Wenn ein erster pneumatischer Druckknopf mit einer Zeitsteuereinrichtung an der Einlaßöffnung 24 befestigt ist, und ein zweiter pneumatischer Druckknopf ohne Zeitsteuereinrichtung an der Auslaßöffnung 48 befestigt ist, bewirkt die Betätigung des ersten pneumatischen Druckknopfes eine Luftströmung in die Kammer 26 und durch die Öffnung 42 in die Kammer 46 und in den zweiten pneumatischen Druckknopf; beide Kammern werden dann mit oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druckes beaufschlagt.
Wenn der erste pneumatische Druckknopf losgelassen wird, ergibt sich eine Luftströmung von der Kammer 46 zur Kammer 26 zum ersten pneumatischen Druckknopf, wo ein unterhalb des Umgebungsdruckes liegender Druck, durch sein Loslassen verursacht, erzeugt wurde. Diese Luftströmung, die von einem Vorspannmittel, wie z. B. einer Schraubenfeder 50 unterstützt wird, bewirkt, daß der zentrale Teil 36 der Membran die Öffnung 42 blockiert. Dieser Verschluß der Kammer 46 bewirkt, daß diese Kammer, sogar wenn sie - wie oben beschrieben - nach unten erweitert ist, unter einem oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck verbleibt. Die anhaltende Luftströmung von der Kammer 26 zum ersten pneumatischen Druckknopf reduziert den Druck innerhalb der Kammer und läßt den Magneten 44 zum Öffnen des Ventils sich abwärts bewegen.
Langsam hebt die Luft, die in die mit dem ersten pneumatischen Druckkopf verbundene Zeitsteuereinrichtung zuströmt, die unterhalb des Umgebungsdruckes liegende Umgebung innerhalb der Kammer 26, bis sie auf Umgebungsdruck angehoben worden ist. Jedoch bleibt, solange ein oberhalb des Umgebungsdruckes liegender Druck in der Kammer 46 vorherrscht, der Magnet 44 unten und das Ventil bleibt geöffnet.
Hauptsächlich auf der Suche nach einer Lösung dieser Probleme entstand die vorliegende Erfindung. Im wesentlichen durch Hinzufügung eines unterschiedlich konstruierten Oberteils des Ventilgehäuses einschließlich neu konstruierter Teile und Membrane, wurden einige wesentliche neue Betriebsarten und eine enorme Flexibilität bei der Verwendung dieser Betriebsarten in einer gegenseitig nicht ausschließenden Weise hinzugefügt.
Die erste Verbesserung des Ventils 10 war das Hinzufügen einer dritten Betriebsart. Sie besteht aus einem einstückigen Druckknopf, der bei Betätigung von außen direkt den Magneten verschiebt, um die Fluidströmung zu kontrollieren. Diese Betriebsart kann als eine nichtdosierende mechanische Druckknopfbetriebsart bezeichnet werden.
Eine zweite Verbesserung lag im Modifizieren der mechanischen Druckknopfbetriebsart, um einen Dosiersteuermechanismus einzubauen. Während beide Verbesserungen sich mit der ersten Betriebsart gegenseitig nicht-ausschließend arbeiten (Vakuum mit Dosierung), arbeiten sie jedoch nicht mit der zweiten Betriebsart (Druck ohne Dosierung). Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um diese Einschränkungen zu überwinden.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, volle Flexibilität bei der Verwendung des Ventils zu bieten, indem es gestattet wird, daß es bei einer der drei folgenden unterschiedlichen Betriebsarten betrieben wird, sei es, daß es getrennt betätigt wird, in irgendeiner Kombination der beiden und sogar aller drei zusammen, und sei es dosiert oder nicht-dosiert; in pneumatischem Vakuumbetrieb; mechanischem Druckbetrieb, erzeugt durch eine pneumatische Kraft; und in einem mechanischen Druckbetrieb, erzeugt durch eine mechanische Kraft.
Zum Gewähren eines besseren Verständnisses der Betriebsart und der Vorteile aus der vorliegenden Erfindung gegenüber Ventil 10 (Fig. 1 und 2) wird auf die schematischen Zeichnungen gemäß den Fig. 12a bis 12f Bezug genommen. Das Ventil 10 besteht im wesentlichen aus vier Kammern (1-4) mit den folgenden Funktionen:
Kammer 1: Fluideinlaß- und -auslaßkammer;
Kammer 2: Druckunterschiedssteuer- oder zweite Kammer, die es zuläßt, daß die Membran zwischen Kammer 1 und Kammer 2 die Strömung zwischen den Einlaß- und Auslaßteilen der Kammer 1 steuert;
Kammer 3: Vakuum- oder erste Kammer, in der ein Vakuum geschaffen werden kann, um den Magneten zu verschieben; und
Kammer 4: Druckkammer, in der Druck erzeugt werden kann, um den Magneten zu verschieben.
Die Kammern 1 und 2 sind Teil der Fluidseite des Ventils 10 und weisen keine Verbindungen mit den Kammern 3 und 4 der Steuerseite des Ventils auf. Zu bemerken ist, daß bei Verwendung der Kammer 3 als Vakuumkammer die Kammer 4 eine offene Kammer unter Umgebungsdruck sein muß. Diese Merkmale sind im wesentlichen der Grund der sich gegenseitig ausschließenden Charakteristika des Ventils 10.
Fig. 12a stellt das Ventil 10 dar. Fig. 12b zeigt, wie die Kammer 3 als eine Vakuumkammer verwendet wird (wie in der oben im Detail beschriebenen ersten Betriebsart). Sie zeigt, daß die Kammer 3 mit Vakuum durch die Membran zwischen Kammer 3 und Kammer 4 abgedichtet werden kann; daß eine Zeitsteuereinrichtung am Einlaß der Kammer 3 befestigt ist; und daß die Kammer 4 zur Umgebungsluft hin offen ist. Fig. 12c zeigt, wie die Kammer 4 als eine Druckkammer verwendet wird (wie in der im Detail oben beschriebenen zweiten Betriebsart). Sie zeigt, daß die Kammer 4 mit Druck durch die Membran zwischen Kammer 3 und Kammer 4 abgedichtet werden kann; und daß Kammer 3 zur Umgebungsluft hin offen ist. Fig. 12d zeigt die erste Verbesserung, bei der erste Mittel, die einen mechanischen Druckknopf aufweisen, zum Verschieben des Magneten verwendet werden. Für diese Betriebsart ist es nicht wesentlich, ob die Kammern 3 und 4 geschlossen sind oder nicht. Fig. 12e zeigt die zweite Verbesserung, bei der der mechanische Druckknopf mit einer Dosiervorrichtung verwendet wird. Sie zeigt, daß ein Vakuum erzeugt werden kann, während der Druckknopf Luft über die Kammer 4 zur Umgebungsluft entweichen läßt, daß eine Dosiervorrichtung am Einlaß der Kammer 3 befestigt ist, und daß Kammer 3 mit Vakuum durch die Membran zwischen Kammer 3 und 4 abgedichtet werden kann. Fig. 12f zeigt die vorliegende Erfindung. Mit einer zusätzlichen Membran ist eine fünfte Kammer vollständig von der vierten Kammer abgedichtet, und mit Einbeziehung eines mechanischen druckübertragenden Ankers in Kammer 4, der vom Druckknopf unabhängig ist, werden den unterschiedlichen Kammern unterschiedliche Funktionen zugewiesen: Kammer 1 ist die Fluideinlaß- und -auslaßkammer; Kammer 2 ist die Steuerkammer des Fluiddruckunterschieds oder zweite Kammer; Kammer 3 ist die Vakuum- oder erste Kammer, die keine zur Umgebungsluft hin offene Kammer zu sein braucht, so wie es vorher notwendig war, um das Ventil in einer nicht-dosierenden und druckbetätigten Weise zu betreiben; die Kammer oder der Raum 4 ist eine offene Umgebungskammer, die keine Druckkammer zu sein braucht, so wie es vorher notwendig war, um ein Ventil in einer nicht-dosierenden druckbetätigten Weise zu betreiben; und die dritte Kammer 5 ist eine unabhängige Druckkammer.
Der wesentliche Unterschied zwischen Ventil 10 und der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Vielzahl von gleichzeitigen und sich gegenseitig nicht ausschließenden Betriebsarten möglich sind. Die Verwendung eines unabhängigen mechanischen druckübertragenden Ankers erlaubt es, daß dieser Anker entweder durch die Membran der Druckkammer 5 oder durch den externen Druckknopf oder mit diesem zusammen betätigt wird. Somit ist verständlich, daß der Anker keine der Eigenschaften der Betriebsarten des Standes der Technik behindert (siehe Fig. 2 bis 5).
Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird jetzt ein Ventil 98 beschrieben, das eine Verbesserung darstellt und das eine mechanisch betätigbare Ausführung 110 darstellt. Aus Gründen der Einfachheit in der Beschreibung und der Klarheit sind den Elementen in diesem Beispiel, die dem Ventil 10 gemeinsam sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen. Das Ventil 98 enthält einen Druckknopf 102, der in die ausgefahrene Position durch eine Schraubenfeder 104 oder ähnliches vorgespannt ist. Ein Leitblech 106 kann vorgesehen sein, um ungewollte seitliche Verschiebung des Druckknopfes zu verhindern. Eine Kralle 108 erstreckt sich vom Druckknopf 102 abwärts, wobei die Kralle gegen ungewolltes Ausfahren durch das Rückhalteelement 110 gehalten wird. Die Kralle wirkt gegen einen unabhängigen druckübertragenden Anker 112, der einen zentralen Zylinder 114 aufweist, welcher von der Seitenwand 116 des Rückhalteelements 110 verschiebbar gehalten wird. Desweiteren enthält der Anker eine Platte 118, die einen sich abwärts erstreckenden ringförmigen Vorsprung 120 aufweist, der einen zweiten sich abwärts erstreckenden ringförmigen Vorsprung 122 umgrenzt. Der ringförmige Vorsprung 120 ist annähernd koinzident mit dem ringförmigen Band 40 der Membran 32, während der ringförmige Vorsprung 122 annähernd koinzident ist mit dem zentralen Teil 36 der Membran. Der ringförmige Vorsprung 122 legt auch eine Senke 124 zum auf nehmenden Halten der Schraubenfeder 50 fest. Es ist wichtig, daß der ringförmige Vorsprung 122 derart ausgebildet ist, daß der zentrale Teil 36 der Membran 32 nicht an die Rückhalteplatte 38 angrenzend gestoßen wird, und somit die Blende 42 unbedeckt läßt. Es ist zu bemerken, daß der Anker einen zentral angeordneten Kanal 128 aufweist, der eine freie Luftströmung durch diesen Anker zuläßt.
Auf das Herabdrücken des Druckknopfes 102 hin wird der Anker 112 abwärts gedrückt. Die Abwärtsbewegung des Ankers erzeugt eine Abwärtsbewegung der Membran 32, der Rückhalteplatte 38 und des Magneten 44 als Ergebnis der abwärts gerichteten Kraft, die auf das ringförmige Band 40 durch den ringförmigen Vorsprung 120 ausgeübt wird. Die Luft innerhalb der ersten Kammer 26 wird aus dieser durch die Einlaßöffnung 24 über die Blende 42 in der Rückhalteplatte 38 durch die zentrale Öffnung der Membran 32, entlang dem Kanal 128 des Ankers 112 und den kleinen Zwischenräumen zwischen dem Druckknopf 102 und dem Leitblech 106 herausgedrückt. Während der Magnet 44 gesenkt wird, wird seine magnetische Anziehung auf die Scheibe 60 erhöht bis zu einem Punkt, wo die Anziehung größer als die von der Schraubenfeder 62 ausgeübte Kraft ist. Danach wird die Scheibe 60 gegen die untere Oberfläche der Trennwand 30 oder in ihre Nähe gehoben. Aus oben angegebenen Gründen ergibt sich jetzt eine Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14.
Auf das Loslassen des Druckknopfes 102 hin wird sich die Rückhalteplatte 38 als Reaktion auf die von der Schraubenfeder 52 ausgeübte Kraft heben und ein entsprechender Luftstrom in die Kammer 26 setzt durch die Einlaßöffnung 24 ein. Während der Magnet 44 angehoben wird, verringert sich seine magnetische Anziehung auf die Scheibe 60, bis die Kraft der Feder 63 ausreicht, um die Scheibe abwärts gegen den Sitz 82 zu verlagern. Die durch den Anschlag 66 bewirkte und daraus resultierende Beendigung der Strömung durch den Durchgang 86 beendet den weiteren Strom zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14.
Aus der obigen Beschreibung wird klar, daß die Ausführungsform 100 des Ventils 98 offen bleibt im Einklang mit dem Druck einer den Druckknopf 102 herabdrückenden Kraft. Beim Aufheben einer solchen Kraft wird das Ventil automatisch geschlossen.
In Fig. 5 ist ein Mittel zum Offenhalten der Ausführungsform 100 des Ventils 98 für eine auf das Loslassen des Druckknopfes 102 folgende vorgegebene Zeit dargestellt. Eine Dosiervorrichtung 130 ist pneumatisch mit der Einlaßöffnung 24 durch die Leitung 132 verbunden. Die Dosiervorrichtung enthält ein Mittel zum Zulassen einer Luftströmung in die Leitung 132 mit einer einstellbaren gesteuerten Rate. Wie oben bei herabgedrücktem Zustand des Druckknopfes 102 diskutiert, ist das Volumen der ersten Kammer 26 durch einen Luftabfluß über die Blende 42 in der Rückhalteplatte 38 durch die zentrale Öffnung der Membran 32 entlang dem Kanal 128 des Ankers 112 und der Lücken zwischen dem Druckknopf 102 und dem Leitblech 106 vermindert worden. Aufgrund der vorhandenen in pneumatischer Verbindung mit der Kammer 26 stehenden Dosiervorrichtung tritt kein automatischer Luftzustrom durch die Einlaßöffnung 24 auf als Reaktion auf eine versuchte Aufwärtsbewegung der Membran 32 als Reaktion auf die Kraft der Schraubenfeder 52. Da eine solche Aufwärtsbewegung durch den Druckunterschied zwischen dem unterhalb Umgebungsdruck liegenden Druck in der Kammer 26 und dem in dem Zwischenraum 126 oberhalb der Membran vorhandenen Atmosphärendruck behindert wird, ist der Zwischenraum 126 in Fluidverbindung mit der Atmosphäre durch die nicht-pneumatisch abgedichteten Komponenten der Druckknopfanordnung. Daher wird die Rückhalteplatte in ihrem unteren Zustand durch den Druckunterschied gehalten. Solch ein unterer Zustand wird auch die Scheibe 60 nahe der Trennwand 30 oder an diese angrenzend halten und eine Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 wird andauern.
Der Druckunterschied kann reduziert werden, indem zugelassen wird, daß die Dosiervorrichtung 130 Luft in die Kammer 26 mit einer gesteuerten Rate einbläst. Die Zeitverzögerung zwischen dem Loslassen des Druckknopfes 102 und dem Beendigen der Strömung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 ist eine Funktion der Rate der Lufteinblasung. Während Luft in die Kammer 26 strömt, wird der Druckunterschied über die Membran 32 langsam bis zu einem Punkt reduziert, wo die Membran 32 als Ergebnis der von der Schraubenfeder 52 ausgeübten Kraft ausreichend angehoben wird, um den Magneten 44 aus einem zum Zurückhalten der Scheibe ausreichenden magnetischen Einfluß auf die Scheibe 60 zu ziehen und danach wird die Scheibe durch ihre Schraubenfeder 62 abwärts bewegt; und das Ventil schließt sich, um weitere Strömung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 auszuschließen.
Mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 wird jetzt das Ausführungsbeispiel 140 des Ventils 98 beschrieben, das pneumatisch betätigt wird. Ist ein pneumatischer Druckknopf 142 herabgedrückt, so drängt er eine Luftströmung durch die Leitung 144. Die Leitung ist in Fluidverbindung mit einer erweiterbaren ringförmigen dritten Kammer 146 über die Einlaßöffnung 148. Die ringförmige dritte Kammer wird durch eine ringförmige Membran 150, die in abgedichtetem Eingriff mit einer Seitenwand 152 steht, und einem Oberteil 154 des Gehäuses 28 gebildet. Die ringförmige Kammer enthält eine weitere Einlaßöffnung 156, wobei die Öffnung für eine Einwegströmung durch ein Klappenventil 158 abgedichtet ist. Eine Strömung durch die Einlaßöffnung in die ringförmige Kammer 146 tritt auf, wenn ein unter dem Atmosphärendruck liegender Druck innerhalb der ringförmigen Kammer vorhanden ist, durch Einwärtsbiegen oder -dehnen des Klappenventils; das Klappenventil wird jedoch einen Luftabfluß durch die Einlaßöffnung 156 ausschließen.
In Betrieb strömt Luft auf Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 142 hin in die ringförmige Kammer 146 und bewirkt darin einen Druckanstieg. Der Druckanstieg übt eine Kraft auf die Membran 150 aus, die diese abwärts drängt. Die Abwärtsbewegung der Membran hat eine damit einhergehende Abwärtsbewegung des Ankers 112 zur Folge. Die Abwärtsbewegung des Ankers wird durch den Druckknopf 102 nicht behindert, da der Zacken 108 ein konusförmiges unteres Ende aufweist für einen Eingriff mit dem Zylinder 114, der eine Abwärtsbewegung des Zylinders unabhängig von dem Zacken gestattet. Die Abwärtsbewegung des Ankers 112 erzeugt eine Abwärtsbewegung der Membran 32 und der angefügten Rückhalteplatte 38. Die damit einhergehende Abwärtsbewegung des Magneten 44 wird eine magnetische Anziehung der Scheibe 60 erzeugen, die diese anhebt. Auf die nach oben gerichtete Bewegung der Scheibe 60 hin wird sich das Ventil 98 öffnen und ein Fluidstrom zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 tritt auf.
Auf das Loslassen des pneumatischen Druckknopfes 142 hin wird ein Luftstrom von dem ringförmigen Hohlraum 146 in diesen hineingezogen, wodurch sich die Membran 140 in ihren Betriebszustand zurückziehen kann. Dieses Zurückziehen ermöglicht es der Kraft der Schraubenfeder 52, eine Aufwärtsbewegung der Rückhalteplatte 38 zu verursachen, die eine damit einhergehende Aufwärtsbewegung der Membran 32 und des Ankers 112 zur Folge hat, so daß der Magnet 44 aus der magnetischen Beeinflussung mit der Scheibe 60 gehoben wird. Die Scheibe wird danach als Reaktion auf die Schraubenfeder 52 gesenkt und das Ventil 98 wird abgeschaltet, um weitere Fluidströmung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 zu verhindern.
Obwohl das pneumatische System in Gestalt des pneumatischen Druckknopfes 142, der Leitung 144 und der ringförmigen Kammer 146 als geschlossenes System gedacht ist, kann ein gewisser Leckverlust zur Atmosphäre hin auftreten. Um sicherzustellen, daß die Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 142 immer eine ausreichende Expansion und Abwärtsbewegung der Membran 150 als Reaktion auf einen Druck innerhalb des ringförmigen Hohlraumes 146 erzeugt, müssen Mittel vorgesehen werden zum Ergänzen von Luft, die von innerhalb des geschlossenen pneumatischen Systems entwichen sein könnte. So ein Mittel ist beispielsweise durch den Einlaß 156 und ein Klappenventil 158 vorgesehen. Wenn immer der ringförmige Hohlraum 146 unterhalb des Umgebungsdruckes ist, wird Luft durch die Einlaßöffnung 156 in den ringförmigen Hohlraum strömen. Somit ist eine Kompensierung gegeben, um jeglichen Luftverlust von innerhalb des geschlossenen Systems in Gestalt des pneumatischen Druckknopfes 142, der Leitung 144 und des ringförmigen Hohlraumes 146 auszugleichen.
Es wird angemerkt, daß das Ventil 98 nur solange offen bleibt, wie Druck innerhalb des ringförmigen Hohlraumes 146 vorhanden ist. Unter gewissen Umständen kann es vorzuziehen sein, das Schließen des Ventils 98 nach Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 142 zu verzögern. Eine solche Verzögerung bietet die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung. Die Arbeitsweise des Ventils 98, wie sie mit Bezug auf das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel 140 beschrieben ist, hat eine Evakuierung von Luft von innerhalb der Kammer 26 über die Blende 42 in der Rückhalteplatte 38 durch die zentrale Öffnung der Membran 32, entlang des Kanales des Ankers 112 und der Lücken zwischen dem Druckknopf 102 und dem Leitblech 106 zur Folge. Durch Anfügen einer pneumatischen Dosiervorrichtung 170 an die Einlaßöffnung 24 und nach Abzug des oberhalb der Atmosphäre liegenden Druckes innerhalb des ringförmigen Hohlraumes 146 wird jedoch die Aufwärtsbewegung der Rückhalteplatte als Reaktion auf die Kraft der Schraubenfeder 52 begrenzt, während eine Lufteinströmung zur Kammer 26 durch die Dosiervorrichtung 170 begrenzt wird. Daher kann der Magnet 44 in magnetischem Einfluß auf die Scheibe 60 für eine vorgegebene Zeitdauer als eine Funktion der durch die Dosiervorrichtung 170 geblasenen Luft gehalten werden. Demgemäß kann die Beendigung einer Strömung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 nach Beendigung des Einflusses des pneumatischen Druckknopfes 142 für eine Zeitdauer verzögert werden.
In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel 180 eines Ventils 98 dargestellt, das die Mittel des Standes der Technik zum Betätigen des Ventils aufweist. Ein pneumatischer Druckknopf 182 des in Fig. 1 und 2 dargestellten Typs kann mit einer Dosiervorrichtung 120 durch eine Leitung 184 mit der Einlaßöffnung 24 verbunden sein.
In Betrieb wird Luft, auf Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 182 hin, in die erste Kammer 26 gedrückt, wobei die Luft durch die Blende 42 in der Rückhalteplatte 38 zur Atmosphäre strömt über die Öffnung 34 im zentralen Teil 36 der Membran 32 entlang des Kanals 128 des Ankers 112 und der Lücken zwischen dem Druckknopf 102 und dem Leitblech 106. Auf das Loslassen des pneumatischen Druckknopfes 182 hin wird der zentrale Teil 36 der Membran 32 als Ergebnis der durch die Schraubenfeder 50 ausgeübten Kraft abwärts gedrängt in eine abdichtende Abdeckung der Blende 42 und soweit eine unterhalb des Umgebungsdruckes liegende Umgebung innerhalb der ersten Kammer 26 als Folge der Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 182 erzeugt wird. Der resultierende Druckunterschied über die Membran 32 bewirkt, daß Umgebungsluftdruck auf die obere Fläche der Membran wirkt und sie senkt, und daß sie die angefügte Rückhalteplatte 38 und den Magneten 44 abwärts drängt. Ab einem gewissen Punkt wird die Scheibe 60 magnetisch zu dem Magneten 44 gezogen und die Scheibe wird über den Sitz 82 gehoben. Danach tritt eine Strömung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 14 auf.
Nebenluft kann in die Kammer 26 durch die Dosiervorrichtung 120 (falls verwendet) strömen, um eine gesteuerte oder regulierte Reduzierung des Druckunterschieds über die Membran 32 zuzulassen. Solch eine Reduzierung wird ab einem bestimmten Punkt das Anheben der Rückhalteplatte 38 mit einem damit einhergehenden Anheben des Magneten und einer Reduzierung der magnetischen Anziehung auf die Scheibe 60 zulassen, um zu erlauben, daß die Scheibe wieder auf dem Sitz 82 zu liegen kommt. Das Ventil 98 wird daher ab einem bestimmten Punkt mit Zeitverzögerung nach dem Loslassen des pneumatischen Druckknopfes 182 geschlossen.
In Fig. 9 ist ein Ventil 98 dargestellt, das durch irgendeine der drei oben beschriebenen Betätigungsvorrichtungen betätigt werden kann. Erstens kann das Ventil mechanisch betätigt werden durch Herabdrücken des Druckknopfes 102, wie mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 100 beschrieben. Zweitens kann es betätigt werden durch die Arbeitsweise des pneumatischen Druckknopfes 142, um einen Druckanstieg innerhalb der dritten Kammer 146 zu erzeugen, wie mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 140 beschrieben. Drittens kann es betätigt werden durch die Arbeitsweise des pneumatischen Druckknopfes 182, um einen unterhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck innerhalb der ersten Kammer 26 zu erzeugen, wie mit Bezug auf Ausführungsbeispiel 180 beschrieben. Es wird sehr geschätzt, daß die kombinierte Verwendung dieser drei Betriebsarten keine sich gegenseitig ausschließenden Zustände darstellt, die den Betrieb des Ventils behindern.
Fig. 10 stellt eine Kombination der Ausführungsbeispiele 100, 140 und/oder 180 des Ventils 98 zur Verwendung in Verbindung mit einer Wasserabgabevorrichtung dar. Dies zeigt deutlich die Flexibilität bei der gleichzeitigen Verwendung des pneumatisch und des mechanisch betätigten Systems ohne jegliche Probleme der gegenseitigen Ausschließung.
In Fig. 10 ist eine Umgebung dargestellt, innerhalb der eine druckknopfbetätigte Ausführung 100 des Ventils 98 besonders verwendbar ist. Ein fußbetätigtes Pedal 190 kann durch verschiedene mechanische Einrichtungen dazu veranlaßt werden, einen konusförmigen Stift 192 anzuheben. Der Stift wirkt gegen den Druckknopf 102, um ihn herabzudrücken. Auf das Herabdrücken des Druckknopfes hin wird das Ventil 98 einen Wasserstrom von einer Druckwasserquelle zu einem Wasserverteilungsring 194 oder einer ähnlichen Vorrichtung zulassen. Ein pneumatischer Druckknopf 142/182 stellt eine Druckluftquelle durch die Leitung 144/184 zum Ventil 98 dar. Das Ventil kann eine Dosiervorrichtung 170/120 enthalten. Auf Betätigung des pneumatischen Druckknopfes 142/182 hin wird das Ventil 98 geöffnet, um eine Wasserströmung von einer Druckwasserquelle zu einer Wasserverteilungsvorrichtung 200 zuzulassen. Vorrichtungen dieser in Fig. 10 dargestellten Art werden oft in Umkleidekabinen, Waschräumen oder ähnlichen Umgebungen verwendet, die ein rundes oder ein anderes Waschbecken mit einem zentral angebrachten Wasserverteilungsring oder einer solchen Vorrichtung aufweisen, um einer Vielzahl von Personen das gleichzeitige Waschen zu ermöglichen.
Fig. 11 stellt eine Kombination des Ausführungsbeispiels 100 und 140 des Ventils 98 dar. Ein pneumatischer Druckknopf 142 liefert eine Druckluftquelle durch die Leitung 144 zum Ventil 98. Ein Druckknopf 102 stellt eine mechanische Druckquelle dar. Das Ventil kann eine Dosiervorrichtung 120 enthalten. Wenn die Druckknöpfe 102 und 142 getrennt oder gleichzeitig betätigt werden, wird das Ventil 98 einen Druckwasserstrom von einer Druckwasserquelle zu einer Wassersprühdüse 202 oder einer ähnlichen Vorrichtung erlauben.

Claims

1. Ventil zum Regulieren einer Fluidströmung zwischen einem Einlaß (12) und einem Auslaß (14) mit einem Magneten (44), der zwischen einer ersten Lage und einer zweiten Lage positionierbar ist und in einer ersten Kammer (26) angeordnet ist, die durch eine Trennwand (30), eine Membran (32) und eine Seitenwand festgelegt ist; mit einem Mittel (52) zum Bewegen des Magneten (44) zur ersten Lage; mit einer magnetisch reagierenden Scheibe (60), die innerhalb einer zweiten Kammer (80) als Reaktion auf eine Repositionierung des Magneten (44) positionierbar ist zum Regulieren einer Strömung zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß (14) durch Hemmung der Strömung wenn sich die Scheibe in einer ersten Lage befindet, und durch Zulassen einer Strömung, wenn sich die Scheibe in einer zweiten Lage befindet, jeweils als Reaktion auf die erste bzw. zweite Lage des Magneten (44); mit ersten Mitteln zum Verschieben der Membran (32) gegen die erste Kammer (26) durch Ausüben einer Druckkraft auf die Membran (32), wobei die erste Kammer (26) mit einer Einlaß-Auslaßöffnung (24) für Gas versehen ist; und mit Mitteln zum Repositionieren des Magneten (44) in seine zweite Lage als Reaktion auf die Verschiebung der Membran (32) und gegen die durch das Druckmittel (52) ausgeübte Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (32) mit einer Öffnung (34) versehen ist, um eine Gasströmung von der ersten Kammer (26) zu einem Zwischenraum (126) in Fluidverbindung mit der Atmosphäre zuzulassen und mit Mitteln, um eine Gasströmung vom Zwischenraum (126) durch die Öffnung (34) gegen die erste Kammer (26) zu verhindern.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel einen Druckknopf (102) zum mechanischen Betätigen des Ventils umfassen und einen Anker (128), der durch seine Lageveränderung auf den Druckknopf (102) reagieren kann, um die Membran (32) zu verschieben, wodurch bei Betätigung des Druckknopfes (102) die Scheibe (60) magnetisch auf den Magneten (44) reagiert, um die Strömung zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß (14) zu regulieren.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel in Kombination umfassen:

a) eine dritte Kammer (146) mit einem anfänglichen Volumen, wobei die dritte Kammer (146) mit veränderlichem Volumen vorgesehen ist; und

b) Mittel in Zuordnung zum Volumen der dritten Kammer (146), die die Stellung des Magneten (44) zwischen der ersten und der zweiten Lage beeinflussen, um die Strömung zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß (14) zu steuern.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil mit Mitteln (142) zum pneumatischen Ändern des Volumens der dritten Kammer (146) versehen ist, wodurch bei Betätigung der letztgenannten Mittel (142) die Scheibe (60) magnetisch auf den Magneten (44) reagiert, um die Strömung zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß (14) zu regulieren.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel einen druckumwandelnden Anker (128) umfassen, der zwischen der dritten Kammer (146) und der Membran (32) angeordnet ist, wobei der Anker (128) die Volumenänderungen der Kammer in eine Verschiebung des Magneten (44) zwischen der ersten und zweiten Lage überträgt, um das Ventil zu steuern.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil darüberhinaus mit einem Druckknopf (102), der mechanisch mit dem Anker (128) zusammenarbeitet, versehen ist zum Repositionieren des Magneten (44) aus der ersten Lage, um das Ventil zu steuern.

7. Ventil nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (128) Mittel zum Transferieren von Luft durch den Anker (128) enthält.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zweite Mittel (182) zum Verschieben der Membran (32) gegen die erste Kammer (26) unabhängig vom Betrieb der ersten Mittel enthält, wobei die zweiten Mittel (182) zum Reduzieren des Druckes innerhalb der ersten Kammer (26) vorgesehen sind, um die Membran (32) zu verschieben.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil Mittel zum Verzögern des Einflusses des Druckmittels (52) enthält, um den Magneten (44) in seine erste Lage zurückzubringen.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsmittel eine Dosiervorrichtung (120) umfassen, um Luft mit einem gesteuerten Durchsatz in die erste Kammer (26) abzulassen, wenn der Druck innerhalb der ersten Kammer (26) unterhalb des Atmosphärendruckes ist.