DE19812436A1

DE19812436A1 - Functional component e.g. membrane, filter valve, dosing unit or pump

Info

Publication number: DE19812436A1
Application number: DE1998112436
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Arndt; Lothar Schulze; Andreas Richter
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1998-03-22
Filing date: 1998-03-22
Publication date: 1999-09-30

Abstract

Sensitive polymer (2) reacts to ambient magnitudes to set, control or regulate a flow rate. No external energy is required. Preferred features: A membrane controlling flow rate of fluid and/or aerosol, is a sensitive polymer affected by specific ambient magnitudes. Consequently, flow rate is influenced by a volume and/or structural alteration. A filter similarly controlling flow rate includes a similarly sensitive polymer. A valve controls or regulates, using the same effect. The idea is extended to a two-or multichamber valve and a dosing unit for fluids and/or aerosols. This unit includes an (e.g. absorbent) body reacting to ambient magnitudes by delivering or accepting fluids and/or aerosols. A pump and reservoir can be conceived, using this action. Temperature-sensitive polymers are applied in this way, as are pH-sensitive polymers. Ion concentrations could be sensed, alternatively material concentrations, especially organic solvent concentrations. Organic materials, dissolved or otherwise, produce the effect. The polymer is sensitive to pollutant concentrations. The membranes comprise sensitive polymers moderating flow rates by alteration of their diffusion characteristics. The sizes of their perforations or pores change. The membrane may be coated with a sensitive polymer having this effect. The membrane may include sensitive polymer fibers or small particles. Several such membranes may be combined. A filter chamber is filled with a sensitive polymer in bulk volume-, fibrous- or small particle form. The absorbent sensitive polymer has a porous structure. Contraction or expansion of a sensitive polymer casing drives out the fluid and/or aerosol. A fluid and/or aerosol flow is caused by contraction and/or expansion in a reservoir. A similar effect is produced by expansion and/or contraction of a cross section of sensitive polymer through which the fluid and/or aerosol stream can flow. For increased dynamic response of the functional component, the sensitive polymer has a porous structure.

Description

Die Erfindung betrifft Funktionselemente für die Fluid- oder Aerosoltechnik, wie Membran, Filter, Ventil, Dosiereinrich tung, Pumpe.The invention relates to functional elements for the fluid or Aerosol technology, such as membrane, filter, valve, dosing device device, pump.

Seit langem sind Funktionselemente für die Fluid- oder Aero soltechnik bekannt, die in Abhängigkeit von Stellgrößen, wie Druck, Temperatur, Beschleunigung, Füllstand, den Durchfluß von Medien steuern, indem anstelle eines Handbetätigungsor gans geeignete Stellglieder auf das Funktionselement, also beispielsweise einen Schieber oder einen Ventilkegel, einwir ken. Hierzu dienen nach dem Stand der Technik Druckdosimeter, Thermoelemente, Fliehkraftregler, Schwimmer, elektronische Meßeinrichtungen mit angeschlossenen hydraulischen, pneumati schen oder elektromagnetischen Steuer- und Regelapparaten usw.Functional elements for fluid or aero have long been soltechnik known, which depends on manipulated variables, such as Pressure, temperature, acceleration, level, the flow control of media by instead of a manual actuator gans suitable actuators on the functional element, so for example, a slide or a valve cone ken. According to the state of the art, pressure dosimeters Thermocouples, governors, floats, electronic Measuring devices with connected hydraulic, pneumati or electromagnetic control and regulating apparatus etc.

Der Aufbau der Funktionselemente selbst entspricht dabei im wesentlichen altbekannten Konstruktionen, was bedeutet, daß beispielsweise bei einem Ventil eine Schraubenspindel aufwen dig mit einer sogenannten Stopfbüchse abzudichten ist, damit keine Substanz nach außen gelangt und für den Ventilkegel der Ventilsitz durch Bearbeitungsprozesse, wie Einschleifen oder Fräsen, im Ventilgehäuse sorgfältig hergerichtet werden muß.The structure of the functional elements themselves corresponds to essential well-known constructions, which means that For example, use a screw spindle for a valve dig with a so-called stuffing box, so no substance escapes and for the valve cone Valve seat through machining processes such as grinding or Milling, must be carefully prepared in the valve housing.

Für Sonderzwecke, nämlich für die Belüftung einer Landmine oder eines entsprechenden militärischen Wirkkörpers, ist auch schon ein Funktionselement nach Art eines automatisch wirken des Belüftungsventils beschrieben worden, dessen Durchtritts öffnung für ein Fluid sich in Abhängigkeit des Feuchtigkeits gehaltes des im Ventilgehäuse enthaltenen Fluids ändert (EP 0 424 749 A1 ). Hierzu ist in den Ventilkörper ein hochverdich teter Naturschwamm eingesetzt, der im mit Wasser vollgesoge nem Zustand eine federbelastete Gummischeibe gegen die Durch trittsöffnung im Ventilkörper drückt, wodurch der Wasserdurch laß gedrosselt wird. Bei trockener, warmer Witterung verdun stet das Wasser etwa innerhalb eines Tages nach außen und das Ventil wird wieder gasdurchlässig.For special purposes, namely for the ventilation of a land mine or a corresponding military active body, is also a functional element like an automatically act of the ventilation valve has been described, its passage Opening for a fluid depends on the moisture content of the fluid contained in the valve housing changes (EP 0 424 749 A1 ). For this purpose, a high compression is in the valve body used natural sponge, which is soaked in water nem condition a spring-loaded rubber washer against the through pressure opening in the valve body, causing the water through let it be throttled. Dilute in dry, warm weather the water flows outwards within a day and that The valve becomes gas permeable again.

Nachteilig an dem sehr spezifischen Ventil ist, neben dem für ein Ventil immer noch erheblichen konstruktiven Aufwand, die sehr lange Reaktionszeit bis zum erneuten Öffnen des Ventils und die Notwendigkeit, den Schwamm direkt bis zum Vollsaugen in das Wasser zu tauchen. Auch sind keine definierten Durch flußzwischenwerte einstellbar. Ferner kann es zu Störungen kommen, indem sich zwischen die relativ starre Gummischeibe und den Rand des Auslasses größere Partikel absetzen, die die Dichtwirkung mindern. Das Ventil arbeitet zudem nur richtungs abhängig. Die Eignung ist im wesentlichen auf Regenwasser ein geschränkt. Da die Feder ständig gegen die Gummiplatte im Sin ne des Offenhaltens des Ventils wirkt, muß beim Schließen der Schwamm gegen die Feder arbeiten, was eine sorgfältige Berech nung der Kräftebilanz erfordert.A disadvantage of the very specific valve, in addition to that for a valve still requires considerable design effort very long reaction time before opening the valve again and the need to soak the sponge straight up to dive into the water. Also there are no defined through intermediate flow values adjustable. It can also cause interference come by getting between the relatively rigid rubber washer and settle larger particles on the edge of the outlet that the Reduce the sealing effect. The valve also only works in one direction dependent. The suitability is essentially based on rainwater limited. Since the spring is constantly against the rubber plate in the sin ne of keeping the valve open, must when closing the Sponge work against the spring, which is a careful calculation balance of forces required.

Aufgabe der Erfindung ist es, Funktionselemente für einen vielfältigen Einsatz in der Fluid- und Aerosoltechnik zu schaffen, die relativ robust, schnell und ansprechempfindlich sind und vor allem hilfsenergiefrei im Sinne eines eigenstän digen Sensor-Aktor-Systems einsetzbar sind, welche direkt un ter Auswertung maßgebender Umgebungsgrößen die Aufgaben Stel len, Steuern oder Regeln einer Durchflußrate in technischen Erzeugnissen lösen.The object of the invention is to provide functional elements for a diverse use in fluid and aerosol technology create the relatively robust, fast and responsive are and above all free of auxiliary energy in the sense of an independent The sensor-actuator system can be used, which directly and un After evaluating relevant environmental parameters, the tasks stel len, control or regulation of a flow rate in technical Solve products.

Die Funktionselemente sollen mechanisch denkbar einfach ge halten werden können, sie sollen in unterschiedlichsten Grö ßen herstellbar sein, korrosionsfest und unempfindlich gegen zu erwartende mechanische Einflüsse sein und eine hinreichen de Lebensdauer versprechen.The functional elements should be mechanically simple can be kept, they should be in different sizes be manufactured, corrosion-resistant and insensitive to expected mechanical influences and are sufficient promise life expectancy.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 an gegebenen Merkmale gelöst. Anwendungsspezifische Ausgestal tungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben. Die beglei tenden Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen auf.According to the invention, the object is defined in claim 1 given characteristics solved. Application-specific design are given in claims 2 to 7. Accompany tendency subclaims show advantageous embodiments on.

Infolge des sehr einfachen Aufbaus eines Funktionselementes ist das System für einen massenhaften, großtechnischen Ein satz ebenso prädestiniert wie für Einsatzfälle in miniaturi sierten Geräten. Irgendwelche störanfälligen Teile, wie Gum mieinsätze, Federkörper, mechanische Filterkörper, elektro mechanische Antriebe, mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektromechanische Stell-, Steuer- und Regelapparate, können ersatzlos entfallen.As a result of the very simple construction of a functional element is the system for a mass, large-scale technical set just as predestined as for applications in miniaturi devices. Any parts prone to failure, such as gum insert, spring body, mechanical filter body, electro mechanical drives, mechanical, pneumatic, hydraulic or electromechanical actuators, control and regulating devices, can be omitted without replacement.

Die sensitiven Elemente bestehen aus Polymeren, deren Volumen änderung von den Eigenschaften des beeinflussenden Fluids oder Aerosols abhängig ist, ohne von diesem angegriffen zu werden.The sensitive elements consist of polymers, their volume Change in the properties of the influencing fluid or is dependent on aerosols without being attacked by it become.

Die Funktionselemente finden bevorzugt Anwendung im Bereich von Membranen, Filtern, Ventilen, Dosiereinrichtungen und Pumpen für Fluids und Aerosole, wobei mindestens ein Polyme renkörper unter Beaufschlagung durch bestimmte Umgebungsgrö ßen selbsttätig und vollkommen hilfsenergiefrei die Aufgaben Stellen, Steuern oder Regeln der Durchflußrate eines Fluids und/oder eines Aerosols übernimmt.The functional elements are preferably used in the field of membranes, filters, valves, dosing devices and Pumps for fluids and aerosols, at least one polymer body under the influence of certain environmental sizes eats the tasks automatically and completely without auxiliary energy Set, control or regulate the flow rate of a fluid and / or an aerosol.

Eine erfindungsgemäße Membran zum Steuern oder Regeln der Durchflußrate besteht aus mindestens einem sensitiven Poly mer, das beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen die Durch flußrate durch eine Volumen- und/oder Strukturänderung je nach Beaufschlagung bis auf Null ändert. Dies kann durch Ver ändern der Diffusionseigenschaft bewirkt werden oder durch direktes oder indirektes Verändern der Perforations- oder Po renquerschnitte.A membrane according to the invention for controlling or regulating Flow rate consists of at least one sensitive poly mer, that the through when certain environmental variables act flow rate due to a change in volume and / or structure changes to zero after loading. This can be done by ver change the diffusion property caused or by directly or indirectly changing the perforation or bottom cross sections.

Ein Filter zum Steuern oder Regeln der Durchflußrate besteht aus mindestens einem sensitiven Polymer, der beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen die Durchflußrate durch eine Volu men- und/oder Strukturänderung ändert. Ein Filter kann selbst verständlich aus mehreren Membranen bestehen. Er kann auch so aufgebaut sein, daß mindestens eine Filterkammer mit sensiti ven Polymeren in Volumenkörper-, Faser- oder Kleinpartikel form gefüllt ist.There is a filter to control or regulate the flow rate made of at least one sensitive polymer that acts on exposure certain environmental variables the flow rate through a volu changes in structure and / or structure. A filter can do itself understandably consist of several membranes. He can do that too be constructed that at least one filter chamber with sensiti ven polymers in solid, fiber or small particles shape is filled.

Ein Ventil zum Steuern oder Regeln der Durchflußrate besteht aus mindestens einem sensitiven Polymer, das beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen die Durchflußrate durch eine Volu men- und/oder Strukturänderung ändert.There is a valve for controlling or regulating the flow rate made of at least one sensitive polymer that acts on exposure certain environmental variables the flow rate through a volu changes in structure and / or structure.

Ein Zwei- oder Mehrkammerventil zum Steuern oder Regeln der Durchflußrate besteht aus mindestens einem sensitiven Poly mer, das beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen die Durch flußrate durch eine Volumen-und/oder Strukturänderung ändert.A two or multi-chamber valve for controlling or regulating the Flow rate consists of at least one sensitive poly mer, that the through when certain environmental variables act flow rate changes due to a change in volume and / or structure.

Eine Dosiereinrichtung zur geregelten Abgabe und/oder Aufnah me von Fluiden und/oder Aerosolen besteht aus mindestens ei nem Körper aus einem speicherfähigen, sensitiven Polymer, das beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen Fluide und/oder Aerosole abgibt oder aufnimmt. Die als Speicherelement fun gierenden, sensitiven Polymere besitzen beispielsweise eine poröse Struktur.A dosing device for controlled delivery and / or intake me of fluids and / or aerosols consists of at least egg body made of a storable, sensitive polymer that when exposed to certain environmental variables, fluids and / or Releases or absorbs aerosols. The fun as a storage element ging, sensitive polymers have, for example porous structure.

Eine Pumpe zum Erzeugen geregelter Fluid- und/oder Aerosol ströme hat als Pumpenantrieb mindestens ein sensitives Poly mer, das beim Einwirken bestimmter Umgebungsgrößen durch Volumenänderung das Fluid oder Aerosol aus einem Reservoir treibt. Durch Kontraktion oder Expansion mantelförmiger, sen sitiver Polymere können beispielsweise Fluide und/oder Aero sole aus dem oder in das im Mantel befindliche Reservoir her ausgepreßt oder eingesogen werden. Auch kann ein Fluid- und/oder Aerosolstrom durch Expansion und/oder Kontraktion eines sensitiven Polymers in einem Reservoir oder in einem durch strömbaren Querschnitt erzeugt werden.A pump for generating regulated fluid and / or aerosol As pump drive, streams has at least one sensitive poly mer, when exposed to certain environmental parameters Volume change the fluid or aerosol from a reservoir drives. By contraction or expansion more jacket-shaped, sen Sitative polymers can for example be fluids and / or aero sole from or into the reservoir located in the jacket be squeezed or sucked in. A fluid and / or Aerosol flow through expansion and / or contraction of a sensitive polymer in a reservoir or in a through flowable cross section are generated.

Zur Verbesserung der Dynamik des Funktionselementes können die sensitiven Polymere eine poröse Struktur besitzen.To improve the dynamics of the functional element can the sensitive polymers have a porous structure.

Einflußgrößen für die Eigenschaftsänderungen der sensitiven Polymere sind die unmittelbaren Stoffeigenschaften der die Funktionselemente um- oder durchströmenden Fluide und/oder Aerosole selbst, wie Temperaturen, pH-Werte, Ionenkonzentra tionen, Stoffkonzentrationen, Konzentrationen organischer Lö sungsmittel, Konzentrationen gelöster und/oder ungelöster organischer Materialien, Enzymkonzentrationen, Tensidkonzen trationen, Alkoholkonzentrationen oder Schadstoffkonzentra tionen, wobei auf Hilfsenergiequellen und externe Stell-, Steuer- und Regelgrößen vollkommen verzichtet werden kann. Beispielsweise schließt ein Ventil bei einem vorgegebenen pH-Wert einer Flüssigkeit und unterbricht somit den weiteren Durchfluß.Influencing factors for the property changes of the sensitive Polymers are the direct material properties of the Functional elements flowing or flowing through fluids and / or Aerosols themselves, such as temperatures, pH values, ion concentration ions, substance concentrations, concentrations of organic solvents solvents, concentrations of dissolved and / or undissolved organic materials, enzyme concentrations, surfactant concentrations trations, alcohol concentrations or pollutant concentration tions, whereby on auxiliary energy sources and external control, Control and regulation variables can be completely dispensed with. For example, a valve closes at a given pH one liquid and thus interrupts the other Flow.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention is intended to be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained. Show in the accompanying drawings

Fig. 1 bis Fig. 4 Membranen in unterschiedlichen Ausführun gen, Fig. 1 to Fig. 4 gene in different membranes Ausführun,

Fig. 5 und Fig. 6 Filter in zwei Ausführungen, Fig. 5 and Fig. 6 filter in two models,

Fig. 7 und Fig. 8 Ventile in zwei Ausführungen und Fig. 7 and Fig. 8 valves in two versions and

Fig. 9 Die prinzipielle Wirkungsweise einer Dosiereinrich tung und die Fig. 9 The principle of operation of a Dosiereinrich device and

Fig. 10 bis 12 Fördereinrichtungen, wie Pumpen. Fig. 10 to 12 conveyors such as pumps.

In Fig. 1 ist eine Membran stark vergrößert und schematisiert im Schnittbild dargestellt. Sie besteht aus einem perforier ten oder porösen Trägermaterial I, das mit einem sensitiven Polymer 2 an den Perforations- bzw. Poreninnenwänden beschich tet ist, welches die Durchflußrate eines Fluids oder Aerosols durch Verändern der Schichtdicke und damit der durchströmba ren Querschnitte 3 beeinflußt.In Fig. 1, a membrane is greatly enlarged and shown schematically in the sectional view. It consists of a perforated or porous carrier material I, which is coated with a sensitive polymer 2 on the perforation or pore inner walls, which influences the flow rate of a fluid or aerosol by changing the layer thickness and thus the flow-through cross-sections 3 .

Nach Fig. 2 verändert sich die Durchlässigkeit einer Membran mittels in die Strömungsquerschnitte 3 eingebrachter Partikel aus sensitiven Polymeren 2 innerhalb weniger Sekunden beim Durchströmen des Partikel-verändernden Fluids oder Aerosols. Das Trägermaterial 1 selbst ist, wie im Beispiel nach Fig. 1, fluidneutral.According to FIG. 2, the permeability of a membrane changes by means of particles of sensitive polymers 2 introduced into the flow cross-sections 3 within a few seconds when flowing through the particle-changing fluid or aerosol. As in the example according to FIG. 1, the carrier material 1 itself is fluid-neutral.

Anstelle von Kleinpartikeln können gemäß Fig. 3 auch Fasern aus sensitiven Polymeren 2 in die Strömungsquerschnitte 3 in volviert sein, die sich bei Fluid- oder Aerosolbeeinflussung im Durchmesser verändern.Instead of small particles, according to FIG. 3, fibers made of sensitive polymers 2 can also be woven into the flow cross sections 3 , which change in diameter when fluid or aerosol is influenced.

In Fig. 4 ist schließlich eine Membran dargestellt, deren Ma terial unmittelbar aus einem sensitiven Polymeren 2 besteht, das die Perforierungs- oder Porengröße und damit den Strö mungsquerschnitt 3 bei entsprechender Beeinflussung verän dert.In Fig. 4, finally, a membrane is shown, the Ma material directly consists of a sensitive polymer 2 , the perforation or pore size and thus the flow cross-section 3 changed with appropriate influence.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Filter, der aus zwei unter schiedlichen Filtermembranen 4, 5, schichtweise alternierend aufgebaut ist. Eine oder auch beide Arten Filtermembranen 4, 5 können sensitive Eigenschaften aufweisen und nach Art der Membranen gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 aufgebaut sein. Fig. 5 shows schematically a filter which is constructed from two under different filter membranes 4 , 5 , alternating layers. Be constructed one or both types of filter membranes 4, 5 may have sensitive properties and the nature of the membranes according to Fig. 1 to Fig. 4.

Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist, kann ein Filter, beispielsweise ein Säure- oder Laugenfilter, auch so aufge baut sein, daß der Raum zwischen seinen labyrinthartig ver setzten Platten 6 mit faserförmigem, sensitivem Filtermate rial 7 oder kleinen sensitiven Partikeln, z. B. auf Basis Po lyvinylalkohol/Polyacrylsäure-Netzwerken ausgefüllt ist.As shown schematically in Fig. 6, a filter, for example an acid or alkali filter, can also be built up so that the space between its labyrinthine ver set plates 6 with fibrous, sensitive filter material 7 or small sensitive particles, for. B. based on Po lyvinyl alcohol / polyacrylic acid networks.

Anhand der Fig. 7 und Fig. 8 soll die Wirkungsweise von Ven tilen erläutert werden, die auf Basis sensitiver Polymere aufgebaut sind. Ein Einkammerventil nach Fig. 7 hat beider seits eines röhrenförmigen Ventilkörpers 8 eine Einströmöff nung 9 und eine Ausströmöffnung 10. Im Ventilkörper sitzt ein Verschlußkörper 11, beispielsweise ein Gel in Blasenform, das bei Fluideinwirkung sein Volumen ändert und dementsprechend die Querschnittsöffnung des Ventilkörpers vergrößert oder ver kleinert bzw. ganz schließt.With reference to FIG. 7 and FIG. 8 will be explained the operation of tilen Ven, the more sensitive to base polymers are constructed. A single chamber according to Fig. 7 has on both sides of a tubular valve body 8 is a voltage Einströmöff 9 and an outflow opening 10th In the valve body is a closure body 11 , for example a gel in the form of a bubble, which changes its volume when exposed to fluid and accordingly enlarges or reduces or completely closes the cross-sectional opening of the valve body.

Das ph-sensitive Zweikammerventil nach Fig. 8 hat ein Außen gehäuse 12 und ein perforiertes Innengehäuse 13. Im Innenge häuse 13 befindet sich ein sensitiver Polymer-Körper 14 auf Basis von Polyvinylalkohol und Polyacrylsäure, der die momen tane Durchflußrate zwischen der Außenkammer 15 und der Innen kammer 16 mit nachfolgendem Abfluß.The pH-sensitive two-chamber valve of Fig. 8 has an outer housing 12 and a perforated inner casing 13. In the inner housing 13 there is a sensitive polymer body 14 based on polyvinyl alcohol and polyacrylic acid, which the momentary flow rate between the outer chamber 15 and the inner chamber 16 with subsequent discharge.

Die Dosiereinrichtung nach Fig. 9 zur Konzentrationsstabili sierung eines Lösungsmittels hat die Form einer Gelblase 17. In ihr ist eine Konzentration Lösungsmittel enthalten, die bei zu geringer Konzentration im Arbeitsumgebungsmedium defi niert abgegeben wird.The dosing device according to FIG. 9 for Konzentrationsstabili tion of a solvent has the form of a gel bladder 17th It contains a concentration of solvent, which is released defi ned if the concentration in the working medium is too low.

In Fig. 10 ist die Wirkungsweise einer temperatursensitiven Pumpe auf Basis Polyvinylmethylether oder Poly-N-Isopropyla crylamid dargestellt. Bei Temperaturänderung des sensitiven Polymers infolge der momentanen Fluid- oder Aerosoltemperatur kontrahiert das Pumpengehäuse 18 und preßt dabei das Fluid oder Aerosol durch einen Ausgang 19 aus dem Reservoir. Ebenso kann ein Einsaugen eines Fluids oder Aerosols in ein Reser voir realisiert werden.In Fig. 10, the operation is illustrated a temperature-sensitive pump based on polyvinyl methyl ether, or poly-N-Isopropyla crylamid. When the temperature of the sensitive polymer changes as a result of the instantaneous fluid or aerosol temperature, the pump housing 18 contracts and presses the fluid or aerosol out of the reservoir through an outlet 19 . Sucking in a fluid or aerosol into a reservoir can also be realized.

Die Pumpe nach Fig. 11 preßt ein ein Fluid oder Aerosol mit tels eines Kolbens 20, der von einem Körper 21 aus sensitivem Polymere beaufschlagt wird, in Richtung Ausgang 22. Die sen sitiven Polymere können beispielsweise auf Spuren Alkohol im Wasser reagieren und quellen. Verringert sich die Alkoholkon zentration, so verkleinert sich der Körper 21 wieder und zieht den Kolben 20 zurück. The pump according to Fig. 11 presses a fluid or aerosol with means of a piston 20 which is acted upon by a body 21 made of a Sensitive Polymers in the direction of output 22. For example, these sensitive polymers can react and swell on traces of alcohol in water. The alcohol concentration decreases, so the body 21 shrinks again and pulls the piston 20 back.

Letztlich ist in Fig. 12 beispielhaft eine Förderstrecke dar gestellt, bei der durch wellenartiges Kontrahieren eines sen sitiven Polymermantels 23 infolge Fluid- oder Aerosoleinwir kung das Fluid oder Aerosol durch eine Förderleitung 24 ge pumt wird. Beispielsweise kann das Funktionselement auf Basis Polyvinylalkohol auf Spuren von Wasser in organischen Lö sungsmitteln reagieren.Ultimately, in Fig. 12 is exemplified a conveyor line in which the fluid or aerosol is pumped through a conveyor line 24 by wave-like contraction of a sen sititive polymer jacket 23 due to fluid or aerosol action. For example, the functional element based on polyvinyl alcohol can react to traces of water in organic solvents.

Die aufgezeigten Beispiele legen in keiner Weise erschöpfend die Gestaltungsvielfalt der Erfindung offen. Beispielsweise kann eine Dosiereinrichtung auf Basis einer Membran aus Poly meren mit Säuregruppen, wie Polysäuren im dissoziiertem Zu stand, gebaut werden, die empfindlich gegenüber ionischen Tensiden ist und auf einen Konzentrationsgradienten zwischen einem Reservoir in einer Waschmaschine und z. B. der Wasch trommel reagiert.The examples shown are in no way exhaustive the design diversity of the invention is open. For example can a dosing device based on a membrane made of poly mer with acid groups, such as polyacids in the dissociated Zu stood, are built, which are sensitive to ionic Is surfactants and on a concentration gradient between a reservoir in a washing machine and e.g. B. the wash drum reacts.

Die erfindungsgemäßen Funktionselemente sind für die Umwelt technik, Lebensmittelindustrie und Chemie ebenso interessant wie für die Labor- und Medizintechnik. Insbesondere sind kei ne Grenzen hinsichtlich einer Miniaturisierung oder Großgerä tetechnik erkennbar. The functional elements according to the invention are for the environment technology, food industry and chemistry just as interesting as for laboratory and medical technology. In particular, there are no ne limits in terms of miniaturization or large devices Technology recognizable.

Reference list

11

Trägermaterial
Backing material

22nd

Sensitive Polymeren
Sensitive polymers

33rd

Strömungsquerschnitt
Flow cross-section

44th

, ,

55

Filtermembran
Filter membrane

66

Platte
plate

77

Filtermaterial in Partikel- oder Faserform
Filter material in particle or fiber form

88th

Ventilkörpers
Valve body

99

Einströmöffnung
Inflow opening

1010th

Ausströmöffnung
Outflow opening

1111

Verschlußkörper
Closure body

1212th

Außengehäuse
Outer housing

1313

Innengehäuse
Inner casing

1414

Polymer-Körper
Polymer body

1515

Außenkammer
Outer chamber

1616

Innenkammer
Inner chamber

1717th

Membran
membrane

1818th

Pumpengehäuse
Pump housing

1919th

Ausgang
exit

2020th

Kolben
piston

2121

Polymer-Körper
Polymer body

2222

Ausgang
exit

2323

Polymermantel
Polymer jacket

2424th

Förderleitung
Conveyor line

Claims

1. Functional element for fluid or aerosol technology, such as membrane, filter, valve, dosing device, pump, whereby at least one body made of a sensitive polymer ( 2 ) automatically, without auxiliary energy, performs the tasks of setting, controlling or regulating Flow rate causes.

2. membrane for controlling or regulating the flow rate of a Fluids and / or aerosols, characterized in that they possesses at least one sensitive polymer which acts on exposure certain environmental parameters the flow rate as a result of a Volume and / or structure change affected.

3. Filters to control or regulate the flow rate of a Fluids and / or aerosols, characterized in that it min at least has a sensitive polymer that acts on exposure certain environmental parameters the flow rate through a Volume and / or structure change affected.

4. Valve for controlling or regulating the flow rate of a Fluids and / or aerosols, characterized in that it is min at least has a sensitive polymer that acts on exposure certain environmental parameters the flow rate through a Volume and / or structure change affected.

5. Two- or multi-chamber valve for controlling or regulating the Flow rate of a fluid and / or aerosol, characterized thereby indicates that it has at least one sensitive polymer, the flow when exposed to certain environmental parameters rate is influenced by a change in volume and / or structure flows.

6. Dosing device for regulated delivery and / or intake of fluids and / or aerosols, characterized in that at least one body from a storable, sensitive Polymer when exposed to certain environmental fluids and / or releases or picks up aerosols.

7. Pump for generating regulated fluid and / or aerosol flows me, characterized in that at least as a pump drive a sensitive polymer is used, which when exposed to certain Ambient sizes due to volume change of the fluid or aerosol drifts from a reservoir.

8. Functional element according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that temperature-sensitive polymers are used become.

9 functional element according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that pH-sensitive polymers are used the.

10. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by ion concentrations.

11. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by substance concentrations.

12. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which influenced by concentrations of organic solvents become.

13. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which by concentrations of dissolved and / or undissolved organi shear materials are affected.

14. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by enzyme concentrations.

15. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by surfactant concentrations.

16. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by alcohol concentrations.

17. Functional element according to one of claims 1 to 7, there characterized in that polymers are used which be influenced by pollutant concentrations.

18. Functional element according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the membranes are made of sensitive polymers consist of the flow rate of a fluid and / or aero sols by changing their diffusion properties.

19. Functional element according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the membranes are made of perforated or porous sen sensitive polymers exist that ei the flow rate fluid and / or aerosol by changing the perfora Change tion or pore size.

20. Functional element according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the membranes are made of perforated or porous sen carrier materials exist with a sensitive Po lymer coated, which is the flow rate of a fluid and / or aerosols by changing the flow through the cross Change cuts in the perforations or pores.

21. Functional element according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that the membranes are made of perforated or porous sen carrier materials exist with a sensitive Po Lymeren are involved in fiber and / or small particle form, through the flow rate of a fluid and / or aerosol Changing the flow-through cross-sections of the perforations or change pores.

22. Functional element according to claim 1 or claim 3, characterized characterized in that the filter consists of several membranes Claim 2, 17-19 exist.

23. Functional element according to claim 1 or claim 3, characterized characterized in that at least one filter chamber with sensiti ven polymers in solid, fiber or small particles shape is filled.

24. Functional element according to claim 1 or claim 6, characterized characterized in that the acting as a storage element, sen sitive polymer has a porous structure.

25. Functional element according to claim 1 or claim 7, characterized characterized in that by contraction or expansion of a jacket-shaped, sensitive polymer fluids and / or aerosols out of or into the reservoir located in the jacket presses or be sucked.

26. Functional element according to claim 1 or claim 7, characterized characterized in that a fluid and / or aerosol flow through Expansion and / or contraction of a sensitive polymer in a reservoir is generated.

27. Functional element according to claim 1 or claim 7, characterized characterized in that a fluid and / or aerosol flow through Expansion and / or contraction of a sensitive polymer flowable cross section is generated.

28. Functional element according to one of the preceding claims, characterized in that to improve the dynamics of the Functional element, the sensitive polymers have a porous structure own.