DE102009021337A1

DE102009021337A1 - One-way valve for controlling fluid, has housing with inlet and outlet, which open into flow chamber, where locking membrane is arranged in flow chamber for flow separation of inlet and outlet

Info

Publication number: DE102009021337A1
Application number: DE200910021337
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dr. Henkel; Pierre Muller
Original assignee: Von Hoerner & Sulger GmbH
Current assignee: Von Hoerner & Sulger GmbH
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The one-way valve has housing (1) with an inlet (2) and an outlet (3), which open into a flow chamber (4). A locking membrane (5) is arranged in a flow chamber for flow separation of inlet and outlet. The actuating device (6) has a bimetallic element (8), which held in the interior of the flow chamber. The actuating device has a bolt (9) for penetration of the locking membrane by lifting the flow separation between inlet and outlet.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die Erfindung betrifft ein Einwegventil zur Steuerung eines Fluids, umfassend ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, die in wenigstens eine Strömungskammer münden, wobei in wenigstens einer Strömungskammer eine Sperrmembran zur Strömungstrennung von Einlass und Auslass angeordnet ist und wobei der Sperrmembran eine Betätigungseinrichtung zur irreversiblen Ausbildung eines Strömungskanals zwischen Einlass und Auslass zugeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention relates to a one-way valve for controlling a fluid, comprising a housing having an inlet and an outlet, which flow into at least one flow chamber, wherein in at least one flow chamber a barrier membrane for Flow separation of the inlet and outlet is arranged and wherein the barrier membrane is an actuator for the irreversible formation of a flow channel between Inlet and outlet is assigned, according to the Preamble of claim 1.

Stand der Technik:State of the art:

Einwegventile der genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Diese Einwegventile dienen beispielsweise der Herstellung eines Druckausgleichs, wenn sich in einem Druckraum ein zu hoher Druck einstellt, der abgebaut werden muss. Hierzu ist es bekannt, in den Einwegventilen Berstscheiben einzusetzen. Einwegventile der beschriebenen Art reagieren druckabhängig und zeigen eine rein mechanische Funktionsweise.one-way valves of the type mentioned are already known from the prior art. These one-way valves are used for example for the production of a Pressure equalization, if in a pressure chamber too high pressure adjusting, which must be dismantled. For this it is known in the One-way valves use rupture discs. One-way valves described Species react pressure dependent and show a purely mechanical Functionality.

Häufig ist es jedoch notwendig, einen Druckausgleich oder eine Strömungsverbindung nicht in Abhängigkeit von Drücken, sondern in Abhängigkeit von anderen Parametern herzustellen.Often However, it is necessary, a pressure equalization or a flow connection not depending on pressures, but in Dependence on other parameters.

Hierzu können Einwegventile verwendet werden, die elektromagnetisch geöffnet werden können. Diese Einwegventile sind relativ teuer, groß und störanfällig. Des Weiteren muss eine Elektronik auf die Parameter, welche die Öffnung des Einwegventils bestimmen, abgestimmt werden.For this One-way valves can be used which are electromagnetic can be opened. These one-way valves are relatively expensive, large and prone to failure. Furthermore, electronics must be based on the parameters which the opening determine the one-way valve to be tuned.

Schließlich sind Einwegventile bekannt, die durch Aufschmelzen oder Verbrennen eines Bauteils aus Paraffin geöffnet werden können. Diese Einwegventile können das vom Einlass zum Auslass geführte Medium erheblich verschmutzen.After all are known one-way valves, by melting or burning a paraffin component can be opened. These one-way valves can do this from inlet to outlet contaminated guided medium considerably.

Durch die EP 1 548 342 A1 ist ein Ventil mit einem Stellglied bekannt geworden, welches im Wesentlichen aus einer Formgedächtnis-Legierung (FGL) hergestellt ist und mit Mitteln ausgestattet ist, um die Betätigungstemperatur dieses Stellglieds zu steuern. Die Mittel umfassen einen Mechanismus für die Rückstellung in Sperrrichtung, wobei der Mechanismus eine hohe anfängliche Kraft auf ein Element aus der Formgedächtnis-Legierung ausübt, die dann im Lauf der Formänderung des Elements aus der Formgedächtnis-Legierung abnimmt.By the EP 1 548 342 A1 For example, there is known a valve having an actuator made substantially of a shape memory alloy (FGL) and provided with means for controlling the actuation temperature of that actuator. The means comprise a reverse-locking mechanism, the mechanism exerting a high initial force on a shape-memory alloy element, which then decreases as the shape-memory alloy element changes shape.

Durch die US 3,985,296 ist Bimetall-Kondenstopf mit einer Vielzahl von in einer Ventilkammer angeordneten Bimetallplatten bekannt geworden, die sich je nach Temperaturänderung biegen und ein Ventil zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung verschieben, wobei die Bimetallplatten in einem Körper dergestalt übereinander gelagert sind, dass sie sich bei steigender Temperatur in Richtung ihres Übereinanderlagerns zusammenziehen.By the US 3,985,296 Bimetallic Kondenstopf is known with a plurality of arranged in a valve chamber bimetallic plates, which bend depending on the temperature change and move a valve for opening and closing a valve opening, wherein the bimetallic plates are superimposed in a body such that they rise with increasing temperature in the direction of their superimposition.

Durch die DE 2527851 A1 ist ein thermisch gesteuertes Ventil, insbesondere Kondensatableiter, mit einem Bimetall-Steuerorgan bekannt geworden, welches auf einen Ventilschaft einwirkt, der zwischen seinen beiden Enden ein Verschlussteil trägt, welches mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, wobei der Ventilschaft beiderseits des Verschlussteiles in koaxial zu dem Ventilsitz angeordneten Führungsorganen hubbeweglich gelagert ist. Das Verschlussteil ist in seinem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Bereich sphärisch ausgebildet, wobei die zwischen dem Ventilschaft und den beiden Führungsorganen vorgesehenen Radialspiele mit den Axialabständen der Führungsorgane zum Ventilsitz so abgestimmt sind, dass sich bei radialer Anlage des Ventilschaftes an dem einen und diametral gegenüberliegend dazu an dem anderen Führungsorgan der Kugelmittelpunkt auf der Mittelachse des Ventilsitzes befindet.By the DE 2527851 A1 is a thermally controlled valve, in particular steam trap, known with a bimetallic control member which acts on a valve stem which carries between its two ends a closure member which cooperates with a valve seat, wherein the valve stem disposed on both sides of the closure member in coaxial with the valve seat Guiding organs is stored in a liftable manner. The closure member is spherical in its cooperating with the valve seat area, wherein the measures provided for between the valve stem and the two guide members radial play with the axial distances of the guide members are matched to the valve seat so that at radial abutment of the valve stem at the one and diametrically opposite thereto the other guide member of the ball center is located on the central axis of the valve seat.

Technische Aufgabe:Technical task:

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Einwegventil anzugeben, welches auch druckunabhängig zuverlässig geöffnet werden kann, ohne dass ein im Ventil geführtes Medium verschmutzt wird, ebenso soll das Einwegventil eine kleine und einfache Bauweise aufweisen.Of the The invention is therefore based on the object, a cost-effective One-way valve indicate which also pressure-independent reliable can be opened without a medium in the valve is dirty, as well as the one-way valve is a small and simple Have construction.

Offenbarung der Erfindung und ihre Vorteile:Disclosure of the invention and its advantages:

[1] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Einwegventil der genannten Gattung dadurch gelöst, dass die Betätigungseinrichtung mindestens ein Bimetallelement aufweist, welches innerhalb der Strömungskammer gehaltert und durch eine Heizeinrichtung erwärmbar ist zur Lageveränderung ab einer vorgebbaren Heiztemperatur wenigstens eines Teils des Bimetallelements, wobei die Betätigungseinrichtung des Weiteren einen im Bewegungsweg des Bimetallelements angeordneten Dorn zum Durchstoßen der Sperrmembran unter Aufhebung der Strömungstrennung zwischen Einlass und Auslass umfasst.[1] The object is achieved with a one-way valve said genus achieved in that the actuating device has at least one bimetallic element which within the flow chamber supported and can be heated by a heater for a change in position from a predefinable heating temperature at least a part of the bimetallic element, wherein the actuating device further arranged in the path of movement of the bimetallic element Mandrel for piercing the barrier membrane while lifting the Flow separation between inlet and outlet includes.

Erfindungsgemäß ist somit erkannt worden, dass die Verwendung eines Bimetallelements es erlaubt, das Einwegventil druckunabhängig zu öffnen, so dass das Öffnen von anderen Parametern abhängig gemacht werden kann. Das Bimetallelement kann durch thermische Energie derart deformiert werden, dass es einen Strömungskanal zwischen Einlass und Auslass herstellen kann. Insbesondere ist erkannt worden, dass ein Bimetallelement eine derart große Kraft erzeugen kann, dass eine irreversible Ausbildung eines Strömungskanals möglich ist. Somit kann auf Berstscheiben, brennende oder schmelzende Medien, die ein geführtes Medium verschmutzen können, erfindungsgemäß verzichtet werden. Schließlich ist erkannt worden, dass in das Innere des Gehäuses keine Kabel geleitet werden müssen, da das Bimetallelement von außen allein durch Wärme zuverlässig aktivierbar ist. Folglich ist die genannte Aufgabe gelöst.According to the invention, it has thus been recognized that the use of a bimetallic element makes it possible to open the one-way valve in a pressure-independent manner, so that the opening can be made dependent on other parameters. The bimetallic element can be deformed by thermal energy so that it can establish a flow channel between inlet and outlet. In particular, it is recognized have been that a bimetallic element can generate such a large force that an irreversible formation of a flow channel is possible. Thus, rupture disks, burning or melting media, which can contaminate a guided medium, can be dispensed with according to the invention. Finally, it has been recognized that in the interior of the housing no cable must be routed, since the bimetallic element is reliably activated from the outside alone by heat. Consequently, the stated object is achieved.

[2] Vorzugsweise kann das Bimetallelement als gewölbte oder sphärische Bimetallscheibe ausgestaltet sein. Hierdurch kann das Bimetallelement randseitig besonders fest im Gehäuse verankert werden. Eine gewölbte oder sphärische Bimetallscheibe kann an ihrem Rand problemlos festgeklemmt werden, während ihr Zentrum von der Sperrmembran beabstandet bleiben kann. Beim Erwärmen kann sich dann das Zentrum der Bimetallscheibe bewegen, so dass sich das Zentrum der Bimetallscheibe der Sperrmembran anzunähern imstande ist.[2] Preferably, the bimetallic element as a curved or be designed spherical bimetallic disc. hereby the bimetallic element edge particularly strong in the housing anchored. A domed or spherical Bimetal disc can be easily clamped at its edge, while keeping their center spaced from the barrier membrane can. Upon heating, then the center of the bimetallic disc move so that the center of the bimetallic disc of the barrier membrane is able to approach.

Erfindungsgemäß umfasst die Betätigungseinrichtung einen Dorn zum Durchstoßen der Sperrmembran zum Freigeben des Strömungsweges. Hierdurch kann die Sperrmembran zuverlässig perforiert werden. Die Perforierung in der Sperrmembran bildet dann den Strömungskanal zwischen Einlass und Auslass aus, der nicht mehr verschlossen werden kann.According to the invention the actuator a piercing pin the barrier membrane to release the flow path. hereby the barrier membrane can be reliably perforated. The Perforation in the barrier membrane then forms the flow channel between inlet and outlet, which are no longer closed can.

[A2] Vorzugsweise kann der Dorn an der Bimetallscheibe angeordnet sein und sich in Richtung zur Sperrmembran erstrecken. Hierdurch kann der Dorn aufgrund der Wölbung der Bimetallscheibe zunächst von der Sperrmembran beabstandet bleiben und erst bei Zuführung von thermischer Energie gegen die Sperrmembran gedrückt werden. Vorzugsweise ist der Dorn im Bereich der größten Bewegung der Bimetallscheibe angeordnet.[A2] Preferably, the mandrel may be disposed on the bimetal disc and extend toward the barrier membrane. This can the mandrel due to the curvature of the bimetal disc first stay spaced from the barrier membrane and only on delivery pressed by thermal energy against the barrier membrane become. Preferably, the mandrel is in the region of the largest Movement of the bimetallic disc arranged.

Erfindungsgemäß ist das Bimetallelement durch eine Heizeinrichtung erwärmbar, welche in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in das Ventil integriert sein kann. Hierdurch kann beispielsweise ein Teil des Gehäuses erwärmt werden, um das Bimetallelement zu verbiegen. Durch die Heizeinrichtung kann das Einwegventil unabhängig von der Umgebungstemperatur geöffnet werden. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Heizeinrichtung eine Leistung von ungefähr 8 bis 20 Watt aufweist.According to the invention the bimetal element can be heated by a heating device, which integrated in a further embodiment of the invention in the valve can be. As a result, for example, a part of the housing are heated to bend the bimetallic element. By the heater can be the one-way valve regardless of the ambient temperature are opened. Against this background it is conceivable that the heater has an output of approximately 8 to 20 watts.

Natürlich kann die Heizeinrichtung auch außerhalb des Ventils angeordnet sein, so dass in diesem Fall zur Auslösung praktisch das gesamte Ventil beheizt wird.Naturally the heater can also be arranged outside the valve be, so in this case to trigger practically the entire valve is heated.

Vorzugsweise kann das Gehäuse ein Oberteil und ein Unterteil aufweisen, die als getrennte Bauteile zusammenfügbar sind. Diese Ausgestaltung erlaubt, die Sperrmembran und die Bimetallscheibe innerhalb des Gehäuses zu positionieren und dieses dann dauerhaft hermetisch zu verschließen. Das hermetische Verschließen kann durch Laserschweißen erfolgen.Preferably the housing may have an upper part and a lower part, which are joined together as separate components. This embodiment allows the barrier membrane and the bimetal disc within the housing to position and then hermetically seal this permanently. The hermetic sealing can be done by laser welding.

Vorzugsweise kann der Einlass entweder im Oberteil oder im Unterteil und der Auslass entweder im Unterteil oder im Oberteil ausgebildet sein. Hierdurch kann das Einwegventil zwischen zwei Rohrleitungen positioniert werden, wobei eine Rohrleitung von oben und eine Rohrleitung von unten in das Gehäuse mündet. Durch das Einwegventil kann dabei ein Medium der Schwerkraft folgend abfließen.Preferably the inlet can be either in the upper part or in the lower part and the Outlet be formed either in the lower part or in the upper part. This allows the one-way valve positioned between two pipes be, with a pipe from above and a pipe from opens down into the housing. Through the one-way valve can drain a medium of gravity following.

Vorzugsweise kann der Einlass und der Auslass im Unterteil ausgebildet sein. Denkbar ist auch, den Einlass und den Auslass im Oberteil auszubilden. Diese Ausgestaltungen erlauben eine Anordnung von zwei Rohrleitungen allein auf einer Seite des Gehäuses.Preferably the inlet and the outlet may be formed in the lower part. It is also conceivable to design the inlet and the outlet in the upper part. These embodiments allow an arrangement of two pipes alone on one side of the case.

Vorzugsweise kann die Betätigungseinrichtung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil positioniert sein. Hierdurch ist ein Einklemmen der Betätigungseinrichtung zwischen Oberteil und Unterteil in einfacher Weise möglich.Preferably the actuator between the upper part and be positioned the lower part. This is a pinching the Actuation device between upper part and lower part in a simple way possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung auf einem Ring aufliegen. Der Ring kann aus Elastomer oder Gummi gefertigt sein. Der Ring dient der besseren Abdichtung des Gehäuses und kann Unebenheiten im Oberteil, im Unterteil oder an der Betätigungseinrichtung ausgleichen.In Further embodiment of the invention, the actuator resting on a ring. The ring can be made of elastomer or rubber be made. The ring serves to better seal the housing and can bumps in the top, in the base or on the actuator compensate.

Vorzugsweise kann die Sperrmembran zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eingeklemmt sein. Hierdurch ist eine sichere hermetische Abdichtung des Gehäuses möglich, indem die Sperrmembran die Strömungskammer in zwei Räume trennt. Dabei ist ein Raum mit dem Einlass und ein Raum mit dem Auslass verbunden.Preferably the barrier membrane can be clamped between the upper part and the lower part. As a result, a secure hermetic seal of the housing possible by the barrier membrane the flow chamber separates into two rooms. There is a room with the inlet and a room connected to the outlet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Sperrmembran nur den Auslass oder den Einlass bedecken. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist es möglich, den Einlass und den Auslass zugleich entweder im Oberteil oder im Unterteil des Gehäuses auszubilden.In Another embodiment of the invention, the barrier membrane only the Outlet or cover the inlet. Through this concrete design it is possible to enter the inlet and the outlet at the same time either in the upper part or in the lower part of the housing.

Vorzugsweise kann die Sperrmembran als Folie ausgestaltet sein. Folien sind im Hinblick auf ihre Dicke problemlos herstellbar. Durch die Wahl einer geeigneten Dicke kann die Stabilität der Folie eingestellt werden.Preferably the barrier membrane can be configured as a foil. Slides are in With regard to their thickness easily produced. By choosing one suitable thickness can adjust the stability of the film become.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Sperrmembran als Metallfolie ausgestaltet sein. Metalle sind gegenüber Flüssigkeiten wie auch Gasen besonders diffusionsdicht. Daher ist denkbar, mit dem Einwegventil Heliumbehälter abzudichten.In a further embodiment of the invention the barrier membrane can be designed as a metal foil. Metals are particularly diffusion-resistant to liquids as well as gases. Therefore, it is conceivable to seal helium container with the one-way valve.

Vorzugsweise kann die Sperrmembran Sollbruchstellen oder Sollreißstellen aufweisen. Diese Ausgestaltung erlaubt eine selbständige Vergrößerung des Strömungskanals, wenn die Sperrmembran durchstoßen wurde.Preferably the barrier diaphragm can have predetermined breaking points or predetermined breaking points exhibit. This embodiment allows an independent Enlargement of the flow channel, if the barrier membrane was pierced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Sperrmembran den Einlass und den Auslass hermetisch dicht voneinander trennen. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass das Einwegventil mehrere Jahre eine hohe Dichtheit gewährleistet.In Another embodiment of the invention, the barrier membrane the inlet and hermetically separate the outlet. This embodiment Ensures that the one-way valve several years a high tightness guaranteed.

Vorzugsweise kann der Einlass und der Auslass mit Rohrleitungen verbunden sein. Die Rohrleitungen können das Medium durch die Strömungskammer führen und dabei das Gehäuse von einem Behälter beabstanden. Die Beabstandung bewirkt eine weitgehende thermische Isolierung des Gehäuses gegen den Behälter.Preferably For example, the inlet and the outlet may be connected to pipelines. The piping can transfer the medium through the flow chamber Lead while removing the case from a container spacing. The spacing causes a substantial thermal Insulation of the housing against the container.

Vorzugsweise kann die Rohrleitungen mit dem Einlass und dem Auslass durch Laserschweißen verbunden sein. Das Laserschweißen gewährleistet eine dichte Anbindung der Rohrleitungen an das Gehäuse unter Ausbildung von schmalen und dünnen Schweißnähten.Preferably can weld the pipes to the inlet and the outlet by laser welding be connected. Laser welding guarantees a tight connection of the pipes to the housing under the formation of narrow and thin welds.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Bypassleitung zur Herstellung eines Druckausgleichs vorgesehen sein. Die Bypassleitung verhindert, dass ein Bimetallelement, insbesondere eine gewölbte Bimetallscheibe, allein durch einen Druck verbogen und gegen die Sperrmembran gepresst wird. Dabei ist denkbar, dass die Bimetallscheibe selbst einen Durchgang oder eine Bohrung aufweist.In Another embodiment of the invention, a bypass line to Provided a pressure equalization. The bypass line prevents a bimetallic element, in particular a curved bimetal disc, bent solely by a pressure and pressed against the barrier membrane becomes. It is conceivable that the bimetallic disc itself a passage or has a bore.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung aus mehreren übereinander liegenden Bimetallscheiben bestehen. Hierdurch kann die Kraft verstärkt werden, mit der der Dorn gegen die Sperrmembran gepresst wird. Vorzugsweise kann das Einwegventil eine bewegte Masse von höchstens sieben Gramm aufweisen. Diese geringe Masse eignet das Einwegventil für eine Verwendung in der Raumfahrt.In Further embodiment of the invention, the actuator consist of several superimposed bimetal discs. As a result, the force can be amplified, with the mandrel is pressed against the barrier membrane. Preferably, the one-way valve have a moving mass of not more than seven grams. This low mass makes the one-way valve suitable for use in space travel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Sperrmembran derart konstruiert sein, dass sie einem Druckgefälle zwischen Einlass und Auslass von mindestens 50 bar standzuhalten imstande ist. Aufgrund dieser Druckstabilität eignet sich das erfindungsgemäße Einwegventil insbesondere für eine Verwendung in Gastanks.In Further embodiment of the invention, the barrier membrane in such a way be constructed that they have a pressure gradient between Inlet and outlet of at least 50 bar is able to withstand. Due to this pressure stability, the inventive is One-way valve, in particular for use in gas tanks.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung, in der zeigen:Further Objectives, characteristics, advantages and applications of the Invention will become apparent from the following description of the embodiments with reference to the drawing, in which:

1 eine Schnittansicht eines Einwegventils, bei welchem Einlass und Auslass auf gegenüberliegenden Seiten im Gehäuse ausgebildet sind, 1 a sectional view of a one-way valve, wherein inlet and outlet are formed on opposite sides in the housing,

2 eine Schnittansicht eines Einwegventils, bei welchem Einlass und Auslass auf derselben Seite im Gehäuse ausgebildet sind, 2 a sectional view of a one-way valve, wherein inlet and outlet are formed on the same side in the housing,

3 eine Ansicht der Betätigungseinrichtung, die eine gewölbte Bimetallscheibe und einen Dorn aufweist, 3 a view of the actuator, which has a curved bimetallic disc and a mandrel,

4 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht einer technischen Ausführung eines Einwegventils, bei welchem Einlass und Auslass auf derselben Seite im Gehäuse ausgebildet sind, 4 a partially cutaway perspective view of a technical embodiment of a one-way valve, wherein inlet and outlet are formed on the same side in the housing,

5 eine Schnittansicht des Einwegventils gemäß der 4, mit vorgespannter Betätigungseinrichtung und 5 a sectional view of the one-way valve according to the 4 , with preloaded actuating device and

6 die Schnittansicht des Einwegventils gemäß der 4 und 5, wobei die Betätigungseinrichtung ausgelöst hat. 6 the sectional view of the one-way valve according to the 4 and 5 , wherein the actuating device has triggered.

In den 1 bis 6 sind gleiche Elemente stets mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the 1 to 6 the same elements are always marked with the same reference numerals.

Wege zur Ausführung der Erfindung:Ways to carry out the invention:

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Einwegventil, welches ein Gehäuse 1 mit einem Einlass 2 und einem Auslass 3, Einlass- und Auslassströmungskanäle, umfasst, die beide in eine Strömungskammer 4 münden. In der Strömungskammer 4 ist eine Sperrmembran 5 zur Strömungstrennung von Einlass 2 und Auslass 3 angeordnet. Der Sperrmembran 5 ist eine Betätigungseinrichtung 6 zur irreversiblen Ausbildung eines Strömungskanals 7 zwischen Einlass 2 und Auslass 3 zugeordnet, wobei die Betätigungseinrichtung 6 mindestens ein Bimetallelement 8 aufweist bzw. die Betätigungseinrichtung 6 das Bimetallelement 8 darstellt. Dieses Bimetallelement 8 ist in geeigneter Weise dergestalt in der Strömungskammer 4 befestigt, dass wenigstens ein Teil des Bimetallelements 8 bei seiner Erwärmung eine Bewegung auszuführen imstande ist. 1 shows a one-way valve according to the invention, which is a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 Inlet and outlet flow channels, both in a flow chamber 4 lead. In the flow chamber 4 is a barrier membrane 5 for flow separation of inlet 2 and outlet 3 arranged. The barrier membrane 5 is an actuator 6 for the irreversible formation of a flow channel 7 between inlet 2 and outlet 3 assigned, wherein the actuating device 6 at least one bimetallic element 8th or the actuating device 6 the bimetallic element 8th represents. This bimetal element 8th is suitably such in the flow chamber 4 attached that at least part of the bimetallic element 8th is able to carry out a movement during its warming.

Das Bimetallelement ist bevorzugt als nach oben gewölbte, sphärisch oder konkav gekrümmte Bimetallscheibe 8 ausgestaltet, welcher eine Vorspannung eingeprägt sein kann. In diesem Fall ist die Bimetallscheibe 8 randseitig innerhalb der Strömungskammer 4 befestigt, wobei entweder der gesamte Rand der Bimetallscheibe 8 oder nur ein Teil des Randes innerhalb der Strömungskammer 4 fest gehaltert ist. Des Weiteren weist die Betätigungseinrichtung 6 einen Dorn 9 zum Durchstoßen der Sperrmembran 5 auf, wobei der Dorn 9 an der Bimetallscheibe angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Dorn 9 an derjenigen Stelle des Bimetallelements 6 oder der Bimetallscheibe 8 befestigt, welche bei Bewegung durch Erwärmung die größte Auslenkung erfährt.The bimetallic element is preferably in the form of an upwardly curved, spherically or concavely curved bimetal disc 8th designed, which may be imprinted a bias. In this case, the bimetallic disc 8th at the edge within the flow chamber 4 attached, using either the entire edge of the bimetallic disc 8th or only part of it of the edge within the flow chamber 4 is firmly held. Furthermore, the actuating device 6 a thorn 9 for piercing the barrier membrane 5 on, being the thorn 9 is arranged on the bimetal disc. Preferably, the mandrel is 9 at the point of the bimetallic element 6 or the bimetal disc 8th attached, which undergoes the largest deflection when moving by heating.

Das Bimetallelement 8 ist durch eine Heizeinrichtung 10 erwärmbar, wobei im gezeigten Beispiel die Heizeinrichtung 10 mit dem Ventil integriert ist und sich direkt oberhalb des Gehäuses 1 auf demselben befindet. Der Heizeinrichtung 10 kann mittels einer elektrischen Verbindung 7 elektrische Energie zur Aufheizung zugeführt werden.The bimetal element 8th is by a heater 10 heated, in the example shown, the heater 10 is integrated with the valve and located directly above the housing 1 located on the same. The heater 10 can by means of an electrical connection 7 electrical energy is supplied for heating.

Die Heizeinrichtung kann auch in das Innere des Gehäuses oberhalb des Bimetallelements integriert sein. Oder das Bimetallelement selbst kann gleichzeitig die Heizeinrichtung sein, indem zum Erhitzen des Bimetallelements dasselbe von Strom durchflossen wird oder in demselben Wirbelströme erzeugt werden.The Heating device can also be in the interior of the housing above be integrated with the bimetallic element. Or the bimetallic element itself can simultaneously be the heater by heating the Bimetallements the same is traversed by current or in the same Eddy currents are generated.

Das Gehäuse 1 weist im gezeigten Beispiel ein Oberteil 11A und ein Unterteil 12A auf, die als getrennte Bauteile zusammenfügbar sind. Der Einlass 2 ist im Oberteil 11A und der Auslass 3 ist im Unterteil 12A ausgebildet.The housing 1 has an upper part in the example shown 11A and a lower part 12A on, which are joined together as separate components. The inlet 2 is in the shell 11A and the outlet 3 is in the lower part 12A educated.

Die Betätigungseinrichtung 6 ist zwischen dem Oberteil 11A und dem Unterteil 12A des Gehäuses 1 positioniert, wobei die Betätigungseinrichtung 6 auf einem innerhalb des Oberteils 11A umlaufenden Ring 13 aufliegt. Dieser Ring 13 kann auch dazu dienen, das Bimetallelement 8 der Betätigungseinrichtung in geeigneter Weise zu haltern. Zwischen dem Ring 13 und der Wandung des Oberteils 11A kann ein umlaufender Kanal 14 ausgebildet sein, durch den das durch den Einlass 2 zugeführte Fluid zu fließen imstande ist und auf der Sperrmembran 5 aufsteht.The actuating device 6 is between the shell 11A and the lower part 12A of the housing 1 positioned, wherein the actuating device 6 on one inside the shell 11A encircling ring 13 rests. This ring 13 can also serve the bimetallic element 8th to hold the actuator in a suitable manner. Between the ring 13 and the wall of the shell 11A can be a circumferential channel 14 be formed by the through the inlet 2 supplied fluid is capable of flowing and on the barrier membrane 5 gets up.

Die Sperrmembran 5 ist zwischen dem Oberteil 11A und dem Unterteil 12A des Gehäuses 1 eingeklemmt. Die Sperrmembran 5 ist als Folie, vorzugsweise als Metallfolie ausgestaltet. Die Sperrmembran 5 trennt den Einlass 2 und den Auslass 3 hermetisch dicht voneinander. Die Sperrmembran 5 kann beispielsweise eine Druckstabilität von bzw. bis 50 bar oder mehr aufweisen.The barrier membrane 5 is between the shell 11A and the lower part 12A of the housing 1 trapped. The barrier membrane 5 is designed as a film, preferably as a metal foil. The barrier membrane 5 separates the inlet 2 and the outlet 3 hermetically sealed. The barrier membrane 5 For example, it may have a pressure stability of 50 bar or more.

Vorzugsweise weist das Einwegventil selbst nur eine Masse von höchstens 7 Gramm auf, wobei die bei Erwärmen bewegten Teile der Betätigungseinrichtung 6, wenigstens das Bimetallelement oder die Bimetallscheibe 8 zusammen mit dem daran befestigten Dorn, ein Gewicht von nur wenigen Gramm aufweisen.Preferably, the one-way valve itself only has a mass of at most 7 grams, with the parts moving on heating the actuator 6 , At least the bimetallic element or the bimetal disc 8th together with the attached mandrel, have a weight of only a few grams.

Wesentlich ist noch hervorzuheben, dass einer Bimetallscheibe 8, egal ob mit sphärischer Krümmung oder einer anderen Gestaltung mit anderer Krümmung, eine Vorspannung aufgegeben werden kann, so dass bei Erwärmung der Bimetallscheibe 8 in einem vorgegebenen, engen Temperaturbereich die Bimetallscheibe 8 praktisch schlagartig in die Position unter Erhitzung umschlägt, wobei derjenige Teil der Bimetallscheibe 8, welcher den Dorn 9 trägt und welcher mit Erhitzung den größten Ausschlag und somit die größte Wegstrecke auszuführen imstande ist, praktisch schlagartig den Dorn 9 durch die Sperrmembran 5 bohrt. Wie in 1 gezeigt, befindet sich der Dorn 9 vorzugsweise in senkrechter Projektion direkt über dem Auslass 3 innerhalb des Unterteils 12A des Gehäuses 1. Diese Position der Bimetallscheibe 8 nach ihrer Auslösung, welche dann eine konvexe Kontur einnimmt, ist in der 6 dargestellt Natürlich kann gleichermaßen der Einlass durch eine Membran abgesperrt sein, wobei in diesem Fall mit dem Auslösen der Durchströmung der Strömungskammer 4 die Membran im Bereich des Einlasses durchstoßen wird.It is essential to emphasize that a bimetallic disc 8th Whether with spherical curvature or another design with a different curvature, a bias can be applied so that when the bimetallic disc heats up 8th in a predetermined, narrow temperature range, the bimetallic disc 8th practically abruptly turns into the position under heating, wherein that part of the bimetallic disc 8th which is the thorn 9 carries and which is able to carry out the largest rash and thus the largest distance with heating, practically suddenly the mandrel 9 through the barrier membrane 5 drilled. As in 1 shown, is the thorn 9 preferably in a vertical projection directly above the outlet 3 within the lower part 12A of the housing 1 , This position of the bimetal disc 8th after its release, which then assumes a convex contour, is in the 6 Of course, likewise the inlet can be shut off by a membrane, in which case triggering of the flow through the flow chamber 4 the membrane is pierced in the region of the inlet.

2 zeigt ein weiteres Beispiel eines Einwegventils, welches ein Gehäuse 1 mit einem Einlass 2 und einem Auslass 3 umfasst, die in eine Strömungskammer 4 münden, wobei in der Strömungskammer 4 eine Sperrmembran 5 zur Strömungstrennung von Einlass 2 und Auslass 3 angeordnet ist und wobei der Sperrmembran 5 eine Betätigungseinrichtung 6 zur irreversiblen Ausbildung eines Strömungskanals 7 zwischen Einlass 2 und Auslass 3 zugeordnet ist. Die Betätigungseinrichtung 6 weist mindestens ein Bimetallelement 8 auf. Einlass 2 und Auslass 3 sind auf derselben Seite des Gehäuses 1 angeordnet. 2 shows another example of a one-way valve, which is a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 that covers a flow chamber 4 lead, being in the flow chamber 4 a barrier membrane 5 for flow separation of inlet 2 and outlet 3 is arranged and wherein the barrier membrane 5 an actuator 6 for the irreversible formation of a flow channel 7 between inlet 2 and outlet 3 assigned. The actuating device 6 has at least one bimetallic element 8th on. inlet 2 and outlet 3 are on the same side of the case 1 arranged.

Das Bimetallelement 8 ist als, hier nach oben, konkav gewölbte Bimetallscheibe ausgestaltet. Die Betätigungseinrichtung 6 weist ebenfalls einen Dorn 9 zum Durchstoßen der Sperrmembran 5 auf. Der Dorn 9 ist an der Bimetallscheibe angeordnet. Das Bimetallelement 8 ist durch eine integrierte Heizeinrichtung 10 erwärmbar, wobei die Erwärmung elektrisch mittels einer elektrischen Verbindung 7 erfolgt, über die elektrische Energie zur Aufheizung zugeführt wird.The bimetal element 8th is designed as, here upwards, concave bimetallic disc. The actuating device 6 also has a thorn 9 for piercing the barrier membrane 5 on. The thorn 9 is arranged on the bimetal disc. The bimetal element 8th is through an integrated heater 10 heated, wherein the heating electrically by means of an electrical connection 7 takes place, is supplied via the electrical energy for heating.

Das Gehäuse 1 weist ein Oberteil 11B und ein Unterteil 12B auf, welche topfförmig gestaltet und als getrennte Bauteile ineinander greifen und zusammen fügbar sind. Der Einlass 2 und der Auslass 3 sind beide im Unterteil 12B ausgebildet, wie es der 2 zu entnehmen ist.The housing 1 has a top 11B and a lower part 12B on which pot-shaped and grab as separate components into each other and are available together. The inlet 2 and the outlet 3 Both are in the lower part 12B trained, as is the 2 can be seen.

Die Betätigungseinrichtung 6 mit dem Dorn 9 ist unmittelbar zwischen dem Oberteil 11B und dem Unterteil 12B positioniert und sitzt auf dem Topfrand 18 des Unterteils 12B des Gehäuses 1 auf.The actuating device 6 with the thorn 9 is directly between the top 11B and the lower part 12B positioned and sitting on the pot edge 18 of the lower part 12B of the housing 1 on.

Die Sperrmembran 5 ist zwischen dem Oberteil 11B und dem Unterteil 12B eingeklemmt. Die Sperrmembran 5 ist als Folie, vorzugsweise als Metallfolie ausgestaltet. Die Sperrmembran 5 trennt den Einlass 2 und den Auslass 3 hermetisch dicht voneinander und liegt nur auf dem Auslass 3 auf. Die Sperrmembran 5 zeigt eine Druckstabilität von bzw. bis 50 bar oder mehr. Das Einwegventil hat eine Masse von höchstens 7 Gramm.The barrier membrane 5 is between the shell 11B and the lower part 12B trapped. The barrier membrane 5 is designed as a film, preferably as a metal foil. The barrier membrane 5 separates the inlet 2 and the outlet 3 hermetically sealed from each other and is only on the outlet 3 on. The barrier membrane 5 shows a pressure stability of or to 50 bar or more. The one-way valve has a mass of at most 7 grams.

3 zeigt eine Ansicht der Betätigungseinrichtung 6, die eine gewölbte Bimetallscheibe und einen Dorn 9 aufweist. Der Dorn 9 ist im Zentrum der Bimetallscheibe mittels eines Befestigungsrings 17 festgelegt. Die gestrichelte, konkave Stellung der Betätigungseinrichtung 6 zeigt dieselbe vor ihrer Auslösung vor Erwärmung; die ausgezogene Stellung, die entweder eine ebene oder konvexe Kontur einnimmt, zeigt die Betätigungseinrichtung 6 in ausgelöster Stellung nach Erwärmung. 3 shows a view of the actuator 6 which has a domed bimetal disc and a spike 9 having. The thorn 9 is in the center of the bimetallic disc by means of a mounting ring 17 established. The dashed, concave position of the actuator 6 shows the same before their release before heating; the extended position, which assumes either a flat or convex contour, shows the actuator 6 in tripped position after heating.

4 zeigt eine teilgeschnittene und perspektivische Ansicht eines Einwegventils gemäß 2, bei welchem Einlass 2 und Auslass 3 auf derselben Seite im Gehäuse 1 ausgebildet sind. Am Einlass 2 sowie am Auslass 3 sind Rohrleitungen 15, 16 angeordnet zur Zuführung bzw. Abführung des Fluids. 4 shows a partially cut and perspective view of a one-way valve according to 2 in which inlet 2 and outlet 3 on the same side in the case 1 are formed. At the inlet 2 as well as at the outlet 3 are pipelines 15 . 16 arranged for the supply or discharge of the fluid.

Die 5 und 6 zeigen je eine Schnittansicht eines Einwegventils gemäß 2, bei welchem Einlass 2 und Auslass 3 auf derselben Seite im Gehäuse 1 ausgebildet sind. Den Unterteilen 12B sind Rohrleitungen 15 und 16 zugeordnet. Um Wiederholungen zu vermeiden, sei zum Aufbau des Einwegventils gemäß der 5 und 6 auf die Ausführungen zur den 2 und 4 verwiesen.The 5 and 6 each show a sectional view of a one-way valve according to 2 in which inlet 2 and outlet 3 on the same side in the case 1 are formed. The lower parts 12B are pipelines 15 and 16 assigned. To avoid repetition, to build the one-way valve according to the 5 and 6 on the comments on the 2 and 4 directed.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Die Erfindung ist gewerblich anwendbar, da sie in Tanks für Gase oder Flüssigkeiten, auch von solchen unter hohen Drücken, eingesetzt werden kann.The Invention is industrially applicable as it is in tanks for Gases or liquids, including those under high pressures, can be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: Einlass, Einlass-StrömungskanalInlet, Inlet fluid port
33: Auslass, Auslass-Strömungskanaloutlet Outlet flow channel
44: Strömungskammerflow chamber
55: Sperrmembranbarrier membrane
66: Betätigungseinrichtung (hier Bimetallelement 8)actuator (here bimetallic element 8)
77: elektrischer Anschluss der Heizeinrichtungelectrical Connection of the heater
88th: Bimetallelementbimetallic
99: Dorn zum Durchstoßen der Sperrmembranmandrel for piercing the barrier membrane
1010: Heizeinrichtungheater
11A, 11B11A, 11B: OberteileTops
12A, 12B12A, 12B: UnterteileBottoms
1313: umlaufender Ringsurrounding ring
1414: umlaufender Kanalsurrounding channel
15, 1615 16: Rohrleitungenpiping
1717: Befestigungsringfixing ring
1818: Topfrandpot edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1548342 A1 [0006]
US 3985296 [0007]
- DE 2527851 A1 [0008]

Claims

One-way valve for controlling a fluid, comprising a housing ( 1 ) with an inlet ( 2 ) and an outlet ( 3 ), which flow into at least one flow chamber ( 4 ), wherein in at least one flow chamber ( 4 ) a barrier membrane ( 5 ) for flow separation of inlet ( 2 ) and outlet ( 3 ) and wherein the barrier membrane ( 5 ) an actuating device ( 6 ) for the irreversible formation of a flow channel ( 7 ) between inlet ( 2 ) and outlet ( 3 ), characterized in that the actuating device ( 6 ) at least one bimetallic element ( 8th ), which within the flow chamber ( 4 ) and by a heating device ( 10 ) can be heated to change the position from a predeterminable heating temperature of at least part of the bimetallic element ( 8th ), the actuating device ( 6 ) further in the path of movement of the bimetallic element ( 8th ) arranged thorn ( 9 ) for piercing the barrier membrane ( 5 ) while removing the flow separation between inlet ( 2 ) and outlet ( 3 ).

One-way valve according to claim 1, characterized in that the bimetallic element consists of at least one curved bimetallic disc ( 8th ) in round or non-circular shape, on which the mandrel ( 9 ) for piercing the barrier membrane ( 5 ) is arranged projecting in the direction of the same, wherein the mandrel ( 9 ) preferably in the region of the greatest movement of the bimetallic element ( 8th ) is arranged.

One-way valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the heating device ( 10 ) of the bimetallic element ( 8th ) an integrated heating device ( 10 ).

One-way valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing ( 1 ) a top ( 11A . 11B ) and a lower part ( 12A . 12B ), which are assembled as separate components, wherein the inlet ( 2 ) either in the upper part ( 11A ) or in the lower part ( 12A ) and the outlet ( 3 ) either in the lower part ( 12A ) or in the upper part ( 11A ) or both inlet ( 2 ) as well as outlet ( 3 ) in the lower part ( 12B ) are formed.

One-way valve according to claim 4, characterized in that the actuating device ( 6 ) between the upper part ( 11A . 11B ) and the lower part ( 12A . 12B ) is positioned.

One-way valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuating device ( 6 ) on a ring ( 13 ) rests.

One-way valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that the barrier membrane ( 5 ) between the upper part ( 11A . 11B ) and the lower part ( 12A . 12B ) is trapped.

One-way valve according to one of claims 4 to 7, characterized in that the barrier membrane ( 5 ) only the outlet ( 3 ) or the inlet ( 2 ) or both are covered.

One-way valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the barrier membrane ( 5 ) is designed as a film, preferably as a metal foil.

One-way valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the barrier membrane ( 5 ) Has predetermined breaking points or predetermined breaking points.

One-way valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the barrier membrane ( 5 ) the inlet ( 2 ) and the outlet ( 3 ) hermetically separated from each other.

One-way valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inlet ( 2 ) and / or the outlet ( 3 ) with pipelines ( 15 . 16 ) are connected.

One-way valve according to one of claims 1 to 12, characterized by a bypass line for establishing a pressure equalization between inlet ( 2 ) and outlet ( 3 ).

One-way valve according to one of Claims 1 to 13, characterized by a moving mass of the actuating device ( 6 ) of at most 7 grams.

One-way valve according to one of claims 1 to 14, characterized by a pressure stability of the barrier membrane ( 5 ) of at least 50 bar.