DE3316429A1

DE3316429A1 - Ventil zum oeffnen und sperren einer rohrleitung

Info

Publication number: DE3316429A1
Application number: DE19833316429
Authority: DE
Inventors: Jürgen Meinke; Dieter 2800 Bremen Seefeldt
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik 2800 Bremen GmbH; Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1983-05-05
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE3316429C2

Description

Ventil zum Uffnen und Sperren einer Rohrleitung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zum Uffnen und Sperren einer Rohrleitung mit einem Ventilgehäuse und einem darin eingesetzten, durch eine Steuerschaltung beeinflußbaren Schließelement.
Ventile dieser Art sind in zahlreichen Varianten bekannt. Es handelt sich dabei um Ventile, deren Schließelement mit einer Steuerschaltung geöffnet oder gesperrt werden können. Die Steuerschaltung wirkt dabei auf einen Stellmotor, welcher seinerseits das Schließelement verstellt.
Je nach Aufbau der Stellmotore läßt sich damit ein Uffnen oder Schließen des Ventils oder auch eine Zwischenstellung einstellen.
Obwohl die zuvor beschriebenen Ventile sich in weiten Anwendungen bewährt haben, sind sie nicht für jeden Einsatz geeignet. Bei Anwendungen im schwerelosen Raum, z. B. im Weltraum, treten bei Uffnungs- und/ oder Schließvorgängen Stöße, und zwar aufgrund der Ventilverstellung und der Beschleunigungsänderung des Mediums auf, welche sich nachteilig auf die gewünschte Schwerelosigkeit des Raumflugkörpers auswirken.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein aus Ventilgehäuse und Schließelement bestehendes Ventil zu schaffen, das bei seinem durch eine Steuerschaltung steuerbaren Betrieb hinreichend beschleunigungsarme Uffnungs- und Schließvorgänge gewährleistet. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff mit einem darin senkrecht zur Flußrichtung eingesetzten Heizgitter besteht und daß das als Schließelement wirkende Heizgitter mit einem im Sperrzustand festen Aggregatzustand aufweisenden Stoff dicht beschichtet ist, der zum öffnen des Ventils durch elektrische Ansteuerung des Heizgitters über die Steuerschaltung bis zur Verflüssigung erwärmt wird.
Die erfindungsgemäße Maßnahme bietet die Möglichkeit, das Uffnen eines derart aufgebauten Ventils durch separate Ansteuerung der Heizdrähte im Heizgitter mit der entsprechende Schaltelemente aufweisenden Steuerschaltung sehr feinfühlig zu steuern. An den Kreuzungspunkten des Heizgitters konzentriert sich bei Erwärmung der Heizdrähte durch Kohäsion der verflüssigte Stoff und gibt in dem erwärmten Bereich den Weg zum Durchströmen des Mediums frei. Die Heizdrähte des Heizgitters, die in vorteilhafter Weise aus zwei ür die jeweiligen Richtungen unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, sind an den Kreuzungspunkten z. B. durch Punktschweißung verschweißt. Hierdurch läßt sich zusätzlich zu der Erwärmung aufgrund des Stromflusses ein Thermoeffekt erzielen und damit das Uffnen eines solchen Ventiles weiter beeinflussen.
ür den Stoff zum vollkommenen Verschließen des Heizgitters durch entsprechende Beschichtung können Stoffe mit einem Schmelzpunkt zwischen 20°C bis 1500C, z.B. Wachs, Paraffin oder Lötmaterial benutzt werden.
Die Anzahl der Heizgittermaschen im Ventilgehäuse wird in Abhängigkeit von dem durch die Steuerschaltung beeinflußbaren Uffnungsvorgang und von der Durchflußmenge bestimmt. Mit einem erfindungsgemäßen Ventil lassen sich daher Uffnungsvorgänge mit äußerst geringer Beschleunigungsänderung des Mediums vornehmen und die für Anwendungen i-m Weltraum notwendigen, praktisch stoßfreien Uffnungsvorgänge erzielen.
Die Erfindung wird anhand der beiligenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ventils mit einem Heizgitter als Schiießelement und Fig. 2 die Ansteuerung der Heizfäden des Heizgitters mit einer Steuerschaltung.
Wie die Darstellung nach Fig. 1 zeigt, besteht das Ventil aus einem Ventilgehäuse lo mit zwei Gewindeanschlußstutzen 11 für mit überwurfmuttern 12 anschließbare Rohre 13. Das Ventilgehäuse lo besteht aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff, in das senkrecht zur Flußrichtung ein Heizgitter 14 eingesetzt ist. Dieses aus Heizdrähten zweier für die beiden Richtungen unterschiedlichen Werkstoffe hergestellte Heizgitter 14 ist, wie in Fig. 1 angedeutet, mit einem Stoff 15, z.B. Wachs, Paraffin oder Lötmaterial so beschichtet, daß kein Durchfluß möglich ist. Das öffnen dieses Ventils erfolgt durch elektrische Ansteuerung des Heizgitters 14, wodurch sich der das Heizgitter 14 verschließende Stoff verflüssigt und einen Durchfluß für das jeweilige Medium freigibt.
In der Darstellung nach Fig. 2 ist das Heizgitter 14 in vergrößerter Form dargestellt, dessen Heizdrähte mit Hilfe einer Steuerschaltung 16, je nach gewünschtem Uffnungsvorgang, separat oder vollständig durchschaltbar sind. Die Heizdrähte des Heizgitters 14 sind an den Kreuzungspunkten miteinander z. B. punktverschweißt, so daß bei der Durchschaltung zusätzlich zu der Erwärmung aufgrund des Stromflusses ein Thermoeffekt an den Kreuzungspunkten auftritt. Bei einem bffnungsvorgang sammelt sich der durch die elektrische Ansteuerung des Heizgitters verflüssigte Stoff 15 durch Kohäsion an den Kreuzungspunkten und gibt dadurch den Weg zum Durchströmen des Mediums frei. Die Anzahl der Heizgittermaschen, und zwar die sogenannte Maschendichte, kann zusätzlich zur Steuerung des Uffnungsvorganges benutzt werden. Eine größere Anzahl von Maschen kann durch entsprechende Ansteuerung über die Steuerschaltung einen schnelleren Uffnungsvorgang bewirken, aber eine zu große Anzahl von Maschen im Heizgitter 14 kann den Fluß des Mediums behindern.
Wie bereits erwähnt, ist es mit Hilfe der Steuerschaltung 16 möglich, bestimmte Heizdrähte des Heizgitters 14 separat anzusteuern (X-Y Flatrix) und damit das Ventil nach und nach, d.h. sehr feinstufig, zu öffnen. Das Durchströmen des mediums hat nach der Verflüssigung des das Heizgitter verschließenden Stoffes zusätzlich Einfluß auf den Uffnungsvorgang. Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Ventil zum Uffnen und Sperren einer Rohrleitung mit einem Ventilgehäuse und einem darin eingesetzten, durch eine Steuerschaltung beeinflußbaren Schließelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (lo) aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht mit einem darin senkrecht zur Flußrichtung eingesetzten Heizgitter (14) und daß das als Schließelement wirkende Heizgitter (14) mit einem im Sperrzustand festen Aggregatzustand aufweisenden Stoff (15) dicht beschichtet ist, der zum Uffnen des Ventils durch elektrische Ansteuerung des Heizgitters (14) über die Steuerschaltung (16) bis zur Verflüssigung erwärmt wird.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgitter (14) aus an den Kreuzungspunkten verschweißten Heizdrähten besteht, die aus zwei für die jeweiligen Richtungen unterschiedl ichen Werkstoffen bestehen.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (16) Schaltelemente zur separaten Ansteuerung der Heizdrähte im Heizgitter (14) aufweist.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stoff zum Beschichten des Heizgitters (14) ein Stoff mit einem Schmelzpunkt zwischen 200 C bis 1500C gewählt ist (Wachs, Paraffin, Lötwerkstoff).
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Heizgittermaaschen in Abhängigkeit vom durch die Steuerschaltung (16) beeinflußbaren ffnungsvorgang und von der Durchflußrate bestimmt sind.