DE4341237A1 - Einwegventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einwegven­ til zur Abgabe von Flüssigkeiten und gewährleistet, daß nach Abgabe der Flüssigkeit keine Schmutzteilchen in die Flüssigkeitsquelle zurückfließen können. Das Einwegventil weist einen um den Umfangsrand von einer elastomeren Membran umschlossenen tellerförmigen Ventilkörper auf. Die Flüssigkeit wird durch getrennte Durchflußkanäle durch den Ventilkörper geleitet, wobei die Flüssigkeit zwischen dem Umfangsrand und der elastomeren Membran von einem Durchflußkanal zum anderen fließt.

In dem am 11.7.1989 erteilten Patent Nr. 4 846 810 von Gerber ist ein von einem Ventilkörper innerhalb einer elastomeren Membran gebildetes Einwegven­ til, im folgenden das RESEAL-Ventil, dargestellt. In dem Patent ist der Ventilkörper axial gestreckt. Es hat sich herausgestellt, daß eine derartige Anordnung effektiv ist; sollen jedoch die Höhe oder Länge des Behälters und des Einwegventils bei der Abgabe bestimmter Flüssigkeiten auf ein Minimum gehalten werden oder werden Flüssigkeiten mit großen Teilchen abgegeben, ist der im Patent darge­ stellte Ventilkörper weniger effektiv.

Kurze Darstellung der Erfindung

Aus diesem Grunde besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zur Begrenzung der Gesamt­ höhe oder -axiallänge eines Abgabebehälters, bei dem das Ventil eingesetzt wird, ein Einwegventil mit einem tellerförmigen Ventilkörper zur Verfügung zu stellen.

Der tellerförmige Ventilkörper weist erfindungs­ gemäß einen Durchmesser größerer Abmessung als die axiale Abmessung des Ventilkörpers auf. Obgleich der tellerför­ mige Ventilkörper die Axiallänge des Einwegventils begrenzt, muß eine angemessene Länge der Flüssigkeits­ strömung zwischen den Durchflußkanälen im tellerförmigen Körper vorhanden sein. Folglich muß die Länge der Strö­ mungsbahn zwischen der elastomeren Membran und dem Ventilkörper zur Gewährleistung des effektiven Betriebs des Ventils so lang wie möglich sein.

Zur Bereitstellung des gewünschten Flusses zwischen dem Ventilkörper und der elastomeren Membran muß ein Teil der Membran in flüssigkeitsdichter Weise gegen die (den) Umfangsfläche oder -rand des Ventilkörpers gehalten werden, so daß die Flüssigkeit nicht am vorgese­ henen Strömungsdurchflußkanal vorbeifließen kann.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß die Durchflußkanäle in den Raum zwischen dem Umfang des Ventilkörpers und der Innenseite der elastomeren Membran münden und daß dieser Raum oder Strömungsdurchflußkanal um maximal mehr als 180° um den Ventilkörperumfang herum verläuft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Winkelerstreckung des Strömungsdurchflußkanals um den Ventilkörper herum im Bereich von 200 bis 270°. Die Winkelerstreckung wird bis zu einem gewissen Grad von dem Durchmesser des Ventilkörpers gesteuert, da zwischen dem Ventilkörper und der Membran eine ausreichend abgedichte­ te Umfangslänge bestehen muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hält ein den Ventilkörper seitlich und um den Umfang herum um­ schließendes Gehäuse die elastomere Membran in abdichten­ dem Eingriff mit dem Umfang des Ventilkörpers und dichtet die Membran außerdem gegen die gegenüberliegenden Endflä­ chen des Ventilkörpers ab.

An der gesamten Umfangslänge des Strömungsdurch­ flußkanals zwischen dem Ventilkörper und der elastomeren Membran ist das Gehäuse von der Membran radial nach außen beabstandet. Folglich kann sich die Membran in den Raum ausdehnen, wodurch Fluß in der Membran möglich wird. In dem Gehäuse ist eine Öffnung vorgesehen, so daß die Außenfläche der Membran mit atmosphärischem Druck beauf­ schlagt wird, um zu gewährleisten, daß sie nach dem Austritt der Flüssigkeit aus dem Ventilkörper nach innen zurückspringt, so daß die Membran in flüssigkeitsabdich­ tenden Kontakt mit den Öffnungen der Durchflußkanäle im Ventilkörper zurückkehrt.

Die verschiedenen die Erfindung charakterisierenden Neuheitsmerkmale werden im einzelnen in den dieser Offenbarung angehängten und ein Teil von ihr bildenden Ansprüchen aufgeführt. Zum besseren Ver­ ständnis der Erfindung und der durch ihre Verwendung erreichten Betriebsvorteile soll auf die Zeichnung und den sie beschreibenden Teil verwiesen werden, in dem eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt und beschrieben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfin­ dungsgemäßen Einwegventils;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 3, bei der die elastomere Membran jedoch im ausgedehnten Zustand gezeigt ist, so daß Flüssigkeit durch das Einwegventil fließen kann.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In der Zeichnung enthält das Einwegventil 1 einen tellerförmigen Ventilkörper 2, der eine erste Endfläche 4 und eine zweite Endfläche 6 mit einem (einer) sich um den Umfang herum zwischen den Endflächen erstreckenden Rand oder Seitenfläche 8 aufweist. Ein erster Durchfluß­ kanal 10 erstreckt sich von der ersten Endfläche 4 durch die Umfangsfläche 8. Ein einen Flüssigkeitsauslaß bilden­ der zweiter Durchflußkanal 12 erstreckt sich von der Umfangsfläche 8 zur Endfläche 6.

Obgleich dies nicht gezeigt ist, würde das tellerförmige Einwegventil am Auslaß aus einem Behälter oder einer Quelle der abzugebenden Flüssigkeit befestigt sein. Die Flüssigkeit fließt durch den Durchflußkanal 10 aus dem Behälter.

Die Umfangsfläche 8 ist von einer elastomeren Membran 14 umschlossen, die dicht abschließend an der Umfangsfläche angebracht ist, so daß die Membran in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand an der Ausgangsöffnung des Durchflußkanals 10 und der Eingangsöffnung des Durchflußkanals 12 eine flüssigkeitsdichte Dichtung bildet. Der Querschnitt der Membran, siehe Fig. 2, ist allgemein C-förmig, wobei die gegenüberliegenden Enden oder Schenkel der C-förmigen Membran über die Ränder der Endflächen 4, 6 und um sie herum angebracht sind. Obgleich dies nicht dargestellt ist, können die gegenüberliegenden Schenkel der Membran unterschiedliche Formen oder Dicken aufweisen.

Ein Gehäuse 16 umschließt die Membran 14 und den Ventilkörper 2 seitlich in Umfangsrichtung. Das Gehäuse 16 weist einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 18 auf, der einen Rand oder Schenkel der Membran 14 in flüssigkeitsabdichtenden Kontakt mit dem Ventilkör­ per 2 drückt. Das Gehäuse 16 enthält ein getrenntes ring­ förmiges Glied 20, das über den anderen Schenkel der Membran 14 angebracht ist und ihn in flüssigkeitsabdich­ tenden Kontakt mit der Endfläche 6 des Ventilkörpers 2 drückt.

Ein sich winkelförmig erstreckender Abschnitt 22 des Gehäuses drückt die Membran 14 in abdichtenden Kontakt mit der Umfangsfläche des Ventilkörpers, siehe Fig. 3, wodurch entlang dem sich um etwa 90° oder weniger erstreckenden winkelförmigen Abschnitt jeglicher Fluß zwischen den Durchflußkanälen 10 und 12 verhindert wird. Der Rest des Gehäuses 16 ist von der Außenfläche der Membran 14 radial nach außen beabstandet, wodurch ein sich über ca. 3/4 der Winkelerstreckung des Ventilkörpers 2 erstreckender Raum oder Durchlaß 24 gebildet wird. Wird Flüssigkeit aus dem Behälter (nicht gezeigt) in den Durchflußkanal 10 gezwängt, dehnt sich die Membran 14 folglich von der Umfangsfläche 8 des Ventilkörpers 2 nach außen aus, wie in Fig. 4 gezeigt, so daß die Flüssigkeit aus dem Durchflußkanal 10 heraus zwischen der Innenseite der Membran 14 und der Umfangsfläche 8 des Ventilkörpers 2 zum Einlaß in den Durchflußkanal 12 fließt. Die Flüs­ sigkeit fließt durch den Durchflußkanal 12 und wird abgegeben.

Die Flüssigkeit kann als Tropfen, Spray, Sprüh­ nebel oder dergleichen abgegeben werden. Die Ausgangsöffnung des Durchflußkanals 12 kann zur Bereitstellung des gewünschten Zustands der Flüssigkeit, wenn diese aus dem Einwegventil abgegeben wird, gestaltet sein.

Die Flüssigkeit kann nur in einer Richtung um die Umfangsfläche 8 des Ventilkörpers 2 herum fließen. Aufgrund der Winkelerstreckung des Durchlasses zwischen der Umfangsfläche 8 und der Innenseite der elastomeren Membran 14 wird gewährleistet, daß die Flüssigkeit zwangsabgegeben wird und die Membran in abdichtenden Kontakt mit der Umfangsfläche zurückspringt, wodurch gewährleistet ist, das die Ausgangsöffnung des Durchfluß­ kanals 10 und die Eingangsöffnung des Durchflußkanals 12 vollkommen abgedichtet sind und jeder Rückfluß von Schmutzteilchen in die Flüssigkeitsquelle verhindert wird.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß alle Teile des Ventilkörpers aus Kunststoffmaterial herge­ stellt sind. Da auch der zusammenlegbare Behälter für die Flüssigkeit aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden kann, kann die gesamte Abgabevorrichtung recycelt werden, was im Hinblick auf die Umwelt ein besonders wünschenswertes Merkmal der Erfindung ist.

Wie für Fachleute ersichtlich, kann die axiale Abmessung des Ventilkörpers 2 begrenzt werden, so daß der Ventilkörper bei einem Behälter verwendet werden kann, dessen Abmessungen so klein wie möglich gehalten werden sollen. Der tellerförmige Ventilkörper 2 kann mit einem Durchmesser von 1/2 Zoll und einer axialen Abmessung von 1/4 Zoll hergestellt werden. Die axiale Erstreckung des Durchlasses 24 von dem Durchflußkanal 10 zum Durchfluß­ kanal 12 gewährleistet, daß der Durchlaß 24 nach dem Heraus fließen der Flüssigkeit aus dem Durchflußkanal 12 geschlossen ist, so daß keine Schmutzstoffe wie Bakteri­ en, Luft, Gase, Staub und dergleichen ihren Weg in den die Flüssigkeit enthaltenen Behälter finden können. Das Ventil eignet sich besonders gut für hohe Durchflußströme aus dem Behälter, während es nur sehr wenig Raum ein­ nimmt.

Bei der Bereitstellung der flüssigkeitsdichten Dichtung der Membran 14 mit der Umfangsfläche des Ventil­ körpers 2 im Bereich des winkelförmigen Abschnitts 22 des Gehäuses 16 kann das Gehäuse selbst die Seitendichtung bilden, oder es können andere Mittel wie eine Klebstoff- oder Schweißverbindung zwischen der Membran und dem Ventilkörper oder vom Gehäuse ausgeübter Druck verwendet werden.

Es wurde zwar zur Veranschaulichung der Anwendung der erfinderischen Prinzipien eine spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt und ausführlich beschrieben, die Erfindung kann aber selbstverständlich auch auf andere Weise ausgeführt werden, ohne von diesen Prinzipien abzuweichen.

Claims (8)

1. Einwegventil, das einen tellerförmigen Ventil­ körper zur Regulierung der Strömung einer Flüssigkeit von einer Quelle umfaßt, der eine Achse, einen Durchmesser und eine axiale Abmessung aufweist, wobei der Durchmesser des Ventilkörpers größer ist als seine axiale Abmessung und der Ventilkörper eine erste Endfläche und eine zweite Endfläche aufweist, die quer zur Achse liegen, sowie eine um den Umfang herum verlaufende Außenfläche, die zwischen den Endflächen verläuft, wobei eine ausdehnbare elasto­ mere Membran die Außenfläche des Ventilkörpers seitlich dicht abschließend umschließt und der Ventilkörper einen ersten Auslaßdurchflußkanal und einen zweiten Auslaß­ durchflußkanal darin aufweist, wobei die Durchflußkanäle voneinander beabstandet angebracht sind und der erste Durchflußkanal ein erstes Ende in der ersten Endfläche und ein zweites Ende in der Außenfläche und der zweite Durchflußkanal ein erstes Ende in der zweiten Endfläche und ein zweites Ende in der Außenfläche aufweist, wobei die zweiten Enden des ersten und zweiten Durchflußkanals um die Außenfläche herum in Umfangsrichtung um ein erstes Winkelmaß von weniger als 180° und um ein zweites Winkel­ maß von mehr als 180° voneinander beabstandet sind und die elastomere Membran zwischen den zweiten Enden des ersten und zweiten Durchflußkanals innerhalb des Winkel­ maßes von weniger als 180° an der Außenfläche des Ventil­ körpers befestigt ist, so daß sich die Membran nur zwischen den um das Winkelmaß von mehr als 180° voneinan­ der beabstandeten zweiten Enden ausdehnt, wobei bei durch den Fluß durch den ersten Durchflußkanal zum zweiten Durchflußkanal ausgedehnter Membran der Fluß entlang dem Winkelmaß von mehr als 180° des ersten und zweiten Durchflußkanals fließen kann.

2. Einwegtellerventil nach Anspruch 1, das Mittel zum Ausführen der flüssigkeitsdichten Dichtung zwischen der Membran und dem Ventilkörper enthält, so daß ein Fluß zwischen der Membran und dem Ventilkörper nicht durch die flüssigkeitsdichte Dichtung hindurchfließen kann.

3. Einwegventil nach Anspruch 2, bei dem die Mittel ein sich in Umfangsrichtung um die Umfangsfläche des Ventilkörpers herum erstreckendes Gehäuse umfassen sowie ein sich winkelförmig um den Ventilkörper herum er­ streckendes Teil des Gehäuses, das die Membran in flüs­ sigkeitsabdichtendem Kontakt mit dem Ventilkörper gegen diesen drückt.

4. Einwegventil nach Anspruch 3, bei dem sich das Teil des Gehäuses zwischen den zweiten Enden des ersten und zweiten Durchflußkanals in dem Bereich befindet, in dem das Winkelmaß zwischen ihnen weniger als 180° be­ trägt.

5. Einwegventil nach Anspruch 1, bei dem das Winkel­ maß zwischen den zweiten Enden von mehr als 180° im Bereich von 200 bis 280° liegt.

6. Einwegventil nach Anspruch 1, bei dem die Membran im Axialschnitt allgemein C-förmig ist.

7. Einwegventil nach Anspruch 3, bei dem die Membran im Axialschnitt allgemein C-förmig ist und einen Mittel­ abschnitt aufweist, wobei sich ein Schenkel von jedem Ende des Mittelabschnitts erstreckt und der Mittelab­ schnitt die in Umfangsrichtung verlaufende Außenfläche berührt und jeder Schenkel eine andere der ersten und zweiten Endflächen berührt, wobei das Gehäuse eine die Membran umschließende ringförmige Wand umfaßt, dessen Achse in Richtung der axialen Abmessung des Ventilkörpers verläuft und die ein an der ersten Endfläche des Ventil­ körpers angrenzendes erstes Ende aufweist, wobei ein sich radial nach innen erstreckender Flansch mit einem der Schenkel der Membran in tragendem Kontakt steht und den einen der Schenkel gegen den Ventilkörper drückt und ein innerhalb der ringförmigen Wand angebrachtes ringförmiges Glied den anderen der Schenkel der Membran gegen die zweite Endfläche des Ventilkörpers drückt.

8. Einwegventil nach Anspruch 7, bei dem die ring­ förmige Wand einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ersten Abschnitt aufweist, der das Teil des Gehäuses bildet, das die Membran in flüssigkeitsdichtem Dichtkon­ takt mit dem Ventilkörper drückt, sowie einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden zweiten Abschnitt, der von der Membran radial nach außen beabstandet ist und einen geschlossenen Umfangsraum bildet, in den sich die Membran radial nach außen ausdehnen kann.