CH689235A5 - Einwegventil. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einwegventil 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 US-Patent Nr.    4 846 810 von Gerber ist ein von einem Ventilkörper innerhalb einer elastomeren Membran gebildetes Einwegventil, 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 US-Patent von Gerber mit der  Nr. 4 846 810 dargestellte Ventilkörper weniger effektiv. 



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



  Der tellerförmige Ventilkörper weist erfindungsgemäss einen Durchmesser grösserer Abmessung als die axiale Abmessung des Ventilkörpers auf. Obgleich der tellerförmige Ventilkörper die Axiallänge des Einwegventils begrenzt, muss eine angemessene Länge der Flüssigkeitsströmung zwischen den Durchflusskanälen im tellerförmigen Körper vorhanden sein. Folglich muss die Länge der Strömungsbahn 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 vorgesehenen 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 DEG um den Ventilkörperumfang herum verläuft. 



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



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform hält ein den Ventilkörper seitlich und um den Umfang herum umschliessendes Gehäuse die elastomere Membran in abdichtendem Eingriff mit dem Umfang des Ventilkörpers und dichtet die Membran ausserdem gegen die gegenüberliegenden Endflächen des Ventilkörpers ab. 



  An der gesamten Umfangslänge des Strömungsdurchflusskanals 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 ein Fluss an der Innenseite der Membran möglich wird. In dem Gehäuse ist eine \ffnung vorgesehen, so dass die Aussenfläche der Membran mit atmosphärischem Druck beaufschlagt wird, um zu gewährleisten, dass sie nach dem Austritt der Flüssigkeit aus dem Ventilkörper nach innen zurückspringt, so dass die Membran in flüssigkeitsabdichtenden Kontakt mit den \ffnungen der Durchflusskanäle im Ventilkörper zurückkehrt. 



  Die verschiedenen die Erfindung charakterisierenden Merkmale werden im einzelnen in den dieser Offenbarung angehängten und ein Teil von ihr bildenden Ansprüchen aufgeführt. Zum besseren Verständnis 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. 



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen 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. 
 



  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 Durchflusskanal 10 erstreckt sich von der ersten Endfläche 4 durch die Umfangsfläche 8. Ein einen Flüssigkeitsauslass bildender 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 Ventilkörper 2 drückt. Das Gehäuse 16 enthält ein getrenntes ringförmiges Glied 20, das über den anderen Schenkel der Membran 14 angebracht ist und ihn in flüssigkeitsabdichtenden 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 DEG  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 Flüssigkeit fliesst durch den Durchflusskanal 12 und wird abgegeben. 



  Die Flüssigkeit kann als Tropfen, Spray, Sprühnebel 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 Durchflusskanals 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 hergestellt 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 verringert beziehungsweise verkürzt realisiert 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  1/4  Zoll und einer axialen Abmessung von 1/2  Zoll hergestellt werden. Die axiale Erstreckung des Durchlasses 24 von dem Durchflusskanal 10 zum Durchflusskanal 12 gewährleistet, dass der Durchlass 24 nach dem Herausfliessen der Flüssigkeit aus dem Durchflusskanal 12 geschlossen ist, so dass keine Schmutzstoffe wie Bakterien, 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 einnimmt. 



  Bei der Bereitstellung der flüssigkeitsdichten Dichtung der Membran 14 mit der Umfangsfläche des Ventilkörpers 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 Ventilkörper (2) 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 (2) grösser ist als seine axiale Abmessung und der Ventilkörper (2) eine erste Endfläche (4) und eine zweite Endfläche (6) aufweist, die quer zur Achse liegen, sowie eine um den Umfang herum verlaufende Aussenfläche (8), die zwischen den Endflächen (4; 6) verläuft, wobei eine ausdehnbare elastomere Membran (14) die Aussenfläche (8) des Ventilkörpers (2) seitlich dicht abschliessend umschliesst und der Ventilkörper (2) einen ersten Auslassdurchflusskanal (10) und einen zweiten Auslassdurchflusskanal (12) darin aufweist, wobei die Auslassdurchflusskanäle (10;

12) voneinander beabstandet angebracht sind und der erste Auslassdurchflusskanal (10) ein erstes Ende in der ersten Endfläche (4) und ein zweites Ende in der Aussenfläche (8) und der zweite Auslassdurchflusskanal (12) ein erstes Ende in der zweiten Endfläche (6) und ein zweites Ende in der Aussenfläche (8) aufweist, wobei die zweiten Enden des ersten und zweiten Auslassdurchflusskanals (10; 12) um die Aussenfläche (8) herum in Umfangsrichtung um ein erstes Winkelmass von weniger als 180 DEG und um ein zweites Winkelmass von mehr als 180 DEG voneinander beabstandet sind und die elastomere Membran (14) zwischen den zweiten Enden des ersten und zweiten Auslassdurchflusskanals (10;

12) innerhalb des Winkelmasses von weniger als 180 DEG an der Aussenfläche (8) des Ventilkörpers (2) befestigt ist, so dass sich die Membran (14) nur zwischen den um das Winkelmass von mehr als 180 DEG voneinander beabstandeten zweiten Enden ausdehnt, wobei bei durch den Fluss durch den ersten Auslassdurchflusskanal (10) zum zweiten Auslassdurchflusskanal (12) ausgedehnter Membran (14) der Fluss entlang dem Winkelmass von mehr als 180 DEG des ersten und zweiten Durchflusskanals (10; 12) fliessen kann.

2. Einwegventil (1) nach Anspruch 1, das Mittel zum Ausführen der flüssigkeitsdichten Dichtung zwischen der Membran (14) und dem Ventilkörper (2) enthält, so dass ein Fluss zwischen der Membran (14) und dem Ventilkörper (2) nicht durch die flüssigkeitsdichte Dichtung hindurchtreten kann.

3.

Einwegventil (1) nach Anspruch 2, bei dem die Mittel ein sich in Umfangsrichtung um die Umfangsfläche (8) des Ventilkörpers (2) herum erstreckendes Gehäuse (16) umfassen sowie ein sich winkelförmig um den Ventilkörper (2) herum erstreckendes Teil (Abschnitt 22) des Gehäuses, das die Membran (14) in flüssigkeitsabdichtendem Kontakt mit dem Ventilkörper gegen diesen drückt.

4. Einwegventil nach Anspruch 3, bei dem sich das Teil (Abschnitt 22) des Gehäuses (16) zwischen den zweiten Enden des ersten und zweiten Durchflusskanals (10; 12) in dem Bereich befindet, in dem das Winkelmass zwischen ihnen weniger als 180 DEG beträgt.

5. Einwegventil (1) nach Anspruch 1, bei dem das Winkelmass zwischen den zweiten Enden von mehr als 180 im Bereich von 200 DEG bis 280 DEG liegt.

6. Einwegventil (1) nach Anspruch 1, bei dem die Membran (14) im Axialschnitt allgemein C-förmig ist.

7.

Einwegventil (1) nach Anspruch 3, bei dem die Membran (14) im Axialschnitt allgemein C-förmig ist und einen Mittelabschnitt aufweist, wobei sich ein Schenkel von jedem Ende des Mittelabschnitts erstreckt und der Mittelabschnitt die in Umfangsrichtung verlaufende Aussenfläche (8) berührt und jeder Schenkel eine andere der ersten und zweiten Endflächen (4;

6) berührt, wobei das Gehäuse (16) eine die Membran (14) umschliessende ringförmige Wand umfasst, dessen Achse in Richtung der axialen Abmessung des Ventilkörpers (2) verläuft und die ein an der ersten Endfläche (4) des Ventilkörpers (2) angrenzendes erstes Ende aufweist, wobei ein sich radial nach innen erstreckender Flansch (18) mit einem der Schenkel der Membran (14) in tragendem Kontakt steht und den einen der Schenkel gegen den Ventilkörper (2) drückt und ein innerhalb der ringförmigen Wand angebrachtes ringförmiges Glied (20) den anderen der Schenkel der Membran (14) gegen die zweite Endfläche (6) des Ventilkörpers (2) drückt.

8.

Einwegventil (1) nach Anspruch 7, bei dem die ringförmige Wand einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ersten Abschnitt aufweist, der das Teil (Abschnitt 22) des Gehäuses (16) bildet, das die Membran (14) in flüssigkeitsdichtem Dichtkontakt mit dem Ventilkörper (2) drückt, sowie einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden zweiten Abschnitt, der von der Membran (14) radial nach aussen beabstandet ist und einen geschlossenen Umfangsraum (Durchlass 24) bildet, in den sich die Membran (14) radial nach aussen ausdehnen kann.