DE102006027712A1

DE102006027712A1 - Wasserstoffventil mit Druckausgleich

Info

Publication number: DE102006027712A1
Application number: DE200610027712
Authority: DE
Inventors: Rainer Pechtold
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: US20070089792A1; US20090032754A1; US20070095408A1; US7322562B2; US7219695B2; US20060283510A1; DE102006027712B4

Abstract

Es ist ein Sperrventil offenbart, das eine besondere Anwendung zum Öffnen und Schließen eines Druckwasserstoffspeichertanks besitzt. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ventil zwei Ventildichtelemente, wobei eine Seite eines Ventildichtelements sich an der Hochdruckseite des Ventils befindet und eine entgegengesetzte Seite des anderen Ventildichtelements sich an der Hochdruckseite des Ventils befindet. Daher wird der Druck, der auf die beiden Ventildichtelemente aufgebracht wird, ausgeglichen, so dass weniger Kraft erforderlich ist, um das Ventil gegen den hohen Druck zu öffnen. Bei einer anderen Ausführungsform wird eines der Dichtelemente durch einen Faltenbalg ersetzt.

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein Ventil mit einem Druckausgleich und insbesondere ein Sperrventil für einen Druckwasserstofftank, wobei das Ventil zwei Einlassdurchlässe umfasst, die einen Druckausgleich vorsehen, so dass das Ventil bei hohen Einlassdrücken mit verringerter Kraft geöffnet werden kann.

Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und effizient dazu verwendet werden kann, Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Die Kraftfahrzeugindustrie wendet erhebliche Ressourcen bei der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen als eine Energiequelle für Fahrzeuge auf. Derartige Fahrzeuge sind effizienter und erzeugen weniger Emissionen als heutige Fahrzeuge, die Verbrennungsmotoren verwenden.

Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen umfasst. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf, und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden. Die Arbeit dient dazu, das Fahrzeug zu betreiben.

Typischerweise werden viele Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Fahrzeug zweihundert oder mehr gestapelte Brennstoffzellen umfassen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt ein Kathodeneingangsgas, typischerweise eine Strömung aus Luft auf, die durch den Stapel über einen Kompressor gedrängt wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff in der Luft von dem Stapel verbraucht und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelbenachbartprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.

Bei einigen Fahrzeug-Brennstoffzellensystemen wird Wasserstoff in einem oder mehreren Druckgastanks unter hohem Druck an dem Fahrzeug gespeichert, um den für das Brennstoffzellensystem nötigen Wasserstoff bereitzustellen. Der Druck in dem Tank kann bis zu 700 bar betragen. Bei einer bekannten Konstruktion kann der Druckgastank eine innere Kunststoffauskleidung, die eine gasdichte Abdichtung für den Wasserstoff vorsieht, und eine äußere Kohlefaserverbundschicht umfassen, die die bauliche Integration des Tanks vorsieht. Da Wasserstoff ein sehr leichtes und diffundierendes Gas ist, muss die Innenauskleidung vorsichtig bemessen sein, so dass diese als eine Permeationsbarriere wirkt. Der Wasserstoff wird von dem Tank durch ein Rohr entfernt. Es ist zumindest ein Druckregler vorgesehen, der den Druck des Wasserstoffs in dem Tank auf einen für das Brennstoffzellensystem geeigneten Druck verringert.

Ferner ist ein Sperrventil entweder in dem Tank oder kurz außerhalb des Tankes erforderlich, das den Tank schließt, wenn das Brennstoffzellensystem abgeschaltet wird. Typischerweise wird eine steife Feder dazu verwendet, das Ventil in der geschlossenen Position zu halten und Wasserstoff austritte zu verhindern. Da der Druck in dem Druckwasserstofftank sehr hoch sein kann, kann die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Sperrventils sehr groß sein. Daher ist die Kraft, die erforderlich ist, um das Ventil gegen die Druckdifferenz und die Federvorspannung zu öffnen, erheblich. Manchmal werden Elektromagnete bei diesen Typen von Sperrventilen verwendet, um das Ventil zu öffnen. Jedoch stellen Elektromagnete aufgrund der Energiemenge, die erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen, und aufgrund der Größe und des Gewichtes des Elektromagneten allgemein nicht die geeignetste Ventilwahl dar.

Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist ein Sperrventil offenbart, das eine besondere Anwendung zum Öffnen und zum Schließen eines Hochdruck-Druckgasspeichertanks besitzt. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ventil zwei Ventildichtelemente, wobei sich eine Seite von einem Ventildichtelement an der Hochdruckeinlassseite des Ventils befindet und sich eine entgegengesetzte Seite des anderen Ventildichtelementes an der Hochdruckeinlassseite des Ventils befindet. Daher gleichen sich die Drücke, die an die beiden Ventildichtelemente angelegt sind, gegenseitig aus, so dass weniger Kraft erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Bei einer alternativen Konstruktion mit zwei Ventildichtelementen für eine Verwendung innerhalb eines Tanks umfasst ein Schaft, an dem die Dichtelemente befestigt sind, einen internen Kanal, um den hohen Druck für die Dichtelemente bereitzustellen. Bei einer anderen Ausführungsform für die Verwendung innerhalb eines Tanks wird eines der Dichtelemente durch einen Faltenbalg ersetzt. Andere Ausführungsformen können andere mit der Beschreibung hier konsistente Druckausgleichskonstruktionen verwenden.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine Schnittansicht eines Sperrventils, das zwei Ventildichtelemente umfasst, die einen Druckausgleich vorsehen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Schnittansicht eines Sperrventils, das zwei Ventildichtelemente, um einen Druckausgleich bereitzustellen, aufweist und das besondere Anwendung für die Innenseite eines Hochdruckgasspeichertanks besitzt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Sperrventils mit dem Hochdruckgasspeichertank ist; und
4 eine Schnittansicht eines Sperrventils, das ein Ventildichtelement und einen Faltenbalg umfasst, um einen Druckausgleich bereitzustellen, und das eine besondere Anwendung für die Innenseite eines Hochdruckgasspeichertanks besitzt, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Sperrventil gerichtet ist, das einen Druckausgleich vorsieht, ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Beispielsweise besitzt das Sperrventil der Erfindung besondere Anwendung auf einen Druckwasserstoffspeichertank in einem Brennstoffzellensystem. Jedoch kann, wie für Fachleute offensichtlich ist, das Sperrventil der Erfindung noch andere Anwendungen besitzen.
1 ist eine Schnittansicht eines Sperrventils 10, das eine Anwendung zum Öffnen und Schließen eines Druckwasserstoffspeichertanks in einem Brennstoffzellensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat. Das Sperrventil 10 umfasst einen Ventilkörper 12, der an einem Flansch 20 eines zylindrischen Trägerelementes 14 durch Schrauben 16 befestigt ist. Eine elektromagnetische Wicklung 18 ist um das Element 14 herum gewickelt, wie gezeigt ist. Das Element 14 umfasst eine Innenbohrung 22, in der ein zylindrisches Polstückelement 24 positioniert ist, das ebenfalls eine Innenbohrung 26 aufweist. Eine Feder 28 ist in der Bohrung 26 an einer Innenfläche des zylindrischen Elementes 14 positioniert, wie gezeigt ist. Ein Schaft 32 ist an dem Polstückelement 24 entgegengesetzt der Feder 28 befestigt und erstreckt sich in eine Ventilkammer 34 innerhalb des Körpers 12.
Der Körper 12 umfasst einen ersten Ventilsitz 42 und einen zweiten Ventilsitz 44. Ein erstes Ringdichtelement 46 ist an dem Schaft 32 benachbart dem Ventilsitz 42 befestigt, und ein zweites Ringsitzelement 48 ist an dem Schaft 32 benachbart dem Ventilsitz 44 befestigt. Der Körper 12 umfasst auch zwei Einlassdurchlässe 36 und 38 und einen Auslassdurchlass 40. Die Einlassdurchlässe 36 und 38 befinden sich bei Tankdruck, der bis zu 700 bar für einen Druckwasserstofftank in Verbindung mit dem Brennstoffzellensystem betragen kann. Dieser Druck von den Einlassdurchlässen 36 und 38 wird in die Kammer 34 eingeführt, so dass dieser das Dichtelement 46 gegen den Ventilsitz 42 und das Dichtelement 48 von dem Ventilsitz 44 weg drängt. Diese Ausgestaltung sieht den Druckausgleich des Ventils 10 vor. Die Vorspannung der Feder 28 in Verbindung mit dem Druckausgleich von den Einlassdurchlässen 36 und 38 drängt das Dichtelement 46 in Sitz an den Ventilsitz 42 und das Dichtelement 48 in Sitz an den Ventilsitz 44, wenn die Wicklung 18 nicht erregt ist. Dies ist die geschlossene Standardposition des Ventils 10, wenn keine Wasserstoffströmung gewünscht ist.
Die elektromagnetische Wicklung 18 wird erregt, um das Sperrventil 10 zu öffnen. Das von der Wicklung 18 erzeugte Magnetfeld bewegt das Polstückelement 24 und den Schaft 32 gegen die Vorspannung der Feder 28, so dass sich das Dichtelement 46 weg von dem Ventilsitz 42 bewegt und das Dichtelement 48 weg von dem Ventilsitz 44 bewegt. Daher kann der in die Einlassdurchlässe 36 und 38 eintretende Wasserstoff durch die Kammer 34 und aus dem Auslassdurchlass 40 heraus strömen. Aufgrund des Druckausgleichs muss die elektromagnetische Kraft, die durch die Wicklung 18 vorgesehen wird, nicht den Druck in dem Tank überwinden, und daher muss die Energiemenge, die erforderlich ist, um das Ventil 10 gegen die Vorspannung der Feder 28 zu öffnen, nicht so groß sein.
Das Sperrventil 10 besitzt besondere Anwendung für einen Druckwasserstofftank, bei dem das Ventil 10 außerhalb des Tanks positioniert ist. Jedoch kann es bei anderen Konstruktionen erwünscht sein, das Sperrventil innerhalb des Tanks vorzusehen. 2 ist eine Schnittansicht eines Sperrventils 60, das ähnlich dem Ventil 10 ist und das einen Druckausgleich vorsieht und für den Innenraum eines Drucktanks ausgestaltet ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Schnittansicht des Ventils 60, das innerhalb des Drucktanks 62 positioniert ist, wobei das Sperrventil 60 in einer Bohrung 64 eines Adapters 66 angebracht ist. Der Adapter 66 verbindet den Drucktank 62 mit der Außenumgebung. Der Adapter 66 kann verschiedene Komponenten enthalten, wie Sensoren, Ventile, Filter, etc., abhängig von der jeweiligen Konstruktion. Bei dieser Ausführungsform ist ein Ventilkörper 68 des Ventils 60 in der Bohrung 64 positioniert. Der Ventilkörper 68 umfasst eine Ventilkammer 70, einen ersten Ventilsitz 72 und einen zweiten Ven tilsitz 74. Ein Auslassdurchlass 86 erstreckt sich durch den Adapter 64 an die Außenumgebung, um Wasserstoff von dem Tank 62 zu entfernen.
Der Ventilkörper 68 ist an einem Flansch 76 eines zylindrischen Elements 78 befestigt. Eine Innenbohrung 80 verläuft vollständig durch das Element 78. Ein zylindrisches Polstückelement 82 ist an einem erweiterten Abschnitt 88 der Bohrung 80 benachbart dem Ventilkörper 68 positioniert, wie gezeigt ist. Das Polelement 82 umfasst Öffnungen 84, die ermöglichen, dass die Bohrung 80 in Fluidverbindung mit der Kammer 70 stehen kann. Ein Schaft 90 ist an dem Polelement 82 befestigt, wobei der Schaft 90 eine Innenbohrung 92 ebenfalls in Fluidverbindung mit der Bohrung 80 durch eine Zentralbohrung 94 des Elements 82 umfasst. Ein Filter 96 ist über der Bohrung 80 an einem offenen Ende des Elements 78 befestigt, um zu verhindern, dass Partikel und dergleichen in die Bohrung 80 eintreten können.
Ein erstes Ringdichtelement 100 ist an dem Schaft 90 benachbart dem Ventilsitz 72 befestigt, und ein zweites Ringdichtelement 102 ist an dem Schaft 90 benachbart dem Ventilsitz 74 befestigt. Eine Feder 104 ist in der Kammer 70 zwischen dem Dichtelement 100 und dem Polelement 82 und in Kontakt mit diesen positioniert, wie gezeigt ist. Eine elektromagnetische Wicklung 106 ist um das zylindrische Element 78 herumgewickelt und wird dazu verwendet, das Ventil 60 zu öffnen.
Das Ventil 60 ist in seiner geschlossenen Position gezeigt, wobei die Wicklung 106 nicht erregt ist, so dass die Feder 104 das erste Dichtelement 100 gegen den ersten Ventilsitz 72 drängt und das zweite Dichtelement 102 gegen den zweiten Ventilsitz 74 drängt. Der Wasserstoffdruck in dem Tank 62 tritt in die Bohrung 80 durch das Filter 96, dann durch die Bohrung 94 und durch die Öffnungen 84 ein, um einen Druck in Kombination mit der Federvorspannung 104 auf das Dichtelement 100 auszuüben, um dieses an den Ventilsitz 72 zu drängen. Der Wasserstoffdruck in dem Tank 62 tritt auch in eine Nebenkammer 110 in der Ventilkammer 70 durch die Bohrung 92 ein, um das Dichtelement 102 weg von dem Ventilsitz 74 zu drängen. Daher ist der hohe Druck in dem Tank 62 bei dieser Ausgestaltung ausgeglichen. Wenn das Ventil 60 geöffnet werden soll, wird die Wicklung 106 erregt, was das Polelement 82 magnetisch in Richtung nach links gegen die Vorspannung der Feder 104 zieht, um das Dichtelement 100 von dem Ventilsitz 72 weg anzuheben und das Dichtelement 102 von dem Ventilsitz 74 weg anzuheben und damit zu ermöglichen, dass der Wasserstoff von der Kammer 70 in den Auslassdurchlass 74 strömen kann.
4 ist eine Schnittansicht eines Sperrventils 120, das ähnlich dem Sperrventil 60 ist, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wurden das zweite Dichtelement 102 und der zweite Ventilsitz 74 weggelassen und durch einen Faltenbalg 122 ersetzt worden. Der Faltenbalg 122 ist an dem Ventilkörper 68 und an einem Ende des Ventilschafts 90 angebracht, um eine Faltenbalgkammer 124 zu erzeugen. Wenn das Ventil 120 geschlossen wird, drückt der hohe Druck von dem Tank 62 das Dichtelement 100 gegen den Ventilsitz 72 und sieht einen Druck für die Faltenbalgkammer 124 vor. Der Druck in der Faltenbalgkammer 124 drückt gegen eine entgegengesetzte Seite des Dichtelements 100 weg von dem Ventilsitz 72, um den Druckausgleich vorzusehen, wie oben beschrieben ist. Wenn die Wicklung 106 erregt wird, bewegen sich das Polelement 82 und der Schaft 90 nach links, wodurch bewirkt wird, dass sich der Faltenbalg 122 zusammenzieht. Da das Ventil 120 nur einen Ventilsitz besitzt, sind keine mit hoher Präzision auszuführende Produktionsprozesse erforderlich.
Zusammengefasst ist ein Sperrventil offenbart, das eine besondere Anwendung zum Öffnen und Schließen eines Druckwasserstoffspeichertanks besitzt. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ventil zwei Ventildichtelemente, wobei eine Seite eines Ventildichtelements sich an der Hochdruckseite des Ventils befindet, und eine entgegengesetzte Seite des anderen Ventildichtelements sich an der Hochdruckseite des Ventils befindet. Daher wird der Druck, der auf die beiden Ventildichtelemente aufgebracht wird, ausgeglichen, so dass weniger Kraft erforderlich ist, um das Ventil gegen den hohen Druck zu öffnen. Bei einer anderen Ausführungsform wird eines der Dichtelemente durch einen Faltenbalg ersetzt.

Claims

Sperrventil mit: einem Ventilkörper, der darin eine Ventilkammer definiert, wobei der Ventilkörper einen ersten Einlassdurchlass, einen zweiten Einlassdurchlass und einen Auslassdurchlass umfasst, wobei der Ventilkörper ferner einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz definiert; einem Wicklungsbefestigungsaufbau, der an dem Ventilkörper befestigt ist und eine Innenbohrung umfasst; einer elektromagnetischen Wicklung, die an dem Wicklungsbefestigungsaufbau aufgewickelt ist; einem Schaft, der sich von der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus in die Ventilkammer erstreckt, wobei der Schaft ein erstes Dichtelement, das an dem Schaft benachbart dem ersten Ventilsitz angebracht ist, und ein zweites Dichtelement umfasst, das an dem Schaft benachbart dem zweiten Ventilsitz angebracht ist; und einer Feder, die in der Bohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus und an dem Schaft positioniert ist, wobei die Feder eine Federvorspannung auf den Schaft aufbringt, um zu bewirken, dass das erste Dichtelement an dem ersten Ventilsitz sitzt und das zweite Dichtelement an dem zweiten Ventilsitz sitzt, wobei ein Eingangsdruck, der an den ersten und zweiten Einlassdurchlass angelegt wird, bewirkt, dass das erste Dichtelement an dem ersten Ventilsitz sitzt und das zweite Dichtelement weg von dem zweiten Ventilsitz gedrängt wird, um einen Druckausgleich vorzusehen.
Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil ein Sperrventil für den Druckwasserstofftank ist.
Sperrventil mit: einem Ventilkörper, der darin eine Ventilkammer definiert, wobei der Ventilkörper einen ersten Einlassdurchlass, einen zweiten Einlassdurchlass und einen Auslassdurchlass umfasst, wobei der Ventilkörper ferner einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz definiert: einem Wicklungsbefestigungsaufbau, der an dem Ventilkörper befestigt ist und eine Innenbohrung, die vollständig durch diesen verläuft, umfasst; einer elektromagnetischen Wicklung, die an dem Wicklungsbefestigungsaufbau aufgewickelt ist; einem Schaft, der sich in die Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus erstreckt, wobei der Schaft eine Schaftbohrung umfasst, die sich hindurch erstreckt und in Fluidverbindung mit der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus an einem Ende und der Ventilkammer an einem entgegengesetzten Ende steht, wobei der Schaft ein erstes Dichtelement, das an dem Schaft benachbart dem ersten Ventilsitz angebracht ist, und ein zweites Dichtelement umfasst, das an dem Schaft benachbart dem zweiten Ventilsitz angebracht ist; und einer Feder, die eine Federvorspannung auf das erste Dichtelement aufbringt, um zu bewirken, dass das erste Dichtelement an dem ersten Ventilsitz sitzt, wobei der Schaft einen Schaftdurchlass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer auf einer Seite des ersten Dichtelementes aufweist, wobei das Ende der Schaftbohrung in Fluidver bindung mit der Ventilkammer auf einer entgegengesetzten Seite des zweiten Dichtelementes in Fluidverbindung mit der Ventilkammer steht, und wobei der Eingangsdruck, der an das Ende der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus, das dem Ventilkörper entgegengesetzt ist, aufgebracht wird, bewirkt, dass das erste Dichtelement an dem ersten Ventilsitz sitzt und das zweite Dichtelement weg von dem zweiten Ventilsitz gedrängt wird, um einen Druckausgleich vorzusehen.
Sperrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft einen erweiterten Abschnitt umfasst, der in der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus positioniert ist, wobei die Feder in der Ventilkammer zwischen dem erweiterten Abschnitt und dem ersten Dichtelement positioniert ist und in Kontakt damit steht.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter vorgesehen ist, der an dem Wicklungsbefestigungsaufbau gegenüberliegend dem Ventilkörper befestigt ist, um ein Gas zu filtern.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil ein Sperrventil für einen Druckwasserstofftank ist.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil innerhalb des Druckwasserstofftanks angeordnet ist.
Sperrventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper an einem Adapter in dem Druckwasserstofftank angebracht ist.
Sperrventil mit: einem Ventilkörper, der darin eine Ventilkammer definiert, wobei der Ventilkörper einen Ventilsitz und einen Auslassdurchlass umfasst; einem Wicklungsbefestigungsaufbau, der an dem Ventilkörper befestigt ist und eine Innenbohrung umfasst, die sich vollständig durch diesen erstreckt; einer elektromagnetischen Wicklung, die an dem Wicklungsbefestigungsaufbau aufgewickelt ist; einem Schaft, der sich in die Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus erstreckt, wobei der Schaft eine Schaftbohrung umfasst, die sich hindurch erstreckt und in Fluidverbindung mit der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus steht, wobei der Schaft ein Dichtelement umfasst, das an dem Schaft benachbart dem Ventilsitz befestigt ist; einer Feder, die eine Federvorspannung auf das Dichtelement aufbringt, um zu bewirken, dass das Dichtelement an dem Ventilsitz sitzt; und einem Faltenbalg, der an dem Schaft und an dem Ventilkörper befestigt ist, um eine Faltenbalgkammer in der Ventilkammer zu bilden, wobei ein Ende des Schaftes, das dem Wicklungsbefestigungsaufbau gegenüberliegt, in der Faltenbalgkammer positioniert ist, und wobei ein Druck, der auf die Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus aufgebracht wird, eine Kraft auf das Dichtelement in Verbindung mit der Feder aufbringt, um das Dichtelement an den Ventilsitz zu drängen, und einen Druck auf die Faltenbalgkammer aufbringt, um das Dichtelement weg von dem Ventilsitz zu drängen und damit einen Druckausgleich vorzusehen.
Sperrventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft einen erweiterten Abschnitt, der in der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus positioniert ist, umfasst, wobei die Feder zwischen dem erweiterten Abschnitt und dem ersten Dichtelement in der Ventilkammer positioniert ist und in Kontakt damit steht.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter vorgesehen ist, der an dem Wicklungsbefestigungsaufbau gegenüberliegend dem Ventilkörper befestigt ist, um ein Gas zu filtern.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil ein Sperrventil für einen Druckwasserstofftank ist.
Sperrventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil innerhalb des Druckwasserstofftankes angeordnet ist.
Sperrventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper an einem Adapter in dem Druckwasserstofftank befestigt ist.
Sperrventil mit: einem Ventilkörper, der darin eine Ventilkammer definiert, wobei der Ventilkörper zumindest einen Ventilsitz und einen Auslassdurchlass umfasst; einem Wicklungsbefestigungsaufbau, der an dem Ventilkörper befestigt ist und eine Innenbohrung, die sich vollständig hindurch erstreckt, umfasst; einer elektromagnetischen Wicklung, die an dem Wicklungsbefestigungsaufbau aufgewickelt ist; einem Schaft, der sich in die Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus erstreckt, wobei der Schaft eine Schaftbohrung umfasst, die sich hindurch erstreckt und in Fluidverbindung mit der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus an einem Ende und der Ventilkammer an einem entgegengesetzten Ende steht, wobei der Schaft zumindest ein Dichtelement umfasst, das an dem Schaft benachbart dem zumindest einen Ventilsitz angebracht ist; und einer Feder, die eine Federvorspannung auf das zumindest eine Dichtelement ausübt, um zu bewirken, dass das zumindest eine Dichtelement an dem zumindest einen Ventilsitz sitzt.
Sperrventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Ventilsitz ein erster Ventilsitz und ein zweiter Ventilsitz ist, und das zumindest eine Dichtelement ein erstes Dichtelement und ein zweites Dichtelement ist, und wobei der Schaft einen Schaftdurchlass in Fluidverbindung mit der Ventilkammer auf einer Seite des ersten Dichtelementes umfasst, und wobei das Ende der Schaftbohrung in Fluidverbindung mit der Ventilkammer an einer entgegengesetzten Seite des zweiten Dichtelementes in Fluidverbindung mit der Ventilkammer steht, und wobei ein Eingangsdruck, der an das Ende der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus, das dem Ventilkörper gegenüberliegt, aufgebracht wird, bewirkt, dass das erste Dichtelement an dem ersten Ventilsitz sitzt und das zweite Dichtelement weg von dem zweiten Ventilsitz gedrängt wird, um einen Druckausgleich vorzusehen.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenbalg vorgesehen ist, der an dem Schaft und an dem Ventilkörper befestigt ist, wobei eine Faltenbalgkammer in der Ventilkammer gebildet wird, wobei ein Ende des Schaftes, das dem Wicklungsbefestigungsaufbau gegenüberliegt, in der Faltenbalgkammer positioniert ist, und wobei ein Druck, der an die Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus aufgebracht wird, eine Kraft an das zumindest eine Dichtelement in Kombination mit der Feder aufbringt, um das Dichtelement an den zumindest einen Ventilsitz zu drängen, und einen Druck auf die Faltenbalgkammer aufbringt, um das zumindest eine Dichtelement weg von dem zumindest einen Ventilsitz zu drängen, um einen Druckausgleich vorzusehen.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft einen erweiterten Abschnitt, der in der Innenbohrung des Wicklungsbefestigungsaufbaus positioniert ist, aufweist, wobei die Feder in der Ventilkammer zwischen dem erweiterten Abschnitt und dem zumindest einen Dichtelement positioniert ist und in Kontakt damit steht.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter vorgesehen ist, der an dem Wicklungsbefestigungsaufbau gegenüberliegend dem Ventilkörper befestigt ist, um ein Gas zu filtern.
Sperrventil nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil ein Sperrventil für einen Druckwasserstofftank ist.
Sperrventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil innerhalb des Druckwasserstofftanks angeordnet ist.
Sperrventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper an einem Adapter in dem Druckwasserstofftank befestigt ist.