DE2010114A1 - Mehrwegiges Wegwerf Ventil und mehr wegige mit Gaskapseln zu betreibende Ent nähme Vorrichtung zur Entleerung von Druck behaltern - Google Patents

Description

• Mehrwegiges Wegwerf-Ventil und mehrwegiger mit Gaskapseln zu betreibende Entnahmevor= r-ichtung zur Entleerung von Druckbehältern.
• Zweok der Erfindung ist ein preisgünstiges Wegwerf-Ventil mit ein uder zwei Wegen für Druckdose und Getränkebehälter zu schaffen,bei wahlweiser Anordnung eines achsialen oder exzentrischen Steigerohres,das in Verbindung mit einer besonders einfachen und preis= günstigen Zapf-oder Sprühvorrichtung die Eimbringung von Druckgas bei gleichzeitiger Produkt entnahme eines zu 100% mit Produkt befüllten Behälters gestattet.
• Eine derartige Vorrichtung würde für a) Aerosolindustrie b) Getränkeindustrie von großem Interesse sein.
• Zu a) In der Äerosolindustrie besteht ein außerordentliches Bedürfnis,die z.Zt.- hohen Verpackungskosten für Aerosol= produkte zu mindern.Dieses wird dadurch erreicht, daß anstelle der heitigen Füllmethode - 50% Produkt, 25% Flüssiggas, 25% Leerraum - die Aerosoldose zu 100 mit Produkt, ohne Treibgasbeimischung, befüllt wird und die Entleerung mittels eines speziellen,mit Druckgas zu be= teribenden Sprühkopfes erfolgt.
• Zu b) In der Brauindustrie werden Meth-den gesucht,um beson ders preisgüngstige Ein-u. Mehrweg-Getränkepackungen größeren Volumens zu schaffen,um den sich ändernden Verbrau¢hergewohnheiten Rechnung zu tragen.Aus diesem Grunde wurdez eine Partydose mit 4 Ltr.Inhalt und ein Aluminium-Partyfäßchen von 5 Ltr.Inhalt geschaffen, die mittels aufwendiger Zapf-Vorrichtungen (Stechdegen) zu entleeren sind.Außerdem wurden in England die neuen KEG-Systeme entwickelt, die mit einem permanent verschlosse= nen Ventil ausgestattet sind.
• Dieses System erfordert bei Üerwendung außerordent= liche Kapitalinvestition,da die vorhandenen Fässer und Füll-u.Reinigungsanlagen nicht verwendet werden können.
• Es muß also ein System geschaffen werden,das die Vor= teile des KEG-Systems auf vorhandene Getränke-Emballa= gen überträgt.
• Dieses wird dadurch erreicht,daß ein zweiwegiges Ventil, vorzugsweise Membraneventil,in Verbindung mit einer Lochscheibe und im Zusammenwirken mit einer speziellen Zapftu.Sprüh-Vorrichtung so ausgebildet sind,daß die gewünschten Aufgaben erzielt werden.
• Fig. 1 - 5 zeigen ein Membraneventil,bestehend aus drei Teilen.
• In Fig. 1 wird für die Braiindustrie eine Kromer-Schraube (1) als Faßverschluß mit Lochsoheibendichtung (2) und Membrane (3) mit Ventilkegel-Anordnung (4) dargestellt.
• Die Dichtungslochscheibe (2) umfaßt kappenartig die Kromer-Schraube (1) und rastet in einen umlaufenden Kragen (5), an der Unterseite der Kromer-Schraube (1) mit Hinterschneidung ein,während die Membrane (3) wieder um in einen sich um den gesamten Umfang der Dichtung= lochscheibe (2) erstreckenden Ringnut (6) unter Vor= spannung einrastet,und in Verbindung mit Lochscheiben= dichtung (2) die gesamte Behälteröffnung abdeckt.
• Anstelle eines exzentrisch angeordneten Steigerohres (7) Fig. 13 wird ein achsiales Steigerohr (7) verwendet.Die spezielle Ausbildung des Ventilkegeln (4) an der Membrane (3) gestattet die Anordnung eines zweiten Weges im Venm tilkegel (4) zur nachträglichen Einbringung von Druck= gas mittels einer Entnahme-Vorrichtung.Der Ventilkegel (4) weist an seiner Ober-u.Unterseite,achsial angeordnet, zwei voneißnander getrennte tassenartige Vertiefungen (8,9) auf,die in radiale,voneinander getrennte Öffnungen einmünden und jeweils Verbindung zum Behälterinnern be= wirken,die separat voneinander gas-u. fldssigkeitsdicht durch Ventilkegelsitz und umlaufende Schlauchdichtung(10) verschlossen sind.
• Die Gaswege (8) sind im Kegel (4) zu den Flüssig= keitswegen (9) versetzt angeordnet und befinden sich in den die Fiüssigkeitswege bildenden Wandungen.
• Diese Ventilkegel-Anordnung gestattet vorteilhaft die Anbringung beliebiger Steigerohr-Querschnitte. Die gewünschten Querschnitte werden durch diagonale oder rechtwinklig zueinander verlaufende Bohrungen im Ventilkegel (Fig. 1-5) erreicht.
• Fig. 2 - 5 zeigt Ausführungsbeispiele von Membrane Ventilen,die mittels Blechventilteller (11) am Roll= rand einer Dose angekrimpt werden.
• Fig. 9 zeigt eine Anzapf-Vorrichtung (12),die mittels Bajonettverschluß (13)in Kromer-Schraube (1) befestigt ist.Das dffnungsorgan (14),mittels Schraub-,Bajonett= Verschluß oder Hebel vertikal beweglich angeordnet'cnst an seinem unteren Ende mit einem Rückschlagventil (15) versehen,an dem eine Getränke-Rücklaufsperre (16) an= geordnet ist.Die Membrane (3)wird durch Senkung des Öffnungsorganes mit Ventilkegel (4) vom Dichtsitz (59) der Ventilöffnung abgehoben,während gleichzeitig Ven= tilrohr (15) angehoben wird,sodaß Plüssigkeit über Weg (9) entnommen und Druckgas reduziert durch Reduzierventil (17) über Weg (8) eingebracht wird.Die Schlauchdichtung (10) wird durch Gasdruck abgehoben und verhindert Gas= Rückfluß aus dem Doseninern. Getränke-Rücklaufsperre (16) verhindert beim Ablösen der Zapf-Vorrichtung (12) ein Leerlaufen des Zapfrohres (9) in der Zapf-Vorrichtung(12).
• Fig. 10 zeigt eine Anzapf-Vorrichtung (12) für -gewerb= liche Zwecke zum Anschluß an C02-Bomben mittels Schlauch= verbindung und C02-Armaturen,in Zapfstellung bei geöff= neten Ventilen.
• Die Zapf-Vorrichtung (72) wird mittels Bajonett-Verschluß (13) bei Einhandbedienung am Behälterverschluß (1) be= festigt.Zur flüssigkeitsdichten Befestigung der Zapf-Vorrichtung (13) und zum Öffnen aller Ventile im Behälterverschluß (1) und in der Zapf-Vorrichtung (12), wird die durch Drehbewegung zu überwindende Steigung im Gewinde benutzt.Ca.35% der Steigung dienen der flüssigkeitsdichten Befestigung der Zapfvorrichtung am Behälterverschluß,während die verbleibenden ca.
• 65% zum AbdrUcken des Membraneventils von der Ventil= öffnung und zum Anheben des öffnungsorganes (14) vom Gasdichtsitz (18) benutzt werden.Das Öffnungsorgan (14) in der Zapfvorrichtung (12) ist achsial beweglich, flüssigkeitsdicht angeordnet.Die Druckfeder (19) ober halb der Dichtplatte (20) des Öffnungsorganes (14) bewirkt Pressitz auf der Gummidichtung (18) und damit gasdichten Verschluß des Gaswege; tnd zugleich Dicht= sitz der Getränke-Rücklauf sperre (16) beim Ablösen der Zapf-Vorrichtung aus dem Behälterverschluß.Zugleich schließt infolge Druckentlastung und Vorspannung der Membrane der Ventilkegel (4) die Ventilöffnung im Behälterverschiuß. Am Ventilkegel (4) wird vorzugsweise ein Adapterrohr (21) angeordnet,um eine kürzere Bauart des Adapters (22) am Öffnungsorgan (14) zu erreichen, sodaß er im Gehäuse der Anzapf-Vorrichtung stoßgeschützt untergebracht ist.
• Fig. 6 mit Aufsicht Fig. 8 zeigen Sprühkopf (23) mit anbringbarer C02-Kapsel für Aerosolbehälter,die mittels zweiwegiger Ventile verschlossen sind,eingesetzt in ein Ventil,das im Teilschnitt dargestellt ist.Durch Druck auf Sprühkopf (23) legt sich Adapter (22) des Sprühkopfes gasdicht in die tassenartige Vertiefung (8) des Ventilkegels (4),hebt diesen von seinem Sitz,während zugleich Ventilrohr (15) von seinem Dichtsitz abgehoben wird'sodaß Druckgas reduziert durch Reduzierventil (17X über Gasweg (8) unter Abheben der Schlauchdichtung (10) die Flüssigkeit mit Gasdruck beaufschlagt.Die Flüssig= keit wird über Steigerohr(7) und Flüssigkeitsweg (9) im Ventilkegel zum Kanal (24) des Sprühkopfes unter Druck zur Sprühdüse (51) gefördert.
• In Fig. 6 und > werden,um möglichst kleine Baumaße zu erreichen,Ausführungsbeispiele von Reduzierv.ntilen (17) dargestellt,die auf Federn versichten.In Fig.7 ist ein Reduiierventil unter Verwendung einer Membrane (25) mit Kolbenstift (26) und Bohrungen (28) abgebildet, die gasdicht im Gehäuse (29) eingebracht ist.Die Membrane (25) mit Kolbenstift (26) mit unterschied=$ lichen aber aufeinander abgestimmten Oberflächen,wirken als Druckkolben gegeneinander.Der hohe Gasdruck (50atü) aus der C02-Kapsel wirkt auf Kolbenstift (26) und hebt Dichtkegel (30) von der Gasleitung (8) ab.Der Gasdruck tritt über Bohrung (28) im Nembranekolben (25) an der Unterseite aus,die gasdicht unter leichter Vorspannung mit ihrem äußeren Umrand (32) im Gehäuse (29) einge= klemmt ist.Ist unterhalb der eingespannten Membrane(25) ein Druck aufgebaut,der im Verhältnis zu den Kolben= flächendruck des Kolbenstiftes (26) liegt, hebt sich die Membrane mit angeordnetem Kolbenstift und preßt den Dichtkegel (30) gasdicht in den Gaskanal (8).-Bei Undich= tigkeit der Dichtung (33) am Kolbenstift,wird die Funktion des Reduzierventiles aufgehoben'da' der hohe Gasdruck auch auf der großen Fläche der eingespannten Membrane wirkt.Damit ein unzulässiger Druckaufbau im Behälter verhindervwird, ist wahlweise eine Bohrung (34) vorgese= hen,die atmosphärische Verbindung hat und an der unteren Membrankolbenfläche ein Konus (35) angeordnet'der sich gasdicht auf die unter ihm befindliche Gasöffnung (8) zur Dose legt,sodaß eine Gasentnahme aus der Sprühvor= wichtung nicht mehr möglich ist.
• Fig. 11 u. 12 zeigen Ausführungsbeispiele einer weiteren sehr vorteilhaften Und preiswerten Ventilausführung.
• Während in den Ausführungsbeispielen 1 - 5 ein Behälter= verschluß für Fässer aus Kromer-Sohraube (1) Dichtungslochscheibe (2), weichelastisch Membrane (3), hartelastisch Sohlauchdi.htung (10) und für Aerosoldosen aus Ventilteller (11) Metall Lochscheibe (2), weichelastisch Membrane ( 3),hartelastisch Schlauchdichtung (10) bestehen,Ubernimmt bei diesen Ausfhrungs-Beispielen die Membrane (3) auch die Funktion der Dichtungsloch= scheibe,während die Lochscheibe die Funktion des Ven= tiltellers übernimmt. Im Ausführungsbeispiel (13) über= nimmt die Membrane zugleich die Funktion der Dichtungs= lochscheibe ,während die Kromer-Schraube unverändert bleibt.Dieses wird dadurch erreicht,daß die Material wahl (verwendete Kunststoffe) ,entsprechend der zu Uber= nehmenden Funktion,geändert wird.Anstelle hartelastischer Kunststoffe für die Membrane,werden nunmehr weichelasti= sche Kunststoffe,die nur auf Druck belastet werden,ver= wendet.Die geringere Rückstellkraft bei weichelastischen Kunststoffen wird durch die spezielle Ausbildung der Membrane bei größeren Wandstärken und unter Zuordnung von Versteifungsrippen an der Unterseite der Membrane erreicht.
• In den Fig. 11 u. 12 wird ein Ventilverschluß dargestellt, der aus einer hartelastischen Lochscheibe (2) besteht, die die gesamte Behälteröffnung (37) durch Klemmsitz (38) am Rollrand der Dose (37) innen und außen umfaßt.Die Lochscheibe (2) ist an ihrem ,dem Behälterinnern zuge wandten Teil mit einem umlaufenden Nutring (39) ver= sehen,der sich an der Innenseite der Behälteröffnung (37) abstützt.Die hartelastische Lochscheibe (2) kann auf der harten Behälteröffnung keine Dichtfunktion übernehmen.
• Aus diesem Grunde wird die Membrane (3) aus weichalasti= schem Kunststoff ausgebildet.Mit ihrem äußeren Umrand (4o) rastet sie in den Nutring (39) mit zwei Hinterschnei dungen der Lochscheib2in und deckt den Klemmsitz (38 der Lochscheibe mit weichelastischem Kunststoff ab,sodaß ein gas-u.flüssigkeitsdichter Verschluß am Rollrand der Behälteröffnung durch Pressitz bewirkt wird.Die Rückstellkraft der weichelastischen Membrane wird dadurch erreicht'daß ihr Umrand (40) in die Nutringe (39) der Loch= scheibe (2) einrastet und daß die Wandstärke des umlaufenden U-Ringes (41) so stark ausgebildet wird, daß sie in winkelhebelart-ig unter Spreizung des U-Ringes ein Abheben des Membrane-Ventilkegels er= möglicht.Zur Versteifung der Membrane (3) wird die Unterseite der Membrane mit Versteifungsrippen (43) versehen um eine höhere Rückstellkraft zu bewirken, wobei der gespreizte U-Ring als Zugfeder und die Rippen (43) druckfederartig wirken.
• Die Ventilöffnung (47) der hartelastischen Lochscheibe (2) wird entsprechend der zu verwendenden Entnahme-Vor= richtungen mit Schraubgewinde (24) oder mit Dichtlippen (25) ausgebildet.Bei entsprechend dünner Dichtlippen= ausbildung wird auch bei hartelastischen Kunstst-offen die angestrebte Elastizität und damit Dichtwirkung um-den Sprühkopfschaft erreicht.
• Fig. 13 zeigt für die Getränkeindustrie einen Kromer-Faßverscluß (7),aber zur Aufnahme einer weichelastischen Membrane (2) mit angespritzter Dichtung (48) versehen ist,welche die KromerSchraube kappenartig umfaßt.Die Kromer-Schraube (1) oder eine zylindrische Schraube werden an der Unterseite mit einem umlaufenden Nutring (46) versehen,in den der umlaufende Nutring (40) der Membrane unter AbstUtzungdes Ventilkegels (4) in der Öffnung der Kromer-Sohraube unter Vorspannung einrastet.
• In den Fig.14 u.15 wird Membraneventil(3) aus weichela= stischem Kunststoff in Verbindung zu einem-Ventilteller (11) aus Metall als Ausführungsbeispiel,mit achsialer und exzentrischer Steigerohranprdnung dargestellt. Die Membrane deckt den gesamten Ventilteller und die Behäl= teröffnung ab und umschließt den in Fig.14 im Ventiltel= ler angeordneten Nutring'sich auf diesem abstützend, während in Fig. 15 der nach innen gezogene Nutring im Ventilteller zur Festlegung des äußeren Umrandes der weichelastischen Membrane durch Krimpung erfolgt,bei gleichzeitiger Abstützung an der Doseninnenwand.Die Be= hälteroffnung abdeckende Membranperipherie ist zur besse= ren Dichtwirkung mit einer Lybyrinthdichtung versehen, die sich bei der Anbringung des Ventiltellers an den Rollrand gas-u.flüssigkeitsdicht im Pressitz anlegt.
• Am Dichtkegel sind wahlweise ein oder mehrere Dichtringe und ein Adapterstift (52) angeordnet.
• Fig. 16 zeigt die Abdichtung eines Sprühkopfes auf der Ventilöffnung.Diese wird dadurch erreizht,daß der Sprühkopf die Blechöffnung lippenartig (53) von innen und außen im Gleitsitz umfaßt.

Claims (14)

A n s p r ü c h e Mehrwegiges Wegwerf-Ventil und mehrwegiger mit Gaskapseln zu betreibende Entnahme-Vorrichtung zur Entleerung von Druckbehältern.

1. Wegwerf-Ventil mit ein und zwei Wegen, vorzugsweise Membrane-Ventil und mehrwegiger mit Gaskapseln zu betreibender Entnahme-Vorrichtung, dessen getrennte Öffnungen mit dem Behälter-Verschluß Korrespondieren und die lösbar ohne Druckverlust vom Behälterverschluß anbringbar ist und eine gleichseitige Produktentnahme und dosierte Gaszufuhr bei getrennten Wegen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß Behälterverschluß unter Verzicht auf weitere Dichtmittel aus weichelastischer Lechscheibe, hartelastischer Membrane mit zwei Wegen und Ventilteller oder Faßschraube besteht.

2. Wegwerf-Ventil mit ein und zwei Wegen, vorzugsweise Membrane-Ventil und mehrwegiger mit Gaskapseln zu betreibender Entnahme-Vorrichtung, deren getrennte Öffnungen mit dem Behälterverschluß korrespondieren und die ohne Gasverlust lösbar vom Behälterverschluß anbringbar ist und eine gleichzeitige Produktennahme und dosierte Druckgaszufuhr bei getrennten Wegen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß Behälterverschluß unter Versicht auf weitere Dichtmittel aus hartelastischer Lochscheibe und weichelastischer Membrane mit zwei oder Faßschraube mit weichelastischer Membrane aus Kunststoff bestehen-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Faßverschluß am seiner Unterseite mit einem umlaufenden Tragen (5) mit Ringnut (46) versehen ist, der vom Ringnut (6) der Lochscheibe (2) unter Einrastung umspannt wird und festen Sitz bewirkt.

4. Vorrichtung uoh Anspruch 1 u. 3 dadurch gekenne zeichnet, daß Membrane (3) die in umlaufenden Ringnut der Lochscheibe (2) mit ihrem äußeren Umrand unter Vorspannung einrastet und mit einem Ventilkegel versehen ist, der an der Ober-u. Unterseite mit achsialen, tassenartigen Vertiefungen (8,9) versehen ist, die in radiale Öffnungen, voneinander gas-u.flüssigkeitsdicht getrennt, übergehen.

5. Vorrichtung noch Anspruch 1,3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen topfartigen Öffnung (8) ein Adapterrohr (21) und an der Unterseite der Tassenartigen Öffnung (9) eine Halterung für ein Steigerohr (7) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen (8) an der Unterseite des Dichtkegeln (4) mit einer Schlauchdichtung (10) vorschlossen sind.

7, Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß Lochscheibe (2) aus hartelastischem Kunststoff mit einem äußeren horizontal und vertikal angeordnetem Nutring (39) Fig. 11 u. 13 ausgebildet ist, der sich mit seinem äußeren Umrand an der Innenseite der Behälteröffnung abstützt und zugleich durch Klemmsitz (38) den Rollrand der Behälteröffnung umspannt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß Membrane (2) aus weisbelatischen Kunststoff am äußeren Umrand mit einem U-Ring (41) versehen ist, der in Nutringe (39) unter Verspannung der Membrane, die sich mit ihrem Kegel (4) an der Lochseheibenöffnung (47) flüssigkeitsdicht abstützt, einrastet und in der Wandstärke so bemessen ist, daß in Verbindung mit den an der Unterseite der Membrane (2) angeordneten Versteifungsrippen (43) eine gute Elastizität und geforderte Rückstellkraft bewirken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2,7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Umrand (48) der Membrane den Klemmsitz (38) der Lochscheibe an der Unterseite abdeckt und dadurch gas-u.flüssigkeitsdichte Anbringung der Lochscheibe durch Klemm-u.Pressitz auf der Behälteröffnung Bewirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2,7 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß Faßschraube (1) an ihrer Unterseite mit einem umlaufendem Kragen (46) in den zwei Nutringe angeordnet sind, versehen ist, die zur festen Aufnahme des U-förmigen Membraneumrandes unter Einrastung dienen und der winkelhebelartig in Verbindung mit Versteifungsrippen (43) Rückstellung des Ventilkegels (4) und Vorspannung der Membrane bewirken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2,7 - 10 dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Umrand (48) der Membrane die Faßschraube kappenartig umschließt und Abdichtung in den Gewindegängen der Faßöffnung bewirkt.

12. Zapf-Vorrichtung Fig. 10 in Verbindung zu Anspruch 1 - 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Zapf-Verrichtung (12) mit einem achsial beweglieben, durch Druckfeder (19) an der Getränkesperre (16) und Gassperre (18) gehaltenes Öffnungsorgan versehen ist, das durch Drehbewegung beim Einschrauben in den Behälterverschluß die Steigung des Gewindes zum Öffnen aller Ventilwege in der Zapf-Vorrichtung und im Behälterverschluß nutzt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß Zapf-und Sprüh-Vorrichtung Fig. 6 und 9 an ihrem unteren Ende mit einem federbelasteten Ventilrohr (15) versehen ist, das an seinen oberen Ende eine Ventilplatte (20) aufweist, unter der sich Querbehrungen befinden, die beim Abheben der Ventilplatte (20) von der Dichtung die Verbindung zum Gaskanal (8) bewirken.

14. Reduzierventil in Fig. 6 und 7 in Verbindung zu Anspruch 12, 13 dadurch gekennzeichnet, daß Reduzierventil (17) aus Membrane (25) mit Kolbenstift (26) im Gehäuse (29) mit seinem Umrand (32) unter leichter Verspannung gasdicht eingespannt wird und Kolbenstift (26) mit Bohrung (28) versehen ist, und der Dichtkegel (30) des Kolbenstiftes (26) Verschluß des Gaskanales (8) bewirkt, und daß die Kolbenflächen der Membrane (25) und des Kolbenstiftes (26) entsprechend des im Druckbehälter gewünschten Gasdruckes in der Größe ihrer Kolbenoberfläche aufeinander abgestimmt sind und daß bei erreichten Behälterinnendruck der Druck auf der Membranfläche größer ist als der Druck auf der Kolbenstiftfläche, sodaß Dichtkegel (30) Druckgasleitung (8) gasdicht verschließt.

L e e r s e i t e