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Die Erfindung betrifft einen Behältereinsatz mit zugehöriger Einfüll- und Entnahmevorrichtung für eine unter Druck zu zapfende Flüssigkeit, der aus einem zur Aufnahme der Flüssigkeit vorgesehenen Foliensack besteht, der durch eine in einer Wand eines Außenbehälters ausgesparte Öffnung eingesetzt wird, die durch eine dichtend einsetzbare, elastische Spundbüchse verschließbar ist, die ihrerseits eine Axialbohrung mit mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten umlaufenden Dichtlippen zur Aufnahme der Einfüll- und Entnahmevorrichtung aufweist und im oberen Bereich ihres Außenmantels mit einer umlaufenden Rille zum Einpassen der Spundbüchse in die Behälteröffnung versehen ist, und die Einfüll- und Entnahmevorrichtung ein zweikanaliger Luft- oder CO2-Zapfer ist, wobei ein beidseitig offener Kanal zum Einfüllen und Zapfen der Flüssigkeit dient und der andere Kanal zum Einführen eines Druckmediums in einen von der Flüssigkeit getrennten Gasraum vorgesehen ist.
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Der Behältereinsatz ist insbesondere für Behälter mit einem Fassungsvermögen von etwa 5 Liter, wie er für Haushalte üblich ist, geplant und er kann ein Ein- oder Mehrweggebinde sein, während der Behältereinsatz stets nur einmal verwendbar ist. Das Druckmedium ist vom Flüssigkeitsraum getrennt und daher kann Luft auch dann verwendet werden, wenn längere Lagerzeiten erforderlich sind.
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Aus der GB-PS 10 32 825 ist ein Behältereinsatz mit wesentlichen Merkmalen der eingangs genannten Ausführungsform bekannt. Der die Flüssigkeit aufnehmende Foliensack ist an einem Ende des Entnahmerohres mittels eines Dichtringes befestigt und wird zusammen mit diesem Rohr in einen Außenbehälter eingesetzt. Der Kopf des Entnahmerohres, oberhalb des Dichtringes, ist als Schraubverschluß ausgebildet, der mit einem Innengewinde in der Öffnung des Außenbehälters zusammenwirkt. Der Verschluß ist mit einer Axialbohrung versehen, die in den Innenraum des Foliensackes führt und durch die Bier in den Sack eingefüllt wird. Ein zweiter Durchlaß im Verschluß mündet in Öffnungen oberhalb des Dichtringes aber unterhalb des Schraubgewindes. Durch diesen zweiten Durchlaß im Verschluß und die Öffnungen wird Druckluft zwischen den Foliensack und die Behälterwand eingeleitet. Durch die Axialbohrung im Verschluß und das mit dieser Bohrung fluchtende Einfüll- und Entnahmerohr wird Bier in den Foliensack eingefüllt. Hierzu ist ein spezielles Kupplungsglied erforderlich. Nach dem Füllen des Foliensackes wird durch eingeführte Luft im Außenbehälter um den Foliensack Druckluft aufgebaut. Der Verschluß muß bei dieser bekannten Vorrichtung so ausgelegt sein, daß bei Entfernen des Kupplungsgliedes Dichtungen innerhalb des Verschlusses sowohl die Axialbohrung als auch den Durchlaß bzw. die Durchlässe automatisch abdichten. Der Druck im Außenbehälter wird zum Entnehmen des Bieres ausgenutzt, das beim Öffnen eines entsprechenden Ventils durch das Entnahmerohr, die Axialbohrung im Verschluß und durch einen Auslaßkanal fließt. Bei dieser bekannten Ausführungsform steht das Bier im Foliensack zunächst unter einem sehr hohen Druck, da ein solcher aufgebaut werden muß, um ein Zapfen des Bieres zu ermöglichen. Zur Entnahme des Bieres ist vorzugsweise ein Regelventil vorgesehen, um den Bierfluß, insbesondere zu Beginn, wenn der Druck auf den Foliensack besonders hoch ist, nicht ungünstig zu beeinflussen. Je mehr Bier gezapft wird, umso geringer wird der Außendruck, so daß eine gleichmäßige Flüssigkeitsentnahme ausgeschlossen ist.
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Aus der US-PS 33 00 102 ist ein aus einem Foliensack bestehender Behältereinsatz bekannt, der hier zur Aufnahme des Druckmediums dient, das auch in diesem Fall Luft sein kann, da Gas- und Flüssigkeitsraum voneinander getrennt sind. Der Foliensack weist zwei axial gegenüberliegende Öffnungen auf. Der Randbereich der einen Öffnung wird luftdicht um eine Aussparung in einem Deckel des Außenbehälters befestigt. Durch die zweite Öffnung im Foliensack wird das freie Ende eines Zapfrohres gesteckt und an dessen Außenmantel luftdicht befestigt. Es ist offensichtlich, daß eine solche Ausführungsform praktisch keine Bedeutung haben kann, da sie wegen der erforderlichen Abdichtung am freien Ende des Zapfrohres nicht nur aufwendig, sondern sicher auch sehr störanfällig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behältereinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher Handhabung sicher im Gebrauch ist und bei dem die zu zapfende Flüssigkeit nicht nur immer unter im wesentlichen konstanten Druck gehalten, sondern zunächst unter Eigendruck und bei Nachlassen des Eigendrucks durch in den Gasraum eingebrachtes Druckmedium entnommen wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Behältereinsatz der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
- a) der Foliensack an seiner Oberseite mit der Unterseite der Spundbüchse fest verbunden ist, die Wand der Spundbüchse zwischen der oberen und der unteren Dichtlippe mindestens eine Querbohrung aufweist, die in einen um den Außenmantel der Spundbüchse laufenden, mit dem Gasraum zwischen dem Foliensack und der Behälterwand kommunizierenden Ringkanal mündet, und
- b) die Einfüll- und Entnahmevorrichtung aus einem dichtend in die Axialbohrung der Spundbüchse passenden Rohr mit den beiden voneinander getrennten Kanälen besteht,
wobei der Kanal zum Einführen des Druckmediums an seinem unteren Ende geschlossen und an seinem oberen Ende an eine Druckquelle anschließbar ist und in seiner Außenwand mindestens eine Bohrung aufweist, die in Arbeitsstellung der Einfüll- und Entnahmevorrichtung mit der Querbohrung in der Spundbüchse fluchtet.
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Zweckmäßige Weiterbildungen des Behältereinsatzes mit zugehöriger Einfüll- und Entnahmevorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Behältereinsatz wird nicht nur die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsleitung in der Einfüll- und Entnahmevorrichtung vollkommen keimfrei in den Foliensack eingefüllt und in diesem aufbewahrt, sondern es gibt auch keine Abdichtungsprobleme. Ferner ist die Entnahmevorrichtung vorzugsweise als komplettes Zapfgerät ausgelegt, bei dem ein Druckerzeugungselement integriert ist, derart, daß wie beim üblichen Zapfen, beispielsweise von Bier, Druckmedium in den Gasraum eingebracht und hier stets der nötige Zapfdruck aufgebaut wird. Diesem Zapfgerät ist daher auch eine Spundbüchse zugeordnet, die mit dem Foliensack verbunden ist. Diese Spundbüchse hat mehrfache Aufgaben.
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Sie verschließt in an sich bekannterweise die Behälteröffnung, ist mit der Oberseite des Foliensackes fest verbunden und bildet demzufolge auch den Verschluß für diesen Foliensack. Beim Füllvorgang umgreift und dichtet die Spundbüchse die in die Axialbohrung eingeführte Einfüllvorrichtung, die ihrerseits eine kombinierte Vorspann-, Entlüftungs- und Flüssigkeitsleitung ist. Beim Anstechen und Abzapfen der Flüssigkeit mittels eines im wesentlichen bekannten druckbetriebenen Heimzapfgerätes, dessen Anstech- und Zapfdegen jedoch in jedem Fall zweikanalig ausgelegt ist, nimmt die Spundbüchse diesen Anstech und Zapfdegen dichtend auf. In der Spundbüchse selbst ist ebenfalls eine Kanaltrennung in Luftleitung und Flüssigkeitsleitung vorgenommen. Sie dichtet die Kanaltrennstellen sowohl der Einfüllvorrichtung als auch der Entnahmevorrichtung ab. Zu diesem Zweck sind sowohl oberhalb als auch unterhalb des Luftkanals jeweils eine oder mehrere Dichtlippen bzw. Wulstringe in der Axialbohrung der Spundbüchse angebracht, die voneinander getrennte bzw. unabhängige Dichtfunktionen haben. Bei den bekannten Spundbüchsen für herkömmliche Zapfanlagen ist eine solche Trennung nicht erforderlich, weil das Druckmedium, Luft oder Kohlendioxid, unterhalb der Spundbüchse durch das Anstechrohr direkt in das Behälterinnere, vorzugsweise oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, eingeführt wird. Schließlich ermöglicht die Spundbüchse das Entweichen sämtlicher Restluftbestände, die während des Füllvorganges zwischen Foliensack und Behälterinnenwand über den Vorspann- und Entlüftungskanal abblasen.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch den Behältereinsatz aus Foliensack und Spundbüchse mit eingesetzter Einfüllvorrichtung;
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Fig. 2 zeigt eine Teilansicht, ebenfalls im Axialschnitt, der Spundbüchse mit eingesetzter Dichtkappe und an die Unterseite des Behälterdeckels angelegtem Foliensack; und
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Fig. 3 zeigt eine Ansicht, ebenfalls im Axialschnitt, der Spundbüchse mit an die Unterseite des Behälterdeckels angelegtem Foliensack und in die Spundbüchse eingesetztem Anstech- und Zapfdegen eines als Entnahmevorrichtung dienenden Zapfers, der nur teilweise dargestellt ist.
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Der Behältereinsatz (Fig. 1) besteht aus einem Foliensack 1, dessen Oberseite 1 a mit der Unterseite einer elastischen Spundbüchse 2 fest verbunden ist. In Fig. 1 liegt die Oberseite 1 a des Foliensackes 1 über der unteren Öffnung der Spundbüchse 2 und verschließt diese. Dieser Bereich des Foliensackes wird beim Einführen einer Einfüllvorrichtung 10 durchgestanzt. Die Oberseite 1 a des Foliensackes 1 kann aber schon entsprechend der Öffnung der Spundbüchse 2 ausgestantzt sein. In diesem Fall wird die Spundbüchse 2 vor dem Füllvorgang mit irgendeinem Dichtstopfen verschlossen.
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Die Spundbüchse 2 selbst ist im wesentlichen bekannt. Sie weist eine Axialbohrung 9 auf, deren Wand mit mindestens zwei parallel im Abstand umlaufenden Dichtlippen 3 und 4 versehen ist. Mindestens eine Dichtlippe 3 ist im oberen Bereich und mindestens eine Dichtlippe 4 im unteren Bereich der Axialbohrung 9 angeordnet. Diese Dichtlippen 3 und 4 haben eine getrennte Funktion, wie noch näher erläutert wird. Am obern Rand des Außenmantels der Spundbüchse 2 ist eine umlaufende Rille 7 vorgesehen, mit deren Hilfe die Spundbüchse 2 dichtend in die Öffnung im Deckel O des Außen- oder Schutzbehälters eingesetzt wird.
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Neu in der Spundbüchse 2 ist mindestens eine Querbohrung 5, die zwischen der oberen Dichtlippe 3 und der unteren Dichtlippe 4 in der Spundbüchsenwand angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei diametral gegenüberliegende Querbohrungen 5 und 5&min; vorgesehen. Die Querbohrungen 5 und 5&min; münden in einen um den Außenmantel der Spundbüchse 2 laufenden Ringkanal 6.
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In Fig. 1 ist der Foliensack 1 so gezeigt, wie er an der Unterseite der Spundbüchse 2 befestigt ist. In Fig. 2 ist der Foliensack 1 von innen her aufgebläht und liegt am Außenmantel der Spundbüchse 2 sowie an der Innenseite der Behälterwand an, wobei der Ringkanal 6 vom Foliensack 1 bedeckt ist. In diesem Zustand ist der Foliensack 1 mit Flüssigkeit F gefüllt und in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse ist eine die gesamte Länge der Axialbohrung 9 ausfüllende Dichtkappe 8 eingesetzt. Auf diese Weise ist die Füllung im Foliensack 1 luftdicht verschlossen. Die Dichtkappe 8 wird beim Einsetzen der Entnahnevorrichtung 20 ausgestoßen, wie noch beschrieben wird.
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Der für das Verständnis wesentliche Teil der Einfüllvorrichtung 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Das Hauptmerkmal dieser Einfüllvorrichtung besteht in der zweikanaligen Ausführung eines Rohres 12, 13 das in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 eingeführt wird. Der eine Kanal 22 im Rohr 12 ist beidseitig offen und dient zum Einfüllen der Flüssigkeit in den Foliensack 1 . Der zweite Kanal 23 ist unten geschlossen, weist eine Arbeitsstellung mit der Querbohrung 5 bzw. den Querbohrungen 5 und 5&min; in der Spundbüchse 2 fluchtende Bohrung 15 bzw. Bohrungen 15 und 15&min; auf und wird an ein Druckmedium, wie Luft oder Kohlensäure, angeschlossen, wobei er sowohl zur Vorspannung als auch zur Entlüftung dient.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht die Einfüllvorrichtung 10 aus zwei konzentrisch im Abstand voneinander angeordneten Rohren 12, 13. Die Kanäle 22 und 23 können auch in anderer Weise (vgl. Fig. 3) ausgebildet sein.
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Das Außenrohr 13 ist an seiner Unterseite 14 dicht abgeschlossen und sein Durchmesser ist zweckmäßig geringfügig größer als der engste lichte Durchmesser der Axialbohrung 9 in der Spundbüchse 2. Auf diese Weise umschließen die Dichtlippen 3 und 4 in der Spundbüche 2 das Rohr 13 der Einfüllvorrichtung 10 vollkommen dicht. An seinem offenen Ende ist der vom Außenrohr 13 umschlossene Kanal 23 an einer Druckquelle angeschlossen.
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Der Füllvorgang, beispielsweise mit Bier, erfolgt nach dem Gegendruckprinzip, wobei wie folgt verfahren wird.
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Der zusammengefaltete, evt. durch Vakuum im gefalteten Zustand gehaltene, keimfreie Foliensack 1 mit Spundbüchse 2 wird in die Behälteröffnung dichtend eingesetzt. Danach wird die Einfüllvorrichtung 10 in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 eingeschoben, wobei gegebenenfalls der Foliensack 1 direkt an der Unterkante der Spundbüchse aufgestoßen wird. Dann wird das Druckmedium, vorzugsweise Luft, angeschlossen und durch den Kanal 23 im Außenrohr 13 sowie durch die Querbohrungen 5 und 5&min; in der Spundbüchse 2 in den Raum zwischen der Behälterinnenwand und Außenhaut des Foliensackes 1 eingeführt und dabei vorgespannt. Dann unterbricht man die Druckzufuhr und läßt durch die Flüssigkeitsleitung 22 im Einfüllrohr 12 Bier F einfließen. Dabei muß der Fließdruck etwas höher sein als der Vorspanndruck im Behälterinneren. Während des Füllens entfaltet sich der Foliensack 1 und legt sich an die Behälterinnenwand an. Gleichzeitig wird der Vorspanndruck, also die Luft, durch den Kanal im Außenrohr 13, durch den das Druckmedium auch eingeleitet wird, verdrängt und abgeleitet. Hierfür ist lediglich eine Ventilumschaltung erforderlich, die allgemein bekannt ist und daher nicht weiter gezeichnet oder beschrieben wird. Der Füllvorgang dauert so lange an, bis der mit Flüssigkeit gefüllte Foliensack 1 an der Unterseite des Behälterdeckels O anliegt und sämtliche Vorspannluft entwichen ist. Dann wird die Einfüllvorrichtung 10 aus der Spundbüchse herausgezogen und die Verschluß- oder Dichtkappe 8 (Fig. 2) wird von oben in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 eingeschoben. Damit ist der Behälterinnenraum vollständig dicht verschlossen.
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Zum Abzapfen dient eine Entnahmevorrichtung 20, vorzugsweise ein herkömmlicher Luft- oder CO2-Zapfer, der jedoch dem Behältereinsatz dahingehend angepaßt ist, daß der Anstech- und Zapfdegen zweikanalig ausgebildet ist. Eine schematische Darstellung im Axialschnitt ist in Fig. 3 gezeigt. Die allgemein mit 20 bezeichnete Entnahmevorrichtung weist einen Befestigungsbügel 27 zum Festlegen des Zapfers am Flüssigkeitsbehälter sowie einen Anstech- und Zapfdegen 21 auf, der, wie bereits erwähnt, mit zwei Kanälen 22, 23 ausgerüstet ist. Ein beidseitig offener Kanal 22 mündet in einen Auslaufkanal 22 a im Bügel 27 und bildet die Zapfleitung. Der zweite Kanal 23 ist unten geschlossen und am oberen offenen Ende an einer Druckquelle angeschlossen. Auf diese Weise ist der Anstech- und Zapfdegen 21 der Entnahmevorrichtung 20 analog zur Einfüllvorrichtung 10 aufgebaut. Dementsprechend kann der Anstech- und Zapfdegen 21 aus zwei konzentrisch im Abstand voneinander angeordneten Rohren 12, 13 bestehen, wobei das Innenrohr 12 die Zapfleitung und das Außenrohr 13 den Kanal zum Einleiten des Druckmediums umschließt. Bei einer solchen Ausführung sind die Bohrungen 15, 15&min; in der Außenwand des Anstech- und Zapfdegens 21 genau wie beim Rohr der Einfüllvorrichtung 10 angeordnet.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Entnahmevorrichtung 20 besteht nicht aus zwei konzentrischen Rohren, sondern aus einem einzigen, den Anstech- und Zapfdegen 21 einstückig bildenden Rohr, durch das der Kanal 22 der Zapfleitung führt und in dessen Wandung ein zweiter getrennter Kanal 23 ausgespart ist, der durch eine radiale Bohrung 25 in der Wand des Rohres nach außen mündet. Diese Bohrung 25 fluchtet in Arbeitsstellung des Zapfers bzw. der Entnahmevorrichtung 20 mit der entsprechenden Querbohrung 5 in der Wand der Spundbüchse 2. Wie bereits oben beschrieben, führt diese Querbohrung 5 in der Spundbüchse in den Raum zwischen der Außenhaut des Foliensackes 1 und der Behälterinnenwand. Der als Druckleitung dienende Kanal 23 ist über ein Rückschlagventil 24 an einer Druckquelle 26 angeschlossen. Das Druckmedium kann Luft oder Kohlensäure sein.
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Die schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt den Behältereinsatz in mit Flüssigkeit F gefülltem Zustand, wobei die Außenhaut des Foliensackes 1 an der Behälterinnenwand anliegt.
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Das Abzapfen geschieht nun in der Weise, daß der Anstech- und Zapfdegen 21 in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 geschoben und dabei gleichzeitig die Dichtkappe 8 in das Innere des Foliensackes 1 ausgestoßen wird. Bevor die unterste Dichtlippe 4 der Spundbüchse 2 von der Dichtkappe 8 freigegeben wird, ist sichergestellt, daß der Anstechdegen von mindestens einer Dichtlippe 3 umschlossen wurde, so daß ein "spritzfreies Anstechen" garantiert ist. Das Zapfgerät 20 wird hiernach in bekannterweise mittels Rastnasen (nicht dargestellt) am Behälterrand befestigt. In dieser Endlagenfixierung liegen die die Luftkanäle bildenden Querbohrungen 5 und 5&min; der Spundbüchse 2 und die Bohrungen 25 des Anstech- und Zapfdegens 21 deckungsgleich übereinander. Bei der dargestellten Ausführungform gilt dies nur für eine Querbohrung 5 in der Spundbüchse 2 und die entsprechende radiale Bohrung 25 im Anstech- und Stechdegen 21. Ein Abweichen dieser Deckungsgleichheit bedingt durch die unterschiedliche Durchwölbung des Behälterdeckels O bei unterschiedlichen Zapfdrücken, bedingt durch unterschiedliche Biersorten und Temperaturabhängigkeit, kann einfach in der Auslegung der Luftkanäle in der Spundbüchse berücksichtigt werden.
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Das Zapfen kann zunächst wie bisher üblich, unter Ausnutzung des Eigendruckes, ohne vorherige Druckzuführung von außen erfolgen. Ist der Spundungsdruck, als Eigendruck des Bieres weitestgehend abgebaut, wird von außen Druck zugeführt. Mit dem Zapfer 20 kann die die Druckquelle 26, vorzugsweise eine Luftpumpe baulich vereinigt sein. Die Luft wird durch den Kanal 23 und die radiale Bohrung 25 in der Rohrwandung des Anstech- und Zapfdegens 21 und über den durch die Querbohrung 5 in der Spundbüchse 2 gebildeten Luftkanal in den Ringkanal 6 geleitet, der noch von der Außenhaut des Foliensackes 1 bedeckt ist. Wenn der Luftdruck höher ist als der Druck des Bieres, bewirkt er ein Verdrängen des Foliensackes 1 und entsprechendes Zusammenpressen des Bieres im Foliensack 1 bis zu einem Absperrventil im Bierzapfgerät. Bei diesem Verdrängungsvorgang hebt sich zuerst die Folie von der Spundbüchse 2 ab.
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Wenn weiter gezapft und eine entsprechende Menge Bier entnommen worden ist, hebt sich der Foliensack 1 auch vom Behälterdeckel O und danach von der Behälterinnenwand, bis das Bier aus dem gesamten Foliensack 1 verdrängt wurde und sich der leere Foliensack 1 um den Degen 21 des Zapfgerätes 20 gelegt hat.