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WO2003089325A2 - Einwegventil zur abgabe eines fliessfähigen materials - Google Patents

Einwegventil zur abgabe eines fliessfähigen materials Download PDF

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Publication number
WO2003089325A2
WO2003089325A2 PCT/DE2003/001108 DE0301108W WO03089325A2 WO 2003089325 A2 WO2003089325 A2 WO 2003089325A2 DE 0301108 W DE0301108 W DE 0301108W WO 03089325 A2 WO03089325 A2 WO 03089325A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
way valve
projection
container
valve according
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2003/001108
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2003089325A3 (de
Inventor
Frank Janssen
Roland Kneer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gaplast GmbH
Original Assignee
Gaplast GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaplast GmbH filed Critical Gaplast GmbH
Priority to BRPI0309423-5A priority Critical patent/BR0309423B1/pt
Priority to SI200331095T priority patent/SI1499538T1/sl
Priority to DE50308847T priority patent/DE50308847D1/de
Priority to AU2003232591A priority patent/AU2003232591A1/en
Priority to US10/511,928 priority patent/US8322578B2/en
Priority to MXPA04010304A priority patent/MXPA04010304A/es
Priority to EP03746804A priority patent/EP1499538B1/de
Priority to DK03746804T priority patent/DK1499538T3/da
Publication of WO2003089325A2 publication Critical patent/WO2003089325A2/de
Publication of WO2003089325A3 publication Critical patent/WO2003089325A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/20—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge
    • B65D47/2018—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure
    • B65D47/2056—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type
    • B65D47/2081—Closures with discharging devices other than pumps comprising hand-operated members for controlling discharge comprising a valve or like element which is opened or closed by deformation of the container or closure lift valve type in which the deformation raises or lowers the valve port
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/24—Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants

Definitions

  • the invention relates to a one-way valve for dispensing a flowable material from a preferably volume-reducing container, with a cap which sits on the container neck and has an outlet opening for the material.
  • the volume-reducing container can be, for example, a rigid outer container with an inner container or inner bag consisting of a soft material, which contracts accordingly after a part of the flowable material has been dispensed, pressure equalization openings in for pressure equalization between the rigid outer container and the inner container the outer container are provided.
  • the container can also be single-walled and, for example, have the shape of a tube which is gradually compressed to release the material. Bellows containers, which gradually collapse in accordance with the discharge of the flowable material, and syringes, the volume of which can be reduced by advancing a syringe plunger, may be mentioned as further examples of a volume-reducing container. It is understood that the above list is only an example.
  • the container does not have to be volume-reducing.
  • the compensation can also be achieved by inflowing air that flows through a filter (sterile filter).
  • the flowable material can be liquid or a cream, a gel, an ointment or another substance with a possibly high viscosity.
  • the one-way valve of the type under consideration is intended to dispense the flowable container contents in individual partial quantities or cans, the metered dispensing of the flowable contents being able to take place over a longer period of time, depending on the application.
  • the material remaining in the container is not affected by the ingress of foreign particles, whether microorganisms or inorganic or organic contaminants. This is especially true for pharmaceutical, but also e.g. determining the quality of cosmetic flowable materials, but also applies, for example, to substances attributable to food. For this reason, the volume of material discharged from the container must not be compensated for by the entry of air into the container if it is to be prevented that bacteria, dust, moisture etc. should come into contact with the remaining container contents, which is why - as mentioned above - In the case of the container considered here, the volume is reduced in accordance with the quantity of material dispensed. Above all, it must be ensured that no microorganisms penetrate through the container opening and contaminate the remaining container contents.
  • the present invention has for its object to provide a one-way valve of the type under consideration, in which the sterility of the flowable material remaining in the container remains largely guaranteed.
  • the one-way valve according to the invention contains a valve seat, which consists of a rigid plastic such as PE / PP and is arranged in the neck of the container. For example, if the container has a continuous tube shape, the valve seat is inserted into the end portion of the container.
  • the valve seat contains a base body which bears against the inner wall of the container neck and contains at least one passage opening which - when released
  • the valve seat also has a projection which is connected to the base body and extends in the axial direction of the container neck to the outlet opening of the container.
  • the one-way valve according to the invention also contains an elastic seal which has a ring section which covers the at least one through opening and a sleeve-shaped section which is formed in one piece therewith and which forms the
  • - preferably arranged centrally in the container neck - surrounds the projection with a radial spacing, with the exception of the end section of the sleeve-shaped part, which preferably bears against the end section of the projection within the outlet opening of the container when the valve is closed.
  • the ring section of the elastic seal is pressed radially outside the at least one through opening of the valve seat on the valve seat.
  • the one-way valve preferably contains a sterilization device, which is arranged in the space between the projection of the valve seat and the sleeve-shaped section of the elastic seal and has a germicidal effect on any bacteria which may have penetrated, etc.
  • the sterilization device can be a preferably spiral-shaped sterilization element which surrounds the projection, or it can be formed by coating at least parts of the valve seat and / or the seal with oligodynamically active metals or bactericidal substances.
  • the valve seat closes the container neck except for its at least one through opening or, if one is not designed, the cross section of the container lying in front of the outlet opening.
  • the elastic seal rests firmly on the base body of the valve seat, since it is preferably held with its annular outer area in contact with the valve seat, preferably pressed against the valve seat by an annular projection of the cap of the container.
  • the elastic seal lying flat on the base body of the valve seat thus closes the at least one through opening of the valve seat.
  • the elastic seal also lies with the end portion of its sleeve-shaped portion close to the head end of the preferably pin-shaped projection, namely within the outlet opening of the container in such a way that this outlet opening is tightly closed when the valve is closed. Because of the tight contact with the pin or peg-shaped projection of the valve seat, this also ensures that no contamination from the outside can occur between the projection and the sleeve-shaped section of the seal.
  • the sterilization element arranged there would effectively prevent harmful multiplication of microorganisms, so that the sterility of the container contents is ensured. This applies both to the flowable material remaining between the seal and the valve seat and to the container content remaining below the one-way valve.
  • the flowable material can be released not only by exerting a pressure on the contents of the container, but also in a corresponding manner by applying a negative pressure from outside to the elastic seal - and after opening it - on the contents of the container.
  • the base body of the valve seat contain a plurality of through bores radially outside the projection, which should be evenly distributed over the circumference.
  • the through openings can have, for example, the shape of circular-arc-shaped slots.
  • the base body of the valve seat has a flat base plate, through which the at least one passage opening leads, and a peripheral wall which bears against the inner wall of the container neck and which rests on the peripheral edge of the container neck with an outer circumferential annular shoulder.
  • the peripheral wall like the container neck, generally has a circular cylindrical shape.
  • the cap of the container rests on the upper edge of the peripheral wall of the valve seat, as a result of which the valve seat is fixed.
  • the cap can be a screw cap. However, the cap can also be snapped onto the container neck, for example.
  • the projection which is preferably attached centrally to the flat base plate of the valve seat, generally has a pin or peg shape and can be designed in such a way that it has the shape of a circular cylinder with a preferably tapered end section.
  • the projection in longitudinal section can have an arcuate contour, other shapes also being possible, as long as the end section of the projection offers a suitable sealing surface for the sleeve-shaped section of the elastic seal.
  • the upper edge of the projection of the valve seat is arranged within the container opening, it preferably being flush with the upper side of the cap. It goes without saying that the diameter of the end section of the projection is smaller than the diameter of the container opening, since the end section of the sleeve-shaped section of the elastic seal is arranged in the annular space.
  • the ring section of the elastic seal also preferably has a flat shape and is held in the region of its peripheral edge in contact with the flat base plate of the valve seat. It is preferably provided that the closure cap of the container has an annular projection which presses the elastic seal against the valve seat in the range specified above.
  • the ring section of the seal can, however, also be held on the valve seat by other means, for example glued on.
  • the sleeve-shaped section adjoining the ring section of the seal which is also integrally formed in the middle, can first be circular cylindrical and then conical in longitudinal section, starting from the ring section his.
  • An alternative form is that the sleeve-shaped section has an arcuate contour in longitudinal section.
  • the end section of the sleeve-shaped part of the elastic seal has an inner contour which matches the peripheral surface of the head section of the projection and lies against the wall of the container opening with the outer surface, the wall cross section of the end section of the sleeve-shaped part being substantially wedge-shaped.
  • a tight seal can also be additionally ensured that the end portion of the sleeve-shaped part of the seal is pushed back by hand if the seal does not automatically return to the completely closed state, which may be the case with highly viscous materials. may be the case.
  • the sterilization element arranged in the intermediate space (dead volume) between the seal and the valve seat preferably surrounds the projection of the valve seat in a spiral shape.
  • the dimensions are expediently such that the sterilization element, which may have the form of a helical spring, is in contact with both the latter and the sleeve-shaped section of the seal at the upper end region of the projection, so that any that may enter the outlet opening of the container Microorganisms inevitably come into contact with the sterilization element when they migrate downwards. This reliably prevents microbial contamination.
  • the sterilization element consists of silver or contains a silver coating, which has a germicidal effect. Instead of silver, other oligodynamically active metals or bactericidal substances can also be used.
  • Figure 1 is an exploded view of the components of an embodiment of the one-way valve according to the invention with associated container neck and container cap;
  • FIG. 2A and 2B show a side view and top view of the valve body according to FIG. 1;
  • FIGS. 3A and 3B show a side view and a top view of the valve seat according to FIG. 1;
  • FIGS. 4 A and 4 B show a side view and a top view of the container cap according to FIGS. 4 A and 4 B
  • Figures 5 A and 5 B are longitudinal sections through the one-way valve attached to the container neck according to Figure 1 in the closed and in the open state.
  • the main components of the sterile valve according to the invention are a valve seat 1, an elastic sealing body 2 and - preferably - a sterilization element 3, which are arranged in the neck 4 of a container 5 in a manner described below.
  • a specially designed container cap 6 interacts with the components of the sterile valve.
  • the valve seat 1 consists of a flat base plate 7 with an adjoining cylindrical peripheral wall 8 which, in the installed position, lies tight against the inner wall of the container neck 4 and ends in an outwardly pointing annular collar 9 which rests on the upper edge of the container neck 4.
  • the base plate 7 contains four circular through openings 10, which are evenly distributed in the circumferential direction.
  • a peg-shaped projection 1 1 is formed, which projects at a right angle from the base plate 7 and has a circular cylindrical shape which merges into a frustoconical end section 1 2 which projects beyond the annular shoulder 9.
  • the sealing element 2 which consists of an elastic plastic such as ..., as well as the valve seat 1 is made in one piece and contains a flat ring portion 13 which merges at its radially inner peripheral edge into a sleeve-shaped portion 1 4, the central longitudinal axis of which is perpendicular to the plane of the Ring section 13 runs.
  • the sleeve-shaped section 14 consists of a first circular-cylindrical section 15, a central section 16 which then tapers conically upwards and an end section 17 7 which in turn is cylindrical on its outer contour.
  • the end section 17 has one that is free End continuously increasing wall thickness, since its inner contour is aligned conical with that of section 1 6.
  • the upper edge of the sleeve-shaped section is designated by the reference number 1 8, while the upper edge of the projection 1 1 is provided by the reference number 1 9.
  • the closure cap 6 of the container 5 contains an upper end wall 20 and an essentially circular-cylindrical peripheral wall 21.
  • a flat indentation 22 is formed, which ends at a radially inwardly facing annular collar 23, which forms the upper side of a circumferential nose 24 pointing obliquely inwards.
  • This nose 24 engages under a circumferential outer projection 25 on the outside of the container neck 4 when the cap 6 is snapped onto the container neck 4.
  • annular projection 25 is formed on the underside of the upper end wall 20 of the cap 6, which has an extension such that, in the installed position of the sterile valve and the cap 6, it fixes the ring section 1 3 of the sealing body 2 against the base plate 7 of the valve seat 1 presses.
  • the outlet opening 27 In the middle of the upper end wall 20 of the cap 6 there is a circular outlet opening 27 for the flowable material accommodated in the container.
  • the outlet opening 27 initially narrows a little from the top 28 of the cap 6, in order to then become increasingly wider after a cross-section rounding 29.
  • the edge contour of the outlet opening 27, viewed from the top 28 of the cap 6, initially runs in an arc shape inwards and outwards again, which is followed by a section pointing obliquely outwards. In the area of the narrowest point, the outlet opening 27 is smoothly rounded.
  • FIGS. 5A and 5B show that the sterilization element 3, which is provided with a silver coating and has the shape of a spiral screw or spiral spring, surrounds the projection 11 of the valve seat 1 with a small distance.
  • the top side 1 9 of the projection 1 1 is flush with the top side 28 of the cap 6. This also applies to the top side 1 8 of the sleeve-shaped section 14 when the sterile valve is closed, ie when the ring section 1 3 is flat rests on the base plate 7.
  • the upper end section 17 fills the sleeve-shaped section 14 of the Sealing element 2 completely from the annular gap between the head end 12 of the projection 1 1 and the peripheral wall of the outlet opening 27.
  • the sealing element 2 When no more pressure is exerted on the container contents, the sealing element 2 automatically returns to the starting position due to the elasticity of its material, the restoring force being able to be determined by selecting a suitable elastic material and suitable dimensions, in particular the wall thickness of the ring section 13.

Landscapes

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Abstract

Das Einwegventil zur rekontaminationsgeschützten Mehrfach-Abgabe eines fliessfähigen Materials aus einem bevorzugt volumenreduzierbaren Behälter enthält einen aus einem starren Kunststoff bestehenden Ventilsitz (1), der in dem Behälterhals (4) angeordnet ist und einen Basiskörper (7,8,9), der an der Innenwand des Behälterhalses (4) anliegt und wenigstens eine Durchgangsöffnung (10) enthält, und einen Vorsprung (11) aufweist, der sich in axialer Richtung des Behälterhalses (4) zu der Austrittsöffnung (27) erstreckt. Über dem Ventilsitz ist eine elastische Dichtung (2) angeordnet, die einen Ringabschnitt (13), der die wenigstens eine Durchgangsöffnung (10) überdeckt, und einen hülsenförmigen Abschnitt (14) aufweist, der den Vorsprung (11) mit radialem Abstand umgibt mit Ausnahme seines Endabschnitts (17), der im geschlossenen Zustand des Ventils in der Austrittsöffnung (27) an dem Endabschnitt (12) des Vorsprungs (11) anliegt.

Description

Einwegventil zur Abgabe eines fließfähigen Materials
Die Erfindung betrifft ein Einwegventil zur Abgabe eines fließfähigen Materials aus einem vorzugsweise volumenreduzierbaren Behälter, mit einer Kappe, die auf dem Behälterhals sitzt und eine Austrittsöffnung für das Material aufweist.
Bei dem volumenreduzierbaren Behälter kann es sich beispielsweise um einen starren Außenbehälter mit einem aus einem weichen Material bestehenden Innenbehälter bzw. Innenbeutel handeln, der sich nach Abgabe eines Teils des fließfähigen Materials jeweils entsprechend zusammenzieht, wobei zum Druckausgleich zwischen dem starren Außenbehälter und dem Innenbehälter Druckausgleichsöffnungen in dem Außenbehälter vorgesehen sind. Der Behälter kann aber auch einwandig sein und beispielsweise die Form einer Tube haben, die zur Abgabe des Materials allmählich zusammengedrückt wird. Als weitere Beispiele für einen volumenreduzierbaren Behälter seien Faltenbalg-Behälter, die entsprechend der Abgabe des fließfähigen Materials allmählich zusammenfallen, sowie Spritzen genannt, deren Volumen durch Vorschub eines Spritzenkolbens reduzierbar ist. Es versteht sich, daß die vorstehende Aufzählung nur beispielhaft ist.
Der Behälter muß aber nicht volumenreduzierbar sein. Der Ausgleich kann auch durch einströmende Luft, die durch einen Filter (Sterilfilter) strömt, erreicht werden.
Das fließfähige Material kann flüssig sein oder eine Creme, ein Gel, eine Salbe oder eine andere Substanz mit gegebenenfalls hoher Viskosität. Das Einwegventil der betrachteten Art ist dazu vorgesehen, den fließfähigen Behälterinhalt in einzelnen Teilmengen bzw. Dosen abzugeben, wobei je nach Anwendungsfall die dosierte Abgabe des fließfähigen Inhalts über einen längeren Zeitraum verteilt erfolgen kann.
Bei der Abgabe einer Vielzahl von Arten von fließfähigen Materialien ist es wichtig, daß das in dem Behälter verbleibende Material nicht durch eindringende Fremdpartikel, seien es Mikroorganismen oder anorganische oder organische Verunreinigungen, beeinträchtigt wird. Dies ist vor allem bei pharmazeutischen, aber auch z.B. bei kosmetischen fließfähigen Materialien qualitätsbestimmend, trifft aber beispielsweise auch auf den Nahrungsmitteln zuzurechnende Substanzen zu. Aus diesem Grund darf das aus dem Behälter abgegebene Materialvolumen nicht durch Eintritt von Luft in den Behälter ausgeglichen werden, wenn verhindert werden soll, daß Bakterien, Staub, Feuchtigkeit etc. mit dem verbleibenden Behälterinhalt in Berührung kommen soll, weshalb sich - wie oben erwähnt - bei dem hier betrachteten Behälter entsprechend der abgegebenen Materialmenge das Volumen reduziert. Es muß vor allem gewährleistet sein, daß keine Mikroorganismen durch die Behälteröffnung eindringen und den verbleibenden Behälterinhalt kontaminieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einwegventil der betrachteten Art anzugeben, bei dem die Sterilität des in dem Behälter verbleibenden fließfähigen Materials weitestgehend gewährleistet bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Einwegventil enthält einen Ventilsitz, der aus einem starren Kunststoff wie PE/PP besteht und in dem Behälterhals angeordnet ist. Wenn der Behälter beispielsweise eine durchgehende Rohrform hat, ist der Ventilsitz in den Endabschnitt des Behälters eingesetzt.
Der Ventilsitz enthält einen Basiskörper, der an der Innenwand des Behälterhalses anliegt und wenigstens eine Durchgangsoffnung enthält, die - bei ihrer Freigabe
- den Durchtritt des fließfähigen Materials in Richtung der Austrittsöffnung des Behälters zuläßt. Der Ventilsitz hat ferner einen mit dem Basiskörper verbundenen Vorsprung, der sich in axialer Richtung des Behälterhalses zu der Austrittsöffnung des Behälters erstreckt.
Das erfindungsgemäße Einwegventil enthält ferner eine elastische Dichtung, die einen Ringabschnitt, der die wenigstens eine Durchgangsoffnung überdeckt, und einen einstückig damit ausgebildeten hulsenformigen Abschnitt aufweist, der den
- bevorzugt mittig in dem Behälterhals angeordneten - Vorsprung mit radialem Abstand umgibt, mit Ausnahme des Endabschnitts des hulsenformigen Teils, der im geschlossenen Zustand des Ventils bevorzugt innerhalb der Austrittsöffnung des Behälters an dem Endabschnitt des Vorsprungs anliegt. Der Ringabschnitt der elastischen Dichtung ist dabei radial außerhalb der wenigstens einen Durchgangsoffnung des Ventilsitzes an den Ventilsitz angedrückt.
Außerdem enthält das Einwegventil bevorzugt eine Sterilisationseinrichtung, die in dem Zwischenraum zwischen dem Vorsprung des Ventilsitzes und dem hulsenformigen Abschnitt der elastischen Dichtung angeordnet ist, und eine keimtötende Wirkung auf evtl. eingedrungene Bakterien etc. ausübt.
Die Sterilisationseinrichtung kann ein bevorzugt spiralförmiges Sterilisationselement sein, das den Vorsprung umgibt, oder sie kann durch Beschichten wenigstens von Teilen des Ventilsitzes und/oder der Dichtung mit oligodynamisch wirksamen Metallen bzw. bakterizid wirkenden Stoffen gebildet sein. Bei dem erfindungsgemäßen Einwegventil verschließt der Ventilsitz bis auf seine wenigstens eine Durchgangsoffnung den Behälterhals oder - wenn ein solcher nicht ausgebildet ist - den vor der Austrittsöffnung liegenden Querschnitt des Behälters. Im geschlossenen Zustand des Ventils liegt die elastische Dichtung auf dem Basiskörper des Ventilsitzes fest an, da sie bevorzugt mit ihrem ringförmigen Außenbereich in Anlage an dem Ventilsitz gehalten, vorzugsweise durch einen ringförmigen Vorsprung der Kappe des Behälters gegen den Ventilsitz gepreßt ist. Die flach auf dem Basiskörper des Ventilsitzes aufliegende elastische Dichtung schließt damit die wenigstens eine Durchgangsoffnung des Ventilsitzes.
Die elastische Dichtung liegt ferner mit dem Endabschnitt ihres hulsenformigen Abschnitts dicht am Kopfende des bevorzugt stiftförmigen Vorsprungs an, und zwar innerhalb der Austrittsöffnung des Behälters auf solche Weise, daß diese Austrittsöffnung im geschlossenen Zustand des Ventils dicht verschlossen ist. Wegen der dichten Anlage an dem stift- oder zapfenförmigen Vorsprung des Ventilsitzes wird hierdurch auch gewährleistet, daß keinerlei Verunreinigungen von außen zwischen den Vorsprung und den hulsenformigen Abschnitt der Dichtung eintreten können.
Wenn bevorzugt durch Aufbringen einer äußeren Kraft auf den Behälter ein Druck auf den Behälterinhalt ausgeübt wird, wird das fließfähige Material durch die wenigstens eine Durchgangsoffnung des Ventilsitzes gegen den darüber liegenden Ringabschnitt der elastischen Dichtung gepreßt, wodurch diese von dem Basiskörper des Ventilsitzes angehoben wird. Dies hat gleichzeitig zur Folge, daß der Endabschnitt des hulsenformigen Abschnitts der elastischen Dichtung von dem Endabschnitt des Vorsprungs des Ventilsitzes abhebt, d.h. sich in axialer Richtung des Behälterhalses bewegt und dabei bevorzugt aus der Austrittsöffnung des Behälters herausragt. Damit wird für das fließfähige Material, das durch die wenigstens eine Durchgangsoffnung des Ventilsitzes hindurchgetreten ist, die Strömungsbahn durch die Austrittsöffnung des Behälters freigegeben. Wenn kein Druck mehr auf den Behälterinhalt ausgeübt wird, kehrt die Dichtung infolge ihrer Elastizität in ihre Ausgangslage zurück, in der die wenigstens eine Durchgangsoffnung des Ventilsitzes und die Austrittsöffnung des Behälters verschlossen sind.
Selbst wenn durch den Öffnungsbereich des Behälters Mikroorganismen in den Zwischenraum zwischen der elastischen Dichtung und dem Ventilsitz eintreten, würde das dort angeordnete Sterilisationselement eine schädliche Vermehrung von Mikroorganismen wirkungsvoll verhindern, so daß die Sterilität des Behälterinhalts gewährleistet wird. Dies trifft sowohl für das zwischen der Dichtung und dem Ventilsitz verbliebene fließfähige Material zu als auch für den unterhalb des Einwegventils verbliebenen Behälterinhalt.
Das fließfähige Material kann nicht nur durch Ausüben eines Drucks auf den Behälterinhalt abgegeben werden, sondern auf entsprechende Weise auch dadurch, daß von Außen ein Unterdruck auf die elastische Dichtung - und nach deren Öffnen - auf den Behälterinhalt ausgeübt wird.
In weiteren Einzelheiten wird vorgeschlagen, daß der Basiskörper des Ventilsitzes radial außerhalb des Vorsprungs mehrere Durchgangsbohrungen enthält, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sein sollten. Hierzu können die Durchgangsöffnungen beispielsweise die Form von kreisbogenförmigen Schlitzen haben.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Basiskörper des Ventilsitzes eine ebene Basisplatte, durch die die wenigstens eine Durchgangsoffnung führt, und eine an der Innenwand des Behälterhalses anliegende Umfangswand aufweist, die mit einer außen umlaufenden Ringschulter auf der Randkante des Behälterhalses aufliegt. Dabei hat die Umfangswand im allgemeinen ebenso wie der Behälterhals eine kreiszylindrische Form. Auf dem oberen Rand der Umfangswand des Ventilsitzes liegt die Kappe des Behälters auf, wodurch der Ventilsitz fixiert ist. Bei der Kappe kann es sich um eine Schraubkappe handeln. Die Kappe kann aber beispielsweise auch auf den Behälterhals aufgeschnappt sein.
Der bevorzugt mittig an der ebenen Basisplatte des Ventilsitzes angesetzte Vorsprung hat allgemein eine Stift- oder Zapfenform und kann so gestaltet sein, daß er die Form eines Kreiszylinders mit vorzugsweise konisch zulaufendem Endabschnitt hat.
Alternativ hierzu kann der Vorsprung im Längsschnitt eine bogenförmige Kontur haben, wobei auch andere Formen in Betracht kommen, solange der Endabschnitt des Vorsprungs eine geeignete Dichtfläche für den hulsenformigen Abschnitt der elastischen Dichtung bietet.
Mit Vorteil ist vorgesehen, daß die Oberkante des Vorsprungs des Ventilsitzes innerhalb der Behälteröffnung angeordnet ist, wobei sie bevorzugt mit der Oberseite der Kappe fluchtet. Dabei versteht es sich, daß der Durchmesser des Endabschnitts des Vorsprungs kleiner als der Durchmesser der Behälteröffnung ist, da in dem ringförmigen Zwischenraum der Endabschnitt des hulsenformigen Abschnitts der elastischen Dichtung angeordnet ist.
Der Ringabschnitt der elastischen Dichtung hat ebenfalls bevorzugt eine ebene Form und ist im Bereich seines Umfangsrandes in Anlage an die ebene Basisplatte des Ventilsitzes gehalten. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Verschlußkappe des Behälters einen Ringvorsprung hat, der die elastische Dichtung in dem oben angegebenen Bereich an den Ventilsitz preßt. Der Ringabschnitt der Dichtung kann aber auch durch andere Mittel an dem Ventilsitz gehalten sein, beispielsweise angeklebt sein.
Der an den Ringabschnitt der Dichtung anschließende hülsenförmige Abschnitt, der ebenfalls mittig angeformt ist, kann im Längsschnitt ausgehend von dem Ringabschnitt zunächst kreiszylindrisch und anschließend konisch ausgebildet sein. Eine alternative Form besteht darin, daß der hülsenförmige Abschnitt im Längsschnitt eine bogenförmige Kontur hat.
Der Endabschnitt des hulsenformigen Teils der elastischen Dichtung hat eine mit der Umfangsfläche des Kopfabschnitts des Vorsprungs übereinstimmende Innenkontur und liegt mit der Außenfläche an der Wand der Behälteröffnung an, wobei der Wandquerschnitt des Endabschnitts des hulsenformigen Teils im wesentlichen eine Keilform erhält. Dieser querschnittlich im wesentlichen keilförmig sich zum Ende erweiternde Abschnitt verschließt im geschlossenen Zustand des Ventils den Ringspalt zwischen dem Kopfabschnitt des Vorsprungs des Ventilsitzes und der Innenwand der Behälteröffnung, wobei die Querschnittsform den dichten Verschluß infolge der Rückstellkraft des elastischen Dichtungsmaterials begünstigt.
Ein dichter Verschluß kann auch dadurch zusätzlich gewährleistet werden, daß der Endabschnitt des hulsenformigen Teils der Dichtung von Hand zurückgedrückt wird, falls die Dichtung nicht selbsttätig in den vollkommen verschlossenen Zustand zurückkehrt, was bei hochviskosen Materialien u.U. der Fall sein kann.
Das in dem Zwischenraum (Totvolumen) zwischen der Dichtung und dem Ventilsitz angeordnete Sterilisationselement umgibt den Vorsprung des Ventilsitzes bevorzugt in einer Spiralform. Dabei sind die Abmessungen zweckmäßigerweise so getroffen, daß das Sterilisationselement, das die Form einer Schraubenfeder haben kann, am oberen Endbereich des Vorsprungs sowohl mit diesem als auch mit dem hulsenformigen Abschnitt der Dichtung in Kontakt steht, so daß evtl. in die Austrittsöffnung des Behälters eintretende Mikroorganismen zwangsläufig mit dem Sterilisationselement in Kontakt geraten, wenn sie nach unten wandern. Damit ist eine mikrobielle Kontamination sicher vermieden. Das Sterilisationselement besteht aus Silber oder enthält eine Silberbeschichtung, die eine keimtötende Wirkung entfaltet. Anstelle von Silber sind auch andere oligodynamisch wirksame Metalle oder bakterizide Substanzen verwendbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung der Bestandteile einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einwegventils mit zugehörigem Behälterhals und Behälterkappe;
Figur 2 A und 2 B eine Seitenansicht und Aufsicht des Ventilkörpers gemäß Figur 1 ;
Figuren 3 A und 3 B eine Seitenansicht und eine Aufsicht des Ventilsitzes gemäß Figur 1 ;
Figuren 4 A und 4 B eine Seitenansicht und eine Aufsicht der Behälterkappe gemäß Figur
1 ; Figuren 5 A und 5 B Längsschnitte durch das am Behälterhals angebrachte Einwegventil gemäß Figur 1 im geschlossenen und im geöffneten Zustand.
Die Hauptbestandteile des erfindungsgemäßen Sterilventils sind ein Ventilsitz 1 , ein elastischer Dichtungskörper 2 und - vorzugsweise - ein Sterilisationselement 3, die auf weiter unten beschriebene Weise in dem Hals 4 eines Behälters 5 angeordnet werden. Außerdem wirkt mit den Bestandteilen des Sterilventils eine besonders ausgebildete Behälterkappe 6 zusammen.
Der Ventilsitz 1 besteht aus einer ebenen Basisplatte 7 mit einer anschließenden zylindrischen Umfangswand 8, die in der Einbaulage an der Innenwand des Behälterhalses 4 dicht anliegt und in einem nach außen weisenden Ringbund 9 endet, der auf der Oberkante des Behälterhalses 4 aufliegt. Die Basisplatte 7 enthält vier kreisbogenförmige Durchgangsöffnungen 1 0, die gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind.
In der Mitte der kreisförmigen Basisplatte 7 ist ein zapfenförmiger Vorsprung 1 1 angeformt, der im rechten Winkel von der Basisplatte 7 absteht und eine kreiszylindrische Form hat, die in einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt 1 2 übergeht, der die Ringschulter 9 überragt.
Das Dichtungselement 2, das aus einem elastischen Kunststoff wie ... besteht, ist ebenso wie der Ventilsitz 1 einstückig hergestellt und enthält einen ebenen Ringabschnitt 13, der an seinem radial inneren Umfangsrand in einen hulsenformigen Abschnitt 1 4 übergeht, dessen Mittellängsachse senkrecht zur Ebene des Ringabschnitts 13 verläuft. Der hülsenförmige Abschnitt 14 besteht - ausgehend von dem Ringabschnitt 13 - aus einem ersten kreiszylindrischen Abschnitt 1 5, einem anschließend sich konisch nach oben verjüngenden Mittelabschnitt 1 6 und einem an seiner Außenkontur wiederum kreiszylindrischen Endabschnitt 1 7. Der Endabschnitt 1 7 hat eine zu seinem freien Ende kontinuierlich zunehmende Wandstärke, da seine Innenkontur mit derjenigen des Abschnitts 1 6 fluchtend konisch verläuft. Die obere Randkante des hulsenformigen Abschnitts ist mit dem Bezugszeichen 1 8 bezeichnet, während die Oberkante des Vorsprungs 1 1 mit dem Bezugszeichen 1 9 versehen ist.
Die Verschlußkappe 6 des Behälters 5 enthält eine obere Abschlußwand 20 sowie eine im wesentlichen kreiszylindrische Umfangswand 21 . An der Innenseite der Umfangswand 21 ist eine flache Einbuchtung 22 ausgebildet, die an einem radial nach innen weisenden Ringbund 23 endet, der die Oberseite einer schräg nach innen weisenden umlaufenden Nase 24 bildet. Diese Nase 24 untergreift einen umlaufenden äußeren Vorsprung 25 an der Außenseite des Behälterhalses 4, wenn die Kappe 6 auf dem Behälterhals 4 aufgeschnappt ist. Radial innerhalb der Umfangswand 21 ist an der Unterseite der oberen Abschlußwand 20 der Kappe 6 ein Ringvorsprung 25 angeformt, der eine solche Erstreckung hat, daß er in der Einbaulage des Sterilventils und der Kappe 6 den Ringabschnitt 1 3 des Dichtungskörpers 2 fest gegen die Basisplatte 7 des Ventilsitzes 1 preßt.
In der Mitte der oberen Abschlußwand 20 der Kappe 6 befindet sich eine kreisrunde Austrittsöffnung 27 für das in den Behälter aufgenommene fließfähige Material. Querschnittlich betrachtet verengt sich die Austrittsöffnung 27 von der Oberseite 28 der Kappe 6 zunächst ein wenig, um dann nach einer querschnittlichen Rundung 29 zunehmend breiter zu werden. Dabei verläuft im Längsschnitt die Randkontur der Austrittsöffnung 27 von der Oberseite 28 der Kappe 6 aus betrachtet zunächst bogenförmig nach innen und wieder nach außen, woran sich ein schräg nach außen weisender Abschnitt anschließt. Im Bereich der schmälsten Stelle ist die Austrittsöffnung 27 glatt gerundet.
Die Figuren 5A und 5B zeigen, daß das mit einer Silberbeschichtung versehene Sterilisationselement 3, das die Form einer Spiralschraube oder Spiralfeder hat, den Vorsprung 1 1 des Ventilsitzes 1 mit geringem Abstand umgibt. Der durch den hulsenformigen Abschnitt 14 des Dichtungselementes 2 und den Vorsprung 1 1 begrenzte Hohlraum 30, durch den das fließfähige Material bei seiner dosierten Abgabe hindurchfließt, verengt sich - querschnittlich betrachtet - keilförmig zum oberen Ende hin, derart, daß das Sterilisationselement 3 im oberen Bereich das Dichtungselement berührt. Dies ist im unteren Bereich des Dichtungselementes nicht der Fall, wo der Zwischenraum zwischen dem Dichtungselement und dem Vorsprung eine beträchtliche Breite hat.
In der Einbaulage des Sterilventils verläuft die Oberseite 1 9 des Vorsprungs 1 1 bündig mit der Oberseite 28 der Kappe 6. Dies trifft auch für die Oberseite 1 8 des hulsenformigen Abschnitts 14 zu, wenn das Sterilventil geschlossen ist, d.h. wenn der Ringabschnitt 1 3 flach auf der Basisplatte 7 aufliegt. Im geschlossenen Zustand füllt der obere Endabschnitt 1 7 des hulsenformigen Abschnitts 14 des Dichtungselementes 2 den Ringspalt zwischen dem Kopfende 12 des Vorsprungs 1 1 und der Umfangswand der Austrittsöffnung 27 vollständig aus.
Wenn unter Druck stehendes fließfähiges Material durch die Durchgangsöffnungen 10 in der Basisplatte 7 des Ventilsitzes 1 hindurchgedrückt wird, wird der radial innere Bereich des Ringabschnitts 13 des Dichtungselementes 2 nach oben angehoben, wie Figur 5B zeigt, was damit einhergeht, daß der gesamte hülsenförmige Abschnitt 14 nach oben wandert und der bisher die Abdichtung bewirkende Endabschnitt 17 des Dichtungselementes nach oben aus der Austrittsöffnung 27 austritt. Diese Bewegung erfolgt glatt infolge der konisch sich verjüngenden Außenseite des Endabschnitts 12 des Vorsprungs 1 1 und der gerundeten Lochwandung.
Wenn kein Druck mehr auf den Behälterinhalt ausgeübt wird, kehrt das Dichtungselement 2 aufgrund der Elastizität seines Werkstoffs selbsttätig in die Ausgangsstellung zurück, wobei die Rückstellkraft durch Auswahl eines geeigneten elastischen Materials und geeignete Abmessungen insbesondere der Wandstärke des Ringabschnitts 13 festgelegt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Einwegventil zur Abgabe eines fließfähigen Materials aus einem volumenreduzierbaren Behälter, mit einer Kappe, die auf dem Behälterhals sitzt und eine Austrittsöffnung für das Material aufweist, gekennzeichnet durch einen Ventilsitz (1 ), der in dem Behälterhals (4) angeordnet ist und einen Basiskörper (7,8,9), der an der Innenwand des Behälterhalses (4) anliegt und wenigstens eine Durchgangsoffnung (10) enthält, und einen Vorsprung (1 1 ) aufweist, der sich in axialer Richtung des Behälterhalses (4) zu der Austrittsöffnung (27) erstreckt, und eine elastische Dichtung (2), die einen Ringabschnitt (13), der die wenigstens eine Durchgangsoffnung (10) überdeckt und einen hulsenformigen Abschnitt (14) aufweist, der den Vorsprung (1 1 ) mit radialem Abstand umgibt mit Ausnahme seines Endabschnitts (17) der im geschlossenen Zustand des Einwegventils in der Austrittsöffnung (27) an dem Endabschnitt (12) des Vorsprungs (1 1 ) anliegt.
2. Einwegventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Sterilisationseinrichtung (3) in der Strömungsbahn des fließfähigen Materials angeordnet ist.
3. Einwegventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper radial außerhalb des Vorsprungs (1 1 ) mehrere Durchgangsbohrungen (10) enthält.
4. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper eine ebene Basisplatte (7), die die wenigstens eine Durchgangsbohrung (10) enthält, und eine an der Innenwand des Behälterhalses (4) anliegende Umfangswand (8) aufweist, die mit einer außen umlaufenden Schulter (9) auf der Randkante des Behälterhalses (4) aufliegt.
5. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (1 1 ) des Ventilsitzes (1 ) eine kreiszylindrische Form mit einem sich verjüngenden, vorzugsweise konisch abgeschrägten Endabschnitt ( 1 2) hat.
6. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (1 1 ) des Ventilsitzes (1 ) im Längsschnitt eine bogenförmige Kontur hat.
7. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante ( 1 9) des Vorsprungs ( 1 1 ) innerhalb der Behälteröffnung (27) angeordnet ist.
8. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabschnitt ( 1 3) der Dichtung (2) eine ebene Form hat und durch einen Ringvorsprung (26) der Kappe (6) radial außerhalb der wenigstens einen Durchgangsoffnung ( 1 0) in Anlage an der Basisplatte (7) des Ventilsitzes (1 ) gehalten ist.
9. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Abschnitt ( 1 4) der Dichtung (2) im Längsschnitt ausgehend von dem Ringabschnitt ( 1 3) zunächst zylindrisch, anschließend konisch und dann an seiner Außenseite wiederum zylindrisch ausgebildet ist.
10. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Abschnitt (14) im Längsschnitt eine bogenförmige Kontur hat.
1 1. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (17) des hulsenformigen Abschnitts (14) eine mit der Umfangsf lache des Endabschnitts (12) des Vorsprungs (1 1 ) übereinstimmende Innenkontur hat und mit seiner Außenwand außerdem an der querschnittlich gerundeten Engstelle der Wand der Behälteröffnung anliegt, so daß der Ringspalt zwischen dem Endabschnitt (12) des Vorsprungs ( 1 1 ) des Ventilsitzes (1 ) und der Innenwand der Behälteröffnung (27) im geschlossenen Zustand des Einwegventils dicht verschlossen ist.
12. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (18) des hulsenformigen Abschnitts (14) der Dichtung (2) im geschlossenen Zustand des Ventils mit der Oberseite (28) der Kappe (6) fluchtet.
13. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationseinrichtung ein spiralförmiges Sterilisationselement (3) ist, das den Vorsprung (1 1 ) umgibt.
4. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisationselement (3) im geschlossenen Zustand des Ventils am oberen Endbereich sowohl mit dem Vorsprung (1 1 ) als auch mit dem hulsenformigen Abschnitt ( 14) der Dichtung (2) in Kontakt steht.
5. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisationselement aus Silber oder einem anderen oligodynamisch wirksamen Metall bzw. bakterizid wirkenden Stoff besteht oder damit beschichtet ist.
6. Einwegventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationseinrichtung durch Beschichten wenigstens von Teilen des Ventilsitzes und/oder der Dichtung mit oligodynamisch wirksamen Metallen bzw. bakterizid wirkenden Stoffen gebildet ist.
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