Entlüftungsventil für luftdicht verschlossene Behälter

Abstract

 Ein Entlüftungsventil für luftdicht verschlossene Behälter, das aus einem elastischen hohlen Ventilkörper (2) besteht, der eine Vorspeicherkammer (8) für Gasteilchen, die im Inneren des luftdicht verschlossenen Behälters entstehen und entlüftet werden sollen, bildet.
Der hohle elastische Ventilkörper (2) schwillt unter dem Druck der zu entlüftenden Gasteilchen an zu einer halbkugelförmigen Kuppel. Sobald der Entlüftungsvorgang einsetzt, fällt die Kuppel wegen des Gasaustritts wieder zusammen und verschließt den Behälter erneut, bevor der Innendruck des Behälters sich mit dem atmosphärischen Außendruck ausgleicht. Die die Luftdichtigkeit sichernde Membran (4) des Entlüftungsventils wird nicht durch den Überdruck in dem Behälter angehoben, sondern durch den aufgrund der Gastilchen anschwellenden Ventilkörper (2) von außen von dem Ventilsitz (3) abgehoben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil für luftdicht verschlossene Behälter, insbesondere für Nahrungsmittel, die innerhalb der verschlossenen Behälter Gase abgeben.

[0002] Es sind verschiedene Arten von Entlüftungsventilen für luftdicht verschlossene Behälter bekannt. Alle bekannten Entlüftungsventile weisen eine elastische Dichtung auf, die im wesentlichen aus einer verformbaren Platte besteht. Bei allen bekannten Entlüftungsventilen wirken die entweichenden Gasteilchen auf die Membran, so daß diese angehoben wird.

[0003] In dem Stadium, in dem sich ein Gleichgewicht zwischen äußerem Luftdruck und innerem Gasdruck beispielsweise am Ende eines Gasausströmens einstellt, ist die Luftdichtigkeit der Behälter nicht sichergestellt.

[0004] Im allgemeinen haben Entlüftungsventile an steifen oder weichen luftdicht verschlossener Behälter das Ziel, das im Inneren von diesen verschlossenen Behältern entstehende Gas austreten zu lassen und gleichzeitig zu verhindern, daß von außen Luft durch die Entlüftungseinrichtung eindringen kann. Bei allen bekannten Ventilen ist die Dichtung am Ende das Gasausströmens in einer kritischen Phase, wenn der Innendruck des Behälters sich der Größe des äußeren Atmosphärendrucks nähert.

[0005] Während dieser kritischen Phase ist die Luftdichtigkeit des Behälters gefährdet, da bei den bekannten Ventilen der abzubauende innere überdruck direkt auf die innere Oberfläche der Auslaß- bzw. Dichtungsmembran wirkt.

[0006] Bei den bekannten Ventilen wird das Druckgefälle zwischen Behälterinnerem und der Atmosphäre am Ende des Gasausströmens sich etwa dem Nullwert nähern und zur gleichen Zeit nähern sich die Werte der Drucke an, so daß ein Druckgleichgewicht eintritt. Zu dieser Zeit ist die Dichtigkeit der bekannten Ventile unsicher und die Aufrechterhaltung der Luftdichtigkeit des Behälters ist beeinträchtigt.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entlüftungsventil zu schaffen, das besonders in der kritischen Phase des Druckausgleichs die Dichtigkeit der Behälter aufrechterhält.

[0008] Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Dichtungsmembran von ihrem Dichtsitz abgehoben wird durch eine von außen auf den Umfangsrand der Membran wirkende Zugkraft.

[0009] Vorzugsweise entsteht die von außen auf den Umfangsrand der Dichtungsmembran wirkende Zugkraft, die die Membran von ihrem'Dichtsitz abhebt, durch die Verfor- . mung eines elastischen Ventilkörpers, in dem auszuscheidende Gasteilchen, die im Inneren des verschlossenen Behälters entstehen, gesammelt werden.

[0010] Die Gasteilchen, die innerhalb des aufschwellenden hohlen Ventilkörpers vorgespeichert werden und die später entweichen, lassen bei dem erfindungsgemäßen Ventil das Dichtelement wieder zurückgehen. Der halbkugelförmige Ventilkörper in Form einer Kapsel oder einer Kuppeldes hohlen Dichtelements schwillt vor Auslaß des Gases an. Nach dem Auslaß des Gases zieht er sich wieder zusammen und hält die Dichtigkeit des Behälters aufgrund des Ausgleichs zwischen innerem und äußerem Druck aufrecht.

[0011] Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil wird dabei nicht direkt durch den im Inneren des Behälters herrschenden Überdruck betrieben, der durch das Gas, das aus dem Behälter austreten soll, entsteht, sondern durch das Anschwellen eines verformbaren Ventilkörpers, der sich elastisch nach außen verformen kann und in dem die Gasteilchen, die aus dem Inneren des verschlossenen Behälters austreten sollen, gesammelt werden. Tatsächlich arbeitet die Dichtung nicht durch Druck, der von innen nach außen gerichtet ist, sondern durch eine von außen wirkende Zugkraft, die entlang dem äußeren Umfangsrand der Dichtung wirkt.

[0012] Die von außen auf den äußeren Rand der Dichtung wirkende Kraft ist stärker als der direkte Einfluß des auszuscheidenden Gases, wenn dieses auf die Innenwand des Dichtorgans nach außen wirkt. Die Dichtungsmembran öffnet sich nicht aufgrund eines von innen nach außen wirkenden Druckes, sondern sie wird von außen gezogen und angehoben. Dazu schwillt die elastische Vorspeicherkammer des _Entlüftungsventils an. Die untere Lippe der Vorspeicherkammer ist entlang dem äußeren Rand der Dichtungsmembran befestigt, um die Membran anheben zu können und den Gasaustritt zu ermöglichen.

[0013] Der Gasaustritt erfolgt erst, wenn innerhalb der Vorspeicherkammer durch den Überdruck aus dem innerhalb des luftdichten Behälters entstehenden Gases der elastische Ventilkörper nach außen hin angeschwollen ist, so daß der Rand der elastischen Membran nach aus- ^\ sen gezogen wird und sich von der luftdicht abschliessenden Lage abhebt.

[0014] Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil hat gegenüber den bekannten Ventilen mehrere Vorteile. Die öffnung ..des Ventils nimmt in Abhängigkeit von der halbkugelförmigen Kapsel des elastischen Ventilkörpers zu, wobei die wirksame Oberfläche größer ist als die innere Oberfläche der Dichtmembran. Darüber hinaus ist die auf das Dichtungselement wirkende Kraft am Rand der Dichtung konzentriert und nicht gleichmäßig über die Dichtungsmembran verteilt, wodurch ein wirksames Abheben nach oben hin erzielt wird.

[0015] Weiterhin ist die öffnungskraft wirksamer und effizienter, wenn sie von außen wirkt. Dadurch kann die Membran gegenüber einer Saugkappe, die durch die Dichtung aufgrund des äußeren atmosphärischen Druckes wirkt, leichter angehoben werden. Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil weist Vorteile in funktioneller Hinsicht und hinsichtlich der Sicherheit auf. Wegen seiner besonderen Form des elastischen Ventilkörpers wirkt es während der Schließung des Ventils, bevor das Gleichgewicht zwischen äußerem und innerem Druck wieder eingetreten ist. Dadurch wird die sofortige Wiederherstellung der Luftdichtigkeit des Behälters absolut gewährleistet und verhindert, daß die Luftdichtigkeit des Behälters bzw. dessen Inhalt durch das ausströmende Gas gefährdet wird. Mit Beginn des Gasausströmens beginnt sich der elastische Vorspeicherkörper zu senken und die Entlüftungsmembran legt sich sofort auf ihren Dichtsitz an, womit sie den Behälter wieder verschließt, bevor ein Ausgleich zwischen innerem und äußerem Druck eintreten kann.

[0016] Bei den bekannten Ventilen hält der Gasstrom, der von innen nach außen entweicht, die Entlüftungsmembran angehoben. Demgegenüber hat das erfindungsgemäße Entlüftungsventil den Vorteil,,daß der Gasstrom der innerhalb des Ventilkörpers vorgespeicherten Gas- teilchen die Dichtung absenken läßt und diese sich wieder schließt. Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil mit einer Vorspeicherkammer ist mit einem elastischen Ventilkörper in Form einer halbkugelförmigen Kapsel oder Kuppelversehen, welche anschwillt und dabei den Gasaustritt ermöglicht. Nach dem Gasaustritt fällt er wieder zusammen und hält die Luftdichtigkeit des Behälters aufrecht, bevor der innere und der äussere Druck sich einander angleichen. Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil für luftdicht verschlossene Behälter weist demnach Vorteile in funktioneller Hinsicht und hinsichtlich der Sicherheit auf, die größer sind als die Vorteile der bekannten Ventile.

[0017] Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispieleunter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 7 Aufbau und Wirkungsweise eines ersten Entlüftungsventils und

Fig. 8 bis 14 Aufbau und Wirkungsweise eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Entlüftungsventils.

[0018] Fig. 1 zeigt im Querschnitt die Wandung einer aus einem nicht dargestellten luftdichten Behälter herausgearbeiteten ringförmigen Ausnehmung. Am Boden der ringförmigen Ausnehmung ist eine zentrale Durchgangsöffnung 7 vorgesehen. Fig. 1 zeigt weiter ein noch nicht an dem luftdicht zu verschließenden Behälter angebrachtes Entlüftungsventil, das im Querschnitt im wesentlichen pilzförmig ausgebildet ist und einen hohlen Ventilkörper 2, einen hohlen geradlinigen Schaft 11 und an dessem unteren Ende eine mit Auslässen 10 versehene ringförmige Klemmplatte aufweist.

[0019] Fig. 2 zeigt das in der Ausnehmung des luftdicht zu verschließenden Behälters eingesetzte Entlüftungsventil. Die an der Unterseite des Ventilkörpers 2 vorgesehene ringförmige Dichtmembran 4 sitzt auf dem Boden der Ausnehmung auf und dichtet den Behälter in Verbindung mit einem Dichtsitz 3 luftdicht ab. Gehalten wird das Entlüftungsventil durch die Klemmplatte 12, die mit ihrem äußeren Rand 6 die Ausnehmung auf der Innenseite umfaßt. Wenn in dem Behälter kein überdruck durch sich bildendes Gas vorhanden ist, weist die Oberseite 9 des Ventilkörpers 2 eine leicht konkave Krümmung auf. Der Randbereich 5 der Durchgangsöffnung 7 wird an der Außenseite von der Membran und an der Innenseite von dem Rand 6 der Klemmplatte 12 eingefaßt. Damit ist sowohl der sichere Sitz des Entlüftungsventils an dem Behälter, als auch die Luftdichtigkeit des Behälters gewährleistet.

[0020] In Fig. 3 ist gezeigt, wie die Oberseite 9 des Ventilkörpers 2 aus ihrer konkaven Krümmung in eine gerade Ebene angeschwollen ist. In dem Behälter entwickelt sich ein Gas, welches, da es nicht aus dem Behälter austreten kann, sich in der durch den Ventilkörper 2 gebildeten Vorspeicherkammer 8 ansammelt. Da damit ein Überdruck in dem Behälter entsteht, schwillt der Ventilkörper 2 an, wodurch die Oberseite 9 angehoben wird.

[0021] Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß sich der innere Druck hat innerhalb der Kammer 8 weiter vergrößert/und daß die Oberseite 9 nach außen verformt wird und etwa die Form einer Kuppelannimmt. Die innerhalb des Behälters entstehenden Gasteilchen strömen durch die zentrale öffnung 7, sammeln sich innerhalb der _Vorspeicher- kammer 8 und lassen diese sich vergrößern. Gasteilchen, welche durch die Auslässe 1₀ strömen, können das Innere des Behälters noch nicht verlassen, da die Membran 4 noch fest an ihrem Dichtsitz 3 aufsitzt.

[0022] In Fig. 5 ist zu sehen, daß die Vorspeicherkammer 8 des Ventilkörpers 2 mit Gasteilchen 3 gefüllt ist, so daß sich die Oberseite 9 des Ventilkörpers weiter nach außen hin verformt hat. Jetzt zieht der Rand der Oberseite 9 den äußeren Rand 13 der Membran 4 nach oben, so daß die Membran 4 sich von dem Dichtsitz 3 abhebt. Aufgrund des in dem Behälter wirkenden Überdrucks strömen Gasteilchen durch die Auslässe 10 aus dem Behälter, was durch Pfeile 14 dargestellt ist.

[0023] In Fig. 11 ist der Ventilkörper 2 wieder geschrumpft, da ein Teil der in der Vorspeicherkammer 8 sich vorher befindlichen Gasteilchen durch die Auslässe 10 nach außen getreten sind. Dadurch wurde der Überdruck in dem Ventilkörper 2 abgebaut. Die Oberseite 9 des Ventilkörpers hat sich wieder gesenkt und gleichzeitig hat sich die Dichtmembran 4 wieder auf den Dichtsitz 3 aufgelegt. Das Ventil hat sich also geschlossen und die Luftdichtigkeit des Behälters wurde wieder hergestellt, bevor ein völliger Druckausgleich zwischen Innen-und Außendruck eintreten konnte. Bei einem erneuten Gasanfall innerhalb des Behälters würde die Vorspeicherkammer 8 sich wieder mit Gasteilchen füllen, der Überdruck würde den Ventilkörper 2 anschwellen lassen, bis die Membran sich von ihrem Dichtsitz abhebt und ein Gasaustritt durch die Durchlässe 10 erfolgen könnte.

[0024] Fig. 7 zeigt ein Entlüftungsventil an einem unter Vakuum stehenden Behälter. Die Oberseite des Ventilkörpers hat sich unter dem herrschenden größeren Aussendruck auf die Membran 4 gelegt und diese.ist, den Behälter luftdicht verschließend, auf den Dichtsitz 3 gepreßt.

[0025] Fig. 8 zeigt eine ringförmige Ausnehmung 1a an einem luftdicht zu verschließenden Behälter, in deren mittleren Bereich ein mit einer Hinterschneidung versehener Mittelzapfen vorgesehen ist. Der Mittelzapfen ist mit einer zentralen Durchlaßbohrung 7a versehen und neben dem Mittelzapfen sind in dem Boden der Ausnehmung Durchlässe 10a ausgebildet. Ein noch nicht an dem Behälter befestigtes Entlüftungsventil weist einen Ventilkörper 2a auf und einen zylindrischen Mittelschaft 11a.

[0026] Fig. 9 zeigt das Entlüftungsventil, das in der Ausnehmung des Behälters angebracht ist. Die an der Unterseite des Ventilkörpers 2a ausgebildete ringförmige Dichtmembran 4a sitzt mit ihrem äußeren Randbereich auf einem Dichtsitz 3a in der Ausnehmung auf. Der innere Rand der Membran 4a untergreift die Hinterschneidung, die an dem oberen Rand des Mittelschaftes der Ausnehmung vorgesehen ist. Die Wandung 11a des Schaftes des Entlüftungsventils legt sich an die Aussenwand des Mittelschaftes 5a der Ausnehmung an.

[0027] Die Fig. 10 bis 13 zeigen die Verformung des Entlüftungsventiles, wenn sich innerhalb des Behälters ein aus dem Behälter auszuscheidendes Gas bildet. Wenn sich zu viele Gasteilchen in der Vorspeicherkammer 8a des Ventilkörpers 2a angesammelt haben, wird die Oberseite 9a nach außen verformt, wodurch der gesamte Ventilkörper in etwa die Form eines Rotationsellipsoid annimmt. Dadurch hebt sich die Unterseite der Membran 4a von dem Dichtsitz 3a ab, wonach Gasteilchen aus dem Inneren des Behälters zwischen Dichtsitz 3a und Membran 4a durch die Durchlaßöffnungen 10a nach außen strömen können (Fig.12).

[0028] _Fig. 14 zeigt ein Entlüftungsventil an einem unter Unterdruck stehenden Behälter. Dabei legt sich die Oberseite 9a des Dichtungskörpers auf die Membran 4a auf, die fest auf dem Dichtsitz 3a aufliegt und den Behälter nach außen hin luftdicht verschließt.

[0029] Das erfindungsgemäße Entlüftungsventil für luftdicht zu verschließende Behälter kann sowohl an Behältern, die unter atmosphärischem Druck oder an Behältern, die unter Unterdruck stehen, verwendet werden. Die Erfindung umfaßt alle Entlüftungsventile, die einen elastischen Ventilkörper in Form einer hohlen Kapsel oder Kuppel aufweisen, die eine Vorspeicherkammer bilden.

Ansprüche

1. Entlüftungsventil für luftdicht verschlossene Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmembran (4, 4a) von einem Dichtsitz (3, 3a) . durch eine von außen auf den Umfangsrand (13) der Membran wirkende Zugkraft abgehoben wird.

2. Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von außen auf den Umfangsrand (13) der Dichtmembran (4, 4a) wirkende Zugkraft, die die Membran von ihrem Dichtsitz (3,3a) abhebt, aus der Verformung eines elastischen Ventilkörpers (2, 2a) resultiert, in dem Gasteildie chen, im Inneren des geschlossenen Behälters entstehen, gesammelt werden.

3. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2, 2a) eine Vorspeicherkammer (8, 8a) bildet, daß die Vorspeicherkammer (8, 8a) innerhalb des elastischen Ventilkörpers (2, 2a) in Radialrichtung etwa zwei Mal so groß ist wie der ringförmige Dichtsitz (3, 3a), daß der Ventilkörper (2, 2a) eine Oberfläche (9, 9a) aufweist, die etwa vier Mal so groß ist wie die Oberfläche des Dichtsitzes (3, 3a), daß dadurch die Zugkraft, die auf die Dichtmembran (4; 4a) wirkt, größer ist und daß deshalb die.im Inneren des Behälters entstehenden Gasteilchen auch bei kleinen Druckunterschieden austreten können.

4. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft, die die Dichtmembran (4, 4a) von dem Dichtsitz (3, 3a) abhebt, entlang des äußeren Randes (13, 13a)der Membran konzentriert ist, so daß eine Kraft entsteht, die größer ist als die, die bei gleichen radialen Abmessungen und innerem Überdruck entsteht, wobei der überdruck auf die innere Oberfläche der Dichtmembran (4, 4a) einwirkt.

5. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2, 2a) im wesentlichen rund und lamellenartig ist und auf einem ringförmigen hohlen zylindrischen Körper elastisch aufgebracht wird, wobei der Körper den steifen Ventilkörper bildet und aus der Wand des Behälters herausgearbeitet sein kann.

6. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil- . körper (2, 2a) sich nach außen hin erstreckt und eine elastische Kuppel oder Kapsel bildet, deren radiale Abmessungen etwa zwei Mal so groß sind wie die radialen Abmessungen der Dichtfläche.

7. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1-bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorspeicherkammer (8, 8a) nach dem Anschwellen und dem damit verbundenen Freigeben der Durchlaßöffnungen für den Entlüftungsstrom wieder zusammenfällt und das Entlüftungsventil sich schließt, bevor ein völliger Druckausgleich hergestellt worden ist und daß damit automatisch die Luftdichtigkeit des Behälters wieder hergestellt wird.

8. Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil für steife oder weiche Behälter verwendet werden kann und daß die Behälter unter atmosphärischem Druck oder unter Unterdruck stehen können.

Zeichnung