Sicherheitsventil aus Kunststoff für Behälter

Abstract

 Das Sicherheitsventil (1), das beispielsweise bei dem Kunststoff-Innenbehälter eines Palettenbehälters zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten eingesetzt wird, besteht aus einer Belüftungseinheit (2) und einer Entlüftungseinheit (3), die in ein als Gewindestopfen ausgebildetes Ventilgehäuse (4) integriert sind.
Bei Auftreten eines Unterdrucks in dem Innenbehälter des Palettenbehälters bei der Entnahme von Flüssigkeit öffnet die Ventilmembran (11) der Belüftungseinheit (2), so daß Luft über das Sicherheitsventil (1) in Pfeilrichtung a in den Behälter einströmen kann.
Die Steifigkeit des Ventiltellers (45) der Entlüftungseinheit (3) des Sicherheitsventils (1) ist derart bemessen, daß sich in dem Innenbehälter ein Überdruck von beispielsweise 80 mbar aufbauen kann, durch den der Behälter stabilisiert wird. Bei Überschreiten des Überdruckgrenzwertes im Behälter öffnet sich der Ventilteller (45), so daß Luft oder Gas in Pfeilrichtung b durch das Sicherheitsventil (1) aus dem Behälter ausströmen kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil aus Kunststoff für Behälter, insbesondere Palettenbehälter mit einem Innenbehälter aus Kunststoff und einem Außenmantel aus Metall, zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten, das als selbsttätiges Belüftungs- und Entlüftungsventil ausgebildet ist und in einen Deckel oder Stopfen zum Verschließen der Füll-und/oder Entleeröffnung oder der Be- und/oder Entlüftungsöffnung eines Behälters integriert ist.

[0002] Die DE 25 01 228 A1 beschreibt eine für Flüssigkeitsbehälter bestimmte, auf einen Spundhals aufschraubbare Verschlußkappe, in die ein als Be- und Entlüftungsventil wirkendes Sicherheitsventil der gattungsgemäßen Art integriert ist, das auf Über- und Unterdruck im Behälter anspricht. Bei diesem Sicherheitsventil kommt eine Ventilscheibe aus elastischem Material zum Einsatz, die beim Einbau stark vorgespannt wird und dabei die Form eines Kugelsegments annimmt. Bei diesem Ventil besteht die Gefahr des Undichtwerdens aufgrund von Ermüdungserscheinungen des Ventilscheibenmaterials bei längerem Einsatz.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, das höchsten Sicherheitsanforderungen genügt.

[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Sicherheitsventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0005] Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung.

[0006] Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil zeichnet sich durch höchste Funktionssicherheit aus und erfüllt die vorgeschriebenen Sicherheitsrichtlinien. Bei Palettenbehältern, deren flexibler Kunststoff-Innenbehälter mit einem Nennvolumen von beispielsweise 1250 Litern mit dem Sicherheitsventil ausgerüstet ist, kann sich in dem Innenbehälter ein durch die Entlüftungseinheit des Sicherheitsventils regelbarer Überdruck aufbauen, der den Innenbehälter stabilisiert und ein "Atmen" des Innenbehälters beim Transport, das mit einem Anschlagen der Behälterwände gegen den äußeren Gittermantel aus Metall oder den äußeren Blechmantel des Palettenbehälters verbunden ist, verhindert, so daß die Gefahr des Leckschlagens des Innenbehälters beim Transport vermieden wird.

[0007] Die Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert, die folgendes darstellen:

Fig. 1

einen Längsschnitt eines als Be- und Entlüftungsventil ausgebildeten Sicherheitsventils in vergrößerter Darstellung und

Fig. 2

eine Draufsicht des Ventils nach Fig. 1 ohne Siegelkappe.

[0008] Das aus Kunststoff hergestellte Sicherheitsventil 1 nach den Fign. 1 und 2 für Tanks, Fässer, Palettenbehälter und dergleichen Behälter für den Transport und die Lagerung von Flüssigkeiten besteht aus einer Belüftungseinheit 2 und einer Entlüftungseinheit 3, die in ein als Gewindestopfen ausgebildetes Ventilgehäuse 4 integriert sind.

[0009] Das Ventilgehäuse 4, das in einen Schraubdeckel 5 aus Kunststoff beispielsweise zum Verschließen der Befüllöffnung des Kunststoff-Innenbehälters eines Palettenbehälters eingeschraubt und in dem Schraubdeckel 5 mittels eines Dichtringes 6 abgedichtet ist, weist eine zentrische Nabe 7 auf, die durch Rippen 8 gehalten ist, die sich von der Nabe 7 sternförmig nach außen zu einer Ringschulter 9 erstrecken. Zwischen den Halterippen 8 sind Luftdurchtrittsöffnungen 10 gebildet.

[0010] Eine federnd ausgebildete Ventilmembran 11 der Belüftungseinheit 2 zum Öffnen und Schließen der Luftdurchtrittsöffnungen 10, die aus einem flexiblen und gegen aggressive Flüssigkeiten widerstandsfähigen Material wie Kunststoff oder Kautschuk mit entsprechenden Zusätzen hergestellt ist, ist als Hutprofil 12 ausgebildet und weist eine zentrale, verstärkte Befestigungsnabe 13 auf. Die Ventilmembran 11 ist mit der Hutprofilöffnung 14 zur Ringschulter 9 des Ventilgehäuses 4 weisend auf die Nabe 7 des Ventilgehäuses bis zu einem Absatz 15 derselben aufgeschoben.

[0011] Die Ventilmembran 11 ist mittels eines auf das innere Ende 16 der Nabe 7 aufgepreßten Schwalldeckels 17 auf der Nabe gehalten. An den gewölbten Schwalldeckel 17 ist eine Klemmhülse 18 mit axialen Klemmstegen 19 angeformt, die die Ventilmembran 11 mit der Befestigungsnabe 13 gegen den Absatz 15 der Nabe 7 des Ventilgehäuses 4 anpreßt, derart, daß die Ventilmembran 11 in der Schließstellung der Belüftungseinheit 2 mit einem Ringrand 20 unter Vorspannung an der Innenseite 21 der einen Ventilsitz bildenden Ringschulter 9 des Ventilgehäuses 4 anliegt. Die Ventilmembran 11 ist zusätzlich durch einen am Innenrand 22 der Ringschulter 9 angeformten Ringsteg 23 abgestützt. Zwischen der Klemmhülse 18 des Schwalldeckels 17 und der Nabe 7 des Ventilgehäuses 4 sind mit Durchgangsschlitzen 24 im inneren Ende 25 der Klemmhülse 18 und Durchgangsschlitzen 26 im inneren Ende 16 der Nabe 7 des Ventilgehäuses 4 in Verbindung stehende Strömungskanäle 28 für die aus einem Behälter über die Entlüftungseinheit 3 ausströmende, unter Überdruck stehende Luft oder Gas angeordnet.

[0012] Die Halterippen 8 der Nabe 7 weisen ein dem Hutprofil 12 der Ventilmembran 11 angepaßtes Profil 29 zum Abstützen der Ventilmembran bei einem Behälterüberdruck auf.

[0013] Der Außenrand 30 des Schwalldeckels 17 bildet mit dem inneren Ende 31 des Ventilgehäuses 4 einen umlaufenden Durchtrittsschlitz 32 für die bei geöffneter Belüftungseinheit 2 in einen Behälter eintretende Luft und für die bei geöffneter Entlüftungseinheit 3 aus einem Behälter austretende Luft oder austretendes Gas.

[0014] Zwischen der Ventilmembran 11 und dem Schwalldeckel 17 ist koaxial zu Membran und Deckel eine Schwallscheibe 33 mit einem Hutprofil 34 eingesetzt, die eine mittige Durchtrittsöffnung 35 für Luft bzw. Gas aufweist. Die Schwallscheibe 33 bildet zusammen mit dem Schwalldeckel 17 ein Labyrinth als Schutz für die Ventilmembran 11 gegen in das Sicherheitsventil 1 eindringende Schwallflüssigkeit. Die Schwallscheibe 33, die mit der Hutprofilöffnung 36 zur Ventilmembran 11 weisend in das Ventilgehäuse 4 eingebaut ist, bildet eine Ablauffläche 37 für in das Ventil 1 eindringende Schwallflüssigkeit.

[0015] In gleicher Weise bildet die zur Ventilmembran 11 hin gerichtete Wölbung des Schwalldeckels 17 eine Ablauffläche 38 für in das Sicherheitsventil 1 eingetretene Schwallflüssigkeit.

[0016] An der Außenseite 39 des Schwalldeckels 17 sind über den Deckelumfang verteilte, axiale Klemmnasen 40 zum Anpressen der Schwallscheibe 33 gegen einen Absatz 41 auf der Innenseite 42 des Ventilgehäuses 4 angeformt.

[0017] Die in das äußere Ende 43 der Durchgangsbohrung 44 der Nabe 7 des Ventilgehäuses 4 eingesetzte Entlüftungseinheit 3 ist mit einem Ventilteller 45 aus elastischem Material ausgerüstet, der mit seiner Unterseite auf dem einen Ventilsitz bildenden, nach innen abgeschrägten äußeren Rand 46 der Nabe 7 aufliegt. An den Ventilteller 45 ist ein Befestigungsstift 47 mit einem Kopf 48 einteilig angeformt, der zur Befestigung des unter leichter Vorspannung am äußeren Rand 46 der Nabe 7 anliegenden Ventiltellers 45 mit einer Hinterschneidung 49 der Durchgangsbohrung 44 der Nabe 7 verrastet ist, wobei auf dem Umfang des Befestigungsstiftes 47 und dessen Kopfes 48 ineinander übergehende axiale Luft- bzw. Gasdurchgangskanäle 50, 51 angeordnet sind.

[0018] An der Außenseite 52 der Ringschulter 9 des Ventilgehäuses 4 ist ein Gitter 53 aus Kunststoff angeschweißt, das die Luftdurchtrittsöffnungen 10 zwischen den Halterippen 8 der Nabe 7 als Schutz gegen das Eindringen von Insekten abdeckt.

[0019] An dem an die Ringschulter 9 anschließenden äußeren Rand 54 des Ventilgehäuses 4 sind hakenförmige Haltezähne 55 für eine auf diesen festklemmbare Siegelkappe 56 angeformt, wobei zwischen den Haltezähnen 55 und der über diese nach außen vorstehenden Siegelkappe 56 Durchtrittsöffnungen 57 für die bei geöffneter Belüftungseinheit 2 des Sicherheitsventils 1 in einen Behälter einströmende Luft und bei geöffneter Entlüftungseinheit 3 aus dem Behälter ausströmende Luft bzw. ausströmendes Gas gebildet sind. An der Innenseite 58 der Siegelkappe 56 ist mit radialem Abstand von deren Außenrand 59 ein Ringsteg 60 mit einer Hinterschneidung 61 angeformt, der beim Aufklemmen der Siegelkappe 56 auf das Ventilgehäuse 4 mit den Haltezähnen 55 desselben verrastet.

[0020] Vier Formsegmente 62 an der Außenseite 52 der Ringschulter 9 dienen zum Ansetzen eines Kreuzschlüssels beim Einschrauben und Herausschrauben des Sicherheitsventils 1 in den bzw. aus dem Schraubdeckel 5.

[0021] Bei Auftreten eines Unterdrucks z.B. in einem mit dem Sicherheitsventil 1 ausgerüsteten Kunststoff-Innenbehälter eines Palettenbehälters bei der Entnahme von Flüssigkeit öffnet die Ventilmembran 11 der Belüftungseinheit 2, so daß Luft über die Luftdurchtrittsöffnungen 55, 10, 35 und 32 des Sicherheitsventils 1 in der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilrichtung a in den Behälter einströmen kann.

[0022] Die Steifigkeit des Ventiltellers 45 der Entlüftungseinheit 3 des Sicherheitsventils 1 ist derart bemessen, daß sich in dem Innenbehälter des Palettenbehälters ein Überdruck von beispielsweise 80 mbar aufbauen kann, durch den der Behälter stabilisiert wird. Bei Überschreiten des genannten Überdruckgrenzwertes im Behälter öffnet sich der Ventilteller 45 der Entlüftungseinheit 3 des Sicherheitsventils 1, so daß Luft oder Gas, die bzw. das unter Überdruck steht, in Pfeilrichtung b über die Luftdurchtrittsöffnungen bzw. Strömungskanäle 32, 35, 24, 28, 26, 44, 51, 50, 10 und 57 des Sicherheitsventils 1 aus dem Behälter ausströmen kann.

Ansprüche

1. Sicherheitsventil aus Kunststoff für Behälter zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten, das als selbsttätiges Belüftungs- und Entlüftungsventil ausgebildet ist und in einen Deckel oder Stopfen zum Verschließen der Füll- und/oder Entleeröffnung oder der Be- und/oder Entlüftungsöffnung eines Behälters integriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Gewindestopfen ausgebildete Ventilgehäuse (4), das in eine entsprechende Gewindebohrung eines Schraubdeckels (5) oder Gewindestopfens einschraubbar ist, eine zentrische, durch Rippen (8) gehaltene Nabe (7) mit einer Durchgangsbohrung (44) aufweist, wobei sich die Rippen (8) von der Nabe (7) sternförmig nach außen zu einer Ringschulter (9) erstrecken und zwischen den Rippen (8) Luftdurchtrittsöffnungen (10) gebildet sind, ferner eine federnd ausgebildete Ventilmembran (11) einer Belüftungseinheit (2) zum Öffnen und Schließen der Luftdurchtrittsöffnungen (10) zwischen den Rippen (8) von innen auf die Nabe (7) bis an einen Absatz (15) derselben aufgeschoben ist, wobei die als Hutprofil (12) ausgebildete Ventilmembran (11) mit der Hutprofilöffnung (14) zur Ringschulter (9) des Ventilgehäuses (4) gerichtet in dieses eingebaut ist und in der Schließstellung der Belüftungseinheit (2) mit einem Ringrand (20) unter Vorspannung an der Innenseite (21) der einen Ventilsitz bildenden Ringschulter (9) des Ventilgehäuses (4) anliegt, daß in das äußere Ende (43) der Durchgangsbohrung (44) der Nabe (7) eine Entlüftungseinheit (3) eingesetzt ist, die einen Ventilteller (45) aus elastischem Material aufweist, der mit seiner Unterseite auf dem einen Ventilsitz bildenden, nach innen abgeschrägten, äußeren Rand (46) der Nabe (7) aufliegt und in der Durchgangsbohrung (44) der Nabe (7) gehalten ist, daß auf das innere Ende (16) der Nabe (7) ein Schwalldeckel (17) aufgepreßt ist, dessen Außenrand (30) mit dem inneren Ende (31) des Ventilgehäuses (4) einen umlaufenden Durchtrittsschlitz (32) für die bzw. das bei geöffneter Belüftungseinheit (2) in den Behälter eintretende und bei geöffneter Entlüftungseinheit (3) aus dem Behälter austretende Luft bzw. Gas bildet und der (17) gleichzeitig zur Befestigung der Ventilmembran (11) auf der Nabe (7) dient, daß zwischen der Ventilmembran (11) und dem Schwalldeckel (17) koaxial zu Membran (11) und Deckel (17) in das Ventilgehäuse (4) eine Schwallscheibe (33) mit mindestens einer Durchtrittsöffnung (35) für die Luft bzw. das Gas eingesetzt ist, die zusammen mit dem Schwalldeckel (17) ein Labyrinth als Schutz für die Ventilmembran (11) gegen in das Ventilgehäuse (4) eindringende Schwallflüssigkeit bildet, und daß an dem an die Ringschulter (9) anschließenden äußeren Rand (54) des Ventilgehäuses (4) Haltesegmente (Haltezähne 55) für eine auf diesem festklemmbare Siegelkappe (56) angeformt sind, wobei zwischen den Haltesegmenten (Haltezähne 55) und der über diese nach außen vorstehenden Siegelkappe (56) Durchtrittsöffnungen (57) für die bei geöffneter Ventilmembran (11) durch die Belüftungseinheit (2) in den Behälter einströmende Luft und für die bzw. das bei geöffnetem Ventilteller (45) durch die Entlüftungseinheit (3) aus dem Behälter ausströmende Luft bzw. Gas gebildet sind.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterippen (8) der Nabe (7) ein dem Hutprofil (12) der Ventilmembran (11) angepaßtes Profil zum Abstützen der Ventilmembran (11) bei einem Behälterüberdruck aufweisen und daß die Ventilmembran (11) zusätzlich durch einen am Innenrand (22) der Ringschulter (9) des Ventilgehäuses (4) angeformten Ringsteg (23) abgestützt ist.

3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem flexiblen und gegen aggressive Flüssigkeiten widerstandsfähigen Material wie Kunststoff oder Kautschuk mit entsprechenden Zusätzen hergestellte Ventilmembran (11) eine zentrale, verstärkte Befestigungsnabe (13) aufweist.

4. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den gewölbten Schwalldeckel (17) eine Klemmhülse (18) mit axialen Klemmstegen (19) angeformt ist, die die Ventilmembran (11) mit der Befestigungsnabe (13) gegen den Absatz (15) der Nabe (7) des Ventilgehäuses (4) anpreßt, und daß zwischen der Klemmhülse (18) des Schwalldeckels (17) und der Nabe (7) des Ventilgehäuses (4) mit Durchgangsschlitzen (24) im inneren Ende (25) der Klemmhülse (18) des Schwalldeckels (17) und Durchgangsschlitzen (26) im inneren Ende (16) der Nabel (7) des Ventilgehäuses (4) in Verbindung stehende Strömungskanäle (28) für die aus einem Behälter über die Entlüftungseinheit (3) ausströmende, unter Überdruck stehende Luft und/oder ausströmendes Gas angeordnet sind.

5. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Ventilmembran (11) hin gerichtete Wölbung des Schwalldeckels (17) eine Ablauffläche (38) für in das Sicherheitsventil (1) eingetretene Schwallflüssigkeit bildet.

6. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwallscheibe (33) ein Hutprofil (34) mit einer mittigen Durchtrittsöffnung (35) für Luft bzw. Gas aufweist.

7. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch an der Außenseite (39) des Schwalldeckels (17) angeformte, über den Deckelumfang verteilte, axiale Klemmnasen (40) zum Anpressen der Schwallscheibe (33) gegen einen Absatz (41) auf der Innenseite (42) des Ventilgehäuses (4).

8. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwallscheibe (33) mit der Hutprofilöffnung (36) zur Ventilmembran (11) weisend in das Ventilgehäuse (4) eingebaut ist und eine Ablauffläche (37) für in das Ventil (1) eindringende Schwallflüssigkeit bildet.

9. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Regelung eines Überdruckes im Behälter durch die Entlüftungseinheit (3).

10. Sicherheitsventil nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Regelung des Überdruckes im Behälter durch die Entlüftungseinheit (3) auf 50 bis 120 Millibar, vorzugsweise 80 Millibar.

11. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ventilteller (45) der Entlüftungseinheit (3) ein Befestigungsstift (47) mit einem Kopf (48) einteilig angeformt ist, der zur Befestigung des unter leichter Vorspannung am äußeren Rand (46) der Nabe (7) des Ventilgehäuses (4) anliegenden Ventiltellers (45) mit einer Hinterschneidung (49) der Durchgangsbohrung (44) der Nabe (7) verrastet ist, wobei auf dem Umfang des Befestigungsstiftes (47) und dessen Kopfes (48) ineinander übergehende axiale Luft- bzw. Gasdurchgangskanäle (50, 51) angeordnet sind.

12. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein an der Außenseite (52) der Ringschulter (9) des Ventilgehäuses (4) angebrachtes Gitter (53) vorzugsweise aus Kunststoff, das die Luftdurchtrittsöffnungen (10) zwischen den Halterippen (8) der Nabe (7) als Schutz gegen das Eindringen von Ungeziefer abdeckt.

13. Sicherheitsventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (53) an der Außenseite (52) der Ringschulter (9) angeschweißt ist.

14. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch an dem äußeren Rand (54) des Ventilgehäuses (4) angeformte, hakenförmige Haltezähne (55) zum Festklemmen der Siegelkappe (56), an deren Innenseite (58) mit radialem Abstand vom Außenrand (59) ein Ringsteg (60) mit einer Hinterschneidung (61) angeformt ist, der beim Aufklemmen der Siegelkappe (56) auf das Ventilgehäuse (4) mit den Haltezähnen (55) desselben verrastet.

Zeichnung