CN102317175A - 尺寸小的过压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于包装容器(3)的过压阀，包括：一个基体(4)，该基体带有至少一个通孔(9，29)、一个密封面(14)和一个边缘区域(18)，其中，边缘区域(18)能与包装容器(3)的内侧(3a)密封地连接，密封面(14)具有向内渐缩的形状；和一个柔性的膜片(6)，该膜片支承在基体(4)的密封面(14)上，以便产生密封作用，其中膜片(6)遮盖通孔(9)并且在密封面(14)和膜片(6)之间设置有流体(5)，在基体(4)中构造有一个用于容纳膜片(6)的空隙(10)，该空隙(10)具有第一直径(D1)，该第一直径在基体(4)的总直径(D2)的70％至80％之间。

Description

尺寸小的过压阀
技术领域
本发明涉及一种用于包装容器的过压阀，该过压阀具有很小的尺寸。
背景技术
用于包装容器的过压阀由现有技术以不同的构型已知。阀的使用、特别是在用于食品的柔性包装上的使用已经通过多种技术方案实现。对这种阀的主要要求是，它们通过相应的打开仅允许在包装中小的过压并且除此之外可靠地阻止环境空气进入。在此，环境空气的进入即使在包装内的压力非常小时也必须被阻止。但在实践中，上述两个目的是彼此相反的，因为一方面应当存在仅仅小的打开压力来打开阀，而另一方面应当提供高的真空强度。因此，具有高的真空强度的阀也具有很高的打开压力。与此相反，仅具有小的打开压力的阀不具有必需的真空强度。
由EP 1 802 537 B1已知一种过压阀，该过压阀在基体的凹部中部分地构造成不平的。由此在凹部和阀膜片之间得到不同距离的区域。该阀在原则上经受住了考验，不过近来强化地存在这样的应用情况，所述应用情况要求改善的打开特性和真空强度。
发明内容
与此相对地，按照本发明的、具有权利要求1的特征的过压阀具有这样的优点，即，它在很小的、高于环境压力的、小于1000帕(10毫巴)、特别是小于500帕(5毫巴)的过压时已经打开并且在包装的内侧和外侧之间的高于60000帕的压差时具有很高的真空强度。此外，按照本发明的过压阀设计成结构很小的，从而它能非常不引人注意地安装在包装上。通过减小过压阀的尺寸一方面降低材料成本并且特别是过压阀在包装上的定位变成可变的。此外，能实现更好地将过压阀应用到包装上，因为由于更小的密封面需要施加更小的密封力。此外，过压阀仅具有两个主要部件，即一个基体和一个膜片。这按照本发明以如下方式实现，即，基体具有一个用于容纳膜片的空隙，其中膜片具有第一直径。基体在此圆筒形地以小的高度形成并且具有第二直径。在此，第一直径的长度为第二直径的70至80％之间、优选为第二直径的75％。在此，第二直径的最大值约为13.5至15.5mm。此外，在基体上设有一个向内渐缩的密封面，膜片密封地支承在该密封面上，其中在膜片和密封面之间设置有流体。在此通过渐缩的密封面在密封面和膜片之间形成不同的流体膜厚度，其中特别是在密封面的径向外侧上比在径向内侧上设有更薄的流体膜。由此得到不同的附着力和毛细作用力，所述附着力和毛细作用力在径向内侧上较小并且能实现通过过压较容易的打开、而在径向外侧上较大并且保证改善的真空强度。
从属权利要求给出本发明的优选的改进方案。
优选地，在密封面的径向内部，在基体中构造有一个内环形槽。在该内环形槽之内形成一个中央的基本区域，在该基本区域中设置有一个或多个通孔。由此能提供一种特别稳定的基体，该基体也满足极高的压力要求。
进一步优选地，在密封面的径向外部，在基体中设置有外环形槽。外环形槽在此直接邻接于边缘区域。由此能确保基体的尺寸或直径尽可能小。
按照本发明的另一优选的构型，基体包括多个保持元件，这些保持元件设置在边缘区域上并且与基体一体地形成。保持元件在此防止膜片掉出，由此可以放弃用于膜片的分开的压紧部件。
此外，在基体上设置有多个径向向内突出的凸起，这些凸起将膜片对中在其之间。由此能实现膜片不仅在装配时而且在运行中的可靠而简单的定位。
优选地，中央的基本区域的水平与在密封面上的内棱边的水平相同。概念“水平”在此是指垂直于过压阀中轴线的平面，其中较高的水平意味着该平面更接近地朝向包装壁。
按照本发明的另一优选的构型，通孔包括设置在通孔中的底部上穿孔。在此，穿孔可以对称地或者不对称地设置。穿孔在此分别通过多个微孔形成，其中微孔具有在30至120μm之间的直径。
进一步优选地，膜片具有一个能变形的或者说软的表面。膜片的该软的表面能实现它在密封在基体的密封面上时变形并且因而有助于进一步改善的密封。
进一步优选地，基体的边缘区域具有一个内环、一个外环和一个中间环，其中中间环比外环和内环从基面突出的程度大。由此在用于将过压阀固定在包装的内侧上的封装过程期间能够确保，例如在封装过程中产生的颗粒会落入在内环和中间环之间或者在中间环和外环之间的环形的中间空间中并且不会到达过压阀中。
按照本发明的过压阀优选用于食品包装、特别是粉末状物品例如咖啡的食品包装中。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中：
图1示出按照本发明第一实施例的过压阀的示意性剖视图，
图2示出图1中的过压阀的基体的部分区域的示意性剖视图，
图3示出图1的基体的示意性俯视图，
图4示出按照第二实施例的过压阀的基体的示意性剖视图，
图5示出图4中的基体的示意性俯视图。
具体实施方式
下面参照图1至3详细描述按照本发明的第一优选实施例的过压阀1。
如由图1可见，按照本发明的过压阀1包括一个基体4和一个膜片6。过压阀1借助封装过程固定在包装3的内侧3a上。在包装3中设有开口3b，过压阀1固定在这些开口下方。在图1中，包装3的内部空间用附图标记2标出，而包装的外部空间(周围环境)用附图标记11标出。过压阀1在此具有这样的任务，即，向外侧11排出可能在包装3内产生的过压并且相对于外侧密封可能在包装3内存在的真空。
基体4构造成圆筒形的或者略微锥形的并具有相对小的高度，并且包括一个边缘区域18以及一个空隙10，膜片6设置在该空隙中。如由图1可见，空隙10在过压阀的装配状态下限定一个空间111，该空间由基体的剩余部分和包装3的内壁3a的一部分界定。基体4还具有一个密封面14以及一个中间的基本区域24。在中间的基本区域24中形成三个通孔9(图3)，在包装内存在过压时气体能经由这些通孔流出。在基体4中还形成一个内环形槽12和一个外环形槽13。如由图1可见，外环形槽13直接过渡到边缘区域18中。此外，在边缘区域18上整体地形成三个压紧元件22以及多个径向向内突出的凸起17，用于使膜片6对中，也就是说，压紧元件22和凸起17与基体4一体地形成。凸起17在环绕的环上的布置形成一种特别节省空间的布置。此外，边缘区域18包括一个中间环19、一个外环20和一个内环21。在仍未封装的状态下，如在图2中所示，中间环19在此比外环20和内环21更远地从基面25突出。如进一步由图2可见，在密封面14和外环形槽13之间的过渡部上形成一个外棱边15。此外，在密封面14和内环形槽12之间的过渡部上形成一个内棱边16。如同样由图2可见，密封面14在此径向向内渐缩地形成。在这里，密封面14具有略微锥形的形状，其中，外棱边15处于一个与中轴线X-X垂直的水平上，该水平比内棱边16的水平更靠近于包装的内侧3a。
通过密封面14的该锥形的构造实现：设置在基体4与膜片6之间的流体5沿径向方向在密封面14上具有不同的厚度。在这里，流体层在外棱边15的区域内比在内棱边16的区域内具有更小的厚度。因此由于不同的流体层厚度得到不同的附着力和毛细作用力，所述附着力和毛细作用力强烈地影响膜片的打开和关闭性能。在这里，在存在较小流体层厚度的外棱边15上出现较大的附着力，从而由此能获得改善的真空强度。与此相反，在内棱边16的区域内的流体层厚度略微较大，从而在那里存在略微较小的附着力或毛细作用力，从而从那里能较容易地实现膜片的打开过程。
如进一步由图1可见，空隙10具有第一直径D1，该第一直径约是基体4的外径D2的75％(D1＝0.75x D2)。由此能确保基体4因而还有过压阀1仅具有很小的尺寸，因为边缘区域18仅通过外环形槽13分开地过渡到密封面14中。由于过压阀1的尺寸很小，该过压阀因此能非常可变地放置在包装3上。由此特别是可以对包装的不同实际情况例如包装的外形或材料作出反应。基体的外径D2在此为14.5mm。此外，通过基体4的小的尺寸也可以实现膜片4的小尺寸，使得膜片4几乎达到边缘区域18，其中，这里在膜片6和边缘区域18之间存在小的间隙，以便放出可能从包装排出的气体。在基体4的指向内部空间2的一侧7上还设置有一个过滤器8。
按照本发明的紧凑的过压阀1的功能在此如下所述。当包装3中的压力高于外侧11的环境压力时，与通孔9的横截面之和有关的力便从内部作用到膜片6上。膜片6在此支承在中间的基本区域24上。因为膜片6是柔性的并且中间的基本区域24位于垂直于中轴线X-X的一个平面内，所以膜片能从那里相对简单地在低于500Pa的已经很小的过压时抬起。因为在密封面14上附加地设有流体，所以这里流体层的毛细作用力和附着力反作用于作用到膜片上的压力。这些毛细作用力和附着力原则上随着流体层厚度的增大而减小。因为流体层厚度在内棱边16的区域内比在外棱边15的区域内大，所以需要比较小的压力，以便在内棱边16的区域内克服毛细作用力和附着力。由于膜片6的柔性，用于内部过压的作用面在此增大，从而可以较容易地克服在外棱边15的区域内的较强的毛细作用力和附着力，直到阀打开。
而当在包装的内部空间2中相对于外侧11存在负压时，大的毛细作用力和附着力作用在外棱边15的区域内并且因此将膜片可靠地并且密封地保持在密封面14上。按照本发明的过压阀由此具有高的真空强度。
要注意，中间的基本区域24的水平也可略低于内棱边16的水平。当在膜片6的指向密封面14的表面上此外还构成有一个软的或者说能变形的表面时，该表面一方面由于其能变形性支持真空强度，其中特别是密封面14的渐缩的布置附加地还支持在外棱边15的区域内和在内棱边16的区域内产生具有不同厚度的流体层厚度。
下面参照图4和5描述按照本发明的第二实施例的过压阀，其中相同的或功能相同的部件用与在第一实施例中相同的附图标记标出。
如由图4和5可见，第二实施例基本上与第一实施例相当。与此不同地，代替一个实心的中间的基本区域24而设有一个具有一凹部28和一基面27的中间的基本区域。
在基面27中设有穿孔，包括多个微孔29。微孔29在此分别具有30至120μm的直径并且如由图5可见地设置在多个同心的圆上。微孔29的布置在此设置成对称的。通过使用微孔可以特别是消除过滤器8，从而能进一步减小过压阀的构件数量。在其它方面，该实施例与第一实施例相同，从而可见参阅在那里给出的描述。

Claims (10)

1.用于包装容器(3)的过压阀，包括：
基体(4)，所述基体带有至少一个通孔(9，29)、一个密封面(14)和一个边缘区域(18)，其中，所述边缘区域(18)能与所述包装容器(3)的内侧(3a)密封地连接，所述密封面(14)具有向内渐缩的形状；和
柔性的膜片(6)，所述膜片支承在所述基体(4)的密封面(14)上，以便产生密封作用，其中，所述膜片(6)遮盖所述通孔(9)并且在所述密封面(14)和所述膜片(6)之间设置有流体(5)，
其中，在所述基体(4)中构造有一个用于容纳所述膜片(6)的空隙(10)，所述空隙(10)具有第一直径(D1)，该第一直径在所述基体(4)的总直径(D2)的70％至80％之间。
2.根据权利要求1所述的过压阀，其特征在于，在所述密封面(14)的径向内部，在所述基体(4)中设置有一个内环形槽(12)，并且在所述内环形槽(12)内部形成一个中央的基本区域(24)，所述通孔(9)设置在所述中央的基本区域中。
3.根据权利要求1或2所述的过压阀，其特征在于，在所述密封面(14)的径向外部，在所述基体(4)中设置有一个外环形槽(13)，所述边缘区域(18)直接邻接于所述外环形槽(13)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的过压阀，还包括多个保持元件(22)，所述保持元件设置在所述边缘区域(18)上并且与所述基体(4)一体地形成。
5.根据上述权利要求中任一项所述的过压阀，其特征在于，在所述边缘区域(18)上设置有多个径向向内突出的凸起(17)，所述凸起(17)将膜片(6)对中在其之间。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的过压阀，其特征在于，所述中央的基本区域(24)的垂直于中轴线(X-X)的水平与所述密封面(14)的内棱边(16)的水平相当。
7.根据上述权利要求中任一项所述的过压阀，其特征在于，所述通孔包括一个带有多个微孔(29)的基面(27)，这些微孔(29)特别是具有在30至120μm之间的平均直径。
8.根据上述权利要求中任一项所述的过压阀，其特征在于，所述膜片(6)具有一个指向所述密封面(14)的、能变形的表面。
9.根据权利要求8所述的过压阀，其特征在于，所述膜片(6)的能变形的表面由EPDM或NBR或硅树脂橡胶制成。
10.根据上述权利要求中任一项所述的过压阀，其特征在于，所述基体(4)的边缘区域(18)在封装到所述包装容器(3)上的封装过程之前具有一个内环(21)、一个外环(20)和一个中间环(19)，其中，所述中间环(19)比所述外环(20)和所述内环(21)从基面(25)向外突出的程度大。
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