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Behälter mit elastischen Wänden zur Abgabe von Flüssigkeiten unter
Druck Die Erfindung betrifft einen Behälter mit elastischen Wänden zur Abgabe von
Flüssigkeiten unter Druck. Behälter nach der Erfindung sind besonders ,geeignet
zum Aufbewahren und Ausschenken von kohlensäurehaltigen Getränken, die unter Umständen
über eine beträchtliche Zeitspanne hinweg aufbewahrt werden sollen. Bisherige Versuche,
einen Behälter für derartige Zwecke zu entwickeln, der auch für die Verwendung im
Haushalt geeignet ist, sind aus verschiedenen Gründen gescheitert. Einrichtungen
z. B., in denen das Getränk und die unter Druck stehende Kohlensäure in der gleichen
Kammer untergebracht sind, haben sich nicht bewährt, weil der Druck der Kohlensäure
sich merklich ändern muß, um die Verringerung des Volumens des ausgeschenkten Getränkes
auszugleichen. Infolgedessen muß der Antangsdruck notwendigerweise sehr hoch sein,
was zur Folge hat, daß Gefäße unwirtschaftlicher Größe und Wandstärke hergestellt
werden müssen und sich überdies eine übermäßige Schaumentwicklung an der Ausschanköffnung
ergibt. Diese Schwierigkeiten lassen sich auch nicht dadurch beseitigen, daß das
Gas und das Getränk in Kunststoffbeuteln getrennt gespeichert werden.
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Werden andererseits unter Druck stehende Gase verwendet, die sich
bei verhältnismäßig niedrigen Drücken verflüssigen, so treten andere Probleme auf,
die ebenso lästig sind. Die verflüssigten Gase sind nämlich entweder explosiv oder
äußerst teuer und daher nicht brauchbar.
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Ist eine genaue Steuerung des im gespeicherten Getränk aufrechtzuerhaltenden
Druckes nicht möglich, so ist auch kein gleichfönniger Kohlendioxyd-C Clehalt des
Getränkes gewährleistet, was aber für die Getränkequalität äußerst wichtig ist,
insbesondere wenn die Getränke längere Zeit hindurch aufbewahrt und in Zeitabständen
ausgeschenkt werden.
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Die Erfindung bezweckt also die Schaffung eines den Gasdruck selbsttätig
regelnden Behälters, in welchem ein vorher festja gelegter Innendruck innerhalb
enger Grenzen aufrechterhalten werden kann, ohne daß hierzu biegsame Membranen oder
Kunststoffbeutel verwendet zu werden brauchen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine
elastische Wand bei Entlastung ein im Innern des Behälters angeordnetes Abgabeventil
eines Druckgefäßes betätigbar ist. Das Druck-Gefäß kann z. B. Kohlendioxyd unter
hohem Druck aufnehmen und ist vorzugsweise innerhalb des nachgiebigen Behälters
selbst angeordnet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung Gehen aus der nachstehenden
Beschreibun- einer in C, C
der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform
des neuen Behälters hervor. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schaubildliche
Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Behälters, der im Haushalt
für kohlensäurehaltige Getränke verwendbar ist, F i t-D. 2 einen waagerechten Schnitt
durch F i g. 1,
F i g. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt längs der
Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 in größerem Maßstab einen
Ouerschnitt durch den Handgriff des Behälters, F i g. 5 eine Teildarstellung
einer Abänderungsform des vorderen Behälterteils, F i g. 6 eine Rückansicht
des in F i g. 5 dargestellten Teiles, wobei der innere Ventildeckel entfernt
ist, F i g. 8 eine Abänderungsform des hinteren Behälterabschnittes und F
i g. 8 eine Ansicht auf die durch die Linie 8-8 in F i g. 3
gekennzeichnete Vorderfläche des inneren Ventildeckels.
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Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Behälter 10
weist
vorzugsweise eine etwa quaderartige Form auf. Der Behälter besteht aus zwei miteinander
verschweißten Wandhälften 11 und 12. Wenigstens die eine Behälterwand ist
so gespannt, daß sie eine elastisch ausgebauchte Querschnittsform hat, die sich
nur dann infolge innerer Spannungen in der Behälterwand zusarnmenzieht, wenn der
Druck im Behälterinnem abnimmt.
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Eine seitliche Zusammenziehung der Behälterwand 12 bewirkt, daß die
Wand ein in einem Druckgefäß 13 vorgesehenes Ventil berührt und dieses selbsttätig
öffnet, so daß Druckgas in den äußeren Behälter 10
gelangt und das Volumen
der abgezapften Flüssigkeit ausgleicht. Das Druckgefäß 13 ist vorzugsweise
aus rostfreiem Stahl und in ausreichender Wandstärke hergestellt, um dem verhältnismäßig
hohen Innendruck des Gases zu widerstehen.
Die Seitenwand
11 des Behälters hat in der Mitte eine Spundöffnung, in der das Füllende
des Druckgef äßes 13 angeordnet ist (F i g. 3). Der Handgriff des
Behälters ist mit 14 bezeichnet. Die ebenen Wandabschnitte 15 des Behälters
dienen als Aufsatzflächen (F i g. 1 und 2).
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Die Spundöffnung in der Behälterwand 11 (F i g. 3)
weist
einen Wulstabschnitt 16 und einen Schulterrand 17 auf. Eine in die
öffnung eingesetzte Spundbuchse 18 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, z.
B. Nylon, und weist einen verdickten Rand 19 auf, der mit der Spundöffnung
zusammenwirkt. Eine geschlitzte, innen mit Gewinde versehene und in die Spundbuchse
18
eingepaßte Futterbuchse 20 dient dazu, den Rand 19
gegen die Schulter
17 zu pressen.
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Eine in die Futterbuchse 20 eingeschraubte Einlaßventilkappe 21 hält
das Druckgefäß 13 axial auf die Behälterwand 12 ausgerichtet und im Abstand
von dieser Wand.
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Das innere Ende der Ventilkappe 21 legt sich gegen das Füllende des
Druckgefäßes 13, und ein am vorderen Endes des Druckgefäßes vorgesehenes
Einlaßventilgehäuse 22 ist in die Ventilkappe 21 eingeschraubt. Die äußere Stimfläche
der Ventnappe 21 weist eine Ringrinne mit Rillen 23 (F i g. 3 und
8)
auf, die es ermöglichen, mit einem Spannschlüssel die Ventilkappe in der
Buchse 20 zu drehen und so die Stellung des Druckgefäßes 13 mit Bezug auf
die Behälterwand 12 zu verändern.
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Das innere Ende der Ventilkappe 21 hat einen nach hinten gerichteten
Ringflansch 25, der sich gegen eine ringförmige Dichtung 26 legt,
die zwischen dem Druckgefäß 13 und der Spundbuchse 18 vorgesehen ist,
um ein Herauslecken des Behälterinhaltes an der Ventilkappe zu verhindern.
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Das Einlaßventilgehäuse 22 hat eine axiale Bohrung 27, die
mit dem Innenraum des Druckgefäßes 13
in Verbindung steht. Innerhalb eines
im Durchmesser vergrößerten Abschnittes 28 der Bohrung ist ein Rückschlagventil
29 axial verschiebbar. Das Ventil wird durch eine Feder 30 gegen einen
ringförmigen, als Sitz ausgebildeten Einsatz 31 ün Einlaßende der Ventilkappe
21 gedrückt. Das Ventil hat ferner äußere Führungsrippen 32, die einen Spalt
zur Wandung des Abschnittes 28 frei halten und damit den Eintritt von Gas
in das Druckgefäß ermöglichen, wenn das Ventil von seinem Dichtungssitz abgehoben
wird.
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Das Ventil 29 hat eine nach außen führende axiale Bohrung,
die für gewöhnlich durch eine zerbrechliche Sicherungsscheibe 33 geschlossen
ist, welche jedoch zerstört wird, sobald der Druck innerhalb des Druckgefäßes einen
vorbestimmten Wert überschreitet, so daß der Gefäßinhalt unschädlich in die Atmosphäre
entweichen kann. Hierbei wird eine Staubschutzscheibe 34 fortgeblasen, die elastisch
in dem Rand 19 der Spundbuchse außerhalb der Kappe 21 angeordnet ist. Die
aus Einlaßventil und Kappe bestehende Anordnung liegt im Innem des Behälters und
erfordert zum Füllen keinen besonderen Schlüssel.
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Eine Abänderungsform der Spundbuchse mit Einlaßventil ist in F i
g. 5 dargestellt. In diesem Fall weist die Spundbuchse 118 an ihrer
Innenfläche ringsum verteilt angeordnete Längsrippen 135 auf. Der von den
Rippen bestimmte Innenumfang hat einen Durchmesser, der erheblich kleiner ist als
der Außendurchmesser des Schraubgewindes der Ventilkappe 121. Da diese Ventilkappe
aus Metall und die Spundbuchse aus Kunststoff besteht, werden beim Einschrauben
der Kappe auf den Rippen schmale Gewindeabschnitte erzeugt.
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Am gegenüberliegenden Ende d's e Druck,- gefäßes 13 ist ein Ventilgehäuse
36 (F i g. 3) angeschweißt oder angelötet, das sich axial nach vorn
in das Druck-0, -"efäß hinein erstreckt. Ein Ringflansch 37 des Ventil Gehäuses
36 legt sich gegen das Ende des Druckgefäßes. Ein Ventil 38 ist in
eine Gewindebohrung 39
des Ventilgehäuses 36 eingesehraubt. Dieses
Ventil 38 ähnelt einem üblichen Reifenventil und hat einen Ventilstößel 40,
der einen Ventilkörper 41 von seinem Sitz abhebt, sobald er eingedrückt wird. Ein
am inneren Ende des Ventilgehäuses 36 befestigtes kapillarartiges Sarnmelrohr
42 erstreckt sich axial nach vom in das Druckgefäß 13 bis zu einem Punkt,
von welchem aus die Durchströrugeschwindigkeit durch das Rohr beim öffnen des Ventils
38 in geeignetem Maß verringert ist. Würde die Strömungsgeschwindigkeit nicht
in dieser Weise herabgesetzt, so würde beim öffnen des Ventils 38 die Kraft
des unter Druck stehenden Gases den Ventilsitz beschädigen.
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Der Kopf 44 des Ventilstößels 40 liegt in einer Haube 45 aus Kunststoff,
z. B. Nylon. Die Haube betätigt den Ventilstößel, sobald die Rückseite der Haube
mit der Wand 12 des Behälters in Berührung kommt. Dies tritt ein, sobald der Behälter
sich seitlich zusammen ieht, und zwar verursacht durch ein beim Ausschenken
von Getränken aus dem Behälter stattfindendes Absinken des Druckes unter einen vorher
festgelegten Wert. Zweckmäßig liegt der Kopf 44 des Ventilstößels verschiebbar in
dem Schlitz 47 einer Metallscheibe 48 an der Unterseite der Haube. Die Lage der
Haube 45 kann gegenüber der Behälterwand 12 dadurch verstellt werden, daß die Ventilkappe
21 oder 121 mehr oder weniger weit in die Spundbuchse eingesehraubt wird. Wie in
F i g. 2 dargestellt ist, können zur Verstärkung in der Wand 12 sickenartige
Einsenkungen 12' um den Bereich herum ausgebildet sein, der mit dem Ventilstößelkopf
44 in Berührung tritt. Auf diese Weise wird die Berührungsfläche gegen Stöße geschützt,
die gegen die Außenwand des Behälters gerichtet sind.
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Die Haube 45 hat im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes; ihre
äußere Randkante 46 berührt nachgiebig das hintere Ende des Druckgefäßes und umschließt
dadurch einen Raum, der das Ende des Ventilgehäuses 36 und das Ventil
38 umgibt, so daß diese Teile gegen Berührung mit dem Getränk im Behälter
10 geschützt sind, wenn das Ventil 38 geschlossen ist. Das Ventil
38 wird bei Berührung des Stößels durch die Behälterwand 12 geöffnet. Der
hohe Druck des durch das Ventil austretenden Gases hebt dann den äußeren Haubenrand
46 von dem Druckgefäß ab, so daß das Gas in den Behälter 10 gelangen
kann.
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Bei der Abänderungsform nach F i g. 7 weist die Haube 245 eine
Bimetallscheibe 250 auf, welche auf die Rückfläche der Haube 245 aufgesetzt
ist und als selbsttätige Einstellvorrichtung für die Lage des Ventilstößels 240
gegenüber der Wand 12 wirkt. Auf diese Weise wird ein Ausgleich für Abstandsänderungen
ermöglicht, die auf Temperaturschwankungen beruhen. Die Scheibe 250 ist so
bemessen, daß sie sich geringfügig in Abhängigkeit vom Temperaturänderungen verbiegt
und dadurch den Spalt zwischen der Haube und der Behälterwand 12 verändert. Der
Gasdruck
im Behälter wird also selbsttätig entsprechend den Änderungen der Temperatur erhöht
oder verringert.
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Wie F i g. 4 zeigt ist der Handgriff 14 längs einer Seite des
Behälters 10 angeordnet und durch zwei senkrecht und im Abstand voneinander
liegende Stützen 52 und 53 am Behälter befestigt. Handgriff und Stützen
bestehen zweckmäßig aus Kunststoff. Ein kegelförmiger, geschlitzter Kunststoffring
54 umgibt den Fuß einer jeden Stütze und schmiegte sich elastisch an die Innenfläche
eines kegeligen Flansches 55 einer Blechfassung 56 an, die an der
Seitenwand des Behälters 10 vorgesehen ist.
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Die Stütze 52 hat eine axiale Bohrung 57, die mit dem
oberen Ende eines senkrechten Kanals 58 im senkrechten Handgriff 14' in Verbindung
steht. Das andere Ende dieses Kanals 58 mündet unten im Handgriff in eine
erweiterte Zapföffnung 59. Eine axiale Bohrung 60 der Stütze
53 mündet in den Kanal 58 unmittelbar oberhalb der Zapföffnung
59. Ein Ventil 611 verschließt für gewöhnlich den Kanal 58
und weist
einen durch diesen Kanal sich erstreckenden Stößel 62 auf, der mit einem
Druckknopf 63 versehen ist. Dieser Druckknopf gleitet in einer Fassung 64
am oberen Ende des Handgriffs 14'. Eine Wendelfeder 65 drückt den Knopf nach
außen und stützt sich auf einer Dichtungsscheibe 66 ab, die den Stößel umschließt.
Abnehmbare Kappen 67, 68 decken für gewöhnlich den Druckknopf 63 und
die öffnung 59 ab und greifen elastisch über ringförmig vorspringende Wülste
69, 70 am oberen bzw. unteren Ende des Handgriffs 14'. Die Bohrung
57 in der oberen Stütze 52 ist an ihrem inneren Ende 71 verbreitert.
Diese Verbreiterung liegt in einem Hals 72, der durch die Wand des Behälters
hindurchragt. Ein Kugelrückschlagventil 73 in der Erweiterung 71 verschließt
die Bohrun- 57. Ein Querstück 74 in der Erweiterung 71
begrenzt den
Hub der Kugel 73. Ein Ring 75 umgibt den Hals 72 und dichtet
die öffnung in der Behälterwand ab.
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Die Bohrung 60 in der unteren Griffstütze 53 weist eine
Erweiterung 76 auf, in welcher das obere Ende eines Tauchrohres
77 befestigt ist. Ein Ring 78, der das Tauchrohr umgibt, dichtet die
öffnung dieser Behälterwand ab. Innerhalb des Behälters 11 ist das Tauchrohr
77 abwärts gebogen und mündet dicht vor dem Boden des Behälters, (F i
g. 1), so daß es in der Lage ist, Flüssigkeit vom Boden des Behälters
10 abzuziehen.
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Ist der Behälter nur teilweise mit Flüssigkeit, z. B. einem Getränk,
gbfüllt und wird der Druckknopf 63
betätigt, um das Zapfventil 61 zu
öffnen, so verhindert das Rückschlagventil 73 ein Austreten des im oberen
Teil des Behälters eingeschlossenen Gases durch den Kanal 58 und die Zapföffnung
59 und damit ein Aufschäumen des Getränkes. Wenn der Knopf 63 freigegeben
wird, schließt sich das Ventil 61. Der Druck in der Bohrung 57 und
im Kanal 58
gleicht sich dem im Behälter herrschenden Druck an, so daß der
Flüssigkeitsstand im Kanal 58 der gleiche wie im Behälter ist. Ein Fenster
80 im Handgriff 14' ermöglicht eine Beobachtung des Flüssigkeitsstandes im
Kanal 58 und damit auch im Behälter.
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Zum Füllen oder Nachfüllen des Druckgefäßes 13
wird eine Abgabearrnatur
z. B. für flüssige Kohlensäure mittels einer Schnellkupplung an das Füllventil 22
angeschlossen, so daß das Gas über das Ventil 29
in das Druckgefäß gelangt.
Die Befüllung kann durch Verdrängung eines anderen Mediums, durch Einhalten einer
bestimmten Füllzeit oder durch Wiegen kontrolliert werden, damit gewährleistet ist,
daß die gewünschte Gasmenge in das Druckgefäß 13 gelangt. Wenn die Füllarmatur
gelöst wird, dichtet das Ventil 29 die Füllöffnung von selbst wieder ab.
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Der Behälter 10 wird mit Flüssigkeit, z. B. mit einem Getränk,
gefüllt, bevor das aus Spundbuchse und Druckgefäß bestehende Gebilde eingefügt wird.
Nach diesem Einfügen wird der gewünschte Druck im Behälter durch das Zapfventil
61 hergestellt, welches durch Niederdrücken des Druckknopfes 63
geöffnet
wird. Der Behälter nimmt sofort die richtige Druckform an, und die Ventilkappe 21
wird auf ihrem Gewinde mit einem Schlüssel gedreht, um den Kopf 44 des Ventilstößels
mit der Wand 12 des Behälters in Berührung zu bringen. Dadurch wird das Ausströmen
das Gases aus dem Druckgefäß 13 in den Behälter bewirkt und der Druck in
dem Behälter erhöht, wodurch ein Rückdruck an der Zapföffnung ausgelöst wird.
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Ist die Lage des Ventilkopfes 44 gegenüber der Wand 12 eingestellt
worden, um den gewünschten Druck im Behälter 10 zu erhalten, so wird die
Druckmeßarmatur abgenommen und die Staubschutzscheibe 34 in den Spund eingedrückt.
Der Behälter kann dann in Gebrauch genommen werden. Wenn von Zeit zu Zeit Flüssigkeit
aus dem Behälter entnommen wird, ziehen sich die elastischen Behälterwandungen
11, 12 seitlich zusammen und stoßen den Ventilstößel 40 nach innen, wodurch
ein Nachfüllvolumen des Gases unter Druck in den Behälter 10 eingespeist
wird. Sobald der gewünschte, vorher festgelegte Druck im Behälter 10 erreicht
ist, beult sich die Wand 12 aus und dehnt sich seitlich vom Ventilstößelkopf 44
fort, so daß das Ventil 38 durch seinen eigenen Federdruck geschlossen wird.
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Ein gefüllter Behälter hat nur einen Bruchteil des Gewichtes eines
gleich großen Volumens von auf Flaschen gezogener Flüssigkeit und kann daher im
Fach eines Haushaltskühlschrankes verwahrt werden. Bei Verwendung für alkoholfreie
Getränke kann der Behälter entweder warm oder kalt gelagert und benutzt werden.
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Falls aus irgendeinem Grund der Kohlensäuregehalt eines Getränkes
zu groß werden sollte, kann der Benutzer schnell und leicht den Kohlensäuredruck
dadurch verringern, daß der Behälter mit der Oberseite nach unten gestellt und der
Druckknopf gedrückt wird, um das überschüssige Gas abzublasen. Falls andererseits
ein stärkerer Kohlensäuregehalt gewünscht wird, kann von Hand ein Druck auf den
Mittelbereich der Behälterwand 12 ausgeübt werden, um den Ventilstößel
38 zu betätigen und mehr Gas aus dem Druckgefäß 13 abzuziehen. Für
gewöhnlich sind derartige zusätzliche Maßnahmen jedoch nicht erforderlich. Sie können
allerdings nötig werden, wenn das Füllen des Behälters und die Benutzung durch den
Verbraucher unter stark unterschiedlichen Druck- oder Temperaturbedingungen stattfinden.
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Der beschriebene Behälter erhält selbsttätig einen vorher festgelegten
Innendruck innerhalb enger Grenzen -über der gespeicherten Flüssigkeit aufrecht;
infolgedessen ist der Kohlendioxydgehalt in den aus dem Behälter von Zeit zu Zeit
ausgeschenkten Getränken stets gleich groß.
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Die Erfindung läßt sich auch auf Behälter anwenden, die auf eine elastische,
durch Zugspannungen
verursachte Bewegung einer Behälterwand ansprechen.