DE60116347T2

DE60116347T2 - Flüssigkeitsabgabeverschlusselement

Info

Publication number: DE60116347T2
Application number: DE60116347T
Authority: DE
Inventors: Robert Rohr; L. Jeffrey Beaver; P. Thomas Kasting
Original assignee: Rieke LLC
Current assignee: Rieke LLC
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: EP1324943A1; JP2004510659A; BR0114567A; ATE314305T1; DE60116347D1; AU2001296840B2; WO2002030808A1; EP1324943B1; AU9684001A; TW528725B; US6378742B1; MY134204A; RU2003113321A; ZA200302496B

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Fluidabgabeverschlußelement bzw. einen Fluidabgabeverschluß zum selektiven Abgeben von Fluiden, wie Fruchtsäften in einen gewünschten Behälter, und insbesondere auf ein Abgabeelement bzw. eine Abgabevorrichtung, das (die) passend mit einem aufnehmenden Behälter in Eingriff brinbbar ist und in Kombination ein rückstellfähiges, federvorgespanntes bzw. -belastetes Abgabeventil und ein Belüftungsventil enthält.
II. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Vielzahl von Verschlüssen wurde für eine selektive Steuerung bzw. Regelung eines Fluidstroms aus einem Behälter entwickelt. Die üblichsten Verschlüsse inkorporieren bzw. enthalten ein Ventil, welches gedreht oder anderes händisch geöffnet und geschlossen werden kann, um Fluid aus dem Behälter abzugeben. Der Abgabeverschluß ist typischerweise nahe dem Boden des Behälter angeordnet, was es der Schwerkraft ermöglicht, ein Fluid durch den Verschluß zu zwingen bzw. zu beaufschlagen.
Kommerzielle Getränkeabgabevorrichtungen umfassen bzw. enthalten mechanische Abgabemittel, die mit dem Gehäuse assoziiert sind, wie dies in der US-A-4 723 694 geoffenbart ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Beispiele enthalten kommerzielle Milch- und Fruchtsaftabgabevorrichtungen, welche externe Abgabesysteme besitzen. Hier wird der Fruchtsaft oder die Milch in voluminösen Behältern transportiert. Die mechanischen Abgabesysteme sind an den voluminösen Behältern über den Verschluß festgelegt. Die Verschlüsse für die voluminösen Behälter müssen fähig sein, ein Fluidlecken während eines Transports zu verhindern, während sie auch eine Kontamination der Inhalte und des Abgabeverschlusses verhindern.
Weiterhin ist es wichtig, daß der Fluidstrom bzw. -fluß aus dem Behälter ununterbrochen ist. Dies wird erreicht, indem ein Aufbau eines Vakuums in dem Behälter verhindert wird, wenn das Fluid abgegeben wird, indem ein Belüftungssystem verwendet wird, welches es Luft ermöglicht, die abgegebene Flüssigkeit zu ersetzen. Behälter gemäß dem Stand der Technik inkorporieren typischerweise ein Belüftungsloch an der Oberseite des Behälters, um den übermäßigen Vakuumaufbau innerhalb des Behälters zu verhindern. Obwohl dies eine gangbare Lösung ist, stellt sie Probleme für die Behälterhersteller dahingehend dar, daß zwei gesonderte Öffnungen in dem Behälter gemacht werden müssen. Sie erzeugt auch Probleme für die Behälterbenutzer, da die zweite Öffnung, typischerweise ein einfaches Belüftungsloch, schwierig abzudichten ist, während der Behälter gefüllt, gelagert und transportiert wird.
Das Ziel der Erfindung ist es, diese Probleme anzusprechen, indem ein Verschluß zur Verfügung gestellt wird, welcher mit der Abgabemaschine zusammenarbeitet bzw. wechselwirkt, um auf Anfrage ein Ausgießen von Fluiden, wie Fruchtsaft oder Milch zu erleichtern.
III. Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der früheren bekannten Abgabevorrichtungen, indem ein Abgabeverschlußelement zur Verfügung gestellt wird, welches ein rückstellfähiges, federvorgespanntes bzw. -belastetes Abgabeventil und ein Belüftungsventil innerhalb der Grenzen des Verschlusses inkorporiert bzw. enthält.
Das Fluidabgabeverschlußelement der vorliegenden Erfindung enthält ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse, das adaptiert ist, um mittels Gewinde bzw. verschraubbar an dem Behälter festgelegt zu werden. Eine zylindrische Abgabetülle bzw. -öffnung in Fluidwechselwirkung bzw. -verbindung mit dem Behälter erstreckt sich von dem Gehäuse. Ein Ventilglied ist innerhalb der Abgabetülle vorgesehen, um einen Fluidstrom dadurch zu steuern bzw. zu regeln. In einer bevorzugten Ausbildung umfaßt das Ventilglied ein rückstellfähiges, elastomeres Ventilelement, welches in der Abgabetülle sitzt bzw. angeordnet ist, um einen Fluidfluß zu steuern bzw. zu regeln. Dieses einstückige Ventilelement ersetzt die Standardventilmechanismen, welche üblicherweise mehrere Komponenten, beispielsweise eine Kugel- und Federkonfiguration oder eine Tauchkolben- und eine Unterlegescheiben-Kombination umfassen. Jedoch ist die gegenwärtige Erfindung weniger teuer und einfacher herzustellen.
Die Abgabetülle nimmt eine Belüftungsanordnung auf, welche einen Belüftungsdurchtritt in Wechselwirkung bzw. Kommunikation mit einer Belüftungsöffnung inkludiert. Eine Belüftungsdichtung bzw. -durchgangstülle ist innerhalb des Belüftungsdurchtritts zum selektiven Verschließen der Belüftungsöffnung in Antwort auf den akkumulierten Vakuumdruck gefangen bzw. gehalten, der ausgebildet wird, wenn die Flüssigkeit aus dem Behälter abgegeben wird. Diese Wirkung belüftet effektiv den Abgabeverschluß.
Das Abgabeelement inkludiert Mittel zum Aufnehmen einer entfernbaren Abdeckung. Die Abdeckung bzw. die darüberliegende Kappe deckt die Abgabetülle ab, um jegliches potentielle Fluidlecken aufzufangen und zurückzuhalten. Die Kappe kann erstreckt sein, um die Belüftungsöffnung zusätzlich zu der Abgabetülle abzudecken. Die darüberliegende Kappe enthält einen Randwulst, der adaptiert ist, um in eine ringförmige Rille bzw. Nut einzugreifen, die sich um die Tülle und die Belüftungsöffnung erstreckt. Die Kappe kann durch ein einfaches Verbiegen der Kappe entfernt und wieder festgelegt werden.
Die Abgabetülle ist mit einer O-Ring-Dichtung versehen, um einen dichtenden Eingriff mit einem aufnehmenden Behälter zu erleichtern. Nach bzw. bei einem Einsetzen der Tülle in den aufnehmenden Behälter ist bzw. wird das rückstellfähige, federbelastete Ventil von seinem Ventilsitz verlagert, um es Fluid zu ermöglichen, durch die Tülle bzw. den Ausguß zu fließen. Schwerkraft wird die Belüftungsdichtung veranlassen, die Belüftungsöffnung zu verschließen, wodurch sichergestellt wird, daß Fluid durch die Tülle und nicht durch die Belüftung fließt.
Andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird.
IV. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung verstanden werden, wenn sie im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung gelesen wird, in welcher sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile durch die Ansichten beziehen und in welchen:
1 eine perspektivische Explosions-Querschnittsansicht des Abgabeverschlußelements und der Kappe ist;
2 eine perspektivische Querschnittsansicht einer alternativen Ausbildung des Fluid abgebenden Verschlusses ist;
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Belüftungsöffnung und Belüftungsdichtung ist;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der alternativen Belüftungsöffnungskonfiguration ist;
5 eine Querschnittsansicht der alternativen Ausbildung ist, die in 2 illustriert ist; und
6 eine Querschnittsansicht der alternativen Ausbildung ist, die in 2 illustriert ist, die das rückstellfähige Verschlußventil in der offenen Position aufweist.
V. Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung
1 illustriert eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung, in welcher ein Fluidabgabeverschlußelement 10 gezeigt ist. Das Verschlußelement bzw. der Verschluß 10 ist an einem Ende eines großen Fluidbehälters 100 für beispielsweise Milch oder Fruchtsaft festgelegt, und das andere Ende an einen Abgabesystem. Der Verschluß 10 hindert Fluid am Lecken während des Transports und der Lagerung des großen Behälters 100. Weiterhin erlaubt der Verschluß 10 das selektive Abgeben von Fluid aus dem Behälter 100 zu dem Abgabesystem ohne eine Unterbrechung des Fluidstroms von dem Behälter 100.
Bezugnehmend auf 1 umfaßt der Verschluß 10 ein Gehäuse 12, eine rückstellfähige Ventilanordnung 40 und eine darüberliegende Kappe 90. Das Gehäuse 12 ist adaptiert, um an dem großen Behälter 100 gesichert zu werden. Das Gehäuse 12 hat einen oberen Festlegungs- bzw. Befestigungsabschnitt 14 und eine sich nach unten erstreckende Abgabetülle bzw. -öffnung 20. In einer bevorzugten Ausbildung inkorporiert der obere Befestigungsabschnitt 12 zusammenpassende Gewinde 16 für den Gewindeeingriff mit dem großen Behälter 100.
Die sich nach unten erstreckende Abgabetülle 20 hat eine rohrförmige Konfiguration und ist kleiner im Durchmesser als das Gehäuse 12. Die Abgabetülle 20 ist konfiguriert, um passend ein Abgabesystem (nicht gezeigt) zu ergreifen, wie eine Pumpe. Der Bodenabschnitt der Abgabetülle 20 hat eine Mehrzahl von Stegen bzw. Rippen 30 und Rillen 32 für die sichere Befestigung mit dem Abgabesystem. Um eine sicherere, fluiddichte Abdichtung mit dem Abgabesystem zu bewirken bzw. auszuführen, ist ein O-Ring 34 in die Rille bzw. Nut 32 eingesetzt.
Sich nach aufwärts erstreckend von der Abgabetülle 20 und in den oberen Befestigungsabschnitt 14 ist eine Mehrzahl von Säulen 21. Die Säulen 21 sind voneinander in einer ringförmigen Konfiguration um den oberen Umfang der Abgabetülle 20 beabstandet. Die Säulen 21 und die Abgabetülle 20 bilden einen inneren Fluidkanal 22, der sich durch den Verschluß 10 erstreckt. Vorzugsweise sind die Säulen integral bzw. einstückig mit dem Gehäuse 12 geformt.
Der innere Fluidkanal 22 nimmt ein rückstellfähiges Rückschlag- bzw. Absperrventil 40 auf. Eine Mehrzahl von Rückhaltezapfen bzw. -fortsätzen 24 ist an den oberen Enden der Säulen 21 angeordnet und dient dazu, um das Rückschlagventil 40 in dem Fluidkanal 22 zu halten. Ein Ventilsitz 26 ist an dem Bodenabschnitt der Abgabetülle 20 durch eine ringförmige, nach innen vorragende Rippe auf der inneren Oberfläche des Fluidkanals 22 ausgebildet. Vorzugsweise sind, wie dies in 5 und 6 gezeigt ist, Führungsrippen 128 entlang der Innenoberfläche der Abgabetülle 20 inkorporiert bzw. aufgenommen. Diese Führungsrippen 128 dienen dazu, das Rückschlagventil 40 in dem Fluidkanal 22 zu sichern und auszurichten.
Das Rückschlagventil 40, das in dem Fluidkanal 22 aufgenommen ist, umfaßt einen länglichen Anschlag oder Pfropfen, der aus einem rückstellfähigen, elastomeren Material gebildet ist. Obwohl dies durch die Erfindung nicht erforderlich ist, ist das rückstellfähige Rückschlagventil 40 gezeigt, daß es einen oberen Abschnitt 42 mit größerem Durchmesser und einen abgerundeten Bodenabschnitt 44 aufweist. Das rückstellfähige Rückschlagventil 40 ist so dimensioniert, daß der abgerundete Bodenabschnitt 44 in dem Ventilsitz 26 sitzt, während der obere Abschnitt 42 gegen die Rückhaltezapfen 24 verankert ist. Obwohl dies als ein hohler Anschlag illustriert ist, kann das rückstellfähige Rückschlagventil 40 ein fester Pfropfen oder irgendeine andere Konfiguration unter der Voraussetzung sein, daß das Rückschlagventil geeignet innerhalb des Ventilssitz sitzen wird und zu seiner ursprünglichen Position zurückkehren wird, nachdem es zu der offenen Position deformiert wurde.
Ebenfalls in dem Gehäuse 12 ist eine Belüftung 60 angeordnet, welche es Luft ermöglicht, das abgegebene Fluid zu ersetzen, wodurch eine Unterbrechung im Fluidstrom durch den Verschluß verhindert wird. Die Belüftung 60 öffnet in einen Belüftungsdurchtritt 62, welcher direkt in dem Gehäuse 12 des Verschlusses 10 benachbart der Fluidabgabetülle 20 geformt ist. Der Belüftungsdurchtritt 62 ist so geformt, daß der Bodenabschnitt 64 schmäler im Durchmesser als der obere Abschnitt 66 ist. Die Verbindung zwischen dem oberen Abschnitt 66 und dem Bodenabschnitt 64 des Durchtritts 62 bildet eine Schulter 68. Ein die Belüftung zurückhaltender Fortsatz 69 ist an der Oberseite des Belüftungsdurchtritts 62 angeordnet.
Eine Ventildichtung bzw. -durchgangstülle 70, die geformt ist, um in den Belüftungsdurchtritt 62 zu passen, hat einen Kopfabschnitt 72 größeren Durchmessers. Die Belüftungsdichtung 70 ruht in dem Belüftungsdurchtritt 62, wobei ihr Kopfabschnitt 72 auf der Schulter 68 angeordnet ist. Dies dichtet effektiv den Belüftungsabschnitt 62 ab. Die Belüftungsdichtung 70 kann innerhalb des Belüftungsdurchtritts 62 zwischen einer vollständig offenen Position, wo die Belüftungsdichtung 70 gegen den Belüftungsrückhaltezapfen 69 anschlägt, und einer geschlossenen Position wandern bzw. sich bewegen, wo die Belüftungsdichtung 70 gegen die Schulter 68 anschlägt bzw. auf dieser sitzt.
Das Gewicht der Belüftungsdichtung 70 dient dazu, um den Belüftungsdurchtritt 62 zu verschließen, indem die Oberseite des Durchtritts 62 an der Schulter 68 abgedichtet wird. Jedoch baut sich, wenn Fluid von dem Behälter 100 abgegeben wird, ein Vakuum innerhalb des Gehäuses 12 auf, bis die Kraft ausreichend ist, um die Belüftungsdichtung 70 von der Schulter 68 abzuheben. Dieses Abheben bzw. Lösen der Belüftungsdichtung 70 von dem Sitz, wie dies in 3 illustriert ist, bewirkt, daß Luft durch den Verschluß 10 be lüftet, wodurch es Fluid ermöglicht wird, glatt aus dem Behälter 100 ausgetragen zu werden.
Wie dies in 1 und 5 gezeigt ist, kann eine Kappe bzw. Überkappe 90 entfernbar an dem Verschluß 10 festgelegt sein. Die Kappe 90 dient dazu, Verunreinigungen bzw. Kontaminationen von der Abgabetülle 20 vor einer Verwendung fernzuhalten. Zusätzlich wird, da die Kappe 90 nach oben erstreckt werden kann, um sowohl die Abgabetülle 20 als auch die Belüftung 60 zu umgeben, jegliches Fluidlecken von einem Durchtritt eingefangen und in der Kappe 90 zurückgehalten.
In einer alternative Ausbildung, wie dies in 2 illustriert ist, sind die Belüftung und der Belüftungsdurchtritt durch eine oder mehrere Belüftungsöffnung(en) 160 ersetzt, welche sich durch das Gehäuse 112 erstreckt bzw. erstrecken. Die Belüftungsöffnungen 160 treten durch das Gehäuse 112 benachbart einem ringförmigen Kanal 180 zum Aufnehmen einer Dichtung 182 aus. Vorzugsweise hat die Dichtung einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Flansch 184, welcher die Belüftungsöffnungen 160 abdeckt. Es würde einem Fachmann in der Technik offensichtlich sein, daß eine gesonderte Dichtung verwendet werden kann, um die Belüftungsöffnungen 160 abzudichten.
In dieser Ausbildung versiegeln, wie dies am besten durch 4 illustriert ist, das Gewicht der Dichtung und das Fluid in dem Behälter 100 die Belüftungsöffnung 160. Wenn Fluid aus dem Behälter 100 ausgetragen wird, baut sich ein Vakuum in dem Gehäuse 112 auf, bis die Kraft ausreichend ist, um den Dichtungsflansch 184 anzuheben, um die Belüf tungsöffnung 160 zu öffnen, wodurch Luft veranlaßt wird, durch den Verschluß 110 zu belüften.
Der Verschluß 10, 110 ist ausgebildet bzw. konstruiert, um selektiv Fluid aus einem Behälter 100 in ein Abgabesystem abzugeben. Der Verschluß 10, 110 ist an dem Behälter 100 gesichert, sobald der Behälter 100 gefüllt ist. Während eines Transports und einer Lagerung ist die Kappe 90 auf dem Verschluß 10 gehalten, und der Verschluß 10, 110 ist in der geschlossenen Position, wie dies in 5 gezeigt ist. Vor einer Verwendung wird die Kappe 90 entfernt und die Abgabetülle 20 wird in das Abgabesystem eingesetzt. Die Abgabetülle 20 ergreift dichtend das Abgabesystem, welches Mittel (nicht gezeigt) zum Drücken des rückstellfähigen Rückschlagventils 40 weg von dem Ventilsitz 26 enthält. Dies ordnet den Verschluß 10, 110 in der offenen Position an, wie dies in 6 gezeigt ist, und erlaubt es Fluid in dem Behälter 100, durch den Verschluß 10, 110 und um das rückstellfähige Rückschlagventil 40 zu fließen bzw. zu strömen. Die Abgabe von Fluid aus dem Behälter 100 wird nun durch das Abgabesystem gesteuert bzw. geregelt. Sobald der Behälter 100 geleert wurde, werden der Behälter 100 und der Verschluß 10, 110 von dem Abgabesystem entfernt. Dies erlaubt es dem rückstellfähigen Rückschlagventil 40, sich aufzuweiten und zu seiner ursprünglichen Form bzw. Gestalt zurückzukehren, wodurch es selbst gegen den Ventilsitz 26 sitzt. Diese Wirkung bzw. Tätigkeit schließt den Fluiddurchtritt 22 durch den Verschluß 10 und verhindert, daß jegliches Restfluid aus dem Verschluß 10, 110 austritt, wenn der leere Behälter 100 durch volle ersetzt wird.
Die vorhergehende detaillierte Beschreibung wurde lediglich der Klarheit halber gegeben und es sollten keine unnot wendigen Beschränkungen daraus abgeleitet werden, da einige Modifikationen einem Fachmann offensichtlich sein werden, ohne daß vom Gegenstand der beiliegenden Ansprüche abgegangen wird.

Claims

Abgabeverschlußelement (10) zum selektiven Abgeben von Fluid bzw. Flüssigkeit aus einem Behälter (100) in ein Aufnahme- bzw. Empfangssystem, wobei das Abgabeverschlußelement bzw. der Abgabeverschluß umfaßt: ein Gehäuse (12), das eine Innenoberfläche (16) zur Festlegung an dem Behälter und eine Außenoberfläche aufweist; eine Abgabeöffnung bzw. -tülle (20), die sich von dem Gehäuse erstreckt, und ein Aufnahmeende und ein Abgabeende aufweist; eine Mehrzahl von Säulen (21), die einstückig geformt sind mit und sich von dem Aufnahmeende der Abgabetülle erstrecken; ein Ventil (40) zum selektiven Abgeben von Fluid durch die Tülle bzw. den Ausguß (20), wobei das Ventil (40) innerhalb der Abgabetülle (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabeverschlußelement weiters eine Serie von Fortsätzen (24) zum Zurückhalten des Ventils (40), die sich von den Säulen erstrecken; und eine Belüftungsöffnung (160) innerhalb des Gehäuses (12) an einer Stelle umfaßt, die von der Tülle (20) verlagert ist.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 1, wobei das Abgabeende der Abgabetülle (20) einen ringförmigen, sich nach innen erstreckenden Flansch (184) aufweist, wodurch eine kreisförmige Öffnung ausgebildet ist, und wobei das Ventil (40) in der Abgabetülle (20) enthalten ist, und einen rückstellfähigen, elastomeren Anschlag umfaßt, der ein oberes Ende und ein dichtendes bzw. Dichtende aufweist, wobei das Dichtende dimensioniert ist, um dichtend innerhalb der kreisförmigen Öffnung der Abgabetülle zu sitzen bzw. angeordnet zu sein.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 2, wobei der elastomere Anschlag zwischen den Fortsätzen (24) und der kreisförmigen Öffnung zurückgehalten ist.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 3, wobei die Belüftungsöffnung eine Öffnung in dem Gehäuse, die einen Durchtritt (62) zu dem Inneren des Verschlusses ausbildet, und eine Dichtung bzw. Durchgangstülle (70) umfaßt, die in dem Durchtritt verankert ist, um selektiv die Belüftungsöffnung (160) zu verschließen.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 4, wobei der Durchtritt (62) einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt kleineren Durchmessers aufweist, dessen Schnitt eine Schulter (68) ausbildet, und wobei die Durchgangstülle (70) einen Kopfabschnitt größeren Durchmessers und einen Schwanz- bzw. Endabschnitt kleineren Durchmessers aufweist, so daß der Kopfabschnitt der Dichtung auf der Schulter des Durchtritts sitzt.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 1, weiters umfassend eine Kappe bzw. Abdeckung (90), die lösbar an dem Abgabeende der Abgabetülle (20) angeordnet ist.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 1, wobei die Abgabetülle (20) einstückig bzw. integral in dem Gehäuse (12) geformt ist.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 1, und weiters umfassend eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen (160) in einer ringförmigen Konfiguration um das Gehäuse außerhalb des Durchmessers der Abgabetülle (20).
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 8, und weiters umfassend eine ringförmige Dichtung (182), die in dem Gehäuse derart angeordnet ist, daß die Dichtung dichtend die Mehrzahl von Belüftungsöffnungen (160) abdeckt.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 9, wobei die ringförmige Dichtung (182) einen Hauptabschnitt und einen nach innen vorragenden Klappenabschnitt aufweist, so daß der Klappenabschnitt die Belüftungsöffnung abdeckt, während der Hauptabschnitt in einem ringförmigen Kanal innerhalb einer Oberfläche des Gehäuses (20) ruht.
Abgabeverschlußelement nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (20) im wesentlichen zylindrisch um eine zentrale Achse ausgebildet ist.