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Diese
Erfindung betrifft ein druckempfindliches Rückschlagventil, und insbesondere
druckempfindliche Einweg-Gasentlüftungsventile,
die zum automatischen Entlasten des in einem Gefäß oder Behälter aufgebauten Gasdruckes
verwendet werden können.
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Viele
verschiedene Produkte setzen oft Gas frei oder geben dieses ab,
nachdem sie in einer geschlossenen Packung, einem geschlossenen
Behälter
oder Gefäß angeordnet
wurden. Zum Beispiel neigen geröstete
Kaffeebohnen dazu, nach dem Röstprozess
eine erhebliche Menge an Kohlendioxid freizusetzen, von dem oft
eine große
Menge freigesetzt wird, nachdem der geröstete Kaffee in einem geschlossenen
Behälter
verpackt ist. Sofern dem Behälter
oder der Verpackung ein Mechanismus fehlt, um das Entlasten des
aufgebauten Gasdruckes zu erlauben, werden die Behälterwände dazu
neigen, sich nach außen
aufzuweiten, und könnten
in Abhängigkeit
von ihrer integrierten Festigkeit möglicherweise zerreißen und
unbrauchbar werden. Wenn der Behälter
nicht zerreißt,
kann der Aufbau von Gas eine Aufwölbung oder Aufweitung der Behälterwände bewirken,
was ihn aus der Sicht eines Verbrauchers unattraktiv macht und außerdem für den Einzelhändler, der
versucht die Nutzung des Verkaufsregalraumes zu maximieren, eine
Schwierigkeit darstellt. Um den Aufbau und die Entwicklung von Gasen
unter solchen Umständen
auszugleichen, haben andere die Anordnung von Rückschlagventilen in den Wänden der Verpackung
oder des Behälters
vorgeschlagen, um zu erlauben, dass überschüssige Gasmengen langsam ausströmen, um
die ansonsten schädlichen Auswirkungen
einer sich aufweitenden Verpackung oder Behälters zu verhindern.
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In
den meisten Fällen
muss die Verpackung oder der Behälter,
in dem ein Produkt zum Transport und Einzelhandelsverkauf (insbesondere
im Fall von Nahrungsmittelprodukten) verpackt ist, relativ preiswert
sein, um Marktakzeptanz zu erreichen. Die Notwendigkeit für billige
Verpackung hat dazu geführt, dass
die Mehrheit der zuvor entwickelten Ventile oder Druckentlastungseinrichtungen
von relativ einfacher Natur und hauptsächlich aus der Sicht konstruiert sind,
das Ausströmen
des innerhalb eines Behälters entwickelten
Gases zu erlauben. Meistens ist die Fähigkeit der Ventile, nur als
Einwegventil zu funktionieren und das Eindringen von Luft aus der
Außenumge bung
in die geschlossene Verpackung oder den geschlossenen Behälter zu
verhindern, ein nebensächliches
Merkmal. Viele bisher bestehende Ventilkonstruktionen sehen nur
einen minimalen Grad an Sicherheit gegen die Möglichkeit des Zurückströmens von
Luft durch das Ventil und in die Verpackung vor. Für viele
Produkte ist der zufällige
Kontakt mit Luft, die durch ein Gasentlüftungsventil zurücksickern
kann, nicht von großer
Wichtigkeit. In anderen Fällen
kann jedoch der Kontakt mit Luft, welcher auch immer, kritische
Wirkung auf die Qualität
und Eigenschaften der Produkte haben. Zum Beispiel wird gerösteter Kaffee,
der in Kontakt mit Luft kommt, schnell oxidieren, was meistens dazu
führt,
dass der Kaffee einen bitteren Geschmack erhält. Das Eintreten von Luft
in ein verschlossenes und verpacktes Produkt kann außerdem Wasserdampf
und/oder Bakterien in das Produkt einführen, was Pilzwuchs oder den
Verderb bewirken kann. Des Weiteren sind viele bestehende Rückschlagventilkonstruktionen
so konstruiert, dass sie bei einer sehr niedrigen Druckdifferenz zwischen
dem Gas innerhalb des Behälters
und dem Luftdruck außerhalb öffnen. Die
Einfachheit und Konstruktion solcher Ventile bewirkt normalerweise
ihr Öffnen
bei einem minimalen Anstieg des Innengasdruckes. Wenn die Behälterverpackung
jedoch ausreichend fest ist, kann manchmal durch Aufrechterhalten
eines höheren
Innengasdruckes ein Vorteil erreicht werden. Zum Beispiel wurde
ermittelt, nochmals unter Bezugnahme auf geröstete Kaffeebohnen, dass der
Geschmack und das Aroma von Röstkaffee
verbessert wird, wenn zugelassen wird, dass er in Kontakt mit Kohlendioxid
und aromatischen Gasen bleibt, die nach dem Rösten aus diesem entstehen.
Das Aufrechterhalten des Gasdruckes innerhalb des Behälters über dem
Luftdruck hat außerdem
den zusätzlichen
Nutzen, dass es hilft, das Eintreten von Luft aus der Umgebung zurück durch
das Ventil und in den geschlossenen Behälter zu verhindern.
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DE 2331862 , gegenüber dem
Anspruch 1 charakterisiert ist, offenbart ein Ventil, das ein steifes Element
umfasst, das durch ein flexibles Element abgedeckt ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein druckempfindliches Rückschlagventil
gemäß Anspruch
1 zur Verfügung.
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Die
Erfindung stellt deshalb ein druckempfindliches Rückschlagventil
zur Verfügung,
das hilft, eine Anzahl von Unzulänglichkeiten
in bereits bestehenden Vorrichtungen zu behandeln. Die Erfindung stellt
solch ein Rückschlagventil
zur Verfügung,
dass die Freigabe von im Inneren eines geschlossenen Behälters oder
einer geschlossenen Verpackung entwickeltem Gas erlaubt, während gleichzeitig
das Eintreten von Luft durch das Ventil und in den Behälter oder
die Verpackung verhindert oder begrenzt wird. Das Ventil hat außerdem solch
eine Konstruktion, die das Aufrechterhalten eines höheren Innengasdruckes
als der Luftdruck im Behälter
oder in der Verpackung erlaubt, wenn dieses gewünscht wird.
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Ein
druckempfindliches Rückschlagventil
zur Regelung der Freigabe von Druckgas aus einem geschlossenen Behälter ist
offenbart, wobei der geschlossene Behälter mindestens eine Entlüftungsöffnung darin
besitzt, wobei das Ventil umfasst: eine erste Schicht aus flexiblem,
elastischen Material, das eine obere Fläche und eine untere Fläche besitzt, wobei
mindestens der Umfang der unteren Fläche der ersten Schicht an der
Außenfläche des
Behälters angeklebt
ist, wobei mindestens ein Teil des Inneren der unteren Fläche der
ersten Schicht von der Außenfläche des
Behälters
abtrennbar ist, der abtrennbare Teil der unteren Fläche der
ersten Schicht und der zu diesem benachbarte Teil der Außenfläche des Behälters dazwischen
eine Expansionskammer bilden, die Expansionskammer in Verbindung
mit der Entlüftungsöffnung durch
den Behälter
steht, so dass der Durchgang von Gas durch die Entlüftungsöffnung die
Ausdehnung der Expansionskammer bewirkt, die Expansionskammer eine
sich dort hindurch erstreckende Gasfreigabeöffnung besitzt, die die Freisetzung
von Gas aus der Expansionskammer erlaubt; und eine zweite Schicht
aus flexiblem elastischen Material, die die erste Schicht mindestens
teilweise abdeckt, wobei ein Teil der zweiten Schicht an der ersten
Schicht angeklebt ist, und ein Teil der zweiten Schicht von der
ersten Schicht abtrennbar ist, wobei der abtrennbare Teil der zweiten
Schicht und der Teil der ersten Schicht, der benachbart dazu ist,
einen Gasaustrittsweg bilden, wobei der Gasaustrittsweg in Verbindung
mit der sich durch die Expansionskammer erstreckenden Gasfreigabeöffnung steht,
so dass die Ausdehnung der Expansionskammer eine Auftriebskraft
auf die zweite Schicht ausübt,
die das Auseinandergehen des abtrennbaren Teiles zwischen den ersten
und zweiten Schichten bewirkt, wodurch sich der Gasaustrittsweg öffnet und
das Strömen
des Gases von der Entlüftungsöffnung im
Behälter
durch die Expansionskammer, durch die sich durch die Expansionskammer
erstreckende Gasfreigabeöffnung,
in den Gasaustrittsweg und aus dem Ventil heraus in die Umgebung
zulässt.
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Des
Weiteren ist ein druckempfindliches Rückschlagventil zur Regulierung
der Freisetzung von Druckgas aus einem verschlossenen Behälter offenbart,
wobei das Ventil ein Substrat aus Material umfasst, dass an einem
Teil der Außenfläche des
Behälters
angeklebt ist und sich dort hindurch erstreckende eine oder mehrere Öffnungen
besitzt, die mit einer oder mehreren Entlüftungsöffnungen ausgerichtet sind,
die sich durch den Behälter
erstrecken; eine erste Schicht aus flexiblem elastischen Material eine
obere Fläche
und eine untere Fläche
besitzt, wobei mindestens der Umfang der unteren Fläche der
ersten Schicht an der Substratschicht angeklebt ist, wobei mindestens
ein Teil des Inneren der unteren Fläche der ersten Schicht von
der Substratschicht abtrennbar ist, der abtrennbare Teil der unteren
Fläche
der ersten Schicht und der Teil der Substratschicht, der benachbart
dazu ist, eine Expansionskammer dazwischen bilden, wobei die Expansionskammer
in Verbindung mit der Entlüftungsöffnung durch
den Behälter
und der Öffnung
durch die Substratschicht steht, so dass der Durchgang von Gas durch
die Entlüftungsöffnung die
Expansion der Expansionskammer bewirkt, wobei die Expansionskammer
eine Gasfreigabeöffnung
besitzt, die sich dort hindurch erstreckt, die die Freigabe von
Gas aus der Expansionskammer erlaubt; und eine zweite Schicht aus
flexiblem elastischen Material, die die erste Schicht mindestens
teilweise abdeckt, wobei ein Teil der zweiten Schicht an der ersten
Schicht angeklebt und ein Teil der zweiten Schicht von der ersten Schicht
abtrennbar ist, wobei der abtrennbare Teil der zweiten Schicht und
der Teil der ersten Schicht, der benachbart dazu ist, einen Gasaustrittsweg
bilden, wobei der Gasaustrittsweg in Verbindung mit der sich durch
die Expansionskammer erstreckenden Gasfreigabeöffnung steht, so dass die Ausdehnung
der Expansionskammer eine Auftriebskraft auf die zweite Schicht
ausübt,
die das Auseinandergehen des abtrennbaren Teiles zwischen den ersten
und zweiten Schichten bewirkt, wobei sich der Gasaustrittsweg öffnet und
das Strömen
des Gases von der Entlüftungsöffnung im
Behälter
durch die Expansionskammer in den Gasaustrittsweg und aus dem Ventil
in die Umgebung zulässt.
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Verschiedene
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend nur mittels eines
Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
Seitenansicht eines Behälters
ist, an dem ein druckempfindliches Rückschlagventil gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
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2 eine
Seitenansicht des druckempfindlichen Rückschlagventiles aus der Richtung „A" in 1 gesehen
ist;
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3 eine
Seitenansicht des druckempfindlichen Rückschlagventiles aus Richtung „B" in 1 gesehen
ist;
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4 eine
Draufsicht einer unteren Substratschicht des druckempfindlichen
Rückschlagventiles
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Draufsicht einer Zwischenschicht des druckempfindlichen Rückschlagventiles
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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6 eine
Draufsicht einer oberen Schicht des druckempfindlichen Rückschlagventiles
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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7 eine
Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der 2 ist;
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8 eine
Schnittansicht entlang der Linie 8-8 der 3 ist;
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9 eine
Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des in 2 gezeigten
druckempfindlichen Rückschlagventiles
ist, das mit einer äußeren Schutzabdeckung
darüber
versehen ist;
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10 eine
Draufsicht eines Rahmenelementes zur Anwendung gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung ist;
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11 eine
Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der unteren Substratschicht
des druckempfindlichen Rückschlagventiles
ist; und
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12 eine
Seitenansicht der alternativen Ausführungsform der unteren Substratschicht
des in 11 gezeigten druckempfindlichen
Rückschlagventils
ist.
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Das
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruierte druckempfindliche Rückschlagventil
ist in den beigefügten Zeichnungen
generell durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. In 1 ist
das Ventil 1 so gezeigt, wie es typischerweise an einem
verschlossenen oder geschlossenen Behälter oder Verpackung 2 befestigt sein
würde.
Aus dem richtiggehenden Verständnis der
Erfindung wird erkennbar sein, dass der Behälter 2 von einer sehr
großen
Vielzahl unterschiedlicher Konstruktionen sein könnte, die gegenwärtig verfügbar sind,
reichend von starr plastischen, Nylon-, Metall-, Verbundmaterial-
oder Glasbehältern
zu halbstarr plastischen, Zellulose- oder Metallbehältern bis zu
flexiblen Behältern,
die aus Kunststoffen, Folien oder ähnlichen Materialien hergestellt
sind. Der Behälter 2 hat
vorzugsweise mindestens eine Entlüftungsöffnung 3, die sich
dort hindurch erstreckt, die das Entlüften von überschüssigem, sich intern entwickelndem
Gas aus dem Inneren des geschlossenen Behälters erlaubt. Die Entlüftungsöffnung 3 kann während der
Ausbildung des Behälters 2 ausgebildet werden
oder nachträglich
in einer der Behälterwände oder
-stirnseiten zu einem späteren
Zeitpunkt gebohrt, gestanzt oder auf andere Weise ausgebildet werden.
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Das
Ventil 1 wird grundsätzlich
aus einer ersten Schicht aus flexiblem elastischen Material 4 und einer
zweiten Schicht aus flexiblem elastischen Material 5 gebildet,
die die erste Schicht 4 mindestens teilweise bedeckt. Die
erste Schicht 4 hat eine obere und eine untere Fläche. In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens der Außenumfang
der unteren Fläche
der ersten Schicht 4 mit der Außenfläche 6 des Behälters 2 verklebt.
In Abhängigkeit
von dem Material, aus dem der Behälter 2 hergestellt
ist, kann sich die Methode zum Befestigen der unteren Fläche der
ersten Schicht 4 an der Außenfläche 6 des Behälters verändern, typischerweise
würde jedoch
ein Kleber verwendet werden. Wenn der Umfang der unteren Fläche der
ersten Schicht 4 an die Außenfläche des Behälters 2 geklebt ist,
bleibt mindestens ein Teil des Inneren der unteren Fläche der ersten
Schicht unbefestigt am Behälter
und ist von diesem abtrennbar. In 5 ist der
Teil der unteren Fläche
der ersten Schicht 4, der an die Außenfläche des Behälters geklebt ist, schattiert
und generell durch das Bezugszeichen 22 gekennzeichnet,
wobei der abtrennbare Teil nicht schattiert und generell durch das
Bezugszeichen 23 gekennzeichnet ist. Der abtrennbare Teil
der unteren Fläche
der ersten Schicht 4 und der Teil der Außenfläche 6 des
Behälters 2,
der zu diesem benachbart ist, begrenzen zwischen sich eine Expansionskammer 7.
Die erste Schicht 4 ist so auf der Außenfläche 6 des Behälters 2 angeordnet,
dass die Expansionskammer 7 in Verbindung mit Entlüftungsöffnungen 3 steht,
so dass Gas, das aus dem Behälter
austritt und die Entlüftungsöffnungen
passiert, in die Expansionskammer geführt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besteht die Expansionskammer 7 aus zwei separaten
Kammern 13 und 14, die durch einen Isthmus 15 getrennt
sind. Eine gemeinsame Überbrückungskammer 16,
deren Anordnung und Größe für unterschiedliche
Druckfreisetzungsanforderungen verändert werden kann, erlaubt
das freie Strömen des
Gases zwischen den Kammern 13 und 14 und stellt
außerdem
eine Stelle zur Verfügung,
um eine Gasfreigabeöffnung 12 anzuordnen,
die das Ausströmen
des Gases aus der Expansionskammer erlaubt. Wenn die Expansionskammer 7 aus
zwei separaten Kammer gebildet wird, steht jede einzelne Kammer vorzugsweise
in Verbindung mit einer separaten Entlüftungsöffnung 3 durch den
Behälter 2,
so dass beide Teile der Expansionskammer bei einem Durchgang von
Gas durch die Entlüftungsöffnungen
im Wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit expandieren. Die Überbrückungskammer 16 gewährleistet grundsätzlich,
dass der Gasdruck in den Kammern 13 und 14 im
Wesentlichen ausgeglichen ist und sorgt außerdem für eine ausgeglichene Freigabe
des Gases durch die Öffnung 12.
Außerdem
stehen die Entlüftungsöffnungen 3 vorzugsweise
in Verbindung mit ersten und zweiten Kammern 13 und 14 an
einem gegenüberliegenden
Ende der Expansionskammer 7 in Bezug auf die Gasfreigabeöffnung 12.
Auf diese Weise wird Gas, das durch die Entlüftungsöffnung 3 in die Expansionskammer
eintritt, gezwungen, durch die Länge
der Expansionskammer zu strömen,
bevor es durch die Gasfreigabeöffnung 12 freigegeben wird.
Wenn es gewünscht
wird, die Gasfreigabe durch das Ventil 1 zu erhöhen, kann
der Isthmus 15 verlängert
werden, so dass er im Wesentlichen die Öffnung 12 berührt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist das flexible elastische Material, aus dem die
erste Schicht 4 und die zweite Schicht 5 aufgebaut
sind, Elastizitätsmerkmale
auf, so dass der Durchgang von Gas durch die Entlüftungsöffnung 3 in
die Expansionskammer 7 die Ausdehnung der Expansionskammer
und Anschwellen der oberen Fläche
der ersten Schicht 4 nahe der Expansionskammer nach außen bewirkt.
Obwohl die Schichten 4 und 5 aus einer reichen
Auswahl von Materialien aufgebaut sein können, wird vermutet, dass sie
in vielen Fällen
aus metallisiertem Polyester, Polypropylen, Nylon oder einem ähnlichen
Material ausgebildet werden, so dass die Federwirkung und Elastizität der ersten
Schicht 4 das Zurückziehen
der Expansionskammer 7 bewirkt, wenn das Gas innerhalb
der Expansionskammer freigegeben wird (wie es unten ausführlicher
beschrieben ist), wobei der abtrennbare Teil der unteren Fläche der
ersten Schicht 4 sich wiederum flach über die Außenfläche 6 des Behälters 2 legen
kann. Dabei tendiert die untere Fläche der ersten Schicht dazu,
die Entlüftungsöffnungen 3 zu schließen, und
hilft dadurch, das Eindringen von Luft und Wasserdampf durch die Öffnungen
und in den Behälter 2 zu
begrenzen.
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Die
zweite Schicht 5 ist vorzugsweise aus dem gleichen oder
im Wesentlichen ähnlichen
Material wie die erste Schicht 4 ausgebildet und hat die gleiche
oder im Wesentlichen ähnliche
Form, so dass die zweite Schicht die erste Schicht überdeckt,
wobei ein Teil der unteren Fläche
der zweiten Schicht an der Außenfläche der
ersten Schicht befestigt ist, und ein Teil der zweiten Schicht von
der ersten Schicht abtrennbar ist. Wiederum würde typischerweise ein Klebstoff
verwendet werden, um die zweite Schicht an der ersten Schicht zu
befestigen, gleichermaßen kann
jedoch eine Vielzahl anderer Befestigungsmechanismen verwendet werden,
einschließlich
Heißverkleben
der zwei Schichten miteinander oder die Anwendung von mechanischen
Befestigungsmechanismen.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist der Teil der zweiten Schicht 5,
der vorzugsweise an die erste Schicht 4 geklebt ist, schattiert
und allgemein durch das Bezugszeichen 8 gekennzeichnet,
wobei der abtrennbare Teil der zweiten Schicht 5 nicht
schattiert und allgemein durch das Bezugszeichen 9 gekennzeichnet
ist. Der abtrennbare Teil 9 hat grundsätzlich die Form eines nicht
durchgängigen
Kanals, der ein geschlossenes inneres Ende 10 und ein offenes Mundstück 11 besitzt,
das sich durch die Seite des Ventils 1 erstreckt. Der abtrennbare
Teil 9 ist vorzugsweise so dimensioniert, dass er, wenn
die zweite Schicht 5 am geschlossenen Ende 10 der
ersten Schicht 4 angeklebt ist, in Verbindung mit der sich durch
die Expansionskammer 7 erstreckenden Gasfreigabeöffnung 12 steht.
Der abtrennbare Teil 9 bildet somit einen Gasaustrittsweg 17,
der sich von der Gasfreigabeöffnung 12 durch
die Seite des Ventils 1 erstreckt.
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Entsprechend
dem oben beschriebenen Aufbau wird es erkennbar und verständlich sein,
dass, wenn Gas durch die Entlüftungsöffnungen 3 aus
dem Behälter 2 austritt,
es in die Expansionskammer 7 strömen und zur Gasfreigabeöffnung 12 geführt wird, wodurch
ein Anschwellen der Expansionskammer nach außen bewirkt wird. Für einige
Anwendungen des Ventils 1 kann die Gasfreigabeöffnung 12 eine Öffnung besitzen,
die etwas kleiner als der gemeinsame Bereich der Entlüftungsöffnungen 3 ist,
so dass sie einen leichten Drosseleffekt hat, der dazu führt, dass
ein Teil des Gases, das in die Expansionskammer eintritt, zurückgehalten
wird, so dass die Ausdehnung der Expansionskammer erlaubt wird.
Wenn das Gas durch die Gasfreigabeöffnung 12 aus der Expansionskammer
austritt, wird es in den Gasaustrittsweg 17 geführt, der
zwischen der ersten Schicht 4 und der zweiten Schicht 5 ausgebildet
ist.
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In
der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform,
bei der die Expansionskammer 7 aus ersten und zweiten Kammern 13 und 14 gebildet wird,
die durch den Isthmus 15 getrennt sind, ist der Isthmus
vorzugsweise an die Außenfläche des
Behälters
geklebt, so dass aus der Expansionskammer 7 durch die Gasfreigabeöffnung 12 austretendes
Gas die Abtrennung der ersten und zweiten Schichten 4 und 5 im
Wesentlichen entlang des Isthmus 15 bewirkt, wodurch ein
Gasaustrittsweg 17 ausgebildet und zugelassen wird, dass
das Gas in die Umgebung ausgegeben wird. Wenn ausreichend Gas aus
dem Behälter 2 freigegeben
wurde und der Innengasdruck nicht mehr in der Lage ist, die Elastizität der ersten und
zweiten Schichten 4 und 5 zu überwinden, führt das
dazu, dass der Gasaustrittsweg 17 und die Expansionskammer 7 flach
werden oder sich zurückziehen,
was dazu führt,
dass die zweite Schicht 5 die Gasfreigabeöffnung 12 verschließt und die
erste Schicht 4 die Entlüftungsöffnungen 3 verschließt. Auf diese
Weise wird die Wahrscheinlichkeit, dass atmosphärische Gase durch das Ventil 1 zurückströmen und
ihren Weg in den Behälter 2 finden,
erheblich verringert.
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Es
wird für
Fachleute auf dem Gebiet erkennbar und verständlich sein, dass in Abhängigkeit von
den geometrischen Abmessungen der verschiedenen Komponenten des
Ventils 1, dem Material, aus dem die ersten und zweiten
Schichten 4 und 5 ausgebildet sind, und der Größe und Position
der Öffnungen 3 und 12 das
Ventil so bemessen sein kann, dass ein bestimmter Gasüberdruckpegel
innerhalb des Behälters 2 innerhalb
eines relativ breiten Wertebereiches aufrechterhalten wird. Die
Federwirkung und Elastizität
der ersten und zweiten Schichten 4 und 5 führt dazu,
einen Verschluss an den Entlüftungsöffnungen 3 und
an der Gasfreigabeöffnung 12 bis
zu einem Punkt aufrechtzuerhalten, an dem der Innengasdruck innerhalb
des Behälters 2 auf
einen ausreichenden Grad ansteigt, um die Federwirkung und Elastizität der ersten
und zweiten Schichten zu überwinden.
Um den Verschluss der verschiedenen Öffnungen zu erhöhen, kann
die erste Schicht an der Außenfläche des
Behälters
angeklebt sein, und die zweite Schicht in einer relativ dichten
oder straffen Art und Weise an der ersten Schicht angeklebt sein.
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Obwohl
die Konstruktion des Behälters 2 in großem Ausmaß den Betrag
des Innendruckes bestimmen wird, der aufrechterhalten werden kann,
bevor es notwendig wird, Gas durch das Ventil 1 abzulassen,
wird das Ventil 1 in den meisten Anwendungen so konstruiert
sein, dass es den Innendruck entlastet, wenn der Druck innerhalb
des Behälters
den Luftdruck um ungefähr
0,1 psi bis 15 psi (0,69 kPa bis 103,4 kPa) übersteigt. Auf diese Weise
arbeitet das Ventil 1 so, dass es gewährleistet, dass der Innendruck
innerhalb des Behälters 2 den
Luftdruck übersteigen
muss, um das Ventil zu öffnen,
wodurch es zuverlässig
wirkt, um die Möglichkeit
des Einströmens
von atmosphärischen
Gasen zurück
durch das Ventil und in den Behälter
weiter zu verhindern. Das Aufrechterhalten eines erhöhten Druckes
innerhalb des Behälters 2 und
die Fähigkeit
des Ventils 1, bei einem Abfall des Innengasdruckes innerhalb
der Kammer selbst automatisch wieder aufzuliegen, wird durch die
Positionierung der Entlüftungsöffnungen 3 und
der Gasfreigabeöffnung 12 an
gegenüberliegenden
Enden der Expansionskammer 7 weiter erhöht. Dieser Aufbau erzeugt zusammen
mit der Positionierung des Gasaustrittsweges 17, so dass
die Gasfreigabeöffnung 12 in
Verbindung mit dem geschlossenen Ende 10 des Gasaustrittsweges 17 steht,
einen gewundenen Gasweg durch das Ventil 1, den das Gas
passieren muss, um aus dem Inneren des Behälters in die Umgebung abgelassen
zu werden.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
der Erfindung wurde hauptsächlich
zur Anwendung mit einem Behälter
konstruiert, der eine ausreichende konstruktive Steifigkeit besitzt,
so dass seine Außenfläche 6 im
Wesentlichen flach bleibt, wenn der Behälter unterhalb von Werten,
bei denen das Ventil 1 öffnet,
um den Innengasdruck freizusetzen, innen unter Druck gesetzt wird.
Auf diese Weise wird, wenn das Ventil an der Außenfläche des Behälters angeklebt ist, die Integrität des Ventils
beibehalten und Undichtigkeit um den Umfang des Ventils herum tritt nicht
auf. Für
Behälter
jedoch, die weniger konstruktive Steifigkeit besitzen, und insbesondere
für flexible Behälter, umfasst
das Ventil 1 vorzugsweise eine Substratschicht 18,
die zwischen der Außenfläche 6 des
Behälters 2 und
der ersten Schicht 4 angeordnet ist. Die Substratschicht 18 ist
an der Oberfläche
des Behälters
angeklebt und hat eine oder mehrere, sich durch sie hindurch erstreckende Öffnungen 19,
die im Wesentlichen mit den Entlüftungsöffnungen 3 ausgerichtet
sind. Wiederum wird verständlich
sein, dass wie im Fall der Öffnungen 3 und 12 die
Größe der Öffnungen 19 verändert werden
könnte,
um die Arbeitsweise des Ventils 1 und den Innendruck innerhalb des
Behälters 2 zu
regulieren. Wenn sich die Substratschicht 18 an ihrem Platz
befindet, wird dann die erste Schicht 4 an der Substratschicht 18 in
im Wesentlichen gleicher Art und Weise angeklebt, wie es oben in
Bezug auf das Beispiel beschrieben ist, in dem der Behälter 2 von
ausreichender Festigkeit ist, um das direkte Ankleben der ersten
Schicht an seiner Außenfläche zu erlauben.
Im Wesentlichen besteht die Funktion der Substratschicht darin,
als ein Träger für das Ventil 1 zu
wirken und ausreichende Festigkeit und Steifigkeit um die Entlüftungsöffnungen 3 herum
zur Verfügung
zu stellen, um Undichtigkeit zu beseitigen und zu gewährleisten,
dass durch die Entlüftungsöffnungen
strömendes
Gas in das Ventil 1 geführt
wird, und insbesondere in die Expansionskammer 7.
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In
der alternativen Ausführungsform
der Erfindung, wie sie in den 10, 11 und 12 gezeigt
ist, ist ein Rahmenelement enthalten, dass direkt an der Außenfläche des
Behälters 2 unterhalb des
Ventils 1 befestigt ist. Das Rahmenelement hat einen geschlossenen
Außenumfang 26 und
einen generell offenen Innenraum 27, und hat vorzugsweise
solch eine Form, die mit jener des Ventils 1 genau zusammenpasst.
Das Rahmenelement kann vom Rest des Ventils 1 unabhängig sein
(10), oder kann alternativ mittels einer Befestigung
entweder an der ersten Schicht 4 oder an der Substratschicht 18 (11 und 12)
in das Ventil integriert sein. In Abhängigkeit von der speziellen
Konstruktion der ersten Schicht 4 und der Substratschicht 18 kann
das integrierte Rahmenelement mit dieser ausgebildet oder an einer
der entsprechenden Schichten durch Anwendung eines Klebers befestigt
sein.
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Unabhängig von
der speziellen Konstruktion des Rahmenelementes beseitigt seine
Anwendung die Notwendigkeit, die Entlüftungsöffnungen 3 genau mit
der Expansionskammer 7 (oder mit den Öffnungen 19, wenn
die Substratschicht 18 verwendet wird) auszurichten. Das
Rahmenelement bildet eine zusätzliche
geschlossene Kammer unterhalb der unteren Fläche des Ventils, wenn es um
die Entlüftungsöffnungen 3 herum
mit darüber
aufgenommenem Ventil 1 am Behälter 2 befestigt
ist. Die Entlüftungsöffnungen 3 befördern Gas,
das aus dem Inneren der Kammer austritt, direkt in diese untere
Kammer, wo das Gas in Abhängigkeit
davon, ob die Substratschicht 18 verwendet wird, entweder
direkt in die Expansionskammer 7 oder als erstes durch
die Öffnungen 19 in
der Substratschicht und dann in die Expansionskammer strömen wird.
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Da
die Entlüftungsöffnungen 3 mit
jeder durch das Rahmenelement gebildeten Seite der Kammer kommunizieren
können,
besteht keine Notwendigkeit, sie speziell mit der Expansionskammer oder
den Öffnungen 19 mit
den Entlüftungsöffnungen 3 auszurichten,
wodurch sich das Aufbringen des Ventils 1 auf die Oberfläche des
Behälters 2 vereinfacht.
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In
Abhängigkeit
von der Natur der in dem Behälter 2 aufbewahrten
Materialien kann es zu bevorzugen sein, ein Filtermedium 20 zu
verwenden, um das Eindringen von Flüssigkeit oder festen Materialien
aus dem Inneren des Behälters
in die Ventilkonstruktion zu verhindern. Das Filtermedium 20 kann eine
von einer großen
Vielfalt unterschiedlicher stofflicher Strukturen annehmen, die
wiederum in großem Ausmaß von den
Inhalten der Behälter 2 abhängig sind.
Hauptsächlich
wird jedoch erwartet, dass das Filtermedium 20 aus einem
Papier- oder Zellulosefiltermaterial besteht, oder alternativ einem
Vliesstoff. Das Filtermaterial 20 kann an der Außenfläche 6 des Behälters 2 um
die Entlüftungsöffnungen 3 herum
angeklebt und/oder befestigt oder auf andere Weise an der Innenfläche des
Behälters
um die Entlüftungsöffnungen
herum angeklebt sein. Alternativ kann das Filtermedium 20 in
dem Ventil 1 inkorporiert sein und kann seine unterste
Schicht enthalten. In jedem Fall besteht die Funktion des Filtermediums
darin, die Inhalte des Behälters 2 darin
zu halten und ihr Eintreten in das Ventil 1 oder Verstopfen
von irgendwelchen der internen Öffnungen
oder Kanäle
innerhalb des Ventils zu verhindern.
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Die
Fähigkeit
des Ventils, selbst wieder aufzuliegen und einen gewünschten
Innendruckpegel innerhalb des Behälters 2 aufrechtzuerhalten,
kann außerdem
durch Ausbilden von solchen Entlüftungsöffnungen 3 und
einer Gasfreigabeöffnung 12 erhöht werden,
die hauptsächlich
rund sind. Runde Öffnungen
neigen dazu, einen glatten Kontaktpunkt vorzusehen, wenn sie wieder
aufliegen und helfen, das Falten oder Knittern des Materials zu
vermeiden, das ansonsten Undichtigkeit oder Fehlfunktion bewirken kann.
Außerdem
kann um die Entlüftungsöffnungen 3 und/oder
die Gasfreigabeöffnung 12 herum
und/oder innerhalb der Expansionskammer 7 und dem Gasaustrittsweg 17 ein
Dichtungsmittel angeordnet sein. Das Dichtungsmittel kann aus solchen
Materialien wie Silikon, Wachs, Schmierfett, Öl oder anderen ähnlichen
Materialien bestehen, das hauptsächlich dazu
dient, eine Hilfsfunktion zum Halten des Ventils in einer geschlossenen
Anordnung zu erfüllen,
bis die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Behälters und
der Außenatmosphäre eine
vorgegebene Grenze über schreitet.
Im Allgemeinen wird das Dichtungsmittel das Wiederaufliegen nicht
unterstützen, sondern
wird statt dessen helfen, das Bestimmen der Größe der Druckdifferenz zu unterstützen, die
zwischen dem Innenraum des Behälters
und der Außenatmosphäre notwendig
ist, bevor das Ventil öffnet. Wiederum
können
die Dichtungsmaterialien in Abhängigkeit
von der speziellen Anwendung des Ventils 1 einen unterschiedlichen
Grad an Klebrigkeit besitzen oder unterschiedliche Kohäsionsgrade
mit den Flächen
der verschiedenen Schichten des Ventils aufweisen.
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Um
das Ventil 1 vor Beschädigung
zu schützen
und um zu gewährleisten,
dass neben dem Ventil ausreichend Raum ist, dass es expandieren
und richtig öffnen
kann, umfasst das Ventil in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schließlich
eine halbstarre schützende
Außenabdeckung 21.
Die Abdeckung 21 umgibt hauptsächlich die zweite Schicht 5 und
ist von der zweiten Schicht um ein ausreichendes Maß versetzt,
um das Ausdehnen der Expansionskammer 7 und das Öffnen des
Gasaustrittsweges 17 zuzulassen. Die Abdeckung 21 ist
ausreichend durchlässig
oder enthält
ansonsten Öffnungen
dort hindurch, um den uneingeschränkten Strom des Gases aus dem
Ventil 1 heraus zu erlauben. Die Abdeckung kann aus einem
Kunststoff, Nylon oder einem anderen geeigneten halbstarren oder
starren Material gebildet sein und kann entweder an der Oberseite des
Ventils als eine zusätzliche
Schicht befestigt sein, oder kann an der Außenfläche des Behälters 2 direkt befestigt
sein.
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Es
sollte verständlich
sein, dass das, was beschrieben wurde, die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind und dass es möglich
sein kann, an diesen Ausführungsformen Änderungen vorzunehmen,
die im durch die anhängigen
Ansprüche
definierten Schutzumfang der Erfindung liegen. Einige dieser Veränderungen
wurden erläutert,
während
andere den Fachleuten auf dem Gebiet leicht offensichtlich sein
werden. Obwohl zum Beispiel Bezug genommen wurde auf spezielle Formen,
Größen und relative
Positionen der Komponententeile des Ventils 1, wird verständlich sein,
dass in Abhängigkeit
von der speziellen Anwendung des Ventils die Position und Größen der
verschiedenen Öffnungen,
die Materialien, aus denen die verschiedenen Schichten des Ventils
aufgebaut sind, die Größe und Anzahl
der Expansionskammern und so weiter verändert werden könnten, um
zu erlauben, dass das Ventil unterschiedliche Druckpegel innerhalb
des Behälters
aufrechterhalten kann, bevor es aktiviert wird.