EP3500517A1 - Fass mit druckventil zum aufbewahren von bier, dessen verwendung, verfahren zum regeln des drucks im fass, fasshohlboden, modulares system zum herstellen eines fasshohlbodens und verfahren zum befüllen eines fasses - Google Patents

Fass mit druckventil zum aufbewahren von bier, dessen verwendung, verfahren zum regeln des drucks im fass, fasshohlboden, modulares system zum herstellen eines fasshohlbodens und verfahren zum befüllen eines fasses

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Publication number
EP3500517A1
EP3500517A1 EP17777079.9A EP17777079A EP3500517A1 EP 3500517 A1 EP3500517 A1 EP 3500517A1 EP 17777079 A EP17777079 A EP 17777079A EP 3500517 A1 EP3500517 A1 EP 3500517A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure valve
pressure
chamber
container
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17777079.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter HORZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Envases Oehringen GmbH
Original Assignee
Ardagh MP Group Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP16190516.1A external-priority patent/EP3284713A1/de
Application filed by Ardagh MP Group Netherlands BV filed Critical Ardagh MP Group Netherlands BV
Publication of EP3500517A1 publication Critical patent/EP3500517A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/04—Apparatus utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on beverages in storage containers
    • B67D1/0412—Apparatus utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on beverages in storage containers the whole dispensing unit being fixed to the container
    • B67D1/0437—Apparatus utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on beverages in storage containers the whole dispensing unit being fixed to the container comprising a gas pressure space within the container for the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
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    • B67D1/0802—Dip tubes
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    • B67D1/0801—Details of beverage containers, e.g. casks, kegs
    • B67D2001/0822—Pressurised rigid containers, e.g. kegs, figals
    • B67D2001/0824—Pressurised rigid containers, e.g. kegs, figals with dip tubes

Definitions

  • the invention relates to the technical field of packaging technology. Specifically, the invention relates to a pressure valve for a container whose contents can be conveniently removed by a consumer, in particular the container is under an increased internal pressure compared to the external pressure.
  • the container is comparatively bulky, significantly larger than a common one
  • Beverage can and the contents is a drink to be tapped under pressure.
  • Portable beer kegs those with a volume of less than 50 liters, in particular under
  • a variant of such, provided with metallic mantle, portable beer kegs can be emptied by the action of gravitational force.
  • a tap is in the
  • Such containers are not very user-friendly, since the barrel is placed, for example, on the edge of a table for filling a glass with beer
  • containers comprising an internal pressure system. Through these systems, the pressure inside is kept above the ambient pressure. This allows the arrangement of the tap in the upper region of the container. As a result, a consumer typically has sufficient space between the lower outlet end of the tap and the level of the container to hold a glass to be filled under the tap, without having to specially position the keg.
  • the shelf life of the beer after the onset of the barrel can be up to more than 30 days, since during beer extraction no
  • a beer keg system of the second variant is known to those skilled in the art from WO 1999/47451
  • beer keg system comprising a print cartridge located inside the container space filled with beer is arranged and generates an overpressure in this room.
  • the print cartridge comprises activated carbon, whereby a larger amount of pressurized or propellant gas can be introduced into the cartridge with respect to a not provided with activated carbon cartridge without raising the pressure in the cartridge too much.
  • these cartridges are called "carbonator”.
  • this system has proven to be the best-performing solution for portable beer kegs in the market under 20 liters in the market. It became, so to speak, the market standard.
  • the wall material of the "carbonator” typically consists of a different metal than the wall material of the beer keg, is stored in the beer. This leads in the recycling process to a mixed scrap (including material of the wall of the
  • Carbonators and material of the outer wall of the beer keg), which is undesirable.
  • the object of the invention is to provide a system which is inexpensive to produce with high ease of use by a consumer, provides high flexibility in terms of the choice of fuel gas (pressure and type of gas) and a long shelf life of the contents, even after opening of the container
  • a container for storing a liquid comprises a filling space (also: filling space), a pressure chamber and a pressure valve.
  • the filling space is formed by a container bottom, a container wall and a container top and in the Beglallraum there is a first pressure.
  • the pressure chamber is formed by the
  • the pressure valve is connected to the container bottom and the pressure chamber floor. In the open state of the pressure valve, the pressure valve connects the filling chamber and the pressure chamber fluidkommuniplasticd. In the closed state of the pressure valve, the pressure valve separates the filling chamber and the pressure chamber fluid-tight against each other.
  • Pressure chamber bottom and the container bottom can lead to a deformation or buckling of the container bottom and / or the pressure chamber floor.
  • Fluid communicating means that a fluid exchange between two spaces (for example, filling space and pressure space) is possible, in particular fast and not tough.
  • Fluid-tight means that practically no fluid exchange can take place between two rooms; The skilled person understands that perfect sealing of two spaces without any fluid exchange or fluid flow is practically unrealizable. Parasitic flow or exchange is always given, so it is not a practically substantial exchange. A marginal fluid flow or fluid exchange will also take place between two fluid-tight spaces separated from each other, wherein the pressure difference between the two spaces has an influence on the amount of the parasitically exchanged fluid per unit time. In any case, the fluid exchange in the closed state of the pressure valve, so fluid-tight, much lower than the fluid exchange in the open state of the pressure valve, so fluidkommuniplasticd.
  • the container bottom and the pressure chamber bottom can each have a recess.
  • the pressure valve can intervene, whereby a force resulting from a pressure difference between the pressure chamber and the Be Schollraum and the
  • the pressure valve may have a pressure valve body. At the upper and at the lower end of the pressure valve, in each case a projection may be arranged, wherein the upper and the lower projection project in each case at least partially circumferentially in the r-direction over at least one radial part of the pressure valve body.
  • Projections (top and bottom) may be formed over the entire circumference of the pressure valve or be formed teilumflind briefly. Also a training of several Projections per axial end of the pressure valve (top and bottom) is possible, wherein each of the projections may be formed partially circumferentially.
  • the projection on the upper end of the pressure valve contacts the upper side of the container bottom and the projection on the lower end of the pressure valve contacts the lower side of the pressure chamber bottom.
  • the force acting on the container bottom and the pressure chamber floor resulting from the pressure difference described at least partially be absorbed by the pressure valve.
  • the projections of the pressure valve may comprise a sealing element.
  • a plurality of sealing elements per side of the pressure valve may be arranged or only one
  • Sealing element or sealing elements may be arranged on a projection or on projections of one side of the pressure valve. By attaching a sealing element is an improved tightness at the contact point between the pressure valve and
  • the container may include an outlet conduit with one end and another end.
  • the one end of the outlet conduit may be in the filling space.
  • the other end may be outside the container.
  • a consumer can take a content from the filling space via the outlet line (tap).
  • the container bottom may be curved or dome-shaped, which means that at least a portion of the container bottom is curved or dome-shaped.
  • the distance is preferably the shortest distance of a point on the pressure chamber floor and the end lying in the filling space.
  • the shortest distance can be determined by the selection of a point on the pressure chamber floor, which has the smallest distance to the lying in the filling space end of the outlet.
  • the distance between the described end of the outlet conduit and the pressure space bottom may be smaller than a distance between the described end of the outlet conduit and the apex or edge of an opening of the container bottom.
  • the container bottom is curved or dome-shaped and has a central opening (recess), at a location of the container bottom, where the vertex would lie on the container bottom, if the
  • Container bottom would not have the opening or the opening would be at a different location, the container bottom has a vertex.
  • Vertex in this case is to be determined by extrapolation and is at one Location located at the vertex would lie on the container bottom, if no opening in the container bottom is present or the opening is present at another location.
  • the arrangement of the one end of the outlet duct close to the pressure chamber bottom results in an advantageous removal possibility of the contents of the container via the outlet duct, especially if the contents are a fluid-prone liquid, e.g. Beer, and the level in the filling space is low.
  • a fluid-prone liquid e.g. Beer
  • the liquid When gas flows from the pressure chamber via the pressure valve in the filling space, the liquid can be foamed in the filling space to a considerable extent. Because of the low density, the foam spreads above the outlet and laterally therefrom and accumulates primarily near the interface in the filling space.
  • a z-axis can also be formed through the container.
  • the z-axis extends therein from or through the pressure chamber bottom toward the container top. Accordingly, there is a lower numerical value on the z-axis for the pressure chamber floor than for the container top.
  • the end of the outlet line can not be located above (ie at the same height or below) of the pressure valve with respect to the z-axis.
  • the container bottom may be curved or dome-shaped. In this case, at least a portion of the container bottom is curved or dome-shaped.
  • An end of the outlet duct, especially one end located in the filling space, can not be above (equal height or below) the apex or edge of an opening of the tank bottom.
  • the vertex determination described above is also applicable to this container.
  • the embodiment again has the advantage of reduced removal of foam from the filling space.
  • the pressure in the pressure chamber can be at least 1 bar higher than in the filling chamber.
  • the pressure in the pressure chamber is at least 2 bar, more preferably at least 3 bar, greater than the pressure in the Be bendraum.
  • Quantity of propellant gas (high pressure) be stored in the pressure chamber and at the same time be the pressure in the filling space (relatively) lower, resulting in a better and more stable over different filling levels of the filling space
  • Any pressure valve disclosed herein may be a control valve.
  • the pressure chamber can be filled with a propellant gas.
  • the propellant is preferably carbon dioxide (C0 2 ), nitrogen (N 2 ), nitrous oxide (N 2 0) or mixtures of the gases.
  • the pressure in the pressure space is preferably between 5 bar (0.5 MPa) and 35 bar
  • the pressure in the pressure chamber is also determined by the volume of the pressure chamber, so that at a larger volume of the pressure chamber under
  • Presence of a constant amount of substance may be lower or may be higher for a larger volume of the pressure chamber, the pressure.
  • the pressure in the filling chamber may be smaller than the pressure in the pressure chamber.
  • the pressure in the filling space can be between 1.2 bar (0.12 MPa) and 7 bar (0.7 MPa), more specifically between 1.5 bar and 6 bar, more particularly between 1.7 and 5 bar.
  • the volume of the pressure space may be between 0.1 L and 5 L, especially between 0.1 L and 3 L, more specifically between 0.5 L and 2.5 L, more particularly between 0.5 L and 1.5 L.
  • the volume of the filling space can be between 1 L and 25 L, especially between 2 L and 20 L.
  • the filling space preferably has a volume which allows 2 L, 3 L, 5 L or 20 L of a liquid to be accommodated so that a gas-filled area of at least 0.05 L preferably exists in addition to the liquid in the filling space.
  • the pressure chamber can not include filing.
  • a sizing agent is a component that is typically in solid state at ambient conditions and allows for the uptake of a substance amount of a substance. In this case, the pressure increase, in the space in which the filament is introduced, falls lower by the introduction of the substance, compared with the introduction of the same amount of substance in the same space without filament.
  • the vapor pressure of the propellant gas or propellant gas mixture may be above the pressure of the pressure space, especially down to a temperature of -5 ° C.
  • the propellant gas or the propellant gas mixture in the pressure chamber is for the most part in gaseous form, it being known to the person skilled in the art that even in this state a (very) small proportion of the propellant gas or the propellant gas mixture is present in liquid form (cf.
  • the container bottom is curved or dome-shaped. Specifically, the container bottom is curved in the z-direction to the container interior.
  • the vertex or the edge of an opening of the container bottom in the (z) direction of the container interior is the vertex or the edge of an opening of the container bottom in the (z) direction of the container interior.
  • a curvature of the container bottom can be a space of only a total of two components (here tank bottom and pressure chamber floor) form.
  • an inwardly curved container bottom allows improved drainability of a filled container, since at constant residual filling in the edge region of the container over a non-curved container bottom results in an increased filling height (smaller cross-sectional area).
  • the pressure chamber floor can be configured substantially planar, especially the pressure chamber floor is formed substantially parallel to the container top. The "essentially” allows a deviation from the flatness and parallelism by 10%.
  • the pressure chamber floor can be designed so that the pressure chamber floor does not contact the planar surface when the container is standing upright on a level surface.
  • the container bottom, the pressure chamber bottom, the container wall and / or the container top made of metal sheet with wall thickness (s) of less than 1.00 mm.
  • the wall thickness is less than 0.80 mm, more preferably less than 0.55 mm.
  • a small material thickness (wall thickness) of the components of the container results in a particularly economical use as a disposable container.
  • a disposable container is typically disposed of by a consumer after use and is not reused.
  • Each container disclosed herein may be a keg, in particular a beer keg.
  • the pressure valve sleeve is designed such that the first pressure valve insert and the second pressure valve insert can be inserted or inserted into the pressure valve sleeve.
  • the first and the second pressure valve insert are at least partially disposed within the pressure valve sleeve.
  • Pressure valve sleeve comprises a metallic material, in particular is the
  • Pressure valve sleeve at least partially made of metal, and the first and second pressure valve insert include a Kunststoffoffoff- Werkst off, especially the first and the second pressure valve insert at least partially made of plastic.
  • the pressure valve is inserted into a container, wherein the pressure valve is connected to a container bottom and to a pressure chamber bottom, the force resulting from an overpressure in the pressure chamber (as described above) can be absorbed by the container bottom and the pressure chamber bottom primarily by the metal-comprising pressure valve sleeve become.
  • the pressure valve sleeve may have lateral and axial openings and / or channels.
  • the pressure valve sleeve is not intended as a pipe without radial openings or channels understand.
  • the wall or one of the walls of the pressure valve sleeve can be configured, for example, as a grid.
  • the pressure valve sleeve of the pressure valve may be made of metal and the first and / or the second pressure valve insert made of plastic.
  • the pressure valve sleeve may have at one axial end a projection which is designed so that the projection can overlap or embrace an opening of a container bottom.
  • the projection can be fully formed.
  • the pressure valve sleeve can be configured at an axial end so that the end can be connected to a pressure chamber floor.
  • the compound can be specifically provided via a double fold.
  • the first pressure valve insert may have a first and a second channel. Through the channels, a space located outside the pressure valve (pressure chamber) with another lying outside the pressure valve chamber (Be spallraum)
  • the first pressure valve insert may have a groove. Specifically, the groove is completely circumferential. The groove is configured with a lateral opening of the
  • the first pressure valve insert of the pressure valve may comprise at least one sealing element.
  • the first pressure valve insert comprises a plurality, particularly preferably three, sealing elements.
  • the sealing element acts between the first
  • Pressure valve insert and the pressure valve sleeve in the axial direction which improves the connection of the two elements.
  • the first pressure valve insert can positively or non-positively with the
  • Pressure valve insert opposite the pressure valve sleeve.
  • the second pressure valve insert may comprise a membrane.
  • the membrane comprises a landing element.
  • the membrane is made of a flexible plastic.
  • the second pressure valve insert may comprise a tensioning element, in particular a spring.
  • the clamping element can between a membrane and a
  • the second pressure valve insert may have a groove.
  • the groove can be designed on the inside. In the groove can engage a projection of a closing element.
  • the closing element can be inserted into the second pressure valve insert. Specifically, the closing element can be pushed into the second pressure valve insert so far that a projection of the closing element engages in a groove of the second pressure valve insert.
  • the second pressure valve insert of the pressure valve may be positively or non-positively connected to the first pressure valve insert. Specifically, the second one
  • Pressure valve insert bolted to the first pressure valve insert.
  • the second pressure valve insert of the pressure valve may also be positively or non-positively connected to the pressure valve sleeve. Especially by an excess of the second pressure valve insert against the pressure valve sleeve.
  • the pressure valve may include a third pressure valve insert.
  • the third pressure valve insert may include a third pressure valve insert.
  • Pressure valve insert may include a valve.
  • the valve of the third pressure valve insert may be a poppet valve.
  • the third pressure valve insert of the pressure valve may include an opening.
  • the opening in the opened state of the valve, a pressure chamber, which is outside the pressure valve, via a second channel in the first pressure valve insert and an opening of the pressure valve sleeve with a Beglallraum, which is outside the pressure valve, via a first channel in the first pressure valve insert connect fluid communicating.
  • the third pressure valve insert may comprise a tensioning element.
  • the clamping element can press a sealing plate in the direction of a valve seat.
  • a membrane of the second pressure valve insert may be coupled to a valve, in particular mechanically coupled.
  • the membrane is coupled to a valve in a third pressure valve insert, in particular mechanically coupled.
  • the first pressure valve insert and the second pressure valve insert can each be arranged in the pressure valve sleeve to at least 50% of the total height of the pressure valve insert, preferably at least 70% of the total height of the pressure valve insert, more preferably at least 90% of the total height of the pressure valve insert.
  • a pressure valve for a container may include a pressure valve body, a first
  • Pressure valve chamber, a second pressure valve chamber and a third pressure valve chamber include.
  • the first pressure valve space is formed by the pressure valve body and a first movable piston.
  • the second pressure valve space is through the
  • the second pressure valve chamber is connected in a fluid-communicating manner via a filling space channel to a first space located outside the pressure valve.
  • the third pressure valve chamber is delimited by the pressure valve body and the second piston and is fluid-communicatively connected via a first pressure chamber passage to a second space located outside the pressure valve.
  • the first and second movable piston is preferably guided in their respective movement and, in particular, a movement substantially only in the axial direction (z-direction) is possible.
  • the "essentially” refers to the fact that, in the case of use according to the invention, the axial mobility is the main mobility.
  • the first space outside the pressure valve may be any space outside the pressure valve, specifically it is a fill space.
  • the second space outside the pressure valve may be any space outside the pressure valve. This space is preferably the pressure chamber.
  • the pressure valve body may comprise a second pressure chamber passage which is closed in a fluid-tight manner at one end of the second pressure chamber passage by the first piston in the closed state of the pressure valve and at another end opposite to the second, outside of the pressure valve chamber is open.
  • Pressure chamber channel fluidkommunilastd connected. Specifically, in the open state of the pressure valve, the first space located outside the pressure valve and the second space outside the pressure valve are connected in a fluid-communicating manner.
  • the pressure valve may include a seat valve. In the sealing state of the seat valve, the pressure valve is closed and in the non-sealing state of the seat valve, the pressure valve is opened.
  • the seat valve comprises a sealing element, wherein the sealing element formed by a portion of the second piston and the sealing element can bear fluid-tightly against a portion of the pressure valve body.
  • the sealing element is conical, spherical or plate-shaped, so that a conical seat valve, ball seat valve or plate seat valve results.
  • the first movable piston may be mechanically coupled to the second movable piston as soon as the pressure in the first pressure-valve space is so great that the first piston moves toward and contacts the second piston based on the pressure in the z-direction. Due to the pressure in the first pressure valve chamber, a force acts on the first piston as a function of the area of the first piston to which the pressure acts. By overcoming at least one frictional force and possibly a weight force, the first piston can move.
  • the first piston comprises a receiving element, whereby the first piston and the second piston can be coupled.
  • the first piston may comprise a seal.
  • the seal is a molded seal or O-ring.
  • the molded seal can be made by a 2-component production (multi-component injection molding).
  • a clamping element can be clamped between the pressure valve body and the second piston.
  • the clamping element is a spring made of metal or plastic.
  • the tensioning member is provided to hold the second piston in a fixed position relative to the pressure valve body, even when no additional forces act on the elements of the pressure valve.
  • the clamping element is arranged in the third pressure valve chamber.
  • the first piston and / or the second piston may not have a channel.
  • At least one of the first and second pistons is configured in full.
  • the first and / or the second piston may be formed in one piece.
  • the pressure valve body may have a fluid-tight closable pressure valve inlet, through which a substance in the first pressure valve chamber can be introduced.
  • the substance is preferably a gas and especially a propellant gas.
  • Equally possible is the introduction of a substance in liquid or solid form, wherein the phase transformation into the gaseous form takes place later in the first pressure valve chamber.
  • carbon dioxide can be introduced in the form of dry ice or introduced liquid, wherein in the first pressure valve chamber sublimation or evaporation of not
  • a described container may comprise a described pressure valve
  • the pressure valve can be used on the bottom side in the container.
  • the filling space of a container can be filled with a liquid.
  • the liquid is beer.
  • the described container can be used as a portable drum, the drum having a filling volume of not more than 20 L, preferably not more than 10 L or 5 L. Specifically, the volume is greater than 1 L and in particular greater than 2 L.
  • the pressure in the filling space of a described container can be regulated (automatically) in one method.
  • the filling space is at least partially with a
  • Liquid filled and the pressure chamber is at least partially filled with a propellant gas.
  • the container includes an outlet conduit with a valve. When the valve is open, the outlet line connects the filling chamber and a container
  • the valve is actuated, whereby a portion of the liquid in the filling space in the - surrounding the container - space is drained and according to the volume of the drained liquid, the pressure in the filling chamber decreases.
  • the pressure valve opens at
  • the method may include a previously described pressure valve.
  • a metallic container may store a pressurized liquid, preferably beer.
  • the container comprises a filling space for the liquid and a pressure space for a propellant gas.
  • the filling space is formed between an upwardly curved container bottom and a container top. The filling space absorbs the liquid and a first overpressure relative to the exterior.
  • Pressure chamber is formed between the container bottom and a pressure chamber bottom located further down (in an upright container).
  • the pressure chamber receives a second overpressure of a propellant gas.
  • a first recess is provided in the container bottom and a second recess is provided in the pressure chamber bottom, the recesses being axially aligned to receive a sealing pressure valve closing and sealing both recesses.
  • a container hollow bottom can be used for a container.
  • Container hollow bottom comprises a first bottom and a second bottom and a pressure valve. Both the first floor and the second floor has one
  • the first floor is connected to the second floor.
  • Pressure valve is connected to the first floor and the second floor. This is formed a fluid-tight pressure chamber. In the open state of the pressure valve is the pressure chamber with a space surrounding the container hollow bottom,
  • the pressure chamber In the closed state of the pressure valve, the pressure chamber is separated from a space surrounding the container hollow bottom, fluid-tight.
  • the first floor and / or the second floor made of steel, iron or aluminum.
  • the pressure valve is preferably made of plastic, especially of a thermoplastic, more preferably the pressure valve consists of two or three different thermoplastics.
  • both the container bottom, the container wall, the container top and the pressure chamber floor can be made of tinplate.
  • the first bottom of the container hollow bottom may have a domed or dome-like shape.
  • the pressure valve of the container hollow bottom can each engage in the recess of the first bottom and the second bottom.
  • the pressure valve of the container hollow bottom at the upper and lower ends in each case at least one projection.
  • the protrusion at the upper end contacts the outer surface of the first floor and the protrusion at the lower end contacts the outer surface of the second floor.
  • a pressure PD 3 in the pressure space above the atmospheric pressure.
  • This overpressure may be caused by a propellant gas, in particular
  • Carbon dioxide, nitrogen, nitrous oxide or mixtures of gases are gases.
  • the first bottom of the container bottom can be the second bottom of the container bottom
  • edge region of the first floor can be configured such that the container hollow floor can be connected to a container via the first floor. This connection can be designed in particular by a crimp.
  • the pressure valve may be connected in the container hollow bottom to the first bottom and the second bottom so that forces acting on the first bottom and the second bottom at an overpressure in the pressure chamber, at least partially from or can be absorbed by the pressure valve. This results in an improved stability of the container hollow bottom at an overpressure in the pressure chamber.
  • a modular system for producing a container bottom comprises a first bottom, a second bottom and a pressure valve.
  • the first floor has one
  • the second floor has a
  • the pressure valve has a projection at its (axial) upper end and at its (axial) lower end.
  • the first floor and the second floor are connectable via the bead of the first floor.
  • the pressure valve may be connected to the first bottom and the second bottom such that the protrusion at the top (axial) end of the pressure valve contacts the top of the first bottom and the protrusion at the bottom (axial) end of the pressure valve contacts the bottom of the second bottom ,
  • the first bottom of the modular system may have a domed or dome-like shape.
  • the pressure valve of the modular system can engage in each of a recess of the first floor and the second floor.
  • a fluid-tight pressure chamber can be formed when the pressure valve is closed.
  • a container with a filling chamber, a pressure chamber and a pressure valve can be filled in one method.
  • the filling space is formed by a container bottom, a container wall and a container top.
  • the pressure chamber is through the container bottom and a
  • the pressure valve is connected to the container bottom and the pressure chamber floor.
  • the pressure valve has a pressure valve inlet.
  • the container has a Be Schollraumeinlass. Within the process, a liquid is filled into the filling space via the Be Pavllraumeinlass. A gas is introduced into the pressure valve via the pressure valve inlet. The pressure valve inlet is closed.
  • the method steps are preferably carried out in the following sequence: filling the liquid into the filling space via the filling chamber inlet, filling a Gas in the pressure valve via the pressure valve inlet and closing the pressure valve inlet.
  • a cover can be connected to the pressure valve via at least one web. To close the pressure valve inlet, the cover on the
  • Pressure valve inlet are applied, whereby the pressure valve inlet is closed.
  • the cover is applied cohesively to the pressure valve inlet.
  • the cover may be friction welded to the pressure valve or applied to the pressure valve inlet, particularly by ultrasonic welding.
  • a first piston of the pressure valve By filling a gas in the pressure valve via the pressure valve inlet, a first piston of the pressure valve can be moved until the first piston contacts or abuts a second piston of the pressure valve.
  • the gas filled in the pressure valve is carbon dioxide, nitrogen, nitrous oxide or a mixture of these gases.
  • One of the pressure valves disclosed herein may be used in a container.
  • the container comprises a pressure chamber and a filling space.
  • the filling space is formed by a container bottom and a container top and in the Behellraum there is a first pressure (Be colllraumdruck) PBS.
  • the pressure chamber is through the
  • the pressure valve is connected to the container bottom and to the pressure chamber bottom. In the open state of the pressure valve, the filling chamber and the pressure chamber are connected in a manner that communicates with the fluid, and in the closed state of the pressure valve, the filling chamber and the pressure chamber are fluid-tightly separated from one another.
  • a projection of the pressure valve sleeve may contact the upper side of the container bottom and the pressure valve sleeve may be connected to the pressure chamber bottom.
  • the pressure valve sleeve via a fold, preferably a double fold, connected to the pressure chamber floor.
  • the pressure chamber floor can be welded to the container bottom in the edge region.
  • the container may comprise an outlet line
  • the container bottom may be curved or dome-shaped.
  • the distance between an end of the outlet line located in the filling space and a point on the pressure chamber bottom, especially the point with the smallest distance to the end of the filling space lying in the filling space Outlet line may be less than or smaller than the distance between the end of the discharge line lying in the filling space and the vertex or the edge of the opening of the container bottom.
  • a z-axis may be formed, wherein the z-axis of the
  • Pressure chamber floor extends in the direction of the container top. One in the filling room
  • lying end of the outlet line may, with respect to the z-axis, not above the pressure valve.
  • Tank top extends, and with a dome-shaped or domed
  • the container bottom can bulge in the direction of
  • Liquid in the filling space of an outlet line can be reached well and only a (very) small amount of liquid can not be removed.
  • One of the pressure valves disclosed herein may be used in a container having a liquid filled filling space.
  • the liquid is beer.
  • One of the pressure valves disclosed herein may be used in a portable drum, the portable drum as a container, wherein the portable drum is a filling volume
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a container 1 in FIG.
  • FIG. 2 shows a sectional view through the bottom region of a container 1 in the z-direction, with a detailed representation of a pressure-side valve 10 that can be used on the bottom side and attached to the bottom.
  • FIG. 3 shows a container bottom region 1a without bottom-side
  • Figure 4 shows a bottom side to be used pressure valve 10 in
  • FIG. 5 shows another bottom-side usable pressure valve
  • FIG. 6 shows a container hollow bottom 200.
  • FIG. 7 shows a container 301 to be filled.
  • FIG. 8 shows a section of a filled container 301
  • FIG. 9 shows a detail of a filled container 301
  • FIG. 10 shows a pressure valve 410 before a closing element
  • FIG. 11 shows a pressure valve 410 after a closing element
  • Figure 12a shows a step during the connection of a
  • FIG. 12b shows a step during the connection of a
  • Figure 12c shows a step during the connection of a
  • Pressure valve sleeve 444 with a pressure chamber bottom 405th An embodiment of a container 1 is shown schematically in FIG.
  • a filling space 40 is arranged in the upper region of the container 1, a filling space 40 is arranged.
  • the filling space 40 is partially filled with a liquid and the uppermost region of the filling space 40 is filled with a gas.
  • the filling chamber 40 is formed by a container wall 7, a container top 8 and a container bottom 2.
  • a pressure valve 10 connects the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 5 and extends through the pressure chamber 6.
  • the pressure pp in the pressure chamber 6 is greater than the pressure pe in the filling space 40th
  • the pressure pe is the pressure to be understood on the
  • the pressure pe in the filling chamber 40 is greater than the ambient pressure of the container 1, so that the liquid in the filling chamber 40 flows out of an outlet line 30 by opening a valve 32. Due to the outflow of the liquid in the filling space 40, the pressure pe decreases in accordance with the volume of liquid removed.
  • Pressure valve 10 and a gas flows from the pressure chamber 6 into the filling chamber 40 until a certain pressure in the filling chamber 40 is reached. Then the pressure valve 10 closes and no further gas can flow from the pressure chamber 6 into the filling space 40. This ensures that the pressure p.sub.s in the filling space 40 is always sufficiently high to allow the liquid content of the filling space 40 to escape by opening the valve 32 via the outlet line 30.
  • This arrangement serves to prevent possible foaming by a liquid in the filling space 40, during or after a gas flows from the pressure space 6 into the filling space 40, to distance from this end of the outlet line 30, so that a small amount of foam and a large proportion of non-foamed liquid can be removed via the outlet line 30.
  • the end of the outlet line 30 located in the filling space 40 also lies below the apex of the curved container bottom 2 in the z-direction and below the edge of the opening in the container bottom 2.
  • the pressure valve 10 engages in the opening of the container bottom 2.
  • the container bottom 2 is arched or dome-shaped and protrudes into the container interior in the positive z-direction. In this case, the vertex and the edge of the opening of the container bottom 2 projects in the direction of the interior of the container first
  • a Be Heilllraum inlet 45 is arranged, via which the filling chamber 40 can be filled with a liquid and, if appropriate, a first overpressure can be applied.
  • FIG. 2 shows a sectional view through the bottom region 1a of a container 1 with a detailed illustration of a pressure valve 10.
  • the container bottom region 1a shows a lower region of the filling space 40, the pressure chamber 6 and the pressure valve 10.
  • the container bottom 2 is connected to the container wall 7 via a fold connected.
  • the pressure chamber floor 5 is connected to the container bottom 2. In recesses of the container bottom 2 and the pressure chamber floor 5 engages the pressure valve 10.
  • the pressure valve 10 is configured so that from the pressure chamber 6 outwardly directed forces acting on the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 6 are received by the pressure valve 10, at least partially.
  • FIG. 3 shows a container bottom region la in section in the z direction, similar to the embodiment in FIG. 2, but without the pressure valve 10.
  • the container bottom 2 has a recess 2a and the pressure chamber bottom 5 has a recess 5a.
  • the recesses 2a, 5a are axial (z-direction) aligned along the axis A.
  • the pressure valve 10 is typically in two parts designed.
  • Such a two-part design of the pressure valve can be connected, for example, via a screw to a one-piece pressure valve 10, wherein a part of the pressure valve 10 has an external thread and another part of the pressure valve 10 has an internal thread that to the
  • the pressure valve 10 can be, for example, by inserting a part of the pressure valve in one of the two recesses 2a, 5a, insert the second part of the pressure valve 10 in the remaining of the two recesses 2a, 5a and screw the two pressure valve parts in the pressure chamber 6 introduce. As a result, the recesses 2a, 5a sealed sealed and the pressure valve 10 is connected to the container bottom 2 and the pressure chamber floor 5.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a pressure valve 10 in section in the z-direction, which can be inserted on the bottom side into a container 1, as described above.
  • the pressure valve 10 comprises a first pressure valve chamber 15 in which a pressure pv prevails.
  • the first pressure valve chamber 15 is limited by a
  • a pressure valve inlet 24 is arranged, via which the first pressure valve chamber 15 can be filled with a gas.
  • the pressure valve inlet 24 is fluid-tight by a cover 25 lockable.
  • the pressure valve comprises a second
  • Pressure valve chamber 16 which is limited by the pressure valve body 11, the first piston 12 and a second piston 13.
  • the second pressure valve chamber 16 is connected via a Beglallraum channel 22 with a fluid communicating space, which is outside of the pressure valve 10.
  • the pressure valve 10 also includes a third
  • Pressure valve chamber 17 which is limited by the second piston 13 and the
  • Pressure valve body 11 About a first pressure chamber channel is the third
  • Pressure valve chamber 17 fluidkommuniecuringd with a space outside the pressure valve
  • the clamping element 19 is a spring.
  • the clamping element 19 is a conical portion of the second piston 13 in a pressure in the valve body
  • Pressure valve 10 the space that is outside the Be Schollraum channel 22, from the space that is outside of the first pressure chamber channel 20, fluid-tight manner separated.
  • a projection 28a, 28b is arranged in each case.
  • the projections 28 a, 28 b protrude radially (r-direction) beyond the radial extent of the pressure valve body 10.
  • sealing elements 27a, 27b are arranged.
  • the sealing elements 27a, 27b are correspondingly on the top of the container bottom 2 and on the underside of the pressure chamber bottom 5. This ensures better tightness.
  • the seals 14a, 14b designed as O-rings, as well as the seals 14a, 14b can be realized as molded seals.
  • Pressure relief valve 16 improves fluid-tightly separated from each other and cause a large part of the friction force in a movement of the first piston 12th
  • Pressure valve chamber 15 prevails to the frictional force between the first piston 12 and the seals 14 a, 15 b and the pressure valve body 11 and the
  • Pressure valve chamber 15 in conjunction with the surface of the first piston 12, at which the pressure pv is applied.
  • a force acts in the positive z-direction, resulting from the pressure in the space outside the Be Stirllraum-channel 22, the axially acting on the conical portion of the second piston 13 abuts.
  • a force acts on the first piston 12, which results from the pressure outside the Be Schollraum channel 22, the front side of the first piston 12 is applied.
  • negative z-direction also acts a force resulting from the pressure outside the first pressure chamber channel 20 results, as far as the pressure is applied to the upper end side of the second piston 13.
  • Threshold values Si and S 2 result from the geometric configuration of the pressure valve 10, especially from the surfaces on which the pressures shown act, and from the magnitude of the pressures and the clamping force of the tension element 19.
  • the pressure valve 10 opens by a movement of the first and second pistons 12, 13 in the positive z-direction.
  • the pressure valve 10 closes by a movement of the first and second pistons 12, 13 in the negative z direction. If the pressure valve 10 is arranged in a container 1, the pressure outside the filling space channel 22 can correspond to the pressure PB in the filling space 40 and the pressure outside the first pressure space channel 20 can correspond to the pressure PD in the pressure space 6.
  • FIG. 4 also shows an insert 23 which can be inserted into the pressure valve body 11.
  • the clamping element 23 and the second piston 13 can be introduced into the interior of the pressure valve 10 during the production of a pressure valve 10.
  • the pressure valve body 11 may be divided into two (not shown in Figure 4), especially so that one of the two projections 28a, 28b on a part of the two-part
  • Pressure valve body 11 is arranged and the other of the two projections 28 a, 28 b is arranged on the other part of the two-part pressure valve body 11.
  • the two parts of the pressure valve body 11 may be connectable for example by a screw. In the connected state of the two parts results in a two-part pressure valve body 11th
  • FIG. 5 shows a pressure valve 10a, which can be inserted in a container 1 on the bottom side.
  • the difference to the pressure valve 10 of Figure 4 is that no gas was introduced through the pressure valve inlet 24 in the pressure valve 10 a, so that the first piston 12 is not coupled to the second piston 13.
  • FIG. 6 shows a container hollow bottom 200.
  • a pressure chamber 206 is formed in the container hollow bottom 200.
  • a pressure PD 3 In the pressure chamber 206 there is a pressure PD 3 .
  • the pressure space 206 is fluid tight to the environment closed by a first bottom 202, a second bottom 205 and a pressure valve 210 when the pressure valve 210 is closed.
  • the pressure valve 210 When the pressure valve 210 is opened, the pressure valve 210 connects the pressure chamber 206 with the container hollow bottom 200
  • the pressure chamber 206 may be an overpressure, which means that the pressure PD 3 in the pressure chamber 206 is greater than the pressure of the container hollow bottom 200 surrounding space or greater than the space that the upper portion (in the positive z-direction) of the pressure valve surrounds.
  • an overpressure in the pressure chamber 206 a gas flows from the pressure chamber 206 in the vicinity of the container hollow bottom 200 when the pressure valve 210 is opened.
  • the pressure valve 210 is disposed in a respective recess of the first bottom 202 and the second bottom 205. By such an arrangement of the pressure valve 210, the pressure valve 210 closes the recesses of the first bottom 202 and the second bottom 205. In this embodiment, the recesses of the first bottom 202 and the second bottom 205 are aligned in the z-direction.
  • the pressure valve 210 has a (fully) circumferential projection 228a at the upper portion.
  • the projection 228a is arranged so that the outer
  • the material thickness of the first bottom 202 and / or the second bottom 205 can be made smaller than the material thickness of the bottoms 202, 205 without the same pressure difference between the pressure chamber 206 and the space or the spaces outside of the floors 202, 205 and the same stability Force absorption of the pressure valve 210.
  • the protrusions 228a, 228b may each be configured with circumferential breaks.
  • the pressure valve 210 may be on the inner surfaces of the floors 202, 205 (lying in the pressure chamber 206),
  • the second (bottom) bottom 205 is substantially planar (less than 10% deviation from the flatness) and is disposed in a fluid-tight manner in a peripheral bead 204 of the first bottom 202.
  • the second floor 205 may also be connected to the first floor 202 by crimping, welding or gluing. In other embodiments, the bottom floor 205 may not be planar.
  • the first (upper) bottom 202 is (in sections) arched. In the negative direction r, from the peripheral bead 204, the first bottom 202 is formed in the form of a spherical shell segment or hollow spherical segment with a central recess.
  • connection point At the edge region 203 of the first bottom 202 is a connection point or
  • the edge region 203 of the first bottom 202 is configured in such a way that the container hollow bottom 200 can be connected to the rim via a border region 203 of the first bottom 202.
  • FIG. 6 also shows an embodiment of a container hollow bottom, which can be designed by a modular system.
  • a modular system includes a first bottom 202, a second bottom 205 and a pressure valve 210 as individual components. Through the individual components of the modular system, a container hollow bottom can be produced. Due to the modular design, for example, an improved transportability compared to already mounted container hollow floors can be achieved.
  • Figures 7, 8 and 9 show various stages during the filling of a container.
  • the container 301 in FIG. 7 is identical to the container 1 in FIG. 1, with the difference that the filling space 340 (filling space 40 in FIG. 1) is not filled with a liquid.
  • the container 301 comprises a filling space 340, which is formed between a container bottom 302, a container wall 307 and a container top 308.
  • the container top 308 comprises a filling chamber inlet 345 and the passage of an outlet conduit 330.
  • the outlet conduit 330 comprises a valve 332 and leads inside the container Filling space 340 into the container bottom portion 301 a. In the filling space 340 there is a pressure pe 4 .
  • the container 301 further comprises a pressure chamber 306, which is formed between the container bottom 302 and a pressure chamber bottom 305.
  • the container bottom 302 and the pressure chamber bottom 305 each have a recess, to which a pressure valve 310 is arranged.
  • Such a container 301 (FIG. 7) can be connected to a filler of a liquid,
  • the filler fills a liquid via the Be Schollraumeinlass 345 in the filling space 340.
  • the Be Schollraumeinlass 345 is closed.
  • FIG. 8 shows a detailed representation of a container 301 filled with a liquid (filling space 340).
  • the pressure valve 310 comprises a second pressure valve space 316, which is connected in a fluid-communicating manner via a filling space channel 322 to the filling space 340.
  • the pressure valve 310 comprises a third pressure valve chamber 317, in which a clamping element 319 is arranged, which exerts a force on a second piston 313 in the negative z-direction.
  • the third pressure valve chamber 317 is connected via a first pressure chamber channel 320 to the pressure chamber 306 fluidkommuniticiand.
  • the second piston Due to the overpressure in the pressure chamber 306 and by the clamping force of the clamping element 319, the second piston is in the pressure valve 310, that the pressure valve 310 is present in the closed state. Accordingly, the second pressure valve chamber 316 is not connected in a fluid-communicating manner via the second pressure chamber channel 321 to the pressure chamber 306. Only the pressure pe 4 in the filling space 340 (sum of pressure and Pressure resulting from the liquid column) exerts a force on the second piston 313 in the positive z-direction, the forces acting in the negative z-direction on the second piston 312 being greater.
  • the first piston 312 is located at the bottom of the pressure valve 310. In the negative z-direction act on the first piston 312, the weight of the first piston and a force resulting from the pressure in the second pressure valve chamber 316 in connection with its engagement surface on the first piston.
  • a positive pressure pressure above atmospheric pressure
  • a pressure valve inlet 324 a pressure valve inlet 324.
  • a cover 325 is arranged on the pressure valve 310 in the region of the pressure valve inlet 324 via webs 326. The cover 325 serves to close the
  • Pressure valve inlet 324 after the introduction of an overpressure by the
  • a force (corresponding to the magnitude of the overpressure and the engagement surface) is exerted on the first piston 312, which is so great that the first piston 312 moves guided in the positive z-direction.
  • the weight of the first piston 312, the force resulting from the pressure in the second pressure valve chamber, and frictional forces must be overcome.
  • the first piston 312 moves in the positive z-direction until it rests against the second piston 313 or possibly further in the positive z-direction when passing through the
  • Pressure valve inlet 324 introduced pressure is sufficiently high.
  • a first pressure valve chamber 315 has been formed by the pressure introduction and this is below the first piston 312.
  • the first piston 312 separates the second pressure valve chamber 316 from the first pressure valve chamber 315.
  • the cover 325 closes the pressure valve inlet 324.
  • the closing of the pressure valve inlet 324 may be accomplished by friction welding
  • an ultrasonic lance is applied to the cover 325.
  • the cover 325 is materially connected to the pressure valve 310, and the webs 326 can thereby with the pressure valve 310 or the connection region between the cover 326 and Pressure valve 310 (cohesively) are connected and need not be removed separately.
  • first piston 312 and the second piston 313 are mechanically coupled.
  • the force of the first piston 312 acting on the second piston 313 in the positive z-direction (as a result of forces acting in the negative and positive z directions) also acts accordingly.
  • the force action in the negative z-direction is reduced the first piston 312 by reducing the pressure PB 4 in the filling 340, the first piston 312 and the second piston 313 can move in the positive z-direction, so that the filling chamber 340 is connected via the second pressure chamber channel 321 to the pressure chamber 306 fluidkommunizifugd.
  • the pressure valve 310 is in the open state and a propellant gas can flow from the pressure chamber 306 into the filling space 340. This happens until the force influences on the first piston 312 and the second piston 313 change in such a way that the first piston 312 and the second piston 313 move in the negative z-direction until the connection between the filling chamber 340 and the pressure chamber 306 is interrupted is. Then the pressure valve 310 is closed.
  • this can determine the type of gas introduced, for example air, carbon dioxide, nitrogen, nitrous oxide or mixtures of gases, and the pressure in the first pressure valve chamber 315th determine yourself.
  • the gas introduced into the pressure valve 310 (first pressure valve chamber 315) via the pressure valve inlet 324 may correspond to the composition of the gas introduced in the pressure chamber 306 or with regard to the composition of the component or the component
  • a pressure valve (pressure control valve) 410 is shown inserted into a container.
  • the pressure valve 410 includes a pressure valve sleeve 444, a first pressure valve insert 450, a second pressure valve insert 460, and a third pressure valve insert 470.
  • the pressure valve sleeve 444 is made of metal and is connected to a container bottom 402 and a pressure chamber bottom 405. The connection is made by the Pressure valve sleeve 444 engages through an opening in the container bottom 402 and a projection 442 a of the pressure valve sleeve 444 rests against the top of the container bottom 402.
  • the connection of the pressure valve sleeve 444 to the pressure chamber bottom 405 is shown in Fig. 10 analogous thereto by abutment of a projection 442 b of the pressure valve sleeve 444 on an underside of the pressure chamber bottom 405.
  • An alternative solution for the connection between pressure chamber bottom 405 and pressure valve sleeve 444 is shown in FIGS. 12a, 12b, 12c and explained in the associated description. Between the projections 442a, 442b of the pressure valve sleeve 444 and the container bottom 402 and the pressure chamber bottom 405 sealing elements 443a, 443b are arranged.
  • the pressure valve is largely located in a pressure chamber 406, which is formed by the pressure chamber bottom 405 and the container bottom 402, as already shown above analogously.
  • the pressure space 406 may have the properties disclosed above.
  • the pressure PDS in the pressure chamber 406 is above the ambient pressure, especially at pressure values, as already described above for pressure chambers.
  • a first pressure valve insert 450 is inserted in the pressure valve sleeve 444.
  • the first pressure valve insert 450 is frictionally arranged in the pressure valve sleeve 444.
  • the frictional connection is given by an excess of the first pressure valve insert 450 against the dimension of the pressure valve sleeve 444.
  • the outer diameter of the pressure valve sleeve 444 may be less than 30 mm.
  • the inner diameter of the pressure valve sleeve 444 is reduced by twice its wall thickness.
  • Outer diameter of the first pressure valve insert 450 may be greater than the inner diameter of the pressure valve sleeve 444 by up to 0.5 mm, preferably between 0.1 mm and 0.3 mm.
  • a plurality of sealing elements 451a, 451b, 451c effect the frictional connection with the
  • Pressure valve sleeve 444 The sealing elements can be designed in an O-ring shape.
  • the first pressure valve insert 450 comprises a first channel 422 (filling space channel) which connects a (second) space 416 located in the pressure valve 420 to a filling space 440 of the container.
  • a pressure PBS which is lower than the pressure PDS in the pressure chamber 406.
  • the first pressure valve insert 450 comprises a second channel 420 (pressure space channel), which opens into the pressure chamber 406 via a groove 454 in the first pressure valve insert 450 and an opening 441.
  • the first pressure valve insert 450 has a projection 452 which engages over the projection 442a of the pressure valve sleeve and partially rests against the upper side of the container bottom 402.
  • the first pressure valve body is preferably made of plastic, so that a possible corrosion effect of a liquid in the filling chamber 440 does not come into direct contact with the metallic pressure valve sleeve 444, which improves the resistance of the pressure valve 410.
  • Pressure valve insert 470 arranged.
  • the third pressure valve insert 470 is positively or positively connected to the first pressure valve insert 450.
  • the third pressure valve insert 470 comprises an opening 477 which connects a (third) space 417 located in the third pressure valve insert 470 to the pressure space 406 via the second passage 416, so that the pressure in the third space 417 corresponds to (almost) the pressure pD5 in the pressure space 406.
  • a clamping element 473 especially a spring, is fastened via a clamping element guide 474.
  • Clamping element 473 is also connected to a sealing plate 475 of a poppet valve 475, 476 and presses the sealing plate 475 in a valve seat 476th
  • a second pressure valve insert 460 is connected to the first pressure valve insert 450.
  • the connection can be made non-positively or positively, with a screw or a weld, especially by
  • Friction welding is preferred.
  • the second pressure valve insert 460 comprises a membrane 461, which preferably consists of a flexible plastic. On the membrane 461, a contact element 462 is formed as a thickened region of the membrane 461.
  • the second pressure valve insert 460 is preferably produced by a multi-component injection molding process.
  • Clamping element 463 especially a spring arranged.
  • the tensioning element 463 is disposed in a (first) space 415 located in the second pressure valve insert 460 and exerts a force between the diaphragm 461 and a closure element 480.
  • the closure element 480 is loose in Fig. 10 or only slightly hold connected to the second pressure valve insert 460.
  • the function of the closure element 480 can best be described by considering the different states, as shown in FIGS. 10 and 11.
  • the closing element 480 is not firmly connected to the clamping element 462. It comprises a projection 481 and a channel 482. The closing element 480 is designed so that it can be inserted into the second pressure valve insert 460.
  • the second pressure valve insert 460 comprises a groove 464 and a contact surface 465.
  • the groove 464 is configured corresponding to the projection 481 of the closure element 480.
  • the distance between the abutment surface 465 and the groove 464 is not smaller than the distance between the protrusion 481 and the top (in the positive z direction) of the closure member 480.
  • the closing element 480 can be introduced, for example by means of a closing device 490 in a (fourth) space 418 in the pressure valve sleeve 444 and pushed by applying a force F in the positive z-direction in the second pressure valve insert 460 until the The projection 481 of the closure element 480 engages in the groove 464 of the second pressure valve insert 460 and, if appropriate, the upper side (in the positive z direction) of the closure element 480 on the abutment surface 465 of the second
  • Pressure valve insert 460 is applied.
  • the clamping element 463 can be tensioned, as a result of which a force is exerted on the diaphragm 461 and the diaphragm 461 moves in the positive z direction until it rests against a section of the sealing plate 475, for example through the abutment element 462.
  • the pressure valve 410 is activated and there is an equilibrium of forces between the pressure PB5 in the filling 440, the pressure PDS in the pressure chamber 406 and the clamping elements 463, 473rd
  • an overpressure in the space 415 which may occur due to a compression of the volume in the space 415, escape through the channel 482 into the surrounding environment.
  • the pressure in the room 415 corresponds due to the opening from the environment (almost) the ambient pressure.
  • the opening of the space 415 with respect to the environment is further advantageous to ambient pressure fluctuations, for example, by different altitudes of places; to balance and thus minimize the influence of ambient pressure fluctuations on the control behavior.
  • the pressure PDS in the pressure chamber acts on the contact surface of the sealing plate 475 in the negative z-direction.
  • one of the clamping element 473 acts on the
  • the pressure PBS acts in the filling chamber 440 on the attack surface of the diaphragm 461 in the negative z-direction, the diaphragm 461 with the sealing plate
  • a small or negligible force also results from the pressure PBS in the filling space 440 in the positive z-direction, acting on the sealing plate 475 due to the small or negligible attack surface of the pressure PBS on the sealing plate 475.
  • the clamping element 463 exerts a force in the positive z-direction on the membrane 461, which is forwarded to the sealing plate 475 because of the coupling between the membrane 461 and the sealing plate 475.
  • a volume is taken from the filling space 440, for example a beer tap by a consumer, the pressure PBS in the filling space 440 drops, as a result of which the corresponding force influences on the balance of force described change.
  • Be hypoxia Be hypoxia 440 is connected to another threshold value of the pressure PBS in
  • Filling 440 is exceeded and the sealing plate 475 moves back into the valve seat 476, whereby a fluid communication between the filling chamber 440 and the pressure chamber 406 is not given (until the balance of forces is in turn changed accordingly).
  • a gas in particular a propellant gas, flows from the pressure chamber 406 into the filling chamber 440.
  • the clamping force of the clamping element 463 can provide different control pressures.
  • FIGS. 12a, 12b, 12c a possibility for connecting a pressure valve sleeve 444 to a container bottom 402 and a pressure chamber bottom 405 is shown.
  • Container bottom 405 welded, which is represented by the two arrows facing each other.
  • the pressure valve sleeve 444 may through an opening in the container bottom 402 and are guided or plugged through an opening in the pressure chamber bottom 405, so that a projection 442 a of the pressure valve sleeve 444 at the top of
  • the opposite end of the pressure valve sleeve 444 protrudes from the opening in the pressure chamber bottom 406 and abuts a projection 405 b of the pressure chamber bottom 405.
  • the connection of the pressure valve sleeve 444 to the pressure space bottom 405 can be made via a double seam, which can be seen in the enlarged illustrations of the relevant section of FIGS. 12b and 12c (the enlarged area is shown by the circle in broken line in FIG. 10).
  • a (slight) bias is applied by the pressure chamber bottom 405 is pressed in the direction of the container bottom 402. This is shown in Fig. 12a by a changed position of the pressure space bottom 405 and the projection 405b relative to the container bottom 402 as the position of the pressure space bottom 405 'and the projection 405b'.
  • a bias voltage can improve the tightness of the connections.
  • a sealing element 443b is arranged between the pressure valve sleeve 444 and the pressure chamber bottom.
  • a portion of the pressure valve sleeve 444 protruding beyond the projection 405b 'of the pressure space bottom 405' in the negative z-direction is bent over the projection 405b 'in the positive r-direction so that a projection 442b of the pressure valve sleeve 444 is formed. Subsequently, the bent-over projection 442b is further bent around the projection 405b ', so that the end of the projection 443b in the z-direction
  • Hollow tray can be used, even if they are covered by methods.
  • the disclosed inflation chambers and pressure chambers may be used in any of the disclosed containers, container trays, or modular systems for producing a container bottom, even if encompassed by methods.

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Abstract

Druckventil für einen Behälter, mit einem Druckventilkörper (11), einem ersten Druckventilraum (15), einem zweiten Druckventilraum (16) und einem dritten Druckventilraum (17), wobei (a) der erste Druckventilraum (15) durch den Druckventilkörper (11) und einen ersten bewegbaren Kolben (12) gebildet ist; (b) der zweite Druckventilraum (16) durch den Druckventilkörper (11), den ersten bewegbaren Kolben (12) und einen zweiten bewegbaren Kolben (13) begrenzt ist und über einen Befüllraumkanal (22) mit einem ersten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden ist; (c) der dritte Druckventilraum (17) durch den Druckventilkörper (11) und den zweiten Kolben (13) begrenzt ist und über einen ersten Druckraumkanal (20) mit einem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden ist.

Description

FASS MIT DRUCKVENTIL ZUM AUFBEWAHREN VON BIER, DESSEN VERWENDUNG, VERFAHREN ZUM REGELN DES DRUCKS IM FASS, FASSHOHLBODEN, MODULARES SYSTEM ZUM HERSTELLEN EINES FASSHOHLBODENS UND VERFAHREN ZUM BEFUELLEN EINES
FASSES
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verpackungstechnik. Speziell betrifft die Erfindung ein Druckventil für einen Behälter, dessen Inhalt komfortabel durch einen Verbraucher entnehmbar ist, insbesondere der Behälter unter einem erhöhten Innendruck im Vergleich zum Außendruck steht.
Der Behälter ist vergleichsweise voluminös, deutlich größer als eine gängige
Getränkedose und der Inhalt ist ein Getränk, das unter Druck gezapft werden soll.
Tragbare Bierfässer, solche mit einem Volumen unter 50 Liter, insbesondere unter
20 Liter und mehr als 2,5 Liter, deren Inhalt von Verbrauchern eigenständig gezapft werden können sind in zwei gebräuchlichen Varianten von besonderer Bedeutung.
Eine Variante solcher, mit metallischem Mantel versehenen, tragbaren Bierfässer lässt sich durch die Wirkung der Gravitationskraft entleeren. Ein Zapfhahn ist dabei im
unteren Bereich der Außenseite des Behälters angeordnet. Durch Öffnen des Hahns kann das Bier ausfließen. Damit im Behälter kein Unterdruck entsteht, umfassen solche Behälter eine Vorrichtung, die es erlaubt, dass Luft aus der Umgebung in das Innere des Behälters gelangt. Solche Behälter sind wenig bedienerfreundlich, da zum Befüllen eines Glases mit Bier das Fass beispielsweise an den Rand eines Tisches gestellt
werden muss oder das Fass unterbaut werden muss, um das Glas unterhalb des
Zapfhahns befüllen zu können. Zusätzlich wird die Haltbarkeit des Fassinhalts nach
Anbruch des Fasses durch beim Ausfließen des Bieres einströmenden Luftsauerstoff erheblich reduziert.
Eine andere Variante sind Behälter, die ein Innendrucksystem umfassen. Durch diese Systeme wird der Druck im Inneren über dem Umgebungsdruck gehalten. Dies erlaubt die Anordnung des Zapfhahns im oberen Bereich des Behälters. Ein Verbraucher hat dadurch typischerweise ausreichend Raum zwischen dem unteren Auslaufende des Zapfhahns und der Standebene des Behälters, um ein zu befüllendes Glas unter den Zapfhahn zu halten, ohne das Fass speziell positionieren zu müssen. Durch die
Verwendung von Innendrucksystemen kann die Haltbarkeit des Bieres nach Anbruch des Fasses bis zu mehr als 30 Tage betragen, da während der Bierentnahme kein
Luftsauerstoff in das Fass einströmt.
Ein Bierfasssystem der zweiten Variante ist dem Fachmann aus WO 1999/47451
(Heineken Technical Services) zugänglich. Dort ist ein Bierfasssystem beschrieben, das eine Druckkartusche umfasst, die im Inneren des mit Bier befüllten Behälterraumes angeordnet ist und einen Überdruck in diesem Raum erzeugt. Die Druckkartusche umfasst Aktivkohle, wodurch eine gegenüber einer nicht mit Aktivkohle versehenen Kartusche größere Menge an Druck- oder Treibgas in die Kartusche eingebracht werden kann ohne den Druck in der Kartusche zu stark anzuheben. Im Handel und Verkauf werden diese Kartuschen "Carbonator" genannt. Dieses System hat sich im Markt seit Jahren als die bestmöglich funktionierende Lösung für tragbare Bierfässer mit einem Inhalt unter 20 Liter erwiesen. Sie wurde sozusagen zum Marktstandard. Hinsichtlich der möglichen Vielseitigkeit beim eingefüllten Treibgas besteht indes eine eingeschränkte Flexibilität, da solche Kartuschen vom Abfüller bereits mit Treibgas befüllt erworben werden und in die Bierfässer (als metallische Behälter) eingebaut werden, um noch später vom Abfüller mit dem Bier gefüllt zu werden. Außerdem besteht das Wandmaterial des "Carbonators" typischerweise aus einem anderen Metall als das Wandmaterial des Bierfasses, in dem Bier gelagert wird. Dies führt im Recyclingprozess zu einem Mischschrott (u.a. Material der Wandung des
"Carbonators" und Material der Außenwandung des Bierfasses), was unerwünscht ist.
Die Erfindung steht vor der Aufgabe ein System bereitzustellen, das bei hohem Bedienungskomfort durch einen Verbraucher preiswert herstellbar ist, eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Treibgaswahl (Druck und Art des Gases) zur Verfügung stellt und eine lange Haltbarkeit des Inhalts, auch nach Anbruch des Behälters,
gewährleistet.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Druckventil nach Anspruch 1 und nach Anspruch 19 und durch die Verwendung nach Anspruch 36 und nach Anspruch 37.
Ein Behälter zum Aufbewahren einer Flüssigkeit umfasst einen Befüllraum (auch: Füllraum), einen Druckraum und ein Druckventil. Der Befüllraum ist gebildet durch einen Behälterboden, eine Behälterwand und eine Behälteroberseite und in dem Befüllraum herrscht ein erster Druck. Der Druckraum ist gebildet durch den
Behälterboden und einen Druckraumboden und in dem Druckraum herrscht ein zweiter Druck. Das Druckventil ist mit dem Behälterboden und dem Druckraumboden verbunden. In geöffnetem Zustand des Druckventils verbindet das Druckventil den Befüllraum und den Druckraum fluidkommunizierend. In geschlossenem Zustand des Druckventils trennt das Druckventil den Befüllraum und den Druckraum fluiddicht gegeneinander ab.
Wenn der zweite Druck im Druckraum größer ist als der Umgebungsdruck und/oder der Druck im Befüllraum, wirken Kräfte auf den Behälterboden und auf den Druckraumboden, die jeweils vom Inneren des Druckraumbodens nach außen gerichtet sind. In Abhängigkeit der Druckdifferenz und der Materialstärke des
Druckraumbodens und des Behälterbodens kann es zu einer Verformung oder Ausbeulung des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens kommen. Durch das Verbinden des Druckventils mit dem Behälterboden und mit dem Druckraumboden, kann ein Teil der Kräfte durch das Druckventil aufgenommen werden.
Dies erlaubt bei konstanter Druckdifferenz die Wahl einer geringeren Materialstärke des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens als eine Materialstärke, die unter Vermeidung einer Verformung oder Ausbeulung des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens notwendig wäre. Bei konstanter Materialstärke erlaubt die
Anordnung des Druckventils einen höheren Differenzdruck (beispielsweise hoher Druck im Druckraum) bei gleichzeitiger Vermeidung der erwähnten Verformung oder Ausbeulung.
Fluidkommunizierend bedeutet, dass ein Fluidaustausch zwischen zwei Räumen (beispielsweise Befüllraum und Druckraum) möglich ist, insbesondere zügig und nicht zäh. Fluiddicht bedeutet, dass zwischen zwei Räumen praktisch kein Fluidaustausch stattfinden kann; dabei versteht der Fachmann, dass eine perfekte Abdichtung zweier Räume ohne jedweden Fluidaustausch oder Fluidfluss praktisch nicht realisierbar ist. Parasitärer Fluss oder Austausch ist immer gegeben, so dass es kein praktisch erheblicher Austausch ist. Ein marginaler Fluidfluss oder Fluidaustausch wird auch zwischen zwei fluiddicht gegeneinander abgetrennten Räumen stattfinden, wobei die Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen einen Einfluss auf die Menge des parasitär ausgetauschten Fluids pro Zeiteinheit hat. Jedenfalls ist der Fluidaustausch in geschlossenem Zustand des Druckventils, also fluiddicht, sehr viel geringer als der Fluidaustausch bei geöffnetem Zustand des Druckventils, also fluidkommunizierend.
Der Behälterboden und der Druckraumboden können je eine Ausnehmung aufweisen. In diese Ausnehmungen kann das Druckventil eingreifen, wodurch eine Kraft, die aus einer Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und dem Befüllraum und dem
Druckraum und der Umgebung resultiert, aufgenommen werden kann.
Das Druckventil kann einen Druckventilkörper aufweisen. Am oberen und am unteren Ende des Druckventils kann jeweils ein Vorsprung angeordnet sein, wobei der obere und der untere Vorsprung jeweils zumindest teilumfänglich in r-Richtung über zumindest einen radialen Teil des Druckventilkörpers ragen. Dabei können die
Vorsprünge (oben und unten) über den kompletten Umfang des Druckventils ausgebildet sein oder teilumfänglich ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung mehrerer Vorsprünge pro axialem Ende des Druckventils (oben und unten) ist möglich, wobei jeder der Vorsprünge teilumfänglich ausgebildet sein kann.
Bevorzugt kontaktiert der Vorsprung am oberen Ende des Druckventils die obere Seite des Behälterbodens und der Vorsprung am unteren Ende des Druckventils die untere Seite des Druckraumbodens. Dadurch kann wiederum die auf dem Behälterboden und dem Druckraumboden wirkende Kraft, die aus der beschriebenen Druckdifferenz resultiert, zumindest teilweise durch das Druckventil aufgenommen werden.
Die Vorsprünge des Druckventils können ein Dichtelement umfassen. Je nach
Ausbildung der Vorsprünge (oben und unten am Druckventil), können mehrere Dichtelemente pro Seite des Druckventils angeordnet sein oder lediglich ein
Dichtelement oder Dichtelemente an einem Vorsprung oder an Vorsprüngen einer Seite des Druckventils angeordnet sein. Durch das Anbringen eines Dichtelements ist eine verbesserte Dichtheit an der Kontaktstelle zwischen Druckventil und
Behälterboden und/oder Druckraumboden erreichbar.
Der Behälter kann eine Auslassleitung mit einem Ende und einem anderen Ende umfassen. Das eine Ende der Auslassleitung kann in dem Befüllraum liegen.
Insbesondere kann das andere Ende außerhalb des Behälters liegen. Typischerweise kann ein Verbraucher über die Auslassleitung einen Inhalt aus dem Befüllraum entnehmen (zapfen). Der Behälterboden kann gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet sein, was bedeutet, dass zumindest ein Abschnitt des Behälterbodens gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet ist. Zwischen dem Ende der Auslassleitung, das in dem Befüllraum liegt und einem Punkt auf dem Druckraumboden (der Oberfläche des Druckraumbodens) besteht ein Abstand. Bevorzugt handelt es sich bei dem Abstand um den kürzesten Abstand eines Punktes auf dem Druckraumboden und dem im Befüllraum liegenden Ende. Der kürzeste Abstand kann durch die Wahl eines Punktes auf dem Druckraumboden bestimmt werden, der den geringsten Abstand zu dem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung aufweist. Der Abstand zwischen dem beschriebenen Ende der Auslassleitung und dem Druckraumboden kann geringer (kleiner) sein als ein Abstand zwischen dem beschriebenen Ende der Auslassleitung und dem Scheitelpunkt oder dem Rand einer Öffnung des Behälterbodens.
Auch wenn der Behälterboden gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet ist und eine mittige Öffnung (Ausnehmung) aufweist, und zwar an einer Stelle des Behälterbodens, an der der Scheitelpunkt auf dem Behälterboden liegen würde, wenn der
Behälterboden die Öffnung nicht aufweisen würde oder die Öffnung an einer anderen Stelle liegen würde, weist der Behälterboden einen Scheitelpunkt auf. Der
Scheitelpunkt ist in diesem Fall durch eine Extrapolation zu bestimmen und ist an einer Stelle gelegen, an der der Scheitelpunkt auf dem Behälterboden liegen würde, wenn keine Öffnung in dem Behälterboden vorhanden ist oder die Öffnung an einer anderen Stelle vorhanden ist.
Durch die Anordnung des einen Endes der Auslassleitung nahe am Druckraumboden ergibt sich eine vorteilhafte Entnahmemöglichkeit des Inhalts des Behälters über die Auslassleitung, speziell wenn der Inhalt eine zum Schäumen neigende Flüssigkeit, z.B. Bier, und der Füllstand im Befüllraum niedrig ist.
Wenn Gas aus dem Druckraum über das Druckventil in den Befüllraum strömt, kann die Flüssigkeit im Befüllraum zu einem erheblichen Anteil aufgeschäumt werden. Der Schaum breitet sich, wegen der geringen Dichte, oberhalb des Auslasses und lateral dazu aus und lagert sich primär nahe der Grenzfläche im Befüllraum an. Ein
Verbraucher entnimmt dem Behälter dabei einen erheblichen Anteil an Schaum, was unerwünscht ist.
Überraschend hat sich gezeigt, dass die beschriebenen Abstände zwischen dem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung und dem Behälterboden und zwischen dem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung und dem Druckraumboden die Entnahme des Inhalts verbessert. Es wird weniger Schaum entnommen.
Bei einem Behälter mit Auslassleitung kann auch eine z-Achse durch den Behälter gebildet sein. Die z-Achse erstreckt sich darin von oder durch den Druckraumboden in Richtung der Behälteroberseite. Entsprechend liegt für den Druckraumboden ein geringerer Zahlenwert auf der z-Achse vor als für die Behälteroberseite. Das Ende der Auslassleitung kann nicht oberhalb (also auf gleicher Höhe oder unterhalb) des Druckventils hinsichtlich der z-Achse angeordnet sein. Diese Anordnung bringt den oben beschriebenen Vorteil der Entnahme eines geringeren Anteils von
unerwünschtem Schaum mit sich.
In einem Behälter mit Auslassleitung und einer z-Achse, wie oben beschrieben, kann der Behälterboden gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet sein. Dabei ist zumindest ein Abschnitt des Behälterbodens gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet. Ein Ende der Auslassleitung, speziell ein Ende, das in dem Befüllraum liegt, kann nicht oberhalb (gleiche Höhe oder unterhalb) des Scheitelpunkts oder des Rands einer Öffnung des Behälterbodens liegen. Das oben beschriebene zur Bestimmung des Scheitelpunkts ist auch bei diesem Behälter anzuwenden. Die Ausgestaltung weist wiederum den Vorteil der verminderten Entnahme von Schaum aus dem Befüllraum auf. Der Druck im Druckraum kann mindestens 1 bar größer sein als im Befüllraum.
Bevorzugt ist der Druck im Druckraum mindestens 2 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, größer als der Druck im Befüllraum.
Ist der Druck im Druckraum größer als im Befüllraum, kann eine relativ große
Stoffmenge von Treibgas (hoher Druck) in dem Druckraum bevorratet sein und gleichzeitig der Druck im Befüllraum (relativ) niedriger sein, was zu einem besseren und, über unterschiedliche Füllgrade des Befüllraums hinweg, stabileren
Entnahmeverhalten führt. Jedes hierin offenbarte Druckventil kann ein Regelventil sein.
Der Druckraum kann mit einem Treibgas befüllt sein. Das Treibgas ist bevorzugt Kohlenstoffdioxid (C02), Stickstoff (N2), Lachgas (N20) oder Mischungen der Gase.
Bevorzugt liegt der Druck im Druckraum zwischen 5 bar (0,5 MPa) und 35 bar
(3,5 MPa), speziell liegt der Druck zwischen 5 bar und 30 bar, spezieller zwischen 8 bar und 25 bar. Der Druck im Druckraum bestimmt sich auch über das Volumen des Druckraums, sodass bei einem größeren Volumen des Druckraums unter
Vorhandensein einer konstanten Stoffmenge geringer sein kann oder bei einem größeren Volumen des Druckraums der Druck höher liegen kann.
Der Druck im Befüllraum kann kleiner als der Druck im Druckraum sein. Speziell kann der Druck im Befüllraum zwischen 1,2 bar (0,12 MPa) und 7 bar (0,7 MPa), spezieller zwischen 1,5 bar und 6 bar, noch spezieller zwischen 1,7 und 5 bar liegen.
Das Volumen des Druckraums kann zwischen 0,1 L und 5 L, speziell zwischen 0,1 L und 3 L, spezieller zwischen 0,5 L und 2,5 L, noch spezieller zwischen 0,5 L und 1,5 L liegen.
Das Volumen des Befüllraums kann zwischen 1 L und 25 L speziell zwischen 2 L und 20 L liegen. Bevorzugt besitzt der Befüllraum ein Volumen, das es erlaubt, 2 L, 3 L, 5 L oder 20 L einer Flüssigkeit aufzunehmen, sodass bevorzugt neben der Flüssigkeit im Befüllraum ein gasgefüllter Bereich von mindestens 0,05 L besteht.
Der Druckraum kann keinen Filier umfassen. Ein Filier ist eine Komponente, die typischerweise bei Umgebungsbedingungen in festem Aggregatzustand vorliegt und die Aufnahme einer Stoffmenge eines Stoffes erlaubt. Dabei fällt die Druckzunahme, in dem Raum, in dem der Filier eingebracht ist, durch das Einbringen des Stoffes geringer aus, verglichen mit dem Einbringen der gleichen Stoffmenge in den gleichen Raum ohne Filier. Der Dampfdruck des Treibgases oder der Treibgasmischung kann über dem Druck des Druckraums liegen, speziell bis zu einer Temperatur von -5 °C hinab. Entsprechend liegt das Treibgas oder die Treibgasmischung im Druckraum zum allergrößten Teil gasförmig vor, wobei dem Fachmann bewusst ist, dass auch in diesem Zustand ein (sehr) geringer Anteil des Treibgases oder der Treibgasmischung in flüssiger Form vorliegt (vgl.
Oberflächenenergie- oder Oberflächenspannungseffekte an stark gekrümmten
Oberflächen).
Das Vorliegen des Treibgases größtenteils als Gas verbessert die Sicherheit des Behälters gegenüber einer in erheblichem Maße als Flüssigkeit vorliegenden
Treibgasbefüllung. Ist das Treibgas in erheblichem Maße bei Raumtemperatur und darunter flüssig, kann ein Aufheizen des Behälters (z.B. wenn ein Verbraucher den Behälter eine längere Zeit intensiver Sonnenstrahlung und/oder hoher Temperatur aussetzt) dazu führen, dass eine Phasenumwandlung von der flüssigen in die gasförmige Phase stattfindet, wodurch sich der Druck erheblich erhöhen kann. Dies kann zum Versagen des Druckraumwandmaterials führen. Zusätzlich ist ein solcher Druckanstieg durch Phasenumwandlung problematisch, wenn ein Verbraucher den Behälter zum ersten Mal verwendet.
Im Rahmen der Erfindung erlaubt die Anordnung des Druckventils im Behälter, falls es zu einem sehr hohen Druckanstieg im Druckraum kommen sollte, dass der Überdruck über den Druckraumboden, gegebenenfalls unter Zerstörung des Druckventils, an die Umgebung abgegeben wird. Dies ist gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, da bei Behältern des Standes der Technik meist der gesamte Behälter bersten wird, wenn ein kritischer Druck überschritten wird.
Bevorzugt ist der Behälterboden gewölbt oder kuppeiförmig ausgebildet. Speziell ist der Behälterboden in z-Richtung zum Behälterinneren gewölbt ausgebildet.
Insbesondere ragt der Scheitelpunkt oder der Rand einer Öffnung des Behälterbodens in (z-)Richtung des Behälterinneren.
Durch eine Wölbung des Behälterbodens lässt sich ein Raum aus nur insgesamt zwei Bauteilen (hier Behälterboden und Druckraumboden) bilden. Zusätzlich ergibt sich eine verbesserte Kraftaufnahme des gewölbten Bauteils gegenüber einem nicht gewölbten Bauteil. Weiterhin erlaubt ein nach innen gewölbter Behälterboden eine verbesserte Entleerbarkeit eines befüllten Behälters, da sich bei konstanter Restfüllmenge im Randbereich des Behälters eine gegenüber einem nicht gewölbten Behälterboden eine vergrößerte Füllhöhe ergibt (kleinere Querschnittsfläche). Der Druckraumboden kann im Wesentlichen ebenflächig ausgestaltet sein, speziell ist der Druckraumboden im Wesentlichen parallel zur Behälteroberseite ausgebildet. Das "im Wesentlichen" erlaubt eine Abweichung zur Ebenflächigkeit und Parallelität um 10 %.
Der Druckraumboden kann so ausgestaltet sein, dass beim aufrechten Stehen des Behälters auf einem ebenflächigen Untergrund der Druckraumboden nicht den ebenflächigen Untergrund kontaktiert.
Bevorzugt bestehen der Behälterboden, der Druckraumboden, die Behälterwand und/oder die Behälteroberseite aus metallischem Blech mit Wanddicke(n) von weniger als 1,00 mm. Insbesondere beträgt die Wanddicke weniger als 0,80 mm, noch bevorzugter weniger als 0,55 mm.
Durch eine geringe Materialstärke (Wanddicke) der Komponenten des Behälters ergibt sich eine besonders wirtschaftliche Verwendungsmöglichkeit als Einmal-Behälter. Ein Einmal-Behälter wird nach dessen Gebrauch von einem Verbraucher typischerweise entsorgt und nicht wiederverwendet.
Jeder hierin offenbarte Behälter kann ein Fass, insbesondere ein Bierfass, sein.
Ein Druckventil, insbesondere ein Druckregelventil, zum Regeln des Drucks in einem Behälter umfasst eine Druckventilhülse, einen ersten Druckventileinsatz und einen zweiten Druckventileinsatz. Die Druckventilhülse ist so ausgestaltet, dass der erste Druckventileinsatz und der zweite Druckventileinsatz in die Druckventilhülse einschiebbar oder einsteckbar sind. Der erste und der zweite Druckventileinsatz sind zumindest abschnittsweise innerhalb der Druckventilhülse angeordnet. Die
Druckventilhülse umfasst einen metallischen Werkstoff, insbesondere ist die
Druckventilhülse zumindest teilweise aus Metall bestehend, und der erste und zweite Druckventileinsatz umfassen einen Kunstostoff- Werkst off, speziell bestehen der erste und der zweite Druckventileinsatz zumindest teilweise aus Kunststoff.
Wird das Druckventil in einen Behälter eingesetzt, wobei das Druckventil mit einem Behälterboden und mit einem Druckraumboden verbunden ist, kann die aus einem Überdruck in dem Druckraum (wie oben beschrieben) resultierende Kraft auf den Behälterboden und den Druckraumboden primär durch die Metall-umfassende Druckventilhülse aufgenommen werden.
Die Druckventilhülse kann seitliche und axiale Öffnungen und/oder Kanäle aufweisen. Die Druckventilhülse ist nicht als Rohr ohne radiale Öffnungen oder Kanäle zu verstehen. Die Wand oder eine der Wände der Druckventilhülse kann beispielsweise als Gitter ausgestaltet sein.
Die Druckventilhülse des Druckventils kann aus Metall bestehen und der erste und/oder der zweite Druckventileinsatz aus Kunststoff bestehen.
Die Druckventilhülse kann an einem axialen Ende einen Vorsprung aufweisen, der so ausgestaltet ist, dass der Vorsprung eine Öffnung eines Behälterbodens übergreifen oder umgreifen kann. Der Vorsprung kann vollumfänglich ausgebildet sein.
Die Druckventilhülse kann an einem axialen Ende so ausgestaltet sein, dass das Ende mit einem Druckraumboden verbunden werden kann. Die Verbindung kann speziell über einen Doppelfalz bereitstellbar sein.
Der erste Druckventileinsatz kann einen ersten und einen zweiten Kanal aufweisen. Durch die Kanäle kann ein außerhalb des Druckventils liegender Raum (Druckraum) mit einem anderen außerhalb des Druckventils liegenden Raum (Befüllraum)
fluidkommunizierend verbunden sein, wenn das Druckventil geöffnet ist.
Der erste Druckventileinsatz kann eine Nut aufweisen. Speziell ist die Nut vollständig umlaufend. Die Nut ist so ausgestaltet, mit einer seitlichen Öffnung der
Druckventilhülse zusammen zu wirken.
Der erste Druckventileinsatz des Druckventils kann zumindest ein Dichtelement umfassen. Bevorzugt umfasst der erste Druckventileinsatz mehrerer, besonders bevorzugt drei, Dichtelemente. Das Dichtelement wirkt zwischen dem ersten
Druckventileinsatz und der Druckventilhülse in axialer Richtung, was die Verbindung der beiden Elemente verbessert.
Der erste Druckventileinsatz kann formschlüssig oder kraftschlüssig mit der
Druckventilhülse verbunden sein. Speziell ist der erste Druckventileinsatz kraftschlüssig gegenüber der Druckventilhülse gehalten, durch ein Übermaß des ersten
Druckventileinsatzes gegenüber der Druckventilhülse.
Der zweite Druckventileinsatz kann eine Membran umfassen. Speziell umfasst die Membran ein Anlegeelement. Bevorzugt besteht die Membran aus einem flexiblen Kunststoff.
Der zweite Druckventileinsatz kann ein Spannelement, insbesondere eine Feder, umfassen. Das Spannelement kann zwischen einer Membran und einem
Verschließelement angeordnet sein. Der zweite Druckventileinsatz kann eine Nut aufweisen. Die Nut kann innenliegend ausgestaltet sein. In die Nut kann ein Vorsprung eines Verschließelements eingreifen.
Das Verschließelement kann in den zweiten Druckventileinsatz einschiebbar sein. Speziell ist das Verschließelement so weit in den zweiten Druckventileinsatz einschiebbar, dass ein Vorsprung des Verschließelements in eine Nut des zweiten Druckventileinsatzes einrastet.
Der zweite Druckventileinsatz des Druckventils kann mit dem ersten Druckventileinsatz formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden sein. Speziell ist der zweite
Druckventileinsatz mit dem ersten Druckventileinsatz verschraubt.
Der zweite Druckventileinsatz des Druckventils kann auch mit der Druckventilhülse formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden sein. Speziell durch ein Übermaß des zweiten Druckventileinsatzes gegenüber der Druckventilhülse.
Das Druckventil kann einen dritten Druckventileinsatz umfassen. Der dritte
Druckventileinsatz kann ein Ventil umfassen.
Das Ventil des dritten Druckventileinsatzes kann ein Tellerventil sein.
Der dritte Druckventileinsatz des Druckventils kann eine Öffnung umfassen. Die Öffnung kann in geöffnetem Zustand des Ventils einen Druckraum, der außerhalb des Druckventils liegt, über einen zweiten Kanal im ersten Druckventileinsatz und eine Öffnung der Druckventilhülse mit einem Befüllraum, der außerhalb des Druckventils, liegt über einen ersten Kanal im ersten Druckventileinsatz fluidkommunizierend verbinden.
Der dritte Druckventileinsatz kann ein Spannelement umfassen. Das Spannelement kann einen Dichtteller in Richtung eines Ventilsitzes drücken.
Eine Membran des zweiten Druckventileinsatzes kann mit einem Ventil gekoppelt sein, insbesondere mechanisch gekoppelt sein. Speziell ist die Membran mit einem Ventil in einem dritten Druckventileinsatz gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt.
Der erste Druckventileinsatz und der zweite Druckventileinsatz können jeweils zu mindestens 50 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes, bevorzugt mindestens 70 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes, besonders bevorzugt mindestens 90 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes, in der Druckventilhülse angeordnet sein.
Ein Druckventil für einen Behälter kann einen Druckventilkörper, einen ersten
Druckventilraum, einen zweiten Druckventilraum und einen dritten Druckventilraum umfassen. Der erste Druckventilraum ist durch den Druckventilkörper und einen ersten bewegbaren Kolben gebildet. Der zweite Druckventilraum ist durch den
Druckventilkörper, den ersten bewegbaren Kolben und einen zweiten bewegbaren Kolben begrenzt. Der zweite Druckventilraum ist über einen Befüllraum-Kanal mit einem ersten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden. Der dritte Druckventilraum ist durch den Druckventilkörper und den zweiten Kolben begrenzt und ist über einen ersten Druckraumkanal mit einem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden. Der erste und zweite bewegbare Kolben wird bevorzugt in ihrer jeweiligen Bewegung geführt und speziell ist eine Bewegung im Wesentlichen nur in axialer Richtung (z- Richtung) möglich. Dabei bezieht sich das "im Wesentlichen" darauf, dass bei erfindungsgemäßem Gebrauch die axiale Bewegbarkeit die Hauptbewegbarkeit ist. Der erste, außerhalb des Druckventils liegende Raum kann jeder Raum sein, der außerhalb des Druckventils liegt, speziell ist es ein Befüllraum. Ebenso kann der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum jeder Raum sein, der außerhalb des Druckventils liegt. Bevorzugt ist dieser Raum der Druckraum. Zur Fluidkommunikation wird auf die Ausführungen oben verwiesen.
Der Druckventilkörper kann einen zweiten Druckraumkanal umfassen, der im geschlossenen Zustand des Druckventils an einem Ende des zweiten Druckraumkanals durch den ersten Kolben fluiddicht abgeschlossen ist und an einem anderen Ende gegenüber dem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum geöffnet ist.
Bevorzugt sind der zweite Druckventilraum und der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum bei geöffnetem Zustand des Druckventils durch den zweiten
Druckraumkanal fluidkommunizierend verbunden. Speziell sind in geöffnetem Zustand des Druckventils der erste, außerhalb des Druckventils liegende Raum und der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum fluidkommunizierend verbunden.
Das Druckventil kann ein Sitzventil umfassen. In abdichtendem Zustand des Sitzventils ist das Druckventil geschlossen und in nicht abdichtendem Zustand des Sitzventils ist das Druckventil geöffnet.
Bevorzugt umfasst das Sitzventil ein Dichtelement, wobei das Dichtelement durch einen Abschnitt des zweiten Kolbens gebildet und das Dichtelement fluiddichtend an einem Abschnitt des Druckventilkörpers anliegen kann. Speziell ist das Dichtelement kegelförmig, kugelförmig oder tellerförmig ausgebildet, sodass sich ein Kegelsitzventil, Kugelsitzventil oder Tellersitzventil ergibt. Der erste bewegbare Kolben kann mit dem zweiten bewegbaren Kolben mechanisch gekoppelt sein, sobald der Druck im ersten Druckventilraum so groß ist, dass sich der erste Kolben auf Grundlage des Drucks in z-Richtung auf den zweiten Kolben zu bewegt und diesen kontaktiert. Durch den Druck im ersten Druckventilraum wirkt eine Kraft auf den ersten Kolben in Abhängigkeit der Fläche des ersten Kolbens auf die der Druck wirkt. Durch Überwindung zumindest einer Reibungskraft und ggf. einer Gewichtskraft kann sich der erste Kolben bewegen.
Bevorzugt umfasst der erste Kolben ein Aufnahmeelement, wodurch der erste Kolben und der zweite Kolben koppelbar sind.
Der erste Kolben kann eine Dichtung umfassen. Bevorzugt ist die Dichtung eine angespritzte Dichtung oder ein O-Ring. Speziell kann die angespritzte Dichtung durch eine 2-Komponenten-Herstellung gefertigt sein (Mehrkomponenten-Spritzgießen).
Zwischen dem Druckventilkörper und dem zweiten Kolben kann ein Spannelement eingespannt sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Spannelement um eine Feder aus Metall oder Kunststoff. Das Spannelement ist vorgesehen, um den zweiten Kolben relativ zum Druckventilkörper in einer festgelegten Position zu halten, auch dann, wenn keine zusätzlichen Kräfte auf die Elemente des Druckventils wirken.
Bevorzugt ist das Spannelement im dritten Druckventilraum angeordnet.
Der erste Kolben und/oder der zweite Kolben können keinen Kanal aufweisen.
Bevorzugt ist zumindest einer des ersten und zweiten Kolbens vollstückig ausgestaltet. Der erste und/oder der zweite Kolben können einstückig ausgebildet sein.
Der Druckventilkörper kann einen fluiddicht verschließbaren Druckventileinlass aufweisen, durch den ein Stoff in den ersten Druckventilraum einbringbar ist. Der Stoff ist bevorzugt ein Gas und speziell ein Treibgas. Ebenso möglich ist das Einbringen eines Stoffes in flüssiger oder fester Form, wobei die Phasenumwandlung in die Gasform später im ersten Druckventilraum geschieht. Beispielsweise kann Kohlenstoffdioxid in Form von Trockeneis eingebracht werden oder flüssig eingebracht werden, wobei im ersten Druckventilraum eine Sublimation oder eine Verdampfung des nicht
gasförmigen Kohlenstoffdioxids geschieht.
Ein beschriebener Behälter kann ein beschriebenes Druckventil umfassen,
insbesondere kann das Druckventil bodenseitig in dem Behälter eingesetzt sein.
Der Befüllraum eines Behälters kann mit einer Flüssigkeit befüllt sein. Bevorzugt ist die Flüssigkeit Bier. Der beschriebene Behälter kann als tragbares Fass verwendet werden, wobei das Fass ein Füllvolumen von nicht mehr als 20 L aufweist, bevorzugt nicht mehr als 10 L oder 5 L. Speziell ist das Volumen größer als 1 L und insbesondere größer als 2 L.
Der Druck in dem Befüllraum eines beschriebenen Behälters kann in einem Verfahren (selbsttätig) geregelt werden. Der Befüllraum ist zumindest teilweise mit einer
Flüssigkeit befüllt und der Druckraum ist zumindest teilweise mit einem Treibgas befüllt. Der Behälter umfasst eine Auslassleitung mit einem Ventil. Bei geöffnetem Ventil verbindet die Auslassleitung den Befüllraum und einen den Behälter
umgebenden Raum fluidkommunizierend. Innerhalb des Verfahrens wird das Ventil betätigt, wodurch ein Anteil der Flüssigkeit im Befüllraum in den - den Behälter umgebenden - Raum abgelassen wird und entsprechend des abgelassenen Volumens der Flüssigkeit der Druck im Befüllraum sinkt. Das Druckventil öffnet bei
Unterschreiben eines Schwellenwerts des Drucks im Befüllraum, was dazu führt, dass ein Anteil des Treibgasvolumens im Druckraum in den Befüllraum strömt. Bei
Überschreiten eines zweiten Schwellenwerts des Drucks im Befüllraum schließt das Druckventil und erlaubt kein weiteres Strömen von Treibgas aus dem Druckraum in den Befüllraum. Der erste und der zweite Schwellenwert ergeben sich aus den
Charakteristika des Behälters und des Druckventils und sind später anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Das Verfahren kann ein vorher beschriebenes Druckventil umfassen.
Ein metallischer Behälter kann eine unter Druck stehende Flüssigkeit, bevorzugt Bier, aufbewahren. Der Behälter umfasst einen Befüllraum für die Flüssigkeit und einen Druckraum für ein Treibgas. Der Befüllraum ist zwischen einem nach aufwärts gewölbten Behälterboden und einer Behälteroberseite gebildet. Der Befüllraum nimmt die Flüssigkeit und einen ersten Überdruck gegenüber dem Äußeren auf. Der
Druckraum ist zwischen dem Behälterboden und einem weiter unten (bei einem aufrecht stehenden Behälter) gelegenen Druckraumboden gebildet. Der Druckraum nimmt einen zweiten Überdruck eines Treibgases auf. Im Behälterboden ist eine erste Ausnehmung vorgesehen und im Druckraumboden ist eine zweite Ausnehmung vorgesehen, wobei die Ausnehmungen axial fluchten, um ein abdichtendes Druckventil aufzunehmen, das beide Ausnehmungen schließt und abdichtet.
Ein Behälterhohlboden kann für einen Behälter verwendet werden. Der
Behälterhohlboden umfasst einen ersten Boden und einen zweiten Boden sowie ein Druckventil. Sowohl der erste Boden als auch der zweite Boden weist eine
Ausnehmung auf. Der erste Boden ist mit dem zweiten Boden verbunden. Das
Druckventil ist mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden verbunden. Dadurch ist ein fluiddichter Druckraum gebildet. In geöffnetem Zustand des Druckventils ist der Druckraum mit einem Raum, der den Behälterhohlboden umgibt,
fluidkommunizierend verbunden.
In geschlossenem Zustand des Druckventils ist der Druckraum von einem Raum, der den Behälterhohlboden umgibt, fluiddicht abgetrennt.
Bevorzugt besteht der erste Boden und/oder der zweite Boden aus Stahl, Eisen oder Aluminium. Das Druckventil besteht bevorzugt aus Kunststoff, speziell aus einem Thermoplast, besonders bevorzugt besteht das Druckventil aus zwei oder drei verschiedenen Thermoplasten.
Speziell kann sowohl der Behälterboden, die Behälterwand, Behälteroberseite und der Druckraumboden aus Weißblech bestehen.
Der erste Boden des Behälterhohlbodens kann eine gewölbte oder kuppelartige Form aufweisen.
Das Druckventil des Behälterhohlbodens kann jeweils in die Ausnehmung des ersten Bodens und des zweiten Bodens eingreifen.
Bevorzugt weist das Druckventil des Behälterhohlbodens am oberen und unteren Ende (axial) jeweils mindestens einen Vorsprung auf. Der Vorsprung am oberen Ende kontaktiert die äußere Oberfläche des ersten Bodens und der Vorsprung am unteren Ende kontaktiert die äußere Oberfläche des zweiten Bodens.
Bevorzugt herrscht im Druckraum ein Druck PD3 oberhalb des atmosphärischen Drucks. Dieser Überdruck kann durch ein Treibgas verursacht sein, das insbesondere
Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder Mischungen der Gase umfasst.
Der erste Boden des Behälterhohlbodens kann den zweiten Boden des
Behälterhohlbodens übergreifen, bevorzugt ist der zweite Boden axial von dem ersten Boden voll umschlossen. Zusätzlich kann der Randbereich des ersten Bodens so ausgestaltet sein, dass der Behälterhohlboden über den ersten Boden mit einem Behälter verbindbar ist. Diese Verbindung kann insbesondere durch eine Bördelung ausgestaltbar sein.
Das Druckventil kann im Behälterhohlboden mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden so verbunden sein, dass Kräfte, die auf den ersten Boden und den zweiten Boden bei einem Überdruck im Druckraum wirken, zumindest teilweise von dem oder durch das Druckventil aufgenommen werden können. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Stabilität des Behälterhohlbodens bei einem Überdruck im Druckraum.
Ein modulares System zum Herstellen eines Behälterhohlbodens umfasst einen ersten Boden, einen zweiten Boden und ein Druckventil. Der erste Boden weist eine
Ausnehmung und eine umlaufende Sicke auf. Der zweite Boden weist eine
Ausnehmung auf. Das Druckventil weist jeweils einen Vorsprung an dessen (axialen) oberen Ende und an dessen (axialen) unteren Ende auf. Der erste Boden und der zweite Boden sind über die Sicke des ersten Bodens verbindbar. Das Druckventil kann so mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden verbunden werden, dass der Vorsprung am oberen (axialen) Ende des Druckventils die Oberseite des ersten Bodens kontaktiert und der der Vorsprung am unteren (axialen) Ende des Druckventils die Unterseite des zweiten Bodens kontaktiert.
Der erste Boden des modularen Systems kann eine gewölbte oder kuppelartige Form aufweisen.
Das Druckventil des modularen Systems kann in die jeweils eine Ausnehmung des ersten Bodens und des zweiten Bodens eingreifen.
Durch die Kombination (Verbindung) der Komponenten des modularen Systems, nämlich des ersten Bodens, des zweiten Bodens und des Druckventils, ist, bei geschlossenem Zustand des Druckventils, ein fluiddichter Druckraum bildbar.
Ein Behälter mit einem Befüllraum, einem Druckraum und einem Druckventil kann in einem Verfahren befüllt werden. Der Befüllraum ist durch einen Behälterboden, eine Behälterwand und eine Behälteroberseite gebildet. In dem Befüllraum herrscht ein erster Druck pe4. Der Druckraum ist durch den Behälterboden und einen
Druckraumboden gebildet. In dem Druckraum herrscht ein zweiter Druck PD4, wobei der Druck oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt. Insbesondere liegt der zweite Druck PD4 bei mehr als 3 bar. Das Druckventil ist mit dem Behälterboden und dem Druckraumboden verbunden. Das Druckventil weist einen Druckventileinlass auf. Der Behälter weist einen Befüllraumeinlass auf. Innerhalb des Verfahrens wird eine Flüssigkeit in den Befüllraum über den Befüllraumeinlass eingefüllt. Ein Gas wird in das Druckventil über den Druckventileinlass eingefüllt. Der Druckventileinlass wird verschlossen.
Bevorzugt werden die Verfahrensschritte in folgender Reihenfolge durchgeführt: Einfüllen der Flüssigkeit in den Befüllraum über den Befüllraumeinlass, Einfüllen eines Gases in das Druckventil über den Druckventileinlass und Verschließen des Druckventileinlasses.
Mit dem Druckventil kann über zumindest einen Steg eine Abdeckung verbunden sein. Zum Verschließen des Druckventileinlasses kann die Abdeckung auf den
Druckventileinlass aufgebracht werden, wodurch der Druckventileinlass verschlossen wird. Bevorzugt wird die Abdeckung stoffschlüssig auf den Druckventileinlass aufgebracht.
Die Abdeckung kann durch Reibschweißen mit dem Druckventil verbunden oder auf den Druckventileinlass aufgebracht werden, insbesondere durch Ultraschallschweißen.
Durch das Einfüllen eines Gases in das Druckventil über den Druckventileinlass kann ein erster Kolben des Druckventils bewegt werden, bis der erste Kolben einen zweiten Kolben des Druckventils kontaktiert oder an diesem anliegt.
Bevorzugt ist das in das Druckventil eingefüllte Gas Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder eine Mischung dieser Gase.
Eines der hierin offenbarten Druckventile kann in einem Behälter eingesetzt sein. Der Behälter umfasst einen Druckraum und einen Befüllraum. Der Befüllraum ist durch einen Behälterboden und eine Behälteroberseite gebildet und in dem Befüllraum herrscht ein erster Druck (Befüllraumdruck) PBS. Der Druckraum ist durch den
Behälterboden und einen Druckraumboden gebildet und in dem Druckraum herrscht ein zweiter Druck (Druckraumdruck) PDS. Das Druckventil ist mit dem Behälterboden und mit dem Druckraumboden verbunden. In geöffnetem Zustand des Druckventils sind der Befüllraum und der Druckraum fluidkommunizierend verbunden und in geschlossenem Zustand des Druckventils sind der Befüllraum und der Druckraum fluiddicht gegeneinander abgetrennt.
Ein Vorsprung der Druckventilhülse kann die obere Seite des Behälterbodens kontaktieren und die Druckventilhülse kann mit dem Druckraumboden verbunden sein. Speziell ist die Druckventilhülse über einen Falz, bevorzugt einen Doppelfalz, mit dem Druckraumboden verbunden.
Der Druckraumboden kann mit dem Behälterboden im Randbereich verschweißt sein.
Der Behälter kann eine Auslassleitung umfassen Der Behälterboden kann gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet sein. Der Abstand zwischen einem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung und einem Punkt auf dem Druckraumboden, speziell dem Punkt mit dem geringsten Abstand zu dem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung, kann geringer oder kleiner sein als der Abstand zwischen dem im Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung und dem Scheitelpunkt oder dem Rand der Öffnung des Behälterbodens.
Durch den Behälter kann eine z-Achse gebildet sein, wobei sich die z-Achse von dem
Druckraumboden in Richtung der Behälteroberseite erstreckt. Ein im Befüllraum
liegendes Ende der Auslassleitung kann, bezogen auf die z-Achse, nicht oberhalb des Druckventils liegen.
In einem Behälter mit z-Achse, die sich von dem Druckraumboden in Richtung der
Behälteroberseite erstreckt, und mit einem kuppeiförmig oder gewölbten
Behälterboden kann ein Ende der Auslassleitung, das im Befüllraum liegt, nicht
oberhalb des Scheitelpunkts oder des Rands einer Öffnung des Behälterbodens liegen.
In einem Behälter kann der Behälterboden eine Wölbung in Richtung des
Behälterinneren aufweisen, wodurch sich im Randbereich des unteren Bereichs des Befüllraums ein Bereich mit geringer Fläche ergibt Dadurch können Restmengen an
Flüssigkeit im Befüllraum von einer Auslassleitung gut erreicht werden und lediglich eine (sehr) geringe Menge von Flüssigkeit ist nicht entnehmbar.
Eines der hierin offenbarten Druckventile kann in einem Behälter mit einem mit einer Flüssigkeit befüllten Befüllraum verwendet werden. Speziell ist die Flüssigkeit Bier.
Eines der hierin offenbarten Druckventile kann in einem tragbaren Fass, das tragbare Fass als Behälter, verwendet werden, wobei das tragbare Fass ein Füllvolumen
zwischen 1 L und 20 L, bevorzugt zwischen 2 L und 10 L, besonders bevorzugt zwischen 4 L und 10 L aufweist.
Die Ausführungsformen der Erfindungen sind anhand von Beispielen dargestellt und nicht auf eine Weise offenbart, mit der Beschränkungen aus den Figuren in die Patentansprüche übertragen oder hineingelesen werden. Diese Beispiele sind auch dann als Beispiele zu lesen und zu verstehen, wenn nicht überall und an jeder Stelle "bspw.", "insbesondere" oder "z.B." steht. Die Darlegung einer Ausführung ist auch nicht so zu lesen, dass es keine andere gibt oder andere Möglichkeiten ausgeschlossen werden, wenn nur ein Beispiel präsentiert wird. Diese Maßgaben sind in die ganze folgende Beschreibung zu lesen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Behälters 1 in
Zylinderkoordinaten z-r mit einem Befüllraum 40, einem
Druckraum 6 und einem Druckventil 10. Figur 2 Schnittansicht durch den Bodenbereich eines Behälters 1 in z-Richtung mit detaillierter Darstellung eines speziell bodenseitig verwendbaren und bodenseitig anbringbaren Druckventils 10. Figur 3 zeigt einen Behälterbodenbereich la ohne bodenseitiges
Druckventil 10 im Schnitt in z-Richtung.
Figur 4 zeigt ein bodenseitig einzusetzendes Druckventil 10 im
Schnitt in z-Richtung, wobei ein erster Kolben 12 und ein zweiter Kolben 13 gekoppelt sind. Figur 5 zeigt ein anderes bodenseitig einsetzbares Druckventil
10a im Schnitt in z-Richtung, wobei der erste Kolben 12 und der zweite Kolben 13 nicht gekoppelt sind.
Figur 6 zeigt einen Behälterhohlboden 200.
Figur 7 zeigt einen zu befüllenden Behälter 301. Figur 8 zeigt einen Ausschnitt eines befüllten Behälters 301 vor
Einfüllung eines Gases in das Druckventil 310.
Figur 9 zeigt einen Ausschnitt eines befüllten Behälters 301 nach
Einfüllung eines Gases in das Druckventil 310.
Figur 10 zeigt ein Druckventil 410, bevor ein Verschließelement
480 eingerastet ist.
Figur 11 zeigt ein Druckventil 410, nachdem ein Verschließelement
480 eingerastet ist.
Figur 12a zeigt einen Schritt während der Verbindung einer
Druckventilhülse 444 mit einem Behälterboden 402 und einem Druckraumboden 405.
Figur 12b zeigt einen Schritt während der Verbindung einer
Druckventilhülse 444 mit einem Druckraumboden 405.
Figur 12c zeigt einen Schritt während der Verbindung einer
Druckventilhülse 444 mit einem Druckraumboden 405. Eine Ausführungsform eines Behälters 1 ist schematisch in Figur 1 gezeigt. Im oberen Bereich des Behälters 1 ist ein Befüllraum 40 angeordnet. Der Befüllraum 40 ist teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt und der oberste Bereich des Befüllraums 40 ist mit einem Gas gefüllt. Der Befüllraum 40 ist gebildet durch eine Behälterwand 7, eine Behälteroberseite 8 und einen Behälterboden 2. Im unteren Bereich des Behälters 1 befindet sich ein Druckraum 6, der gebildet ist durch den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 5. Ein Druckventil 10 verbindet den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 5 und erstreckt sich durch den Druckraum 6. Im Befüllraum 40 herrscht ein Druck pß und im Druckraum 6 herrscht ein Druck PD. Der Druck pp im Druckraum 6 ist größer als der Druck pe im Befüllraum 40.
In diesem befüllten Zustand des Behälters 1 ergibt sich durch die Flüssigkeit im
Befüllraum 40 eine Abhängigkeit des herrschenden Drucks von der axialen Höhe im Befüllraum 40. Unter dem Druck pe ist der Druck zu verstehen, der auf der
Befüllraumseite des Druckventils wirkt. In der Ausführungsform der Figur 1 entspricht der Druck pß dem Druck im gasgefüllten Bereich des Befüllraums 40 plus dem aus der Flüssigkeitssäule resultierenden Druckanteil bis zu der Höhe, an der der Druck pe befüllraumseitig auf das Druckventil 10 wirkt.
Der Druck pe im Befüllraum 40 ist größer als der Umgebungsdruck des Behälters 1, sodass durch öffnen eines Ventils 32 die Flüssigkeit im Befüllraum 40 aus einer Auslassleitung 30 strömt. Durch das Ausströmen der Flüssigkeit im Befüllraum 40 sinkt der Druck pe entsprechend des entnommenen Flüssigkeitsvolumens. Bei
Unterschreiten eines gewissen Drucks (unten detailliert erörtert) öffnet das
Druckventil 10 und ein Gas strömt aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 bis ein gewisser Druck im Befüllraum 40 erreicht ist. Dann schließt das Druckventil 10 und kein weiteres Gas kann aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 strömen. Dadurch wird gewährleistet, dass der Druck pß im Befüllraum 40 ständig ausreichend hoch ist, um ein Ausströmen von flüssigem Inhalt des Befüllraums 40 durch Öffnen des Ventils 32 über die Auslassleitung 30 zu ermöglichen.
Durch die Wölbung des Behälterbodens 2 in Richtung des Behälterinneren ergibt sich im Randbereich des unteren Bereichs des Befüllraums 40 ein Bereich mit geringer Fläche (Bodenbereich la), sodass Restmengen an Flüssigkeit im Befüllraum 40 durch die Auslassleitung 30 gut erreichbar sind und lediglich eine (sehr) geringe Menge von Flüssigkeit nicht entnehmbar ist.
Das Ende der Auslassleitung 30, das im Befüllraum 40 liegt, ragt in z-Richtung bis unterhalb der Oberseite des Druckventils 10 in den Bodenbereich la. Diese Anordnung dient dazu, eine mögliche Schaumbildung durch eine Flüssigkeit in dem Befüllraum 40, während oder nachdem ein Gas aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 strömt, von diesem Ende der Auslassleitung 30 zu distanzieren, sodass ein geringer Anteil Schaum und ein großer Anteil nicht-geschäumter Flüssigkeit über die Auslassleitung 30 entnommen werden kann. Das im Befüllraum 40 liegende Ende der Auslassleitung 30 liegt auch unterhalb des Scheitelpunkts des gewölbten Behälterbodens 2 in z-Richtung und unterhalb des Rands der Öffnung in dem Behälterboden 2. In die Öffnung des Behälterbodens 2 greift das Druckventil 10.
Außerdem ist die Distanz zwischen dem Ende der Auslassleitung 30 in dem
Befüllraum 40 und dem Druckraumboden 5 geringer als die Distanz zwischen dem Ende der Auslassleitung 30 in dem Befüllraum 40 und dem Scheitelpunkt des
Behälterbodens 2 sowie dem Rand der Öffnung des Behälterbodens 2, durch die das Druckventil 10 greift.
Der Behälterboden 2 ist gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet und ragt in das Behälterinnere in positiver z-Richtung. Dabei ragt der Scheitelpunkt und der Rand der Öffnung des Behälterbodens 2 in Richtung des Inneren des Behälters 1.
An der Behälteroberseite 8 ist ein Befüllraum-Einlass 45 angeordnet, über den der Befüllraum 40 mit einer Flüssigkeit befüllt werden kann und ggf. ein erster Überdruck aufgebracht werden kann.
In Figur 2 ist eine Schnittansicht durch den Bodenbereich la eines Behälters 1 mit detaillierter Darstellung eines Druckventils 10. Der Behälterbodenbereich la zeigt einen unteren Bereich des Befüllraums 40, den Druckraum 6 und das Druckventil 10. Der Behälterboden 2 ist mit der Behälterwand 7 über einen Falz verbunden. Der Druckraumboden 5 ist mit dem Behälterboden 2 verbunden. In Ausnehmungen des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 greift das Druckventil 10. Dabei ist das Druckventil 10 so ausgestaltet, dass von dem Druckraum 6 nach außen gerichtete Kräfte, die auf den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 6 wirken, durch das Druckventil 10 aufgenommen werden, zumindest teilweise.
Figur 3 zeigt einen Behälterbodenbereich la im Schnitt in z-Richtung ähnlich der Ausführungsform in Figur 2, jedoch ohne das Druckventil 10. Der Behälterboden 2 weist eine Ausnehmung 2a auf und der Druckraumboden 5 weist eine Ausnehmung 5a auf. In dieser Ausführungsform sind die Ausnehmungen 2a, 5a axial (z-Richtung) fluchtend entlang der Achse A.
Um ein Druckventil 10 so in die Ausnehmungen 2a, 5a einzubringen wie es
beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist, ist das Druckventil 10 typischerweise zweiteilig ausgestaltet. Eine solche zweiteilige Ausgestaltung des Druckventils lässt sich beispielsweise über eine Verschraubung zu einem einteiligen Druckventil 10 verbinden, wobei ein Teil des Druckventils 10 ein Außengewinde aufweist und ein anderer Teil des Druckventils 10 ein Innengewinde aufweist, das zu dem
Außengewinde passt. Das Druckventil 10 lässt sich beispielsweise durch Einstecken eines Teiles des Druckventils in eine der beiden Ausnehmungen 2a, 5a, einstecken des zweiten Teils des Druckventils 10 in die verbleibende der beiden Ausnehmungen 2a, 5a und verschrauben der beiden Druckventilteile in den Druckraum 6 einbringen. Dadurch werden die Ausnehmungen 2a, 5a abgedichtet verschlossen und das Druckventil 10 ist mit dem Behälterboden 2 und dem Druckraumboden 5 verbunden.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform eines Druckventils 10 im Schnitt in z-Richtung dargestellt, das bodenseitig in einem Behälter 1 eingesetzt werden kann, wie oben beschrieben. Das Druckventil 10 umfasst einen ersten Druckventilraum 15 in dem ein Druck pv herrscht. Der erste Druckventilraum 15 ist begrenzt durch einen
Druckventilkörper 11 und einen ersten Kolben 12. Im Druckventilkörper 11 ist ein Druckventileinlass 24 angeordnet, über den der erste Druckventilraum 15 mit einem Gas befüllt werden kann. Der Druckventileinlass 24 ist fluiddichtend durch eine Abdeckung 25 abschließbar. Weiterhin umfasst das Druckventil einen zweiten
Druckventilraum 16, der begrenzt ist durch den Druckventilkörper 11, den ersten Kolben 12 und einem zweiten Kolben 13. Der zweite Druckventilraum 16 ist über einen Befüllraum-Kanal 22 mit einem Raum fluidkommunizierend verbunden, der außerhalb des Druckventils 10 liegt. Das Druckventil 10 umfasst außerdem einen dritten
Druckventilraum 17, der begrenzt ist durch den zweiten Kolben 13 und den
Druckventilkörper 11. Über einen ersten Druckraumkanal ist der dritte
Druckventilraum 17 fluidkommunizierend mit einem Raum außerhalb des Druckventils
10 verbunden.
Im dritten Druckventilraum 17 ist ein Spannelement 19 zwischen dem
Druckventilkörper 11 und dem zweiten Kolben 13 eingespannt. In dieser
Ausführungsform ist das Spannelement 19 eine Feder. Durch das Spannelement 19 wird ein kegelförmiger Abschnitt des zweiten Kolbens 13 in einer im Druckventilkörper
11 gebildeten Gegenstruktur gehalten, sodass der kegelförmige Abschnitt des zweiten Kolbens 13 als Kegelsitzventil agiert. In diesem Zustand, mit an der Gegenstruktur des Druckventilkörpers 11 dichtend anliegenden kegelförmigen Abschnitts des zweiten Kolbens 13, ist das Druckventil 10 geschlossen. Im geschlossenen Zustand des
Druckventils 10 ist der Raum, der außerhalb des Befüllraum-Kanals 22 liegt, von dem Raum, der außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 liegt, fluiddichtend abgetrennt. Am unteren und am oberen Ende des Druckventils 10 ist jeweils ein Vorsprung 28a, 28b angeordnet. Die Vorsprünge 28a, 28b ragen radial (r-Richtung) über die radiale Erstreckung des Druckventilkörpers 10 hinaus. Diese Vorsprünge 28a, 28b verbessern den Sitz des Druckventils 10, wenn das Druckventil 10 in die Ausnehmungen 2a, 5a des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 (vgl. Figur 2 und 3) eingebracht werden. An den jeweils zum Druckventilmittelpunkt zeigenden Seiten der Vorsprünge 28a, 28b und an einem jeweils axialen Abschnitt des Druckventilkörpers 11 sind Dichtelemente 27a, 27b angeordnet. Wenn das Druckventil 10 in die Ausnehmungen 2a, 5a des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 eingebracht wird, liegen die Dichtelemente 27a, 27b entsprechend an der Oberseite des Behälterbodens 2 und an der Unterseite des Druckraumbodens 5 an. Dadurch wird eine bessere Dichtheit gewährleistet.
Am ersten Kolben 12 sind zwei Dichtungen 14a, 14b angeordnet. In dieser
Ausführungsform sind die Dichtungen 14a, 14b als O-Ringe ausgestaltet, ebenso können die Dichtungen 14a, 14b als angespritzte Dichtungen realisiert werden. Durch die Dichtungen 14a, 14b werden der erste Druckventilraum 15 und der zweite
Druckventilraum 16 verbessert fluiddichtend voneinander getrennt und verursachen einen Großteil der Reibungskraft bei einer Bewegung des ersten Kolbens 12.
In dem in Figur 4 dargestellten Zustand ist ein Gas in den ersten Druckventilraum 15 eingebracht worden, sodass ein ausreichend großer Druck pv im ersten
Druckventilraum 15 herrscht, um die Reibungskraft zwischen dem ersten Kolben 12 bzw. der Dichtungen 14a, 15b und dem Druckventilkörper 11 sowie die
Gravitationskraft zu überwinden. Dadurch hat sich der erste Kolben 12 so weit in positiver z-Richtung bewegt, bis das Aufnahmeelement 18 die Stirnseite des zweiten Kolbens 13 kontaktiert.
Im Druckventil 10 herrscht ein Kräftegleichgewicht. Auf den ersten Kolben 12 wirkt in positiver z-Richtung eine Kraft, die resultiert aus dem Druck pv im ersten
Druckventilraum 15 in Verbindung mit der Fläche des ersten Kolbens 12, an der der Druck pv anliegt. Außerdem wirkt eine Kraft in positiver z-Richtung, die resultiert aus dem Druck in dem Raum außerhalb des Befüllraum-Kanals 22, der axial wirkend am kegelförmigen Abschnitt des zweiten Kolbens 13 anliegt. In negativer z-Richtung wirkt eine Kraft auf den ersten Kolben 12, die resultiert aus dem Druck außerhalb des Befüllraum-Kanals 22, der stirnseitig am ersten Kolben 12 anliegt. Weiterhin wirkt in negativer z-Richtung eine Kraft, die durch das Spannelement 19 auf den zweiten Kolben 13 ausgeübt wird sowie die Gravitationskräfte des ersten und zweiten Kolbens 12, 13. In negativer z-Richtung wirkt außerdem eine Kraft, die aus dem Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 resultiert, soweit der Druck an der oberen Stirnseite des zweiten Kolbens 13 anliegt.
Wenn das Druckventil 10 in den Behälterboden eines Behälters 1, wie beispielsweise in Figur 1 und 2 dargestellt, eingebracht ist, entspricht der Druck außerhalb des
Befüllraum-Kanals 22 dem Druck PB des Befüllraums 40 und der Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 dem Druck PD des Druckraums 6. Sinkt der Druck PB im Befüllraum 40 durch die Entnahme eines Flüssigkeitsvolumens, kann das
Kräftegleichgewicht (wie oben dargestellt) verändert werden. Ist die Druckabnahme ausreichend groß bewegen sich der erste und der zweite Kolben (Kopplung) in positiver z-Richtung und das Druckventil 10 ist geöffnet. Im geöffneten Zustand des Druckventils 10 findet ein Fluidaustausch über den zweiten Druckraumkanal 21 so lange statt, bis die in negativer z-Richtung wirkende Kraft auf den ersten Kolben 12 ausreichend groß ist, um den ersten und zweiten Kolben 12, 13 in negativer z-Richtung zu verschieben, bis das Druckventil in geschlossenem Zustand vorliegt. Dabei wirkt die Reibungskraft zwischen dem ersten Kolben bzw. der Dichtungen 14a, 14b und dem Druckventilkörper 11 sowohl in positiver als in negativer z-Richtung in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des ersten Kolbens 12.
Dieses Kräftegleichgewicht bestimmt die Schwellenwerte Si und S2. Die
Schwellenwerte Si und S2 ergeben sich aus der geometrischen Ausgestaltung des Druckventils 10, speziell aus den Flächen, an denen die dargestellten Drücke angreifen, und aus der Höhe der Drücke sowie der Spannkraft des Spannelements 19.
Bei Unterschreiten des ersten Schwellenwerts Si des Drucks außerhalb des Befüllraum- Kanals 22, öffnet das Druckventil 10 durch eine Bewegung des ersten und zweiten Kolbens 12, 13 in positiver z-Richtung. Bei Überschreiten des zweiten Schwellenwerts S2 des Drucks außerhalb des ersten Druckraumkanals 20, schließt das Druckventil 10 durch eine Bewegung des ersten und zweiten Kolbens 12, 13 in negativer z-Richtung. Ist das Druckventil 10 in einem Behälter 1 angeordnet, kann der Druck außerhalb des Befüllraum-Kanals 22 dem Druck PB im Befüllraum 40 entsprechen und der Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 kann dem Druck PD im Druckraum 6 entsprechen.
In Figur 4 ist außerdem ein Einsatz 23 gezeigt, der in den Druckventilkörper 11 eingesetzt werden kann. Durch die Öffnung im Druckventilkörper 11, in die der Einsatz 23 eingebracht werden kann, kann während der Herstellung eines Druckventils 10 das Spannelement 23 und der zweite Kolben 13 in das Innere des Druckventils 10 eingebracht werden. Nach Montage des Einsatzes 23 in die dafür vorgesehene Öffnung des Druckventilkörpers 11 wird der Einsatz 23 ein Teil des Druckventilkörpers 11. Der Druckventilkörper 11 kann zweigeteilt sein (nicht in Figur 4 dargestellt), speziell so, dass einer der beiden Vorsprünge 28a, 28b an einem Teil des zweiteiligen
Druckventilkörpers 11 angeordnet ist und der andere der beiden Vorsprünge 28a, 28b an dem anderen Teil des zweiteiligen Druckventilkörpers 11 angeordnet ist. Die beiden Teile des Druckventilkörpers 11 können beispielsweise durch eine Verschraubung verbindbar sein. In verbundenem Zustand der beiden Teile ergibt sich ein zweiteiliger Druckventilkörper 11.
Figur 5 zeigt ein Druckventil 10a, das bodenseitig in einem Behälter 1 eingesetzt werden kann. Der Unterschied zu dem Druckventil 10 aus Figur 4 liegt darin, dass kein Gas durch den Druckventileinlass 24 in das Druckventil 10a eingebracht wurde, sodass der erste Kolben 12 nicht mit dem zweiten Kolben 13 gekoppelt ist.
In Figur 6 ist ein Behälterhohlboden 200 dargestellt. In dem Behälterhohlboden 200 ist ein Druckraum 206 gebildet. In dem Druckraum 206 herrscht ein Druck PD3. Der Druckraum 206 ist fluiddicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen durch einen ersten Boden 202, einen zweiten Boden 205 und ein Druckventil 210, wenn das Druckventil 210 geschlossen ist. Ist das Druckventil 210 geöffnet, verbindet das Druckventil 210 den Druckraum 206 mit einem den Behälterhohlboden 200
umgebenden Raum fluidkommunizierend.
Im Druckraum 206 kann ein Überdruck herrschen, was bedeutet, dass der Druck PD3 im Druckraum 206 größer ist als der Druck des den Behälterhohlboden 200 umgebenden Raums oder größer ist als der Raum, der den oberen Abschnitt (in positiver z-Richtung) des Druckventils umgibt. Im Fall eines Überdrucks im Druckraum 206, strömt ein Gas aus dem Druckraum 206 in die Umgebung des Behälterhohlbodens 200, wenn das Druckventil 210 geöffnet ist.
Das Druckventil 210 ist in jeweils einer Ausnehmung des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205 angeordnet. Durch eine solche Anordnung des Druckventils 210 verschließt das Druckventil 210 die Ausnehmungen des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205. In dieser Ausführungsform sind die Ausnehmungen des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205 fluchtend in z-Richtung.
Das Druckventil 210 weist am oberen Abschnitt einen (vollständig) umlaufenden Vorsprung 228a auf. Der Vorsprung 228a ist so angeordnet, dass die äußere
Oberfläche des ersten Bodens 202 abschnittsweise an dem Vorsprung 228a anliegt. Am unteren Abschnitt des Druckventils 210 ist ein weiterer Vorsprung 228b
angeordnet, und zwar so, dass die äußere Oberfläche des zweiten Bodens 205 an dem unteren Vorsprung 228b anliegt. Durch diese Ausgestaltung kann eine auf den ersten Boden 202 und den zweiten Boden 205 wirkende Kraft (jeweils von dem Druckraum 206 nach Außen wirkend) teilweise durch das Druckventil 210 (Zugbeanspruchung) aufgenommen werden. Dadurch kann die Materialstärke des ersten Bodens 202 und/oder des zweiten Bodens 205 bei gleicher Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 206 und dem Raum oder den Räumen außerhalb der Böden 202, 205 und bei gleicher Stabilität geringer ausgestaltet werden als eine Materialstärke der Böden 202, 205 ohne Kraftaufnahme des Druckventils 210.
In anderen Ausführungsformen können die Vorsprünge 228a, 228b jeweils mit umlaufenden Unterbrechungen ausgestaltet sein. Auch kann das Druckventil 210 an den inneren Oberflächen der Böden 202, 205 (im Druckraum 206 liegend),
beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung, angeordnet sein, wodurch eine Kraftaufnahme durch das Druckventil 210 realisiert werden kann.
Der zweite (untere) Boden 205 ist im Wesentlichen ebenflächig (weniger als 10 % Abweichung von der Ebenflächigkeit) und ist fluiddicht in einer umlaufenden Sicke 204 des ersten Bodens 202 angeordnet. Der zweite Boden 205 kann ebenso durch eine Bördelung, Verschweißung oder Verklebung mit dem ersten Boden 202 verbunden sein. In anderen Ausführungsformen kann der untere Boden 205 nicht ebenflächig sein.
Der erste (obere) Boden 202 ist (abschnittsweise) gewölbt ausgebildet. In negativer r- Richtung, ab der umlaufenden Sicke 204, ist der erste Boden 202 in Form eines Kugelschalensegments oder Hohlkugelsegments mit einer mittigen Ausnehmung gebildet.
Am Randbereich 203 des ersten Bodens 202 ist eine Anschlussstelle oder
Verbindungsstelle für einen zylindrischen oder rohrförmigen Behälter, der nicht in Figur 6 dargestellt ist, angeordnet. In der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist der Randbereich 203 des ersten Bodens 202 so ausgestaltet, dass der Behälterhohlboden 200 über den Randbereich 203 des ersten Bodens 202 durch eine Bördelung mit einem Behälter verbunden werden kann.
Figur 6 zeigt auch eine Ausführungsform eines Behälterhohlbodens, der durch ein modulares System gestaltbar ist.
Ein modulares System umfasst einen ersten Boden 202, einen zweiten Boden 205 und ein Druckventil 210 als Einzelkomponenten. Durch die Einzelkomponenten des modularen Systems lässt sich ein Behälterhohlboden herstellen. Durch die modulare Bauweise lässt sich beispielsweise eine verbesserte Verfrachtbarkeit gegenüber bereits montierten Behälterhohlböden erreichen.
Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen verschiedene Stadien während der Befüllung eines Behälters. Der Behälter 301 in Figur 7 ist gleich dem Behälter 1 in Figur 1 mit dem Unterschied, dass der Befüllraum 340 (Befüllraum 40 in Figur 1) nicht mit einer Flüssigkeit befüllt ist.
Der Behälter 301 umfasst einen Befüllraum 340, der gebildet ist zwischen einem Behälterboden 302, einer Behälterwand 307 und einer Behälteroberseite 308. Die Behälteroberseite 308 umfasst einen Befüllraumeinlass 345 und die Durchführung einer Auslassleitung 330. Die Auslassleitung 330 umfasst ein Ventil 332 und führt im Inneren des Befüllraums 340 bis in den Behälterbodenbereich 301a. Im Befüllraum 340 herrscht ein Druck pe4.
Der Behälter 301 umfasst weiterhin einen Druckraum 306, der gebildet ist zwischen dem Behälterboden 302 und einem Druckraumboden 305. Der Behälterboden 302 und der Druckraumboden 305 weisen jeweils eine Ausnehmung auf, an die ein Druckventil 310 angeordnet ist. Im Druckraum 306 herrscht ein Druck PD4, wobei der Druck PD4 oberhalb des atmosphärischen Drucks (außerhalb des Behälters 301) liegt.
Ein solcher Behälter 301 (Figur 7) kann an einen Abfüller einer Flüssigkeit,
beispielsweise Bier, geliefert werden und bei dem Abfüller befüllt werden. Dazu füllt der Abfüller eine Flüssigkeit über den Befüllraumeinlass 345 in den Befüllraum 340. Der Befüllraumeinlass 345 wird verschlossen.
Zur Aktivierung des Druckventils 310 zeigt Figur 8 eine detaillierte Darstellung eines mit einer Flüssigkeit befüllten (Befüllraum 340) Behälters 301.
Das Druckventil 310 umfasst einen zweiten Druckventilraum 316, der über einen Befüllraumkanal 322 mit dem Befüllraum 340 fluidkommunizierend verbunden ist. Zusätzlich umfasst das Druckventil 310 einen dritten Druckventilraum 317, in dem ein Spannelement 319 angeordnet ist, das auf einen zweiten Kolben 313 eine Kraft in negativer z-Richtung ausübt. Der dritte Druckventilraum 317 ist über einen ersten Druckraumkanal 320 mit dem Druckraum 306 fluidkommunizierend verbunden.
Durch den Überdruck im Druckraum 306 und durch die Spannkraft des Spannelements 319 liegt der zweite Kolben so in dem Druckventil 310, dass das Druckventil 310 in geschlossenem Zustand vorliegt. Entsprechend ist der zweite Druckventilraum 316 nicht fluidkommunizierend über den zweiten Druckraumkanal 321 mit dem Druckraum 306 verbunden. Lediglich der Druck pe4 im Befüllraum 340 (Summe aus Überdruck und Druck resultierend aus Flüssigkeitssäule) übt eine Kraft auf den zweiten Kolben 313 in positiver z-Richtung aus, wobei die in negativer z-Richtung auf den zweiten Kolben 312 wirkenden Kräfte größer sind.
Der erste Kolben 312 liegt unten am Druckventil 310 an. In negativer z-Richtung wirken auf den ersten Kolben 312 die Gewichtskraft des ersten Kolbens und eine Kraft, die aus dem Druck im zweiten Druckventilraum 316 in Verbindung mit dessen Angriffsfläche auf den ersten Kolben resultiert.
Um das Druckventil 310 zu aktivieren, kann ein Überdruck (Druck oberhalb des atmosphärischen Drucks) über einen Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 eingebracht werden. In der Ausführungsform, die in Figur 8 dargestellt ist, ist eine Abdeckung 325 an dem Druckventil 310 im Bereich des Druckventileinlasses 324 über Stege 326 angeordnet. Die Abdeckung 325 dient zum Verschließen des
Druckventileinlasses 324 nach dem Einbringen eines Überdrucks durch den
Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310.
Durch das Einbringen des Überdrucks wird eine Kraft (entsprechend der Höhe des Überdrucks und der Angriffsfläche) auf den ersten Kolben 312 ausgeübt, die so groß ist, dass sich der erste Kolben 312 geführt in positiver z-Richtung bewegt. Dazu muss die Gewichtskraft des ersten Kolbens 312, die Kraft, die aus dem Druck im zweiten Druckventilraum resultiert, und Reibungskräfte überwunden werden. Der erste Kolben 312 bewegt sich in positiver z-Richtung bis dieser an dem zweiten Kolben 313 anliegt oder gegebenenfalls weiter in positiver z-Richtung, wenn der durch den
Druckventileinlass 324 eingebrachte Druck ausreichend hoch ist.
In Figur 9 ist ein befüllter Behälter 301 nach der Einbringung des Überdrucks durch den Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 und Verschließung des
Druckventileinlasses 324 dargestellt.
Ein erster Druckventilraum 315 wurde durch die Druckeinbringung gebildet und dieser liegt unterhalb des ersten Kolbens 312. Der erste Kolben 312 trennt den zweiten Druckventilraum 316 von dem ersten Druckventilraum 315. Die Abdeckung 325 verschließt den Druckventileinlass 324.
Das Verschließen des Druckventileinlasses 324 kann durch ein Reibschweißen
(stoffschlüssig) durchgeführt werden. Bevorzugt wird eine Ultraschalllanze an die Abdeckung 325 angelegt. Bei der Aktivierung der Lanze wird die Abdeckung 325 stoffschlüssig mit dem Druckventil 310 verbunden, auch die Stege 326 können dadurch mit dem Druckventil 310 oder dem Verbindungsbereich zwischen Abdeckung 326 und Druckventil 310 (stoffschlüssig) verbunden werden und müssen nicht gesondert entfernt werden.
Durch das Anliegen der ersten Kolbens 312 and dem zweiten Kolben 313 sind diese mechanisch gekoppelt. Zusätzlich zu den beschriebenen Kräften wirkt entsprechend auch die in positiver z-Richtung (als Resultat aus in negativer und positiver z-Richtung wirkenden Krafteinflüssen) wirkende Kraft des ersten Kolbens 312 auf den zweiten Kolben 313. Reduziert sich die Krafteinwirkung in negativer z-Richtung auf den ersten Kolben 312 durch eine Verminderung des Drucks PB4 im Befüllraum 340 können sich der erste Kolben 312 und der zweite Kolben 313 in positiver z-Richtung bewegen, so dass der Befüllraum 340 über den zweiten Druckraumkanal 321 mit dem Druckraum 306 fluidkommunizierend verbunden ist.
In dieser Form liegt das Druckventil 310 in geöffnetem Zustand vor und ein Treibgas kann aus dem Druckraum 306 in den Befüllraum 340 strömen. Dies geschieht so lange bis sich die Krafteinflüsse auf den ersten Kolben 312 und den zweiten Kolben 313 dahingehend verändern, dass sich der erste Kolben 312 und der zweite Kolben 313 in negativer z-Richtung bewegen bis die Verbindung zwischen dem Befüllraum 340 und dem Druckraum 306 unterbrochen ist. Dann ist das Druckventil 310 geschlossen.
Durch die einfache Möglichkeit einer Einbringung eines Gases in das Druckventil 310 über den Druckventileinlass 324 durch den Abfüller, kann dieser die Art des eingebrachten Gases bestimmen, beispielsweise Luft, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder Mischungen der Gase, und kann den Druck im ersten Druckventilraum 315 selbst bestimmen.
Zur Minimierung unerwünschter diffusiver Prozesse kann es vorteilhaft sein, dass das über den Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 (erster Druckventilraum 315) eingebrachte Gas der Zusammensetzung des im Druckraum 306 eingebrachten Gases entspricht oder hinsichtlich der Zusammensetzung der Komponente oder der
Komponenten Abweichungen von nicht mehr als 20 %, bevorzugt nicht mehr als 10 %, bestehen.
In Fig. 10 ist ein Druckventil (Druckregelventil) 410 eingesetzt in einen Behälter dargestellt. Das Druckventil 410 umfasst eine Druckventilhülse 444, einen ersten Druckventileinsatz 450, einen zweiten Druckventileinsatz 460 und einen dritten Druckventileinsatz 470.
Die Druckventilhülse 444 ist aus Metall gefertigt und ist mit einem Behälterboden 402 und einem Druckraumboden 405 verbunden. Die Verbindung ist hergestellt, indem die Druckventilhülse 444 durch eine Öffnung in dem Behälterboden 402 greift und ein Vorsprung 442a der Druckventilhülse 444 an der Oberseite des Behälterbodens 402 anliegt. Die Verbindung der Druckventilhülse 444 mit dem Druckraumboden 405 ist in Fig. 10 analog dazu durch ein Anliegen eines Vorsprungs 442b der Druckventilhülse 444 an einer Unterseite des Druckraumbodens 405 gezeigt. Eine alternative Lösung für die Verbindung zwischen Druckraumboden 405 und Druckventilhülse 444 ist in den Fig 12a, 12b, 12c gezeigt und bei der zugehörigen Beschreibung erläutert. Zwischen den Vorsprüngen 442a, 442b der Druckventilhülse 444 und dem Behälterboden 402 sowie dem Druckraumboden 405 sind Dichtelemente 443a, 443b angeordnet.
Analog zu den Darstellungen der Fig. 1 liegt das Druckventil größtenteils in einem Druckraum 406, der durch den Druckraumboden 405 und den Behälterboden 402 gebildet ist, wie oben bereits analog dargestellt. Der Druckraum 406 kann die oben offenbarten Eigenschaften aufweisen. Der Druck PDS in dem Druckraum 406 liegt über dem Umgebungsdruck, speziell bei Druckwerten, wie bereits oben für Druckräume beschrieben.
Durch den Überdruck im Druckraum 406 wirkt eine Kraft auf den Behälterboden 402 und den Druckraumboden 405. Diese Kraft kann besonders gut durch die metallische Druckventilhülse 444 aufgenommen werden.
In die Druckventilhülse 444 ist ein erster Druckventileinsatz 450 eingeschoben. Der erste Druckventileinsatz 450 ist kraftschlüssig in der Druckventilhülse 444 angeordnet. Die kraftschlüssige Verbindung ist durch ein Übermaß des ersten Druckventileinsatzes 450 gegenüber dem Maß der Druckventilhülse 444 gegeben. Der Außendurchmesser der Druckventilhülse 444 kann kleiner als 30 mm sein. Der Innendurchmesser der Druckventilhülse 444 ist um dessen doppelte Wandstärke reduziert. Der
Außendurchmesser des ersten Druckventileinsatzes 450 kann um bis zu 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,3 mm größer sein als der Innendurchmesser der Druckventilhülse 444.
Zusätzlich zu dem Übermaß des ersten Druckventileinsatzes 450 bewirken mehrere Dichtelemente 451a, 451b, 451c die kraftschlüssige Verbindung mit der
Druckventilhülse 444. Die Dichtelemente können O-Ring-förmig ausgestaltet sein.
Der erste Druckventileinsatz 450 umfasst einen ersten Kanal 422 (Befüllraumkanal), der einen im Druckventil 420 liegenden (zweiten) Raum 416 mit einem Befüllraum 440 des Behälters verbindet. In dem Befüllraum 440 herrscht ein Druck PBS, der geringer ist als der Druck PDS im Druckraum 406. Der erste Druckventileinsatz 450 umfasst einen zweiten Kanal 420 (Druckraumkanal), der über eine Nut 454 in dem ersten Druckventileinsatz 450 und eine Öffnung 441 in den Druckraum 406 mündet.
Weiterhin weist der erste Druckventileinsatz 450 einen Vorsprung 452 auf, der den Vorsprung 442a der Druckventilhülse übergreift und teilweise an der Oberseite des Behälterbodens 402 anliegt. Der erste Druckventilkörper ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt, sodass eine mögliche Korrosionswirkung einer Flüssigkeit im Befüllraum 440 nicht direkt mit der metallischen Druckventilhülse 444 in Kontakt gerät, was die Widerstandsfähigkeit des Druckventils 410 verbessert.
Zwischen dem zweiten Raum 416 und dem zweiten Kanal 420 ist ein dritter
Druckventileinsatz 470 angeordnet. Der dritte Druckventileinsatz 470 ist mit dem ersten Druckventileinsatz 450 kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden.
Der dritte Druckventileinsatz 470 umfasst eine Öffnung 477, die einen im dritten Druckventileinsatz 470 liegenden (dritten) Raum 417 über den zweiten Kanal 416 mit dem Druckraum 406 verbindet, sodass der Druck im dritten Raum 417 (nahezu) dem Druck pD5 im Druckraum 406 entspricht. In dem dritten Raum 417 ist ein Spannelement 473, speziell eine Feder, über eine Spannelementführung 474 befestigt. Das
Spannelement 473 ist darüber hinaus mit einem Dichtteller 475 eines Tellerventils 475, 476 verbunden und drückt den Dichtteller 475 in einen Ventilsitz 476.
Mit dem ersten Druckventileinsatz 450 ist ein zweiter Druckventileinsatz 460 verbunden. Die Verbindung kann kraftschlüssig oder formschlüssig bereitgestellt werden, wobei eine Verschraubung oder eine Verschweißung, speziell durch
Reibschweißen, bevorzugt ist.
Der zweite Druckventileinsatz 460 umfasst eine Membran 461, die bevorzugt aus einem flexiblen Kunststoff besteht. An der Membran 461 ist ein Anlageelement 462 als verdickter Bereich der Membran 461 ausgebildet. Der zweite Druckventileinsatz 460 ist bevorzugt durch ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt.
An der Membran 461 des zweiten Druckventileinsatzes 460 ist ein weiteres
Spannelement 463, speziell eine Feder, angeordnet. Das Spannelement 463 ist in einem in dem zweiten Druckventileinsatz 460 liegenden (ersten) Raum 415 angeordnet und übt eine Kraft zwischen der Membran 461 und einem Verschließelement 480 aus.
Das Verschließelement 480 ist in Fig. 10 lose oder nur leicht halten mit dem zweiten Druckventileinsatz 460 verbunden. Die Funktion des Verschließelements 480 lässt sich am besten durch eine Betrachtung der unterschiedlichen Zustände, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, beschreiben.
Das Verschließelement 480 ist nicht fest mit dem Spannelement 462 verbunden. Es umfasst einen Vorsprung 481 und einen Kanal 482. Das Verschließelement 480 ist so ausgestaltet, dass es in den zweiten Druckventileinsatz 460 eingeschoben werden kann.
Der zweite Druckventileinsatz 460 umfasst eine Nut 464 und eine Anlagefläche 465. Dabei ist die Nut 464 korrespondierend zu dem Vorsprung 481 des Verschließelements 480 ausgestaltet. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 465 und der Nut 464 ist nicht kleiner als der Abstand zwischen dem Vorsprung 481 und der Oberseite (in positiver z- Richtung) des Verschließelements 480.
Über die nach unten (in negativer z-Richtung) gegenüber der Umgebung des
Druckventils 410 geöffneten Druckventilhülse 444, kann das Verschließelement 480 beispielsweise mit Hilfe einer Verschließvorrichtung 490 in einen (vierten) Raum 418 in der Druckventilhülse 444 eingebracht werden und unter Aufbringung einer Kraft F weiter in positiver z-Richtung in den zweiten Druckventileinsatz 460 geschoben werden bis der Vorsprung 481 des Verschließelements 480 in die Nut 464 des zweiten Druckventileinsatzes 460 einrastet und gegebenenfalls die Oberseite (in positiver z- Richtung) des Verschließelements 480 an der Anlagefläche 465 des zweiten
Druckventileinsatzes 460 anliegt.
Dadurch kann das Spannelement 463 gespannt werden, wodurch eine Kraft auf die Membran 461 ausgeübt wird und sich die Membran 461 in positiver z-Richtung bewegt bis diese, beispielsweise durch das Anlageelement 462, an einem Abschnitt des Dichttellers 475 anliegt. Im Zustand des eingerasteten Verschließelements 480 ist das Druckventil 410 aktiviert und es herrscht ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Druck PB5 im Befüllraum 440, dem Druck PDS im Druckraum 406 und den Spannelementen 463, 473.
Während der Verschiebung des Verschließelements 480 in positiver z-Richtung kann ein Überdruck im Raum 415, der durch eine Komprimierung des Volumens in dem Raum 415 auftreten kann, durch den Kanal 482 in die U mgebung entweichen. Der Druck im Raum 415 entspricht wegen der Öffnung gegenüber der Umgebung (nahezu) dem Umgebungsdruck. Die Öffnung des Raums 415 gegenüber der Umgebung ist weiterhin vorteilhaft, um Umgebungsdruckschwankungen, beispielsweise durch unterschiedliche Höhenlagen von Orten; auszugleichen, und so den Einfluss von Umgebungsdruckschwankungen auf das Regelverhalten zu minimieren. Der Druck PDS im Druckraum wirkt auf die Angriffsfläche des Dichttellers 475 in negativer z-Richtung. Ebenso wirkt eine von dem Spannelement 473 auf den
Dichtteller 475 aufgebrachte Kraft in negativer z-Richtung auf den Dichtteller 475. Im zweiten Raum 416 wirkt der Druck PBS im Befüllraum 440 auf die Angriffsfläche der Membran 461 in negativer z-Richtung, wobei die Membran 461 mit dem Dichtteller
475 gekoppelt ist. Eine geringe oder vernachlässigbare Kraft resultiert auch aus dem Druck PBS im Befüllraum 440 in positiver z-Richtung, wirkend auf den Dichtteller 475 auf Grund der geringen oder vernachlässigen Angriffsfläche des Drucks PBS auf den Dichtteller 475.
Das Spannelement 463 übt eine Kraft in positiver z-Richtung auf die Membran 461 aus, die wegen der Kopplung zwischen der Membran 461 und dem Dichtteller 475, an den Dichtteller 475 weitergeleitet wird.
In Abhängigkeit der Angriffsflächen der beschriebenen Elemente, der Drücke und der Spannkräfte der Spannelemente, ergibt sich eine Druckregelung im Befüllraum 440.
Wird ein Volumen aus dem Befüllraum 440 entnommen, beispielsweise ein Zapfen von Bier durch einen Verbraucher, sinkt der Druck PBS im Befüllraum 440, wodurch sich die entsprechenden Krafteinflüsse auf das beschriebene Kräftegleichgewicht verändern.
Wird ein Schwellenwert des Drucks PBS im Befüllraum 440 unterschritten überwiegen die Krafteinflüsse in positiver z-Richtung, sodass der Dichtteller 475 aus dem Ventilsitz
476 angehoben wird und der Druckraum 406 fluidkommunizierend mit dem
Befüllraum 440 verbunden ist bis ein weiterer Schwellenwert des Drucks PBS im
Befüllraum 440 überschritten wird und sich der Dichtteller 475 wieder in den Ventilsitz 476 bewegt, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen dem Befüllraum 440 und dem Druckraum 406 nicht weiter gegeben ist (bis das Kräftegleichgewicht wiederum entsprechend verändert wird). Während der Fluidkommunikation zwischen dem Druckraum 406 und dem Befüllraum 440 strömt ein Gas, insbesondere ein Treibgas aus dem Druckraum 406 in den Befüllraum 440.
Speziell durch die Wahl, bei konstanten restlichen Bedingungen, der Spannkraft des Spannelements 463 lassen sich unterschiedliche Regeldrücke bereitstellen.
In den Fig. 12a, 12b, 12c ist eine Möglichkeit zur Verbindung einer Druckventilhülse 444 mit einem Behälterboden 402 und einem Druckraumboden 405 dargestellt.
Zunächst wird der metallische Druckraumboden 405 mit dem metallischen
Behälterboden 405 verschweißt, was durch die beiden zueinander gewandten Pfeile dargestellt ist. Die Druckventilhülse 444 kann durch eine Öffnung im Behälterboden 402 und durch eine Öffnung im Druckraumboden 405 geführt oder gesteckt werden, sodass ein Vorsprung 442a der Druckventilhülse 444 an der Oberseite des
Behälterbodens anliegt. Das gegenüberliegende Ende der Druckventilhülse 444 ragt aus der Öffnung in dem Druckraumboden 406 hinaus und liegt an einem Vorsprung 405b des Druckraumbodens 405 an. Die Verbindung der Druckventilhülse 444 mit dem Druckraumboden 405 kann über einen Doppelfalz hergestellt werden, was in den vergrößerten Abbildungen des relevanten Abschnitts der Fig. 12b und 12c erkennbar ist (der vergrößerte Bereich ist durch den Kreis in unterbrochener Linie in Fig. 10 dargestellt).
Auf den Druckraumboden 405 wird eine (leichte) Vorspannung aufgebracht, indem der Druckraumboden 405 in Richtung des Behälterbodens 402 gedrückt wird. Dies ist in Fig. 12a durch eine veränderte Position des Druckraumbodens 405 und des Vorsprungs 405b relativ zu dem Behälterboden 402 als Position des Druckraumbodens 405' und des Vorsprungs 405b' gezeigt. Eine Vorspannung kann die Dichtheit der Verbindungen verbessern. Zwischen der Druckventilhülse 444 und dem Druckraumboden ist ein Dichtelement 443b angeordnet.
Ein in negativer z-Richtung über den Vorsprung 405b' des Druckraumbodens 405' ragender Abschnitt der Druckventilhülse 444 wird in positiver r-Richtung über den Vorsprung 405b' gebogen, sodass sich ein Vorsprung 442b der Druckventilhülse 444 bildet. Nachfolgend wird der umgebogene Vorsprung 442b weiter um den Vorsprung 405b' herum gebogen, sodass das Ende des Vorsprungs 443b in z-Richtung
ausgerichtet ist. Anschließend wird der Abschnitt der Druckventilhülse 444, der um den Vorsprung 405b' des Druckraumbodens 405' gebogen ist, durch eine
Kraftausübung einer Kraft F in positiver und/oder negativer r-Richtung verpresst.
Alle offenbarten Druckventile können jeweils in offenbarten Behältern,
Behälterhohlböden oder modularen Systemen zum Herstellen eines
Behälterhohlbodens eingesetzt werden, auch wenn diese von Verfahren umfasst werden.
Die offenbarten Befüllräume und Druckräume können in allen offenbarten Behältern, Behälterhohlböden oder modularen Systemen zum Herstellen eines Behälterbodens eingesetzt werden, auch wenn diese von Verfahren umfasst werden.

Claims

Ansprüche ...
1. Druckventil zum Regeln des Drucks in einem Behälter, mit einer Druckventilhülse (444), einem ersten Druckventileinsatz (450) und einem zweiten Druckventileinsatz (460), wobei
(a) die Druckventilhülse (444) so ausgestaltet ist, dass der erste
Druckventileinsatz (450) und der zweite Druckventileinsatz (460) in die Druckventilhülse (444) einschiebbar oder einsteckbar sind;
(b) der erste Druckventileinsatz (450) und der zweite
Druckventileinsatz (460) zumindest abschnittsweise innerhalb der
Druckventilhülse (444) angeordnet sind; und
(c) die Druckventilhülse (444) einen metallischen Werkstoff umfasst
und sowohl der erste Druckventileinsatz (450) als auch der zweite
Druckventileinsatz (460) einen Kunststoff-Werkstoff umfasst.
2. Druckventil nach Anspruch 1, wobei die Druckventilhülse (444) aus Metall besteht und der erste Druckventileinsatz (450) und/oder der zweite Druckventileinsatz (460) aus Kunststoff bestehen.
3. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Druckventilhülse (444) an einem axialen Ende einen Vorsprung (442a) aufweist, der ausgestaltet ist, eine Öffnung in einem Behälterboden (402) zu übergreifen oder umgreifen.
4. Druckventil nach Anspruch 3, wobei die Druckventilhülse (444) an einem anderen axialen Ende mit einem Druckraumboden (405) verbindbar ist, insbesondere durch einen Doppelfalz.
5. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Druckventileinsatz (450) einen ersten Kanal (422) aufweist und einen zweiten Kanal (420) aufweist, durch die das Druckventil - in geöffnetem Zustand, ausgehend von einem außerhalb des Druckventils liegenden Druckraum (406) zu einem außerhalb des Druckventils liegenden Befüllraum (440) - durchströmbar ist.
6. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Druckventileinsatz (450) eine Nut (454), insbesondere eine vollständig umlaufende Nut (454), aufweist, die so ausgebildet ist, mit einer seitlichen Öffnung (441) der Druckventilhülse (444) zusammen zu wirken.
7. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Druckventileinsatz (450) zumindest ein Dichtelement (451a, 451b, 451c), insbesondere mehrere Dichtelemente (451a, 451b, 451c), umfasst, die zwischen dem ersten
Druckventileinsatz (450) und der Druckventilhülse (444) in axialer Richtung wirken.
8. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Druckventileinsatz (450) formschlüssig oder kraftschlüssig mit der Druckventilhülse (444) verbunden ist, insbesondere der erste Druckventileinsatz (450) kraftschlüssig durch ein Übermaß des ersten Druckventileinsatzes (450) gegenüber der Druckventilhülse (444) in der Druckventilhülse (444) gehalten wird.
9. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Druckventileinsatz (460) eine Membran (461), insbesondere mit einem Anlageelement (462), umfasst.
10. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der zweite Druckventileinsatz (460) ein Spannelement (463) umfasst, das zwischen einer Membran (461) und einem Verschließelement (480) angeordnet ist.
11. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der zweite Druckventileinsatz (460) eine innenliegende Nut (464) umfasst, um einen Vorsprung (481) eines
Verschließelements (480) eingreifen zu lassen.
12. Druckventil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Verschließelement (480) in den zweiten Druckventileinsatz (460) einschiebbar ist, insbesondere so weit einschiebbar ist, dass ein Vorsprung (480) des Verschließelements (480) in eine Nut (464) des zweiten Druckventileinsatzes (460) einrastet.
13. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der zweite Druckventileinsatz (460) mit dem ersten Druckventileinsatz (450) formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist, insbesondere verschraubt ist.
14. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Druckventil einen dritten Druckventileinsatz (470) umfasst, wobei der dritte Druckventileinsatz (470) ein Ventil (475, 476) umfasst.
15. Druckventil nach Anspruch 14, wobei das Ventil (475, 476) ein Tellerventil ist.
16. Druckventil nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der dritte
Druckventileinsatz (470) eine Öffnung (477) umfasst, wobei die Öffnung in geöffnetem Zustand des Ventils (475, 476) einen außerhalb des Druckventils liegenden Druckraum (406) über einen zweiten Kanal (420) im ersten Druckventileinsatz (450) und eine Öffnung (441) der Druckventilhülse (444) mit einem außerhalb des Druckventils liegenden Raum (440) über einen ersten Kanal (422) im ersten Druckventileinsatz (450) fluidkommunizierend verbindet.
17. Druckventil nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der dritte Druckventileinsatz (470) ein Spannelement (473) umfasst, das einen Dichtteller (475) in Richtung eines Ventilsitzes (476) drückt.
18. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei eine Membran (461) des
zweiten Druckventileinsatzes (460) mit einem Ventil (475, 476) gekoppelt ist, insbesondere mit einem in einem dritten Druckventileinsatz (470) angeordneten Ventil (475, 476) gekoppelt ist.
19. Druckventil für einen Behälter, mit einem Druckventilkörper (11), einem ersten
Druckventilraum (15), einem zweiten Druckventilraum (16) und einem dritten Druckventilraum (17), wobei
(a) der erste Druckventilraum (15) durch den Druckventilkörper (11)
und einen ersten bewegbaren Kolben (12) gebildet ist;
(b) der zweite Druckventilraum (16) durch den Druckventilkörper (11),
den ersten bewegbaren Kolben (12) und einen zweiten
bewegbaren Kolben (13) begrenzt ist und über einen
Befüllraumkanal (22) mit einem ersten, außerhalb des
Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden ist;
(c) der dritte Druckventilraum (17) durch den Druckventilkörper (11)
und den zweiten Kolben (13) begrenzt ist und über einen ersten Druckraumkanal (20) mit einem zweiten, außerhalb des
Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden ist.
20. Druckventil nach Anspruch 19, wobei der Druckventilkörper (11) einen zweiten
Druckraumkanal (21) umfasst, der in geschlossenem Zustand des Druckventils an einem Ende durch den zweiten Kolben (13) fluiddicht abgeschlossen ist und an einem anderen Ende gegenüber dem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum geöffnet ist.
21. Druckventil nach Anspruch 20, wobei in geöffnetem Zustand des Druckventils der zweite Druckventilraum (16) und der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum fluidkommunizierend durch den zweiten Druckraumkanal (21) verbunden sind.
22. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 21 mit einem Sitzventil, wobei das Druckventil in abdichtendem Zustand des Sitzventils geschlossen ist und das Druckventil in nicht abdichtendem Zustand des Sitzventils geöffnet ist.
23. Druckventil nach Anspruch 22, wobei das Dichtelement des Sitzventils durch einen Abschnitt des zweiten Kolbens (13) gebildet ist und das Dichtelement fluiddichtend an einem Abschnitt des Druckventilkörpers (11) anliegbar ist, bevorzugt das
Dichtelement kegelförmig, kugelförmig oder tellerförmig ausgebildet ist.
24. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei der erste bewegbare Kolben (12) mit dem zweiten bewegbaren Kolben (13) mechanisch gekoppelt ist, sobald der Druck (pv) im ersten Druckventilraum (15) so groß ist, dass sich der erste Kolben (12) auf Grundlage des Drucks (pv) in z-Richtung auf den zweiten Kolben (13) zu bewegt und den zweiten Kolben (13) kontaktiert.
25. Druckventil nach Anspruch 24, wobei der erste Kolben (12) ein Aufnahmeelement (18) umfasst, durch das der erste Kolben (12) und der zweite Kolben (13) gekoppelt sind.
26. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei der erste Kolben (12) eine Dichtung umfasst, bevorzugt zumindest eine angespritzte Dichtung oder einen O- Ring.
27. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei ein Spannelement (19) zwischen dem Druckventilkörper (11) und dem zweiten Kolben (13) eingespannt ist, wobei das Spannelement (19) insbesondere im dritten Druckventilraum (17) angeordnet ist.
28. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 27, wobei der erste und/oder zweite Kolben (12, 13) keinen Kanal aufweisen, insbesondere der erste und/oder zweite Kolben (12, 13) einstückig ausgebildet ist.
29. Druckventil nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei der Druckventilkörper (11) einen fluiddicht verschließbaren Druckventileinlass (24) aufweist, durch den ein Stoff, bevorzugt ein Gas, in den ersten Druckventilraum (15) einbringbar ist.
30. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 29 in einem Behälter, wobei der
Behälter einen Druckraum (406) und einen Befüllraum (440) umfasst und wobei:
(a) der Befüllraum (440) durch einen Behälterboden (402), eine
Behälterwand (7) und eine Behälteroberseite (8) gebildet ist und in dem Befüllraum (440) ein erster Druck (PBS) herrscht; (b) der Druckraum (406) durch den Behälterboden (402) und einen Druckraumboden (405) gebildet ist und in dem Druckraum (406) ein zweiter Druck (PDS) herrscht;
(c) das Druckventil mit dem Behälterboden (402) und dem
Druckraumboden (405) verbunden ist; und
(d) das Druckventil in geöffnetem Zustand den Befüllraum (440) und
den Druckraum (406) fluidkommunizierend verbindet und das Druckventil in geschlossenem Zustand den Befüllraum (440) und den Druckraum (406) fluiddicht gegeneinander abtrennt.
31. Druckventil nach Anspruch 30, wobei ein Vorsprung (442a) der Druckventilhülse (444) die obere Seite des Behälterbodens (402) kontaktiert und die Druckventilhülse (444) mit dem Druckraumboden (405) verbunden ist, insbesondere über einen Falz.
32. Druckventil nach einem der Ansprüche 30 oder 31, wobei der Druckraumboden (405) mit dem Behälterboden (402) im Randbereich verschweißt ist.
33. Druckventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei der Behälter eine
Auslassleitung (30) umfasst, wobei der Behälterboden (402) gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet ist, und wobei der Abstand zwischen einem im Befüllraum (440) liegenden Ende der Auslassleitung (30) und einem Punkt auf dem
Druckraumboden (405), insbesondere der Punkt mit dem geringsten Abstand zu dem im Befüllraum (440) liegenden Ende der Auslassleitung (30), geringer ist als der Abstand zwischen dem im Befüllraum (440) liegenden Ende der Auslassleitung (30) und dem Scheitelpunkt oder dem Rand einer Ausnehmung (2a) des Behälterbodens (402).
34. Druckventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, der Behälter mit einer
Auslassleitung (30), wobei durch den Behälter eine z-Achse gebildet ist und sich die z-Achse von dem Druckraumboden (405) in Richtung der Behälteroberseite (8) erstreckt, wobei ein im Befüllraum (440) liegendes Ende der Auslassleitung (30) in Bezug auf die z-Achse nicht oberhalb des Druckventils liegt.
35. Druckventil nach einem der Ansprüche 30 bis 32, der Behälter mit einer
Auslassleitung (30), wobei durch den Behälter eine z-Achse gebildet ist und sich die z-Achse von dem Druckraumboden (405) in Richtung der Behälteroberseite (8) erstreckt, wobei der Behälterboden (402) gewölbt oder kuppeiförmig ausgebildet ist und ein Ende der Auslassleitung (30) ein im Befüllraum (440) liegendes Ende der Auslassleitung (30) nicht oberhalb des Scheitelpunkts oder des Rands einer Öffnung des Behälterbodens (402) liegt.
36. Verwendung eines Druckventils nach einem der Ansprüche 1 bis 35 in einem
Behälter mit einem Befüllraum (440), der mit einer Flüssigkeit, insbesondere Bier, befüllt ist.
37. Verwendung eines Druckventils nach einem der Ansprüche 1 bis 35 in einem
tragbaren Fass als Behälter mit einem Füllvolumen zwischen 1 L und 20 L, bevorzugt zwischen 2 L und 10 L, besonders bevorzugt zwischen 4 L und 10 L.
Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der erste Druckventileinsatz (450) und der zweite Druckventileinsatz (460) jeweils zu mindestens 50 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes (450, 460), bevorzugt mindestens 70 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes (450, 460), besonders bevorzugt mindestens 90 % der Gesamthöhe des Druckventileinsatzes (450, 460), in der Druckventilhülse (444) angeordnet sind.
39. Druckventil nach einem der Ansprüche 30 bis 35, wobei eine Wölbung des
Behälterbodens (2) in Richtung des Behälterinneren vorgesehen ist, wodurch sich im Randbereich des unteren Bereichs (la) des Befüllraums (40) ein Bereich mit geringer Fläche ergibt, so dass Restmengen an Flüssigkeit im Befüllraum (40) von einer Auslassleitung (30) gut erreichbar sind und lediglich eine (sehr) geringe Menge von Flüssigkeit nicht entnehmbar ist.
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