EP4260946A1 - Druckbehälter - Google Patents

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Publication number
EP4260946A1
EP4260946A1 EP23162876.9A EP23162876A EP4260946A1 EP 4260946 A1 EP4260946 A1 EP 4260946A1 EP 23162876 A EP23162876 A EP 23162876A EP 4260946 A1 EP4260946 A1 EP 4260946A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
pipe
opening
valve
pressure vessel
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.)
Pending
Application number
EP23162876.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Jahn
Rico ABE
Tobias Ortlepp
Alexander GLÄSER
Harald STEHR
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.)
Jahn Umform und Zerspanungstechnik GmbH
Original Assignee
Jahn Umform und Zerspanungstechnik GmbH
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
Application filed by Jahn Umform und Zerspanungstechnik GmbH filed Critical Jahn Umform und Zerspanungstechnik GmbH
Publication of EP4260946A1 publication Critical patent/EP4260946A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • 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
    • B65D83/32—Dip-tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0483—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with gas and liquid jets intersecting in the mixing chamber
    • 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
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • 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
    • B65D83/38—Details of the container body

Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel according to the features of the preamble of claim 1.
  • a pressure vessel for holding physical propellants is known. At least one flavored physical propellant, which is in the form of a fluid and is suitable for consumption, is arranged in the pressure vessel.
  • the invention is based on the object of specifying a pressure vessel that is improved compared to the prior art.
  • a pressure vessel has a container body. At an upper end of the container body, an end region is formed in one piece with the container body. This end region, which is formed in one piece with the container body, can also be referred to as an end piece. The end region has a container opening. Furthermore, the container body has a container base arranged at a lower end and formed in one piece with the container body.
  • the pressure vessel also has a valve which is arranged in and/or at the end region. The valve is screwed into the end area, for example. It is designed, for example, as a check valve.
  • the container opening of the end area is closed media-tight by the valve.
  • the valve in particular has a valve body with a passage opening in which a valve tappet is arranged, which closes the passage opening in a media-tight manner in a closed valve position of the valve and releases the passage opening in an open valve position of the valve.
  • the pressure vessel has a suction pipe which is arranged in the interior of the pressure vessel and is firmly and fluid-tightly connected to the valve.
  • a pipe interior of the suction pipe is fluidly connected to the passage opening of the valve.
  • the suction pipe extends in the direction of the container base into an area of the container base and has a pipe opening in the area of the container base.
  • the pipe opening is arranged in particular in a lower tenth of the container interior, in particular in a lower tenth of the height of the container interior.
  • the pressure container in particular a compressed gas container, enables in particular a direct, media-tight coupling of the pressure container to a further connection, for example a connection of an application.
  • a further connection for example a connection of an application.
  • the valve tappet is moved into the open valve position by means of the application, for example by means of an actuation unit of the application.
  • the medium from the interior of the container flows out of the pressure vessel via the passage opening and into the application.
  • the pressure vessel is particularly advantageous for a medium intended for introduction into a beverage, which has a propellant, in particular a propellant gas, and a flavor.
  • the blowing agent is in particular carbon dioxide (CO 2 ).
  • the aroma in particular has at least one essential oil as a carrier.
  • the medium is therefore a flavored leavening agent.
  • the pressure container is filled with such a medium, it can be used in an application by means of which the medium, in particular the carbon dioxide and the aroma, can be introduced into the beverage, for example water.
  • the application is therefore a device for simultaneously bubbling and flavoring the drink, for example water, and is therefore also referred to as a water bubbler or beverage bubbler.
  • the pressure container is also referred to as a gas cartridge.
  • the components of the medium i.e. H. the blowing agent, in particular carbon dioxide, and the aroma, for example, are mixed before the pressure vessel is filled and are filled together into the pressure vessel, or they only come together, for example, in the pressure vessel.
  • the pressure container can also be filled one after the other with these components of the medium, for example first filling with the aroma and then with the propellant, in particular carbon dioxide.
  • the medium with which the pressure container is then filled and which is then intended for introduction into a drink then contains the carbon dioxide and the aroma.
  • the aroma is in the liquid state in the lower area of the interior of the container and is therefore mixed in particular with the liquid part of the propellant.
  • the valve is opened, the propellant, which is already in a gaseous state, escapes from the upper area of the interior of the container, which is not optimally mixed with the aroma.
  • the pressure vessel In order to achieve sufficient mixing of the entire propellant with the aroma, the pressure vessel would have to be heated above room temperature so that the aroma also evaporates and mixes with the propellant. However, this also increases the pressure inside the container, although this is only permissible up to a maximum pressure.
  • the gaseous propellant and the aroma also separate again over time. For bubbling with an optimally mixed flavored propellant, it would be necessary to reheat and mix the propellant with the flavor before each bubbling process. However, this is not practical. The consequence of this is that the flavoring of drinks is not consistent. In addition, to ensure sufficient aromatization, a relatively large amount of aroma is required.
  • the aroma collects on the bottom of the container after filling the pressure container with the propellant and the aroma or only mixes with the liquid supercritical part of the propellant, because by means of the suction pipe, the pipe opening of which is arranged in the area of the container base is, either the aroma or the aroma and the liquid supercritical propellant are sucked in from this area of the container bottom, gaseous during the rise in the suction pipe and discharged in the gaseous state through the valve from the interior of the container and introduced into the beverage.
  • the suction tube is in particular designed in such a way that it sucks in liquid propellant and aroma, in particular mixes liquid propellant with aroma.
  • this flavored propellant changes from the liquid to the gaseous state during the rising process up to the valve and then exits through the open valve into the application, ie into the beverage maker. This results in optimal fizzing and flavoring of the drink, for example water.
  • the suction pipe as described, is firmly and tightly connected to the valve and designed in such a way that the liquid, in particular flavored, propellant sucked in from the area of the container base changes into the gaseous state as it rises.
  • the suction pipe is designed in such a way that it always has the pipe opening in the area of the container bottom.
  • the suction pipe is designed such that it sucks the propellant, which is in the gaseous state, from the upper region, in particular the upper third, of the container interior and, in particular through the Venturi effect,
  • the aroma is sucked in via the pipe opening in the area of the container base, which also results in the optimal mixture of aroma and propellant and thus the optimally flavored propellant.
  • the pipe opening is formed at a pipe end of the suction pipe and thus forms a pipe end opening.
  • This is a particularly easy to manufacture embodiment of the suction pipe. If the pipe end is straight, i.e. i.e., if an opening cross section of the pipe opening is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the suction pipe, the pipe end is arranged at a distance from the container base, but, as described, in the area of the container base. This ensures that the pipe opening is not blocked by the bottom of the container.
  • the pipe end is designed obliquely, ie the opening cross section of the pipe opening runs obliquely to the longitudinal axis of the suction pipe. This ensures that even if the suction pipe extends to the bottom of the container, the pipe opening, which here is also at the end of the pipe is formed and thus forms the pipe end opening, is not closed by the container bottom.
  • an end region of the suction pipe is funnel-shaped in the direction of the pipe end.
  • the pipe opening located at the pipe end and thus forming the pipe end opening therefore has a smaller cross section than the other areas of the suction pipe. This achieves optimized suction of the aroma and/or the liquid propellant.
  • the suction pipe is U-shaped, with the pipe end being arranged in an upper region of the container interior.
  • the pipe opening which is arranged in the area of the container base, is therefore not formed at the pipe end, i.e. H.
  • This pipe opening is not identical to the pipe end opening, but the pipe opening is formed in the lower region of the U-shape, in particular at the lowest point of the U-shape.
  • the pipe end here also has the pipe end opening at the pipe end, thus in addition to the pipe opening.
  • the valve when the valve is opened, the propellant, which is in the gaseous state, is sucked in from the upper area, in particular the upper third, of the container interior via the pipe end opening and, in particular due to the Venturi effect, the aroma is sucked in via the pipe opening in the area of the container bottom, which also means the optimal mixture of aroma and leavening agent and thereby the optimally flavored leavening agent is achieved.
  • the pipe end and thus the pipe end opening is arranged in particular in an upper third of the container interior, in particular in an upper third of the height of the container interior.
  • At least one wall opening is formed in a pipe wall of the suction pipe in an upper region of the suction pipe, for example in the form of a slot or a bore.
  • the pipe opening is included in particular designed as a pipe end opening at the pipe end of the suction pipe.
  • the pipe end mentioned, on which the pipe end opening is located, is always the free pipe end of the suction pipe that is spaced from the valve.
  • a fastening structure for the valve is provided on the inside of a wall surrounding the container opening of the end region.
  • it has an internal thread arranged on the inside of the wall.
  • the valve i.e. H. in particular the valve body, has an external thread corresponding to the internal thread of the fastening structure.
  • the valve When screwed into the internal thread, in particular completely, i.e. H. Up to a predetermined end position, screwed in state, the valve is arranged in the area of the container opening of the end area and protrudes from the container opening into the end area. In particular, it is media-tight at the end region.
  • the container body in particular has a connection geometry arranged on the outside on a wall surrounding the container opening of the end region, for example an external thread, for example an ACME thread, or a latching arrangement or a quick-release fastener, the wall forming a connection with the connection geometry, which is set up with a corresponding further connection, in particular a connection of the application, to be or be coupled in a media-tight manner.
  • a connection geometry arranged on the outside on a wall surrounding the container opening of the end region, for example an external thread, for example an ACME thread, or a latching arrangement or a quick-release fastener
  • the pressure vessel has an overpressure safety device.
  • this overpressure safety device is arranged in the valve.
  • this overpressure safety device is arranged, for example, in the container base, in particular in an overpressure opening formed in the container base.
  • this enables an integrated arrangement of the overpressure safety device without it protruding beyond an outer edge of the pressure container. This increases protection against mechanical damage to the overpressure safety device.
  • a required installation space for accommodating the pressure vessel in the application can be reduced and assembly of the pressure vessel in the installation space is simplified.
  • the overpressure protection includes, for example, a rupture disk.
  • a rupture disk For example, an overpressure channel running through the valve tappet is formed, which is closed in a media-tight manner by the rupture disk.
  • the rupture disk is arranged on the valve tappet at an end of the overpressure channel facing the interior of the container and is held on the valve tappet by the housing, for example.
  • the rupture disk is secured, for example, with a screw comprising a vent bolt, for example in the valve or in the container base.
  • the overpressure safety device is designed for a release pressure of 250 bar. However, any other trigger pressure values are also possible.
  • the rupture disk is fluidly coupled to an interior of the pressure vessel, ie to the interior of the vessel.
  • the pressure vessel ie to the interior of the vessel.
  • it is held on the edge by the screw, within which a Vent bolt is designed or arranged, or held by the housing and the valve tappet with an overpressure channel formed therein. If the triggering pressure is exceeded, the rupture disk is mechanically destroyed and releases a fluidic connection between the vent bolt or the overpressure channel and the interior of the container, so that the medium located in the interior of the container, for example gas, can escape.
  • the overpressure opening comprises, for example, an internal thread corresponding to an external thread of the screw, into which the screw is screwed.
  • the internal thread is created by machining.
  • the internal thread can also be produced in a forming process, for example a roll forming process, during the formation of the container base. Alternatively, other methods for producing the internal thread are also possible.
  • the container body and the end region are, for example, produced together from a material blank in a roll forming process.
  • a particularly high level of pressure stability is achieved with little effort, in particular with little material expenditure, since connections, for example weld seams, which represent weak points, are avoided.
  • the fastening structure for the valve and in particular the connection geometry are produced, for example, by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or application of material and/or other suitable processes in the area of the end region.
  • the valve with the suction pipe arranged on it is then attached to the end region in the area of the container opening, in particular screwed in.
  • the pressure vessel can be produced particularly easily and with high quality using the roll forming process.
  • the production of the fastening structure and the fastening of the valve are particularly simple, reliable and can be implemented at low cost.
  • the overpressure opening is created in the container base by means of machining and/or forming, in particular during the roll forming process, and/or application of material and/or other suitable methods, and the overpressure safety device is then attached to the overpressure opening.
  • the creation of the overpressure opening and the attachment of the overpressure safety device are particularly simple, reliable and can be implemented at low cost.
  • FIGS. 1 to 4 show examples of various embodiments of a pressure vessel 1.
  • Figure 5 shows a detailed view of the in Figure 4 marked details V of in Figure 4 illustrated embodiment.
  • the pressure vessel 1 includes a valve 6.
  • the pressure container 1 is in particular a compressed gas container and is designed to hold a gas under high pressure.
  • the pressure container 1 is a so-called gas cartridge, in particular for an application designed as a beverage soda maker.
  • the pressure vessel 1 has a container body 3 with a container base 4 arranged at a lower end and in particular formed in one piece with the container body 3.
  • the container body 3 has an end region 2, which is in particular formed in one piece with the container body 3.
  • the end region 2 has a container opening O.
  • the container base 4, the container body 3 and the end region 2 are in particular designed as a homogeneous, one-piece component without joints and are produced together in a forming process, for example a roll forming process, from a material blank, for example from an aluminum blank or another material.
  • connection geometry introduced on the outside on a wall 2.1 surrounding the container opening O of the end region 2, which, for example, as a External thread, for example as a so-called ACME thread, is designed.
  • the wall 2.1 in particular having the connection geometry, forms a connection which is designed to be or be coupled in a media-tight manner with a corresponding further connection of the corresponding application.
  • the connection geometry is created, for example, during the forming of the end region 2 in the forming process and/or generated by means of machining after the forming and/or by applying material and/or other suitable methods.
  • the pressure vessel 1 further has the valve 6, which is designed in particular as a check valve.
  • This valve 6 is arranged at least in sections within the end region 2.
  • the pressure vessel 1 has a fastening structure for the valve 6 which is formed on the inside on the wall 2.1 surrounding the container opening O of the end region 2.
  • the fastening structure has in particular an internal thread arranged on the inside of the wall 2.1.
  • the valve 6, in the example shown a valve body 6.7 of the valve 6, has an external thread corresponding to the internal thread of the fastening structure.
  • the valve 6 includes the valve body 6.7.
  • the valve body 6.7 comprises a lower part 5 and an upper part 7.
  • the valve body 6.7, in particular its lower part 5, is arranged with a collar-shaped section at the container opening O of the end region 2. Starting from the container opening O and from this collar-shaped section, the valve body 6.7, in particular its lower part 5, projects into the end region 2.
  • the valve body 6.7 in particular its lower part 5, lies against the end region 2 in a media-tight manner.
  • a diameter of the collar-shaped section is larger than an opening diameter of the container opening O of the end region 2, whereby a contact surface facing the end region 2 is formed on the collar-shaped section and rests against an end face of the end region 2.
  • the valve body 6.7 has a passage opening DO which runs in the axial direction of the valve body 6.7 and penetrates it and is fluidly connected to a container interior 8 of the pressure vessel 1. In the example shown, this passage opening DO runs through the lower part 5 and the upper part 7.
  • the valve 6 also has a valve tappet 6.3.
  • the valve tappet 6.3 is arranged in the passage opening DO and closes it in a media-tight manner in a closed valve position. In an open valve position, the valve tappet 6.3 releases the passage opening DO.
  • valve tappet 6.3 For actuation in an application, the valve tappet 6.3 is moved downwards into the open valve position by means of the application, for example by means of an actuation unit of the application, whereby the passage opening DO is opened.
  • the medium in particular a gas, flows out of the container interior 8 via the passage opening DO out of the pressure container 1 and into the application connected to the pressure container 1.
  • the pressure vessel 1 has a suction pipe 9, which is arranged in the container interior 8 and is connected firmly and fluid-tightly, in particular positively, cohesively and/or non-positively, to the valve 6, in particular to the valve body 6.7, in the example shown with its lower part 5 .
  • the suction pipe 9 is arranged in sections in the passage opening DO, for example screwed into it.
  • a pipe interior of the suction pipe 9 is fluidly connected to the passage opening DO of the valve 6.
  • the suction pipe 9 extends in the direction of the container base 4 into an area of the container base 4 and has a pipe opening 10 in the area of the container base 4.
  • the pressure container 1 in particular a compressed gas container, enables in particular a direct, media-tight coupling of the pressure container 1 to another connection, for example a connection of an application.
  • the valve tappet 6.3 is moved into the open valve position by means of the application, for example by means of an actuation unit of the application.
  • the medium flows from the container interior 8 out of the pressure vessel 1 via the passage opening DO and into the application.
  • the pressure vessel 1 is particularly advantageous for a medium intended for introduction into a drink, which has a propellant T, in particular a propellant gas, and a flavor A.
  • the blowing agent T is in particular carbon dioxide (CO 2 ).
  • the aroma A in particular has at least one essential oil as a carrier.
  • the medium is therefore a flavored leavening agent T.
  • the pressure vessel 1 can be used in an application by means of which the medium, in particular the carbon dioxide and the flavor A, can be introduced into the drink, for example water.
  • the application is therefore a device for simultaneously bubbling and flavoring the drink, for example water, and is therefore also referred to as a water bubbler or beverage bubbler.
  • the pressure vessel 1 is also referred to as a gas cartridge.
  • the components of the medium ie the blowing agent T, in particular carbon dioxide, and the aroma A
  • the components of the medium ie the blowing agent T, in particular carbon dioxide, and the aroma A
  • the pressure vessel 1 can also be filled one after the other with these components of the medium, for example first filling with the aroma A and then with the propellant T, in particular carbon dioxide.
  • the medium with which the Pressure container 1 is then filled and which is then intended for introduction into a drink then has the carbon dioxide and the aroma A.
  • the propellant T After filling, the propellant T is in a liquid supercritical state FZ in the lower two thirds of the container interior 8. Above this, it initially exists in a transition phase P between the liquid and gaseous state and then in the gaseous state GZ. After filling the pressure vessel 1, the aroma A collects on the container bottom 4 or only mixes with the liquid supercritical part of the propellant T.
  • the suction pipe 9 is in particular designed in such a way that it sucks in liquid propellant T and flavor A, in particular liquid propellant T which is mixed with the flavor A.
  • this flavored propellant T passes from the liquid to the gaseous state during the rising process up to the valve 6 and then enters use through the open valve 6, i.e. H. into the soda maker. This results in optimal fizzing and flavoring of the drink, for example water.
  • the suction pipe 9 is firmly and tightly connected to the valve 6 and designed in such a way that the liquid, in particular flavored, propellant T sucked in from the area of the container base 4 changes into the gaseous state as it rises.
  • the suction pipe 9 is for this designed in such a way that it always has the pipe opening 10 in the area of the container bottom 4.
  • the suction pipe 9 is designed such that it sucks in the propellant T, which is in the gaseous state GZ, from the upper region, in particular the upper third, of the container interior 8 and, in particular through the Venturi effect, the aroma A is sucked in via the pipe opening 10 in the area of the container bottom 4, whereby the optimal mixture of aroma A and propellant T and thereby the optimally flavored propellant T is also achieved.
  • the pipe opening 10 is formed at a pipe end of the suction pipe 9 and thus forms a pipe end opening 11, as in the Figures 1 and 2 shown.
  • This is a particularly easy to manufacture embodiment of the suction pipe 9. If the pipe end is straight, that is, if an opening cross section of the pipe opening 10 is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the suction pipe 9, the pipe end is arranged at a distance from the container base 4, but, as described, in the area of the container bottom 4. This ensures that the pipe opening 10 is not closed by the container bottom 4.
  • the pipe end is designed obliquely, i.e. H. the opening cross section of the pipe opening 10 runs obliquely to the longitudinal axis of the suction pipe 9. This ensures, even if the suction pipe 9 extends to the container bottom 4, that the pipe opening 10, which is also formed here at the pipe end and thus forms the pipe end opening 11, is not closed by the container bottom 4.
  • an end region of the suction pipe 9 is funnel-shaped in the direction of the pipe end, as in Figure 2 shown.
  • the one located at the pipe end and thus forming the pipe end opening 11 Pipe opening 10 therefore has a smaller cross section than the other areas of the suction pipe 9. This results in optimized suction of the aroma A and/or the liquid propellant T.
  • At least one wall opening 12 is formed in a pipe wall of the suction pipe 9 in an upper region of the suction pipe 9, for example in the form of a slot or a bore.
  • the pipe opening 10 is designed in particular as a pipe end opening 11 at the pipe end of the suction pipe 9.
  • the propellant T which is in the gaseous state GZ, is sucked in from the upper region, in particular the upper third, of the container interior 8 via the at least one wall opening 12 or the several wall openings 12 and, in particular due to the Venturi effect,
  • the aroma A is sucked in via the pipe opening 10 in the area of the container bottom 4, whereby the optimal mixture of aroma A and blowing agent T and thereby the optimally flavored blowing agent T is also achieved.
  • the suction pipe 9 is U-shaped, with the pipe end being arranged in an upper region of the container interior 8, as in Figure 4 shown.
  • the pipe opening 10, which is arranged in the area of the container bottom 4, is therefore not formed at the pipe end here, ie this pipe opening 10 is not identical to the pipe end opening 11, but the pipe opening 10 is in the lower region of the U-shape, in particular at the lowest point the U-shape, designed as in detail in Figure 5 shown.
  • the pipe end here also has the pipe end opening 11 at the pipe end, thus in addition to the pipe opening 10.
  • the valve 6 further comprises a spring element 6.5, for example a helical spring, which moves the valve tappet 6.3 upwards in the axial direction, i.e. H. in the direction of the container opening O, and thus presses against the upper part 7 of the valve body 6.7, the spring element 6.5 in the example shown being compressed when the valve tappet 6.3 moves from the closed valve position to the open valve position.
  • the spring element 6.5 rests with one spring end in the example shown on the lower part 5 of the valve body 6.7 and with the other spring end on the valve tappet 6.3.
  • valve body 6.7 and/or the valve tappet 6.3 are each made, for example, from aluminum or brass or another material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter (1), aufweisend
- einen Behälterkörper (3), wobei an einem oberen Ende des Behälterkörpers (3) ein Endbereich (2) einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildet ist, welcher eine Behälteröffnung (O) aufweist, und wobei der Behälterkörper (3) einen an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildeten Behälterboden (4) aufweist,
- ein Ventil (6), welches im und/oder am Endbereich (2) angeordnet ist,
Erfindungsgemäß weist der Druckbehälter (1) ein Saugrohr (9) auf, welches in einem Behälterinnenraum (8) angeordnet ist und fest und fluiddicht mit dem Ventil (6) verbunden ist, wobei ein Rohrinnenraum des Saugrohrs (9) fluidisch mit einer Durchlassöffnung (DO) des Ventils (6) verbunden ist und wobei sich das Saugrohr (9) in Richtung des Behälterbodens (4) bis in einen Bereich des Behälterbodens (4) erstreckt und im Bereich des Behälterbodens (4) eine Rohröffnung (10) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist, wie in der EP 3 556 218 A2 beschrieben, ein Druckbehälter zur Aufnahme von physikalischen Treibmitteln bekannt. Im Druckbehälter ist wenigstens ein aromatisiertes, in Form eines Fluides vorliegendes, für den Verzehr geeignetes, physikalisches Treibmittel angeordnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Druckbehälter anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Druckbehälter weist einen Behälterkörper auf. An einem oberen Ende des Behälterkörpers ist ein Endbereich einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildet. Dieser einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildete Endbereich kann auch als Endstück bezeichnet werden. Der Endbereich weist eine Behälteröffnung auf. Des Weiteren weist der Behälterkörper einen an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper ausgebildeten Behälterboden auf. Der Druckbehälter weist zudem ein Ventil auf, welches im und/oder am Endbereich angeordnet ist. Das Ventil ist beispielsweise in den Endbereich eingeschraubt. Es ist beispielsweise als ein Rückschlagventil ausgebildet.
  • Die Behälteröffnung des Endbereichs ist durch das Ventil mediendicht verschlossen. Das Ventil weist insbesondere einen Ventilkörper mit einer Durchlassöffnung auf, in der ein Ventilstößel angeordnet ist, welcher in einer geschlossenen Ventilstellung des Ventils die Durchlassöffnung mediendicht verschließt und in einer geöffneten Ventilstellung des Ventils die Durchlassöffnung freigibt.
  • Erfindungsgemäß weist der Druckbehälter ein Saugrohr auf, welches im Behälterinnenraum des Druckbehälters angeordnet ist und fest und fluiddicht mit dem Ventil verbunden ist. Ein Rohrinnenraum des Saugrohrs ist fluidisch mit der Durchlassöffnung des Ventils verbunden. Das Saugrohr erstreckt sich in Richtung des Behälterbodens bis in einen Bereich des Behälterbodens und weist im Bereich des Behälterbodens eine Rohröffnung auf. Die Rohröffnung ist insbesondere in einem unteren Zehntel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem unteren Zehntel der Höhe des Behälterinnenraums.
  • Der Druckbehälter, insbesondere Druckgasbehälter, ermöglicht insbesondere eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters mit einem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung. Zur Betätigung in der Anwendung wird der Ventilstößel mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, in die geöffnete Ventilstellung bewegt. Dadurch strömt das Medium aus dem Behälterinnenraum über die Durchlassöffnung aus dem Druckbehälter aus und in die Anwendung ein.
  • Der Druckbehälter ist besonders vorteilhaft für ein zur Einleitung in ein Getränk vorgesehenes Medium, das ein Treibmittel, insbesondere ein Treibgas, und ein Aroma aufweist. Das Treibmittel ist insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Aroma weist insbesondere mindestens ein ätherisches Öl als Trägerstoff auf. Das Medium ist somit ein aromatisiertes Treibmittel.
  • Ist der Druckbehälter mit einem solchen Medium befüllt, kann er in eine Anwendung eingesetzt werden, mittels welcher das Medium, insbesondere das Kohlenstoffdioxid und das Aroma, in das Getränk, beispielsweise Wasser, eingeleitet werden kann. Die Anwendung ist somit eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Sprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers, und wird daher auch als Wassersprudler oder Getränkesprudler bezeichnet. Der Druckbehälter wird dabei auch als Gaskartusche bezeichnet.
  • Zum Befüllen des Druckbehälters mit einem solchen Medium kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestandteile des Mediums, d. h. das Treibmittel, insbesondere Kohlenstoffdioxid, und das Aroma, beispielsweise bereits vor der Befüllung des Druckbehälters vermischt werden und zusammen in den Druckbehälter eingefüllt werden, oder sie kommen beispielsweise erst im Druckbehälter zusammen. D. h. es kann auch eine Befüllung des Druckbehälters nacheinander mit diesen Bestandteilen des Mediums vorgesehen sein, beispielsweise zunächst ein Befüllen mit dem Aroma und danach mit dem Treibmittel, insbesondere Kohlenstoffdioxid. Das Medium, mit welchem der Druckbehälter dann befüllt ist und welches dann zur Einleitung in ein Getränk vorgesehen ist, weist dann das Kohlenstoffdioxid und das Aroma auf.
  • Problematisch bei der Verwendung bisher aus dem Stand der Technik bekannter Druckbehälter, die das Saugrohr nicht aufweisen, ist, dass nach dem Befüllen des Druckbehälters das Treibmittel in ca. einem oberen Drittel des Behälterinnenraums in einem gasförmigen Zustand und beispielsweise in einem Übergangszustand zwischen flüssig und gasförmig und in ca. den unteren zwei Dritteln des Behälterinnenraums in einem flüssigen überkritischen Zustand vorliegt. Das Aroma befindet sich dabei im flüssigen Zustand im unteren Bereich des Behälterinnenraums und ist somit insbesondere mit dem flüssigen Teil des Treibmittels vermischt. Bei Öffnen des Ventils entweicht das sich bereits im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich des Behälterinnenraums, welches nicht optimal mit dem Aroma vermischt ist.
  • Um eine ausreichende Durchmischung des gesamten Treibmittels mit dem Aroma zu erreichen, müsste der Druckbehälter über Zimmertemperatur erwärmt werden, so dass auch das Aroma verdampft und sich mit dem Treibmittel vermischt. Dadurch steigt jedoch auch der Druck im Behälterinnenraum, wobei dies nur bis zu einem maximalen Druck zulässig ist. Zudem entmischen sich das gasförmige Treibmittel und das Aroma im Zeitverlauf auch wieder. Für ein Sprudeln mit einem optimal gemischten aromatisierten Treibmittel wäre somit vor jedem Sprudelvorgang ein erneutes Erwärmen und Mischen des Treibmittels mit dem Aroma erforderlich. Dies ist j edoch nicht praktikabel. Die Konsequenz daraus ist eine nicht gleichbleibende Aromatisierung von Getränken. Zudem ist, um eine ausreichende Aromatisierung sicherzustellen, eine relativ große Menge an Aroma erforderlich.
  • Diese Probleme werden durch die Erfindung gelöst. Der Geschmack der mittels des aromatisierten Treibmittels aromatisierten Getränke wird deutlich verbessert und ein Bedarf an teuren Aromen wird deutlich reduziert.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es unproblematisch, dass sich das Aroma nach dem Befüllen des Druckbehälters mit dem Treibmittel und dem Aroma am Behälterboden sammelt oder sich nur mit dem flüssigen überkritischen Teil des Treibmittels mischt, denn mittels des Saugrohrs, dessen Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist, wird entweder das Aroma oder werden das Aroma und das flüssige überkritische Treibmittel aus diesem Bereich des Behälterboden angesaugt, während des Aufsteigens im Saugrohr gasförmig und im gasförmigen Zustand durch das Ventil aus dem Behälterinnenraum ausgeleitet und in das Getränk eingeleitet.
  • Das Saugrohr ist insbesondere derart ausgebildet, dass es flüssiges Treibmittel und Aroma ansaugt, insbesondere flüssiges Treibmittel mit Aroma vermischt. Wie erwähnt, geht dieses aromatisierte Treibmittel während des Steigprozesses bis zum Ventil vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und tritt anschließend durch das geöffnete Ventil in die Anwendung, d. h. in den Getränkesprudler, aus. Es erfolgt somit ein optimales Aufsprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers.
  • Hierzu ist das Saugrohr, wie beschrieben, fest und dicht mit dem Ventil verbunden und derart ausgebildet, dass das aus dem Bereich des Behälterbodens angesaugte flüssige, insbesondere aromatisierte, Treibmittel während des Aufsteigens in den gasförmigen Zustand übergeht. Hierfür ist das Saugrohr derart ausgebildet, dass es stets die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens aufweist.
  • In weiteren, im Folgenden näher beschriebenen, Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Saugrohr derart ausgebildet ist, dass es das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums ansaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma ansaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist die Rohröffnung an einem Rohrende des Saugrohrs ausgebildet und bildet somit eine Rohrendeöffnung. Dies ist eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform des Saugrohrs. Wenn das Rohrende dabei gerade ausgebildet ist, d. h., wenn ein Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung senkrecht zur Längsachse des Saugrohrs ausgerichtet ist, ist das Rohrende vom Behälterboden beabstandet angeordnet, jedoch, wie beschrieben, im Bereich des Behälterbodens. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohröffnung nicht durch den Behälterboden verschlossen wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Rohrende schräg ausgebildet, d. h. der Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung verläuft schräg zur Längsachse des Saugrohrs. Dadurch ist auch dann, wenn sich das Saugrohr bis zum Behälterboden erstreckt, sichergestellt, dass die Rohröffnung, welche hier ebenfalls am Rohrende ausgebildet ist und somit die Rohrendeöffnung bildet, nicht durch den Behälterboden verschlossen wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist ein Endbereich des Saugrohrs in Richtung des Rohrendes trichterförmig ausgebildet. Die sich am Rohrende befindende und somit die Rohrendeöffnung bildende Rohröffnung weist somit einen geringeren Querschnitt auf als die anderen Bereiche des Saugrohrs. Dadurch wird ein optimiertes Ansaugen des Aromas und/oder des flüssigen Treibmittels erreicht.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Saugrohr U-förmig ausgebildet, wobei das Rohrende in einem oberen Bereich des Behälterinnenraums angeordnet ist. Die Rohröffnung, welche im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist, ist hier somit nicht am Rohrende ausgebildet, d. h. diese Rohröffnung ist nicht identisch mit der Rohrendeöffnung, sondern die Rohröffnung ist im unteren Bereich der U-Form, insbesondere am tiefsten Punkt der U-Form, ausgebildet. Das Rohrende weist natürlich auch hier die Rohrendeöffnung am Rohrende auf, somit zusätzlich zur Rohröffnung. Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils über die Rohrendeöffnung das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird. Das Rohrende und somit die Rohrendeöffnung ist hierfür insbesondere in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem oberen Drittel der Höhe des Behälterinnenraums.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist in einem oberen Bereich des Saugrohrs mindestens eine Wandöffnung in einer Rohrwand des Saugrohrs ausgebildet, beispielsweise in Form eines Schlitzes oder einer Bohrung. Beispielsweise sind mehrere solche Wandöffnungen vorgesehen. Die Rohröffnung ist dabei insbesondere als Rohrendeöffnung am Rohrende des Saugrohrs ausgebildet. Auch Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils über die mindestens eine Wandöffnung oder die mehreren Wandöffnungen das sich im gasförmigen Zustand befindende Treibmittel aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung im Bereich des Behälterbodens das Aroma angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma und Treibmittel und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel erreicht wird. Die mindestens eine Wandöffnung ist hierfür insbesondere in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums angeordnet, insbesondere in einem oberen Drittel der Höhe des Behälterinnenraums.
  • Das erwähnte Rohrende, an welchem sich die Rohrendeöffnung befindet, ist stets das vom Ventil beabstandete freie Rohrende des Saugrohrs.
  • In einer möglichen Ausführungsform des Druckbehälters ist eine an einer die Behälteröffnung des Endbereichs umgebenden Wandung innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur für das Ventil vorgesehen. Sie weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung angeordnetes Innengewinde auf. In einer möglichen Ausführungsform weist das Ventil, d. h. insbesondere der Ventilkörper, ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde auf. Im in das Innengewinde eingeschraubten Zustand, insbesondere vollständig, d. h. bis zu einer vorgegebenen Endposition, eingeschraubten Zustand, ist das Ventil im Bereich der Behälteröffnung des Endbereichs angeordnet und ragt ausgehend von der Behälteröffnung in den Endbereich hinein. Insbesondere liegt es an dem Endbereich mediendicht an.
  • Der Behälterkörper weist insbesondere eine an einer die Behälteröffnung des Endbereichs umgebenden Wandung außenseitig angeordnete Anschlussgeometrie auf, zum Beispiel ein Außengewinde, beispielsweise ein ACME-Gewinde, oder eine Rastanordnung oder ein Schnellverschluss, wobei die Wandung mit der Anschlussgeometrie einen Anschluss bildet, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss, insbesondere einem Anschluss der Anwendung, mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein.
  • In einer möglichen Ausführungsform weist der Druckbehälter eine Überdrucksicherung auf. Beispielsweise ist diese Überdrucksicherung im Ventil angeordnet. Alternativ ist diese Überdrucksicherung beispielsweise im Behälterboden, insbesondere in einer im Behälterboden ausgebildeten Überdrucköffnung, angeordnet. Dies ermöglicht bei einer entsprechenden Ausbildung des Behälterbodens, beispielsweise mit einer entsprechenden Vertiefung, eine integrierte Anordnung der Überdrucksicherung, ohne dass diese über einen Außenrand des Druckbehälters übersteht. Somit ist ein Schutz vor mechanischer Beschädigung der Überdrucksicherung erhöht. Weiterhin kann ein erforderlicher Bauraum zur Aufnahme des Druckbehälters in der Anwendung verringert werden und eine Montage des Druckbehälters in dem Bauraum ist vereinfacht.
  • Die Überdrucksicherung umfasst zum Beispiel eine Berstscheibe. Beispielsweise ist ein durch den Ventilstößel hindurch verlaufender Überdruckkanal ausgebildet, welcher von der Berstscheibe mediendicht verschlossen ist. Beispielsweise ist die Berstscheibe hierzu an einem zum Behälterinnenraum weisenden Ende des Überdruckkanals am Ventilstößel angeordnet und beispielsweise vom Gehäuse am Ventilstößel gehalten. Alternativ ist die Berstscheibe beispielsweise mit einer Schraube, umfassend einen Entlüftungsbolzen, gesichert, beispielsweise im Ventil oder im Behälterboden. Eine solche Ausbildung der Überdrucksicherung, insbesondere mittels Berstscheibe, ist besonders einfach, kostengünstig und zuverlässig. Beispielsweise ist die Überdrucksicherung für einen Auslösedruck von 250 bar ausgebildet. Es sind jedoch auch beliebige andere Auslösedruckwerte möglich.
  • Beispielsweise ist die Berstscheibe fluidisch mit einem Inneren des Druckbehälters, d. h. mit dem Behälterinnenraum, gekoppelt. Sie wird beispielsweise randseitig von der Schraube gehalten, innerhalb welcher ein Entlüftungsbolzen ausgebildet oder angeordnet ist, oder vom Gehäuse und dem Ventilstößel mit darin ausgebildetem Überdruckkanal gehalten. Wird der Auslösedruck überschritten, wird die Berstscheibe mechanisch zerstört und gibt eine fluidische Verbindung zwischen dem Entlüftungsbolzen bzw. dem Überdruckkanal und dem Behälterinnenraum frei, so dass das sich im Behälterinnenraum befindende Medium, beispielsweise Gas, entweichen kann.
  • Insbesondere bei einer Anordnung der Überdrucksicherung im Behälterboden umfasst die Überdrucköffnung beispielsweise ein mit einem Außengewinde der Schraube korrespondierendes Innengewinde, in welches die Schraube eingeschraubt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung der Überdrucksicherung. Beispielsweise wird das Innengewinde durch spanende Bearbeitung erzeugt. Das Innengewinde kann jedoch auch in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, während der Ausformung des Behälterbodens erzeugt werden. Es sind alternativ auch andere Verfahren zur Herstellung des Innengewindes möglich.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Druckbehälters werden der Behälterkörper und der Endbereich beispielsweise gemeinsam aus einem Materialrohling in einem Rollumformverfahren hergestellt. Insbesondere durch die einstückige Ausbildung des gesamten Behälterkörpers inklusive Behälterboden und Endbereich wird mit geringem Aufwand, insbesondere mit geringem Materialaufwand, eine besonders große Druckstabilität erreicht, da Verbindungen, beispielsweise Schweißnähte, welche Schwachstellen darstellen, vermieden werden. Weiterhin werden die Befestigungsstruktur für das Ventil und insbesondere auch die Anschlussgeometrie beispielsweise mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren im Bereich des Endbereichs erzeugt. Anschließend wird das Ventil mit dem daran angeordneten Saugrohr im Bereich der Behälteröffnung am Endbereich befestigt, insbesondere eingeschraubt. Der Druckbehälter ist mittels des Rollumformverfahrens besonders einfach und mit hoher Qualität herstellbar. Auch die Erzeugung der Befestigungsstruktur und die Befestigung des Ventils sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
  • In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung des Druckbehälters wird die Überdrucköffnung im Behälterboden mittels spanender Bearbeitung und/oder Umformung, insbesondere während des Rollumformverfahrens, und/oder Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt und anschließend die Überdrucksicherung an der Überdrucköffnung befestigt. Die Erzeugung der Überdrucköffnung und die Befestigung der Überdrucksicherung sind besonders einfach, zuverlässig und mit geringem Kostenaufwand realisierbar.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Darin zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
    Figur 2
    schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
    Figur 3
    schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters,
    Figur 4
    schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Druckbehälters, und
    Figur 5
    schematisch eine Detailansicht des Details V in Figur 4.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen beispielhaft verschiedene Ausführungsformen eines Druckbehälters 1. Figur 5 zeigt eine Detailansicht des in Figur 4 gekennzeichneten Details V der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform. Der Druckbehälter 1 umfasst ein Ventil 6.
  • Der Druckbehälter 1 ist insbesondere ein Druckgasbehälter und zur Aufnahme eines Gases unter hohem Druck ausgebildet. Insbesondere ist der Druckbehälter 1 eine so genannte Gaskartusche, insbesondere für eine als Getränkesprudler ausgebildete Anwendung.
  • Der Druckbehälter 1 weist einen Behälterkörper 3 mit einem an einem unteren Ende angeordneten und insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildeten Behälterboden 4 auf.
  • An einem oberen und somit dem Behälterboden 4 gegenüberliegenden Ende weist der Behälterkörper 3 einen Endbereich 2 auf, welcher insbesondere einstückig mit dem Behälterkörper 3 ausgebildet ist. Der Endbereich 2 weist eine Behälteröffnung O auf.
  • Der Behälterboden 4, der Behälterkörper 3 und der Endbereich 2 sind insbesondere als homogenes, einstückiges Bauteil ohne Fügestellen ausgebildet und gemeinsam in einem Umformverfahren, beispielsweise einem Rollumformverfahren, aus einem Materialrohling, beispielsweise aus einem Aluminiumrohling oder einem anderen Material, hergestellt.
  • Zu einer mediendichten Kopplung des Druckbehälters 1 mit einer Anwendung, insbesondere dem Getränkesprudler, weist dieser beispielsweise eine an einer die Behälteröffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 außenseitig eingebrachte Anschlussgeometrie auf, welche zum Beispiel als ein Außengewinde, beispielsweise als ein so genanntes ACME-Gewinde, ausgebildet ist. Dabei bildet die Wandung 2.1, insbesondere aufweisend die Anschlussgeometrie, einen Anschluss, welcher eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden weiteren Anschluss der entsprechenden Anwendung mediendicht gekoppelt zu werden oder zu sein. Die Anschlussgeometrie wird beispielsweise während der Formung des Endbereichs 2 in dem Umformverfahren mit erzeugt und/oder mittels spanender Bearbeitung nach der Umformung und/oder durch Aufbringen von Material und/oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt.
  • Der Druckbehälter 1 weist des Weiteren das, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildete, Ventil 6 auf. Dieses Ventil 6 ist zumindest abschnittsweise innerhalb des Endbereichs 2 angeordnet. Hierzu weist der Druckbehälter 1 eine an der die Behälteröffnung O des Endbereichs 2 umgebenden Wandung 2.1 innenseitig ausgeformte Befestigungsstruktur für das Ventil 6 auf. Die Befestigungsstruktur weist insbesondere ein an der Innenseite der Wandung 2.1 angeordnetes Innengewinde auf. Das Ventil 6, im dargestellten Beispiel ein Ventilkörper 6.7 des Ventils 6, weist ein zu dem Innengewinde der Befestigungsstruktur korrespondierendes Außengewinde auf.
  • Das Ventil 6 umfasst im dargestellten Beispiel den Ventilkörper 6.7. Im dargestellten Beispiel umfasst der Ventilkörper 6.7 ein Unterteil 5 und ein Oberteil 7. Der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, ist mit einem kragenförmigen Abschnitt an der Behälteröffnung O des Endbereichs 2 angeordnet. Ausgehend von der Behälteröffnung O und von diesem kragenförmigen Abschnitt ragt der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, in den Endbereich 2 hinein.
  • Der Ventilkörper 6.7, insbesondere dessen Unterteil 5, liegt an dem Endbereich 2 mediendicht an. Hierzu ist ein Durchmesser des kragenförmigen Abschnitts größer als ein Öffnungsdurchmesser der Behälteröffnung O des Endbereichs 2, wodurch am kragenförmigen Abschnitt eine dem Endbereich 2 zugewandte Anlagefläche ausgebildet ist, die an einer Stirnseite des Endbereichs 2 anliegt.
  • Der Ventilkörper 6.7 weist eine in Axialrichtung des Ventilkörpers 6.7 verlaufende und diesen durchdringende Durchlassöffnung DO auf, die mit einem Behälterinnenraum 8 des Druckbehälters 1 fluidisch verbunden ist. Im dargestellten Beispiel verläuft diese Durchlassöffnung DO durch das Unterteil 5 und das Oberteil 7 hindurch. Das Ventil 6 weist zudem einen Ventilstößel 6.3 auf. Der Ventilstößel 6.3 ist in der Durchlassöffnung DO angeordnet und verschließt sie in einer geschlossenen Ventilstellung mediendicht. In einer geöffneten Ventilstellung gibt der Ventilstößel 6.3 die Durchlassöffnung DO frei.
  • Zur Betätigung in einer Anwendung wird der Ventilstößel 6.3 mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, nach unten in die geöffnete Ventilstellung bewegt, wodurch die Durchlassöffnung DO geöffnet wird. Dadurch strömt das Medium, insbesondere ein Gas, aus dem Behälterinnenraum 8 über die Durchlassöffnung DO aus dem Druckbehälter 1 aus und in die mit dem Druckbehälter 1 verbundene Anwendung ein.
  • Der Druckbehälter 1 weist ein Saugrohr 9 auf, welches im Behälterinnenraum 8 angeordnet ist und fest und fluiddicht, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, mit dem Ventil 6, insbesondere mit dem Ventilkörper 6.7, im dargestellten Beispiel mit dessen Unterteil 5, verbunden ist. In den dargestellten Beispielen ist das Saugrohr 9 abschnittsweise in der Durchlassöffnung DO angeordnet, beispielsweise in diese eingeschraubt. Ein Rohrinnenraum des Saugrohrs 9 ist fluidisch mit der Durchlassöffnung DO des Ventils 6 verbunden. Das Saugrohr 9 erstreckt sich in Richtung des Behälterbodens 4 bis in einen Bereich des Behälterbodens 4 und weist im Bereich des Behälterbodens 4 eine Rohröffnung 10 auf.
  • Der Druckbehälter 1, insbesondere Druckgasbehälter, ermöglicht insbesondere eine unmittelbare mediendichte Kopplung des Druckbehälters 1 mit einem weiteren Anschluss, beispielsweise einem Anschluss einer Anwendung. Zur Betätigung in der Anwendung wird der Ventilstößel 6.3 mittels der Anwendung, beispielsweise mittels einer Betätigungseinheit der Anwendung, in die geöffnete Ventilstellung bewegt. Dadurch strömt das Medium aus dem Behälterinnenraum 8 über die Durchlassöffnung DO aus dem Druckbehälter 1 aus und in die Anwendung ein.
  • Der Druckbehälter 1 ist besonders vorteilhaft für ein zur Einleitung in ein Getränk vorgesehenes Medium, das ein Treibmittel T, insbesondere ein Treibgas, und ein Aroma A aufweist. Das Treibmittel T ist insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Aroma A weist insbesondere mindestens ein ätherisches Öl als Trägerstoff auf. Das Medium ist somit ein aromatisiertes Treibmittel T.
  • Ist der Druckbehälter 1 mit einem solchen Medium befüllt, kann er in eine Anwendung eingesetzt werden, mittels welcher das Medium, insbesondere das Kohlenstoffdioxid und das Aroma A, in das Getränk, beispielsweise Wasser, eingeleitet werden kann. Die Anwendung ist somit eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Sprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers, und wird daher auch als Wassersprudler oder Getränkesprudler bezeichnet. Der Druckbehälter 1 wird dabei auch als Gaskartusche bezeichnet.
  • Zum Befüllen des Druckbehälters 1 mit einem solchen Medium kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestandteile des Mediums, d. h. das Treibmittel T, insbesondere Kohlenstoffdioxid, und das Aroma A, beispielsweise bereits vor der Befüllung des Druckbehälters 1 vermischt werden und zusammen in den Druckbehälter 1 eingefüllt werden, oder sie kommen beispielsweise erst im Druckbehälter 1 zusammen. D. h. es kann auch eine Befüllung des Druckbehälters 1 nacheinander mit diesen Bestandteilen des Mediums vorgesehen sein, beispielsweise zunächst ein Befüllen mit dem Aroma A und danach mit dem Treibmittel T, insbesondere Kohlenstoffdioxid. Das Medium, mit welchem der Druckbehälter 1 dann befüllt ist und welches dann zur Einleitung in ein Getränk vorgesehen ist, weist dann das Kohlenstoffdioxid und das Aroma A auf.
  • Nach dem Befüllen liegt das Treibmittel T in den unteren zwei Dritteln des Behälterinnenraums 8 in einem flüssigen überkritischen Zustand FZ vor. Darüber liegt es zunächst in einer Übergangsphase P zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand und darüber im gasförmigen Zustand GZ vor. Das Aroma A sammelt sich nach dem Befüllen des Druckbehälters 1 am Behälterboden 4 oder vermischt sich nur mit dem flüssigen überkritischen Teil des Treibmittels T. Bei der hier beschriebenen Lösung ist dies jedoch unproblematisch, denn mittels des Saugrohrs 9, dessen Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 angeordnet ist, wird entweder das Aroma A oder werden das Aroma A und das flüssige überkritische Treibmittel T aus diesem Bereich des Behälterbodens 4 angesaugt, während des Aufsteigens im Saugrohr 9 gasförmig und im gasförmigen Zustand durch das Ventil 6 aus dem Behälterinnenraum 8 ausgeleitet und in das Getränk eingeleitet. Eine Strömung des Treibmittels T und Aromas A durch das Saugrohr 9 und das Ventil 6 ist in den Figuren 1 bis 5 durch Strömungspfeile SP dargestellt.
  • Das Saugrohr 9 ist insbesondere derart ausgebildet, dass es flüssiges Treibmittel T und Aroma A ansaugt, insbesondere flüssiges Treibmittel T, welches mit dem Aroma A vermischt ist. Wie erwähnt, geht dieses aromatisierte Treibmittel T während des Steigprozesses bis zum Ventil 6 vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und tritt anschließend durch das geöffnete Ventil 6 in die Anwendung, d. h. in den Getränkesprudler, aus. Es erfolgt somit ein optimales Aufsprudeln und Aromatisieren des Getränks, beispielsweise des Wassers.
  • Hierzu ist das Saugrohr 9, wie beschrieben, fest und dicht mit dem Ventil 6 verbunden und derart ausgebildet, dass das aus dem Bereich des Behälterbodens 4 angesaugte flüssige, insbesondere aromatisierte, Treibmittel T während des Aufsteigens in den gasförmigen Zustand übergeht. Hierfür ist das Saugrohr 9 derart ausgebildet, dass es stets die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 aufweist.
  • In weiteren, im Folgenden näher beschriebenen, Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Saugrohr 9 derart ausgebildet ist, dass es das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 ansaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A ansaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist die Rohröffnung 10 an einem Rohrende des Saugrohrs 9 ausgebildet und bildet somit eine Rohrendeöffnung 11, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Dies ist eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform des Saugrohrs 9. Wenn das Rohrende dabei gerade ausgebildet ist, d. h., wenn ein Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung 10 senkrecht zur Längsachse des Saugrohrs 9 ausgerichtet ist, ist das Rohrende vom Behälterboden 4 beabstandet angeordnet, jedoch, wie beschrieben, im Bereich des Behälterbodens 4. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohröffnung 10 nicht durch den Behälterboden 4 verschlossen wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Rohrende schräg ausgebildet, d. h. der Öffnungsquerschnitt der Rohröffnung 10 verläuft schräg zur Längsachse des Saugrohrs 9. Dadurch ist auch dann, wenn sich das Saugrohr 9 bis zum Behälterboden 4 erstreckt, sichergestellt, dass die Rohröffnung 10, welche hier ebenfalls am Rohrende ausgebildet ist und somit die Rohrendeöffnung 11 bildet, nicht durch den Behälterboden 4 verschlossen wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist ein Endbereich des Saugrohrs 9 in Richtung des Rohrendes trichterförmig ausgebildet, wie in Figur 2 gezeigt. Die sich am Rohrende befindende und somit die Rohrendeöffnung 11 bildende Rohröffnung 10 weist somit einen geringeren Querschnitt auf als die anderen Bereiche des Saugrohrs 9. Dadurch wird ein optimiertes Ansaugen des Aromas A und/oder des flüssigen Treibmittels T erreicht.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist in einem oberen Bereich des Saugrohrs 9 mindestens eine Wandöffnung 12 in einer Rohrwand des Saugrohrs 9 ausgebildet, beispielsweise in Form eines Schlitzes oder einer Bohrung. Beispielsweise sind mehrere solche Wandöffnungen 12 vorgesehen, wie in Figur 3 gezeigt. Die Rohröffnung 10 ist dabei insbesondere als Rohrendeöffnung 11 am Rohrende des Saugrohrs 9 ausgebildet. Auch hierdurch wird bei Öffnen des Ventils 6 über die mindestens eine Wandöffnung 12 oder die mehreren Wandöffnungen 12 das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Saugrohr 9 U-förmig ausgebildet, wobei das Rohrende in einem oberen Bereich des Behälterinnenraums 8 angeordnet ist, wie in Figur 4 gezeigt. Die Rohröffnung 10, welche im Bereich des Behälterbodens 4 angeordnet ist, ist hier somit nicht am Rohrende ausgebildet, d. h. diese Rohröffnung 10 ist nicht identisch mit der Rohrendeöffnung 11, sondern die Rohröffnung 10 ist im unteren Bereich der U-Form, insbesondere am tiefsten Punkt der U-Form, ausgebildet, wie im Detail in Figur 5 gezeigt. Das Rohrende weist natürlich auch hier die Rohrendeöffnung 11 am Rohrende auf, somit zusätzlich zur Rohröffnung 10. Hierdurch wird bei Öffnen des Ventils 6 über die Rohrendeöffnung 11 das sich im gasförmigen Zustand GZ befindende Treibmittel T aus dem oberen Bereich, insbesondere oberen Drittel, des Behälterinnenraums 8 angesaugt und, insbesondere durch den Venturi-Effekt, über die Rohröffnung 10 im Bereich des Behälterbodens 4 das Aroma A angesaugt, wodurch ebenfalls die optimale Mischung aus Aroma A und Treibmittel T und dadurch das optimal aromatisierte Treibmittel T erreicht wird.
  • Das Ventil 6 umfasst des Weiteren ein Federelement 6.5, beispielsweise eine Schraubenfeder, welches den Ventilstößel 6.3 in Axialrichtung nach oben, d. h. in Richtung der Behälteröffnung O, und somit gegen das Oberteil 7 des Ventilkörpers 6.7 drückt, wobei das Federelement 6.5 im dargestellten Beispiel bei einer Bewegung des Ventilstößels 6.3 von der geschlossenen Ventilstellung in die geöffnete Ventilstellung komprimiert wird. Das Federelement 6.5 liegt hierzu mit einem Federende im dargestellten Beispiel am Unterteil 5 des Ventilkörpers 6.7 und mit dem anderen Federende am Ventilstößel 6.3 an.
  • Der Ventilkörper 6.7 und/oder der Ventilstößel 6.3 sind beispielsweise jeweils aus Aluminium oder Messing oder einem anderen Material gebildet.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Druckbehälter
    2
    Endbereich
    2.1
    Wandung
    3
    Behälterkörper
    4
    Behälterboden
    5
    Unterteil
    6
    Ventil
    6.3
    Ventilstößel
    6.5
    Federelement
    6.7
    Ventilkörper
    7
    Oberteil
    8
    Behälterinnenraum
    9
    Saugrohr
    10
    Rohröffnung
    11
    Rohrendeöffnung
    12
    Wandöffnung
    A
    Aroma
    DO
    Durchlassöffnung
    FZ
    flüssiger überkritischer Zustand
    GZ
    gasförmiger Zustand
    O
    Behälteröffnung
    P
    Übergangsphase
    SP
    Strömungspfeil
    T
    Treibmittel

Claims (8)

  1. Druckbehälter (1), aufweisend
    - einen Behälterkörper (3), wobei an einem oberen Ende des Behälterkörpers (3) ein Endbereich (2) einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildet ist, welcher eine Behälteröffnung (O) aufweist, und wobei der Behälterkörper (3) einen an einem unteren Ende angeordneten und einstückig mit dem Behälterkörper (3) ausgebildeten Behälterboden (4) aufweist,
    - ein Ventil (6), welches im und/oder am Endbereich (2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch
    - ein Saugrohr (9), welches in einem Behälterinnenraum (8) angeordnet ist und fest und fluiddicht mit dem Ventil (6) verbunden ist, wobei ein Rohrinnenraum des Saugrohrs (9) fluidisch mit einer Durchlassöffnung (DO) des Ventils (6) verbunden ist und wobei sich das Saugrohr (9) in Richtung des Behälterbodens (4) bis in einen Bereich des Behälterbodens (4) erstreckt und im Bereich des Behälterbodens (4) eine Rohröffnung (10) aufweist.
  2. Druckbehälter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rohröffnung (10) in einem unteren Zehntel des Behälterinnenraums (8) angeordnet ist.
  3. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rohröffnung (10) an einem Rohrende des Saugrohrs (9) ausgebildet ist.
  4. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich des Saugrohrs (9) in Richtung des Rohrendes trichterförmig ausgebildet ist oder dass das Rohrende schräg ausgebildet ist.
  5. Druckbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr (9) U-förmig ausgebildet ist, wobei das Rohrende in einem oberen Bereich des Behälterinnenraums (8) angeordnet ist.
  6. Druckbehälter (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums (8) angeordnet ist.
  7. Druckbehälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einem oberen Bereich des Saugrohrs (9) mindestens eine Wandöffnung (12) in einer Rohrwand des Saugrohrs (9) ausgebildet ist.
  8. Druckbehälter (1) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wandöffnung (12) in einem oberen Drittel des Behälterinnenraums (8) angeordnet ist.
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