Patent NO-119127-B (NO)
Inventor: LOFDAL C
IPC: B65D47/20
Filed: 1965-12-07
Abstract: Dryppfri tappeventil.Oppfinnelsen vedrorer en tappeventil, og særlig vedrorer oppfinnelsen en horisontalt anordnet ventil som kan kastes etter av beholderen er tomt og som kan avlevere væske under påvirkning av tyngdekraften på en dryppfri måte. En slik ventil har et kjegleformet ventilelement som er beregnet for tettende anlegg med et kjeglestumpfor-. met sete for ved hjelp av overflatespenningen av væsken å holde igjen væsken i et nedoverragende tapperor.Det er kjent en slik ventil med et konisk eller kjeglestumpformet ventilelement som presses til en lukket stilling hvor det har anlegg med et korresponderende sete, og pressingen tilveiebringes ved hjelp av et kuppelformet elastisk organ som er anordnet på den motligg-ende side av ventilelementet: dvs. Då den andre siden av setet. Som eksempler på slike ventiler skal det her vises til U.S. patentene nr. 549^78 og 2.543.850. Ved de kjente innretninger strQmmer væsken ut gjennom et tommekammer som er anordnet i ventillegemet mellom ventilsetet og en tut eller dyse. Når ventilen derfor er anordnet horisontalt med tuten rettet nedover, kan væske som befinner seg i tommekam-meret fritt stromme eller dryppe ned fra kammeret med tilhorende tap av væske og uonsket oppsamling av væske på overflaten under ventilen.I mange tilfelle er det onskelig å ha en horisontalt anordnet tappeventil for tapping av væske ved hjelp av tyngdekraften fra en beholder, f. eks. ved pakking.og tapping av nedkjolte væsker som f.eks. melk eller fruktsafter, hvor det har vært foreslått å markedsfø-. re væskene i plast- poser anordnet i en halvstiv eske som kan lagres på hyllen i et vanlig kjoleskap. Foreliggende oppfinnelse har spesi-elt til hensikt å tilveiebringe en billig ventilinnretning for slike pakninger, hvilken ventilinnretning kan betjenes både av voksne og barn ved tapping av væske fra beholderne uten å fjerne beholderne fra kjoleskaphyllen og uten at væske drypper ned på de lavereliggende deler i kjoleskapet. Ventilen skal også hensiktsmessig være så billig at den etter at beholderen er tomt kan kastes.IfSlge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en dryppfri tappeventil, særlig for engangsbruk og tilpasset for tilknytning til underdelen av en beholder for regulering av ved tyngdekraften utfSrt avtapping av et fluidum fra denne, forsynt med et stivt ventilhus som innbefatter en tverrgående endevegg og et som en kjeglestump utformet ventilsete, hvilket dels divergerer i retning utover fra den tverrgående ende- eller tverrvegg, dels samvirker med denne for å danne et ventilkammer, idet tverrveggen oppviser en sentralt anordnet åpning, ventilkammeret står i forbindelse med den ene enden av en tfimmekanal,. og et elastisk ventillegeme i form av en kjeglestump er anordnet koaksialt i ventilkammeret for anlegg mot ventilsetet, hvilket ventillege-. me oppviser en ventilspindel som strekker seg aksielt i åpningen og er forbundet med et elastisk manovreringsorgan, hvilket er montert på huset på tverrveggens fra ventillegemet motsatte side og er forbundet med ventilspindelen via åpningen slik at manSvreringsorganet for å stenge eller lukke tommekanalen normalt påvirker ventillegemet i retning mot en stengt stilling på ventilsetet, idet ventillegemet ved hjelp av manSvreringsorganet er forskyvbart aksielt bort fra setet, hvorigjennom det tillater direkte forbindelse mellom tommekanalen og ventilkammeret for avtapping av fluidum fra dette, og det som kjenne-tegner ventilen if51ge oppfinnelsen er at tommekanalen strekker seg i. sideretningen fra det som en kjeglestump utforte ventilsete, idet den ende av tommekanalen, som står i forbindelse med ventilkammeret, utgjores av en på ventilseteflaten anbragt åpning, at ventillegemet er elastisk, samt at det elastiske manovreringsorgan består av en i hovedsaken sirkulær, tett membran, hvis omgivende kantparti er fastgjort til ventilhuset, og hvis midtparti oppviser et forste parti, som normalt er adskilt fra tverrveggen og er forbundet med ventilspindelen gjennom åpningen, hvorhos membranen forovrig normalt er konkav og anordnet med sin konkave flate vendt mot tverrveggen slik at membranen, ventilhuset og tverrveggen sammen danner et fluidumtett hjelpekammer på den side av tverrveggen som er vendt fra ventilkammeret, idet tverrveggen innbefatter gjennomgående kanaler, hvilke forbinder ventilkammeret og hjelpekammeret.Fordelene ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av de på tegningene viste utforelseseksempler, og ytter-ligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av kravene.Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en ventilinnretning. ifolge oppfinnelsen med ventilelementet i lukket stilling.Fig. 2 og 3 viser snitt etter henholdsvis linjene 2 - 2 og. 3 - 3 i fig. 1.Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom det elastiske ventiléle-ment i fig. 1. Fig. 5 viser et perspektivriss av hvordan ventilinnretningen. anvendes i forbindelse med en horisontalt anordnet væskebeholder.Fig. 6 er et lengdesnitt av en annen utforelse av ventilen, hvor det kjeglestumpformede ventilsete. er forsynt med et par i aksial avstand anordnede, ringformede tetningsribber anordnet på hver sin side av tommepassasjen.Ventilen i fig. 1 består av et ventilhus 2 som er utformet av et stivt og billig materiale, f. eks. et syntetisk plastmateriale, såsom slagfast styren. Huset 2, som normalt er anordnet horisontalt, som vist i fig. 1, har en endedel med en vertikal vegg 4 hvori det er anordnet en sentral, ikke-sirkulær åpning 6. Fra veggen 4 er huset 2 utformet kjeglestumpformet med en indre flate 10 som divergerer utover fra veggen 4g er forsynt med en nedoverrettet tommepassasje 11, og videre går huset over i en hovedsakelig rorformet endedel 12 med en sylindrisk innerflate 14. Veggen 4, den kjeglestumpformede flate. 10 og den sylindriske flate 14 danner sammen et ventilkammer 15. Den rOrformede endedelen 12 av det stive ventilhus er beregnet for inn-setting i en væskebeholder 18 som i det viste tilfelle er antydet som en pose av tett materiale, f. eks. polyetylen, anordnet inne i en halvstiv pappeske 19. Beholderen l8 er forsynt med en tommestuss 20 som strekker seg horisontalt ut gjennom en åpning i eskeveggen, og den rorformede del 12 til det stive ventilhus 3 er konsentrisk innpresset i stussen slik at man her får en væsketett forbindelse. Den ringformede leppe 21 tjener til sikring av forbindelsen.Til venstre på fig. 1 har ventilhuset 2 en i aksialretningen forlopende, hovedsakelig ringformet flens 24 som er anordnet koaksialt med hensyn til åpningen 6 i veggen 4Innvendig har flensen 24 et ringformet spor eller utsparing 26 hvori kanten 28 til en hovedsakelig konkav eller kuppelformet, tett og elastisk membran 30 er væsketett innpresset. Den konkave overflaten til membranen vender mot veggen A- Fra den sentrale del av membranen 30 strekker det seg en rorformet forlengelse 32 som går fritt gjennom den ikke-sirkulære åpning 6. En ventilspindel 40 er presset inn i eller på annen måte festet i den rorformede forlengelse 32, og den andre ende av ventilspindelen strekker seg i aksialretningen gjennom åpningen 6 og er festet til ventilelementet 42. Ventilelementet 42 og membranen 30 er fremstilt av et elastisk materiale, f. eks. etylvinylacetat.Som vist i fig. 1 og 4 har ventilelementet 42 en kjeglestumpformet ytterflate 44 som er beregnet for tettende kontakt med det kjeglestumpformede ventilsete 10 for derved å lukke den nedoverragende tommepassasje 11. Ventilelementet 42 presses kontinuerlig mot setet ved hjelp av den elastiske membran 30som vist i fig. 1 og bryter derved forbindelsen mellom ventilkammeret 15 og tommepassasjen 11.I samsvar med et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse er generatrisevinkelen til ventilelementets 42 kjeglestumpformede ytterflate 44 litt storre enn generatrisevinkelen til det kjeglestumpformede ventilsete 10. Det dreier seg her om en forskjell på ca. en kvart grad. Hvis f. eks. generatrisevinkelen. til den kjeglestumpformede flate 10 er a grader., så er altså generatrisevinkelen til den kjeglestumpformede flate 44 « + 1/4 grad, som vist i fig. 1 og 4. Veggen 4 har en rorformet horisontal forlengelse eller stopp-krave 56 som strekker seg aksialt i retning mot membranen JO og be-grenser åpningsbevegelsen til ventilelementet 42 i retning fra setet 10, dvs. i retning mot hoyre i fig. 1.Som vist i fig. 1 og 2 er det i veggen 4 anordnet et par gjennomlop 60 slik at det derved fremskaffes en fri forbindelse mellom hjelpekammeret 62 som begrenses av membranen 30, flensen 24 og veggen 4, og delen 15a av ventilkammeret 15, hvilken del 15a er hosliggende veggen 4I tillegg til denne forbindelse har de to kamre også forbindelse ved hjelp av det spillerom som forefinnes mellom den rorformede forlengelse 32g veggene til den ikke-sirkulære åpning 6, som vist i fig. 2.Som vist i fig. 1 og 3 er ventilhuset 2 i området 8 forsynt med en nedoverrettet tut 64 som danner tommepassasjen 11. Når ventilelementet fjernes fra setet, vil væske kunne stromme fra beholderen l8 gjennom stussen 20, ventilkammeret 15 og ut gjennom tommepassasjen 11. Lengden 1 til tommetuten er valgt slik at i det oye-blikk ventilelementet 42 inntar sin viste lukkede stilling holdes væske som befinner seg i tuten i tommepassasjen som folge av overfla-tespenning. På den_måten elimineres helt drypping av væske fra tuten. Lengden 1 og tverrsnittsdimensjonene til passasjen 11 bestemmes som en funksjon av dimensjonene og materialet, særskilt elastisiteten, til ventilelementet 42, viskositeten til væsken og vinkelen a.Ventilen virker på folgende måte. Det forutsettes at ventilhuset er forbundet med utlopsstussen 20 i væskebeholderen l8 og at esken 19 i hvilken beholderen er anordnet er veltet og anordnet i den horisontale lagringsstilling som er vist i fig. 5slik at ventilen 2 er horisontalt anordnet ved den nedre del av esken, slik at tuten 64 er rettet nedover. På grunn av tyngekraften vil væsken stromme fra beholderen gjennom stussen 20 og fylle ventilkammeret 15. Fordi ventilelementet er i lukket stilling, dvs. i anlegg mot setet, strommer ingen væske ut fra tuten 64.Trykkes den sentrale del av membranen 30 aksielt innover slik at ventilelementet 42 fjernes fra setet, vil væske under påvirkning av tyngekraften stromme fra kammeret 15 ut gjennom tommepassasjen 11 i tuten 64 og vil også gå inn i hjelpekammeret 62 gjennom åpningene. 60 og klaringen i åpningen 6 rundt den rorformede forlengelse J2.. Når tilstrekkelig mengde væske er tappet, avlastes kraften som utoves på den sentrale del av membranen JO, hvoretter membranen progressivt inntar sin opprinnelige form, hvorved ventilelementet 42 forskyves mot venstre på tegningen til lukket stilling som vist i fig. 1. På grunn av den forskjell mellom generatrisevinklene på ca. 1/4° som foreligger mellom flatene 44 og 10vil den hoyre del av det kjeglestumpformede ventilelement 42 forst få anlegg mot flaten 10 og begynne lukkingen av tSmmepassasjen 11. Ettersom den sentrale del av membranen 30 og ventilspindelen 40 beveger seg mot venstre, deformeres ventilelementet 42 progressivt og gir et progressivt samvirke mellom flatene 44 og 10 i en retning mot veggen 4dvs. fra hbyre mot. venstre på tegningen, og væsken i kamraerdelen 15a presses derved inn i hjelpekammeret 62. Når munningen til tSmmepassasjen 11 er helt lukket av ventilelementet 42, holdes væske igjen i passasjen 11 av overflatespenningen, med det resultat at væske ikke kan dryppe fra tuten når den sentrale del av membranen 30 avlastes som foran nevnt.Normalt vil presspasningen mellom membrankanten 28 og det ringformede spor 26 være i størrelsesordenen 0,25 ™i slik at man får en væsketett forbindelse her. Hvis det er Snsket eller nOdvendig, kan de samvirkende overflater imidlertid også festes permanent sammen, f. eks. ved hjelp av et klebestoff.Generatrisevinklene a og a + l/4° er kritiske for å oppnå lekkasjefri virke av tappeventilen. I det tilfelle at forskjellen ... mellom vinklene er mindre enn ca. l/4°vil tetningstrykket nær delen 70 av ventilseteflaten 10 være utilstrekkelig til å forhindre lekkasje. Er forskjellen storre enn ca. 1/4°vil tetningstrykket nær kontaktområdet J2 være utilstrekkelig til å forhindre lekkasje. Med en ventil.ifolge oppfinnelsen kan væske, såsom f. eks. melk eller fruktsafter, tappes på en dryppfri måte fra en polyetylenpose som er anordnet i en halvstiv eske, hvilken eske f. eks. er horisontalt lag-ret på en kjoleskaphylle. Tappingen skjer under innvirkning av tyngdekraften, hvorved væsken strSmmer gjennom den trykknappbetjente ventil som ovenfor beskrevet.Utførelsen i fig. 6 har et ventilhus 2' med et kjeglestumpformet ventilsete 10' som er forsynt med et par i aksial avstand anordnede , ringformede ribber 92, 94 som er anordnet på hver sin side av munningen til tommepassasjen 11'. Disse ringformede ribber til-veiebringer et par omløpende tetningsflater som samvirker med det elastiske ventilelement 42' slik at det tilveiebringes en høytrykks tetning som effektivt isolerer passasjen 11' fra hjelpekammeret 62' og ventilkammeret 15', når ventilen er i den viste lukkede stilling. Ribbenes hoyde er relativt liten (i. størrelsesordenen 0,075™n), slik at ventilelementet i lukket stilling deformeres ved ribbene, men bi-beholder flatekontakten mellom ribbene. Væske kan således ikke inne-stenges mellom ribbene, og det hindres derfor at væske kan strSmme langsomt ut og danne dråper som i så tilfelle ville falle ned i tomme-passas jen.Ved begge utfQrelser, både den som er vist i fig. 1 og den som er vist i fig. 6, avhenger ventilelementets samvirke med de i aksial avstand anordnede, ringformede deler av det kjeglestumpformede ventilsete på begge sider av tommepassasjen av spennet mellom de to tetninger, dvs. at jo lenger dette spenn er, desto vanskeligere blir tetningen. Det tillatte spenn er en funksjon av formen og fleksibi-liteten til ventilelementet. Jo mer fleksibelt materialet til ventilelementet er, desto lengre spenn kan man benytte seg av. I de viste utforelseseksempler, med en generatrisegradsforskjell. på en l/4° og med et ventilelement utformet av etylvinylacetat med en effektiv tykkelse på 0,5 mm og en egnet klemspenning, oppnås tilstrekkelig trykk i begge tetningsarealer ved en spennvidde i størrelses-ordenen 5 n™«. Ved bruk av de ekstra tetningsribber som er vist i utforel-sen i fig. 6, får man en mer effektiv tetning særlig beregnet for lavviskose væsker, såsom f. eks. vann, fruktsafter, melk og lignende.