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Die
Erfindung betrifft ein Behältnis
mit wenigstens einer Vakuumkammer mit einer Zugangsöffnung,
insbesondere Getränkebehältnis wie
Bierfass oder dergleichen mit einer eine Vakuumkammer aufweisenden
Selbstkühleinrichtung,
welche Zugangsöffnung über ein
Verschlussmittel nach dem Erzeugen des Vakuums verschlossen ist.
Sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums und zur Dichtigkeitsprüfung bei
einem derartigen Behältnis.
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Ein
Behältnis
der in Rade stehenden Art in einer beispielhaften Ausführung in
Form eines selbstkühlenden
Bierfasses ist z.B. aus
EP
1 054 222 A2 bekannt. Bei einem solchen Bierfass sind mehrere Kammern
vorhanden, nämlich
zum einen eine Blase zur Aufnahme des Getränks, eine Kammer, die die Blase
umschließt
und einen Verdampferraum bildet, und eine diese beiden Kammern umschließende dritte
Kammer, die einen Absorberraum bildet, in dem ein Absorbermaterial,
insbesondere Zeolithgranulat angeordnet ist. Der Verdampferraum
und der Absorberraum sind über
eine Trennwand, in der eine Ventileinrichtung angeordnet ist, voneinander
getrennt. Als Verdampfermaterial wird Wasser verwendet. Um das Getränk nun kühlen zu
können,
wird der Absorberraum zunächst
mit Hilfe eines Erwärmungsschrittes
evakuiert und getrocknet. Das im Absorberraum enthaltene Zeolithgranulat
wird wieder auf Umgebungstemperatur gebracht, bevor das Getränk in die Blase
gefüllt
wird, oder während
es sich bereits in der Blase befindet. Wird nun vor dem Anzapfen
die Ventileinrichtung geöffnet
und damit der evakuierte Absorberraum mit dem Verdampferraum verbunden, strömt Wasserdampf
aus dem Verdampferraum in den Absorberraum. Es findet also ein Verdampfungsprozess
statt, welcher Wärme
benötigt,
die wiederum dem Getränk
entzogen wird, welches sich dabei kühlt. Diese Verdampfung und
Absorption läuft
so lange, bis das kristalline Zeolith mit Wasser gesättigt ist
oder aber das Ventil geschlossen und der Wasserdampfübertritt
unterbrochen wird. Um den Kühlprozess
zu starten, kann das in der Trennwand angeordnete Ventil von außen um eine
geeignete Bewegungsmechanik mit einem Öffnungshebel oder dergleichen
betätigt
werden.
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Ein
solches Getränkebehältnis ist
ein Mehrwegbehältnis,
das heißt
es besteht die Möglichkeit, die
Selbstkühleinrichtung
zu regenerieren und nach Befüllen
der Bla se erneut in Betrieb zu nehmen. Entscheidend für die Funktion
der Selbstkühleinrichtung ist
dabei das Vakuum in der Vakuumkammer der Selbstkühleinrichtung. Dieses muss über lange
Zeit aufrechterhalten werden, um den reversiblen Verdampfungsbetrieb
zu gewährleisten
und dadurch die vielfache Verwendbarkeit des Behältnisses sicherstellen zu können.
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Bei
einem Behältnis,
wie es im oben beschriebenen Stand der Technik bekannt ist, wird
nach der Endevakuierung die Vakuumkammer der Selbstkühleinrichtung
unter Verwendung eines Verschlussmittels, in der Regel eine in eine
Gewindebohrung eingeschraubte Schraube mit einem Dichtring, verschlossen
und zur weiteren Sicherheit eine Abdeckung über die Verschlussschraube
dicht geschweißt.
Gleichwohl kann hierdurch aber nicht sichergestellt werden, dass
der Verschluss auch tatsächlich
dicht ist und kein Leck aufweist, nachdem bei dem bekannten Behältnis keine
Möglichkeit
besteht, das erzeugte Vakuum nach dem Verschließen der Zugangsöffnung zu
messen.
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Dieses
Problem besteht aber nicht nur bei dem beschriebenen Behältnis in
Form des selbstkühlenden
Getränkefasses,
sondern auch bei anderen Ein- oder Mehrkammervakuumbehältern, die
nach dem Erzeugen des Vakuums verschlossen werden.
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Aus
EP 0 597 773 B1 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen, evakuierten, doppelbandigen
Gefäßes bekannt,
das aus einer inneren und äußeren Gefäßwandung
besteht, zwischen denen im fertigen Zustand ein evakuierter, eine
wärmeisolierende
Schicht bildender Raum gegeben ist. Zur Herstellung werden die inneren
und äußeren Gefäßwände zunächst miteinander
verbunden, wobei zwischen sie ein festgeformtes Dichtungsmaterial
gebracht wird. Anschließend
wird das doppelwandige Gefäß in einem
Vakuumofen erwärmt
und über
eine Abzugsöffnung
der Raum zwischen den Gefäßwänden evakuiert.
Nach Erreichen eines festgelegten Evakuierungsgrades wird das Dichtmaterial
erwärmt, so
dass es schmilzt, und in den Bereich des Evakuierungsloches tropft,
dieses füllt,
sich verfestigt und anschließend
vollständig
abdichtet.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Behältnis anzugeben,
das auch nach dem Verschließen
der Vakuumkammer eine Möglichkeit
zur Überprüfung einer
etwaigen Leckage bietet, sowie ein entsprechendes Verfahren zur
Erzeugung eines Vakuums und zur Dichtigkeitsprüfung.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einem Behältnis der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass eine der Zugangsöffnung nachgeschaltete
Kammervorgesehen ist, in der ein Ventilelement angeordnet ist, das
beim Erzeugen des Vakuums geöffnet
wird und nach dem Erzeugen des Vakuums geschlossen ist, welche Kammer
mit einem Medium enthaltend ein diffusionsfähiges Element oder eine diffusionsfähige Verbindung
gefüllt ist,
das oder die im Falle eines undichten Verschlusses der Kammer und
damit der Vakuumkammer durch die Zugangsöffnung diffundiert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Über die
der Zugangsöffnung
nachgeschaltete Kammer ist zum einen über das dort vorgesehene Ventil
eine Evakuierung der wiederum der Kammer nachgeschalteten Vakuumkammer
möglich,
wobei diese Vakuumkammer nur über
die Kammer evakuiert werden kann. Nach Erreichen des gewünschten
Vakuums schließt
das Ventilelement die Kammer, das heißt, die Vakuumkammer ist über diesem
Ventilelement gegenüber
der Zugangsöffnung
abgedichtet. Nun wird die Kammer selbst mit einer Flüssigkeit mit
dem diffusionsfähigen
Element oder der diffusionsfähigen
Verbindung gefüllt,
wobei diese Flüssigkeit
nach dem dichten Verschließen
der Verschlussöffnung
in der Kammer verbleibt. Ist der Kammerverschluss dicht, kann das
diffusionsfähige
Element oder die diffusionsfähige
Verbindung aus der Kammer über
die Zugangsöffnung
nicht nach außen
treten. Im Falle einer Leckage jedoch tritt das diffusionsfähige Element
oder die diffusionsfähige
Verbindung in wenngleich geringer Konzentration aus, was unter Verwendung
eines geeigneten Messgeräts,
das für das
verwendete Element/die verwendete Verbindung sensibel ist, erfasst
werden kann. Ein Behältnis
gilt dann noch als dicht, wenn die Leckrate ≤ 1 × 10–7 mbar
l/s ist.
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Das
erfindungsgemäße Behältnis lässt damit auf
einfache Weise eine Dichtheitsprüfung
zu, wobei sich eine etwaige Leckage sehr schnell nach dem Verschließen der
Zugangsöffnung
zeigen würde.
Im Übrigen
kann im Falle einer Undichtigkeit des Verschlusses eine Nacharbeitung
erfolgen, indem der Verschluss nochmals geöffnet wird und – gegebenenfalls
nach Austausch der in der Kammer befindlichen Flüssigkeit, während die Kammer über das
Ventilelement abgedichtet ist – nochmals
gesetzt werden.
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Als
Medium wird zweckmäßigerweise
eine Flüssigkeit,
bevorzugt Wasser, verwendet. Als diffusionsfähiges Element wird bevorzugt
Helium eingesetzt.
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Die
Kammer selbst ist im Hinblick auf die insbesondere bei dem eingangs
beschriebenen Getränkefass
gegebenen Platzverhältnisse
vorteilhaft rohrförmig
ausgebildet und mit einem Ende im Bereich der Zugangsöffnung befestigt,
während
am anderen Ende das Ventilelement vorgesehen ist. Die Kammer selbst,
also insbesondere das sie bildende Rohr, kann insbesondere im Falle
des Getränkebehältnisses
an einer die Zugangsöffnung
definierende Gewindehülse
befestigt sein, in deren Gewinde eine Verschlussschraube zum Verschließen der
Kammer und damit der Vakuumkammer eingeschraubt werden kann.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass
eine die gegebenenfalls rohrförmige
erste Kammer umgebende, gegebenenfalls ebenfalls rohrförmige zweite
Kammer vorgesehen ist, die in einem Bereich unterhalb des Ventilelements
mit der ersten Kammer kommuniziert und die oberseitig insbesondere
im Bereich ihrer Befestigung wenigstens eine Lufteinlassöffnung aufweist.
Bei dieser Erfindungsausgestaltung kommt eine Doppelkammeranordnung
zum Einsatz, wobei die abzusaugende Luft zunächst über die im oberen Bereich der äußeren zweiten
Kammer befindlichen Lufteinlassöffnungen
angesaugt wird, anschließend die äußere zweite
Kammer durchläuft
und über
die Durchlassverbindung in die erste Kammer übertritt. Ein Ansaugen unmittelbar
in die erste Kammer ist ausgeschlossen, da die beiden Kammern bodenseitig
geschlossen sind, es kann die Luft also nur über die Lufteinlassöffnung gezogen
werden. Hierdurch wird vermieden, dass sich bei einem Ansaugen der Luft
am unteren Ende lediglich einer ersten Kammer verbleibende Restluft
im Bereich am oberen Ende außerhalb
der Kammer ansammelt, die nachteilig für das Vakuum ist. Dort können strömungstechnisch
ungünstige
Gegebenheiten vorliegen, die nur ein teilweises Eva kuieren zulassen.
Dadurch dass die abzusaugende Luft eben gerade in diesem Bereich
angesaugt wird, wird dies vorteilhaft vermieden.
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Dabei
können
bei dieser Doppelkammerausgestaltung sowohl die erste als auch die
zweite Kammer oberseitig gemeinsam an der Gewindehülse und unterseitig
an einem gemeinsamen, eine Kammerverbindung aufweisenden Halteteil,
insbesondere umfassend einen Dichtsitz des Ventilelements, angeordnet
sein, über
welches Halteteil die beiden Kammer bodenseitig geschlossen werden.
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Auch
ist es bei dem erfindungsgemäßen Behältnis zweckmäßig, wenn
das Verschlussmittel ferner eine die Verschlussschraube überdeckende, randseitig
angeschweißte
Abdeckkappe aufweist. Nachdem insbesondere Getränkebehältnisse relativ unvorsichtig
während
des Transports, der Befüllung oder
aber der Benutzung gehandhabt werden, ist diese zusätzliche
Sicherungsmaßnahme
zweckmäßig, wenngleich
bereits das zusätzlich
im Kammerinneren angeordnete Ventilelement einen weiteren Schutz gegen
eine mögliche
Leckage darstellt.
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Als
Ventilelement kann jedes in der Kammer anbringbares Ventil dienen,
das ein reversibles Öffnen
und Schließen
der zur Vakuumkammer führenden
Kammeröffnung
zulässt.
Zweckmäßigerweise
ist es als Kugelventil mit einer bezüglich eines Dichtsitzes bewegbaren
Kugel ausgebildet. Um eine sichere und dichte Anlage der Kugel am
Dichtsitz zu ermöglichen
besteht die Möglichkeit,
die Kugel aus einem verformbaren Material und den Dichtsicht aus
einem unverformbaren Material zu bilden oder umgekehrt, das heißt die Kugel
aus einem unverformbaren Material und den Dichtsitz aus einem verformbaren
Material auszubilden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit,
beide aus einem verformbaren Material, gegebenenfalls mit unterschiedlichem
Verhalten auszubilden.
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Das
verformbare Material ist zweckmäßigerweise
ein Material auf Silikonbasis, verwendbar ist aber auch jedes andere
elastische Dichtmaterial, während
das unverformbare Material zweckmäßigerweise ein Metall ist.
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Um
zu vermeiden, dass die Kugel des Kugelventils, die beim Evakuieren
der Kammer aus ihrem Dichtsitz aufgrund der Tätigkeit der an die Zugangsöffnung angekoppelten
Pumpe in der Kammer bewegt wird, in den Bereich der Zugangsöffnung gelangt
und diese ungewollt verschließt,
so dass das Vakuum nicht mehr erhöht werden könnte, besteht die Möglichkeit,
die Kugel über
geeignete Rückhaltemittel
in der Kammer in einer dichtsitznahen Position zu haltern, z.B. über einen
oder mehrere nach innen vorspringende Haltestege oder Ähnliches.
Zweckmäßig ist
es aber, wenn die Kammer im Bereich der Zugangsöffnung derart ausgebildet oder
wenn dort derart ausgebildete Mittel vorgesehen sind, dass während der
Erzeugung des Vakuums die in der Kammer bewegliche Kugel die Zugangsöffnung nicht
abdichtet, wobei die rohrförmige
Kammer hierfür
zweckmäßigerweise
nahe der Zugangsöffnung
gebogen ausgebildet sein kann. Diese Biegung stellt ein konstruktives
Rückhaltemittel
dar, nachdem die Kugel an ihr nicht vorbeikommt, gleichwohl aber
die Kammer zur Vakuumkammer hin geöffnet ist.
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Alternativ
zur Verwendung eines Kugelventils kann das Ventil auch ein Nadelventil
mit einer bezüglich
eines Dichtsitzes bewegbaren Nadel sein, worüber gleichermaßen eine
sichere Abdichtung erreicht wird. Eine vorteilhafte Erfindungsausgestaltung – sei es
bei einer Einkammer- oder einer Doppelkammerausführung – sieht vor, dass der Dichtsitz eine
mittige Durchbrechung mit einem mit einem Nadeldichtsitz der Nadel
zur Abdichtung zusammenwirkenden Dichtring, der von der Nadel durchsetzt
ist, aufweist, wobei ein unterhalb des Dichtsitzes positioniertes
Halteteil mit einer Durchbrechung mit einem Innengewinde versehen
ist, in dem die Nadel mit einem im Bereich ihres unteren Endes vorgesehen
Außengewinde
verschraubbar ist. Dieses Nadelventil kann mehrfach reversibel geöffnet und
geschlossen werden, das heißt,
es können
mehrere Evakuierschritte vorgenommen werden. Je nach Bedarf kann das
Nadelventil zwischen verschiedenen Stellungen positioniert werden,
in denen es entweder mit dem Gewinde zusammenwirkt oder aus diesem
herausgeschraubt ist. Zum Verschrauben ist zweckmäßigerweise
am oberen Ende der Nadel ein Eingriff für ein dem Verschrauben der
Nadel dienendes Werkzeug vorgesehen. Zweckmäßigerweise sollte die Länge des
halteteilseitigen Innengewindes und des nadelseitigen Außengewindes
und die Länge
des Nadeldichtsitzes derart bemessen sein, dass die Nadel durch
das Gewinde hin durchschraubbar ist und die Abdichtung nach dem Hindurchschrauben
erhalten bleibt. Der Dichtring selbst sollte zweckmäßigerweise aus
einem verformbaren Material bestehen.
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Neben
dem Behältnis
selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Erzeugung
eines Vakuums in einem eine Vakuumkammer aufweisenden Behältnis der
vorbeschriebenen Art, und zur Dichtigkeitsprüfung desselben, umfassend die
Schritte:
- – Evakuieren
der Vakuumkammer über
die der Zugangsöffnung
nachgeschaltete Kammer mittels einer an die Zugangsöffnung angeschlossenen Pumpe
bis das gewünschte
Vakuum erreicht ist,
- – Abkoppeln
der Pumpe von der Zugangsöffnung bei
geschlossenem kammerseitigen Ventilelement,
- – Füllen der
Kammer mit einem ein diffusionsfähiges
Element oder eine diffusionsfähige
Verbindung enthaltenden Medium,
- – Verschließen der
Zugangsöffnung
mit einem Verschlussmittel, und
- – Messen
des Austritts des diffusionsfähigen
Elements oder der diffusionsfähi
gen Verbindung durch die verschlossene Zugangsöffnung unter Verwendung eines
hierauf sensitiven Messgeräts.
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Auch
hierzu werden vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben.
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Als
Medium kann wie beschrieben eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser,
eingefüllt
werden, welche Flüssigkeit
bzw. welches Wasser bevorzugt mit Helium als diffusionsfähigem Element
angereicht ist oder nach dem Einfüllen angereichert wird. Vor
dem Messen einer etwaigen Leckage ist wie beschrieben die Zugangsöffnung zu
verschließen,
wozu zweckmäßigerweise
eine Verschlussschraube in eine die Zugangsöffnung definierende Gewindeöffnung eingeschraubt
wird, wonach eine die Verschlussschraube vollständig abdeckende Abdeckkappe
allseits angeschweißt
wird.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Behältnisses in einer Teilschnittansicht,
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
des Behältnisses
aus 1 zur Darstellung der der Zugangsöffnung nachgeschalteten
Kammer während der
Evakuierung,
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3 eine
Ansicht entsprechend der aus 2 nach dem
dichten Verschließen
der Vakuumkammer,
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4 eine
Prinzipdarstellung einer Kammer- und Ventilausbildung einer zweiten
Ausführungsform vor
dem Evakuieren,
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5 die
Ansicht aus 4 mit einem in der Evakuierungsstellung
befindlichen Ventil, und
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6 die
Anordnung aus 5 mit einem in der Dichtstellung
befindlichen Ventil nach dem Evakuieren.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Behältnis
1 in
Form eines Fasses. Gezeigt ist exemplarisch die Blase
2 des
Fasses, in die über
einen Befüllstutzen
3 ein
Getränk
oder dergleichen, z.B. Bier, eingefüllt werden kann. Dargestellt
ist ferner eine Trennwand
4, über die ein Verdampferraum
5,
in dem ein Verdampfer
6, der mit Wasser gesättigt ist,
angeordnet ist, und ein Absorberraum
7, gefüllt mit
einem Absorbermaterial
8, z.B. Zeolith; getrennt ist. In
dieser Trennwand
4 ist eine Ventileinrichtung
9 angeordnet, die
in
1 nicht im Detail gezeigt ist. Bei einer solchen
Ventileinrichtung kann es sich z.B. um die aus der deutschen Patentanmeldung
DE 102 56 739 bekannte
Ventileinrichtung handeln. Gezeigt ist ferner die Bewegungsmechanik
10, über die
die Ventileinrichtung
9 betätigt werden kann. Die Betätigung erfolgt über einen
von außen
vom Bediener manuell zugänglichen Öffnungs-
und Schließhebel
11, über den die
Ventileinrichtung geöffnet
und geschlossen und der Selbstkühlungsprozess
gestartet oder beendet werden kann. Im Rahmen dieses Selbstkühlungsprozesses
wird der Durchgang vom Verdamp ferraum
5 zum Absorberraum
7,
in dem zu Beginn des Selbstkühlprozesses
Vakuum herrscht, geöffnet.
Das im Verdampfer gespeicherte Wasser verdampft, wozu Energie erforderlich
ist, die dem in der Blase
2 befindlichen Getränk in Form
von Wärme
entzogen wird. Das verdampfende Wasser tritt über die Ventileinrichtung
9 in
den Absorberraum über
und wird vom Absorbermaterial
8, also z.B. dem Zeolith,
absorbiert. Der Verdampfungsprozess und damit auch die Selbstkühlung geht
so lange, bis entweder das Absorbermaterial vollständig mit
Wasser gesättigt
ist, oder bis die Ventileinrichtung
9 vom Benutzer manuell
geschlossen wird.
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In 1 im
rechten oberen Bereich ist ferner die Zugangsöffnung 12 gezeigt, über die
die Evakuierung des Verdampferraumes 5 und gegebenenfalls auch
des Absorberraums 7 bei geöffneter Ventileinrichtung 9 erfolgt,
die beide eine Vakuumkammer darstellen. Die 2 und 3 zeigen
eine Detailansicht dieses Bereichs. Gezeigt ist zum einen der Deckel 13 des
Behältnisses 1 aus 1 sowie
die Zugangsöffnung 12,
die über
eine Gewindehülse 14, die
mit einem Innengewinde 15 versehen ist, gebildet wird.
Die Gewindehülse 14 ist
fest mit dem Deckel 13 verschweißt. An den unteren Stutzenabschnitt
der Gewindehülse 14 ist
ein gebogenes Rohr 16 angeschweißt, das eine Kammer 17 bildet,
die der Zugangsöffnung 12 nachgeschaltet
ist. Das Rohr 16 und damit die Kammer 17 erstreckt
sich in den Bereich des Verdampferraumes 5. Am unteren
Ende ist fest mit dem Rohr 16 verbunden ein Dichtsitz 18 vorgesehen,
der in nachfolgend noch beschriebener Wiese mit einer Kugel 19 zusammenwirkt.
Der Dichtsitz 18 in Verbindung mit der Kugel 19 bildet
zusammen ein Kugelventil, über
welches der Zugang zum Vakuumraum 5 geöffnet und geschlossen werden kann.
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2 zeigt
in Form einer Prinzipskizze die Anordnung während des Erzeugens des Vakuums, während also
der Verdampferraum 5 und gegebenenfalls auch der Absorberraum 7 evakuiert
werden. Zu diesem Zweck ist an der Zugangsöffnung 12 über geeignete
Verbindungsmittel 20 eine Evakuierungspumpe 21 angeschlossen, über die
die Luft aus den Räumen 5, 7 abgesaugt
wird, wie durch den Pfeil A dargestellt ist. Die Kugel 19 wird
aufgrund des über ihr
herrschenden Unterdrucks nach oben gezogen. Aufgrund der gebogenen
Form des Rohres 16 und damit der Kammer 17 im
oberen, der Zugangsöffnung 12 nahen
Bereichs, wird die Kugel 19 in einer Position gehalten,
die verhindert, dass sie sich dichtend vor die Zugangsöffnung 12 setzt,
wodurch ein weiteres Abpumpen verhindert werden würde. Nachdem
das Kugelventil auf diese Weise geöffnet ist, kann die Vakuumkammer
in Form des Verdampferraums 5 und gegebenenfalls der Absorberraum 7 evakuiert
werden. Dies erfolgt so lange, bis der Druck in der Vakuumkammer
gleich dem über
die Pumpe erzeugten Druck ist. In diesem Fall sinkt die Kugel 19 gewichtskraftbedingt
nach unten und greift am Dichtsitz 18 an. Aufgrund des
in der Vakuumkammer herrschenden Vakuums verformt sich die Kugel 19,
die aus einem Silikonmaterial bzw. Silikon ist, wie in 3 dargestellt
ist. Der Dichtsitz 18 selbst ist vorzugsweise aus Metall.
Gleichwohl kann die Konfiguration auch umgekehrt sein, dass die
Kugel 19 aus Metall ist, während der Dichtsitz 18 aus
einem verformbaren Material wie z.B. Silikon ist. Auf diese Weise
wird nun der Zugang von der Kammer 17 zur Vakuumkammer,
hier also dem Verdampferraum 5, geschlossen. Die Pumpe 21 wird
nun abgekoppelt. Anschließend
wird, siehe 3, in die Kammer 17 eine Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser 22, gefüllt, bis die Kammer 17 vollständig befüllt ist.
Nach dem Befüllen mit
Wasser wird dieses mit einem diffusionsfähigen Element oder einer diffusionsfähigen Verbindung
angereichert, bevorzugt wird hier Helium verwendet. Anschließend wird
in die Gewindehülse 14 eine
Verschlussschraube 23, hier eine Bundschraube, mit einem
Dichtring 24 fest eingeschraubt. Hierbei wird, nachdem
die Kammer 17 mit dem Wasser befüllt ist, aufgrund der Länge der
Verschlussschraube 23 Wasser verdrängt bzw. komprimiert und so
der hydraulische Druck auf die verformte Kugel 19 verstärkt. Im nächsten Schritt
wird eine Abdeckkappe 25 auf die Verschlussschraube 23 aufgesetzt
und randseitig mit der Gewindehülse 14 verschweißt, um eine
weitere Abdichtung zu realisieren.
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Auf
diese Weise ist unter Druck eine Flüssigkeit in der Kammer 17 eingeschlossen,
die mit einem diffusionsfähigen
Element, hier Helium, angereichert ist. Sollte wider Erwarten der
Verschluss der Zugangsöffnung 12 nicht
dicht sein, liegt also eine Leckage im Bereich der Verschlussschraube 23 und/oder
der Abdeckkappe 25 vor, so kann das Helium durch dieses
Leck nach außen
diffundieren. Dies kann unter Verwendung eines hier nur exemplarisch dargestellten
Messgeräts 26,
eines sogenannten Lecksuchers, erfasst werden. Sollte sich ein Leck
zeigen, kann der Verschluss geöffnet
werden, wozu die aufgeschweißte
Abdeckkappe 25 zentrisch anzubohren und anschließend mit
einem Fräser
zu entfernen ist, wonach die Verschlussschraube 23 herausgeschraubt
und gegebenenfalls nach Austausch derselben oder der Dichtung 24 erneut
gesetzt wird. Gegebenenfalls kann zuvor noch Wasser nachgefüllt und erneut
angereichert werden. Auf diese Weise ist im Übrigen auch eine Nachevakuierung
möglich,
sollte sich im Betrieb des Fasses herausstellen, dass das Vakuum
aus welchen Gründen
auch immer nicht mehr hinreichend ist.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehene
Kammer lässt
ein mehrfaches Öffnen
und Verschließen
zu, was während
der Herstellung des beschriebenen Getränkebehältnisses mit der Selbstkühleinrichtung
erforderlich ist. Der Herstellungsprozess gestaltet sich wie folgt:
Das
Rohr 16, die Gewindehülse 14 sowie
der Dichtsitz 18 bilden eine vormontierte Einheit, die
zu einem geeigneten Zeitpunkt über
die Gewindehülse 14 im Deckel 5 festgeschweißt wird.
Nach Durchführung geeigneter
Leckagetests betreffend die bis dato erfolgten Verbindungen bzw.
Schweißverbindungen der
die Vakuumkammer in Form des Verdampferraums bzw. des Absorberraums
definierenden bzw. begrenzenden Behälterteile wird die verformbare
Kugel 19 über
die Zugangsöffnung 12 in
die Kammer 17 eingedrückt.
Nun wird die Pumpe 21 an die Zugangsöffnung 12 angekoppelt
und die Verdampferkammer 5 und gegebenenfalls auch der
Absorberraum 7 evakuiert. Hierbei wandert wie bereits beschrieben
die Kugel 19 nach oben, so dass das Kammerventil offen ist.
Bei erreichtem gewünschtem
Vakuum fällt
die Kugel 19 wieder nach unten und schließt das Ventil
infolge der Anlage am Dichtsitz 18.
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Nun
wird die Kammer 17 randvoll mit kaltem Wasser gefüllt. Dieses
schützt
das Ventil bestehend aus der Kugel 19 und dem Dichtsitz 18 vor
einer Überhitzung
im nachfolgenden Regenerationsprozess. Anschließend wird die Verschlussschraube 23 eingeschraubt,
wodurch das in der Kammer 17 befindliche Wasser verdrängt und
ein hydraulischer Druck in der Kammer auf die Kugel 19 aufgebaut wird.
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Im
nächsten
Schritt wird das Behältnis
regeneriert. Der Absorberraum bzw. das Absorbermaterial ist mit
Wasser gesättigt.
Das Behältnis
wird von außen
erwärmt,
wodurch das Wasser vom Absorbermaterial abdampft und über die
nun geöffnete
Ventileinrichtung in den Verdampferraum wandert und den Verdampfer 6 sättigt. Hierbei
stellt sich ein Druckaufbau in der Behälterkammer bis ca. 1.000 mbar
auf, gleichzeitig wird ein Gegendruck durch Ausdehnung der Wassersäule über der
Kugel 19 aufgebaut, der das Kugelventil verschließt. Sollte
sich dennoch eine Undichtigkeit in diesem Bereich einstellen, würde lediglich
Wasser aus der Kammer 17 in die Vakuumkammer strömen, das
erzeugte Vakuum wäre
im Wesentlichen unverändert.
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Nach
der Regenerierung wird die Ventileinrichtung 9 geschlossen
und es folgt die eigentliche Nachevakuierung bzw. Endevakuierung.
Hierzu wird unter anliegendem Vakuum über die Pumpe 21 bzw. eine
entsprechend ausgebildete Vakuumglocke die Verschlussschraube 23 herausgeschraubt
und so die Kammer 17 geöffnet.
Dies führt
dazu, dass der Gasdruck in dem Verdampferraum 5 die Kugel 19 etwas anhebt,
so dass das in der Kammer 17 befindliche Wasser in den
Verdampferraum 5 fließen
kann. Anschließend
senkt sich die Kugel wieder auf den Dichtsitz 18 und verschließt diese Öffnung vollständig.
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Nun
wird erneut Wasser in die Kammer 17 eingefüllt und
anschließend
mit Helium angereichert. Schließlich
wird die Verschlussschraube 23 wieder eingeschraubt, dicht
angezogen und anschließend die
Abdeckplatte 25 aufgeschweißt. Nun kann die letzte Leckageprüfung vorgenommen
werden.
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4 zeigt
eine weitere Kammer- und Ventilausführungsform. Gezeigt ist auch
hier ein erstes Rohr 27, das eine rohrförmige Kammer 28 begrenzt, und
das mit seinem oberen Ende an einer Gewindehülse 29 und mit seinem
unteren Ende an einem Halteteil 30, auf dessen Funktion
nachfolgend noch eingegangen wird, angeordnet ist. Die erste Kammer 28 ist
von einem zweiten äußeren Rohr 31 umgriffen, das
eine zweite äußere Kammer 32 zwischen
dem ersten Rohr 27 und dem zweiten Rohr 31 begrenzt. Das
zweite Rohr 31 ist oberseitig ebenfalls an der Gewindehülse 29 und
unterseitig ebenfalls an dem Halteteil 30 angeordnet. Im oberen
Bereich der Befestigung des zweiten Rohrs 31 an der Gewindehülse sind
mehrere Lufteinlassöffnungen 33 vorgesehen, über die
Luft in die zweite Kammer beim Evakuieren gesaugt werden kann.
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Das
Halteteil 30 dichtet beide Kammern 28, 32 nach
unten hin ab. Es weist eine Luftdurchgangsöffnung 34 auf, über die
Luft von der zweiten Kammer 32 in eine Kammer 35 des
Halteteils eintreten kann. Am Halteteil 30 ist ferner das
Ventilelement 36, das hier als Nadelventil ausgebildet
ist, positioniert. Dieses Ventilelement 36 umfasst zum
einen eine Nadel 37, zum anderen einen Dichtsitz 38 mit
einem Dichtring 39, der über einen Federring 40 nach
innen belastet wird. Der Durchmesser des Dichtrings 39 ist
so bemessen, dass der Dichtsitz 41 der Nadel 37,
gebildet durch ihren länglichen
Außenumfang,
im Dichtring 39 formschlüssig aufgenommen werden kann.
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Dem
länglichen
Dichtsitz 41 der Nadel 37 folgt ein sich konisch
verjüngender
Abschnitt 42, der in einen Verbindungsabschnitt 43 übergeht,
an dem sich ein Abschnitt 44 mit einem Außengewinde 45 anschließt. Dieses
Außengewinde
greift in ein Innengewinde 46 einer Durchbrechung 47 am
Halteteil 30 ein, kann also in dieser verschraubt werden.
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Ausgehend
von der in 4 gezeigten Anordnung wird zum
Evakuieren zunächst über ein nicht
näher gezeigtes
Werkzeug die Nadel 37 über den
am oberen Ende vorgesehenen Werkzeugeingriff 48 nach oben
geschraubt, bis der Nadeldichtsitz 41 vom Dichtring 39 gelöst ist,
siehe 5. Der Dichtring 39, der wie zweckmäßigerweise
der gesamte Dichtsitz 38 aus Silikon besteht, federt etwas
nach innen. Ersichtlich wird jedoch das Ventil geöffnet, Luft kann
nach Aufsetzen der Pumpe über
die oberseitigen Lufteinlassöffnungen 33,
wie durch den Pfeil gezeigt, in die äußere zweite Kammer 32,
von dort über die
Luftdurchgangsöffnung 34 in
die innere halteteilseitige Kammer 35 und über diese über die
Ventilöffnung 49 in
die erste Kammer 28 und von dort zur Pumpe gelangen. Ersichtlich
befindet sich die Nadel 37 nach wie vor im Gewinde 46 eingeschraubt.
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Die
Evakuierung erfolgt so lang, bis das gewünschte Vakuum erreicht ist.
Anschließend
wird bei noch aufgesetzter Pumpe die Nadel 37 mittels des nicht
näher gezeigten
Werkzeugs über
den Werkzeugeingriff 48 nach unten geschraubt, bis das
Außengewinde 44 das
Innengewinde 46 verlässt,
so dass die Nadel 37 durch die Durchbrechung 47 nach
unten in die in 6 gezeigte Stellung rutscht.
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Nun
wird das mit dem diffusionsfähigen
Element oder der diffusionsfähigen
Verbindung angereicherte Wasser eingefüllt, wonach in der bereits
vorher beschriebenen Weise die Gewindehülse oberseitig über die
Verschlussschraube geschlossen und anschließend dicht geschweißt wird.
Die Nadel 37 bewegt sich, wenn das Gewinde 44 aus
dem Gewinde 46 herausgeschraubt wird, nicht unbedingt bis ganz
nach unten, ihre Bewegung wird also nicht durch den sich erweiternden
konischen Abschnitt 42 begrenzt. Dies bietet den Vorteil,
dass die Nadel 37 etwas vertikal bewegbar ist, so dass
sie dann, wenn sich das in der Kammer 28 befindliche Wasser
temperaturbedingt etwas ausdehnt, den Druck kompensieren und etwas
nach unten nachgeben kann.
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Soll
nun beispielsweise zu Regenerationszwecken des Verdampfers das Ventil
wieder geöffnet werden,
so wird nach Öffnen
der Verschlussschraube über
das Werkzeug die Nadel 37 gegriffen und wieder nach oben
in die in 5 gezeigte Evakuierungsstellung
geschraubt. Es ist also jederzeit möglich, diese Ventileinrichtung
mehrfach zu betätigen.
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Wenngleich
es wie in den 4–6 gezeigt
nicht unbedingt erforderlich ist, dass der Dichtsitz 38 unmittelbar
auf dem Halteteil 30 angeordnet ist, ist dies im Hinblick
auf die Vermeidung etwaiger Hohlräume, in denen sich Restgas
ansammeln kann, doch sehr zweckmäßig.