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Die Erfindung bezieht sich auf einen Aerosolzerstäuber zum Abgeben eines aus einem Gemisch von Flüssigkeit und Gas bestehenden Sprühstrahls, der mit a) mindestens einem Behälter für ein zu zerstäubendes flüssiges Produkt, b) wenigstens eine innerhalb des Behälters oder getrennt von diesem angeordnete Quelle für ein
Treibmittel, c) eine Düsenanordnung, welche eine Zerstäuberdüse mit einem sie durchsetzenden, von einer
Einlassseite zur Auslassseite führenden zentralen Durchlass, der aus einem Teilstück für konstante
Durchströmung und einem Expansionsteilstück, dessen Querschnittsfläche über seine gesamte
Länge wenigstens gleich der Querschnittsfläche der Übertragungsstelle der beiden Teilstücke oder grösser als diese ist, besteht,
und mit mindestens einem die Düse durchsetzenden und nahe der Übergangsstelle zwischen den beiden Teilstücken des zentralen Durchlasses in diesen einmündenden Einlasskanal, dessen mittlere Durchströmungsachse an der Einmündung in den zentralen Durchlass dessen Achse schneidet, ferner d) + e) Strömungswege für flüssiges Produkt von dem Behälter zur Düse und für Treibmittel von der Treibmittelquelle zur Düse sowie f) + g) Absperreinrichtungen zum Steuern der Strömung von Flüssigkeit entlang dem
Flüssigkeits-Strömungsweg und von Treibmittel entlang dem Treibmittel-Strömungsweg und schliesslich h) eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Absperreinrichtungen umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner eine neuartige, aus dem vorstehend beschriebenen Typ entwickelte Düsenanordnung der vorstehend genannten Art.
Eine Düsenanordnung des genannten Typs ist in der US- PS Nr. 3, 677, 525 beschrieben und insbesondere in den Fig. 5 und 6 dieser Patentschrift dargestellt. Die Anordnung ist mit einem eine Resonatorhöhlung aufweisenden Resonatorkörper gekoppelt oder wird unter Wasser verwendet, welches in diesem Falle anscheinend als Resonator wirkt. Die Düsenanordnung findet Verwendung in Zerstäuber- und Brenneranordnungen, wie sie etwa in der US-PS Nr. 3, 240, 254 beschrieben sind.
Bei der in der zuerst angeführten Patentschrift beschriebenen Anordnung wird entweder Druckluft in den in Längsrichtung verlaufenden zentralen Durchlass eingeführt und Brennstoff od. dgl. in radial verlaufende und unter einem Winkel von vorzugsweise 300 oder auch unter einem steileren Winkel bis hin zu einem rechten Winkel zwischen ihrer mittleren Durchströmungsachse und der Achse des zentralen Durchlasses in diesen einmündende Durchlässe gepumpt, oder der Brennstoff wird in den zentralen Durchlass gepumpt, wobei dann den radial verlaufenden Durchlässen Druckluft zugeführt wird.
Die Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit an Stelle von Gas zum zentralen Durchlass der bekannten Düsenanordnung soll den Vorteil erbringen, dass Verstopfungen durch in der Flüssigkeit mitgeführte Rauch- und Schmutzteilchen vermieden sind und dass eine gute Zerstäubung mit einer relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeit des Gases erzielbar ist. Aus diesem Grund hat der in Längsrichtung verlaufende zentrale Durchlass an seiner engsten Stelle oder Einschnürung einen Durchmesser von etwa 7, 5 mm, und den radialen Durchlässen wird Luft unter einem um etwa 2 bis 7 Atmosphären über dem Umgebungsdruck liegenden Druck zugeführt.
Die Summe der Querschnittsflächen der radialen Durchlässe ist unabhängig davon, ob dem zentralen Durchlass Luft oder Flüssigkeit zugeführt wird, beträchtlich kleiner als die Querschnittsfläche der relativ weiten Einschnürung des zentralen Durchlasses.
In bekannten Aerosolzerstäubern wird eine darin enthaltene Flüssigkeit gewöhnlich durch ein in dem Produktbehälter vorhandenes, druckverflüssigtes Treibmittel unter Druck gehalten und zur Bildung eines zumeist etwa konischen Zerstäuberstrahls durch eine Düse ausgetrieben. Der Sprühstrahl wird dabei durch die natürlichen Kräfte von Trägheit und Schwerkraft sowie durch Verdampfung und Entspannung der mit dem flüssigen Produkt vermengten Tröpfchen des Treibmittels in feine Tröpfchen unterteilt. In andern Ausführungen wird das flüssige Produkt von einem eine Venturidüse durchströmenden, unter Druck stehenden, gasförmigen Treibmittel aus dem Produktbehälter in die Venturidüse angesaugt, worauf dann das Gemisch aus flüssigem Produkt und gasförmigem Treibmittel als Sprühstrahl bzw. Sprühwolke aus der Venturidüse ausgestossen wird.
Kürzlich wurde ein Aerosolzerstäuber einer Art entwickelt, bei welchem innerhalb der Vorrichtung selbst eine gewisse Menge Druckluft erzeugt und dann plötzlich durch eine Venturidüse hindurch
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ausgestossen wird, um dabei ein zu zerstäubendes flüssiges Produkt aus einem Produktbehälter anzusaugen. Beispiele derartiger Zerstäuber finden sich in den US-PSen Nr. 3, 672, 545 und Nr. 3, 733, 010.
Es wurde festgestellt, dass sich Düsenanordnungen der in der US-PS Nr. 3, 677, 525 beschriebenen Art nicht dazu eignen, die bisher für Aerosolzerstäuberdosen verwendeten und vorzugsweise in den an derartigen Dosen gewöhnlich vorgesehenen Druckkopf-Betätigungseinrichtungen angeordneten Düsenanordnungen zu ersetzen. Sie eignen sich auch nicht zur Verwendung für Aerosolzerstäuber, welche mit Druckluft an Stelle der sonst als Treibmittel verwendeten verflüssigten Gase wie Freon 12, Gemische aus Freon 11 und 12, Propan, Kohlendioxyd oder Stickstoffoxyd arbeiten, da sich hiebei eine viel zu grobe Zerstäubung ergibt.
Anderseits wurde nun auch festgestellt, dass sich insbesondere mit solchen Aerosolzerstäubern, welche mit Druckluft zum Ansaugen des flüssigen Produkts aus einem Behälter arbeiten, keine
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Zerstäuben von Produkten wie Mundparfums oder geruchhemmmenden Mitteln nicht allzu kritisch ist, ist sie äusserst wichtig bei Medikamenten, welche in die Bronchien oder in die Lungen der Atmungswege oder die Lungen eingeatmet werden sollen. Bei Medikamenten für die Behandlung von Asthma sind beispielsweise Tröpfchengrössen von nur wenigen Mikron erwünscht.
Es braucht kaum erwähnt zu werden, dass die Zerstäuberdüse bei derartigen Aerosolzerstäuberdosen nicht mit Resonatoreinrichtungen versehen sein kann, da diese die freie Ausbildung eines aus der Düsenöffnung austretenden und auf ein bestimmtes, ziemlich kleines Ziel gerichteten Sprühstrahls behindern würden. Dementsprechend bezieht sich die Erfindung lediglich auf solche Aerosolzerstäuber, bei denen die Austrittsöffnung der Düse während des Austritts des Sprühstrahls gänzlich unbehindert ist.
Demgemäss bezweckt die Erfindung einen Aerosolzerstäuber mit einer neuartigen Düsenanordnung sowie die Verwendung einer solchen Düsenanordnung selbst zum Erzeugen eines ein Gemisch aus flüssigem Produkt und gasförmigem Treibmittel enthaltenden Sprühstrahls mit sehr viel kleineren Tröpfchengrössen als mit herkömmlichen Anordnungen und Verfahren erzielbar sind.
Die gemäss der Erfindung für ein solches Verfahren verwendete Düsenanordnung soll einfach in der Handhabung und im Aufbau sein und sich ohne Schwierigkeiten in Verbindung mit herkömmlichen Aerosolzerstäubern der vorstehend beschriebenen Arten verwenden lassen.
Ein gemäss der Erfindung mit einer solchen Düsenanordnung versehener Aerosolzerstäuber kann auch Druckluft als Treibmittel verwenden und soll gleichwohl ein flüssiges Produkt in einem Sprühstrahl von äusserst kleinen Tröpfchen zerstäuben können.
Bei einem Aerosolzerstäuber der zuletzt genannten Art ist gemäss der Erfindung für das Komprimieren der benötigten Luft nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich, so dass die Vorrichtung für den Benutzer leicht zu handhaben ist.
Ein erfindungsgemässer Aerosolzerstäuber der vorstehend bezeichneten Art soll dabei nur wenige bewegliche Teile aufweisen, so dass er leicht und billig herstellbar und zuverlässig im Gebrauch ist.
Gemäss der Erfindung ist ein Aerosolzerstäuber der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass er eine dem Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit oder dem Flüssigkeits-Strömungsweg an der Zuströmseite der die Strömung der flüssigkeitssteuernden Absperreinrichtung zugeordnete Einrichtung zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks aufweist und dass die Betätigungseinrichtung mindestens eine Einstelleinrichtung für die letztgenannte Absperreinrichtung aufweist, mittels welcher die letztere so einstellbar ist, dass die der Düse zuströmende Flüssigkeit einen höheren Druck hat als das der Düse zuströmende Treibmittel.
Die Einrichtung zum Erzeugen des Flüssigkeitsdrucks kann durch die Treibmittelquelle gebildet sein, welche in diesem Falle im Produktbehälter angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen, mit der neuartigen Düsenanordnung versehenen Aerosolzerstäubers ist das Problem des"Spuckens"gelöst, d. h., die Vorrichtung gibt bei Betätigung sofort einen aus feinen Tröpfchen zusammengesetzten Sprühstrahl ab, ohne zunächst grössere Tropfen der zu zerstäubenden Flüssigkeit hervorzustossen.
Vorzugsweise sind bei dem mit der neuartigen Düsenanordnung versehenen Aerosolzerstäuber der Druckluftfluss und der Produktfluss derart gesteuert, dass das Produkt jeweils gänzlich ausgestossen wird, so dass ein Nachtropfen des Produkts aus der Düsenanordnung nach dem Aufhören der Druckluftströmung vermieden ist.
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In einer bevorzugten Ausführung verwirklicht die Erfindung einen Aerosolzerstäuber mit einer Düsenanordnung der beschriebenen Art und mit Einrichtungen zum Abgeben eines Flüssigkeitsstrahls in den Druckluftstrom oder den Strom eines andern Treibmittels unter Dosieren der von dem Treibmittel bzw. der Druckluft zerstäubten Flüssigkeitsmenge, aus welchem in aufeinanderfolgenden Stössen dosierte Flüssigkeitsmengen abgegeben werden können.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Aerosolzerstäubers ist die Einrichtung zum Erzeugen des Flüssigkeitsdrucks dem Behälter für das flüssige Produkt zugeordnet, und insbesondere ist der Strömungsweg der Flüssigkeit in diesen Ausführungsformen mit dem Einlassende des zentralen Durchlasses der Zerstäuberdüse verbunden, während der Strömungsweg für das Treibmittel mit dem wenigstens einen radialen Durchlass der Düse verbunden ist.
In diesen bevorzugten Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers findet vorzugsweise eine neuartige Düsenanordnung Verwendung, bei welcher der oder jeder radiale Durchlass oder Einlass der Zufuhr des unter Druck stehenden Treibmittels zur Düse dient und jeder Einlass die Achse des die Strömung der Flüssigkeit führenden zentralen Durchlasses der Düse an seiner Einmündung in diesen unter einem Winkel von 70 bis 110 schneidet, bei welcher ferner die Gesamt-Querschnittsfläche des radialen Einlasses bzw. der Einlässe an dessen bzw.
deren Einmündung in den in Längsrichtung verlaufenden zentralen Durchlass grösser ist als die Querschnittsfläche des letzteren an der Übergangsstelle zum divergierenden Durchlassteil und bei welcher am offenen Austrittsende des divergierenden Durchlassteils der Düse keinerlei mechanische Hindernisse in dem Weg des daraus austretenden Sprühstrahls vorhanden sind.
Der genannte Schnittwinkel ist vorzugsweise ein rechter Winkel, und es sind vorzugsweise wenigstens zwei der genannten radialen Einlässe vorhanden, deren Mündungen in den zentralen Durchlass einander diametral gegenüberliegen, wie dies an sich von andern Düsenanordnungen bekannt ist, in denen der in Längsrichtung der Düse verlaufende zentrale Durchlass von Luft oder einem andern Treibmittel durchströmt ist.
Bei der erfindungsgemässen Düsenanordnung ist die Gesamt-Querschnittsfläche der Einlässe vorzugsweise etwa zwei-bis zehnmal so gross wie die Querschnittsfläche des zentralen Durchlasses an der Übergangsstelle.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Düsenanordnung beträgt die Gesamt-Querschnittsfläche entsprechend einem Durchmesser der radialen Einlässe 0, 1 bis 1, 5 mm und die Querschnittsfläche des zentralen Durchlasses an der Übergangsstelle entsprechend einem Durchmesser von 0, 05 bis 0, 5 mm.
Eine besonders feine Zerstäubung wird erzielt, wenn die Einrichtung zur Steuerung des Drucks so eingestellt ist, dass der Druck der durch die Flüssigkeitszuleitung zugeführten Flüssigkeit um etwa 0, 3 bis 1 Bar höher ist als der des durch die Gaszuleitung der Düse zugeführten Gases.
Vorzugsweise ist die Drucksteuereinrichtung so einstellbar, dass die Flüssigkeit von der Flüssigkeitszuleitung der Düse unter einem um 2 bis 8 Bar über dem Umgebungsdruck liegenden Druck zugeführt wird und das Gas unter einem um 1, 7 bis 7 Bar über dem Umgebungsdruck liegenden Druck über die Gaszuleitung zugeführt wird.
Zur weiteren Verbesserung der Zerstäuberwirkung und zum Erleichtern des Eintritts des Druckgases in die Strömung der unter Druck ausströmenden Flüssigkeit weist das für konstante Durchströmung ausgelegte Teilstück des zentralen Düsendurchlasses einen vom Einlassende der Düse ausgehenden Abschnitt kleineren Durchmessers und einen zwischen diesem und dem divergierenden Durchlassteilstück liegenden Abschnitt von grösserem Durchmesser auf, wobei der bzw. jeder radiale Einlass unter dem vorstehend genannten Winkel von 80 bis 1000 nächst der Übergangsstelle zwischen dem Abschnitt grösseren Durchmessers und dem divergierenden Durchlassteilstück vorzugsweise in das erstere einmündet.
Die in der erfindungsgemässen Düsenanordnung vorhandene Düse kann entweder eine einfache Düse mit einem sie durchsetzenden zentralen Durchlass zum Abgeben eines Sprühstrahls aus Flüssigkeitströpfchen sein, oder eine Venturidüse mit einem verengten Drosseldurchlass, wobei eine Flüssigkeitszuleitung für die Zufuhr einer die Düse in Längsrichtung durchströmenden Flüssigkeit an der Düse angeschlossen ist und wenigstens eine Zuleitung für ein Druckgas in die die Düse in Längsrichtung durchsetzende Flüssigkeitsströmung quer zu derselben und unter den vorstehend im einzelnen angeführten Bedingungen an einer Stelle nahe oberhalb der Austrittsstelle des Sprühstrahls aus der Düse in diese
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einmündet. Das erfindungsgemässe Zerstäuberverfahren wird also so durchgeführt,
dass man eine Flüssigkeit unter Druck in Längsrichtung durch einen begrenzten Raum strömen lässt und der Flüssigkeitsströmung nahe oberhalb einer Stelle, an welcher sie aus dem begrenzten Raum austritt, ein Druckgas in Querrichtung und unter den vorstehend angegebenen Bedingungen zuführt.
Die neuartige Düsenanordnung und das Verfahren zu ihrer Anwendung ermöglichen es, einen Sprühstrahl mit sehr viel kleineren Flüssigkeitströpfehen zu erzeugen, als dies bei der Zufuhr von Gas zum in Längsrichtung verlaufenden zentralen Durchlass der Düse und Zufuhr der Flüssigkeit in Querrichtung wie bei Venturidüsen von Aerosolzerstäubern oder auch bei den bekannten, vorstehend angeführten Brennerdüsen möglich ist.
In einer besonderen Ausführungsform verwirklicht die Erfindung einen Aerosolzerstäuber mit einer neuartigen Düsenanordnung der vorstehend beschriebenen Art, bei welchem das Zerstäuben eines flüssigen Produkts mit Hilfe eines Druckluftstroms erfolgt.
Seit vielen Jahren sind die hauptsächlich verwendeten Aerosolzerstäuber so eingerichtet, dass ein unter Druck stehendes Treibmittel zusammen mit dem zu zerstäubenden Produkt in einem mit einem Ventil verschlossenen Behälter untergebracht ist. Beim Öffnen des Ventils presst das Treibmittel auf Grund seines Drucks das mit dem Treibmittel vermischte Produkt durch das Ventil und eine Düse hindurch aus.
Auf Grund des hohen Drucks des Treibmittels tritt dann das Gemisch aus diesem und dem Produkt in zersträubter Form aus der Düse aus.
Im Laufe der letzten zehn Jahre wurden Aerosolzerstäuber entwickelt, in denen das Treibmittel getrennt von dem zu zerstäubenden Produkt enthalten ist und sich erst im Augenblick des Zerstäubens mit dem Produkt vermischt. Dadurch wurde es möglich, normalerweise bei längerer gemeinsamer Lagerung mit dem Treibmittel unverträgliche Produkte mittels Aerosolzerstäubern zu zerstäuben. Gleichwohl verwenden solche Zerstäuber noch ein flüssiges Treibmittel zum Austreiben und Zerstäuben des Produkts.
In jüngster Zeit wurde die Möglichkeit schädlicher Wirkungen der in solchen Zerstäubern verwendeten Treibmittel, wie verschiedenen Arten von Freongas, vielfach diskutiert. Bei zerstäubten Produkten, wie z. B. Farbe oder Insektiziden, die nicht direkt auf den menschlichen Körper angewendet werden, kann der Benutzer gewisse Sicherheitsvorkehrungen treffen, damit er das zerstäubte Gemisch aus Produkt und Treibmittel nicht einatmet. Soll das Produkt jedoch auf dem menschlichen Körper angewendet oder von diesem aufgenommen werden, wie dies bei direkt auf den Körper gesprühten geruchshemmenden Mitteln oder bei direkt in den Mund gesprühten Mundparfums der Fall ist, so lässt es sich nicht vermeiden, dass der Benutzer den schädigenden Wirkungen des Treibmittels ausgesetzt ist.
Dieser Nachteil der verflüssigte Gase als Treibmittel verwendenden Aerosolzerstäubern führte in jüngster Zeit zur Entwicklung von Zerstäubern, welche zum Ansaugen eines Produkts aus einem besonderen Produktbehälter Druckluft verwenden, welche bei jeder Betätigung des Zerstäubers von Hand komprimiert wird. Beispiele für solche Zerstäuber finden sich in den US-PSen Nr. 3,672, 545 und Nr. 3,733, 010. Da diese Zerstäuber an Stelle eines Treibmittels lediglich Druckluft verwenden, ist der Benutzer nicht durch das Treibmittel gefährdet. Daher eignen sich solche Vorrichtungen vorzugsweise zum Zerstäuben von Produkten wie Medikamenten sowie Produkten für Kosmetik und Körperhygiene u. dgl., bei denen es unerwünscht ist, dass der Benutzer den Gefahren herkömmlicher Treibmittel ausgesetzt ist.
Es wurde nun jedoch festgestellt, dass sich mit einer solchen Vorrichtung, welche mit Druckluft zum
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lassen. Zwar ist die Tröpfchengrösse bei Produkten wie Mundparfums oder geruchshemmenden Mitteln nicht sonderlich wichtig. Hingegen ist sie von äusserster Wichtigkeit im Falle von Medikamenten, welche gegebenenfalls in den Bronchialbereich der Atmungswege oder in die Lunge eingeatmet werden sollen. Bei Medikamenten für die Behandlung von Asthma sind beispielsweise Tröpfchengrössen bis hinab zu etwa 5 p erwünscht.
In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers ist vorzugsweise eine Einrichtung zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks in Form einer Produkt-Druckpumpe vorgesehen, welche in dem Produkt einen Druck erzeugt und einen Kolben und einen relativ zu diesem beweglichen Zylinder aufweist, wobei die Absperreinrichtung zum Steuern der Strömung des Treibmittels ein mit dem beweglichen Teil der Produkt-Druckpumpe in Triebverbindung stehendes, bewegliches Absperrglied aufweist, welches unter Betätigen der Betätigungseinrichtung zwecks Bewegen des beweglichen Teils der
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Produkt-Druckpumpe im wesentlichen gleichzeitig mit diesem bewegbar ist.
Eine am beweglichen Teil der Produkt-Druckpumpe und an dem Absperrglied angreifende Feder hält dieses solange geschlossen, bis es durch direkten Angriff der Betätigungseinrichtung geöffnet wird. Ein im Strömungsweg der Flüssigkeit zwischen der Druckpumpe und der Düse angeordnetes Produkt-Absperrorgan wird im wesentlichen gleichzeitig mit der Betätigung der Produkt-Druckpumpe zum Erzeugen des Flüssigkeitsdrucks geöffnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Treibmittelquelle eine die Luft komprimierend Kolbenpumpe, welche in oder an einem die Zerstäuberdüse tragenden Hauptteil oder "Tragkörper" des Zerstäubers angebracht ist. Der Luftkompressor hat einen Kolben und einen Zylinder, von welchen der eine Teil fest am Hauptteil des Zerstäubers angebracht ist, während sich der andere Teil zum Komprimieren von Luft entlang einem Kompressionshub gegenüber dem feststehenden Teil bewegen lässt.
In diesem Falle verläuft der Strömungsweg für das Treibmittel, d. h. die komprimierte Luft, von dem Luftverdichtungsraum durch den Tragkörper des Zerstäubers hindurch zur Düse, das Absperrorgan umfasst ein im Tragkörper des Zerstäubers untergebrachtes, bewegliches Absperrglied, welches den Strömungsweg für die Pressluft in der unbetätigten Stellung verschliesst, und die Betätigungseinrichtung ist in Wirkbeziehung zum beweglichen Teil der Luftpumpe und zum Absperrglied für Pressluft angeordnet, um letzteres durch direkten Angriff zum Öffnen des Strömungswegs für das Treibmittel kurz vor dem Ende des Kompressionshubs zu betätigen, nachdem die Luftpumpe die Luft auf einen vorbestimmten Druck komprimiert hat.
In der zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausführungsform können die Luftpumpe und der Flüssigkeitsbehälter an einander gegenüberliegenden Seiten des Tragkörpers des Zerstäubers angeordnet sein, wobei der Tragkörper einen mit der Luftpumpe fluchtenden zylindrischen Hohlraum haben kann, welcher den Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe bildet. In diesem Falle befindet sich das bewegliche Absperrglied für Pressluft in Anlage an dem der Luftpumpe zugewandten Ende des Kolbens der Flüssigkeits-Druckpumpe, so dass dieser bei der Bewegung des Absperrglieds zum Öffnen des PressluftStrömungswegs in einer einen Druck in der Flüssigkeit erzeugenden Richtung bewegt wird.
In einer derartigen Ausführungsform kann der Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe einen in Richtung auf die Luftpumpe hervorstehenden Fortsatz haben und so geformt sein, dass zwischen diesem Fortsatz und der Innenwandung einer im Tragkörper des Zerstäubers gebildeten Kammer ein Teil des Pressluft-Strömungswegs gebildet ist. In diesem Falle kann die Zerstäuberdüse an ihrem Einlassende über einen den Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe durchsetzenden und nächst dem Fortsatz desselben im Bereich des Einlassendes der Düse ausmündenden Strömungsweg für die Flüssigkeit mit dem Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe strömungsverbunden sein.
Der Fortsatz des Kolbens kann ferner eine Ringnut aufweisen, in welche der Strömungsweg der Flüssigkeit ausmündet, und das Absperrorgan für die Steuerung der Flüssigkeitsströmung kann durch eine in die Ringnut eingesetzte Ringdichtung gebildet sein, welche den Strömungsweg der Flüssigkeit in der unbetätigten Stellung sperrt und genügend dehnbar ist, um den Strömungsweg bei Durchtritt von unter Druck stehender Flüssigkeit freizugeben.
In einer andern derartigen Ausführungsform der Erfindung hat der Tragkörper des Zerstäubers an seiner der Luftpumpe abgewandten Seite eine rohrförmige Fassung mit einem mittigen Durchlass, welcher mit dem Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe fluchtet. In diesem Falle hat der Produktbehälter einen eine Abgabeöffnung aufweisenden Verschlussteil, welcher abdichtend die rohrförmige Fassung umgibt. Die Fassung enthält ein Absperrorgan zum Steuern des Zutritts des Produkts vom Produktbehälter in den Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe. Der Produktbehälter lässt sich zusammen mit dem Absperrorgan von der rohrförmigen Fassung abziehen, was bedeutet, dass er ausgewechselt werden kann.
Der Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe hat in dieser Ausführungsform vorzugsweise einen in Richtung auf die Luftpumpe hervorstehenden Fortsatz, welcher so geformt ist, dass zwischen ihm und der Innenfläche des Zylinders der Flüssigkeits-Druckpumpe ein Teil des Pressluft-Strömungswegs gebildet ist.
Der Tragkörper des Zerstäubers enthält ebenfalls einen durch einen Teil des Innenraums des Zylinders der Flüssigkeits-Druckpumpe nächst dem Fortsatz gebildeten Pressluft-Strömungsweg, welcher zur Düse hin verläuft sowie einen von einer Stelle der Wandung des letztgenannten Zylinders in gewissem Abstand von dem Pressluft-Strömungsweg, auf der der Luftpumpe abgewandten Seite zur Düse führenden Strömungsweg für das Produkt.
An einer Stelle zwischen den beiden Strömungswegen ist zwischen dem Kolben und dem Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe eine Dichtung angeordnet, und zwischen dem
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Produkt-Durchlass und dem übrigen Teil des Zylinders der Flüssigkeits-Druckpumpe ist im Strömungsweg des Produkts eine zusammendrückbare Dichtung vorgesehen, welche sich unter dem Druck des Produkts zusammendrücken lässt, um den Produktfluss entlang dem Zylinder zum Produktdurchlass und über diesen zur Zerstäuberdüse freizugeben.
In noch einer weiteren derartigen Ausführungsform der Erfindung sind die Luftpumpe und der Produktbehälter an entgegengesetzten Enden des Tragkörpers des Zerstäubers angeordnet, und der Tragkörper hat eine mit der Luftpumpe fluchtende Bohrung. Der Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe ist gleitend in dieser Bohrung angeordnet, das Absperrglied des die Pressluft-Strömung steuernden Absperrorgans ist in der der Luftpumpe zugewandten Stirnseite des Zylinders der Flüssigkeits-Druckpumpe angeordnet, der Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe ist fest am Tragkörper des Zerstäubers angebracht oder einstückig mit diesem gebildet und gleitend in dem ihm gegenüber beweglichen Zylinder geführt, und der Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe hat einen von seinem Innenraum zur Düse führenden Durchlass.
Die Zerstäuberdüse ist vorzugsweise in oder an einem Teil der Wandung des Zylinders der Flüssigkeits-Druckpumpe angebracht, und der Innenraum des Zylinders ist über einen quer zur Zerstäuberlängsachse verlaufenden Durchlass mit dem zentralen Durchlass der Düse strömungsverbunden.
In noch einer andern derartigen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Luftkompressor einen fest mit dem Tragkörper des Zerstäubers verbundenen Zylinder und einen gleitend darin geführten luftverdichtenden Kolben, welcher den vorzugsweise mit ihm einstückigen Produktbehälter sowie einen weiteren Hohlraum enthält, der den Zylinder der Flüssigkeits-Druckpumpe bildet und mit dem Produktbehälter strömungsverbunden ist. Ein gleitend in dem letztgenannten Hohlraum geführter Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe hat einen den Kolben der Luftpumpe durchsetzenden hohlen Fortsatz, welcher am Ende des Kompressionshubs in Anlage an dem Pressluft-Absperrglied kommt, wobei sich der Strömungsweg für das Produkt durch den zusätzlich als Betätigungseinrichtung dienenden Fortsatz hindurch erstreckt.
In einer etwas abgewandelten derartigen Ausführungsform der Erfindung sind die Luftpumpe und der Produktsbehälter an einander entgegengesetzten Seiten des Tragkörpers des Zerstäubers angeordnet und der Tragkörper hat eine den Zylinder der Luftpumpe bildende zylindrische Ausnehmung sowie eine mittige Bohrung, welche an einem Ende in die zylindrische Ausnehmung und am andern Ende in den Produktbehälter mündet. Der Tragkörper des Zerstäubers trägt die Zerstäuberdüse, deren zentraler Durchlass über einen Produkt-Durchlass mit der mittigen Tragkörperbohrung strömungsverbunden ist und deren radiale Einlässe über einen an einer Stelle zwischen der Mündung des Produkt-Durchlasses und der zylindrischen Ausnehmung in die mittige Bohrung mündenden Durchlass mit dieser strömungsverbunden sind.
In diesem Falle hat die Flüssigkeits-Druckpumpe einen fest an dem der zylindrischen Ausnehmung abgewandten Ende des Hauptkörpers des Zerstäubers angebrachten oder mit diesem einstückigen Kolben mit einem ihn durchsetzenden mittigen Durchlass und einen abdichtend und gleitend auf dem Kolben geführten Zylinder.
In dieser Ausführungsform haben die Absperreinrichtungen zum Steuern des Produktflusses und des Treibmittelflusses einen gemeinsamen, das bewegliche Absperrglied bildenden Ventilschaft mit einem ersten und einem zweiten Dichtungselement zum Verschliessen der Mündungen des Durchlasses für das Treibmittel bzw. des Durchlasses für den Produktfluss zur Zerstäuberdüse.
Das Dichtungselement für die Steuerung des Treibmittelflusses ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise durch eine den beweglichen Ventilschaft umgebende und fest daran angebrachte Ringdichtung gebildet, und das Dichtungselement für die Steuerung des Produkts umfasst eine lose auf dem Schaft angeordnete Muffe und einen als Anschlag für die Muffe dienenden Flansch an dem Ventilschaft sowie eine Ringdichtung,
welche den der zylindrischen Ausnehmung zugewandten Teil der mittigen Bohrung dauernd gegenüber dem dem Produktsbehälter zugewandten Teil derselben abdichtet und bei der Bewegung des Ventilschaftes zwischen einer Stellung zum Freigeben der Strömungsverbindung zwischen der zylindrischen Ausnehmung und dem Durchlass für das Treibmittel und einer Stellung an der andern Seite der Ausmündung des Treibmittel-Durchlasses in die mittige Bohrung zum Abdichten des zylindri- schen Hohlraums gegenüber dem Treibmittel-Durchlass bewegbar ist.
In der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist die Betätigungseinrichtung ein am Ende des beweglichen Ventilschafts sitzender Betätigungsstift, der Ventilschaft weist einen Halteflansch für ein Luftventil auf und die Ringdichtung ist zwischen dem Betätigungsstift und dem Halteflansch angeordnet.
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In der gleichen Ausführungsform umfasst die Absperreinrichtung einen zwischen der Mündung des Produkt-Durchlasses in die mittige Tragkörperbohrung und dem Kolben der Flüssigkeits-Druckpumpe am beweglichen Ventilschaft angeordneten Ventilkörper und einen mit diesem zusammenwirkenden Ventilsitz in der mittigen Bohrung. Bei der mittels des Betätigungsstifts bewirkten Bewegung des Ventilschafts wird der Ventilkörper von dem Ventilsitz abgehoben.
In einer ersten Ausführungsform eines Zerstäubers für die Abgabe dosierter Mengen weist die Flüssigkeits-Druckpumpe einen an dem die Zerstäuberdüse tragenden Hauptteil (Tragkörper) des Zerstäubers angebrachten, feststehenden Kolben auf, mit einer von einer Stelle nächst dem Hauptteil des Zerstäubers ausgehenden und in einen den Hauptteil durchsetzenden, zum Einlassende des Mitteldurchlasses der darin angeordneten Zerstäuberdüse führenden Durchlass mündenden mittigen Bohrung und einer von dieser Bohrung zur Aussenseite des Kolbens führenden Radialbohrung. Ferner ist ein beweglicher Hohlkolben vorgesehen, mit einer ihn durchsetzenden Axialbohrung, in welcher der feststehende Kolben abdichtend geführt ist. Der bewegliche Kolben ist in einer am Hauptteil des Zerstäubers angeordneten Führungsbuchse geführt.
Ein als Produktbehälter ausgebildeter beweglicher Zylinder nimmt das dem Hauptteil des Zerstäubers abgewandte Ende des beweglichen Kolbens abdichtend auf. Die Absperreinrichtung für das Produkt umfasst eine am Ende des beweglichen Kolbens angebrachte Dichtungsanordnung und eine zweite, in der Axialbohrung des beweglichen Kolbens angebrachte Dichtungsanordnung, welche an einem Ventilsitz in einem vom Hauptteil des Zerstäubers weiter als der Radialdurchlass entfernten Teil des feststehenden Kolbens anlegbar ist.
Die erste Dichtungsanordnung verhindert eine Strömung des Produkts von der Axialbohrung in den Radialdurchlass, solange die Flüssigkeits-Druckpumpe nicht betätigt ist, und gibt bei einer Bewegung des mit dem flüssigen Produkt gefüllten beweglichen Zylinders zusammen mit dem beweglichen Kolben die Strömungsverbindung zwischen der Axialbohrung und dem Radialdurchlass frei, so dass das Produkt von der Mittelbohrung über den Durchlass zur Zerstäuberdüse strömen kann, bis die zweite Dichtungsanordnung bei einer weiteren Bewegung des beweglichen Zylinders gegenüber dem feststehenden und dem beweglichen Kolben in Richtung auf den Hauptteil des Zerstäubers auf dem Ventilsitz aufsetzt und damit den Zufluss des Produkts vom Inneren des beweglichen Zylinders zu dem an die erste Dichtungsanordnung angrenzenden Teil der mittigen Bohrung im Hauptteil (Tragkörper)
des Zerstäubers unterbricht.
Für die Rückführung des beweglichen Kolbens in die unbetätigte Ausgangsstellung ist zwischen ihm und dem feststehenden Kolben vorzugsweise eine Rückholfeder angeordnet.
Bei einer Düsenanordnung zur Verwendung in einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in solchen Fällen, in denen eine ziemlich grobe Zerstäubung noch zulässig ist, kann der Strömungsweg für das Produkt mit wenigstens einem Einlass der Sprühdüse und der Strömungsweg für das Treibmittel, sofern das Einlassende des zentralen Durchlasses der Düse geschlossen ist, mit wenigstens einem andern radialen Einlass allein, oder aber mit wenigstens einem andern radialen Einlass der Düse und mit dem Einlassende des zentralen Durchlasses derselben verbunden sein.
Die verschiedenen Düsenanordnungen können für alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers verwendet werden. Wenngleich damit auch nicht derart kleine Tröpfchen erzielbar sind wie mit der zuerst beschriebenen Düsenanordnung, bieten sie doch gewisse Vorteile gegenüber bisher in von Hand betätigbaren Aerosolzerstäubern verwendeten bekannten Düsenanordnungen. Insbesondere tritt bei solchen Düsenanordnungen nicht das von bisher in Aerosolzerstäubern mit einer Luftpumpe als Treibmittelquelle verwendeten Düsenanordnungen bekannte"Spucken" auf.
Das Spucken im Gebrauch von derartigen Zerstäubern ist dadurch vermieden, dass diese eine Druckgas-, insbesondere eine Druckluft-Quelle, eine ebenfalls unter Druck gehaltene Quelle für eine zu zerstäubende Flüssigkeit und eine Zerstäuberdüse mit einem zentralen Düsendurchlass und von einer die Düse umgebenden Zufuhrkammer zu dem zentralen Drucklass führenden Querdurchlässen aufweist, wobei die Vorrichtung eine von der Quelle der unter Druck stehenden Flüssigkeit zu der Zufuhrringkammer führenden Strömungsweg für das zu zerstäubende Produkt sowie einen von der Druckgasquelle ebenfalls zu der Zufuhrkammer führenden Strömungsweg für das Druckgas aufweist.
Dank dieser Anordnung wird die zu zerstäubende Flüssigkeit vor dem Eintritt in den mittleren Austrittsdurchlass der Düse durch die Querdurchlässe hindurch schon zu einem gewissen Grad mit dem Druckgas vermischt, wodurch der
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Austritt übermässig grosser Tröpfchen zu Beginn des Austritts von Druckgas und der unter Druck stehenden Flüssigkeit, d. h. also das vorstehend angeführte "Spucken" vermieden wird.
Schliesslich ist bei einer weiteren Ausführungsform eines Aerosolzerstäubers zum Zerstäuben wenigstens eines und vorzugsweise mehrerer flüssiger Produkte mittels eines unter relativ niedrigem Druck stehenden Treibmittels, insbesondere zum Erzeugen eines sehr feinen Sprühnebels mit sehr kleinen Tröpfchen in einer Grössenordnung von wenigen Mikron unter Verwendung eines unter einem Druck von nur etwa 1, 5 bis zirka 8 Bar über dem Umgebungsdruck in dem Zerstäuber vorhandenen Treibmittels, gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der Zerstäuber eine oder mehrere Produktquellen für zu zerstäubende Produkte sowie eine Quelle für ein gasförmiges, unter Druck stehendes Treibmittel zum Ausüben von Druck auf die flüssigen Produkte aufweist, wobei die Produktquellen beispielsweise einen starren Behälter, welcher ein flüssiges Produkt enthält,
und/oder einen innerhalb des starren Behälters angeordneten, zusammenfaltbaren Behälter, welcher das erste oder ein zweites flüssiges Produkt enthält, aufweisen, und die Quelle für das gasförmige Treibmittel beispielsweise eine gewisse Menge eines unter Druck stehenden gasförmigen Treibmittels ist, welche oberhalb des einen flüssigen Produkts und von diesem getrennt in dem Behälter enthalten ist und den zweiten Behälter, falls dieser vorhanden ist, wenigstens teilweise umgibt, dass an dem Behälter Absperreinrichtungen vorgesehen sind, welche einen von der Produktquelle oder den Produktquellen durch die Absperreinrichtung hindurch führenden Strömungsweg für unter Druck stehendes Produkt, einen von der Treibmittelquelle durch die Absperreinrichtung hindurch führenden Druckgas- bzw.
Treibmittel-Strömungsweg und wenigstens ein durch die Bewegung eines Ventilschafts zum Verschliessen oder Öffnen der Strömungswege betätigbares Absperrglied aufweisen, und dass eine Zerstäuberdüse vorhanden ist, welche einen nach aussen führenden zentralen Durchlass für unter Druck stehendes flüssiges Produkt sowie wenigstens einen den Durchlass für flüssiges Produkt nahe stromaufwärts des Austrittsendes der Zerstäuberdüse im wesentlichen rechtwinkelig schneidenden Druckgas-Einlass hat.
Bei einer solchen Anordnung übt das Druckgas auf das flüssige Produkt bzw. die flüssigen Produkte bei dessen bzw. deren Austritt aus der Zerstäuberdüse eine Scherwirkung und damit eine mechanische zerteilende Wirkung auf die Strömung der Flüssigkeit bei deren Austritt aus der Zerstäuberdüse aus, so dass schon bei einem Druck des Gases, d. h. des Treibmittels, von nur etwa 1, 5 Bar ein äusserst feiner Sprühnebel mit Tröpfchen in der Grössenordnung von nur einigen Mikron erzielbar ist.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Düsenanordnung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer andern Ausführung einer Düse in Form einer Venturidüse in der erfindungsgemässen Düsenanordnung, Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Aerosolzerstäubers in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, mit den einzelnen Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig. 5 eine Schrägansicht des Zerstäubers in verkleinertem Massstab, Fig. 6 eine Längsschnittansicht eines Zerstäubers in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig.
8 eine Längsschnittansicht eines Zerstäubers in einer dritten Ausführungsform der Erfindung, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig. 10 eine Teil-Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Düsenanordnung, Fig. 11 eine Längsschnittansicht eines Zerstäubers in einer vierten Ausführungsform der Erfindung, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 12 eine Fig. 11 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig. 13 eine Teil-Schnittansicht einer abgewandelten Kolben-Zylinderanordnung für die in den Fig. 11 und 12 gezeigte Ausführungsform, Fig. 14 eine Längsschnittansicht eines Zerstäubers in einer fünften Ausführungsform der Erfindung, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 15 eine Fig.
14 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig. 16 eine verkleinerte Schrägansicht des in den Fig. 14 und 15 gezeigten Zerstäubers, Fig. 17 eine Ansicht eines Zerstäubers in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 18 eine Längsschnittansicht des in Fig. 17 dargestellten Zerstäubers mit den Teilen in der unbetätigten Stellung, Fig. 19
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Stellungen nach Beginn der Rückkehrbewegung des beweglichen Ventilschafts, Fig. 23 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers mit Einrichtungen für die Abgabe von dosierten Mengen eines flüssigen Produkts, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 24 eine verkleinerte Ansicht des Zerstäubers nach Fig. 23, Fig. 25 eine Fig.
23 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung zu Beginn der Abgabe einer dosierten Flüssigkeitsmenge, Fig. 26 eine Fig. 25 entsprechende Ansicht mit einigen Teilen in der Betätigungsstellung bei Beendigung der Abgabe der Flüssigkeit, Fig. 27 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aerosolzerstäubers mit Einrichtungen für die Abgabe einer dosierten Menge eines flüssigen Produkts, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 28 eine Fig. 27 entsprechende Ansicht mit den Teilen in Betätigungsstellung, Fig. 29 eine Längsschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers mit Einrichtungen zum Abgeben von dosierten Mengen eines flüssigen Produkts, mit den beweglichen Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 30 eine Fig.
29 entsprechende Ansicht mit den beweglichen Teilen in Betätigungsstellung, die Fig. 31 bis 36 teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansichten von Teilen des Zerstäubers nach Fig. 29 in abgewandelten Ausführungen, Fig. 37 eine Längsschnittansicht eines Aerosolzerstäubers mit noch einer andern Ausführungsform der erfindungsgemässen Düsenanordnung, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 38 eine Schnittansicht des oberen Teils einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers mit einer Quelle für ein verflüssigtes, gasförmiges Treibmittel, mit den Teilen in unbetätigter Stellung, Fig. 39 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie XXXIX-XXXIX in Fig. 38, Fig. 40 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie XL-XL in Fig. 38, Fig. 41 eine Fig.
38 entsprechende Schnittansieht mit den Teilen in der Betätigungsstellung, und die Fig. 42 bis 44 den Fig. 38 und 39 entsprechende Ansichten weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemässen Zerstäubers.
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemässe Düsenanordnung hat eine Düse --3-- mit einem diese in Sprührichtung durchsetzenden zentralen Durchlass --4--. Dieser hat ein Einlassende --4a-- und ein Austrittsende --4b-- und setzt sich zusammen aus einem Teilstück --5-- mit konstantem Querschnitt und einem an der Abströmseite desselben stufenlos anschliessenden, divergierenden Teilstück --6--. Dieses hat einen von der Übergangsstelle --5a-- zwischen ihm und dem Teilstück --5-- ab bis zum Austrittsende - zunehmenden Durchmesser, d. h. seine Wandung divergiert in Strömungsrichtung zum Austrittsende --4b-- hin.
Stromaufwärts kurz vor dem divergierenden Teilstück --6-- münden mehrere Einlässe --7-- quer in den Mitteldurchlass-4-der Düse ein. Die Einlässe --7-- verlaufen radial einwärts zu ihren Aus- mündungen --7a-- in den zentralen Durchlass --4--, so dass die Richtung einer an den Mündungen --7a-- austretenden Strömung einen Winkel a mit der in Längsrichtung durch das Teilstück --5-- konstanten Durchmessers verlaufenden Strömungsrichtung bildet.
Ein flüssiges Produkt wird der Düse von einem Produktbehälter --1-- aus über eine Flüssigkeits-Druckpumpe --30--, ein die Strömung der Flüssigkeit steuerndes Absperrorgan --10-- und einen mit dem Einlassende --4a-- des zentralen Durchlasses --4-- verbundenen Strömungsweg --8-- zugeführt. Ein gasförmiges Treibmittel wird unter einem höchstens etwa 7 bis 8 Bar über dem Umgebungsdruck liegenden Druck über einen durch ein den Treibmittelfluss steuerndes Absperrorgan --11-- gesteuerten Strömungsweg --9-- einem Durchlass --13-- in einem Hauptteil (oder "Tragkörper") des Zerstäubers --20-- zugeführt. Dieser Tragkörper ist als eine Buchse --20-- dargestellt, in welcher die Düse --3-- fest eingebaut ist.
Vom Durchlass --13-- aus strömt das Treibmittel in eine ringförmige Zufuhrkammer --14--, welche das Teilstück --5-- des zentralen Durchlasses --4-- in einer zur Achse desselben vorzugsweise senkrechten Ebene umgibt.
Die Düsenkonstruktion ist ähnlich derjenigen bekannter Düsen. Die erfindungsgemässe Anordnung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass am Einlassende des die Düse --3-- durchsetzenden zentralen Durchlasses --4-- eine Zuleitung für ein flüssiges Produkt und an dem Zufuhrdurchlass --13-eine durch den Strömungsweg --9-- gebildete Zuleitung für ein gasförmiges Treibmittel angeschlossen ist.
Im Gebrauch wird die zu zerstäubende Flüssigkeit unter Druck über die durch den Strömungsweg - gebildete Zuleitung zugeführt und strömt durch den die Düse --3-- in Längsrichtung durchsetzenden zentralen Durchlass-4-. Ein gasförmiges Treibmittel wird unter Druck über die durch den Strömungsweg --9-- gebildete Zuleitung zugeführt, füllt die ringförmige Kammer --14-- und tritt von dort aus über die Einlässe --7-- zu der den zentralen Durchlass --4-- durchströmenden Flüssigkeit. Auf diese Weise werden das Gas und die Flüssigkeit miteinander gemischt und dann in Form eines Sprühnebels mit
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in dem Gas suspendierten feinen Flüssigkeitströpfchen aus dem Austrittsende --4b-- des zentralen Durchlasses --4-- zerstäubt.
Die Tröpfchen sind dabei sehr viel kleiner als die auf herkömmliche Weise durch Zufuhr des Gases unter dem gleichen Druck zum zentralen Durchlass und einer Flüssigkeit unter dem gleichen Druck zu den radialen Einlässen erzielbaren.
Die Anordnung, in welcher das Gas durch die radialen Einlässe --7-- hindurch der Flüssigkeitsströmung zugeführt wird, ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt. Die in den Zeichnungen dargestellten Teile sind aus Kunststoff geformt. Auf Grund der Beschränkungen, denen das Formen von Kunststoffen unterliegt, ist es zweckmässig, eine Ringkammer zu bilden und sie an der Aussenseite mit einer getrennt hergestellten Buchse zu verschliessen. Ebenso wäre es möglich, nur zwei radiale Einlässe - vorzusehen und um die Düse --3-- herum ein ringförmiges Rohr anzuordnen, von welchem aus sich Leitungsstücke für die Zufuhr des Gases zu den Einlässen --7-- einwärts erstrecken. Andere Ausführungen sind ebenfalls möglich.
Die Ausbildung der in Fig. 2 dargestellten Düse --3a-- ist allgemein bekannt, beispielsweise aus den US-PSen Nr. 3, 389, 837, Nr. 3, 451, 596, Nr. 4, 581, 952 u. a. Sie hat einen sie in Längsrichtung zentral durchsetzenden Venturidurchlass --33n mit einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden ("konver-
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--33a--,Tragkörper --20-- eines Zerstäubers od. dgl. eingesetzt. Die Ausnehmung n 14a-- hat ein Teilstück grösseren Durchmessers für die Aufnahme des verbreiterten abströmseitigen Endes der Düse.
Das grösseren Durchmesser aufweisende Teilstück der Ausnehmung --14an hat eine grössere Tiefe als das verbreiterte Endstück der Düse --3a-- lang ist und bildet dadurch die den schmäleren Teil der Düse --3a-- umgebende Ringkammer --14bn in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Weise. In der ringförmigen Zufuhrkammer --14b-- mündet ein den Hauptteil --20-- durchsetzender Gasdurchlass --9a--. Mit diesem ist eine (nicht gezeigte) Gas-Zufuhreinrichtung verbunden, welche der Ringkammer --14b-- ein Gas unter Druck zuführt.
Eine (ebenfalls nicht dargestellte) Zufuhreinrichtung für eine Flüssigkeit ist über den Hauptteil --20n mit dem Einlassende des konvergierenden Teilstücks --33a-- des Venturidurchlasses --33-verbunden, um diesem eine Flüssigkeit unter Druck zuzuführen.
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durchströmenden Flüssigkeit. Dabei werden das Gas und die Flüssigkeit durchmischt und dann in einen Sprühnebel mit sehr viel kleineren Flüssigkeitströpfchen zerstäubt, als dies bei bekannten Anordnungen mit vertauschter Zufuhr von Gas und Flüssigkeit möglich ist.
Im Falle von Flüssigkeiten, deren Viskosität im Bereich von der des Wassers liegt, und bei Durchmessern des Längs- oder Mitteldurchlasses zwischen etwa 0, 05 und etwa 0, 5 mm und Durchmessern der radialen Einlässe im Bereich zwischen etwa 0, 1 und 1, 5 mm lässt sich feststellen, dass mit Flüssigkeitsdrücken von etwa 2 bis 8 Bar über dem Umgebungsdruck und Gasdrücken von etwa 1, 5 bis 8 Bar über dem Umgebungsdruck sehr gute Ergebnisse erzielbar sind. Unter solchen Bedingungen entstehen in dem am divergierenden Austrittsende austretenden Sprühnebel aus Gas und Flüssigkeit sehr kleine Tröpfchen.
Noch bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn der Flüssigkeitsdruck um etwa 0, 5 bis 1 Bar über dem Gasdruck liegt. Ganz besonders gute Ergebnisse werden bei Durchmessern des Mitteldurchlasses zwischen 0, 08 und 0, 12 mm und der radialen Einlässe zwischen etwa 0, 15 und 0, 25 mm und einem etwa 1 Bar über dem Gasdruck liegenden Flüssigkeitsdruck erzielt. Bei einem Durchmesser des Mitteldurchlasses von 0, 08 mm und der radialen Einlässe von etwa 0, 6 mm, einem Flüssigkeitsdruck von etwa 4, 5 Bar über dem Umgebungsdruck und einem Gasdruck von etwa 3, 5 Bar über dem Umgebungsdruck erhielt man bei
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stossweise erfolgender Zufuhr von Luft und Flüssigkeit einen Sprühnebel mit einem hohen Anteil von Tröpfchen mit Durchmessern von 5 p und darunter.
Bei einer geringsten Tröpfchengrösse im Bereich von etwa 5 p und einer grössten Tröpfchengrösse von etwa 30 p lag der durchschnittliche Durchmesser der Tröpfchen bei etwa 10 bis 12 p.
Dank dieser geringen Tröpfchengrössen eignet sich die beschriebene Düsenanordnung insbesondere zum Zerstäuben von Inhalationsmedikamenten etwa zur Behandlung von Asthma und bronchialen Erkrankungen.
Bei stetiger Zufuhr von Flüssigkeit und Luft mit Überdrücken von 3, 5 bzw. 4, 5 Bar, wobei die Luft dem Venturi-Mitteldurchlass zugeführt und die Flüssigkeit in den Luftstrom eingebracht wurde, hatten die kleinsten Tröpfchen Durchmesser von etwa 3 bis 4 p, die grössten Tröpfchen Durchmesser von etwa 200 p und die durchschnittliche Tröpfchengrösse lag bei etwa 75 p. Mit andern Drücken innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt.
Die Ausbildung der äusserst kleinen Tröpfchen bei Zufuhr des gasförmigen Treibmittels zur Düse unter einem niedrigeren Druck als dem der Flüssigkeit ist gänzlich unerwartet und überraschend.
Die vorstehende Beschreibung von mit verschiedenen Abmessungen der Durchlässe und Drücke von Gas und Flüssigkeit erzielten Ergebnissen ist zwar auf bestimmte Bereiche der Abmessungen und Drücke beschränkt, die beschriebene Düsenanordnung eignet sich jedoch auch für das Zerstäuben von Flüssigkeiten mit einer von der des Wassers abweichenden Viskosität für die Verwendung anderer Gasund Flüssigkeitsdrücke und für andere Abmessungen der Durchlässe. Insbesondere ist die Erfindung auch auf geringere Flüssigkeits- und Gasdrücke anwendbar, wie sie im Falle von Aerosolzerstäubern herkömmlicher Art vorliegen, in denen ein Gas der zu zerstäubenden Flüssigkeit unter geringeren als den vorstehend angegebenen Drücken zugeführt wird.
So eignet sich die beschriebene Düsenanordnung auch für die Verwendung an Zerstäubern der in den vorstehend genannten Patentschriften beschriebenen Art und andern, diesen ähnlichen Zerstäubern, zu welchem Zweck die Zufuhr von Gas und Flüssigkeit zu den Düsen solcher Zerstäuber lediglich verkehrt zu werden braucht und Einrichtungen zum Ausüben von Druck auf die in dem betreffenden Behälter enthaltene Flüssigkeit vorzusehen sind.
Ein Aerosolzerstäuber in der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform hat einen Mittelteil oder einen Hauptkörper --20-- mit einem an einem Ende desselben angesetzten Behälter --21-- für ein flüssiges Produkt. Der Grund dafür, dass der Produktbehälter --21-- hier an einem Ende des Tragteils - angebracht ist, wird im folgenden erläutert. Der Produktbehälter --21-- hat einen becherförmigen Teil --22--, in dessen Öffnung --22a-- ein von einer Abgabeöffnung --23a-- durchsetzter Verschlussteil - eingesetzt ist.
Zwischen dem Rand der Öffnung --22a-- und dem Verschlussteil --23-- ist ein in den Behälter --22-- hineinreichender flexibler Beutel --24-- für die Aufnahme des zu zerstäubenden flüssigen Produkts mit seinem Rand abdichtend eingeklemmt. Der Boden des becherförmigen Behälterteils - ist von einer Öffnung --22b-- für den Zutritt von Luft durchsetzt. Bei der Abgabe des flüssigen Produkts aus dem Beutel --24-- strömt über die Öffnung --22b-- Luft in den Behälter --21--, so dass der Beutel zusammenfällt. Dadurch kann sich im Behälter --21-- kein Unterdruck ausbilden.
Bei Nichtverwendung des Beutels --24-- oder eines entsprechenden Innenbehälters muss der Behälter --21-- mit einem Ausgleichsventil oder einer ähnlichen Einrichtung versehen sein, damit darin kein Unterdruck entsteht.
Der Tragkörper --20-- des Zerstäubers trägt ferner den Zylinder --26-- einer Gas-Druckpumpe bzw.
Luftpumpe --25--. In der dargestellten Ausführung ist die Luftpumpe am dem Behälter --21-- abge- wandten Ende des Tragkörpers --20-- angeordnet, so dass ein zum Komprimieren von Luft auf den Kolben --27-- der Luftpumpe-25-- ausgeübter Druck in im folgenden beschriebener Weise durch einen auf den Behälter --21-- ausgeübten Gegendruck ausgeglichen wird. Der Zylinder --26-- der Luftpumpe --25-- ist einstückig mit dem Tragkörper --20-- ausgebildet und hat eine Bohrung --26a--, in welcher ein Kolben - gleitend geführt ist.
Eine am äusseren Ende des Kolbens --27-- angesetzte Kolbenhülse --28-- umgibt die äussere Zylinderwandung in satter Anlage und dient zur Führung des innerhalb des Zylinders - 26-beweglichen Kolbens-27-. Die Hülse --28-- hat einen auf die im folgenden beschriebene Düsenanordnung --3c-- ausgerichteten Schlitz --28a--, so dass also die Düsenanordnung --3c-- niemals von der Hülse --28-- verdeckt wird. Zwischen dem Boden des Zwischenraums --28b-- zwischen dem Kolben --27-- und der Hülse --28-- und dem Boden einer in der Wandung des Zylinders --26-- gebildeten Ringnut --26b-- ist eine Rückholfeder --29-- eingesetzt, welche den Kolben --27-- aus dem Zylinder - hervorzuschieben trachtet.
An seiner Vorderseite trägt der Kolben --27-- eine Kolbendichtung
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Wandung der Bohrung --26a-- bewegt und damit den Innenraum des Zylinders abdichtet, und welcher sich bei der Auswärtsbewegung des Kolbens --27-- von der Zylinderwandung abheben kann, so dass über eine Belüftungsöffnung --25a-- eintretende Luft zwischen dem Kolben --27-- und der Dichtung --27a-einerseits und der Zylinderinnenwand anderseits hindurchströmen kann und damit bei der Bewegung des Kolbens aus dem Zylinder hervor kein Unterdruck in dem letzteren entstehen kann.
Ebenfalls möglich wäre eine umgekehrte Anordnung der Teile, bei welcher der Tragkörper --20-- des Zerstäubers einen feststehenden Kolben trägt, auf welchem ein als Buchse ausgebildeter Zylinder verschieblich geführt ist.
Ein an der inneren Stirnfläche des Kolbens --27-- hervorstehender Bctätigungsstift --30-- ragt, wenn sich der Kolben in seiner innersten Stellung im Zylinder --26-- befindet, in einen im Hauptteil - 20-- gebildeten Druckluftauslass --31-- hinein. Der Auslass --31-- mündet in die Stirnseite einer mit dem Zylinder --26-- koaxialen zylindrischen Bohrung --32-- im Hauptteil --20--. In der Bohrung --32-- sitzt ein den Austritt der Druckluft steuerndes Absperrglied --15--, welches im unbetätigten oder Ruhezustand die Mündung des Auslasses --31-- geschlossen hält.
Erreicht der Kolben --27-- seine innerste Stellung im Zylinder-26-, so hebt der Betätigungsstift --30-- das Absperrglied --15-- von einem um die Mündung des Auslasses --31-- herum gebildeten Sitz --15a-- ab, 50 dass Druckluft in die Bohrung --32-einströmen kann. Zum gleichen Zweck. könnte der Stift --30-- am Absperrglied --15-- sitzen und durch den Auslass --31-- hindurch in den Zylinder --26-- ragen, so dass der Kolben --27-- in seiner innersten Stellung im Zylinder mit seiner Stirnfläche daran aufsetzen würde. In jedem Falle stellt der Stift-30- eine bewegungsübertragende Verbindung zwischen dem Kolben --27-- und dem Absperrglied --15-- her, um den Auslass --31-- in der innersten Stellung des Kolbens --27-- zu öffnen.
Die Zerstäuberdüse --3c-- führt in Querrichtung aus der Axialbohrung --32-- heraus. Sie entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Düse und hat eine von der Axialbohrung --32-- radial ausgehende Bohrung --15b-- kleinen Durchmessers, welche einen Durchlass mit konstantem Querschnitt
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In der Axialbohrung --32-- des Tragkörpers --20-- ist ein Flüssigkeits-Druckkolben --34-- gleitend geführt. Er hat nahe seinem oberen Rand einen abdichtend an der Wandung der Bohrung --32-anliegenden Kolbenring --35-- sowie einen abwärts hervorstehenden Absatz --36--, welcher auf dem den Austritt der Druckluft steuernden Absperrglied --15-- aufsitzt.
In der gezeigten Ausführung hat der Ansatz --36-- in seiner Stirnfläche eine Ausnehmung--37--, in welche das Absperrglied --15-- fest eingesetzt ist. Der Durchmesser des Ansatzes --36-- ist kleiner als der der Bohrung --32--, so dass um den Ansatz --36-- ein freier Raum vorhanden ist, welcher einen Teil des vom Auslass --31-- am Absperrglied --15-- vorüber zur Düse --3c-- führenden Strömungsweges für das Treibmittel darstellt. In der gezeigten Ausführung weist der Ansatz Axial-Nuten --38-- auf. Die zwischen den in der Umfangsfläche gebildeten Nuten --38-- verbliebenen Stege dienen der Führung des Ansatzes --36-- in der Bohrung --32--.
Der Druckkolben --34-- hat ferner eine Axialbohrung --39--, welche von seiner dem Produktbehälter --21-- zugewandten Stirnseite nach unten verläuft und über eine Querbohrung --39a-- mit einer zwischen dem Kolben --34-- und dem Ansatz --36-- vorgesehenen Ring-Nut - mit auswärts divergierenden Wandungen verbunden ist. Ein Absperrorgan zum Verschliessen der einen Strömungsweg für das unter Druck gesetzte Produkt bildenden Bohrung --39-- in Form eines elastischen O-Rings --41-- ist in die Nut --40-- eingelegt und befindet sich im unbetätigten Zustand in Anlage an deren Boden.
Die Querbohrung --39a-- in der Ring-Nut --40-- fluchtet in der Produktabgabestellung des Kolbens --15b-- der Düse --3c--. Ein an der der Düse --3c-- gegenüberliegenden Seite der Axialbohrung --32-- gebildeter, niedriger Vorsprung --42-- greift in eine der Nuten --38-- des Ansatzes --36--, um den Kolben --34-- gegen Verdrehen zu sichern. Oberhalb des Kolbens --34-- ist in der Bohrung --32-- eine Rückstellfeder --43-- angeordnet. Diese hat eine genügend grosse Spannung, um das Absperrglied --15-- gegen die Einwirkung des im Zylinder --26-- erzeugten Luftdrucks auf seinem Sitz zu halten, bis es von dem Stift-30-- abgehoben wird.
Mit ihrem oberen Ende stützt sich die Feder --43-an einem von Öffnungen durchsetzten Deckel --44-- ab, welcher die Absperrkugel --45-- eines Rückschlagventils lose in einer Ausnehmung eines Ventilgehäuses --46-- hält. Das Ventilgehäuse --46-- ist
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in das obere Ende der Bohrung --32-- eingesetzt, welches Ende konzentrisch von einem Kragen --20a-umgeben ist, der vom Körper --20-- nach oben in eine Bohrung --23b-- des Verschlussteils --23-- des Produktbehälters ragt. Ein am Ventilgehäuse --46-- hervorstehender und von einem durch die Kugel - 45-- verschliessbaren Produktauslass --48a-- durchsetzter Auslassnippel --48-- ragt durch eine in der Bohrung --23b-- sitzende Dichtung --47-- hindurch in den Produktbehälter.
Der Produktbehälter--21-- ist auf dem Tragkörper --20-- des Zerstäubers mittels des Kragens --20a-- befestigt, welcher abdichtend in die Bohrung --23b-- des Verschlussteils --23-- eingepasst ist. Nachdem der Behälter --21-- geleert ist, lässt er sich von dem Kragen --20a-- und dem Auslassnippel --48-- abnehmen und durch einen vollen Behälter ersetzen, welcher so auf den Kragen --20a-- aufgesetzt wird, dass der Auslassnippel --48-- in die Auslassöffnung--23a--eindringt.
In dem in Fig. 3 dargestellten unbetätigten Zustand fliesst das Produkt aus dem Behälter --21-- abwärts durch das Rückschlagventil --45, 46-- und füllt den Raum --32a-- der Bohrung --32-- oberhalb des Druckkolbens --34--. Dieser Raum --32a-- ist im folgenden als Druckraum bezeichnet. Der Austritt des Produkts aus dem Druckraum --32a-- nach unten ist durch den Kolbenring --35-- und den O-Ring - verhindert.
Zum Gebrauch ergreift man den Zerstäuber zwischen Daumen und Zeigefinger einer Hand und übt auf den Produktbehälter --21-- und den Kompressorkolben--27--aufeinander zu gerichtete Drücke aus.
Dadurch baut sich im Zylinder --26-- ein Luftdruck auf, bis der Betätigungsstift --30-- das Absperrglied - anhebt. Dadurch wird die erzeugte Druckluft plötzlich freigegeben und strömt aus dem Zylinder - durch den Auslass --31--, die Nuten --38-- im Ansatz --36-- des Kolbens --34-- und die Nut --41-- zur Düse --3c--. Durch das Anheben des Absperrglieds --15-- verschiebt der Betätigungsstift --30-- den Ansatz --36-- und damit den Druckkolben --34-- gegen die Belastung durch die Feder --43-aufwärts. Dabei wird das in dem Druckraum --32a-- vorhandene Produkt unter Druck gesetzt. Der Druck pflanzt sich durch die Bohrung --39-- des Kolbens hindurch fort und beaufschlagt den O-Ring --41--, so dass dieser sich dehnt und die Strömung des Produkts durch die Bohrungen --39 und 39a-- zur Düse - freigibt.
Auf diese Weise werden das unter Druck stehende Produkt und die Druckluft am Eintritt des engen Durchlasses --15b-- miteinander vermischt und dann in Form eines Sprühnebels aus kleinen
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Sobald genügend flüssiges Produkt aus dem Druckraum --32a-- zwischen dem geschlossenen Rückschlagventil --45-- und der Kolbenstirnwand --34a-- hinausgedrückt wurde und der Kolben--27-der Luftpumpe seine maximale Kompressionsstellung erreicht hat, verringert sich der Flüssigkeitsdruck, unabhängig davon, ob der Fingerdruck weiterhin ausgeübt wird. Daher gibt der Zerstäuber bei einmaliger Betätigung in vorstehend beschriebener Weise jeweils nur eine bestimmte Menge des flüssigen Produkts ab.
Durch die Verringerung des Flüssigkeitsdrucks legt sich der O-Ring --41-- wieder abdichtend vor die Bohrung --39a-- und verhindert damit den Austritt von weiterer Flüssigkeit. Selbst wenn der Vorrat an Druckluft noch nicht erschöpft ist, fliesst kein weiteres Produkt mehr aus, sondern lediglich die Druckluft strömt weiter ab, bis der Druck im Zylinder --26-- und im Auslass --31-- so weit abgesunken ist, dass die Feder --43-- den Druckkolben --34-- zurückschieben und damit das Absperrglied -- 15-- auf seinen Sitz zurückführen kann. Dabei entsteht im Druckraum --32a-- ein Unterdruck, unter dessen Einwirkung sich das Rückschlagventil --45, 46-- öffnet, so dass weiteres Produkt aus dem Behälter --21-- nachfliessen kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Zerstäuber findet also zum Zerstäuben eines flüssigen Produkts lediglich Druckluft Verwendung, und das Produkt wird zur Vermischung mit der Druckluft selbst unter Druck gesetzt. Dadurch lässt sich das Produkt zu sehr viel kleineren Tröpfchen zerstäuben als bei einem Zerstäuber, in welchem Druckluft dazu verwendet wird, das Produkt aus einem Behälter anzusaugen.
Gleichzeitig ist der beschriebene Zerstäuber so eingerichtet, dass er bei jeder Betätigung nur eine kleine Menge des Produkts abgibt. Dadurch eignet er sich für die gefahrlose Verwendung zum Zerstäuben von Medikamenten in vorbestimmten Mengen, wobei der Benutzer niemals mehr als die vorgeschriebene Dosis zugeführt erhält, sofern er nicht den Zerstäuber mehrmals betätigt. Die Abmessungen der Düsenbohrungen, der Durchlässe, Kolben und Zylinder sowie die Spannung der Federn und der Dichtungen können jeweils so gewählt sein, dass Tröpfchen der gewünschten Grösse hervorgebracht werden und um zu gewährleisten, dass die Druckluft vor dem Austritt des Produkts zu strömen beginnt und nach
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Unterbrechung des Austritts des Produkts noch weiter ausströmt, damit in der Düse kein Produkt zurückbleibt.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform lässt verschiedene Änderungen und Abwandlungen zu, von denen einige im Zusammenhang mit weiteren Ausführungsformen nachstehend beschrieben sind. Im folgenden sind nur solche Teile weiterer Ausführungsformen, welche sich von denen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform unterscheiden sowie sich daraus ergebende Änderungen der Wirkungsweise beschrieben.
In einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführung kann die den Druckkolben --34-durchsetzende Bohrung --39-- an beiden Seiten desselben einerseits über dem Auslass --39a-- und anderseits über einen entgegengesetzt gerichteten radialen Auslass (in den Fig. 3 und 4 nicht gezeigt) mit der Ring-Nut --40-- strömungsverbunden sein. Dadurch wird das unter Druck zufliessende Produkt durch die die Ausmündungen miteinander verbindende Querbohrung in eine Teil-Druckluftströmung injiziert, wobei man einen Sprühnebel mit etwas grösseren Tröpfchen erhält.
Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Eine hier verwendete Düsenanordnung --50-- hat einen in eine seitliche Ausnehmung --52-- des Hauptteils --20z-des Zerstäubers eingesetzten Düseneinsatz --53-- mit einem verengten Durchlass --55-- und einem divergierenden Entspannungsteil --56--.
Ein zwischen dem inneren Ende des Düseneinsatzes --53-- und dem inneren Ende der Ausnehmung --52-- gebildeter becherförmiger Raum --51-- ist ein Teil eines Druckluft-Strömungsweges, welcher quer, d. h. in bezug auf die Längsachse des Zerstäubers radial zu dem verengten Durchlass --55-- der Düse --50-- führt. Durch den Hauptteil --20z-- hindurch erstreckt sich ein Druckluftdurchlass --54-- zu dem der Luftpumpe zugewandten Teil der Ausnehmung --52--. Der Durchlass --54-- mündet anderseits in einen Luftdurchlass --32x--, welcher einen Teil einer im Hauptteil --20z-- des Zerstäubers gebildeten mittigen Bohrung darstellt. Der andere Teil der Bohrung bildet den Druckraum --32y-- für das Produkt.
In dem Luftdurchlass --32x-- ist das Absperrglied --15-untergebracht, welches hier in einen Ventilkörper --18-- eingesetzt ist. In den Hauptteil --20z-- des Zerstäubers ist ein Ventilsitz --15c-- für das Absperrglied --15-- eingesetzt.
Der Ventilkörper --18-- hat einen Schaft --18a-- kleineren Durchmessers, welcher sich aufwärts durch eine den Druckraum --32y-- mit dem Luftdurchlass --32x-- verbindende verengte Bohrung --32c-erstreckt. Im Druckraum --32y-- der Mittelbohrung ist der Druckkolben --19-- angeordnet. In die dem Luftkompressor zugewandte Unterseite des Druckkolbens --19-- ist ein Absperrglied --57-- fest eingesetzt, welches auf das obere Ende der Verbindungsbohrung --32c-- aufsetzbar ist, um diese in der Ruhestellung abdichtend zu verschliessen. In der Umfangswandung des Kolbens --19-- sind Nuten --19a-gebildet. Der Kolben --19-- und das Absperrglied --57-- sind durch die Rückholfeder --43-- abwärts in Richtung auf der Luftpumpe belastet.
Wie schon bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten ersten Ausführung muss die Feder --43-- stark genug sein, um die beiden Absperrglieder --15 und 57-- gegen die Einwirkung der im Zylinder --26-- erzeugten Druckluft auf ihren Sitzen zu halten. In der Wandung der verengten Verbindungsbohrung --32c-- erstreckt sich eine Axialnut --32d-- zur Eintrittsmündung eines radialen Produkt-Durchlasses --58--, welcher in der Mitte des becherförmigen Raums --31-- an der
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bilden zusammen einen Strömungsweg für das Produkt, dessen Durchströmung von dem Absperrglied - gesteuert ist. Das Gehäuse --46y-- des Rückschlagventils erstreckt sich abwärts in das obere Ende des Druckraums --32y--, in welchem es mittels eines Ringes --46a-- befestigt und mittels einer Dichtung - abgedichtet ist.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der der zuerst beschriebenen in der Art und Weise, in der die Strömung des unter Druck gesetzten Produkts gesteuert wird und in der die Druckluft und das Produkt die Düsenanordnung durchströmt. Wenn das Absperrglied --15-- vom Betätigungsstift --30-- angehoben wird, strömt die Druckluft durch den Auslass --31--, entlang den Nuten - des Ventilkörpers-18-- und durch den Durchlass --54-- hindurch in den becherförmigen Raum --51--.
Gleichzeitig mit dem Anheben des Absperrglieds --15-- wird auch das Absperrglied --57-- durch die Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers --18-- angehoben. Dadurch wird also der Strömungsweg für das unter Druck gesetzte Produkt durch direkten Angriff geöffnet, so dass das Produkt nun entlang den
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verläuft, während die Druckluft der Strömung des Produkts im wesentlichen in Querrichtung zugeführt wird. Gleichzeitig mit dem Anheben der Absperrglieder wird auch der Druckkolben --19-- gegen die Belastung durch die Feder --43-- gehoben, um das im Druckraum --32y-- vorhandene Produkt unter Druck zu setzen. Im übrigen gleicht die Wirkungsweise des Zerstäubers der der an Hand der in den Fig. 3 bis 5 beschriebenen Ausführung.
Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten durch die Verwendung einer andern, der in den Fig. 6 und 7 dargestellten entsprechenden Düsenanordnung --60-- sowie durch eine etwas geänderte Steuerung der Strömung des Produkts. Die Düsenanordnung --60-- hat einen in eine seitliche Ausnehmung --62-- des Hauptteils ("Tragkörpers")
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dem inneren Ende der Ausnehmung --62-- gebildeter, becherförmiger Raum --61-- ist ein Teil eines Druckluft-Strömungsweges, welcher zum verengten Durchlass --65-- der Düse führt.
Ein vom unteren Teil der Ausnehmung --62-- durch den Hauptteil --20y-- des Zerstäubers hindurch verlaufender Druckluft- durchlass --64-- mündet im unteren Teil --32e-- der Axialbohrung --32w-- des Hauptteils --20--. Das im unteren Teil --32e-- der Bohrung angeordnete Absperrglied --15-- ist in einem unteren Teil --69-- des Druckkolbens --67-- befestigt. Der untere Teil --69-- des Druckkolbens --67-- hat Nuten --69a-- für die Strömung der Druckluft vom Auslass --31y-- zum Durchlass --6400.
Der Druckkolben --67-- sitzt ziemlich lose im unteren Teil --32a-- der Bohrung, so dass ein Zwischenraum --59-- vorhanden ist, und trägt einen ihn abdichtend in der Bohrung --32e-- führenden Kolbenring --68-- sowie nahe seinem oberen Ende einen Dichtungsring --70-- mit nach unten offenem V-Profil. Die Dichtung --70-- ist so ausgebildet, dass sie bei einem Anstieg des Flüssigkeitsdrucks in dem Zwischenraum --59-- zwischen dem Kolben --67-- und der Wandung der Bohrung --32e-- bis auf einen vorbestimmten Wert zusammenfällt und damit die Strömung der Flüssigkeit freigibt. Von dem Teil --32e-der Bohrung führt ein quer verlaufender Durchlass --71-- zum Boden der den Düseneinsatz --63-- enthaltenden Ausnehmung --62--.
Das Gehäuse --46x-- des Rückschlagventils erstreckt sich abwärts in das den Druckraum bildende obere Ende --32v-- der Bohrung des Hauptteils --20y-- und ist flüssigkeitsdicht darin befestigt.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der der in den Fig. 6 und 7 dargestellten lediglich in der Art, auf welche die Strömung des flüssigen Produkts gesteuert wird. Wenn das Absperrglied --15-- mittels des Betätigungsstifts --30-- angehoben wird, strömt die Druckluft durch den Auslass --31y--, entlang den Nuten --69a-- und durch den Durchlass-64-- in den becherförmigen Raum --61--. Gleichzeitig mit dem Absperrglied --15-- wird auch der Druckkolben --67-- gegen die Belastung durch die Feder --43-- angehoben, um das in dem den Druckraum bildenden Bohrungsteil - enthaltene Produkt unter Druck zu setzen.
Die unter Druck gesetzte Flüssigkeit strömt dann durch den Zwischenraum --59-- zwischen dem Kolben --67-- und der Wandung der Bohrung --32e-- und bringt dabei die Dichtung --70-- zum Zusammenfallen, so dass das Produkt dann durch den Querdurchlass - zur Düsenanordnung-60-- strömen kann. Die Dichtung --70-- wirkt also als Absperr- oder Steuerorgan in dem durch den Zwischenraum --59-- und den Durchlass --71-- gebildeten Strömungsweg des Produkts.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurden die Druckluft und das Produkt gleichzeitig einem Raum unmittelbar vor dem verengten Düsendurchlass zugeführt, oder die Druckluft wurde einer Strömung des Produkts in der Düsenanordnung im wesentlichen in Querrichtung zugeleitet. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten, die Druckluft und das Produkt zusammenzuführen.
Bei einer Anordnung der in Fig. 10 gezeigten Art werden die Druckluft und das unter Druck gesetzte Produkt erst nach dem Austritt aus der Düsenanordnung miteinander vermischt. Ein hier gezeigter Düseneinsatz --80-- hat lediglich den divergierenden Teil --81-- der Sprühdüse. Ein zentraler Durchlass - für das unter Druck stehende Produkt verbindet den divergierenden Düsenteil --81-- mit einer Mittelbohrung --83-- des Zerstäuber-Hauptteils. Zwischen dem Boden einer den Düseneinsatz --80-- enthaltenden Ausnehmung --85-- und dem Düseneinsatz selbst ist ein ringförmiger Zwischenraum --84-vorhanden. Von der Ausnehmung aus führt eine Nut --102a-- zum Mitteldurchlass --82-- für das Produkt.
Im unteren Teil des Bodens der Ausnehmung --85-- ist der ringförmige Zwischenraum --84-- über einen Druckluftdurchlass --86-- mit der Mittelbohrung --83-- des Hauptteils verbunden. Bei dieser Anordnung
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wird das unter Druck gesetzte Produkt im wesentlichen axial aus dem divergierenden Durchlass --81-hervorgestossen, während die Druckluft entlang einem im wesentlichen rechtwinkelig dazu verlaufenden Strömungsweg zugeleitet wird, so dass sie sich im divergierenden Durchlass mit dem Produkt vermischt.
In den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde das Produkt jeweils mittels eines Kolbens unter Druck gesetzt, welcher von dem am Kolben des Luftkompressors sitzenden Betätigungsstift in einer einen Zylinder darstellenden Bohrung des Zerstäuber-Hauptteils aufwärts bewegt wird. Die Erzeugung des Drucks in dem flüssigen Produkt kann jedoch auch mit einer umgekehrten Anordnung der Teile erfolgen, d. h. mittels eines feststehenden Kolbens und eines beweglichen Zylinders. In den Fig. 11 und 12 ist eine solche Anordnung gezeigt, bei welcher im Hauptteil des Zerstäubers ein beweglicher Zylinder als Teil einer Kolbenpumpe für die Druckerzeugung in dem flüssigen Produkt vorgesehen ist.
Der in den Fig. 11 und 12 gezeigte Zerstäuber hat einen Hauptteil ("Tragkörper") --120-- mit einer
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gleitend in der Bohrung --132-- des Zerstäubers geführt und mit einer Dichtung --151-- darin abgedichtet. Ein mittels eines Keils --148-- im Aussenzylinder --147a-- befestigter Innenzylinder --147b-- hat eine oben offene Zylinderbohrung --147d--. Gegenüber dem verengten Durchlass --91-- ist der Innenzylinder --147b-- von einer Ringnut --142-- mit divergierenden Wandungen umgeben.
Diese ist über einen Durchlass --141-- für das unter Druck stehende Produkt mit der Zylinder- bohrung --147d-- strömungsverbunden. Eine Ringdichtung --143-- hält den Durchlass --141-- geschlossen.
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dargestellten Ausführung mit dem Verschlussteil --23y-- des Behälters einstückiger Kolben --137-- ragt in die Zylinderbohrung --147d-- und ist mittels einer Dichtung --138-- abdichtend in dieser geführt. Der Kolben --137-- ist von einem Produktdurchlass --137a-- durchsetzt, welcher von dem Rückschlagventil
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Bei einer Betätigung des Zerstäubers hebt der Betätigungsstift --30-- das Absperrglied --15-- an, so dass die Druckluft an diesem vorüber und entlang der Nut --140-- zur Düse --90-- strömen kann.
Gleichzeitig damit wird der aus dem Aussenzylinder --147a-- und dem mittels des Keils --148-- darin befestigten Innenzylinder --147b-- gebildete Zylinder in der Bohrung --132-- aufwärts verschoben. Da der Behälterverschlussteil --23y-- und damit auch der Kolben --137-- fest mit dem oberen Ende des Zerstäuber-Hauptteils --120-- verbunden ist, schiebt sich der Zylinder auf den Kolben --137-- auf, so dass in der Zylinderbohrung --147d-- enthaltenes flüssiges Produkt unter Druck gesetzt wird. Durch den Druck des flüssigen Produkts wird der Dichtungsring --143-- von seinem Sitz abgehoben, so dass das Produkt austreten und sich am Eingang des verengten Durchlasses --91-- mit der Druckluft vermischen kann.
Die in Fig. 13 gezeigte Abwandlung unterscheidet sich von der in Fig. 11 dargestellten Ausführung dadurch, dass der verengte Durchlass --91-- und der divergierende Entspannungsteil --92-- im Hauptteil --120-- des Zerstäubers und nicht in der Zylinderanordnung gebildet sind, so dass hier ein einstückiger Zylinder --177-- verwendet werden kann. Der übrige Aufbau sowie die Wirkungsweise sind die gleichen wie an Hand von den Fig. 11 und 12 erläutert.
In sämtlichen bisher beschriebenen Ausführungsformen ist der Produktbehälter jeweils an einem und der Kompressor zum Erzeugen der Druckluft am andern Ende des Zerstäubers angeordnet, so dass beim Ergreifen des Zerstäubers jeweils ein Finger oder Daumen am Produktbehälter und der andere am Kompressor angreift. Es lassen sich jedoch auch Anordnungen darstellen, bei denen der Produktbehälter sowie der Kompressor zum Erzeugen der Druckluft an einem Ende des Zerstäubers vorgesehen sind. Eine derartige Anordnung ist in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.
Der in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Zerstäuber hat einen Hauptteil ("Tragkörper") --220-- mit einem an einem Ende angeordneten Kolbenkompressor zum Erzeugen von Druckluft. Dieser weist einen Zylinder --226--, einen Mantel --228-- und eine Rückführfeder --229-- auf. Ein gleitend in der Bohrung
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--226a-- des Zylinders --226-- geführter Kolben --27-- trügt eine Kolbendichtung --227a-- der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Art. Im Hauptteil --220-- des Zerstäubers ist eine Düse --230-- mit einem verengten Durchlass --235-- und einem divergenten Austrittsende --236-- gebildet. Der verengte Durchlass-235mündet in einer Bohrung --232-- des Hauptteils, in deren Boden ein zum inneren Ende der Zylinderbohrung --226a-- führender Druckluftauslass --231-- ausmündet.
Ein auf der Mündung des Auslasses --231-- sitzendes Absperrglied --233-- ist in eine ringförmige Nut --239a-- in der Unterseite des Ventilkörpers --239-- eingesetzt. Dieser ist unter Abdichtung mittels eines Dichtungsrings --239d-gleitend in der Bohrung --232-- geführt. Zwischen einem das obere Ende der Bohrung --232-verschliessenden und von einer Öffnung --232b-- durchsetzten Verschlussteil --232a-- und dem Ventilkörper --239-- ist eine Druck-Feder --244b-- eingesetzt.
Der Produktbehälter ist hier am Kolben --227-- angebracht. Er hat einen am Kolben --227-befestigten Verschlussteil --223--, an welchem ein in bezug auf den Kolben rückwärts in der Zylinder- bohrung --226a-- verlaufender Behälterteil --222-- mit einem darin enthaltenen Beutel --224-- angebracht ist. Der Mantel --227-- ist am äusseren Ende des Behälterteils --222-- angebracht, so dass dieser also als eine Verlängerung des Kolbens --227-- wirkt. Auf diese Weise ist der sonst von dem massiven Kolben beanspruchte und damit nicht sinnvoll genutzte Raum für die Unterbringung des Produktbehälters ausgenutzt.
Innerhalb des Kolbens --227-- ist eine Kolben-Zylinderanordnung für die Druckerzeugung in dem flüssigen Produkt sowie eine Absperreinrichtung zum Steuern der Strömung des unter Druck gesetzten Produkts zur Düse untergebracht. Der Kolben --227-- hat eine Bohrung --238--, in welcher ein Druckkolben --237-- gleitend geführt ist.
Dieser ist durch eine Feder --244a-- aufwärts belastet, welche sich mit ihrem andern Ende auf einem Haltedeckel --245-- eines Rückschlagventils --246-- abstützt. Das Rückschlagventil steuert die Durchströmung eines durch eine Dichtung --248-- im Verschlussteil --223-des Behälters hindurchgeführten Produkt-Durchlasses --247--. Ein dem Betätigungsstift --30-- in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entsprechender Betätigungsteil --234-- ist im oberen Teil der Bohrung --238-- angeordnet und steht aufwärts durch die Kolbendichtung --227a-- hervor. Der Betätigungsteil --234-- ist hohl und enthält im oberen Ende eine Ventilkugel --243--, welche von einer Verschlussteil --237a-- des --237a-- des Kolbens --237-- festgehalten ist.
Der Ventilkörper --239-- hat einen abwärts hervorstehenden Stift-239b-.
Im Gebrauch ergreift man den Zerstäuber zwischen dem Daumen und einem Finger und drückt ihn zusammen, so dass sich der Kolben --227-- in den Kompressionsraum --226b-- des Zylinders --226-schiebt und die darin enthaltende Luft komprimiert, bis der Betätigungsteil --234-- den am Ventilkörper - 239-- hervorstehenden Stift --239b-- erreicht. Zu diesem Zeitpunkt hält die den Ventilkörper --239-belastende Feder --244b-- das Absperrglied --233-- noch gegen die Einwirkung des im Kompressionsraum --226b-- des Zylinders --226-- erzeugten Luftdrucks auf seinem Sitz --233a-- fest. Wenn dann der Stift --239b-- auf der Ventilkugel --243-- aufsetzt, wird der Ventilkörper --239-- zusammen mit dem Absperrglied --233-- angehoben, da die Feder --244a-- härter ist als die Feder --244b--.
Dabei kommt der Ventilkörper --239-- jedoch bald in Anlage am Verschlussteil --232a-- (Fig.15) der Bohrung --232--.
Bei der weiteren Bewegung des Kolbens --227-- schiebt sich der Betätigungsteil --234-- aufwärts über die Ventilkugel --243-- hinweg, da diese durch den am Ventilkörper --239-- hervorstehenden Stift --239b-an einer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert ist. Dadurch ist nun der Druckkolben --237-- blockiert, während sich der Luftpumpenkolben --227-- um ihn herum weiter aufwärts bewegt, so dass das Produkt dabei unter Druck gesetzt wird und aufwärts durch den Betätigungsteil --234-- hindurch und an der Kugel --243-- vorüber strömt und sich dabei mit der zur Düse --230-- verlaufenden Druckluftströmung vereinigt.
Bei Aufhebung des auf den Zerstäuber ausgeübten Drucks kehren die Teile in die in Fig. 14 gezeigte Stellung zurück, wobei über die den Verschlussteil --232a-- durchsetzende öffnung --232b-- Luft in den Raum oberhalb des Ventilkörpers einströmt, so dass dort kein Unterdruck entsteht.
Der vorstehend beschriebene Zerstäuber erbringt alle eingangs angeführten Vorteile Dank der Verwendung von Druckluft als Treibmittel und der Einrichtungen zum Erzeugen von Druck in dem zu zerstäubenden Produkt, welcher bei dessen Vermischung mit der Druckluft die Ausbildung sehr kleiner Tröpfchen bewirkt. In praktischen Ausführungen des Zerstäubers wurden durchschnittliche Tröpfchengrössen von nur 5 p erzielt. Die Abmessungen des Zerstäubers und die Stärke der Federn sind so
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gewählt, dass der Zerstäuber vom Benutzer mühelos betätigbar ist. Darüber hinaus ist der Zerstäuber sehr sicher, da er bei jeder Betätigung jeweils nur eine bestimmte Menge des Produkts abgibt, unabhängig davon, wie lange er in der Betätigungsstellung gehalten wird.
Die Anzahl der Einzelteile ist auf ein Mindestmass beschränkt, und die Teile können, mit Ausnahme der Federn, sämtlich aus Kunststoff geformt werden. Im Gebrauch ist der Zerstäuber äusserst zuverlässig.
Der Produktbehälter kann so ausgebildet sein, dass er sich von den übrigen Teilen des Zerstäubers abnehmen lässt, so dass man diesen immer wieder mit frischem Produkt auffüllen und wiederholt verwenden kann.
In den Fig. 17 bis 22 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Zerstäubers gemäss der
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form verjüngt zulaufenden Schaft --315a--, welcher in festem Sitz, jedoch abnehmbar, in das erweiterte Endstück --314-- der Bohrung --313-- eingepasst und von einem Produktdurchlass --316-- durchsetzt ist.
Der Schaft --315a-- und damit der Kolben --315-- sind fest am Hauptteil --310-- des Zerstäubers angebracht, so dass also der Kolben --315-- den feststehenden Teil der Druckpumpe --311-- bildet. Der bewegliche Teil der Druckpumpe --311-- ist durch einen auf dem Kolben --315-- sitzenden Zylinder - gebildet. Ein in eine den Kolben --315-- umgebende Rille eingelegter Dichtungsring --318-dichtet den Zwischenraum zwischen diesem und dem Zylinder ab. Wenn der Raum innerhalb des Zylinders --317-- mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, wird diese durch Ausübung einer zum Hauptteil --310-- des Zerstäubers gerichteten Kraft auf das Ende des Zylinders --317-- unter Druck gesetzt.
Die Anordnung von Zylinder und Kolben kann jedoch auch umgekehrt sein, d. h. der Zylinder kann mit einem Schaft --315a-- an seinem geschlossenen Ende versehen und damit als der feststehende Teil ausgebildet sein, in welchem dann der Kolben als beweglicher Teil geführt ist. Das Ende des Produktdurchlasses --316-- ist bis zur ersten Betätigung des Zerstäubers von einer Membrane --319-verschlossen. Diese wird dann bei der ersten Betätigung des Zerstäubers von einem im folgenden noch beschriebenen Pfriem durchstossen. Bei völliger Erschöpfung des in einer Druckpumpe der beschriebenen Art enthaltenen Produkts kann die Pumpe also durch eine neue, dicht verschlossene Pumpe ersetzt werden, wozu man sie einfach aus dem konischen Teil --314-- der Bohrung --313-- hervorzieht.
Die Membrane --319-- verhindert das Ausfliessen des Produkts bis die Druckpumpe sicher am Hauptteil --310-angebracht ist und der Zerstäuber betätigt wird.
Der am andern Ende des Zerstäuber-Hauptteils --310-- angeordnete Druckluft-Kompressor --312-- hat einen mit dem Hauptteil --310-- einstückig geformten Zylinder --320--, welcher somit den feststehenden Teil des Kompressors bildet. Der bewegliche Teil des Kompressors ist ein gleitend im Zylinder-320geführter Kolben --321-- mit einer zweierlei Tiefe aufweisenden Ringnut --322--, in welcher ein Dichtungsring --323-- zum Abdichten des Zwischenraums zwischen Kolben --321-- und Zylinder --320-Aufnahme findet. Der tiefere Teil der Ringnut --322-- ist dem geschlossenen Ende des Zylinders --320-zugewandt.
Bei einer gegenüber dem Hauptteil --310-- einwärts gerichteten Bewegung des Kolbens --321--, also bei Kompressionshub, wird die Ringdichtung --323-- auf den flacheren Teil der Ringnut - aufgeschoben, so dass sie dann den Spalt zwischen Kolben-321-und --321-- und Zylinder --320-- sicher abdichtet. Bewegt sich der Kolben jedoch vom Hauptteil --310-- weg, so schiebt sich der Dichtungsring --323-- in den tieferen Teil der Nut --322--, so dass der Spalt nicht mehr abgedichtet ist und Luft zum Ausgleich des Unterdrucks einströmen kann.
Jenseits ausserhalb der Ringdichtung --323-- ist der Kolben --321-- von einem Ringsteg --325-- umgeben, welcher mit am Zylinder --320-- einwärts hervorstehenden Anschlägen --325-- zusammenwirkt, um ein vollständiges Herausziehen des Kolbens aus dem Zylinder zu verhindern. Eine zwischen dem inneren Ende des Kolbens --321-- und dem Boden des Zylinders --320-eingesetzte Feder --326-- dient der Rückführung des Kolbens nach dem Kompressionshub.
Eine am Hauptteil --310-- des Zerstäubers vorgesehene Düsenanordnung weist einen Düseneinsatz - auf, welcher unter Bildung einer ihn umgebenden Ringkammer --333-- in eine Ausnehmung - -329-- im Hauptteil --310-- eingesetzt ist. Der Düseneinsatz --328-- hat einen Venturidurchlass-330- sowie quer zu diesem verlaufende, ihn mit der Ringkammer --333-- verbindende Einlässe --330a--.
Der
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abgehoben und die Ringdichtung --339a-- hat sich über den Ventilsitz --338-- hinweg bewegt und gibt damit die Strömung des unter Druck gesetzten Produkts aus dem Zylinder --317-- durch den Durchlass --316-- und den erweiterten Teil --314-- der Bohrung --313-- zum Durchlass --331-- frei. Dadurch wird nun das flüssige Produkt in Form von in der Druckluft mitgeführten kleinen Tröpfchen aus dem Düseneinsatz-328-- zerstäubt. Der Stützflansch --335-- ist an der Buchse --344-- in Anlage gekommen und hat diese um ein geringes Mass verschoben.
Nach einer weiteren Bewegung des Kolbens --321--, des Betätigungsstifts --343-- und des Ventilschafts --334-- nehmen die Teile die in Fig. 21 gezeigte Stellung ein, in der der Druckluft-Durchlass --332--noch immer für die Durchströmung mit Druckluft geöffnet und das Absperrglied --337-- noch immer von seinem Sitz --338-- abgehoben ist, wobei jedoch die Buchse --344-- die Mündung des Flüssigkeitsdurchlasses --331-- versperrt hat. Daher strömt nun weiterhin Druckluft durch den Düseneinsatz, während die Zufuhr der Flüssigkeit durch die Buchse --344-abgeschnitten ist. Dadurch wird nun in der Düse noch vorhandenes flüssiges Produkt aus dieser ausgeblasen.
Im ersten Teil der Rückführbewegung des Ventilschafts --334-- kommt die Ringdichtung --339a-- der Absperreinrichtung --339-- für die Flüssigkeit zuerst in Anlage am Ventilsitz --338-- und der Wand der Bohrung --313--, um damit den Strömungsweg der Flüssigkeit zu sperren. Die Teile kommen dann in die in Fig. 22 gezeigte Stellung, in welcher der Stützflansch --340-- die verschiebliche Buchse --344-- gerade berührt.
Bei der weiteren Bewegung des Ventilschafts --334-- wird dann die Buchse --344-- in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben, in der sie den Flüssigkeitsdurchlass --331-- freigibt. Da der Strömungsweg der Flüssigkeit durch die Ringdichtung --339a-- gesperrt ist, fliesst dabei nur eine geringe zwischen die Ringdichtung und die Buchse --344-- eingedrungene Flüssigkeitsmenge in den Durchlass --331--. Bei der weiteren Bewegung der Teile erreichen sie dann wieder die in den Fig. 18 und 19 gezeigte Stellung, womit der Zerstäuber bereit für eine erneute Betätigung ist.
Wie man aus vorstehenden Erläuterungen erkennt, wird der Austritt der Flüssigkeit kurz vor dem Ende der Bewegung des Ventilschafts in der Öffnungsrichtung durch die mit totem Gang bewegbare Buchse --344-- unterbrochen, während die Druckluft weiter ausströmt, so dass das Produkt vollständig aus der Düse ausgeblasen wird.
Zu Beginn der Rückführbewegung bleibt die Buchse zunächst unbewegt, bis die am Ventilschaft sitzenden Absperreinrichtungen für die Flüssigkeit die Bohrung verschlossen haben, worauf die Buchse dann in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt wird.
In der vorstehend beschriebenen Ausführung wird das Produkt mittels einer besonders einfachen und relativ wohlfeilen Kolben-Zylinderanordnung unter Druck gesetzt. Der Zerstäuber weist nur wenige Einzelteile auf, nämlich den gegebenenfalls mit dem feststehenden Teil des Luftkompressors einstückigen Hauptteil, eine zweiteilige Kolben-Zylinderanordnung zum Erzeugen des Drucks für die Flüssigkeit, welche auf einfache Weise mittels eines Schafts in einer konvergierenden Bohrung befestigt ist, den Düseneinsatz und den beweglichen Ventilschaft. Die übrigen Teile, wie Dichtungsringe, Federn u. dgl., sind wohlfeil und überall erhältlich.
Die Strömung der Flüssigkeit ist durch die verschiebliche Buchse --344-- auf einfache Weise so gesteuert, dass das Produkt jeweils vollständig aus der Zerstäuberdüse ausgeblasen wird und nach der Betätigung keine Flüssigkeit aus der Düse tropft, da ja der Zufluss des Produkts lange vorher unterbrochen wurde.
Sämtliche Teile mit Ausnahme der Federn und gegebenenfalls der Dichtungsringe können aus Kunststoff geformt sein, so dass der einfache und betriebssichere Zerstäuber mit geringem Kostenaufwand herstellbar ist.
Eine weitere Ausführungsform eines Aerosolzerstäubers mit Einrichtungen zum Dosieren des zerstäubten Produkts ist in den Fig. 23 bis 26 gezeigt. Der Zerstäuber hat eine Druckpumpe - -410-- für das zu zerstäubende Produkt mit einem Kolben --411--, auf welchem ein Zylinder --412-- gleitend geführt ist. Eine am Ende des Kolbens --411-- angebrachte Dichtung --412a-- befindet sich in abdichtender Anlage an der Innenfläche des Zylinders --412-- bei dessen Bewegung relativ zum Kolben. Der Kolben --411-- hat einen äusseren Mantel --413--, in dessen Inneres --413a-- ein innerer Teil --414-- eingesetzt ist. Der Boden des Mantels --413-- hat eine Öffnung --413a-- und zwischen dem Boden des Mantels und dem Ende des inneren Teils --414-- ist eine erste Ringdichtung --415-- eingelegt.
Der innere Teil --414-hat in seinem dem Boden des Mantels --413-- zugewandten Ende eine Ausnehmung --414a-- grösseren
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Durchmessers, von deren innerem Ende aus eine Bohrung --414b-- kleineren Durchmessers zum innerhalb des Zylinder liegenden Ende des Kolbens --411-- führt.
In der Ausnehmung --414a-- und der Bohrung --414b-- ist ein Dosierstift --416-- beweglich geführt.
Er hat einen in der Ausnehmung --414a-- liegenden massiven Teil und einen von diesem ausgehenden, durch die erste Ringdichtung --415-- und die Öffnung --413a-- im Boden des Mantels --413-- hervorstehenden hohlen Teil-417-, welcher sich mit seiner Umfangsfläche in abdichtender Anlage an der ersten Ringdichtung --415-- befindet. An der Verbindungsstelle zwischen dem massiven Teil und dem hohlen Teil --417-- hat der Schaft --416-- einen Flansch --418--, welcher in der in Fig. 23 gezeigten Ruhestellung auf der ersten Ringdichtung --415-- aufsitzt. Der massive Schaftteil hat eine solche Querschnittsform, dass er frei in die Bohrung --414b-- einführbar ist.
Die Einmündung der Bohrung --414b-- in die erweiterte Ausnehmung --414a-- ist von einer zweiten Ringdichtung --421-- umgeben, durch welche hindurch sich der massive Schaftteil --416-- mit Bund --416a-- in abdichtender Anlage bewegt, wenn der Kolben in die in Fig. 26 gezeigte Stellung abgesenkt wird. Eine zwischen der zweiten Ringdichtung --421-- und dem Flansch --418-- angeordnete Feder --419-- belastet den Flansch --418-- in Anlage an der ersten Ringdichtung --415--.
Der hohle Schaftteil --417-- hat einen Durchlass-417b-, welcher in der in Fig. 23 gezeigten Ruhestellung des Zerstäubers unterhalb des Bodens des Kolbens --411--, also ausserhalb desselben liegt.
In der Betätigungsstellung liegt der Durchlass innerhalb der erweiterten Ausnehmung --414a-- (Fig. 25, 26).
Der Ventilschaft --416-- bildet zusammen mit dem inneren Kolbenteil --414-- bzw. mit dessen erweiterter Ausnehmung --414a--, den Ringdichtungen --415 und 421-- und der Feder --419-- eine einfache, auf dem Gebiet der Aerosolzerstäuber bekannte Dosiereinrichtung, wie sie in der US-PS Nr. 2, 721, 010 beschrieben ist.
Zum Gebrauch befinden sich die Teile des Zerstäubers zunächst in der in Fig. 23 gezeigten Stellung und der Zylinder ist mit einer Flüssigkeit gefüllt. Durch Ausübung von Druck am unteren Ende des hohlen Schaftteils --417-- und an der Oberseite des Zylinders --412-- wird der Zylinder auf den Kolben - aufgeschoben, so dass auf die im Zylinder --412-- sowie in der Bohrung --414b-- und der erweiterten Ausnehmung --414a-- enthaltene Flüssigkeit ein Druck ausgeübt wird. Durch die einander entgegengesetzten Druckkräfte wird der Schaft --416-- gegen die Belastung durch die Feder --419-- in den Kolben --411-- geschoben, wobei sich der Durchlass-417b-durch die erste Ringdichtung --415-hindurch in die Ausnehmung --414a-- verschiebt.
Anschliessend dringt dann das obere Ende des massiven Schaftteils in die zweite Ringdichtung --421-- ein und dichtet damit die Ausnehmung --414a-- gegenüber der Bohrung --414b-- und dem Zylinder --412-- ab, so dass nun eine dosierte Menge der Flüssigkeit aus der Ausnehmung --414a-- abgegeben werden kann.
Bei einer solchen Anordnung ist festzustellen, dass die in der Ausnehmung --414a-- eingeschlossene Flüssigkeit bei der Verschiebung des Durchlasses --417b-- in die Ausnehmung mit einer beträchtlichen Kraft aus dem hohlen Schaftteil hervorspritzt.
Die vorstehend beschriebene, äusserst einfache Dosiereinrichtung lässt sich grösstenteils aus leicht formbaren Kunststoffteilen, im angeführten Beispiel aus vier solchen Teilen, zusammensetzen. Die übrigen Teile der Dosiereinrichtung bestehen aus drei ohne Schwierigkeit herstellbaren und zumeist fertig vorhandenen Dichtungen und einer einzigen Feder. Die Dosiereinrichtung ist unter Verwendung automatischer Herstellungseinrichtungen ohne Schwierigkeit zusammensetzbar und mit einer Füllung zu versehen, so dass sie sich derart kostengünstig herstellen lässt, dass der Benutzer sie nach Entleerung wegwerfen und eine neue, gefüllte Dosiereinrichtung kaufen kann.
Die Dosiereinrichtung kann zum Dosieren von den verschiedensten Flüssigkeiten, wie Mundparfums, antiseptischen Mitteln, Nahrungsmitteln, wie künstlichen Süssstoffen in flüssiger Form u. dgl. m., verwendet werden.
Im folgenden ist ein erfindungsgemässer Aerosolzerstäuber mit der vorstehenden Dosiereinrichtung im einzelnen weiter beschrieben. Der Hauptteil --420-- des Zerstäubers hat eine oben offene Ausnehmung --431-- mit einer der des Kolbens --411-- der Dosiereinrichtung komplementären Querschnittsform, in welche der Kolben im Gleitsitz eingepasst ist.
Eine im Boden der Ausnehmung --431-- gebildete Bohrung --432-- hat eine der des hohlen Schaftteils --417-- komplementäre Querschnittsform. Der hohle Schaftteil --417-- ist im wesentlichen
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flüssigkeitsdicht in die Bohrung --432-- eingepasst und setzt mit seinem Ende an deren Boden auf. In der in Fig. 23 dargestellten Ruhestellung liegt die Unterseite des Kolbens --411-- in einigem Abstand über dem Boden der Ausnehmung --431--. Bei Ausübung eines Drucks auf die Oberseite --412-- wird der Kolben - abwärts in die Ausnehmung --431-- geschoben, während der Ventilschaft --416-- gegenüber dem Hauptteil --420-- des Zerstäubers festgehalten ist.
Dadurch bewegen sich die Teile relativ zueinander so, als würde der Ventilschaft --416-- in den Kolben --411-- eingedrückt. Dabei gibt dann die Dosierein-
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verbindet die Bohrung --432-- mit dem Mitteldurchlass des Düseneinsatzes --434--.
Der Düseneinsatz --434-- sitzt in einer zur Seite hin offenen Ausnehmung --436-- des Hauptteils
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Mitteldurchlass verlaufende seitliche Einlässe --434a--.
An der der Dosiereinrichtung gegenüberliegenden Seite hat der Hauptteil --420-- des Zerstäubers einen Luftkompressor, welcher in der dargestellten Ausführung einen am Hauptteil --420-- abwärts hervorstehenden Zylinder --438-- und einen gleitend darin geführten Kolben --439-- mit Dichtung
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--438-- angeordnete Rückführfeder --440-- inBlindbohrung --441-- in den Hauptteil --420-- hinein. Von dieser aus führt ein Druckluftdurchlass mit einem senkrecht verlaufenden Teil --442a-- und einem waagrechten Teil --442b-- zur Zufuhrkammer --437--. Die Blindbohrung --441-- bildet zusammen mit dem Durchlass --442a, 442b-- einen DruckluftStrömungsweg durch den Hauptteil --420-- hindurch.
Ein in der Blindbohrung --441-- angeordnetes Tellerventil --443-- befindet sich in Anlage an einem Sitz an einem am inneren Ende des Zylinders --438-angeordneten und die Blindbohrung --441-- überdeckenden Teil --444--. Das Tellerventil --443-- trägt eine Dichtung --443a--, welche die Blindbohrung --441-- abdichtend verschliesst, so dass keine Luft vom Zylinder --438-- am Tellerventil --443-- vorüber in den senkrechten Teil --442a-- des Durchlasses entweichen kann. Eine in der Blindbohrung --441-- angeordnete Ventilfeder --446-- hält das Tellerventil --443-- in Anlage an seinem Sitz an dem Teil --444--.
Das Tellerventil --443-- hat einen abwärts in den Zylinder --438-- hineinragenden Schaft oder Betätigungsstift --445--. Am inneren Ende seines Kompressionshubs setzt der Kolben --439-- mit einem daran hervorstehenden Anschlagteil --446-- am Ventilschaft --445-- auf und hebt das Tellerventil --443-- so weit an, dass die Druckluft in den senkrechten Teil --442a-- des Durchlasses strömen kann.
Übt der Benutzer im Gebrauch des Zerstäubers mit seinen Fingern einen Druck auf den Zylinder --412-- der Dosiereinrichtung und auf den Kolben --439-- des Luftkompressors aus, so gibt die Dosiereinrichtung durch den hohlen Schaftteil --417-- hindurch einen Flüssigkeitsstrahl ab, welcher über den Produktdurchlass --435-- in den Düseneinsatz --434-- strömt. Fig.25 zeigt eine Stellung der Teile, in welcher der Durchlass --417b-- gerade aus der Ringdichtung --415-- hervortritt und das Produkt auszutreten beginnt, und Fig. 26 zeigt eine Stellung, in welcher der Ventilschaft --416-- gerade an der Dichtung --421-- aufsetzt, um somit die Abgabe des Produkts zu beenden. Gleichzeitig damit wird in dem vor dem Kolben --439-- liegenden Raum des Zylinders --438-- Luft komprimiert.
Dabei bleibt das Tellerventil --443-- jedoch geschlossen, bis der Kolben --439-- das Ende des Kompressionshubs erreicht.
Setzt dann der Anschlag --446-- am Betätigungsstift --445-- auf, so wird das Tellerventil, wie in Fig. 25 dargestellt, von seinem Sitz am Teil --444-- abgehoben, so dass die im Zylinder --438-- komprimierte Luft plötzlich über den Druckluftdurchlass in die den Düseneinsatz --434-- umgebende Zufuhrkammer --437-- einströmen kann. Von der Kammer --437-- aus tritt die Druckluft dann zu dem unter Druck von der Dosiereinrichtung abgegebenen und durch den Mitteldurchlass des Düseneinsatzes fliessenden Produkt. Dieses wird dann in Form eines Sprühnebels aus kleinen Tröpfchen und Druckluft aus dem Düseneinsatz hervorgestossen.
Gegenüber andern Ausführungsformen bietet die vorstehend beschriebene den Vorteil, dass die als Quelle für die unter Druck gesetzte Flüssigkeit verwendete Dosiereinrichtung einfach ausgewechselt und der Zerstäuber somit wiederholt verwendet werden kann. Die Ventilanordnung der Dosiereinrichtung dient
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nicht nur dazu, die jeweilige Abgabemenge zu dosieren, sondern auch dazu, den Austritt des flüssigen Produkts auf einfache Weise und unabhängig von dem den Austritt der Druckluft aus dem Luftkompressor steuernden Ventil zu steuern.
Die beschriebene Anordnung kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So braucht beispielsweise der Zylinder nicht, wie dargestellt, beweglich auf dem Kolben der Dosiereinrichtung geführt sein, sondern könnte seinerseits feststehend sein und einen beweglichen Kolben aufnehmen. Eine entsprechende Änderung ist auch in bezug auf den Luftkompressor möglich, welcher mit feststehendem Kolben und darauf aufschiebbarem Zylinder ausgebildet sein kann. Ausserdem können die Zuleitungen von flüssigem Produkt und Druckluft zum Düseneinsatz miteinander vertauscht werden, wenn auf diese Weise die gewünschte Zerstäubung besser erzielbar ist.
In noch einer andern, in den Fig. 27 und 28 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist ein an einer Seite eines Zerstäuber-Hauptteils ("Tragkörpers") --510-- angeordneter Luftkompressor einen am Hauptteil --510-- abwärts hervorstehenden Zylinder --511. -- und einen gleitend darin geführten Kolben --512-- auf. Der Kolben --512-- ist mittels einer Dichtung --513-- abdichtend im Zylinder --511-- geführt und durch eine im Zylinder --511-- angeordnete Rückführfeder --514-- nach auswärts aus dem Zylinder belastet. Vom inneren Ende des Zylinders --511-- aus erstreckt sich eine Ausnehmung --515-- in den Hauptteil --510--. Ein in der Ausnehmung --515-- sitzendes Tellerventil --517-- ruht auf einer Dichtung - -518--, welche ihrerseits auf einer Scheibe --519-- sitzt.
Die Scheibe --519-- ist in eine Erweiterung --519a-- der Ausnehmung --515-- am inneren Ende des Zylinders --511-- eingesetzt und bildet einen Abschluss der Ausnehmung --515--. Das auf der Dichtung --518-- sitzende Tellerventil --517-- verhindert den Austritt von Luft aus dem Zylinder in die Ausnehmung. Es ist durch eine in der Ausnehmung --515-sitzende Ventilfeder --520-- in Anlage an seinem Sitz belastet. Der Kolben --512-- trägt einen aufwärts hervorstehenden Betätigungsstift --521--, welcher am Ende des Kompressionshubs des Kolbens --512-- in Anlage am Tellerventil --517-- kommt und dieses so weit von der Dichtung --518-- abhebt, dass Druckluft in die Ausnehmung einströmen kann.
Der Zerstäuber-Hauptteil --510-- trägt eine Produkt-Zufuhreinrichtung --540--, welche zu Abgabe von dosierten Mengen eines zu zerstäubenden flüssigen Produkts eingerichtet ist. Die Zufuhr- und Dosiereinrichtung --540-- entspricht der vorstehend an Hand von den Fig. 23, 25 und 26 beschriebenen und führt das Produkt einem Produktdurchlass --533-- zu.
Die Zufuhr- und Dosiereinrichtung --540-- sitzt in einer oben offenen Fassung --551-- am Zerstäuber-Hauptteil --510--. Die Fassung --551-- hat eine der des Zylinders --412-- der Dosierein- richtung --540-- komplementäre Querschnittsform, so dass der Zylinder --412-- gleitend darin geführt ist.
Eine vom Boden der Fassung --551-- ausgehende Bohrung --552-- hat eine der des hohlen Schaftteils - komplementäre Querschnittsform und nimmt diesen in einem im wesentlichen strömungsdichten Passsitz auf, so dass das innere Ende des hohlen Schaftteils --417-- am Boden der Bohrung aufsetzt. In der in Fig. 27 gezeigten Ruhestellung der Teile liegt das untere Ende des Kolbens --411-- in einigem Abstand oberhalb des Bodens der Fassung --551--. Bei Ausübung eines Drucks an der Oberseite des Zylinders --412-- wird der Kolben --411-- abwärts in die Fassung --551-- geschoben, während die Stellung des Ventilschafts --417-- gegenüber dem Zerstäuber-Hauptteil --510-- unverändert bleibt.
Dadurch wird die im Zylinder --412-- enthaltene Flüssigkeit, wie vorstehend an Hand von den Fig. 23, 25 und 26 erläutert, unter Druck gesetzt.
Eine in dieser Ausführungsform seitlich aus dem Zerstäuber-Hauptteil --510-- ausmündende Zerstäuberdüse weist einen geradlinig verlaufenden, zylindrischen Durchlass --525-- auf, welcher in einem divergierenden Teilstück --532-- ausmündet. Ein den Durchlass --525-- durchströmendes Gemisch von Flüssigkeitkeit und Druckluft entspannt sich beim Eintritt in das divergierende Teilstück --532-- unter Zerstäubung der Flüssigkeit.
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--515-- ausgehender Druckluftdurchlass --516-- mündetdurchlass --533-- mündet oberhalb der Mündung des Druckluftdurchlassess --516-- in den zylindrischen Durchlass-525-.
Die über den Druckluftdurchlass --516-- zuströmende Druckluft vermischt sich im abströmseitigen Endstück des zylindrischen Durchlasses --525-- mit dem über dem Durchlass --533-- und das vor der Mündung des Durchlasses --516-- liegende Teilstück des zylindrischen Durchlasses --525-- zuströmenden
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Druckluft eine Scherwirkung auf die Flüssigkeit aus, so dass auch bei einem derart einfachen Aufbau eine gute Zerstäubung erreicht wird.
Durch die beschriebene Anordnung der Strömungswege für das Produkt und die Druckluft ist also eine befriedigende Zerstäubung erzielbar, so dass eine Venturidüse oder ein anderer bisher in den meisten Zerstäubern dieser Art verwendeter, mehr oder weniger genau geformter Teil nicht notwendig ist.
Dadurch verringern sich die Kosten für die Herstellung und den Zusammenbau des Zerstäubers.
Die vorstehend beschriebene Ausführung kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So braucht beispielsweise der Zylinder der Dosiereinrichtung nicht, wie dargestellt, beweglich auf dem Kolben derselben geführt zu sein, sondern könnte seinerseits feststehend sein und einen beweglichen Kolben aufnehmen. Eine entsprechende Änderung ist auch in bezug auf den Luftkompressor möglich, welcher mit feststehendem Kolben und darauf aufschiebbarem Zylinder ausgebildet sein kann. Auch kann eine andere Zufuhr- und/oder Dosiereinrichtung für das Produkt vorgesehen und in anderer Stellung am Zerstäuber-Hauptteil angeordnet sein.
In allen in den Fig. 29 bis 36 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Aerosolzerstäubers weist dieser einen Hauptteil ("Tragkörper") --610-- mit einem an einer Seite desselben angeordneten Luftkompressor auf. Dieser hat einen am Hauptteil --610-- abwärts hervorstehenden Zylinder --611-- und einen gleitend darin geführten Kolben --612--. Der Kolben ist mittels einer Dichtung --613-abdichtend im Zylinder-611-- geführt und durch eine : im Zylinder --611-- sitzende Rückführfeder - auswärts aus dem Zylinder hervor belastet. Vom inneren Ende des Zylinders --611-- aus erstreckt sich eine Ausnehmung --615-- in den Hauptteil --610--.
Ein in der Ausnehmung --615-- sitzendes Tellerventil --617-- ruht auf einer Dichtung --618--, welche ihrerseits auf einer Scheibe --619-- aufliegt.
Die Scheibe --619-- sitzt in einer Erweiterung --619a-- der Ausnehmung --615-- am inneren Ende des Zylinders --611-- und bildet einen Abschluss der Ausnehmung --615--. Das auf der Dichtung --618-sitzende Tellerventil --617-- verhindert den Austritt von Luft aus dem Zylinder --611-- in die Ausnehmung. Es ist durch eine in der Ausnehmung --615-- angeordnete Ventilfeder --620-- in Anlage an der Dichtung --618-- belastet. Der Kolben --612-- trägt einen aufwärts hervorstehenden Betätigungsstift - -621--, welcher am Ende des Kompressionshubs des Kolbens --612-- in Anlage am Tellerventil --617-- kommt und dieses so weit von der Dichtung --618-- abhebt, dass Druckluft in die Ausnehmung --615-einströmen kann.
Der Zerstäuber-Hauptteil --610-- trägt eine Produkt-Zufuhreinrichtung --640--, welche zur Abgabe von dosierten Mengen eines zu zerstäubenden flüssigen Produkts eingerichtet ist. Die Zufuhr- und Dosiereinrichtung --640-- entspricht der vorstehend an Hand der in den Fig. 23, 25 und 26 beschriebenen und führt das Produkt einem Produkt-Durchlass --633-- zu.
Die Zufuhr- und Dosiereinrichtung --640-- sitzt in einer oben offenen Fassung --651-- am Zerstäuber-Hauptteil --610--. Die Fassung --651-- hat eine der des Zylinders --412-- der Dosierein- richtung --640-- komplementäre Querschnittsform, so dass der Zylinder --412-- gleitend darin geführt ist.
Eine vom Boden der Fassung ausgehende Bohrung --652-- hat eine der des hohlen Schaftteils --417-komplementäre Querschnittsform und nimmt diesen in einem im wesentlichen strömungsdichten Passsitz auf, wobei das innere Ende des hohlen Schaftteils --417-- am Boden der Bohrung aufsitzt. In der in Fig. 29 gezeigten Ruhestellung der Teile liegt das untere Ende des Kolbens --411-- in einigem Abstand oberhalb des Bodens der Fassung --651--. Bei Ausübung eines Drucks auf die Oberseite des Zylinders --412--
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--417-- inZerstäuberdüse. In den Ausführungen nach den Fig. 29 bis 34 ist die Düse eine Venturidüse --625--, welche in eine Ausnehmung --626-- eingesetzt ist und einen verjüngten Teil --627-- aufweist, der in eine von der Ausnehmung --626-- aus in den Hauptteil hinein verlaufende Ausnehmung --628-- kleineren Durchmessers eingepasst ist.
Der einen grösseren Durchmesser aufweisende Teil der Düse --625-- ist an der Aussenseite so geformt, dass beim Einsetzen der Düse in die Ausnehmung --626-- eine sie umgebende Zufuhrkammer --629-- gebildet ist. In den verengten Durchlass --630-- der Düse --625-- münden zwei
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einander diametral gegenüberliegende Einlässe --631--, welche anderseits in der Zufuhrkammer --629-münden. Der verengte Durchlass --630-- geht in einen divergierenden Auslassteil --632-- über.
In den Ausführungen nach den Fig. 35 und 36 hat die Düse einen einfachen, geradlinig verlaufenden
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In den Ausführungen nach den Fig. 29, 30,32 und 33 geht von der Ausnehmung --615-- ein Druckluft-Durchlass mit einem senkrecht verlaufenden Teilstück --616a-- und einem waagrechten Teilstück --616b-- aus, welcher in der Zufuhrkammer --629-- ausmündet. Die Ausnehmung --615-- und der Druckluft-Durchlass --616a, 616b- bilden zusammen einen Druckluft-Strömungsweg durch den Hauptteil -- hindurch. Der Produktdurchlass --633-- mündet im wesentlichen rechtwinkelig in den waagrechten Teil --616b-- des Druckluft-Durchlasses.
Ferner ist wenigstens ein durch den Hauptteil --610-- hindurch zur Düse verlaufender DruckluftNebendurchlass vorgesehen. In der Ausführung nach den Fig. 29 und 30 ist der Nebendurchlass durch eine von der Ausnehmung --615-- zum inneren Ende der verengten Ausnehmung --628-- verlaufende und in den konvergierenden Einlassteil des Durchlasses --630-- der Venturidüse --625-- mündende Bohrung -- gebildet.
In dieser Ausführungsform saugt den verengten Durchlass --630-- der Venturidüse --625-durchströmende Druckluft das Produkt aus der Zufuhrkammer --629-- und über diese aus dem waagrechten Teil --616b-- des Druckluftdurchlasses, in welchen der Produktdurchlass --633-- einmündet, an. Zusätzlich wird die Druckluft aus der Ausnehmung --615-- über den Druckluft-Durchlass --616a, 616b-- zugeführt, welche auf das Produkt einen Überdruck ausübt. Aus diesen kombinierten Wirkungen ergibt sich ein sehr feiner Sprühnebel, und in der Düse-625-, dem Druckluft-Durchlass oder dem Produktdurchlass bleiben nur wenig oder keine Rückstände zurück.
In der Ausführung nach Fig. 32 sind zwei Druekluft-Nebendurehlässe vorgesehen, nämlich ausser dem in den Fig. 29 und 30 dargestellten Nebendurchlass --635-- ein weiterer Durchlass --636--, welcher von der Ausnehmung --615-- zur Zufuhrkammer --629-- führt und vorzugsweise der Einmündung des Druck- luft-Durchlasses-616b-- diametral gegenüber in diese einmündet.
Zusätzlich zu der mit der Anordnung nach den Fig. 29 und 30 erzielten kombinierten Wirkung wird hier im engsten zentralen Durchlass der Düse -- durch die über die Zufuhrringkammer --629-- und die radialen Einlässe --631-- zugeführte Druckluft eine Scherwirkung auf das über das Teilstück --616b-- zuströmende Gemisch aus Flüssigkeit und Druckluft ausgeübt, welche die Zerstäubung weiterhin verbessert.
In der Ausführung nach Fig. 33 ist nur ein einziger Druckluft-Nebendurchlass vorhanden, nämlich der zur Zufuhrkammer --629-- führende Durchlass --636--, während der zur Düse --625-- mittige Durchlass
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-635--Dadurch wird hier keine Ansaugwirkung im verengten Durchlass --630-- der Venturidüse ausgeübt.
Die Zerstäubung ist jedoch durch die Scherwirkung der über die Zufuhrkammer --629-- und die Einlässe -- 631-- direkt zugeführten Druckluft beträchtlich verbessert.
In der Ausführung nach Fig. 34 verläuft der Druckluft-Durchlass --616a, 616b-- zum Produktdurchlass --633-- und von dort direkt zur Ausnehmung --628--, wo er in den Durchlass --630-- der Venturidüse -- einmündet. Zusätzlich verläuft ein Druckluft-Nebendurchlass --636-- von der Ausnehmung --615-zur Zufuhrkammer --629--. In dieser Ausführungsform ist die Zerstäubung durch die Scherwirkung der über die Einlässe --631-- zu der Strömung aus Druckluft und Flüssigkeit im Durchlass-630- hinzutretenden Druckluft erheblich verbessert.
In der Ausführung nach Fig. 31 mündet eine Zerstäuberdüse in Form eines Düseneinsatzes --625-- seitlich aus dem Zerstäuber-Hauptteil --610-- aus. Der Düseneinsatz --625-- sitzt in einer seitlich ausmündenden Öffnung --626-- des Hauptteils --610--. Diese ist so ausgebildet, dass um den Einsatz -- herum eine Zufuhrkammer --629-- freibleibt. Der Düseneinsatz --625-- hat einen Mitteldurchlass --630--, welcher über seitliche Einlässe --631-- mit der Zufuhrkammer --629-- strömungsverbunden ist. In einer praktischen Ausführung kann der Düseneinsatz ein im Handel erhältlicher Einsatz der vorstehend an Hand von den Fig. 29 und 30 beschriebenen Art sein.
In der Ausführung nach Fig. 31 erfüllt der zentrale Durchlass --631-- der Düse jedoch keine eigene Funktion. Ein durch den Hauptteil --610-- des Zerstäubers
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Die Ausnehmung --615-- und die Teile --616a, 616b-- des Druckluft-Durchlasses bilden einen Druckluft-Strömungsweg durch den Hauptteil --610--.
Die Wirkungsweise des Luftkompressors, des den Austritt der Druckluft steuernden Tellerventils --617-- und der zugeordneten Teile ist die gleiche wie bei den Fig. 29, 30 und 32 bis 36 gezeigten Ausführungen.
Im Gebrauch des in Fig. 31 gezeigten Zerstäubers übt der Benutzer mit seinen Fingern einen Druck auf den Zylinder --412-- der Produkt- Dosiereinrichtung und den Kolben --612-- des Luftkompressors aus, wobei die Dosiereinrichtung einen Flüssigkeitsstrahl durch den hohlen Schaftteil --417-- hindurch abgibt.
Die Flüssigkeit gelangt über den Durchlass --622-- in die Zufuhrkammer --629--. Gleichzeitig wird in dem vor dem Kolben --612-- liegenden Raum des Zylinders --611-- Luft komprimiert. Dabei bleibt jedoch das Tellerventil --617-- geschlossen, bis der Kolben --612-- das Ende des Kompressionshubs erreicht. Darauf setzt dann der Betätigungsstift-621-- am Tellerventil-617-- auf und hebt es von der Dichtung --618-ab, so dass die im Zylinder --611-- komprimierte Luft plötzlich über den Durchlass --623, 624-- in die den Düseneinsatz --625-- umgebende Zufuhrkammer --629-- strömen kann. Die der Zufuhrkammer --629-zuströmende Druckluft mischt sich mit der unter Druck von der Dosiereinrichtung zugeführten Flüssigkeit und übt dabei eine Scherwirkung auf diese aus.
Das Gemisch strömt dann durch die seitlichen Einlässe --631-- und tritt am divergierenden Auslassteil --632-- der Düse aus. Auf Grund der beschriebenen Wirkungsweise wird die Flüssigkeit von Anfang an in Form eines feinen Sprühnebels aus kleinen Tröpfchen und Druckluft aus dem Düseneinsatz hervor zerstäubt, ohne dass zunächst grössere Flüssigkeitströpfchen austreten, d. h. also, ohne"Spucken".
In den Ausführungen nach den Fig. 35 und 36 ist jeweils an Stelle der Venturidüse --625-- ein einfacher Durchlass --625a-- mit einem divergierenden Auslassteil --632a-- vorgesehen. In der einfachsten Ausführungsform setzt sich der Druckluft-Strömungsweg zusammen aus dem senkrechten Teil --616a-- und dem waagrechten Teil --616b--, in welchem der Produktdurchlass --633-- einmündet und welcher anschliessend direkt in den Durchlass --625a-- der Düse übergeht. In dieser Ausführung strömt die Druckluft also hinter dem flüssigen Produkt ein, vermischt sich mit diesem und erhöht die Strömungsgeschwindigkeit, worauf das Gemisch in Form eines feinen Sprühnebels aus der Zerstäuberdüse ausströmt.
Die Ausführung nach Fig. 36 ist der in Fig. 35 dargestellten ähnlich und weist zusätzlich einen Druckluft- Nebendurchlass --635a-- auf, welcher von der Ausnehmung --615-- zu einer Stelle des Durchlasses --625a-- zwischen der Einmündung des Produktdurchlasses --633-- in den Druckluft-Durchlass --616b-- und dem Übergang des Durchlasses --625a-- in den divergierenden Auslassteil --632a-- führt.
Die über den Nebendurchlass --635a-- zuströmende Druckluft übt eine Scherwirkung aus und verbessert die Zerstäubung beim Austritt der Strömung aus dem Zerstäuber.
Wie man aus der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsformen nach den Fig. 29 bis 34 erkennt, ist die Zerstäubung des Produkts erheblich verbessert, ohne dass der Zerstäuber eine grössere Anzahl von Teilen aufwiese als bekannte Ausführungen. Diese Verbesserung ist durch eine neuartige Anordnung des Druckluft-Strömungsweges sowie durch einen oder mehrere Druckluft-Nebendurchlässe erzielt. Eine solche Anordnung von Durchlässen lässt sich durch einfaches Bohren herstellen oder auch durch geringfügige Änderungen der zum Formpressen des Zerstäuber-Hauptteils aus Kunststoff verwendeten Formen. Die verbesserten Ergebnisse sind also durch geringfügige Änderungen am Zerstäuber-Hauptteil-610erzielt, welche sich ohne nennenswerte Kostensteigerungen durchführen lassen.
In den Ausführungsformen nach den Fig. 35 und 36 ist die Zerstäubung durch die geänderte Anordnung der Druckluft-Strömungswege in einem solchen Masse verbessert, dass ein mit hoher Präzision geformter Teil, wie etwa eine Venturidüse, für viele Verwendungszwecke wegfallen kann, wodurch sich die Kosten für die Herstellung und den Zusammenbau des Zerstäubers entsprechend verringern. Bei der hier dargestellten Anordnung wird die Flüssigkeit mit einer durch die Druckluft gesteigerten Geschwindigkeit der Düse zugeführt, wodurch sich die Zerstäubung verbessert und das Zusetzen des Strömungswegs für das flüssige Produkt weitgehend vermieden ist.
Eine weitere, in Fig. 37 gezeigte Ausführungsform eines Aerosolzerstäubers hat einen Hauptteil ("Tragkörper") --710-- mit einer oben offenen Fassung --711--. Diese hat eine der eines äusseren Gehäuses --733-- einer nachstehend im einzelnen beschriebenen und ein zu zerstäubendes flüssiges
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Produkt enthaltenden Dosiereinrichtung --741-- komplementäre Querschnittsform. Das obere Ende des Gehäuses --743-- ist mit einem Deckel --743c-- verschlossen.
Innerhalb des Gehäuses --743-- ist ein inneres Gehäuse --744-- angeordnet. Der Boden des äusseren Gehäuses --743-- ist von einer Öffnung -- durchsetzt. Zwischen dem Boden des äusseren Gehäuses und der Unterseite des inneren Gehäuses -- 744-- sitzt eine erste Ringdichtung --745--. Das innere Gehäuse --744-- hat an seinem dem Boden des äusseren Gehäuses --743-- zugewandten Ende eine Ausnehmung --744a-- grösseren Durchmessers, von deren innerem Ende eine Bohrung --744b-- kleineren Durchmessers zum im oberen Teil des äusseren Gehäuses --743-- liegenden Ende des inneren Gehäuses --744-- führt und einen an diesem Ende aufwärts hervorstehenden Nippel --744c-- durchsetzt.
Ein beweglich in der Ausnehmung --744a-- und der Bohrung --744b-- geführter Ventilschaft --746-- hat einen in die Ausnehmung --744a-- hineinragenden massiven Schaftteil und einen von diesem ausgehenden, abwärts durch die erste Ringdichtung --745-- und die Öffnung --743a-- im Boden des äusseren Gehäuses --743-- hervorstehenden hohlen Schaftteil --747--. Die Aussenfläche des hohlen Schaftteils --747-- befindet sich in abdichtender Anlage an der ersten Ringdichtung --745--. An der Übergangsstelle zwischen dem massiven und dem hohlen Schaftteil --747-- hat der Schaft --746-- einen Flansch --748--, welcher in der in Fig. 37 gezeigten unbetätigten Stellung auf der ersten Ringdichtung -- 745-- aufsitzt.
Der massive Schaftteil --746-- hat eine solche Querschnittsform, dass er sich frei in der Ausnehmung --744a-- bewegen kann. Die Ausmündung der Bohrung --744b-- in die Ausnehmung --744a-ist von einer zweiten Ringdichtung --750-- umgeben, in welche der massive Schaftteil beim Anheben des Schafts --746-- abdichtend eindringen kann. Eine zwischen der zweiten Ringdichtung --750-- und dem Flansch --748-- sitzende Feder --749-- belastet den Flansch --748-- in Anlage an der ersten Ringdichtung --745--.
* Der hohle Schaftteil --747-- hat einen Durchlass --747b--, welcher in der dargestellten unbetätigten Stellung des Zerstäubers unterhalb des Bodens des äusseren Gehäuses --743-- liegt. In der Betätigungsstellung liegt der Durchlass --747b-- dann in der Ausnehmung --744a--.
Ein im oberen Ende des äusseren Gehäuses --743-- untergebrachter, mit Flüssigkeit gefüllter, flexibler Beutel --751-- ist mit seiner Mündung abdichtend am Nippel --744c-- angeschlossen. Das äussere Gehäuse --743-- hat eine in den den Beutel --751-- enthaltenden Raum --743b-- mündende Belüftungs- öffnung--743d--.
Seitlich am Zerstäuber-Hauptteil --710-- mündet eine einen Düseneinsatz --714-- enthaltende Zerstäuberdüsenanordnung --713-- aus. Der Düseneinsatz --714-- sitzt in einer seitlich am Hauptteil -- 710-- gebildeten Öffnung --716--. Diese ist so geformt, dass um den Düseneinsatz herum eine Zufuhrkammer --717-- gebildet ist. Der Düseneinsatz --714-- ist von einem Venturidurchlass --714a-- durchsetzt.
Dieser ist über quer dazu verlaufende Einlässe --714b-- mit der Zufuhrkammer --717-- strömungsver-
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Teil kleineren Durchmessers, welcher in den engeren Teil der Öffnung eingepasst, dabei jedoch länger als dieser tief ist. Dadurch ist der grösseren Durchmesser aufweisende Teil des Düseneinsatzes zur Bildung der Zufuhrkammer --717-- gegenüber der Stufe zwischen dem engeren und dem erweiterten Teil der Öffnung --716-- auswärts versetzt. Ein von einer Bohrung --712-- ausgehender und zu der den Düseneinsatz --714-- umgebenden Zufuhrkammer --717-- führender Durchlass --715-- bildet einen Strömungsweg für das flüssige Produkt im Hauptteil --710--.
Am der Dosierungseinrichtung gegenüberliegenden Ende hat der Hauptteil --710-- des Zerstäubers eine Treibmittelquelle in Form eines Luftkompressors. Dieser weist in der dargestellten Ausführung einen am Hauptteil --710-- abwärts hervorstehenden Zylinder --718-- und einen gleitend darin geführten Kolben --719-- auf. Der Kolben --719-- ist durch eine Dichtung --719a-- abdichtend im Zylinder --718-- geführt und durch eine im Zylinder --718-- angeordnete Rückführfeder --720-- auswärts aus dem Zylinder hervor belastet. Vom inneren Ende des Zylinder --718-- aus erstreckt sich eine Ausnehmung --721-- in den Zerstäuber-Hauptteil --710--.
Ein von diesem ausgehender Druckluft-Strömungsweg setzt sich aus einem senkrechten Durchlass-722-, einem zum Mitteldurchlass des Düseneinsatzes führenden waagrechten Durchlass --723-- und einem zweiten, zur Zufuhrkammer --717-- führenden waagrechten Durchlass --724-zusammen. Die Ausnehmung --721-- bildet mit den Durchlässen --722, 723 und 724-einen durch den Hauptteil --710-- des Zerstäubers führenden Druckluft-Strömungsweg. In der Ausnehmung --721-- ist ein
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Tellerventil --725-- für die Steuerung des Druckluftaustritts untergebracht. Es ruht auf einem Sitz - -726--, welcher von einer am inneren Ende des Zylinders --718-- sitzenden Scheibe --727-- in der Ausnehmung --721-- gehalten ist.
Eine in der Ausnehmung --721-- angeordnete Ventilfeder --728-- hält das Tellerventil --725-- auf seinem Sitz --726--. Am Kolben'--719-- steht ein Betätigungsstift --729-- aufwärts hervor. Dieser kommt am Ende des Kompressionshubs des Kolbens --719-- in Anlage am Tellerventil --725-- und hebt dieses so weit von seinem Sitz --726-- ab, dass die komprimierte Luft in die Ausnehmung --721-- einströmen kann.
Im Gebrauch befinden sich die Teile zunächst in der in Fig. 37 gezeigten Stellung und der Beutel --751-- ist mit einer Flüssigkeit gefüllt. Wird nun auf den Deckel --743c-- ein Druck ausgeübt, so schiebt sich das äussere Gehäuse --743-- gegen die Kraft der Feder --749-- über den in der Bohrung --712-festgehaltenen Ventilschaft --746-- abwärts, wobei sich zunächst die zweite Ringdichtung --750-- auf das obere Ende des massiven Schaftteils aufschiebt und damit die Ausnehmung --744a-- gegenüber der engeren Bohrung --744b-- abdichtet, so dass eine dosierte Menge der Flüssigkeit in der Ausnehmung - eingeschlossen wird.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung des äusseren Gehäuses --743-- relativ zum Ventilschaft --746-schiebt sich dann die erste Ringdichtung --745-- über den Durchlass --747b-- hinweg, so dass der Innenraum der Ausnehmung --744a-- nun mit dem des hohlen Schaftteils --747-- strömungsverbunden ist.
Die in der Ausnehmung --744a-- eingeschlossene Flüssigkeit kann nun durch den hohlen Schaftteil --747-abfliessen und gelangt über den Durchlass --715-- in die Zufuhrkammer --717--.
Gleichzeitig mit dem zur Abgabe einer dosierten Menge der Flüssigkeit auf den Deckel --743c-- der Dosiereinrichtung ausgeübten Druck üben die Finger des Benutzers einen Druck auf den Kolben --719-des Luftkompressors aus. Dadurch wird die Luft in dem vor dem Kolben --719-- liegenden Raum des Zylinders --718-- komprimiert. Das Tellerventil --725-- bleibt dabei jedoch geschlossen, bis der Kolben das Ende des Kompressionshubs erreicht. Darauf setzt dann der Betätigungsstift --729-- am Tellerventil --725-- auf und hebt es von seinem Sitz --726-- ab, so dass die im Zylinder --718-- komprimierte Luft plötzlich freigegeben wird und über den Druckluft-Strömungsweg zur den Düseneinsatz --714-- umgebenden Zufuhrkammer --717-- sowie durch den Mitteldurchlass des Einsatzes hindurch strömen kann.
Die den Mitteldurchlass --714a-- durchströmende Druckluft saugt die von der Dosierungseinrichtung - abgegebene Flüssigkeitsmenge in die Zufuhrkammer --717--. Die in die Zufuhrkammer --717-einströmende Druckluft mischt sich unter Ausübung einer Scherwirkung mit der von der Dosierungseinrichtung abgegebenen Flüssigkeit. Das entstehende Gemisch wird dann durch die seitlichen Einlässe - hindurch in die den Mitteldurchlass der Venturidüse durchsetzende Druckluftströmung angesaugt.
In dem Venturidurchlass ist die Flüssigkeit einer weiteren zerlegenden Wirkung unterworfen und wird daher von Beginn an in Form eines feinen Sprühnebels von kleinen Tröpfchen in Druckluft aus dem Düseneinsatz hervorgestossen, ohne dass zunächst grössere Flüssigkeitströpfchen entstehen.
Die vorstehend beschriebene Flüssigkeits-Zufuhr- und Dosiereinrichtung ist als Wegwerfteil einfach und mühelos durch eine neue Dosiereinrichtung ersetzbar. Die Ventilanordnung der Dosiereinrichtung dient nicht nur zum Dosieren der abzugebenden Flüssigkeitsmenge, sondern auch dazu, das Ausströmen des flüssigen Produkts aus der Dosiereinrichtung auf einfache Weise und unabhängig von der Betätigung des den Austritt der Druckluft aus dem Luftkompressor steuernden Ventils zu steuern, und verhindert ausserdem das Einströmen von Druckluft in den Beutel --751--.
Nach Aufhebung des auf den Deckel --743c-- der Dosiereinrichtung ausgeübten Drucks kehren die Teile in die in Fig. 37 gezeigte Stellung zurück, wobei über die Öffnung --743d-- Luft in den den Beutel - enthaltenden Raum einströmt, so dass weitere Flüssigkeit in die Bohrung --744b-- und die Ausnehmung --744a-- fliessen kann.
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Zerstäubung der Flüssigkeit zu feinen Tröpfchen von Beginn an durch eine einfache Veränderung der Anordnung in der Weise erzielt, dass das Druckgas bzw. die Druckluft und die zu zerstäubende Flüssigkeit gemeinsam der die Düse umgebenden Zufuhrkammer und das Druckgas ausserdem dem Mitteldurchlass der Düse zugeführt wird.
In der in den Fig. 38 bis 40 gezeigten Ausführungsform hat ein Aerosolzerstäuber einen Produktbe- hälter --811--, von welchem jedoch nur der obere Teil der Umfangswand dargestellt ist, und welcher am oberen Ende eine Deckelwandung --812-- aufweist. Der Produktbehälter --811-- bildet oder enthält eine
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Quelle für ein erstes fliessfähiges Produkt, etwa ein flüssiges oder ein fein verteiltes, pulveriges Material, welches zerstäubt werden soll, und enthält ferner, von dem Produkt vorzugsweise durch eine stark flexible Membrane oder einen Beutel getrennt, eine gewisse Menge eines unter Druck stehenden gasförmigen Treibmittels.
Das Treibmittel ist in einem Raum des Behälters --811-- oberhalb des ersten fliessfähigen Produkts enthalten und übt einen direkten Druck auf dieses aus. Es besteht vorzugsweise aus verflüssigtem Propan mit einer Beimischung von Butan unter einem bis 4, 5 Bar über dem Umgebungsdruck liegenden Druck.
Eine auf dem Behälter angeordnete Absperreinrichtung weist ein Ventilgehäuse --810-- auf, in welchem ein hohler Schaft --817-- beweglich geführt ist. Das Ventilgehäuse --810-- sitzt an der Unterseite eines Halteteils in Form eines etwa becherförmigen Deckels --813--. In der Anordnung nach den Fig. 38 bis 40 ist der mittlere Teil des Deckels --813-- über das obere Ende des Ventilgehäuses -- 810-- umgebogen und dieser durch eine unter einer abwärts gerichteten Stufe an seinem oberen Teil im Deckel --813-- gebildete ringförmige Sicke --814-- darin befestigt. Der Haltedeckel --813-- hat einen auswärts umgebördelten Rand --815--, welcher über einen an der Deckelwandung --812-- des Behälters aufwärts hervorstehenden Ringsteg greift und mit einer miteingebördelten Dichtungsmasse --816-abgedichtet ist.
Der Haltedeckel --813-- hat ferner eine Mittelöffnung --813a--, durch welche hindurch der Ventilschaft --817-- frei beweglich ist. Zwischen dem oberen Ende des Ventilgehäuses --810-- und dem Deckel --813-- sitzt eine zweite oder äussere, mit dem Ventilschaft zusammenwirkende Dichtung --820--, welche nachstehend im einzelnen beschrieben ist.
Unmittelbar unterhalb der Dichtung --820-- hat der Ventilschaft --817-- einen Flansch --818--.
Dieser hat einen ringförmigen, aufwärts hervorstehenden Rand --819--, welcher in der in Fig. 38 gezeigten oberen Endstellung des Ventilschafts --817-- in satter Anlage an der Dichtung --820-- ist. Der untere Teil des Ventilschafts --817-- mit dem Flansch --818-- ist in einem Hohlraum --821-- des Ventilgehäuses --810-- angeordnet. Am Boden des Hohlraums --821-- des Ventilgehäuses --810-- sitzt eine erste oder innere Dichtung --822--, welche von einer Rückführfeder --825-- in ihrer Stellung festgehalten ist. Die Feder --825-- stützt sich einerseits auf der Dichtung --822-- und anderseits an der Unterseite des Flansches --818-- ab.
Der Hohlraum --821-- ist über eine das Ventilgehäuse --810-- durchsetzende Bohrung --823-- mit dem Innenraum des Behälters --811-- strömungsverbunden.
Das untere Ende des hohlen Ventilschafts --817-- durchsetzt die Dichtung --822-- und hat einen von
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Querdurchlass-817b-.gehalten.
Das untere Ende des Ventilgehäuses --810-- ist durch eine Führungsbuchse --824-- abwärts verlängert, in deren Bohrung --826-- der Ventilschaft --817-- bei Axialverschiebung mit einem an seinem
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Innenraum des Behälters --811-- verbindenden Bohrung --827a-- durchsetzt ist. Ein abwärts in den Behälter --811-- hineinhängender, zusammenfaltbarer Behälter --828-- ist mit seinem Hals abdichtend auf den Anschlussnippel --827-- aufgeschoben.
Der flexible Behälter --828-- enthält ein zweites fliessfähiges Produkt, auf welches das im Innenraum des Behälters --811-- vorhandene Treibmittel durch die Wandung des Behälters --828-- hindurch einen Druck ausübt, ohne mit dem Produkt in direkte Berührung zu kommen. Das zweite fliessfähige Produkt ist beispielsweise ein Material, welches zusammen mit dem Treibmittel nicht lagerfähig ist.
Der Hohlraum --821-- ist durch eine zweite des Ventilgehäuses --810-- durchsetzende Bohrung
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mit dem-- 811-- erstreckendes Tauchrohr --828a-- ist mit seinem oberen Ende abdichtend in eine erweiterte Bohrung im Ventilgehäuse --810-- eingesetzt.
Der Ventilschaft --817-- hat in der Umfangsfläche seines oberen Teils in Längsrichtung verlaufende Nuten --817d--, welche an einer abgeschrägten Stufe auslaufen. Die Stufe bildet den Übergang zu einem am oberen Ende des Schafts --817-- gebildeten Zapfen --829-- zum Aufsetzen eines Betätigungskopfs - -830--.
Der Betätigungskopf --830-- ist abdichtend auf das obere Endstück des Ventilschafts --817--
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divergenten Teil --835-- ausläuft. Eine im Betätigungskopf --830-- abwärts hervorstehende Buchse --831-- ist abdichtend auf den Zapfen --829-- des Ventilschafts aufgesetzt und hat einen Flüssigkeits- durchlass-836-, welcher aufwärts zum quer verlaufenden Durchlass --834-- verläuft. Eine konzentrisch mit der inneren Buchse --831-- am Betätigungskopf --830-- abwärts hervorstehende äussere Buchse --832-- umgibt den die Nuten --817d-- aufweisenden oberen Teil des Ventilschaftes --817-- in satter Passung.
Die äussere Buchse --832-- erstreckt sich abwärts durch die Öffnung --813a-- des Deckels - 813-- hindurch und befindet sich in abdichtender Anlage am inneren Rand der zweiten Dichtung --820--. Der zwischen der inneren und der äusseren Buchse vorhandene ringförmige Zwischenraum --833-bildet einen Druckgas-Durchlass, welcher sich aufwärts erstreckt und den Durchlass --834-- an einer Stelle nahe stromaufwärts des divergenten Teils --835-- : im wesentlichen rechtwinkelig schneidet.
Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, hat die Absperreinrichtung also FlüssigkeitsStrömungswege, welche vom Behälter --828-- und vom Tauchrohr --828a-- durch die Absperreinrichtung hindurch führen. In der dargestellten Ausführung ist ein solcher Strömungsweg aus der Bohrung --827a-- des Anschlussnippels-827--, der Bohrung --826--, dem Querdurchlass --817b-- und dem Längsdurchlass --817a-- des Ventilschafts --817--, dem Flüssigkeitsdurchlass --836-- und dem quer verlaufenden Durchlass --834-- gebildet. Dieser Strömungsweg für das fliessfähige Produkt ist bei der Aufund Abwärtsbewegung des Ventilschafts --817-- durch ein Absperrglied in Form der ersten oder inneren Dichtung --822-- absperrbar und freigebbar.
Der zweite Strömungsweg ist durch das Zusammenwirken des am Ventilschaft --817-- sitzenden Flansch --818-- mit der zweiten oder äusseren Dichtung --820-- bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Ventilschafts absperrbar und freigebbar.
Die Absperreinrichtung hat ferner einen Druckgas-Strömungsweg, welcher entlang der Bohrung --823-- in den Hohlraum --821-- des Ventilgehäuses und von dort entlang den Nuten --817d-- und dem ringförmigen Zwischenraum --833-- verläuft. Zum Absperren des Druckgas-Strömungswegs dient ebenfalls die äussere Dichtung --820--. Man erkennt also, dass das Druckgas und eines der fliessfähigen Produkte in dieser Ausführungsform teilweise einen gemeinsamen Strömungsweg haben, welcher mittels eines einzigen Absperrgliedes, nämlich der Dichtung --820--, absperrbar ist.
In der in den Fig. 38 bis 41 gezeigten Stellung der Teile sind die Strömungswege für die fliessfähigen Produkte gesperrt. Der Querdurchlass --817b-- des Ventilschafts --817-- liegt innerhalb der ersten, inneren Dichtung --822--, so dass das im inneren Behälter --828-- enthaltene Produkt unter dem die Aussenseite des Behälters --828-- beaufschlagenden Druck des oberhalb des im äusseren Behälter --811-enthaltenen fliessfähigen Produkts darin vorhandenen Treibmittels nicht an der Dichtung --820-vorüberströmen kann. Der Rand --819-- des am Ventilschaft --817-- sitzenden Flansches --818-- befindet sich in fester Anlage an der äusseren Dichtung --820--, so dass auch das im äusseren Behälter --811-- enthaltene Produkt nicht durch die Absperreinrichtung ausströmen kann.
Gleichzeitig versperrt auch die mit dem Rand.--819-- zusammenwirkende Dichtung --820-- den Druckgas-Strömungsweg.
Übt man auf den Betätigungskopf --830-- einen Fingerdruck aus, so bewegen sie die Teile in die in Fig. 41 gezeigte Stellung. Der Ventilschaft --817-- bewegt sich unter Kompression der Feder --825-abwärts, so dass sein Querdurchlass --817b-- an der Unterseite der inneren Dichtung --822-- hervortritt. Dadurch wird der Strömungsweg für das im inneren Behälter --828-- enthaltene fliessfähige Produkt freigegeben, so dass dieses nun unter Druck im Längsdurchlass --817a-- des Ventilschafts und im Durchlass
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ohne weiteres Zutun eine beträchtliche Zerstreuung, so dass sich schon eine Art Sprühnebel bildet.
Bei der Abwärtsbewegung des Ventilschafts --817-- hebt sich auch der Rand --819-- des Flansches --818-von der äusseren Dichtung --820-- und das untere Ende der äusseren Buchse --832-- drückt den inneren Rand der Dichtung nieder, um damit einen Durchlass über den Rand --819-- hinweg und unter dem Rand der Dichtung --820-- hindurch zu öffnen. Damit kann nun das Druckgas durch den Hohlraum --821--, die Nuten --817d-- und den ringförmigen Zwischenraum --833-- in den quer verlaufenden Durchlass--834-strömen.
Gleichzeitig kann das im äusseren Behälter --811-- enthaltene Produkt unter dem Druck des oberhalb desselben im äusseren Behälter vorhandenen gasförmigen Treibmittels entlang dem Tauchrohr --828a-- und der Bohrung --823a-- in den Hohlraum --821-- strömen. In dem Hohlraum vermischen sich das fliessfähige Produkt und das gasförmige Treibmittel miteinander und strömen dann an der Dichtung - vorüber zum Betätigungskopf --830--.
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Da der Eintritt des Gemischs aus Druckgas und fliessfähigem Produkt in den Durchlass --834-- im wesentlichen rechtwinkelig zu der Strömung des unter Druck darin fliessenden Produkts stattfindet, übt das unter Druck einströmende Gemisch eine Scherwirkung auf die Strömung des Produkts aus und zerteilt diese beim Austritt am divergenten Teil zu einem Sprühnebel aus äusserst kleinen Tröpfchen.
Es wurde festgestellt, dass bei Anwendung von Drücken im Bereich von etwa 1, 5 Bar über dem Umgebungsdruck für das Druckgas, also für das Treibmittel und bei für derartige Aerosolzerstäuber gebräuchlichen Abmessungen der Düse ein Sprühnebel aus äusserst kleinen Tröpfchen erzielbar ist, in welchem ein grosser Teil der Tröpfchen eine Grösse im Bereich von 5 bis 10 p hat. Demzufolge kann der Behälter --811-- eine verringerte Festigkeit erhalten.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Aerosolzerstäuber sowohl für den Transport und die Lagerung als auch für das Wegwerfen nach Gebrauch beträchtlich sicherer ist.
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--811-- enthaltenefliessfähige Produkt, welches unter dem Druck des oberhalb desselben im Behälter vorhandenen Treibmittels durch das Tauchrohr --828a-- aufwärts strömt, im Hohlraum --821-- mit der gasförmigen Phase des Treibmittels und strömt dann im Gemisch mit diesem entlang den Nuten --817d-- aufwärts, bis es zur Strömung des fliessfähigen Produkts aus dem inneren Behälter --818-- im Querdurchlass --834-tritt.
In einer andern Anordnung ist es auch möglich, beide fliessfähigen Produkte dem Querdurchlass --834-- und das gasförmige Treibmittel getrennt dem Betätigungskopf --830-- zuzuführen. Eine solche Anordnung ist in den Fig. 42 bis 44 dargestellt.
Diese Anordnung hat einen ähnlichen Aufbau wie die in den Fig. 38 bis 41 gezeigte, mit einem becherförmigen Haltedeckel --813--, welcher unter Zwischenlage einer flüssig eingebrachten Dichtungsmasse an der Deckelwandung --812-- des Behälters befestigt ist, und einem mittels einer Sicke --814-- im Haltedeckel --813-- befestigten Ventilgehäuse --860--. Das Ventilgehäuse --860-- sowie ein darin geführter Ventilschaft haben jedoch eine von der in den Fig. 38 bis 41 dargestellten etwas abweichende Form. Das Ventilgehäuse --860-- hat einen Hohlraum --861--, an dessen Boden eine erste Ventildichtung - angeordnet ist. Sie ist von einer sich an einem Flansch --868-- des Ventilschafts --867-abstützenden Feder --865-- in ihrer Stellung festgehalten.
Oberhalb der Dichtung --862-- ist die Wandung des Ventilgehäuses --860-- von einem Treibmitteldurchlass durchsetzt, welcher den Hohlraum mit dem Raum oberhalb des im Behälter --811-- enthaltenen fliessfähigen Produkts verbindet. Der Ventilschaft hat einen ersten Querdurchlass --867b--, welcher von der ersten Ventildichtung --862-- geschlossen gehalten wird.
Das Ventilgehäuse --860-- hat an seinem unteren Ende einen nach unten offenen Hohlraum --871--, an dessen innerem Ende eine zweite Ventildichtung --872-- sitzt. Sie wird von einem aufwärts hervorstehenden Randsteg --873-- seines auf das untere Ende des Ventilgehäuses --860-- gesetzten Deckelteils --874-- festgehalten. Die Befestigung des Deckelteils --874-- am Ventilgehäuse --860-- erfolgt beispielsweise durch einen Ringwulst --864a--, welcher in eine Nut --860a-- des Ventilgehäuses einrastet. Am Deckelteil
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dem Nippel --827-- befestigt. Der Ventilschaft --867-- hat einen zweiten Querdurchlass --867c--, welcher von der zweiten Ventildichtung --872-- geschlossen gehalten wird.
Im Hohlraum des Ventilgehäuses --860-- ist zwischen den beiden Ventildichtungen --862 und 872-eine geschlossene Kammer --875-- gebildet. Diese ist über einen das Ventilgehäuse durchsetzenden Produktdurchlass --876-- mit einer Ringnut --877-- in der Umfangsfläche des Gehäuses strömungsverbunden. Der Deckelteil --874-- hat an einer Seite einen Ansatz --878-- mit einer erweiterten Bohrung --879-- für die Aufnahme des Tauchrohrs --828a-- und einer in der Ringnut --877-- mündenden Bohrung - -880--.
Im übrigen entspricht der Aufbau dieser Anordnung im wesentlichen dem der in den Fig. 38 bis 41 dargestellten. Die äussere Dichtung --820-- ist zwischen dem Ventilgehäuse --860-- und dem Haltedeckel - festgeklemmt und der Betätigungskopf --830-- ist in gleicher Weise auf den Ventilschaft aufgesetzt wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. An Stelle der beiden in Fig. 39 dargestellten hat der Ventilschaft --867-- mehrere entlang seinem Umfang verteilte Nuten --867a--. Dank dieser Anordnung und dem Vorhandensein der Ringnut --877-- ist es unerheblich, in welchen Stellungen die Teile gegenseitig in bezug auf die Mittelachse des Ventilschafts ausgerichtet sind.
Die Bohrungen, Durchlässe, Dichtungen usw. befinden sich in jeder Ausrichtung in gegenseitiger Wirkbeziehung.
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der Querdurchlass --867c-- des Ventilschafts --867-- vorzugsweise in dessen axialen Mitteldurchlass --867a-- und der zu diesem parallele Durchlass --867d-- ist nicht vorhanden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Als Handsprühdose ausgebildeter Aerosolzerstäuber zum Abgeben eines aus einem Gemisch aus Flüssigkeit und Gas bestehenden Sprühnebels, mit wenigstens einem Behälter für ein zu zerstäubendes flüssiges Produkt, wenigstens einer Quelle für ein Treibmittel, einer Düsenanordnung, welche eine Zerstäuberdüse mit einem sie durchsetzenden von einer Eintrittsseite zur Auslassseite führenden Mitteldurchlass mit einem Teilstück für konstante Durchströmung, einem Expansionsteilstück, dessen Querschnittsfläche über seine gesamte Länge wenigstens gleich der Querschnittsfläche an der Übergangsstelle der beiden Teilstücke oder grösser als dieser ist,
mit wenigstens einem die Düse durchsetzenden und nahe der Übergangsstelle zwischen den beiden Teilstücken des Mitteldurchlasses in diesen einmündenden Treibmittel-Einlass und mit Strömungswegen für flüssiges Produkt von dem Behälter zur Düse und für Treibmittel von der Treibmittelquelle zur Düse, wobei der Strömungsweg für das flüssige Produkt mit dem Eintrittsende des Mitteldurchlasses der Düse verbunden ist und der Treibmittel-Strömungsweg mit dem in den Mitteldurchlass quer einmündenden Einlass verbunden ist, der an seiner Einmündung in den Mitteldurchlass in wenigstens angenähert rechtem Winkel zur Achse des letzteren durchströmt wird,
und die Gesamt-Querschnittsfläche des Einlasses an dessen Einmündung in den Mitteldurchlass grösser ist als die Querschnittsfläche des letzteren an der Übergangsstelle und dem Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit eine Einrichtung zum Erzeugen von Druck in dieser Flüssigkeit zugeordnet ist, da-
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Behälter (24) angeordnete Kolbenpumpe ist, dass zum Unterdrucksetzen einer bestimmten Flüssigkeitsmenge eine diese aufnehmende Kolben-Zylinder-Pumpe (34,32) vorgesehen ist, dass der Flüssigkeitsbehälter (24) und die Treibmittelpumpe (25) an entgegengesetzten Enden des Zerstäubers angebracht sind, dass einer der beiden beweglichen Teile der Flüssigkeitspumpe (32,34) zwischen der Treibmittelpumpe (25) und dem durch den Produktbehälter gebildeten Zerstäuberende (21)
angeordnet ist und durch Ausüben aufeinander zu gerichteter Drücke auf die beiden Zerstäuberenden (21,25) sowohl die Treibmittelpumpe (25) als auch die Flüssigkeitspumpe (34,32) betätigbar sind, dass Absperreinrichtungen (41) für die Strömungswege von Flüssigkeit und Treibmittel vorgesehen sind, die gegen Ende des Kompressionshubes der Treibmittelpumpe öffnen, und dass nach dem Öffnen der Absperreinrichtungen (41), die Flüssigkeitspumpe (32,34) in die Düse (3) Flüssigkeit von einem Druck liefert, gegenüber dem der Druck des von der Treibmittelpumpe (25) in die Düse gelieferten Treibmittels geringer ist.
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The invention relates to an aerosol atomizer for emitting a spray jet consisting of a mixture of liquid and gas, which is provided with a) at least one container for a liquid product to be atomized, b) at least one source arranged within the container or separately therefrom for a
Propellant, c) a nozzle arrangement, which an atomizer nozzle with a penetrating it, of a
Inlet side to the outlet side leading central passage, which consists of a section for constant
Flow and an expansion section, the cross-sectional area over its entire
Length is at least equal to or greater than the cross-sectional area of the transfer point of the two sections,
and with at least one inlet channel passing through the nozzle and near the transition point between the two sections of the central passage opening into this inlet channel, the middle flow axis of which intersects its axis at the confluence with the central passage, furthermore d) + e) flow paths for liquid product from the container to the nozzle and for propellant from the propellant source to the nozzle and f) + g) shut-off devices for controlling the flow of liquid along the
Liquid flow path and propellant along the propellant flow path and finally h) an actuating device for actuating the shut-off devices.
The invention also relates to a novel nozzle arrangement of the type mentioned above, developed from the type described above.
A nozzle assembly of the aforesaid type is described in US Pat. No. 3,677,525 and is particularly shown in Figs. 5 and 6 of that patent. The arrangement is coupled to a resonator body having a resonator cavity or is used under water, which in this case apparently acts as a resonator. The nozzle assembly has use in atomizer and burner assemblies such as those described in U.S. Patent No. 3,240,254.
In the arrangement described in the first cited patent, either compressed air is introduced into the longitudinally extending central passage and fuel or the like into radially extending and preferably at an angle of 300 or at a steeper angle up to a right angle between them middle throughflow axis and the axis of the central passage are pumped into this opening, or the fuel is pumped into the central passage, with compressed air then being supplied to the radially extending passages.
The supply of pressurized liquid instead of gas to the central passage of the known nozzle arrangement should have the advantage that clogging by smoke and dirt particles entrained in the liquid is avoided and that good atomization can be achieved with a relatively low flow rate of the gas. For this reason, the longitudinal central passage has a diameter of about 7.5 mm at its narrowest point or constriction, and air is supplied to the radial passages at a pressure which is about 2 to 7 atmospheres above ambient pressure.
The sum of the cross-sectional areas of the radial passages, regardless of whether the central passage is supplied with air or liquid, is considerably smaller than the cross-sectional area of the relatively wide constriction of the central passage.
In known aerosol atomizers, a liquid contained therein is usually kept under pressure by a pressure-liquefied propellant present in the product container and expelled through a nozzle to form a mostly conical atomizer jet. The spray jet is divided into fine droplets by the natural forces of inertia and gravity as well as by evaporation and relaxation of the propellant droplets mixed with the liquid product. In other embodiments, the liquid product is sucked into the venturi nozzle by a pressurized, gaseous propellant flowing through a venturi nozzle, whereupon the mixture of liquid product and gaseous propellant is ejected from the venturi nozzle as a spray jet or spray cloud.
Recently, an aerosol atomizer of the type has been developed in which a certain amount of compressed air is generated within the device itself and then suddenly through a venturi nozzle
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is ejected in order to suck in a liquid product to be atomized from a product container. Examples of such nebulizers can be found in U.S. Patents No. 3,672,545 and No. 3,733,010.
It has been found that nozzle assemblies of the type described in US Pat. No. 3,677,525 are not suitable for replacing the nozzle assemblies previously used for aerosol spray cans and preferably located in the printhead actuators commonly provided on such cans. They are also not suitable for use in aerosol atomizers, which work with compressed air instead of the liquefied gases otherwise used as propellants, such as Freon 12, mixtures of Freon 11 and 12, propane, carbon dioxide or nitrogen oxide, as this results in a much too coarse atomization.
On the other hand, it has now also been established that, in particular with those aerosol atomizers which work with compressed air to suck in the liquid product from a container, none
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Spraying products such as oral perfumes or odor-inhibiting agents is not too critical, it is extremely important for drugs that are to be inhaled into the bronchi or into the lungs of the respiratory tract or the lungs. In the case of medicaments for the treatment of asthma, for example, droplet sizes of only a few microns are desirable.
It hardly needs to be mentioned that the atomizer nozzle in such aerosol atomizer cans cannot be provided with resonator devices, since these would hinder the free formation of a spray jet emerging from the nozzle opening and aimed at a specific, rather small target. Accordingly, the invention relates only to those aerosol atomizers in which the outlet opening of the nozzle is completely unobstructed during the exit of the spray jet.
Accordingly, the invention aims to provide an aerosol atomizer with a novel nozzle arrangement and the use of such a nozzle arrangement itself for generating a spray jet containing a mixture of liquid product and gaseous propellant with much smaller droplet sizes than can be achieved with conventional arrangements and methods.
The nozzle arrangement used according to the invention for such a method should be simple to handle and set up and should be able to be used without difficulty in connection with conventional aerosol atomizers of the types described above.
An aerosol atomizer provided with such a nozzle arrangement according to the invention can also use compressed air as a propellant and should nevertheless be able to atomize a liquid product in a spray jet of extremely small droplets.
In the case of an aerosol atomizer of the last-mentioned type, according to the invention, only a small amount of force is required to compress the required air, so that the device is easy to handle for the user.
An aerosol atomizer according to the invention of the type described above should have only a few moving parts, so that it can be manufactured easily and cheaply and is reliable in use.
According to the invention, an aerosol atomizer of the type mentioned at the beginning is characterized in that it has a device for generating a liquid pressure assigned to the container for the liquid to be atomized or the liquid flow path on the inflow side of the flow of the liquid-controlling shut-off device and that the actuating device has at least one Setting device for the latter shut-off device, by means of which the latter can be adjusted so that the liquid flowing into the nozzle has a higher pressure than the propellant flowing into the nozzle.
The device for generating the liquid pressure can be formed by the propellant source, which in this case is arranged in the product container.
In a preferred embodiment of the aerosol atomizer according to the invention, which is provided with the novel nozzle arrangement, the problem of "spitting" is solved; In other words, when the device is actuated, it immediately emits a spray jet composed of fine droplets without first projecting larger drops of the liquid to be atomized.
In the aerosol atomizer provided with the novel nozzle arrangement, the compressed air flow and the product flow are preferably controlled in such a way that the product is each completely ejected so that the product is prevented from dripping out of the nozzle arrangement after the compressed air flow has ceased.
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In a preferred embodiment, the invention realizes an aerosol atomizer with a nozzle arrangement of the type described and with devices for emitting a liquid jet into the compressed air flow or the flow of another propellant while metering the amount of liquid atomized by the propellant or the compressed air, from which metered in successive bursts Liquid quantities can be dispensed.
In a particularly preferred embodiment of the aerosol atomizer, the device for generating the liquid pressure is assigned to the container for the liquid product, and in particular the flow path of the liquid in these embodiments is connected to the inlet end of the central passage of the atomizer nozzle, while the flow path for the propellant is connected to the at least one radial passage of the nozzle is connected.
In these preferred embodiments of an aerosol atomizer according to the invention, a novel nozzle arrangement is preferably used in which the or each radial passage or inlet is used to supply the pressurized propellant to the nozzle and each inlet has the axis of the central passage of the nozzle guiding the flow of the liquid at its The confluence in this intersects at an angle of 70 to 110, at which further the total cross-sectional area of the radial inlet or the inlets at its or
whose confluence in the longitudinal central passage is larger than the cross-sectional area of the latter at the transition point to the diverging passage part and at which at the open outlet end of the diverging passage part of the nozzle there are no mechanical obstacles in the path of the spray jet emerging from it.
Said angle of intersection is preferably a right angle, and there are preferably at least two of the said radial inlets, the mouths of which in the central passage are diametrically opposite one another, as is known per se from other nozzle arrangements in which the central one extending in the longitudinal direction of the nozzle Passage of air or another propellant flows through it.
In the case of the nozzle arrangement according to the invention, the total cross-sectional area of the inlets is preferably approximately two to ten times as large as the cross-sectional area of the central passage at the transition point.
In a particularly preferred embodiment of the nozzle arrangement according to the invention, the total cross-sectional area corresponds to a diameter of the radial inlets 0.1 to 1.5 mm and the cross-sectional area of the central passage at the transition point corresponds to a diameter of 0.05 to 0.5 mm.
A particularly fine atomization is achieved if the device for controlling the pressure is set so that the pressure of the liquid fed through the liquid feed line is about 0.3 to 1 bar higher than that of the gas fed through the gas feed line of the nozzle.
The pressure control device is preferably adjustable so that the liquid is supplied from the liquid supply line to the nozzle at a pressure 2 to 8 bar above the ambient pressure and the gas is supplied via the gas supply line at a pressure which is 1.7 to 7 bar above the ambient pressure becomes.
In order to further improve the atomization effect and to facilitate the entry of the compressed gas into the flow of the liquid flowing out under pressure, the section of the central nozzle passage designed for constant flow has a section of smaller diameter starting from the inlet end of the nozzle and a section of smaller diameter between this and the diverging passage section larger diameter, the or each radial inlet at the aforementioned angle of 80 to 1000 closest to the transition point between the larger diameter section and the diverging passage section preferably opening into the former.
The nozzle present in the nozzle arrangement according to the invention can either be a simple nozzle with a central passage passing through it for emitting a spray jet of liquid droplets, or a venturi nozzle with a narrowed throttle passage, with a liquid feed line for the supply of a liquid flowing through the nozzle in the longitudinal direction at the nozzle is connected and at least one feed line for a pressurized gas into the liquid flow passing through the nozzle in the longitudinal direction transversely to the same and under the conditions detailed above at a point close above the exit point of the spray jet from the nozzle into this
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joins. The atomizing process according to the invention is thus carried out in such a way that
that a liquid is allowed to flow under pressure in the longitudinal direction through a limited space and a pressurized gas is supplied to the liquid flow in the transverse direction and under the conditions specified above close to a point at which it emerges from the limited space.
The novel nozzle arrangement and the method for its application make it possible to generate a spray jet with much smaller liquid droplets than is the case with the supply of gas to the longitudinally extending central passage of the nozzle and supply of the liquid in the transverse direction, such as with Venturi nozzles of aerosol atomizers is possible with the known, above-mentioned burner nozzles.
In a particular embodiment, the invention realizes an aerosol atomizer with a novel nozzle arrangement of the type described above, in which the atomization of a liquid product takes place with the aid of a compressed air stream.
For many years the main aerosol atomizers used have been set up in such a way that a pressurized propellant is accommodated together with the product to be atomized in a container closed with a valve. When the valve is opened, the pressure of the propellant forces the product mixed with the propellant through the valve and a nozzle.
Due to the high pressure of the propellant, the mixture of this and the product then emerges from the nozzle in atomized form.
In the course of the last ten years aerosol atomizers have been developed in which the propellant is contained separately from the product to be atomized and only mixes with the product at the moment of atomization. This made it possible to use aerosol atomizers to atomize products that are normally incompatible with the propellant when they are stored for a long time. However, such atomizers still use a liquid propellant to expel and atomize the product.
Recently, the possibility of harmful effects of the propellants used in such atomizers, such as various types of freon gas, has been widely discussed. In the case of atomized products such as B. paint or insecticides that are not applied directly to the human body, the user can take certain safety precautions so that he does not inhale the atomized mixture of product and propellant. However, if the product is to be used on or absorbed by the human body, as is the case with odor-inhibiting agents sprayed directly on the body or oral perfumes sprayed directly into the mouth, the harmful effects of the user cannot be avoided exposed to the propellant.
This disadvantage of aerosol atomizers using liquefied gases as propellants has recently led to the development of atomizers which use compressed air to suck up a product from a special product container, which compressed air is manually compressed each time the atomizer is operated. Examples of such atomizers can be found in US Pat. Nos. 3,672,545 and 3,733,010. Since these atomizers only use compressed air instead of a propellant, the user is not endangered by the propellant. Therefore, such devices are preferably suitable for atomizing products such as medicines and products for cosmetics and personal hygiene and the like. Like. In which it is undesirable that the user is exposed to the dangers of conventional propellants.
It has now been found, however, that with such a device, which with compressed air to
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to let. The droplet size is not particularly important in products such as oral perfumes or odor inhibitors. On the other hand, it is of the utmost importance in the case of medication which, if necessary, should be inhaled into the bronchial area of the respiratory tract or into the lungs. In the case of medicaments for the treatment of asthma, for example, droplet sizes down to about 5 μ are desirable.
In preferred embodiments of the aerosol atomizer according to the invention, a device for generating a liquid pressure is preferably provided in the form of a product pressure pump, which generates a pressure in the product and has a piston and a cylinder movable relative to this, the shut-off device for controlling the flow of the propellant has a movable shut-off member which is in driving connection with the movable part of the product pressure pump and which, upon actuation of the actuating device, for the purpose of moving the movable part of the
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Product pressure pump is movable substantially simultaneously with this.
A spring acting on the moving part of the product pressure pump and on the shut-off element keeps it closed until it is opened by direct action of the actuating device. A product shut-off element arranged in the flow path of the liquid between the pressure pump and the nozzle is opened essentially simultaneously with the actuation of the product pressure pump in order to generate the liquid pressure.
In a particularly preferred embodiment, the propellant source comprises a piston pump which compresses the air and which is attached in or on a main part or “support body” of the atomizer carrying the atomizer nozzle. The air compressor has a piston and a cylinder, one part of which is fixedly attached to the main part of the atomizer, while the other part can be moved along a compression stroke with respect to the stationary part in order to compress air.
In this case the flow path for the propellant, i. H. the compressed air, from the air compression chamber through the support body of the atomizer to the nozzle, the shut-off element comprises a movable shut-off element housed in the support body of the atomizer, which closes the flow path for the compressed air in the non-actuated position, and the actuating device is in operative relation to the movable part the air pump and arranged to the shut-off member for compressed air to actuate the latter by direct attack to open the flow path for the propellant shortly before the end of the compression stroke after the air pump has compressed the air to a predetermined pressure.
In the last-described preferred embodiment, the air pump and the liquid container can be arranged on opposite sides of the support body of the atomizer, wherein the support body can have a cylindrical cavity aligned with the air pump, which forms the cylinder of the liquid pressure pump. In this case, the movable shut-off element for compressed air is in contact with the end of the piston of the liquid pressure pump facing the air pump, so that when the shut-off element is moved to open the compressed air flow path, it is moved in a direction that generates pressure in the liquid.
In such an embodiment, the piston of the liquid pressure pump can have an extension protruding in the direction of the air pump and be shaped such that a part of the compressed air flow path is formed between this extension and the inner wall of a chamber formed in the support body of the atomizer. In this case, the inlet end of the atomizer nozzle can be fluidly connected to the cylinder of the liquid pressure pump via a flow path for the liquid which penetrates the piston of the liquid pressure pump and opens out next to the extension of the same in the area of the inlet end of the nozzle.
The extension of the piston can also have an annular groove into which the flow path of the liquid opens, and the shut-off element for controlling the liquid flow can be formed by an annular seal inserted into the annular groove, which blocks the flow path of the liquid in the non-actuated position and is sufficiently expandable is to clear the flow path in the event of the passage of pressurized liquid.
In another such embodiment of the invention, the support body of the atomizer has, on its side facing away from the air pump, a tubular socket with a central passage which is aligned with the cylinder of the liquid pressure pump. In this case, the product container has a closure part which has a dispensing opening and which sealingly surrounds the tubular holder. The socket contains a shut-off device for controlling the entry of the product from the product container into the cylinder of the liquid pressure pump. The product container can be pulled off the tubular socket together with the shut-off device, which means that it can be replaced.
In this embodiment, the piston of the liquid pressure pump preferably has an extension protruding in the direction of the air pump, which extension is shaped such that part of the compressed air flow path is formed between it and the inner surface of the cylinder of the liquid pressure pump.
The support body of the atomizer also contains a compressed air flow path formed by part of the interior of the cylinder of the liquid pressure pump next to the extension, which runs towards the nozzle and a point on the wall of the latter cylinder at a certain distance from the compressed air flow path, on the side facing away from the air pump, the flow path for the product leading to the nozzle.
At a point between the two flow paths, a seal is arranged between the piston and the cylinder of the liquid pressure pump, and between the
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Product passage and the remaining part of the cylinder of the liquid pressure pump, a compressible seal is provided in the flow path of the product, which can be compressed under the pressure of the product in order to release the product flow along the cylinder to the product passage and via this to the atomizer nozzle.
In yet another such embodiment of the invention, the air pump and the product container are arranged at opposite ends of the support body of the atomizer, and the support body has a bore in alignment with the air pump. The cylinder of the liquid pressure pump is slidably arranged in this bore, the shut-off element of the shut-off element controlling the compressed air flow is arranged in the end face of the cylinder of the liquid pressure pump facing the air pump, the piston of the liquid pressure pump is firmly attached to the support body of the atomizer or formed in one piece with this and slidably guided in the cylinder movable opposite it, and the cylinder of the liquid pressure pump has a passage leading from its interior to the nozzle.
The atomizer nozzle is preferably mounted in or on a part of the wall of the cylinder of the liquid pressure pump, and the interior of the cylinder is fluidly connected to the central passage of the nozzle via a passage running transversely to the atomizer longitudinal axis.
In yet another such embodiment of the invention, the air compressor comprises a cylinder firmly connected to the support body of the atomizer and an air-compressing piston which is slidably guided therein and which contains the product container, which is preferably one-piece with it, as well as a further cavity that forms the cylinder of the liquid pressure pump and is fluidly connected to the product container. A piston of the liquid pressure pump slidingly guided in the last-mentioned cavity has a hollow extension which penetrates the piston of the air pump and which comes into contact with the compressed air shut-off element at the end of the compression stroke, the flow path for the product being through the extension which also serves as an actuating device extends therethrough.
In a somewhat modified such embodiment of the invention, the air pump and the product container are arranged on opposite sides of the support body of the atomizer and the support body has a cylindrical recess forming the cylinder of the air pump and a central bore, which at one end into the cylindrical recess and at the the other end opens into the product container. The support body of the atomizer carries the atomizer nozzle, the central passage of which is flow-connected to the central support body bore via a product passage and its radial inlets with this via a passage opening into the central bore at a point between the mouth of the product passage and the cylindrical recess are flow-connected.
In this case, the liquid pressure pump has a piston that is fixedly attached to the end of the main body of the atomizer facing away from the cylindrical recess or is integral with it with a central passage penetrating it and a cylinder that is sealingly and slidingly guided on the piston.
In this embodiment, the shut-off devices for controlling the product flow and the propellant flow have a common valve stem forming the movable shut-off member with a first and a second sealing element for closing the mouths of the passage for the propellant and the passage for the product flow to the atomizer nozzle.
In this embodiment, the sealing element for controlling the propellant flow is preferably formed by an annular seal that surrounds the movable valve stem and is fixedly attached thereto, and the sealing element for controlling the product comprises a sleeve loosely arranged on the shaft and a flange serving as a stop for the sleeve on the valve stem as well as a ring seal,
which permanently seals the part of the central bore facing the cylindrical recess against the part thereof facing the product container and when the valve stem moves between a position for releasing the flow connection between the cylindrical recess and the passage for the propellant and a position on the other side of the The opening of the propellant passage into the central bore for sealing the cylindrical cavity relative to the propellant passage is movable.
In the last-described embodiment, the actuating device is an actuating pin seated at the end of the movable valve stem, the valve stem has a retaining flange for an air valve and the annular seal is arranged between the actuating pin and the retaining flange.
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In the same embodiment, the shut-off device comprises a valve body arranged between the mouth of the product passage in the central support body bore and the piston of the liquid pressure pump on the movable valve stem and a valve seat cooperating with this in the central bore. When the valve stem is moved by means of the actuating pin, the valve body is lifted from the valve seat.
In a first embodiment of an atomizer for dispensing dosed quantities, the liquid pressure pump has a fixed piston attached to the main part (support body) of the atomizer carrying the atomizer nozzle, with a piston extending from a point closest to the main part of the atomizer and into a main part penetrating, to the inlet end of the central passage of the atomizer nozzle arranged therein opening opening central bore and a radial bore leading from this bore to the outside of the piston. Furthermore, a movable hollow piston is provided with an axial bore extending through it, in which the stationary piston is guided in a sealing manner. The movable piston is guided in a guide bushing arranged on the main part of the atomizer.
A movable cylinder designed as a product container receives the end of the movable piston facing away from the main part of the atomizer in a sealing manner. The shut-off device for the product comprises a sealing arrangement attached to the end of the movable piston and a second sealing arrangement which is attached in the axial bore of the movable piston and which can be placed on a valve seat in a part of the stationary piston further away from the main part of the atomizer than the radial passage.
The first sealing arrangement prevents the product from flowing from the axial bore into the radial passage as long as the liquid pressure pump is not actuated, and gives the flow connection between the axial bore and the radial passage when the movable cylinder filled with the liquid product moves together with the movable piston free, so that the product can flow from the central bore via the passage to the atomizer nozzle until the second sealing arrangement touches the valve seat with a further movement of the movable cylinder with respect to the fixed and movable piston in the direction of the main part of the atomizer and thus the inflow of the product from the inside of the movable cylinder to the part of the central bore in the main part (supporting body) adjacent to the first sealing arrangement
of the atomizer interrupts.
For returning the movable piston to the non-actuated starting position, a return spring is preferably arranged between it and the stationary piston.
In a nozzle arrangement for use in one of the embodiments described above in those cases in which a fairly coarse atomization is still permissible, the flow path for the product with at least one inlet of the spray nozzle and the flow path for the propellant, provided the inlet end of the central passage of the nozzle is closed, with at least one other radial inlet alone, or with at least one other radial inlet of the nozzle and with the inlet end of the central passage thereof.
The various nozzle arrangements can be used for all of the above-described embodiments of the aerosol atomizer according to the invention. Even though it is not possible to achieve such small droplets as with the nozzle arrangement described first, they offer certain advantages over the known nozzle arrangements previously used in manually operable aerosol atomizers. In particular, with such nozzle arrangements, the "spitting" known from nozzle arrangements previously used in aerosol atomizers with an air pump as the propellant source does not occur.
Spitting in the use of such atomizers is avoided in that they have a compressed gas, in particular a compressed air source, a source also kept under pressure for a liquid to be atomized and an atomizer nozzle with a central nozzle passage and from a supply chamber surrounding the nozzle to the having transverse passages leading central pressure passage, the device having a flow path for the product to be atomized leading from the source of the pressurized liquid to the feed ring chamber and a flow path for the pressurized gas also leading from the pressurized gas source to the feed chamber.
Thanks to this arrangement, the liquid to be atomized is already mixed to a certain extent with the compressed gas before it enters the central outlet passage of the nozzle through the transverse passages, whereby the
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Excessively large droplets emerge at the beginning of the emergence of the pressurized gas and the pressurized liquid, d. H. thus the above-mentioned "spitting" is avoided.
Finally, in a further embodiment of an aerosol atomizer for atomizing at least one and preferably several liquid products by means of a propellant under relatively low pressure, in particular for generating a very fine spray mist with very small droplets on the order of a few microns using a pressure of Propellant present in the atomizer only about 1.5 to about 8 bar above ambient pressure, according to the invention it is provided that the atomizer has one or more product sources for products to be atomized and a source for a gaseous, pressurized propellant for exerting pressure the liquid products, the product sources for example a rigid container containing a liquid product,
and / or a collapsible container arranged within the rigid container, which container contains the first or a second liquid product, and the source for the gaseous propellant is, for example, a certain amount of a pressurized gaseous propellant which is above the one liquid product and is contained separately therefrom in the container and at least partially surrounds the second container, if this is present, that shut-off devices are provided on the container, which flow path for pressurized product leading from the product source or the product sources through the shut-off device , a pressurized gas or gas pump leading from the propellant source through the shut-off device
Propellant flow path and at least one actuatable by the movement of a valve stem to close or open the flow paths shut-off member, and that an atomizer nozzle is present which has an outwardly leading central passage for pressurized liquid product and at least one of the passage for liquid product close upstream of the outlet end of the atomizing nozzle has a substantially right-angled intersecting compressed gas inlet.
With such an arrangement, the pressurized gas exerts a shear effect on the liquid product or the liquid products when it emerges from the atomizer nozzle and thus a mechanical dividing effect on the flow of the liquid when it emerges from the atomizer nozzle, so that at a pressure of the gas, d. H. of the propellant, of only about 1.5 bar, an extremely fine spray mist with droplets of the order of only a few microns can be achieved.
In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawings. 1 shows a longitudinal sectional view of a nozzle arrangement in a first embodiment of the invention, FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of another embodiment of a nozzle in the form of a Venturi nozzle in the nozzle arrangement according to the invention, FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of an aerosol atomizer in a first embodiment of the invention, with the individual parts in the non-actuated position, FIG. 4 a view corresponding to FIG. 3 with the parts in the actuated position, FIG. 5 an oblique view of the atomizer on a reduced scale, FIG. 6 a longitudinal sectional view of an atomizer in a second embodiment of the invention, with the Parts in the non-actuated position, FIG. 7 a view corresponding to FIG. 6 with the parts in the actuated position, FIG.
8 a longitudinal sectional view of an atomizer in a third embodiment of the invention, with the parts in the non-actuated position, FIG. 9 a view corresponding to FIG. 8 with the parts in the actuated position, FIG. 10 a partial sectional view of a modified embodiment of a nozzle arrangement, FIG. 11 a longitudinal sectional view of an atomizer in a fourth embodiment of the invention, with the parts in the unactuated position, FIG. 12 a view corresponding to FIG. 11 with the parts in the actuated position, FIG. 13 a partial sectional view of a modified piston-cylinder arrangement for the in FIGS 11 and 12, FIG. 14 shows a longitudinal sectional view of an atomizer in a fifth embodiment of the invention, with the parts in the non-actuated position, FIG.
14 and 15, FIG. 17 shows a view of an atomizer in a further embodiment of the invention, FIG. 18 shows a longitudinal sectional view of the atomizer shown in FIG. 17 illustrated atomizer with the parts in the unactuated position, Fig. 19
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Positions after the beginning of the return movement of the movable valve stem, FIG. 23 a longitudinal sectional view of an aerosol atomizer according to the invention with devices for the delivery of metered quantities of a liquid product, with the parts in the non-actuated position, FIG. 24 a reduced view of the atomizer according to FIG. 23, 25 a fig.
23 corresponding view with the parts in the actuated position at the beginning of the dispensing of a metered amount of liquid, FIG. 26 a view corresponding to FIG. 25 with some parts in the actuated position at the end of the dispensing of the liquid, FIG. 27 a longitudinal sectional view of a further embodiment of an aerosol atomizer with devices for dispensing a metered amount of a liquid product, with the parts in the non-actuated position, FIG. 28 a view corresponding to FIG. 27 with the parts in the actuated position, FIG. 29 a longitudinal sectional view of yet another embodiment of an aerosol atomizer according to the invention with devices for dispensing dosed Quantities of a liquid product, with the moving parts in the non-actuated position, Fig. 30 a Fig.
29 corresponding view with the moving parts in the actuating position, FIGS. 31 to 36 partially shown in section side views of parts of the atomizer according to FIG. 29 in modified versions, FIG. 37 a longitudinal sectional view of an aerosol atomizer with yet another embodiment of the nozzle arrangement according to the invention the parts in the non-actuated position, FIG. 38 a sectional view of the upper part of an embodiment of the aerosol atomizer according to the invention with a source for a liquefied, gaseous propellant, with the parts in the non-actuated position, FIG. 39 a view in section along the line XXXIX-XXXIX in 38, 40 a view in section along the line XL-XL in FIG. 38, FIG. 41 a FIG.
38, with the parts in the actuating position, and FIGS. 42 to 44, views corresponding to FIGS. 38 and 39, of further embodiments of the nebulizer according to the invention.
The nozzle arrangement according to the invention shown in FIG. 1 has a nozzle --3-- with a central passage --4-- penetrating this in the spraying direction. This has an inlet end --4a-- and an outlet end --4b-- and is composed of a section --5-- with a constant cross-section and a diverging section --6-- that adjoins the outlet side of the same steplessly. This has a diameter that increases from the transition point --5a-- between it and the section --5-- down to the outlet end, i.e. H. its wall diverges in the direction of flow towards the outlet end --4b--.
Upstream, shortly before the diverging section --6--, several inlets --7-- open transversely into the central passage-4- of the nozzle. The inlets --7-- run radially inward to their mouths --7a-- in the central passage --4--, so that the direction of a flow exiting at the mouths --7a-- makes an angle a with the in the longitudinal direction through the section --5-- of constant diameter is the direction of flow.
A liquid product is fed into the nozzle from a product container --1-- via a liquid pressure pump --30--, a shut-off device --10-- which controls the flow of the liquid - and one with the inlet end --4a-- of the central one Passage --4-- connected flow path --8-- supplied. A gaseous propellant is injected under a pressure of no more than about 7 to 8 bar above ambient pressure via a flow path --9-- controlled by a shut-off device controlling the propellant flow --9-- a passage --13-- in a main part (or " Support body ") of the atomizer --20-- supplied. This support body is shown as a socket --20-- in which the nozzle --3-- is permanently installed.
From the passage --13-- the propellant flows into an annular feed chamber --14-- which surrounds the section --5-- of the central passage --4-- in a plane preferably perpendicular to the axis of the same.
The nozzle construction is similar to that of known nozzles. The arrangement according to the invention differs from the prior art in that at the inlet end of the central passage --4-- penetrating the nozzle --3--, a feed line for a liquid product and at the feed passage --13 - a feed line through the flow path - 9-- the supply line formed for a gaseous propellant is connected.
During use, the liquid to be atomized is supplied under pressure via the feed line formed by the flow path - and flows through the central passage-4, which penetrates the nozzle - 3 - in the longitudinal direction. A gaseous propellant is fed under pressure via the feed line formed by the flow path --9--, fills the annular chamber --14-- and from there it passes through the inlets --7-- to the central passage --4 - flowing liquid. In this way the gas and the liquid are mixed together and then in the form of a spray with
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fine liquid droplets suspended in the gas are atomized from the outlet end --4b-- of the central passage --4--.
The droplets are very much smaller than those that can be achieved in a conventional manner by supplying the gas under the same pressure to the central passage and a liquid under the same pressure to the radial inlets.
The arrangement in which the gas is supplied to the liquid flow through the radial inlets --7-- is not limited to the embodiment shown. The parts shown in the drawings are molded from plastic. Due to the restrictions to which the molding of plastics is subject, it is advisable to form an annular chamber and to close it on the outside with a separately manufactured socket. It would also be possible to provide only two radial inlets - and to arrange an annular tube around the nozzle --3-- from which pipe sections for the supply of the gas to the inlets --7-- extend inward. Other designs are also possible.
The design of the nozzle --3a - shown in Fig. 2 is generally known, for example from US Pat. Nos. 3, 389, 837, No. 3, 451, 596, No. 4, 581, 952 and the like. a. It has a Venturi passage -33n which penetrates it centrally in the longitudinal direction and which tapers in the direction of flow ("conver-
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--33a -, support body --20-- of an atomizer or the like. The recess n 14a-- has a section of larger diameter to accommodate the widened downstream end of the nozzle.
The larger diameter section of the recess --14an has a greater depth than the widened end piece of the nozzle --3a-- is long and thus forms the annular chamber --14bn which surrounds the narrower part of the nozzle --3a-- in the Drawings visible way. A gas passage --9a-- penetrating the main part --20-- opens into the annular supply chamber --14b--. A gas supply device (not shown) is connected to this, which supplies a gas under pressure to the annular chamber -14b-.
A supply device (also not shown) for a liquid is connected via the main part --20n to the inlet end of the converging section --33a-- of the venturi passage --33 - in order to supply this with a liquid under pressure.
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flowing through liquid. The gas and the liquid are mixed and then atomized into a spray mist with much smaller liquid droplets than is possible with known arrangements with an interchanged supply of gas and liquid.
In the case of liquids with a viscosity in the range of that of water, and with diameters of the longitudinal or central passage between about 0.05 and about 0.5 mm and diameters of the radial inlets in the range between about 0.1 and 1.5 mm it can be stated that very good results can be achieved with liquid pressures of about 2 to 8 bar above ambient pressure and gas pressures of about 1.5 to 8 bar above ambient pressure. Under such conditions, very small droplets form in the spray of gas and liquid emerging at the diverging outlet end.
Even better results are achieved when the liquid pressure is about 0.5 to 1 bar above the gas pressure. Particularly good results are achieved with diameters of the central passage between 0.08 and 0.12 mm and the radial inlets between about 0.15 and 0.25 mm and a liquid pressure about 1 bar above the gas pressure. With a diameter of the central passage of 0.08 mm and the radial inlets of about 0.6 mm, a liquid pressure of about 4.5 bar above ambient pressure and a gas pressure of about 3.5 bar above ambient pressure, at
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The intermittent supply of air and liquid produces a spray mist with a high proportion of droplets with diameters of 5 p and below.
With a smallest droplet size in the range of about 5 p and a largest droplet size of about 30 p, the average diameter of the droplets was about 10 to 12 p.
Thanks to these small droplet sizes, the nozzle arrangement described is particularly suitable for atomizing inhalation medicaments, for example for the treatment of asthma and bronchial diseases.
With a steady supply of liquid and air at overpressures of 3, 5 and 4.5 bar, respectively, with the air being supplied to the venturi central passage and the liquid being introduced into the air flow, the smallest droplets had diameters of around 3 to 4 p, the largest droplet diameter of about 200 p and the average droplet size was about 75 p. Comparable results were obtained with other pressures within the ranges given above.
The formation of the extremely small droplets when the gaseous propellant is supplied to the nozzle under a pressure lower than that of the liquid is completely unexpected and surprising.
The above description of results achieved with different dimensions of the passages and pressures of gas and liquid is limited to certain ranges of dimensions and pressures, but the nozzle arrangement described is also suitable for the atomization of liquids with a viscosity different from that of water for the Use of different gas and liquid pressures and for different dimensions of the passages. In particular, the invention is also applicable to lower liquid and gas pressures, such as are present in the case of aerosol atomizers of the conventional type, in which a gas is supplied to the liquid to be atomized at lower pressures than those specified above.
Thus, the nozzle arrangement described is also suitable for use on atomizers of the type described in the above-mentioned patents and other atomizers similar to these, for which purpose the supply of gas and liquid to the nozzles of such atomizers only needs to be reversed and devices for exercising of pressure on the liquid contained in the container concerned are to be provided.
An aerosol atomizer in the embodiment shown in Figs. 3 to 5 has a central part or a main body --20-- with a container --21-- for a liquid product attached to one end thereof. The reason why the product container --21 - is attached here to one end of the support part - is explained below. The product container --21-- has a cup-shaped part --22--, in the opening --22a-- of which a closure part penetrated by a dispensing opening --23a-- is inserted.
Between the edge of the opening --22a - and the closure part --23--, a flexible bag --24-- reaching into the container --22-- for receiving the liquid product to be atomized is clamped with its edge in a sealing manner. The bottom of the cup-shaped container part - is penetrated by an opening --22b-- for the admission of air. When the liquid product is dispensed from the bag --24--, air flows into the container --21-- through the opening --22b-- so that the bag collapses. This means that no negative pressure can build up in the container --21--.
If the bag --24-- or a corresponding inner container is not used, the container --21-- must be provided with a compensating valve or a similar device so that there is no negative pressure in it.
The support body --20-- of the atomizer also carries the cylinder --26-- of a gas pressure pump or
Air pump --25--. In the embodiment shown, the air pump is arranged at the end of the support body --20-- facing away from the container --21--, so that an air pressure is exerted on the piston --27-- of the air pump -25-- to compress air Pressure is equalized in the manner described below by a counter pressure exerted on the container --21--. The cylinder --26-- of the air pump --25-- is designed in one piece with the support body --20-- and has a bore --26a-- in which a piston - is slidably guided.
A piston sleeve --28-- attached to the outer end of the piston --27-- surrounds the outer cylinder wall in close contact and serves to guide the piston-27- which is movable within the cylinder - 26. The sleeve --28-- has a slot --28a-- aligned with the nozzle arrangement --3c-- described below, so that the nozzle arrangement --3c-- is never covered by the sleeve --28--. A return spring is located between the bottom of the gap --28b-- between the piston --27-- and the sleeve --28-- and the bottom of an annular groove --26b-- formed in the wall of the cylinder --26-- --29-- is used, which seeks to push the piston --27-- out of the cylinder.
The piston --27-- has a piston seal on its front
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Wall of the bore --26a-- moves and thus seals the interior of the cylinder, and which can lift off the cylinder wall when the piston --27-- moves outward, so that air entering between the cylinder wall via a ventilation opening --25a-- Piston -27- and the seal -27a-on the one hand and the inner wall of the cylinder on the other hand can flow through and thus no negative pressure can arise in the latter when the piston moves out of the cylinder.
A reverse arrangement of the parts would also be possible, in which the support body --20-- of the atomizer carries a stationary piston on which a cylinder designed as a sleeve is displaceably guided.
When the piston is in its innermost position in the cylinder --26--, an actuating pin --30-- protruding from the inner face of the piston --27-- protrudes into a compressed air outlet formed in the main part - 20-- 31-- inside. The outlet --31-- opens into the face of a cylindrical bore --32-- coaxial with the cylinder --26-- in the main part --20--. In the bore --32-- there is a shut-off element --15-- which controls the outlet of the compressed air and which keeps the opening of the outlet --31-- closed in the inactive or idle state.
When the piston --27-- reaches its innermost position in cylinder-26-, the actuating pin --30-- lifts the shut-off element --15-- from a seat formed around the mouth of the outlet --31-- 15a-- from 50 that compressed air can flow into the bore -32-. For the same purpose. the pin --30-- could sit on the shut-off element --15-- and protrude through the outlet --31-- into the cylinder --26-- so that the piston --27-- is in its innermost position in the Cylinder with its face would touch it. In any case, the pin-30- establishes a motion-transmitting connection between the piston -27- and the shut-off element -15- to close the outlet -31- in the innermost position of the piston -27- to open.
The atomizer nozzle --3c-- leads out of the axial bore --32-- in the transverse direction. It essentially corresponds to the nozzle shown in Fig. 1 and has a small diameter bore --15b-- which extends radially from the axial bore --32-- and has a passage with a constant cross section
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A fluid pressure piston --34-- is slidably guided in the axial bore --32-- of the support body --20--. Near its upper edge it has a sealing piston ring --35-- resting against the wall of the bore --32-- as well as a downwardly protruding shoulder --36-- which rests on the shut-off element --15-- controlling the outlet of the compressed air .
In the embodiment shown, the approach --36-- has a recess --37-- in its end face, into which the shut-off element --15-- is firmly inserted. The diameter of the attachment --36-- is smaller than that of the bore --32--, so that there is a free space around the attachment --36--, which is part of that from the outlet --31-- on the shut-off element --15-- represents the flow path leading to the nozzle --3c-- for the propellant. In the embodiment shown, the shoulder has axial grooves --38--. The webs remaining between the grooves --38-- formed in the circumferential surface serve to guide the attachment --36-- in the bore --32--.
The pressure piston --34-- also has an axial bore --39--, which runs downward from its end face facing the product container --21-- and via a transverse bore --39a-- with a between the piston --34- - and the approach --36-- provided ring groove - is connected with outwardly diverging walls. A shut-off device for closing the bore --39-- in the form of an elastic O-ring --41--, which forms a flow path for the pressurized product, is inserted into the groove --40-- and is in contact when not actuated at their bottom.
The transverse bore --39a-- in the ring groove --40-- is in line with the product delivery position of the piston --15b-- of the nozzle --3c--. A low projection --42-- formed on the side of the axial bore --32-- opposite the nozzle --3c-- engages in one of the grooves --38-- of the extension --36-- to the piston - -34- to be secured against twisting. A return spring --43-- is arranged in the bore --32-- above the piston --34--. This is tensioned enough to hold the shut-off element --15-- against the action of the air pressure generated in the cylinder --26-- on its seat until it is lifted off the pin-30--.
With its upper end, the spring --43 - is supported on a cover --44-- penetrated by openings, which holds the shut-off ball --45-- of a check valve loosely in a recess of a valve housing --46--. The valve body --46-- is
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inserted into the upper end of the bore --32--, which end is surrounded concentrically by a collar --20a - which extends from the body --20-- upwards into a bore --23b-- of the closure part --23- - the product container protrudes. An outlet nipple --48-- protruding from the valve housing --46-- and penetrated by a product outlet --48a-- which can be closed by the ball - 45-- protrudes through a seal --47- seated in the bore --23b-- - through into the product container.
The product container - 21 - is attached to the support body --20-- of the atomizer by means of the collar --20a--, which is sealingly fitted into the bore --23b-- of the closure part --23--. After the container --21-- has been emptied, it can be removed from the collar --20a-- and the outlet nipple --48-- and replaced by a full container, which is then placed on the collar --20a-- that the outlet nipple --48-- penetrates into the outlet opening - 23a -.
In the non-actuated state shown in Fig. 3, the product flows from the container --21-- downwards through the check valve --45, 46-- and fills the space --32a-- of the bore --32-- above the pressure piston --34--. This space --32a-- is referred to below as the pressure space. The escape of the product from the pressure chamber --32a-- downwards is prevented by the piston ring --35-- and the O-ring.
For use, one grips the atomizer between thumb and forefinger of one hand and exerts pressures directed towards one another on the product container --21 - and the compressor piston - 27.
As a result, air pressure builds up in the cylinder --26-- until the actuating pin --30-- the shut-off element - lifts. As a result, the generated compressed air is suddenly released and flows out of the cylinder - through the outlet --31--, the grooves --38-- in the neck --36-- of the piston --34-- and the groove --41- - to the nozzle --3c--. By lifting the shut-off element --15-- the actuating pin --30-- moves the shoulder --36-- and thus the pressure piston --34-- against the load from the spring --43-upwards. The product in the pressure chamber --32a - is put under pressure. The pressure propagates through the bore --39-- of the piston and acts on the O-ring --41-- so that it expands and the flow of the product through the bores --39 and 39a-- to the nozzle - releases.
In this way, the pressurized product and the compressed air are mixed with each other at the entrance of the narrow passage --15b - and then in the form of a spray of small
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As soon as enough liquid product has been pushed out of the pressure chamber --32a-- between the closed check valve --45-- and the piston front wall --34a-- and the piston - 27- of the air pump has reached its maximum compression position, the liquid pressure is reduced regardless of whether finger pressure is still applied. For this reason, the atomizer only releases a certain amount of the liquid product with a single actuation in the manner described above.
By reducing the fluid pressure, the O-ring --41-- again seals in front of the bore --39a-- and thus prevents further fluid from escaping. Even if the supply of compressed air is not yet exhausted, no more product flows out, only the compressed air continues to flow until the pressure in the cylinder --26-- and in the outlet --31-- has dropped so far that the spring --43-- push the pressure piston --34-- back and so that the shut-off element - 15-- can return to its seat. This creates a negative pressure in the pressure chamber --32a--, under the influence of which the non-return valve --45, 46-- opens so that further product can flow in from the container --21--.
Thus, in the atomizer described above, only compressed air is used to atomize a liquid product, and the product itself is pressurized to mix with the compressed air. This allows the product to be atomized into much smaller droplets than with an atomizer in which compressed air is used to suck the product out of a container.
At the same time, the atomizer described is set up in such a way that it only releases a small amount of the product with each actuation. This makes it suitable for safe use for atomizing medication in predetermined quantities, the user never receiving more than the prescribed dose unless he operates the atomizer several times. The dimensions of the nozzle bores, the passages, pistons and cylinders as well as the tension of the springs and the seals can each be selected in such a way that droplets of the desired size are produced and to ensure that the compressed air begins to flow before and after the product emerges
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Interruption of the exit of the product so that no product remains in the nozzle.
The embodiment described above is susceptible of various changes and modifications, some of which are described below in connection with other embodiments. In the following, only those parts of further embodiments which differ from those of the embodiment described above and the resulting changes in the mode of operation are described.
In a modification of the embodiment described above, the bore -39- penetrating the pressure piston -34- can be opened on both sides of the same on the one hand above the outlet -39a- and on the other hand via an oppositely directed radial outlet (in FIGS 4 not shown) with the ring groove --40-- be in flow connection. As a result, the product flowing in under pressure is injected through the transverse bore connecting the orifices into a partial flow of compressed air, a spray mist with somewhat larger droplets being obtained.
A modified embodiment of the invention is shown in FIGS. A nozzle arrangement --50-- used here has a nozzle insert --53-- inserted into a lateral recess --52-- of the main part --20z- of the atomizer - with a narrowed passage --55-- and a diverging expansion part - 56--.
A cup-shaped space --51-- formed between the inner end of the nozzle insert --53-- and the inner end of the recess --52-- is part of a compressed air flow path which transversely, i. H. With respect to the longitudinal axis of the atomizer, it leads radially to the narrowed passage --55-- of the nozzle --50--. A compressed air passage --54-- extends through the main part --20z-- to the part of the recess --52-- facing the air pump. The passage --54-- on the other hand opens into an air passage --32x--, which is part of a central hole formed in the main part --20z-- of the atomizer. The other part of the bore forms the pressure space --32y-- for the product.
The shut-off element --15 -, which is inserted into a valve body --18--, is housed in the air outlet --32x--. A valve seat --15c-- for the shut-off element --15-- is inserted into the main part --20z-- of the atomizer.
The valve body --18-- has a shaft --18a-- of smaller diameter, which extends upwards through a narrowed bore --32c - connecting the pressure chamber --32y-- with the air passage --32x--. The pressure piston --19-- is located in the pressure chamber --32y-- of the central bore. A shut-off element --57-- is firmly inserted into the underside of the pressure piston --19-- facing the air compressor, which can be placed on the upper end of the connecting bore --32c-- in order to seal it off in the rest position. In the circumferential wall of the piston -19- grooves -19a-are formed. The piston --19-- and the shut-off element --57-- are loaded by the return spring --43-- downwards in the direction of the air pump.
As with the first embodiment shown in Figs. 3 to 5, the spring --43-- must be strong enough to hold the two shut-off elements --15 and 57-- against the action of the compressed air generated in the cylinder --26-- to keep on their seats. In the wall of the narrowed connecting bore --32c-- an axial groove --32d-- extends to the inlet opening of a radial product passage --58--, which is in the middle of the cup-shaped space --31-- at the
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together form a flow path for the product, the flow of which is controlled by the shut-off element. The housing --46y-- of the check valve extends downwards into the upper end of the pressure chamber --32y--, in which it is fastened by means of a ring --46a-- and sealed by means of a seal.
The operation of this embodiment differs from that described first in the manner in which the flow of the pressurized product is controlled and in which the compressed air and the product flow through the nozzle arrangement. When the shut-off element --15-- is lifted by the actuating pin --30--, the compressed air flows through the outlet --31--, along the grooves - of the valve body-18-- and through the passage --54-- into the cup-shaped space --51--.
Simultaneously with the lifting of the shut-off element --15--, the shut-off element --57-- is also raised by the upward movement of the valve body --18--. As a result, the flow path for the pressurized product is opened by direct attack, so that the product is now along the
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runs while the compressed air is fed to the flow of the product substantially in the transverse direction. Simultaneously with the lifting of the shut-off elements, the pressure piston --19-- is also lifted against the load by the spring --43-- in order to put the product in the pressure chamber --32y-- under pressure. Otherwise, the mode of operation of the atomizer is the same as that of the embodiment described in FIGS. 3 to 5.
The embodiment shown in FIGS. 8 and 9 differs from that shown in FIGS. 3 to 5 by the use of a different nozzle arrangement corresponding to that shown in FIGS. 6 and 7 and by a slightly different control the flow of the product. The nozzle arrangement --60-- has one in a lateral recess --62-- of the main part ("support body")
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The cup-shaped space --61-- formed at the inner end of the recess --62-- is part of a compressed air flow path which leads to the narrowed passage --65-- of the nozzle.
A compressed air passage --64-- running from the lower part of the recess --62-- through the main part --20y-- of the atomizer, opens into the lower part --32e-- of the axial bore --32w-- of the main part - -20--. The shut-off element --15-- arranged in the lower part --32e-- of the bore is fastened in a lower part --69-- of the pressure piston --67--. The lower part --69-- of the pressure piston --67-- has grooves --69a-- for the flow of compressed air from the outlet --31y-- to the passage --6400.
The pressure piston --67-- sits fairly loosely in the lower part --32a-- of the bore, so that there is a gap --59-- and carries a piston ring that seals it in the bore --32e-- 68-- and near its upper end a sealing ring --70-- with a V-profile open at the bottom. The seal --70-- is designed in such a way that when the fluid pressure rises in the space --59-- between the piston --67-- and the wall of the bore --32e-- it collapses to a predetermined value and thus releases the flow of the liquid. From the part --32e - of the bore, a transverse passage --71-- leads to the bottom of the recess --62-- containing the nozzle insert --63--.
The housing --46x-- of the check valve extends downwards into the upper end --32v-- of the bore of the main part --20y-- that forms the pressure chamber and is fastened in it in a liquid-tight manner.
The operation of this embodiment differs from that shown in FIGS. 6 and 7 only in the manner in which the flow of the liquid product is controlled. When the shut-off element --15-- is lifted using the actuating pin --30--, the compressed air flows through the outlet --31y--, along the grooves --69a-- and through the passage -64-- into the cup-shaped Room --61--. Simultaneously with the shut-off element --15--, the pressure piston --67-- is also raised against the load by the spring --43-- in order to put the product contained in the bore part forming the pressure space under pressure.
The pressurized liquid then flows through the space --59-- between the piston --67-- and the wall of the bore --32e-- and thereby causes the seal --70-- to collapse, so that the product can then flow through the transverse passage - to the nozzle arrangement-60. The seal --70-- thus acts as a shut-off or control element in the product flow path formed by the space --59-- and the passage --71--.
In the embodiments described so far, the compressed air and the product were fed simultaneously to a space immediately in front of the constricted nozzle passage, or the compressed air was fed to a flow of the product in the nozzle arrangement essentially in the transverse direction. However, there are other ways to bring the compressed air and the product together.
In an arrangement of the type shown in FIG. 10, the compressed air and the pressurized product are mixed with one another only after they have emerged from the nozzle arrangement. A nozzle insert --80-- shown here only has the diverging part --81-- of the spray nozzle. A central passage - for the pressurized product connects the diverging nozzle part --81-- with a central hole --83-- of the main atomizer part. Between the bottom of a recess -85- containing the nozzle insert -80- and the nozzle insert itself, there is an annular gap -84-. A groove --102a-- leads from the recess to the central passage --82-- for the product.
In the lower part of the bottom of the recess --85-- the annular gap --84-- is connected to the central hole --83-- of the main part via a compressed air passage --86--. With this arrangement
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the pressurized product is pushed substantially axially out of the diverging passage -81- while the pressurized air is fed along a substantially perpendicular flow path so that it mixes with the product in the diverging passage.
In the embodiments described so far, the product was put under pressure in each case by means of a piston which is moved upwards by the actuating pin seated on the piston of the air compressor in a bore in the main part of the atomizer which represents a cylinder. However, the generation of the pressure in the liquid product can also be done with an inverted arrangement of the parts; H. by means of a fixed piston and a movable cylinder. Such an arrangement is shown in FIGS. 11 and 12 in which a movable cylinder is provided in the main part of the atomizer as part of a piston pump for generating pressure in the liquid product.
The atomizer shown in Figs. 11 and 12 has a main part ("support body") --120-- with a
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Slidably guided in the bore --132-- of the atomizer and sealed with a seal --151--. An inner cylinder --147b-- fastened in the outer cylinder --147a-- by means of a wedge --148-- has a cylinder bore --147d-- open at the top. Opposite the narrowed passage --91--, the inner cylinder --147b-- is surrounded by an annular groove --142-- with diverging walls.
This is in flow connection with the cylinder bore --147d-- via a passage --141-- for the pressurized product. A ring seal --143-- keeps the passage --141-- closed.
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The illustrated version with the closure part --23y-- of the container, one-piece piston --137-- protrudes into the cylinder bore --147d-- and is guided in it in a sealing manner by means of a seal --138-- The piston --137-- is penetrated by a product passage --137a--, which is from the check valve
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When the atomizer is actuated, the actuating pin --30-- lifts the shut-off element --15-- so that the compressed air can flow past it and along the groove --140-- to the nozzle --90--.
At the same time, the cylinder formed from the outer cylinder --147a-- and the inner cylinder --147b-- fastened in it by means of the wedge --148-- is moved upwards in the bore --132--. Since the container closure part --23y-- and thus also the piston --137-- is firmly connected to the upper end of the main atomizer part --120--, the cylinder slides onto the piston --137--, see above that the liquid product contained in the cylinder bore --147d - is pressurized. The pressure of the liquid product lifts the sealing ring --143-- from its seat so that the product can exit and mix with the compressed air at the inlet of the narrowed passage --91--.
The modification shown in Fig. 13 differs from the embodiment shown in Fig. 11 in that the narrowed passage --91-- and the diverging expansion part --92-- in the main part --120-- of the atomizer and not in the Cylinder arrangement are formed so that a one-piece cylinder --177-- can be used here. The rest of the structure and the mode of operation are the same as explained with reference to FIGS. 11 and 12.
In all the embodiments described so far, the product container is arranged on one end of the atomizer and the compressor for generating the compressed air is arranged on the other, so that when gripping the atomizer, one finger or thumb engages the product container and the other engages the compressor. However, arrangements can also be represented in which the product container and the compressor for generating the compressed air are provided at one end of the atomizer. Such an arrangement is shown in FIGS. 14-16.
The atomizer shown in FIGS. 14 to 16 has a main part ("support body") --220-- with a piston compressor arranged at one end for generating compressed air. This has a cylinder --226--, a jacket --228-- and a return spring --229--. One sliding in the hole
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--226a-- of the cylinder --226-- guided piston --27-- carries a piston seal --227a-- of the type shown in Figs. 3 to 5. In the main part --220-- of the atomizer there is a nozzle --230-- with a narrowed passage --235-- and a divergent exit end --236--. The narrowed passage-235 opens into a bore --232-- in the main part, in the bottom of which a compressed air outlet --231-- leading to the inner end of the cylinder bore --226a-- opens.
A shut-off element --233-- seated on the mouth of the outlet --231-- is inserted into an annular groove --239a-- in the underside of the valve body --239--. This is guided in the bore --232-- so that it can slide under sealing by means of a sealing ring --239d. A compression spring --244b-- is inserted between a closure part --232a-- which closes the upper end of the bore --232 - and is penetrated by an opening --232b-- and the valve body --239--.
The product container is attached to the piston 227. It has a closure part --223-- fastened to the piston --227 - on which a container part --222-- with a bag contained therein, which extends backwards in relation to the piston in the cylinder bore --226a-- 224-- is appropriate. The jacket --227-- is attached to the outer end of the container part --222-- so that it acts as an extension of the piston --227--. In this way, the space otherwise occupied by the massive piston and thus not sensibly used is used to accommodate the product container.
Inside the piston --227 - there is a piston-cylinder arrangement for generating pressure in the liquid product and a shut-off device for controlling the flow of the pressurized product to the nozzle. The piston --227-- has a bore --238-- in which a pressure piston --237-- is slidably guided.
This is loaded upwards by a spring --244a-- which is supported with its other end on a retaining cover --245-- of a check valve --246--. The check valve controls the flow through a product passage --247-- led through a seal --248-- in the closure part --223- of the container. An actuating part --234-- corresponding to the actuating pin --30-- in the embodiments described above is arranged in the upper part of the bore --238-- and protrudes upward through the piston seal --227a--. The actuating part --234-- is hollow and contains a valve ball --243-- in the upper end, which is held in place by a locking part --237a-- of the --237a-- of the piston --237--.
The valve body -239- has a downwardly protruding pin-239b-.
In use, one grips the atomizer between the thumb and a finger and squeezes it so that the piston --227-- pushes into the compression space --226b-- of the cylinder --226 - and compresses the air it contains until the actuating part --234-- reaches the pin --239b-- protruding from the valve body - 239--. At this point in time, the spring --244b-- loading the valve body --239-- still holds the shut-off element --233-- against the action of the air pressure generated in the compression chamber --226b-- of the cylinder --226-- on its seat - -233a-- firmly. When the pin --239b-- touches the valve ball --243--, the valve body --239-- is lifted together with the shut-off element --233-- because the spring --244a-- is harder than that Spring --244b--.
In doing so, however, the valve body --239-- soon comes into contact with the closing part --232a-- (Fig. 15) of the bore --232--.
As the piston --227-- moves further, the actuating part --234-- pushes upwards over the valve ball --243--, as this is attached to one of the valve bodies --239-- protruding pin --239b further upward movement is prevented. As a result, the pressure piston --237-- is now blocked, while the air pump piston --227-- continues to move upwards around it, so that the product is pressurized and upwards through the actuation part --234-- and on the ball --243-- flows past and merges with the compressed air flow going to the nozzle --230--.
When the pressure exerted on the atomizer is released, the parts return to the position shown in FIG. 14, with air flowing into the space above the valve body via the opening -232b- penetrating the closure part -232a-, so that there there is no negative pressure.
The atomizer described above provides all of the advantages mentioned at the outset thanks to the use of compressed air as the propellant and the devices for generating pressure in the product to be atomized, which when mixed with the compressed air causes the formation of very small droplets. In practical versions of the atomizer, average droplet sizes of only 5 p were achieved. The dimensions of the atomizer and the strength of the springs are like this
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chosen so that the nebulizer can be easily operated by the user. In addition, the atomizer is very safe because it only releases a certain amount of product with each actuation, regardless of how long it is held in the actuation position.
The number of individual parts is limited to a minimum, and the parts, with the exception of the springs, can all be molded from plastic. The nebulizer is extremely reliable in use.
The product container can be designed so that it can be removed from the other parts of the atomizer so that it can be refilled with fresh product and used repeatedly.
17 to 22 is another preferred embodiment of an atomizer according to FIG
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shape tapered shaft --315a--, which is firmly seated, but removable, fitted into the enlarged end piece --314-- of the bore --313-- and penetrated by a product passage --316--.
The shaft --315a-- and thus the piston --315-- are firmly attached to the main part --310-- of the atomizer, so that the piston --315-- forms the fixed part of the pressure pump --311-- . The moving part of the pressure pump --311-- is formed by a cylinder - sitting on the piston --315--. A sealing ring --318 - inserted into a groove surrounding the piston --315-- seals the space between it and the cylinder. When the space inside the cylinder --317-- is filled with a liquid, this is pressurized by exerting a force on the end of the cylinder --317-- directed towards the main part --310-- of the atomizer.
However, the arrangement of cylinder and piston can also be reversed, i.e. H. the cylinder can be provided with a shaft --315a-- at its closed end and thus designed as the fixed part in which the piston is then guided as a movable part. The end of the product passage --316-- is closed by a membrane --319- until the atomizer is activated for the first time. This is then pierced by an awl, which will be described below, when the atomizer is operated for the first time. When the product contained in a pressure pump of the type described is completely exhausted, the pump can be replaced by a new, tightly closed pump, for which purpose it is simply pulled out of the conical part --314-- of the bore --313--.
The membrane --319-- prevents the product from flowing out until the pressure pump is securely attached to the main part --310- and the atomizer is activated.
The compressed air compressor --312-- arranged at the other end of the main atomizer part --310-- has a cylinder --320-- which is formed in one piece with the main part --310-- and thus forms the stationary part of the compressor. The moving part of the compressor is a piston --321-- slidingly guided in the cylinder 320 - with an annular groove --322-- of two different depths, in which a sealing ring --323-- for sealing the space between the pistons --321-- and cylinder --320 mount. The deeper part of the ring groove --322 - faces the closed end of the cylinder --320.
When the piston --321-- moves inwards in relation to the main part --310--, i.e. during the compression stroke, the ring seal --323-- is pushed onto the flatter part of the ring groove - so that it then closes the gap between the piston -321-and -321- and cylinder -320- securely seals. However, if the piston moves away from the main part --310--, the sealing ring --323-- pushes into the deeper part of the groove --322-- so that the gap is no longer sealed and there is air to compensate for the negative pressure can flow in.
Beyond, outside the ring seal --323--, the piston --321-- is surrounded by a ring land --325-- which cooperates with inwardly protruding stops --325-- on the cylinder --320-- to allow it to be pulled out completely to prevent the piston from the cylinder. A spring --326-- inserted between the inner end of the piston --321-- and the bottom of the cylinder --320 - serves to return the piston after the compression stroke.
A nozzle arrangement provided on the main part --310-- of the atomizer has a nozzle insert - which is inserted into a recess - -329-- in the main part --310-- to form an annular chamber surrounding it --333--. The nozzle insert -328- has a Venturi passage-330- as well as inlets --330a-- running transversely to this and connecting it to the annular chamber -333--.
Of the
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lifted off and the ring seal --339a-- has moved over the valve seat --338-- and thus allows the pressurized product to flow out of the cylinder --317-- through the passage --316-- and the enlarged one Part --314-- of hole --313-- to passage --331-- free. As a result, the liquid product is now atomized from the nozzle insert-328-- in the form of small droplets carried along in the compressed air. The support flange --335-- has come into contact with the socket --344-- and has shifted it by a small amount.
After a further movement of the piston --321--, the actuating pin --343-- and the valve stem --334--, the parts assume the position shown in Fig. 21, in which the compressed air passage --332-- is still open for the flow of compressed air and the shut-off element --337-- is still lifted from its seat --338--, but the socket --344-- has blocked the opening of the liquid passage --331--. Therefore, compressed air continues to flow through the nozzle insert while the supply of the liquid through the socket --344- is cut off. As a result, any liquid product still present in the nozzle is blown out of it.
In the first part of the return movement of the valve stem --334-- the ring seal --339a-- of the shut-off device --339-- for the liquid first comes into contact with the valve seat --338-- and the wall of the bore --313-- in order to block the flow path of the liquid. The parts then come into the position shown in Fig. 22, in which the support flange --340-- just touches the sliding bush --344--.
As the valve stem --334-- moves further, the bushing --344-- is pushed back into its starting position, in which it opens the fluid passage --331--. Since the flow path of the liquid is blocked by the ring seal --339a--, only a small amount of liquid that has penetrated between the ring seal and the socket --344-- flows into the passage --331--. As the parts move further, they then again reach the position shown in FIGS. 18 and 19, with the result that the atomizer is ready to be operated again.
As can be seen from the above explanations, the exit of the liquid is interrupted shortly before the end of the movement of the valve stem in the opening direction by the sleeve --344 - which can be moved with dead gear, while the compressed air continues to flow out so that the product is completely removed from the Nozzle is blown out.
At the beginning of the return movement, the socket initially remains immobile until the shut-off devices for the liquid on the valve stem have closed the bore, whereupon the socket is then moved back into its starting position.
In the embodiment described above, the product is pressurized by means of a particularly simple and relatively inexpensive piston-cylinder arrangement. The atomizer has only a few individual parts, namely the main part, which may be in one piece with the stationary part of the air compressor, a two-part piston-cylinder arrangement for generating the pressure for the liquid, which is simply fastened by means of a shaft in a converging bore, the nozzle insert and the movable valve stem. The other parts, such as sealing rings, springs, etc. Like., are cheap and available everywhere.
The flow of the liquid is easily controlled by the sliding bush --344-- so that the product is completely blown out of the atomizer nozzle and no liquid drips out of the nozzle after actuation, as the flow of product is interrupted long before has been.
All parts with the exception of the springs and optionally the sealing rings can be molded from plastic, so that the simple and reliable atomizer can be produced at low cost.
Another embodiment of an aerosol atomizer with devices for metering the atomized product is shown in FIGS. The atomizer has a pressure pump - -410-- for the product to be atomized with a piston --411-- on which a cylinder --412-- is slidably guided. A seal --412a-- attached to the end of the piston --411-- is in sealing contact with the inner surface of the cylinder --412-- when it moves relative to the piston. The piston --411-- has an outer jacket --413--, inside of which --413a-- an inner part --414-- is inserted. The bottom of the shell --413-- has an opening --413a-- and a first ring seal --415-- is inserted between the bottom of the shell and the end of the inner part --414--.
The inner part --414 - has a recess --414a-- larger in its end facing the bottom of the shell --413--
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Diameter, from the inner end of which a bore --414b-- of smaller diameter leads to the end of the piston --411-- lying inside the cylinder.
A dosing pin --416-- is movably guided in the recess --414a-- and the bore --414b--.
It has a massive part lying in the recess --414a-- and a hollow part protruding from this, through the first ring seal --415-- and the opening --413a-- in the bottom of the casing --413-- 417-, which with its peripheral surface is in sealing contact with the first ring seal --415--. At the junction between the solid part and the hollow part --417-- the shaft --416-- has a flange --418--, which in the rest position shown in Fig. 23 on the first ring seal --415-- sits on. The solid shaft part has such a cross-sectional shape that it can be freely inserted into the bore -414b-.
The confluence of the bore --414b-- into the enlarged recess --414a-- is surrounded by a second ring seal --421-- through which the massive shaft part --416-- with collar --416a-- extends into sealing system moved when the piston is lowered into the position shown in FIG. A spring --419-- arranged between the second ring seal --421-- and the flange --418-- loads the flange --418-- in contact with the first ring seal --415--.
The hollow shaft part -417- has a passage-417b- which, in the rest position of the atomizer shown in FIG. 23, lies below the bottom of the piston -411-, i.e. outside the same.
In the actuated position, the passage lies within the enlarged recess --414a - (Fig. 25, 26).
The valve stem --416-- together with the inner piston part --414-- or with its enlarged recess --414a--, the ring seals --415 and 421-- and the spring --419-- form a simple, dispensing means known in the aerosol atomizer art, as described in US Pat. No. 2,721,010.
For use, the parts of the atomizer are initially in the position shown in Fig. 23 and the cylinder is filled with a liquid. By exerting pressure on the lower end of the hollow shaft part --417-- and on the top of the cylinder --412-- the cylinder is pushed onto the piston - so that on the inside of the cylinder --412-- as well as in the bore --414b-- and the enlarged recess --414a-- a pressure is exerted. Due to the opposing pressure forces, the shaft --416-- is pushed against the load by the spring --419-- into the piston --411--, whereby the passage - 417b - passes through the first ring seal --415 into the recess --414a--.
The upper end of the solid shaft part then penetrates into the second ring seal --421-- and thus seals the recess --414a-- against the bore --414b-- and the cylinder --412-- so that now a dosed amount of the liquid can be dispensed from the recess --414a--.
With such an arrangement, it can be seen that the liquid enclosed in the recess --414a-- sprays out of the hollow shaft part with considerable force when the passage --417b-- is displaced into the recess.
The extremely simple metering device described above can for the most part be composed of easily malleable plastic parts, in the example cited from four such parts. The remaining parts of the metering device consist of three seals, which can be produced without difficulty and are mostly ready-made, and a single spring. The metering device can be assembled without difficulty using automatic manufacturing devices and can be filled with a filling so that it can be manufactured so inexpensively that the user can throw it away after emptying it and buy a new, filled metering device.
The metering device can be used for metering a wide variety of liquids, such as oral perfumes, antiseptic agents, foods, such as artificial sweeteners in liquid form and the like. Like. m., can be used.
An aerosol atomizer according to the invention with the above metering device is described in more detail below. The main part --420-- of the atomizer has a recess --431-- open at the top, with a cross-sectional shape complementary to that of the piston --411-- of the dosing device, into which the piston is fitted with a sliding fit.
A bore --432-- formed in the bottom of the recess --431-- has a cross-sectional shape complementary to that of the hollow shaft part --417--. The hollow shaft part --417 - is essentially
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liquid-tight fitted into the bore --432-- and its end touches the bottom. In the rest position shown in Fig. 23, the underside of the piston --411-- lies at some distance above the bottom of the recess --431--. When pressure is exerted on the top --412--, the piston - is pushed down into the recess --431-- while the valve stem --416-- is held against the main part --420-- of the atomizer.
As a result, the parts move relative to one another as if the valve stem --416-- were pressed into the piston --411--. The dosing input then
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connects the bore --432-- with the central passage of the nozzle insert --434--.
The nozzle insert --434-- sits in a recess --436-- in the main part, which is open to the side
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Side inlets running through the middle --434a--.
On the side opposite the metering device, the main part --420-- of the atomizer has an air compressor, which in the embodiment shown has a cylinder --438-- protruding downwards from the main part --420-- and a piston --439- slidably guided therein. - with seal
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--438-- arranged return spring --440-- in blind bore --441-- into main part --420--. From this a compressed air passage with a vertical part --442a-- and a horizontal part --442b-- leads to the supply chamber --437--. The blind bore --441-- together with the passage --442a, 442b-- forms a compressed air flow path through the main part --420--.
A poppet valve --443-- arranged in the blind bore --441-- is in contact with a seat on a part --444-- which is arranged at the inner end of the cylinder --438 and covers the blind bore --441-- . The poppet valve --443-- has a seal --443a-- which seals the blind hole --441-- so that no air from the cylinder --438-- past the poppet valve --443-- into the vertical part --442a-- the passage can escape. A valve spring --446-- arranged in the blind bore --441-- holds the poppet valve --443-- in contact with its seat on the part --444--.
The poppet valve --443-- has a shaft or actuating pin --445-- protruding downwards into the cylinder --438--. At the inner end of its compression stroke, the piston --439-- with a stop part --446-- protruding from it, comes into contact with the valve stem --445-- and lifts the poppet valve --443-- so far that the compressed air enters the vertical Part --442a - of the passage can flow.
If, while using the atomizer, the user exerts pressure with his fingers on the cylinder --412-- of the dosing device and on the piston --439-- of the air compressor, the dosing device outputs a pressure through the hollow shaft part --417-- A jet of liquid which flows through the product passage --435-- into the nozzle insert --434--. Fig. 25 shows a position of the parts in which the passage --417b - is just emerging from the ring seal --415 - and the product begins to emerge, and Fig. 26 shows a position in which the valve stem --416- - just touches the seal --421 - to end the dispensing of the product. At the same time, air is compressed in the space of the cylinder --438-- in front of the piston --439--.
The poppet valve --443-- remains closed until the piston --439-- reaches the end of the compression stroke.
If the stop --446-- touches the actuating pin --445--, the poppet valve, as shown in Fig. 25, is lifted from its seat on part --444-- so that the cylinder in the cylinder --438 - Compressed air can suddenly flow into the supply chamber --437-- surrounding the nozzle insert --434-- via the compressed air passage. From the chamber --437 - the compressed air then passes to the product, which is released under pressure by the metering device and flows through the central passage of the nozzle insert. This is then pushed out of the nozzle insert in the form of a spray consisting of small droplets and compressed air.
Compared to other embodiments, the one described above offers the advantage that the metering device used as the source for the pressurized liquid can simply be exchanged and the atomizer can thus be used repeatedly. The valve arrangement of the metering device is used
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not only to dose the respective delivery amount, but also to control the exit of the liquid product in a simple manner and independently of the valve controlling the exit of the compressed air from the air compressor.
The arrangement described can be modified in various ways. For example, the cylinder does not need to be movably guided on the piston of the metering device, as shown, but could in turn be stationary and accommodate a moveable piston. A corresponding change is also possible with regard to the air compressor, which can be designed with a stationary piston and a cylinder that can be pushed onto it. In addition, the supply lines for the liquid product and compressed air to the nozzle insert can be interchanged if the desired atomization can be better achieved in this way.
In yet another embodiment of the invention shown in FIGS. 27 and 28, an air compressor arranged on one side of an atomizer main part ("support body") --510-- has a cylinder projecting downwards from the main part --510-- 511 - and a piston --512-- guided in it. The piston --512-- is sealingly guided in the cylinder --511-- by means of a seal --513-- and is loaded outwards out of the cylinder by a return spring --514-- arranged in the cylinder --511--. From the inner end of the cylinder --511-- a recess --515-- extends into the main part --510--. A poppet valve --517-- seated in the recess --515-- rests on a seal - -518--, which in turn sits on a disk --519--.
The disk --519-- is inserted into an extension --519a-- of the recess --515-- at the inner end of the cylinder --511-- and forms a closure of the recess --515--. The poppet valve --517-- on the seal --518-- prevents air from escaping from the cylinder into the recess. It is loaded by a valve spring --520-- seated in the recess --520-- in contact with its seat. The piston --512-- carries an upwardly protruding actuating pin --521--, which at the end of the compression stroke of the piston --512-- comes into contact with the poppet valve --517-- and this comes so far from the seal --518 - Lifts off that compressed air can flow into the recess.
The main atomizer part --510-- carries a product feed device --540--, which is set up to dispense dosed amounts of a liquid product to be atomized. The feed and metering device --540-- corresponds to that described above with reference to FIGS. 23, 25 and 26 and feeds the product to a product passage --533--.
The feed and metering device --540-- is located in a socket --551-- open at the top - on the main part of the atomizer --510--. The socket --551-- has a cross-sectional shape that is complementary to that of the cylinder --412-- of the metering device --540--, so that the cylinder --412-- can slide inside it.
A bore -552- emanating from the base of the socket -551- has a cross-sectional shape complementary to that of the hollow shaft part and receives it in an essentially flow-tight fit so that the inner end of the hollow shaft part -417- touches the bottom of the hole. In the rest position of the parts shown in Fig. 27, the lower end of the piston --411-- lies at some distance above the base of the socket --551--. When pressure is exerted on the top of the cylinder --412--, the piston --411-- is pushed downwards into the socket --551--, while the position of the valve stem --417-- in relation to the main part of the atomizer - 510-- remains unchanged.
As a result, the liquid contained in the cylinder --412 - is pressurized, as explained above with reference to FIGS. 23, 25 and 26.
In this embodiment, an atomizer nozzle opening laterally out of the main atomizer part --510-- has a straight, cylindrical passage --525-- which opens out in a diverging section --532--. A mixture of liquid and compressed air flowing through the passage --525-- expands upon entry into the diverging section --532-- with atomization of the liquid.
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--515-- outgoing compressed air passage --516-- opening passage --533-- opens into the cylindrical passage-525- above the mouth of the compressed air passage --516--.
The compressed air flowing in via the compressed air passage --516-- mixes in the downstream end piece of the cylindrical passage --525-- with that above the passage --533-- and the section of the cylindrical passage located in front of the opening of the passage --516-- Passage --525-- flowing
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Compressed air exerts a shear effect on the liquid, so that good atomization is achieved even with such a simple structure.
By the described arrangement of the flow paths for the product and the compressed air, a satisfactory atomization can be achieved so that a Venturi nozzle or another more or less precisely shaped part previously used in most atomizers of this type is not necessary.
This reduces the cost of manufacturing and assembling the atomizer.
The embodiment described above can be modified in various ways. For example, the cylinder of the metering device does not need to be movably guided on its piston, as shown, but could in turn be stationary and accommodate a moveable piston. A corresponding change is also possible with regard to the air compressor, which can be designed with a stationary piston and a cylinder that can be pushed onto it. Another supply and / or metering device for the product can also be provided and arranged in a different position on the main part of the atomizer.
In all of the embodiments of the aerosol atomizer according to the invention shown in FIGS. 29 to 36, this has a main part ("support body") --610-- with an air compressor arranged on one side thereof. This has a cylinder --611-- protruding downwards on the main part --610-- and a piston --612-- slidingly guided in it. The piston is guided by a seal -613-sealing in cylinder -611- and is loaded outwards from the cylinder by a return spring located in cylinder -611-. From the inner end of the cylinder --611-- a recess --615-- extends into the main part --610--.
A poppet valve --617-- seated in the recess --615-- rests on a seal --618--, which in turn rests on a disk --619--.
The disk --619-- sits in an extension --619a-- of the recess --615-- at the inner end of the cylinder --611-- and forms a closure of the recess --615--. The poppet valve --617-- on the seal --618-- prevents air from escaping from the cylinder --611-- into the recess. It is loaded by a valve spring --620-- arranged in the recess --615-- in contact with the seal --618--. The piston --612-- carries an upwardly protruding actuating pin - -621--, which at the end of the compression stroke of the piston --612-- comes into contact with the poppet valve --617-- and this comes so far from the seal --618 - lifts so that compressed air can flow into the recess -615-.
The main part of the atomizer --610-- carries a product feed device --640-- which is set up to dispense dosed amounts of a liquid product to be atomized. The feed and metering device --640-- corresponds to that described above with reference to those in Figs. 23, 25 and 26 and feeds the product to a product passage --633--.
The feed and metering device --640-- sits in a socket --651-- open at the top - on the main part of the atomizer --610--. The socket --651-- has a cross-sectional shape that is complementary to that of the cylinder --412-- of the dosing device --640--, so that the cylinder --412-- is guided in it in a sliding manner.
A bore -652- emanating from the base of the socket has a cross-sectional shape that is complementary to that of the hollow shaft part -417 and receives it in a substantially flow-tight fit, the inner end of the hollow shaft part -417- at the bottom of the Bore seated. In the rest position of the parts shown in Fig. 29, the lower end of the piston --411-- lies at some distance above the base of the socket --651--. When applying pressure to the top of the cylinder --412--
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--417-- in atomizing nozzle. In the embodiments according to FIGS. 29 to 34, the nozzle is a Venturi nozzle --625 - which is inserted into a recess --626 - and has a tapered part --627 - which is inserted into one of the recess - -626-- is fitted out of a recess -628-- running into the main part with a smaller diameter.
The larger diameter part of the nozzle -625- is shaped on the outside in such a way that when the nozzle is inserted into the recess -626- a supply chamber -629- surrounding it is formed. Two open into the narrowed passage --630-- of the nozzle --625--
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diametrically opposite inlets --631--, which on the other hand open into the feed chamber --629. The narrowed passage --630-- merges into a diverging outlet part --632--.
In the embodiments according to FIGS. 35 and 36, the nozzle has a simple, straight line
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In the versions according to FIGS. 29, 30, 32 and 33, a compressed air passage with a vertical section --616a-- and a horizontal section --616b-- starts from the recess --615--, which is shown in FIG the feed chamber --629-- opens. The recess -615- and the compressed air passage -616a, 616b- together form a compressed air flow path through the main part. The product passage --633-- opens essentially at right angles into the horizontal part --616b-- of the compressed air passage.
Furthermore, there is at least one compressed air secondary passage running through the main part --610 - to the nozzle. In the embodiment according to FIGS. 29 and 30, the secondary passage is through a from the recess --615-- to the inner end of the narrowed recess --628-- and into the converging inlet part of the passage --630-- of the Venturi nozzle - -625 - opening bore - formed.
In this embodiment, compressed air flowing through the narrowed passage --630-- of the Venturi nozzle --625 - sucks the product out of the supply chamber --629-- and via this out of the horizontal part --616b-- of the compressed air passage, in which the product passage - -633-- joins. In addition, the compressed air is supplied from the recess --615-- via the compressed air passage --616a, 616b--, which exerts overpressure on the product. These combined effects result in a very fine spray mist and little or no residue remains in the nozzle-625-, the compressed air passage or the product passage.
In the embodiment according to FIG. 32, two pressure air secondary outlet openings are provided, namely in addition to the secondary outlet --635-- shown in FIGS. 29 and 30, another outlet --636-- which extends from the recess --615-- to the Feed chamber --629-- leads and preferably opens into the opening of the compressed air passage -616b-- diametrically opposite.
In addition to the combined effect achieved with the arrangement according to FIGS. 29 and 30, a shear effect is created here in the narrowest central passage of the nozzle - by the compressed air supplied via the supply ring chamber --629-- and the radial inlets --631-- the mixture of liquid and compressed air flowing in via the section -616b-, which further improves the atomization.
In the embodiment according to Fig. 33 there is only a single compressed air secondary passage, namely the passage --636-- leading to the supply chamber --629--, while the passage in the middle to the nozzle --625--
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-635 - As a result, no suction is exerted in the narrowed passage --630-- of the Venturi nozzle.
However, the atomization is considerably improved by the shear effect of the compressed air supplied directly via the supply chamber --629 - and the inlets - 631 -.
In the version according to Fig. 34, the compressed air passage --616a, 616b-- runs to the product passage --633-- and from there directly to the recess --628--, where it enters the passage --630-- of the Venturi nozzle - joins. In addition, a compressed air secondary passage --636-- runs from the recess --615 - to the supply chamber --629--. In this embodiment, the atomization is considerably improved by the shear action of the compressed air flowing through the inlets -631- to the flow of compressed air and liquid in the passage -630-.
In the embodiment according to Fig. 31, an atomizer nozzle in the form of a nozzle insert --625-- emerges laterally from the main atomizer part --610--. The nozzle insert --625-- sits in an opening --626-- opening on the side of the main part --610--. This is designed so that a supply chamber --629-- remains free around the insert. The nozzle insert --625-- has a central passage --630--, which is flow-connected to the supply chamber --629-- via side inlets --631--. In a practical embodiment, the nozzle insert can be a commercially available insert of the type described above with reference to FIGS. 29 and 30.
In the version according to Fig. 31, however, the central passage --631-- of the nozzle does not fulfill its own function. One through the main part --610 - of the atomizer
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The recess --615-- and the parts --616a, 616b-- of the compressed air passage form a compressed air flow path through the main part --610--.
The operation of the air compressor, the poppet valve -617- controlling the outlet of the compressed air, and the associated parts are the same as those shown in FIGS. 29, 30 and 32 to 36.
When using the atomizer shown in Fig. 31 the user exerts a pressure with his fingers on the cylinder --412-- of the product dosing device and the piston --612-- of the air compressor, the dosing device sending a jet of liquid through the hollow shaft part --417-- gives through.
The liquid enters the supply chamber --629-- via the passage --622--. At the same time, air is compressed in the space of cylinder --611-- in front of the piston --612--. However, the poppet valve --617-- remains closed until the piston --612-- reaches the end of the compression stroke. Then the actuating pin -621- on the poppet valve -617- rests on it and lifts it off the seal -618- so that the air compressed in the cylinder -611- suddenly passes through the passage -623, 624- - can flow into the supply chamber --629-- surrounding the nozzle insert --625--. The compressed air flowing into the supply chamber -629- mixes with the liquid supplied under pressure from the metering device and exerts a shear effect on it.
The mixture then flows through the side inlets --631-- and exits at the diverging outlet part --632-- of the nozzle. Due to the described mode of action, the liquid is atomized out of the nozzle insert in the form of a fine spray mist made up of small droplets and compressed air from the start, without larger liquid droplets initially emerging, ie. H. so, without "spitting".
In the designs according to FIGS. 35 and 36, instead of the Venturi nozzle --625--, a simple passage --625a-- with a diverging outlet part --632a-- is provided. In the simplest embodiment, the compressed air flow path consists of the vertical part --616a-- and the horizontal part --616b--, in which the product passage --633-- opens and which then directly into the passage --625a - the nozzle passes over. In this version, the compressed air flows in behind the liquid product, mixes with it and increases the flow rate, whereupon the mixture flows out of the atomizer nozzle in the form of a fine spray mist.
The embodiment according to Fig. 36 is similar to that shown in Fig. 35 and additionally has a compressed air secondary passage --635a--, which from the recess --615-- to a point of the passage --625a-- between the confluence of the product passage --633-- leads into the compressed air passage --616b-- and the transition of the passage --625a-- into the diverging outlet part --632a--.
The compressed air flowing in via the secondary passage --635a-- exerts a shear effect and improves the atomization when the flow exits the atomizer.
As can be seen from the above description of the embodiments according to FIGS. 29 to 34, the atomization of the product is considerably improved without the atomizer having a greater number of parts than known designs. This improvement is achieved by a novel arrangement of the compressed air flow path and by one or more compressed air secondary passages. Such an arrangement of passages can be produced by simple drilling or by slight changes to the molds used for compression molding the main part of the plastic atomizer. The improved results are thus achieved by making minor changes to the main atomizer part-610, which can be carried out without any significant increases in costs.
In the embodiments of FIGS. 35 and 36, the atomization is improved by the changed arrangement of the compressed air flow paths to such an extent that a part formed with high precision, such as a venturi nozzle, can be omitted for many purposes, thereby reducing costs reduce accordingly for the manufacture and assembly of the atomizer. In the arrangement shown here, the liquid is fed to the nozzle at a speed increased by the compressed air, which improves atomization and largely avoids clogging of the flow path for the liquid product.
Another embodiment of an aerosol atomizer shown in Fig. 37 has a main part ("support body") --710-- with a socket --711-- open at the top. This has one of an outer housing - 733 - one described in detail below and a liquid to be atomized
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Dosing device containing product --741-- complementary cross-sectional shape. The upper end of the housing --743-- is closed with a cover --743c--.
Inside the housing -743- there is an inner housing -744-. The bottom of the outer housing --743 - is penetrated by an opening. A first ring seal --745-- sits between the bottom of the outer housing and the bottom of the inner housing - 744 -. The inner housing --744-- has at its end facing the bottom of the outer housing --743-- a recess --744a-- of larger diameter, from its inner end a hole --744b-- of smaller diameter to the upper part of the outer housing --743-- leading end of the inner housing --744-- and penetrates a nipple --744c-- protruding upwards at this end.
A valve stem --746-- that is movably guided in the recess --744a-- and the bore --744b-- has a solid shaft part protruding into the recess --744a-- and a stem part extending downwards through the first ring seal - -745-- and the opening --743a-- in the bottom of the outer housing --743-- protruding hollow shaft part --747--. The outer surface of the hollow shaft part --747-- is in sealing contact with the first ring seal --745--. At the transition point between the solid and the hollow shaft part --747 - the shaft --746-- has a flange --748-- which, in the non-actuated position shown in Fig. 37, is placed on the first ring seal - 745-- sits on.
The massive shaft part --746-- has such a cross-sectional shape that it can move freely in the recess --744a--. The opening of the bore --744b-- into the recess --744a - is surrounded by a second ring seal --750-- into which the solid shaft part can penetrate in a sealing manner when the shaft is raised --746--. A spring --749-- seated between the second ring seal --750-- and the flange --748-- loads the flange --748-- in contact with the first ring seal --745--.
* The hollow shaft part --747-- has a passage --747b-- which, in the non-actuated position of the atomizer shown, lies below the bottom of the outer housing --743--. In the actuation position, the passage --747b-- is then in the recess --744a--.
A liquid-filled, flexible bag -751-- housed in the upper end of the outer housing --743-- is connected with its mouth to the nipple --744c-- in a sealing manner. The outer housing --743-- has a ventilation opening - 743d-- opening into the space --743b-- containing the bag --751--.
On the side of the main atomizer part --710--, an atomizer nozzle arrangement --713-- containing a nozzle insert --714-- opens out. The nozzle insert --714-- sits in an opening --716-- formed on the side of the main part - 710--. This is shaped in such a way that a feed chamber --717-- is formed around the nozzle insert. The nozzle insert -714- is penetrated by a venturi -714a-.
This is through inlets running across them --714b-- with the supply chamber --717-- flow
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Part of smaller diameter, which fits into the narrower part of the opening, but is longer than this deep. As a result, the larger diameter part of the nozzle insert to form the supply chamber -717- is offset outwards compared to the step between the narrower and the widened part of the opening -716-. A passage --715-- leading from a bore --712-- and to the supply chamber --717-- surrounding the nozzle insert --714-- forms a flow path for the liquid product in the main part --710--.
At the end opposite the dosing device, the main part --710 - of the atomizer has a propellant source in the form of an air compressor. In the embodiment shown, this has a cylinder --718-- protruding downward on the main part --710-- and a piston --719-- guided in it. The piston --719-- is sealingly guided by a seal --719a-- in the cylinder --718-- and is loaded outwards from the cylinder by a return spring --720-- arranged in the cylinder --718--. From the inner end of the cylinder --718-- a recess --721-- extends into the main part of the atomizer --710--.
A compressed air flow path emanating from this consists of a vertical passage -722-, a horizontal passage -723- leading to the central passage of the nozzle insert and a second horizontal passage -724- leading to the supply chamber -717--. The recess --721-- together with the passages --722, 723 and 724 - forms a compressed air flow path leading through the main part --710-- of the atomizer. In the recess --721 - is a
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The poppet valve --725-- is housed for controlling the compressed air outlet. It rests on a seat -726- which is held in the recess -721- by a disk -727- seated at the inner end of the cylinder -718-.
A valve spring --728-- arranged in the recess --721-- holds the poppet valve --725-- on its seat --726--. An actuating pin --729-- protrudes upwards on the piston '- 719--. At the end of the compression stroke of the piston --719--, this comes into contact with the poppet valve --725-- and lifts it off its seat --726-- so far that the compressed air flows into the recess --721-- can.
In use, the parts are initially in the position shown in Fig. 37 and the bag -751- is filled with a liquid. If pressure is now exerted on the cover --743c--, the outer housing --743-- pushes against the force of the spring --749-- over the valve stem --746- held in the bore --712- - downwards, whereby the second ring seal --750-- is initially pushed onto the upper end of the solid shaft part and thus seals the recess --744a-- against the narrower bore --744b-- so that a metered amount of the liquid in the recess - is included.
With the further downward movement of the outer housing --743-- relative to the valve stem --746 - the first ring seal --745-- then slides over the passage --747b-- so that the interior of the recess --744a- - is now connected to the flow of the hollow shaft part --747--.
The liquid enclosed in the recess --744a-- can now flow out through the hollow shaft part --747- and reaches the supply chamber --717-- via the passage --715--.
At the same time as the pressure exerted on the cover --743c - of the dosing device to dispense a dosed amount of the liquid, the user's fingers exert pressure on the piston --719- of the air compressor. This compresses the air in the space of the cylinder --718-- in front of the piston --719--. The poppet valve --725 - remains closed until the piston reaches the end of the compression stroke. The actuating pin --729-- on the poppet valve --725-- then rests on this and lifts it from its seat --726-- so that the air compressed in the cylinder --718-- is suddenly released and via the compressed air - Flow path to the nozzle insert --714-- surrounding supply chamber --717-- as well as through the central passage of the insert.
The compressed air flowing through the central passage --714a-- sucks the amount of liquid dispensed by the dosing device into the supply chamber --717--. The compressed air flowing into the supply chamber -717 mixes with the liquid dispensed by the dosing device while exerting a shear effect. The resulting mixture is then sucked in through the side inlets - into the compressed air flow through the central passage of the Venturi nozzle.
In the Venturi passage, the liquid is subjected to a further decomposing effect and is therefore pushed out of the nozzle insert from the start in the form of a fine spray mist of small droplets in compressed air, without initially producing larger liquid droplets.
The liquid supply and metering device described above can be easily and effortlessly replaced by a new metering device as a disposable part. The valve arrangement of the metering device serves not only to meter the amount of liquid to be dispensed, but also to control the outflow of the liquid product from the metering device in a simple manner and independently of the actuation of the valve controlling the outlet of the compressed air from the air compressor, and also prevents this Compressed air flows into the bag -751-.
After releasing the pressure exerted on the lid --743c-- of the dosing device, the parts return to the position shown in Fig. 37, with air flowing into the space containing the bag via the opening --743d-- so that more Liquid can flow into the bore --744b-- and the recess --744a--.
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Atomization of the liquid into fine droplets from the start is achieved by simply changing the arrangement in such a way that the compressed gas or the compressed air and the liquid to be atomized are fed together to the feed chamber surrounding the nozzle and the compressed gas is also fed to the central passage of the nozzle.
In the embodiment shown in FIGS. 38 to 40, an aerosol atomizer has a product container -811-, of which, however, only the upper part of the peripheral wall is shown and which has a cover wall -812- at the upper end. The product container -811- forms or contains one
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Source of a first flowable product, such as a liquid or a finely divided, powdery material which is to be atomized, and also contains, preferably separated from the product by a highly flexible membrane or a bag, a certain amount of a pressurized gaseous propellant .
The propellant is contained in a space of the container --811-- above the first flowable product and exerts direct pressure on it. It preferably consists of liquefied propane with an admixture of butane under a pressure which is up to 4.5 bar above ambient pressure.
A shut-off device arranged on the container has a valve housing --810-- in which a hollow shaft --817-- is movably guided. The valve housing --810-- sits on the underside of a holding part in the form of an approximately cup-shaped cover --813--. In the arrangement according to FIGS. 38 to 40, the middle part of the cover --813 - is bent over the upper end of the valve housing - 810 - and this is secured by a step on its upper part in the cover that is directed downwards. 813-- formed ring-shaped bead --814-- fastened in it. The holding lid --813-- has an outwardly beaded edge --815--, which engages over an annular web protruding upward on the lid wall --812-- of the container and is sealed with a sealing compound --816 - which is also beaded.
The retaining cover --813-- also has a central opening --813a-- through which the valve stem --817-- can move freely. Between the upper end of the valve housing --810-- and the cover --813-- sits a second or outer seal --820-- which interacts with the valve stem and is described in detail below.
Immediately below the seal --820-- the valve stem --817-- has a flange --818--.
This has an annular, upwardly protruding edge --819--, which in the upper end position of the valve stem --817-- shown in Fig. 38, is in full contact with the seal --820--. The lower part of the valve stem --817-- with the flange --818-- is arranged in a cavity --821-- of the valve housing --810--. At the bottom of the cavity --821-- of the valve housing --810-- sits a first or inner seal --822--, which is held in place by a return spring --825--. The spring --825-- is supported on the one hand on the seal --822-- and on the other hand on the underside of the flange --818--.
The cavity --821-- is fluidly connected to the interior of the container --811-- via a bore --823-- penetrating the valve housing --810--.
The lower end of the hollow valve stem --817-- penetrates the seal --822-- and has one of
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Cross-passage-817b-. Held.
The lower end of the valve housing --810-- is extended downwards by a guide bush --824--, in whose bore --826-- the valve stem --817-- with an axial displacement with one of its
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Interior of the container --811-- connecting hole --827a-- is penetrated. A collapsible container --828-- hanging downwards into the container --811-- is pushed with its neck onto the connection nipple --827-- in a sealing manner.
The flexible container --828-- contains a second flowable product, on which the propellant present in the interior of the container --811-- exerts pressure through the wall of the container --828-- without coming into direct contact with the product get. The second flowable product is, for example, a material which cannot be stored together with the propellant.
The cavity --821-- is through a second hole in the valve housing --810--
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with the - 811-- extending immersion tube --828a-- is inserted with its upper end sealingly into an enlarged bore in the valve housing --810--.
The valve stem --817-- has grooves --817d-- running in the circumferential surface of its upper part, which end at a beveled step. The step forms the transition to a pin --829-- formed at the upper end of the shaft --817-- for attaching an actuating head - -830--.
The actuating head --830-- is sealing on the upper end piece of the valve stem --817--
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divergent part --835-- expires. A bushing --831-- protruding downwards in the actuating head --830-- is sealingly fitted onto the pin --829-- of the valve stem and has a liquid passage -836- which goes up to the transverse passage --834-- runs. An outer socket --832-- protruding downwards concentrically with the inner socket --831-- on the actuating head --830-- surrounds the upper part of the valve stem --817-- with the grooves --817d-- with a snug fit.
The outer bush --832-- extends downwards through the opening --813a-- of the cover - 813-- and is in sealing contact with the inner edge of the second seal --820--. The annular gap between the inner and outer sleeves -833- forms a pressurized gas passage which extends upwards and the passage -834- at a point near upstream of the divergent part -835-: essentially rectangular cuts.
As can be seen from the description above, the shut-off device has fluid flow paths which lead from the container --828-- and from the immersion tube --828a-- through the shut-off device. In the embodiment shown, such a flow path from the bore --827a-- of the connection nipple -827--, the bore --826--, the transverse passage --817b-- and the longitudinal passage --817a-- of the valve stem - 817--, the liquid passage --836-- and the transverse passage --834--. This flow path for the flowable product can be shut off and released during the upward and downward movement of the valve stem --817-- by a shut-off element in the form of the first or inner seal --822--.
The second flow path can be shut off and released by the interaction of the flange --818-- seated on the valve stem --817-- with the second or outer seal --820-- when the valve stem moves up and down.
The shut-off device also has a pressurized gas flow path which runs along the bore --823-- into the cavity --821-- of the valve housing and from there along the grooves --817d-- and the annular space --833--. The outer seal --820-- is also used to shut off the compressed gas flow path. It can therefore be seen that the pressurized gas and one of the flowable products in this embodiment partially have a common flow path which can be shut off by means of a single shut-off element, namely the seal -820-.
In the position of the parts shown in FIGS. 38 to 41, the flow paths for the flowable products are blocked. The transverse passage --817b-- of the valve stem --817-- lies within the first, inner seal --822--, so that the product contained in the inner container --828-- is underneath the outside of the container --828- - The pressure applied by the propellant above the flowable product contained in the outer container -811- cannot flow past the seal -820-. The edge --819-- of the flange --818-- on the valve stem --817-- is in firm contact with the outer seal --820--, so that the one contained in the outer container --811-- Product cannot flow out through the shut-off device.
At the same time, the seal --820-- cooperating with the edge --819-- blocks the compressed gas flow path.
If you exert finger pressure on the actuating head --830 -, the parts move into the position shown in Fig. 41. The valve stem --817-- moves downward under compression of the spring --825- so that its transverse passage --817b-- protrudes from the underside of the inner seal --822--. This opens up the flow path for the flowable product contained in the inner container --828--, so that it is now under pressure in the longitudinal passage --817a-- of the valve stem and in the passage
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Without further action, a considerable dispersion, so that a kind of spray mist forms.
With the downward movement of the valve stem --817-- the edge --819-- of the flange --818 - also lifts from the outer seal --820-- and the lower end of the outer bushing --832-- presses the inner one The edge of the seal to open a passage over the edge --819-- and under the edge of the seal --820--. The compressed gas can now flow through the cavity --821--, the grooves --817d-- and the annular gap --833-- into the transverse passage --834.
At the same time, the product contained in the outer container --811-- can flow under the pressure of the gaseous propellant present above it in the outer container along the immersion tube --828a-- and the bore --823a-- into the cavity --821-- . In the cavity, the flowable product and the gaseous propellant mix with one another and then flow past the seal - past the actuating head --830--.
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Since the entry of the mixture of pressurized gas and flowable product into the passage --834 - takes place essentially at right angles to the flow of the product flowing under pressure therein, the mixture flowing in under pressure exerts a shear effect on the flow of the product and divides it during the Exit at the divergent part to form a spray of extremely small droplets.
It was found that when pressures in the range of about 1.5 bar above ambient pressure are used for the compressed gas, i.e. for the propellant and with the nozzle dimensions customary for such aerosol atomizers, a spray mist consisting of extremely small droplets can be achieved in which a large one Part of the droplets has a size in the range from 5 to 10 p. As a result, the container -811- can have decreased strength.
This has the advantage that the aerosol atomizer is considerably safer both for transport and storage and for throwing away after use.
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--811-- contained free-flowing product, which under the pressure of the propellant present in the container above it flows upwards through the immersion tube --828a--, in the cavity --821-- with the gaseous phase of the propellant and then flows in a mixture with it along the grooves -817d- upwards until the flow of the flowable product out of the inner container -818- enters the transverse passage -834.
In another arrangement, it is also possible to feed both flowable products to the transverse passage --834-- and the gaseous propellant separately to the actuating head --830--. Such an arrangement is shown in FIGS. 42-44.
This arrangement has a structure similar to that shown in FIGS. 38 to 41, with a cup-shaped holding lid --813-- which is attached to the lid wall --812-- of the container with the interposition of a liquid sealant, and a means a bead --814-- in the retaining cover --813-- attached valve housing --860--. The valve housing -860- and a valve stem guided in it, however, have a shape that differs slightly from that shown in FIGS. 38 to 41. The valve housing --860-- has a cavity --861-- at the bottom of which a first valve seal - is arranged. It is held in its position by a spring --865-- supported on a flange --868-- of the valve stem --867 -.
Above the seal --862-- the wall of the valve housing --860-- is penetrated by a propellant passage, which connects the cavity with the space above the flowable product contained in the container --811--. The valve stem has a first transverse passage --867b--, which is kept closed by the first valve seal --862--.
The valve housing --860-- has at its lower end a cavity --871-- open at the bottom, at the inner end of which a second valve seal --872-- sits. It is held in place by an upwardly protruding edge web --873-- of its cover part --874-- placed on the lower end of the valve housing --860--. The cover part --874-- is fastened to the valve housing --860--, for example, by means of an annular bead --864a--, which engages in a groove --860a-- in the valve housing. On the lid part
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attached to the nipple -827-. The valve stem --867-- has a second transverse passage --867c--, which is kept closed by the second valve seal --872--.
In the cavity of the valve housing -860- a closed chamber -875- is formed between the two valve seals -862 and 872. This is fluidly connected to an annular groove --877-- in the circumferential surface of the housing via a product passage --876-- penetrating the valve housing. The cover part --874-- has a shoulder --878-- on one side with an enlarged hole --879-- for receiving the immersion tube --828a-- and a hole opening into the annular groove --877-- -880--.
Otherwise, the structure of this arrangement corresponds essentially to that shown in FIGS. 38 to 41. The outer seal --820-- is clamped between the valve housing --860-- and the retaining cover - and the actuating head --830-- is placed on the valve stem in the same way as in the embodiment described above. Instead of the two shown in Fig. 39, the valve stem --867-- has several grooves --867a-- distributed along its circumference. Thanks to this arrangement and the presence of the annular groove --877 - it is irrelevant in which positions the parts are mutually aligned with respect to the central axis of the valve stem.
The holes, passages, seals, etc. are in a mutual operative relationship in every orientation.
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the transverse passage --867c-- of the valve stem --867-- preferably in its axial central passage --867a-- and the passage parallel to this --867d-- is not present.
PATENT CLAIMS:
1. Aerosol atomizer designed as a hand spray can for dispensing a spray mist consisting of a mixture of liquid and gas, with at least one container for a liquid product to be atomized, at least one source for a propellant, a nozzle arrangement which has an atomizer nozzle with an inlet side passing through it Central passage leading to the outlet side with a section for constant flow, an expansion section, the cross-sectional area of which over its entire length is at least equal to or greater than the cross-sectional area at the transition point of the two sections,
with at least one propellant inlet passing through the nozzle and near the transition point between the two sections of the central passage opening into this propellant inlet and with flow paths for liquid product from the container to the nozzle and for propellant from the propellant source to the nozzle, the flow path for the liquid product with is connected to the inlet end of the central passage of the nozzle and the propellant flow path is connected to the inlet which opens transversely into the central passage and through which it flows at its confluence in the central passage at at least approximately a right angle to the axis of the latter,
and the total cross-sectional area of the inlet at its confluence with the central passage is greater than the cross-sectional area of the latter at the transition point and a device for generating pressure in this liquid is assigned to the container for the liquid to be atomized, so that
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Container (24) arranged piston pump that a piston-cylinder pump (34,32) receiving this is provided to pressurize a certain amount of liquid, that the liquid container (24) and the propellant pump (25) are attached to opposite ends of the atomizer, that one of the two moving parts of the liquid pump (32,34) between the propellant pump (25) and the atomizer end (21) formed by the product container
and both the propellant pump (25) and the liquid pump (34,32) can be actuated by exerting pressures directed towards one another on the two atomizer ends (21,25) so that shut-off devices (41) are provided for the flow paths of liquid and propellant , which open towards the end of the compression stroke of the propellant pump, and that after the shut-off devices (41) have opened, the liquid pump (32, 34) into the nozzle (3) delivers liquid at a pressure compared to the pressure of the propellant pump (25 ) propellant delivered to the nozzle is lower.