<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het vullen van een drukkapsule voor spuitbussen, en drukkapsule die volgens deze werkwijze kan worden gevuld. Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vullen van een drukkapsule voor spuitbussen, alsmede op een drukkapsule die volgens deze werkwijze kan worden gevuld.
Het is bekend dat in spuitbussen een drukkapsule kan worden aangebracht, die is voorzien van een drukregelaar, zodanig dat een konstante druk in de spuitbus wordt gehandhaafd die voldoende is om bij de aanwending van de spuitbus het nuttige fluïdum naar buiten te dringen, ten einde dit bijvoorbeeld te verstuiven. Het gebruik van een drukkapsule heeft als voordeel dat in de plaats van klassieke drijfgassen, zoals de schadelijke chloorfluorkoolwaterstoffen, eender welk ander gas kan worden aangewend, zoals bijvoorbeeld lucht.
De voornoemde drukkapsules bestaan doorgaans uit een reservoir met een uitlaatopening en een drukregelaar met een afsluiter die met de voornoemde uitlaatopening samenwerkt. De afsluiter wordt hierbij bevolen door middel van een verplaatsbaar element, zoals een membraan, dat aan een zijde belast wordt door de druk die in de spuitbus heerst en dat aan zijn andere zijde belast wordt door een
<Desc/Clms Page number 2>
referentiedruk die in een daartoe aanwezige ruimte wordt voorzien.
Om het reservoir van de drukkapsule te vullen kan, dit worden voorzien van een vulopening die, nadat het reservoir gevuld is met een fluidum onder hoge druk, wordt afgedicht.
Het gebruik van zulke vulopening heeft als nadelen dat de kans op een lek wordt vergroot, dat de drukkapsule minder veilig is en dat bijkomende bewerkingen worden gevergd voor het aanbrengen en afdichten van de vulopening.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vullen van een drukkapsule die toelaat dat het reservoir kan worden gevuld zonder dat hiertoe een afzonderlijke vulopening in het reservoir dient aanwezig te zijn.
Tot dit doel betreft de uitvinding een werkwijze voor het vullen van een drukkapsule voor spuitbussen, meer speciaal voor het vullen van een drukkapsule die bestaat uit een reservoir met een uitlaatopening en een drukregelaar met een afsluiter die met de voornoemde uitlaatopening samenwerkt, daardoor gekenmerkt dat de drukkapsule wordt gevuld door extern een drukverschil aan de drukregelaar aan te leggen, zodanig dat de uitlaatopening wordt vrijgemaakt en het reservoir via deze opening wordt gevuld.
De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting om de voornoemde werkwijze te realiseren.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm vertoont deze inrichting het kenmerk dat zij hoofdzakelijk bestaat uit een drukkamer ; eerste drukregelmiddelen die toelaten om een fluidum onder druk aan de drukkamer toe te voeren ; tweede drukregelmiddelen die toelaten om een fluidum onder druk
<Desc/Clms Page number 3>
toe te voeren aan de ruimte van de drukkapsule waarin de referentiedruk wordt aangelegd ; en stuurmiddelen die de eerste en tweede drukregelmiddelen sekwentieel in- en uitschakelen, alsmede sturen, volgens een ingegeven stuurpatroon.
Volgens een andere mogelijkheid voorziet de uitvinding in een inrichting die erdoor gekenmerkt is dat zij hoofdzakelijk bestaat uit een drukkamer ; middelen om de drukkamer onder druk te plaatsen en middelen die toelaten een plotse drukval in de drukkamer te kreëren.
De huidige uitvinding heeft ook nog betrekking op een drukkapsule die volgens de voornoemde werkwijze kan worden gevuld, bestaande uit een reservoir met een uitlaatopening en een drukregelaar met een afsluiter die met de voornoemde uitlaatopening samenwerkt, daardoor gekenmerkt dat de drukregelaar zodanig is opgevat dat de afsluiter kan worden geopend door het extern aanleggen van een druk.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoering- vormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een spuitbus weergeeft die met een drukkapsule volgens de uitvinding is uitgerust ; figuur 2 de drukkapsule uit de spuitbus van figuur 1 in doorsnede weergeeft ; figuren 3 tot 5 stapsgewijs de werkwijze van de uitvinding verduidelijken voor het vullen van de drukkapsule van figuur 2 ; figuur 6 nog een gedeelte van een drukkapsule volgens de uitvinding weergeeft ;
<Desc/Clms Page number 4>
figuur 7 een zieht weergeeft van het gedeelte van figuur 6 tijdens het op druk brengen van de ruimte welke voorziet in de referentiedruk ;
figuur 8 een inrichting weergeeft om drukkapsules van het type zoals in figuren 6 en 7 te vullen ; figuur 9 op een grotere schaal en in doorsnede het gedeelte weergeeft dat in figuur 8 met F9 is aangeduidt ; figuren 10 en 11 de afsluiter van de drukkapsule van figuur 9 weergeeft voor nog twee andere standen ; figuur 12 voor nog een andere uitvoeringsvorm van drukkapsule een gedeelte weergeeft dat kan worden voorzien op de plaats die in figuur 9 met F12 is aangeduid.
Zoals weergegeven in figuur 1 kan een spuitbus 1, ten einde de hierin aanwezige vloeistof 2 via de stijgbuis 3 bij het bekrachtigen van een drukknop 4 of dergelijke naar buiten te dringen, worden uitgerust met een drukkapsule 5 die een welbepaalde druk in de ruimte 6 van de spuitbus 2 handhaaft.
Zoals weergegeven in figuur 2 kan deze drukkapsule 5 bestaan uit, enerzijds, een reservoir 7 dat bedoeld is gevuld te worden met een fluïdum onder zeer hoge druk en dat is voorzien van een uitlaatopening 8, en anderzijds, een drukregelaar 9 met een afsluiter 10 die met de voornoemde uitlaatopening 8 samenwerkt. De drukregelaar 9 bestaat hoofdzakelijk uit een verplaatsbaar element 11, zoals een membraan, dat de afsluiter 10 beveelt, en waarvan één zijde 12 samenwerkt met een ruimte 13 waarin een referentiedruk kan worden opgebouwd, terwijl de andere zijde 14 belast wordt door de druk die in de omgeving van de drukkapsule 5 heerst, bijvoorbeeld doordat deze zijde 14 een kamer 15 begrenst die via een opening 16 met de omgeving in verbinding staat.
<Desc/Clms Page number 5>
In het weergegeven voorbeeld van figuur 2 bestaat de afsluiter 10 uit een klepsteel 17 die ééndelig met het verplaatsbaar element 11, in dit geval het membraan is uitgevoerd, waarbij deze klepsteel 17 doorheen de uitlaatopening 8 reikt en met een in deze opening 8 aangebrachte dichting 18 samenwerkt. In de klepsteel 17 is een uitsparing 19 aangebracht die toelaat dat fluïdum uit het reservoir 7 kan ontsnappen in één welbepaalde stand van de klepsteel 17, terwijl bij het verschuiven uit deze stand, zowel in de ene als in de andere richting, in de afdichting van de uitlaatopening 8 wordt voorzien.
De voornoemde ruimte 13 kan worden gevuld met een fluidum onder druk via een vulopening 20 waarin een afsluitelement 21, zoals een kogel, kan worden aangebracht.
Bij de aanwending in de spuitbus l neemt de klepsteel 17 een positie in zoals afgebeeld in figuur 2. De druk P1 in de spuitbus wordt door de drukregelaar 9 ingesteld op een bepaalde waarde die voldoende is om de vloeistof 2 uit de ruimte 6 te verdrijven. De druk P1 bedraagt doorgaans 5, 5 bar. De druk P2 in het reservoir 7 bedraagt bijvoorbeeld 50 bar, terwijl de referentiedruk P3 5 à 5, 5 bar bedraagt.
Het is duidelijk dat bij het verstuiven van de vloeistof 2 de druk P1 daalt, waardoor het membraan 11 naar onder doorbuigt en de uitsparing 19 ter hoogte van de dichting 18 wordt gesitueerd. Hierbij kan gas uit het reservoir 7 langs de uitsparing 19 ontsnappen, waardoor de druk P1 terug stijgt tot het evenwicht is hersteld.
Het bijzondere van de uitvinding bestaat erin dat zij in een werkwijze en inrichting voorziet, alsmede in een drukkapsule die volgens de voornoemde werkwijze kan worden gevuld, een en ander zodanig dat het reservoir 7 van de
<Desc/Clms Page number 6>
drukkapsule 5 met een fluidum onder zeer hoge druk kan worden gevuld zonder dat dit via een speciaal daartoe in de wand 22 van het reservoir 7 aangebrachte vulopening dient te gebeuren.
De werkwijze volgens de uitvinding bestaat erin dat de drukkapsule wordt gevuld door extern een drukverschil aan de drukregelaar te kreëren, zodanig dat de voornoemde uitlaatopening 8 wordt vrijgemaakt, waarna het reservoir 7 via deze opening wordt gevuld.
Zoals weergegeven in figuren 2 en 3 is de drukkapsule 5 volgens de uitvinding hierbij zodanig opgevat dat de afsluiter 10 bij het extern aanleggen van een drukverschil aan de drukregelaar 9 in een vrije doortocht doorheen de uitlaatopening 8 voorziet.
In het voorbeeld van figuren 2 tot 5 is de drukkapsule 5 hiertoe zodanig uitgevoerd dat de afsluiter 10, en meer speciaal de klepsteel 17, door het verplaatsen van het verplaatsbaar element 11 volledig uit de uitlaatopening 8 kan worden gelicht, meer speciaal zoals is afgebeeld in figuur 3.
De verschillende stappen die bij het vullen kunnen worden uitgevoerd, en een uitvoering van een inrichting 23 om deze stappen te realiseren, worden hierna aan de hand van figuren 3 tot 5 meer in detail beschreven.
De inrichting 23 bestaat hoofdzakelijk uit een drukkamer 24 ; eerste drukregelmiddelen 25 die toelaten om een fluidum onder druk aan de drukkamer 24 toe te voeren ; tweede drukregelmiddelen 26 die toelaten om een fluidum onder druk toe te voeren aan de ruimte 13 van de drukkapsule 5 waarin de referentiedruk wordt aangelegd ; en stuurmiddelen 27 die
<Desc/Clms Page number 7>
de eerste en tweede drukregelmiddelen sekwentieel in- en uitschakelen, alsmede sturen, volgens een ingegeven stuurpatroon.
De eerste en tweede drukregelmiddelen 25 en 26 bestaan bij voorkeur uit leidingen 28 en 29 vanaf een persluchtbron 30 naar respektievelijk een vulmond 31 die met de vulopening 20 kan samenwerken en naar de drukkamer 24, en in elke leiding 28-29 een drukregelaar 32-33 en een ventiel 34-35.
De drukregelaars 32 en 33 laten toe om verschillende drukken in te stellen, terwijl de ventielen 34 en 35 toelaten om het fluidum aan de vulmond 31 en de drukkamer 24 toe te voeren, ofwel in een ontluchting te voorzien.
Volgens de uitvinding wordt de drukkapsule 5 gevuld door het ventiel 35 te openen, waardoor de drukkamer 24 onder druk wordt geplaatst. De drukregelaar 29 wordt hierbij zodanig ingesteld dat in de drukkamer 24 minstens een druk P2 aanwezig is die gelijk is aan, of eventueel groter is dan de druk waarmee het reservoir 7 dient te worden gevuld.
Hierbij ontstaat een toestand zoals weergegeven in figuur 3, waarbij het verplaatsbaar element 11 zodanig verplaatst is, of in dit geval het membraan zodanig is uitgebogen, dat de klepsteel 17 uit de uitlaatopening 8 komt en het via de leiding 29 toegevoerde fluidum tot in het reservoir 7 kan komen.
De voornoemde ruimte 13 kan ontlucht worden, doch het geniet de voorkeur dat hierin een tegendruk P4 wordt opgebouwd, zulks om te beletten dat het verplaatsbaar element 11 wordt beschadigd, in het geval van een membraan bijvoorbeeld scheurt. Deze tegendruk P4 bedraagt bij voorkeur minimum 50 % van de druk P2, en is in de bovengenoemde toepassing bijvoorbeeld 30 bar.
<Desc/Clms Page number 8>
De tegendruk P4 wordt geleverd via de leiding 28 en het ventiel 34, waarbij de drukregelaar 32 in de gewenste druk voorziet.
Om te beletten dat het membraan of dergelijke wordt beschadigd kunnen in de ruimte 13 van de drukkapsule 5, steunmiddelen zijn aangebracht zodanig dat slechts een gelijkmatige uitbuiging van het membraan kan optreden. Deze steunmiddelen bestaan bijvoorbeeld uit ribben 36 met een gebogen rand 37.
In een volgende stap wordt de afsluiter 8 terug gesloten.
Hiertoe wordt de klepsteel 17 zover als mogelijk door de uitlaatopening 8 gedrukt. Zoals weergegeven in figuur 4 kan dit worden gerealiseerd door in de ruimte 13 een druk P5 aan te leggen die groter is dan de druk P2, bijvoorbeeld 75 bar, door de instelling van de drukregelaar 32 te wijzigen.
Om de drukkapsule 5 dan in een toestand te brengen dat zij geschikt is om uit de drukkamer 24 te worden weggenomen en klaar is voor gebruik, wordt, zoals weergegeven in figuur 5, de drukkamer 24 ontlucht door het ventiel 35 te verplaatsen en wordt in de ruimte 13 de gewenste referentiedruk P3 aangelegd. De druk P3 kan worden bekomen door de juiste instelling van de drukregelaar 32.
De referentiedruk P3 wordt pas aangelegd nadat de afsluiter 8 in de gesloten toestand is gebracht.
De ruimte 13 wordt na het aanbrengen van de referentiedruk P3 afgesloten van de omgeving door het afsluitelement 21 in de vulopening te persen, bijvoorbeeld door middel van een stift 38.
<Desc/Clms Page number 9>
De ontluchting via de leiding 29 en het ventiel 35 gebeurt gelijktijdig met het wegnemen van de hoge druk P5, ofwel voor dat deze druk wordt weggenomen.
Hierna is de drukkapsule 5 klaar voor gebruik. Dit betekent dat zij uit de drukkamer 24 kan worden weggenomen en kan worden gestockeerd tot zij in een spuitbus 1 wordt ingebouwd.
Om de drukkapsule 5 te aktiveren, wordt, zoals weergegeven in figuur 1, extern een druk aan de spuitbus l aangelegd die gelijk of iets groter is dan de normale werkdruk Pl, waardoor de afsluiter 8 een positie inneemt zoals afgebeeld in figuur 2, zodat de automatische drukregeling in werking treedt.
De voornoemde druk wordt geleverd via drukregelmiddelen 39.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm heeft de uitvinding ook betrekking op een werkwijze die daardoor gekenmerkt is dat maatregelen worden getroffen om de uitstroming uit het reservoir 7 in de geopende stand van afsluiter 10 te begrenzen en dat om de afsluiter 10 na het vullen van het reservoir te sluiten in een externe dekompressie, m. a. w. expansie, wordt voorzien, waarbij, enerzijds, de snelheid en de drukval van de dekompressie en, anderzijds, de begrenzing van de uitstroming zodanig op elkaar zijn afgesteld dat de afsluiter 10 door toedoen van de drukregelaar 9 en als gevolg van de dekompressie in de afsluiting van de uitlaatopening 8 voorziet.
Deze werkwijze biedt het voordeel dat het reservoir 7 in één handeling kan worden gevuld, waartoe de drukkapsule 5 slechts in een ruimte dient te worden geplaatst waarin een druk P2 zoals voornoemd of een iets hogere druk aanwezig is. Deze werkwijze, een uitvoeringsvorm van de hierbij aangewende
<Desc/Clms Page number 10>
drukkapsule 5 en een inrichting 40 om de werkwijze te verwezenlijken, worden hierna beschreven aan de hand van de figuren 6 tot 11.
De hierbij aangewende drukkapsule wordt in figuur 6 in bedrijfstoestand weergegeven. Het bijzondere van de drukkapsule van figuur 6, in tegenstelling tot deze van figuur 2, bestaat erin dat zij middelen 41 bevat welke de uitstroming van fluidum uit het reservoir 7 beperken.
Bij voorkeur bestaan deze middelen 41 uit een restriktie die ten allen tijde het debiet van het fluïdum dat uit het reservoir 7 treedt, begrenst. Zoals weergegeven in figuur 6 kan deze restriktie bestaan uit een uitsparing 42 in de afsluiter 10. In het geval dat deze afsluiter 10, zoals weergegeven, bestaat uit een klepsteel 17 die doorheen een dichting 18 past, bestaat de restriktie bij voorkeur uit een in de klepsteel 17 aangebrachte uitsparing, bijvoorbeeld een zieh vanaf het vrije uiteinde over een bepaalde afstand in lengterichting uitstrekkende groef.
Bij het vullen van de drukkapsule 5 van figuur 6 wordt bij voorkeur dan als volgt te werk gegaan. In een eerste stap wordt in de ruimte 13 een fluïdum onder druk aangebracht, welke druk als tegendruk voor het verplaatsbaar element 11 kan funktioneren, waarbij deze druk in dit geval zodanig kan worden gekozen dat de ruimte 13 reeds kan worden afgedicht en de hierin aanwezige hoeveelheid fluidum van de juiste hoeveelheid is om achteraf in de gewenste referentiedruk P3 te voorzien. Zoals weergegeven in figuur 7 kan de ruimte 13 met een fluidum onder druk worden gevuld door middel van een vulmond 31 die via een ventiel 43 op een persluchtbron 44 is aangesloten. Het ventiel 43 kan hierbij worden aangestuurd door middel van een sturing 45.
De afdichting gebeurt bijvoorbeeld door middel van een
<Desc/Clms Page number 11>
afsluitelement 21 dat met behulp van een stift 38 in de betreffende vulopening 46 kan worden gedrukt.
Het vullen van de ruimte 13 met een gewenste hoeveelheid fluidum kan reeds bij de fabricage van de drukkapsule 5 gebeuren.
Om het reservoir 7 met een fluidum onder hoge druk, namelijk de voornoemde druk P2, te vullen, volstaat het om de drukkapsule in haar geheel in een drukkamer 47 te plaatsen die, zoals weergegeven in figuur 8 via de nodige middelen, zoals een ventiel 48 en een persluchtbron 49 op druk wordt gebracht. Als een gevolg hiervan neemt het verplaatsbaar element 11, in dit geval het membraan, een positie in zoals is weergegeven in figuur 9, één en ander zodanig dat de uitsparing 42 gelokaliseerd wordt ter plaatse van de dichting 18 waardoor een vrije verbinding ontstaat tussen het reservoir 7 en de direkte omgeving van de drukkapsule 5, waarbij deze verbinding evenwel gekenmerkt is door een geringe doortocht.
Het is duidelijk dat in deze stand fluidum uit de drukkamer 47 in het reservoir 7 stroomt, zulks via de opening 16, de kamer 15 en de uitsparing 42, totdat een evenwicht ontstaat tussen de druk in het reservoir 7 en de druk in de drukkamer 47. Alhoewel de uitsparing 42 het instroomdebiet begrenst, is het duidelijk dat de vulling zieh toch nog vrij vlug zal voltrekken. In de praktijk blijkt deze te kunnen worden verwezenlijkt in enkele seconden.
Het is duidelijk uit het voorgaande, als mede uit figuur 9, dat de lengte van de uitsparing 42 en van de klepsteel 17 zodanig worden gekozen dat de uitsparing 42 in de stand van figuur 9 zieh precies ter plaatse van de dichting 18 bevindt. In deze stand zal het membraan van de drukregelaar
<Desc/Clms Page number 12>
9 normalerwijze tegen de daarvoor speciaal voorziene steunen zoals ribben 36 aangedrukt zijn, alhoewel dit niet steeds het geval hoeft te zijn.
Door in een volgende stap in een vlugge dekompressie in de drukkamer 47 te voorzien, komt de afsluiter 10 terug in een stand zoals is afgebeeld in figuur 7. Een vlugge dekompressie heeft immers tot gevolg dat de kamer 15 via de relatief grote opening 16 vrijwel onmiddellijk ontlucht wordt en het verplaatsbaar element 11 onder toedoen van de druk in ruimte 13 naar beneden wordt verplaatst. Door de geringe afmetingen van de uitsparing 42 wordt voorkomen dat een grote hoeveelheid fluidum uit het reservoir 7 in één keer terugvloei en kan zieh bijgevolg onmogelijk op een korte tijd een tegendruk in de kamer 15 opbouwen die het verplaatsbaar element 11 terug naar boven zou drukken.
De plotse dekompressie kan worden bekomen door de drukkamer 47 via een ventiel 50 met een relatief grote opening, zoals een kraan, met de atmosferische omgeving in verbinding te stellen. Het is duidelijk dat ook andere middelen hiertoe kunnen worden aangewend.
Opgemerkt wordt dat bij de verplaatsing van het element 11 van de positie uit figuur 9 naar de onderste positie, de uitsparing 19 kortstondig ter hoogte van de dichting 18 komt, zoals is afgebeeld in figuur 10. De vrije doorgang die dan bestaat tussen de dichting 18 en de klepsteel 17 is ook zodanig klein dat het terugvloeien van fluidum wordt begrensd tot een zeer klein debiet, zodat ook in de stand van figuur 10 een plotse drukopbouw onder het element 11 wordt uitgesloten.
<Desc/Clms Page number 13>
Hierna is de drukkapsule 5 gebruiksklaar en kan bij haar in gebruikname worden geaktiveerd op de wijze zoals afgebeeld in figuur 1.
Volgens een variante, welke is weergegeven in figuur 8, kan de dekompressie stapsgewijs gebeuren, waarbij in een eerste stap geëxpandeerd wordt tot bijvoorbeeld 8 bar en het geëxpandeerde fluidum zoals weergegeven in figuur 8 wordt opgevangen in een tank 51, waarna de hierin aanwezige druk nog kan worden aangewend om bepaalde elementen, die al dan niet verband houden met de uitvinding, pneumatisch aan te drijven of in hun aandrijving te helpen. Vervolgens wordt de kamer 47 verder ontlucht aan de atmosfeer.
Tussen de voornoemde twee stappen in komt de afsluiter 10 bijvoorbeeld in een positie te staan zoals afgebeeld in figuur 11.
Het is duidelijk dat de werkwijze van figuren 6 tot 11 merkelijk minder gecompliceerd is dan deze van de figuren 2 tot 5. Een voordeel hierbij bestaat erin dat de reservoirs 7 van meerdere drukkapsules 5 alle tegelijk kunnen worden gevuld door ze in grote getallen in een drukkamer 47 te plaatsen en dat de kamer 13 reeds vooraf kan worden gevuld en worden afgedicht.
In figuur 12 wordt nog een detail van een variante weergegeven. Het in figuur 12 weergegeven deel kan worden voorzien op de plaats die in figuur 9 met F12 is aangeduid en laat toe dat een afsluiter 10 kan worden aangewend zoals afgebeeld in figu-r 3, met andere woorden een afsluiter 10 die volledig uit de opening 8 mag bewegen. Het bijzondere hierbij bestaat erin dat de voornoemde middelen 41 nu niet meer ter plaatse van de afsluiter 10 zijn aangebracht, doch bestaan uit een in de uitgang van het reservoir 7
<Desc/Clms Page number 14>
aangebrachte wand 52 en een hierin voorziene opening 53 met een kleine doorsnede. De wand 52 kan een terugslagklep 54 bevatten die toelaat dat er wel fluidum via deze klep in het reservoir 7 kan stromen, doch niet hierdoor terug kan stromen, zodanig dat dit verplicht wordt terug te stromen via de opening 53.
De terugslagklep 54 laat een snelle vulling toe.
De opening 53 vervult dezelfde funktie als de uitsparing 42.
Het is duidelijk dat de voornoemde werkwijzen ook met andere waarden voor de drukken Pl-P5 kan worden gerealiseerd. De druk P2 evenwel bedraagt bij voorkeur 30 à 100 bar.
Het is eveneens duidelijk dat de uitvinding voor nog andere vormen van drukregelaars kan worden aangewend, bijvoorbeeld waarbij het verplaatsbaar element 11 gevormd is uit een schijf die verplaatsbaar is als een zuiger, of bijvoorbeeld waarbij de drukregelaar gebruik maakt van elastische middelen zoals veren. Zo bijvoorbeeld kan de referentiedruk in de ruimte 13 gedeeltelijk of volledig gekreëerd worden door middel van een veer.
Zoals is weergegeven in figuur 9 bestaat het reservoir 7 bij voorkeur uit een metalen houder 55, die is afgesloten door middel van een kop 56 waarin de drukregelaar 9 is ingebouwd. De kop 56 is bij voorkeur vervaardigd uit kunststof en bestaat uit twee op elkaar bevestigde delen 57 en 58. De kop 56 en de metalen houder 55 zijn bij voorkeur aan elkaar bevestigd door middel van met elkaar samenwerkende, bijvoorbeeld in elkaar passende gedeelten 59 en 60, zoals kragen. Hiertoe kan de vrije rand van de houder 55 vastgewalst worden in een uitsparing in het
<Desc/Clms Page number 15>
gedeelte 59.
Om te verhinderen dat het gedeelte 59, dat uit kunststof bestaat, naar binnen verbuigt, bijvoorbeeld onder invloed van hitte, door inwerking van chemicaliën, door een fabricagefout of door een kombinatie van verschillende faktoren, en te voorkomen dat de kop 56 of een gedeelte ervan door de hoge druk in het reservoir 7 als een projektiel wordt weggeschoten, kan in het gedeelte 59 een versteviging worden aangebracht in de vorm van plaatje 61 uit metaal of dergelijke dat is voorzien van een kleine opening 62, welke ook als restrikte funktioneert.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het vullen van een drukkapsule voor spuitbussen, alsmede de drukkapsule, kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding zoals gedefinieerd in de hiernavolgende konklusies te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for filling a pressure capsule for aerosol cans, and pressure capsule which can be filled according to this method. This invention relates to a method and apparatus for filling a pressure capsule for aerosol cans, as well as a pressure capsule which can be filled by this method.
It is known that a pressure capsule, which is provided with a pressure regulator, can be arranged in aerosols in such a manner that a constant pressure in the aerosol can be maintained which is sufficient to expel the useful fluid during application of the aerosol, in order to for example, to spray. The use of a pressure capsule has the advantage that instead of conventional propellants, such as the harmful chlorofluorocarbons, any other gas can be used, such as air.
The aforementioned pressure capsules usually consist of a reservoir with an outlet opening and a pressure regulator with a valve which cooperates with the aforementioned outlet opening. The valve is hereby ordered by means of a movable element, such as a membrane, which is loaded on one side by the pressure prevailing in the spray can and which is loaded on its other side by a
<Desc / Clms Page number 2>
reference pressure that is provided in a space available for this purpose.
To fill the reservoir of the pressure capsule, it can be provided with a filling opening which is sealed after the reservoir has been filled with a high-pressure fluid.
The use of such a filling opening has the drawbacks that the risk of a leak is increased, that the pressure capsule is less safe and that additional operations are required for fitting and sealing the filling opening.
The present invention relates to a method and device for filling a pressure capsule which allows the reservoir to be filled without the need to have a separate filling opening in the reservoir for this purpose.
For this purpose, the invention relates to a method of filling a pressure capsule for aerosol cans, more particularly for filling a pressure capsule consisting of a reservoir with an outlet opening and a pressure regulator with a valve cooperating with the aforementioned outlet opening, characterized in that the pressure capsule is filled by externally applying a pressure differential to the pressure regulator, such that the outlet opening is cleared and the reservoir is filled through this opening.
The present invention also relates to a device for realizing the aforementioned method.
According to a special embodiment, this device has the feature that it mainly consists of a pressure chamber; first pressure control means allowing to supply a pressurized fluid to the pressure chamber; second pressure control means allowing to pressurize a fluid
<Desc / Clms Page number 3>
to be supplied to the space of the pressure capsule in which the reference pressure is applied; and control means which sequentially switch the first and second pressure control means on and off, as well as control, according to an input control pattern.
According to another possibility, the invention provides a device characterized in that it mainly consists of a pressure chamber; means for pressurizing the pressure chamber and means for creating a sudden pressure drop in the pressure chamber.
The present invention also relates to a pressure capsule which can be filled according to the above-mentioned method, consisting of a reservoir with an outlet opening and a pressure regulator with a valve which cooperates with the aforementioned outlet opening, characterized in that the pressure regulator is designed such that the valve can be opened by externally applying a pressure.
With the insight to better demonstrate the features according to the invention, some preferred embodiments are described below as examples without any limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a spray can with a pressure capsule according to the invention equipped ; Figure 2 shows the pressure capsule from the aerosol of Figure 1 in section; Figures 3 to 5 illustrate step by step the method of the invention for filling the pressure capsule of Figure 2; figure 6 represents a part of a pressure capsule according to the invention;
<Desc / Clms Page number 4>
Figure 7 shows a view of the portion of Figure 6 during pressurization of the space providing the reference pressure;
Figure 8 shows a device for filling pressure capsules of the type shown in Figures 6 and 7; figure 9 shows on a larger scale and in section the part indicated by F9 in figure 8; Figures 10 and 11 show the valve of the pressure capsule of Figure 9 for two more positions; Figure 12 for yet another embodiment of pressure capsule illustrates a portion that may be provided at the location indicated by F12 in Figure 9.
As shown in figure 1, in order to push out the liquid 2 contained therein via the riser 3 when a push button 4 or the like is energized, a pressure capsule 5 which can provide a specific pressure in the space 6 of maintain the aerosol 2.
As shown in figure 2, this pressure capsule 5 may consist of, on the one hand, a reservoir 7 which is intended to be filled with a fluid under very high pressure and which is provided with an outlet opening 8, and on the other hand, a pressure regulator 9 with a shut-off valve 10 cooperates with the aforementioned outlet opening 8. The pressure regulator 9 mainly consists of a movable element 11, such as a diaphragm, which commands the valve 10, one side 12 of which interacts with a space 13 in which a reference pressure can be built up, while the other side 14 is loaded by the pressure the environment of the pressure capsule 5 prevails, for instance because this side 14 defines a chamber 15 which communicates with the environment via an opening 16.
<Desc / Clms Page number 5>
In the shown example of figure 2, the valve 10 consists of a valve stem 17 which is formed in one piece with the movable element 11, in this case the membrane, this valve stem 17 extending through the outlet opening 8 and with a seal 18 arranged in this opening 8 works together. A recess 19 is provided in the valve stem 17, which allows fluid to escape from the reservoir 7 in one specific position of the valve stem 17, while when sliding from this position, in one direction as well as the other, in the seal of the outlet opening 8 is provided.
The aforementioned space 13 can be filled with a fluid under pressure via a filling opening 20 in which a closing element 21, such as a ball, can be arranged.
When applied in the aerosol can 1, the valve stem 17 assumes a position as shown in figure 2. The pressure P1 in the aerosol can is adjusted by the pressure regulator 9 to a certain value sufficient to expel the liquid 2 from the space 6. The pressure P1 is usually 5.5 bar. The pressure P2 in the reservoir 7 is, for example, 50 bar, while the reference pressure P3 is 5 to 5.5 bar.
It is clear that when the liquid 2 is atomized, the pressure P1 drops, as a result of which the membrane 11 bends downwards and the recess 19 is positioned at the level of the seal 18. Gas can escape from the reservoir 7 along the recess 19, whereby the pressure P1 increases again until equilibrium is restored.
The special feature of the invention consists in that it provides a method and device, as well as a pressure capsule which can be filled according to the aforementioned method, all this in such a way that the reservoir 7 of the
<Desc / Clms Page number 6>
pressure capsule 5 can be filled with a fluid under very high pressure without this having to be done via a filling opening specially provided for this purpose in the wall 22 of the reservoir 7.
The method according to the invention consists in that the pressure capsule is filled by externally creating a pressure difference on the pressure regulator, such that the aforementioned outlet opening 8 is released, after which the reservoir 7 is filled via this opening.
As shown in figures 2 and 3, the pressure capsule 5 according to the invention is hereby designed such that the valve 10 provides an open passage through the outlet opening 8 when externally applying a pressure difference to the pressure regulator 9.
In the example of Figures 2 to 5, the pressure capsule 5 is designed for this purpose such that the valve 10, and more particularly the valve stem 17, can be lifted completely out of the outlet opening 8 by moving the movable element 11, more specifically as shown in figure 3.
The various steps that can be carried out during filling, and an embodiment of a device 23 for realizing these steps, are described in more detail below with reference to Figures 3 to 5.
The device 23 mainly consists of a pressure chamber 24; first pressure control means 25 allowing to supply a pressurized fluid to the pressure chamber 24; second pressure control means 26 allowing to supply a pressurized fluid to the space 13 of the pressure capsule 5 in which the reference pressure is applied; and control means 27 which
<Desc / Clms Page number 7>
the first and second pressure control means sequentially switch on and off, as well as control, according to an entered control pattern.
The first and second pressure control means 25 and 26 preferably consist of lines 28 and 29 from a compressed air source 30 to a filling mouth 31, respectively, which can interact with the filling opening 20 and to the pressure chamber 24, and in each line 28-29 a pressure regulator 32-33 and a valve 34-35.
The pressure regulators 32 and 33 allow to set different pressures, while the valves 34 and 35 allow to supply the fluid to the filling nozzle 31 and the pressure chamber 24, or to provide a vent.
According to the invention, the pressure capsule 5 is filled by opening the valve 35, whereby the pressure chamber 24 is placed under pressure. The pressure regulator 29 is hereby adjusted such that in the pressure chamber 24 there is at least a pressure P2 which is equal to or possibly greater than the pressure with which the reservoir 7 is to be filled.
This results in a situation as shown in figure 3, in which the displaceable element 11 is displaced, or in this case the diaphragm is bent out such that the valve stem 17 comes out of the outlet opening 8 and the fluid supplied via line 29 into the reservoir. 7 can come.
The aforementioned space 13 can be vented, but it is preferred that a counter-pressure P4 is built up therein, in order to prevent the displaceable element 11 from being damaged, for instance in the event of a membrane tearing. This counter-pressure P4 is preferably at least 50% of the pressure P2, and is, for example, 30 bar in the above application.
<Desc / Clms Page number 8>
The back pressure P4 is supplied via the line 28 and the valve 34, the pressure regulator 32 providing the desired pressure.
In order to prevent the membrane or the like from being damaged, supporting means can be arranged in the space 13 of the pressure capsule 5, so that only a uniform deflection of the membrane can occur. These support means consist, for example, of ribs 36 with a curved edge 37.
In a next step, the valve 8 is closed again.
To this end, the valve stem 17 is pushed as far as possible through the outlet opening 8. As shown in figure 4, this can be achieved by applying a pressure P5 in the space 13 which is greater than the pressure P2, for example 75 bar, by changing the setting of the pressure regulator 32.
In order to then bring the pressure capsule 5 into a condition that it is suitable for removal from the pressure chamber 24 and is ready for use, as shown in figure 5, the pressure chamber 24 is vented by moving the valve 35 and is placed in the the desired reference pressure P3 is applied in space 13. The pressure P3 can be obtained by the correct setting of the pressure regulator 32.
The reference pressure P3 is only applied after the valve 8 has been brought into the closed position.
After the application of the reference pressure P3, the space 13 is closed off from the environment by pressing the sealing element 21 into the filling opening, for example by means of a pin 38.
<Desc / Clms Page number 9>
The venting via the pipe 29 and the valve 35 takes place simultaneously with the removal of the high pressure P5, or before this pressure is removed.
After this, the pressure capsule 5 is ready for use. This means that it can be removed from the pressure chamber 24 and stored until it is installed in an aerosol 1.
To activate the pressure capsule 5, as shown in Figure 1, an external pressure is applied to the aerosol can 1 equal or slightly greater than the normal operating pressure Pl, whereby the valve 8 assumes a position as shown in Figure 2, so that the automatic pressure control comes into effect.
The aforementioned pressure is supplied via pressure control means 39.
According to a special embodiment, the invention also relates to a method characterized in that measures are taken to limit the outflow from the reservoir 7 into the open position of valve 10 and to close the valve 10 after filling the reservoir in an external decompression, in other words expansion, for which, on the one hand, the velocity and pressure drop of the decompression and, on the other hand, the limitation of the outflow are adjusted to each other such that the valve 10 through the pressure regulator 9 and as a result of the decompression in the closure the outlet opening 8.
This method offers the advantage that the reservoir 7 can be filled in one operation, for which purpose the pressure capsule 5 must only be placed in a space in which a pressure P2 such as the aforementioned or a slightly higher pressure is present. This method, an embodiment of the method used herein
<Desc / Clms Page number 10>
pressure capsule 5 and a device 40 to implement the method are described below with reference to Figures 6 to 11.
The pressure capsule used for this is shown in operating state in Figure 6. The special feature of the pressure capsule of figure 6, in contrast to that of figure 2, is that it contains means 41 which limit the outflow of fluid from the reservoir 7.
Preferably, these means 41 consist of a restriction which limits at all times the flow rate of the fluid exiting from the reservoir 7. As shown in Figure 6, this restriction can consist of a recess 42 in the valve 10. In the case that this valve 10, as shown, consists of a valve stem 17 that fits through a seal 18, the restriction preferably consists of a recess arranged in valve stem 17, for example a groove extending longitudinally from the free end over a certain distance.
When filling the pressure capsule 5 of figure 6, the procedure is then preferably as follows. In a first step, a fluid under pressure is applied in the space 13, which pressure can function as a counterpressure for the displaceable element 11, in which case this pressure can be selected such that the space 13 can already be sealed and the amount present therein fluid is of the correct amount to provide the desired reference pressure P3 afterwards. As shown in figure 7, the space 13 can be filled with a fluid under pressure by means of a filling nozzle 31 which is connected via a valve 43 to a compressed air source 44. The valve 43 can be controlled here by means of a controller 45.
The sealing is done, for example, by means of a
<Desc / Clms Page number 11>
sealing element 21 which can be pressed into the relevant filling opening 46 by means of a pin 38.
The filling of space 13 with a desired amount of fluid can already take place during the manufacture of the pressure capsule 5.
To fill the reservoir 7 with a high pressure fluid, namely the aforementioned pressure P2, it is sufficient to place the pressure capsule as a whole in a pressure chamber 47 which, as shown in figure 8, by the necessary means, such as a valve 48 and a compressed air source 49 is pressurized. As a result, the movable element 11, in this case the membrane, assumes a position as shown in figure 9, all this such that the recess 42 is located at the location of the seal 18, thereby creating a free connection between the reservoir 7 and the direct vicinity of the pressure capsule 5, this connection, however, being characterized by a small passage.
It is clear that in this position fluid flows from the pressure chamber 47 into the reservoir 7, through the opening 16, the chamber 15 and the recess 42, until an equilibrium is established between the pressure in the reservoir 7 and the pressure in the pressure chamber 47 Although the recess 42 limits the inflow flow rate, it is clear that the filling will still take place quite quickly. In practice it appears that this can be realized in a few seconds.
It is clear from the foregoing, as well as from figure 9, that the length of the recess 42 and of the valve stem 17 are chosen such that the recess 42 in the position of figure 9 is exactly at the location of the seal 18. In this position, the diaphragm of the pressure regulator
<Desc / Clms Page number 12>
9 are normally pressed against the specially provided supports such as ribs 36, although this may not always be the case.
By providing a rapid decompression in the pressure chamber 47 in a next step, the valve 10 returns to a position as shown in figure 7. After all, a rapid decompression results in the chamber 15 passing through the relatively large opening 16 almost immediately. is vented and the movable element 11 is moved downwards under the pressure of space 13. Due to the small dimensions of the recess 42, a large amount of fluid is prevented from flowing back from the reservoir 7 at one time and it is therefore impossible to build up a counter-pressure in the chamber 15 in a short time which would push the movable element 11 back upwards.
The sudden decompression can be obtained by connecting the pressure chamber 47 to the atmospheric environment via a valve 50 with a relatively large opening, such as a tap. It is clear that other means can also be used for this purpose.
It is noted that when the element 11 is moved from the position of figure 9 to the lower position, the recess 19 briefly comes to the level of the seal 18, as shown in figure 10. The free passage which then exists between the seal 18 and the valve stem 17 is also so small that the reflux of fluid is limited to a very small flow, so that sudden pressure build-up under element 11 is also excluded in the position of figure 10.
<Desc / Clms Page number 13>
After this, the pressure capsule 5 is ready for use and can be activated during use in the manner as shown in figure 1.
According to a variant, which is shown in figure 8, the decompression can be carried out step-by-step, whereby in a first step expansion is carried out to, for example, 8 bar and the expanded fluid as shown in figure 8 is collected in a tank 51, after which the pressure present therein is still can be used to pneumatically drive or assist certain elements related to the invention or not. Chamber 47 is then further vented from the atmosphere.
Between the aforementioned two steps, the valve 10 is, for example, in a position as shown in figure 11.
It is clear that the method of figures 6 to 11 is considerably less complicated than that of figures 2 to 5. An advantage here is that the reservoirs 7 of several pressure capsules 5 can all be filled simultaneously by placing them in large numbers in a pressure chamber 47 and that the chamber 13 can already be pre-filled and sealed.
Figure 12 shows a further detail of a variant. The part shown in Figure 12 can be provided at the location indicated by F12 in Figure 9 and allows a valve 10 to be employed as shown in Figure 3, in other words, a valve 10 that is completely out of the opening 8 may move. The special feature here consists in that the aforementioned means 41 are now no longer arranged at the location of the valve 10, but consist of one in the outlet of the reservoir 7.
<Desc / Clms Page number 14>
provided wall 52 and an opening 53 provided herein with a small cross-section. The wall 52 may contain a non-return valve 54 which allows fluid to flow through this valve into the reservoir 7, but not to flow back through it, such that it is required to flow back through the opening 53.
The check valve 54 allows fast filling.
The opening 53 performs the same function as the recess 42.
It is clear that the aforementioned methods can also be realized with other values for the pressures P1-P5. However, the pressure P2 is preferably 30 to 100 bar.
It is also clear that the invention can be used for still other forms of pressure regulators, for instance in which the displaceable element 11 is formed from a disk displaceable as a piston, or for instance in which the pressure regulator makes use of elastic means such as springs. For example, the reference pressure in space 13 can be partially or completely created by means of a spring.
As shown in figure 9, the reservoir 7 preferably consists of a metal container 55, which is closed by means of a head 56 in which the pressure regulator 9 is built. The head 56 is preferably made of plastic and consists of two fastened parts 57 and 58. The head 56 and the metal holder 55 are preferably fastened to each other by means of co-operating, for example mutually fitting, parts 59 and 60 like collars. To this end, the free edge of the holder 55 can be rolled into a recess in the
<Desc / Clms Page number 15>
section 59.
To prevent the plastic part 59 from bending inwards, for example under the influence of heat, by the action of chemicals, due to a manufacturing defect or by a combination of different factors, and to prevent the head 56 or part thereof due to the high pressure in the reservoir 7 being projected as a projectile, a reinforcement in the form of a plate 61 of metal or the like, which is provided with a small opening 62, which also functions as residual, can be provided in the section 59.
The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments described in the figures, but such a method and device for filling a pressure capsule for aerosol cans, as well as the pressure capsule, can be realized according to different variants without outside the scope of the invention, such as defined in the following claims.