Dosierventil für Flüssigkeiten
Die Erfindung bezweckt, ein vorzüglich arbeitendes, aber trotzdem aus nur sehr wenigen Teilen wirtschaftlich herstellbares Dosierventil zu schaffen. Das Dosierventil nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass es lediglich aus einem starren Gehäuse, einem teilweise in demselben befindlichen gummielastischen Balg und einem in letzterem axial geführten, starren Ventilkörper besteht, welch letzterer aus einer normalen Schliesslage gegen die elastische Kraft des Balges in eine Dosier-Schliesslage verschiebbar ist, wobei eine bestimmte Flüssigkeitsmenge über einen ersten Dosierkammerteil in einen zweiten Dosierkammerteil eintritt, so dass bei Loslassen des Ventilkörpers diese Flüssigkeitsmenge zu dem zweiten Dosierkammerteil hinaus gedrückt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich ferner dadurch aus, dass der Ventilkörper durch Drehung aus der normalen Schliesslage in eine Öffnungslage gebracht werden kann, die ein kontinuierliches Strömen von Flüssigkeit durch das Ventil gestattet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Dosierventil in der normalen Schliesslage;
Fig. 2 denselben Längsschnitt in der Dosier-Schliess. lage; und
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ventil.
Das dargestellte Ventil besteht aus drei Teilen, nämlich aus einem starren, becherförmigen Gehäuse 1, einem teilweise in diesem Gehäuse befindlichen, gummielastisch deformierbaren Balg 2 und einem starren, in dem Balg 2 axial verschiebbaren Ventilkörper 3. Das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 1 weist einen sich nach oben erweiternden, aussen kegelstumpfförmigen Mantel 4 auf, an den sich oben ein radial nach aussen vorstehender Flansch 5 anschliesst. Unten weist das Gehäuse 1 einen kleinen Boden 6 auf, von dem ein Anschluss-Stutzen 7 nach aussen und eine konische Dichtungswarze 8 nach innen ragen, in denen eine durchgehende, axiale Bohrung 9 vorgesehen ist.
Das Gehäuse 1 bildet innen einen unteren, kegelstumpfförmigen Hohlraum 10, der sich nach oben erweitert und über eine Ringschulter 11 in einen oberen, zylindrischen Hohlraum 12 von grösserem Durchmesser übergeht.
Der gummielastisch deformierbare Balg 2 weist einen zylindrischen Oberteil 13 auf, der in dem oberen Hohlraum 12 des Gehäuses 1 sitzt und oben in einen Deckteil 14 übergeht, der sich über den Gehäuseflansch 5 erstreckt und um denselben herum gebördelt ist. Infolgedessen bildet der Deckteil 14 sowohl über, als auch unter dem Flansch 5 einen elastischen Dichtungsteil 14a, bzw.
14b. Der Deckteil 14 weist eine zentrale, axiale Bohrung 15 auf. Durch eine ringförmige Stufe 16 ist ein zentraler Teil 14c des Deckteiles 14 etwas gegenüber dem oberen Dichtungsteil 14a erhöht.
An den zylindrischen Oberteil 13 des Balges 2 schliesst sich über eine äussere Ringschulter 17, die der Gehäuseringschulter 11 gegenüberliegt, und über eine innere Ringschulter 18 ein sich nach unten etwas verjüngender Unterteil 19 an, der mit einem Boden 20 versehen ist. Der Boden 20 weist unten eine konkave Aussenfläche 21 auf, und ist oben mit einer Dichtungswarze 22 versehen, in der eine durchgehende, axiale Bohrung 23 vorgesehen ist. Der Oberteil 13 begrenzt eine Dosierkammer, deren oberer Teil mit 24a und deren unterer Teil mit 24b bezeichnet ist. Der Unterteil 19 des Balges 2 begrenzt eine untere Kammer 25. Unter der inneren Schulter 18 bildet der Balg 2 eine einwärts ragende Ringrippe 26 von spitzwinkligem Profil. Am inneren Umfang des Oberteiles 13 ist ein Kranz von kalottenförmigen Ausnehmungen 27 vorgesehen.
Der Ventilkörper 3 weist einen Kern 28 auf, dessen oberer Teil 28a zylindrisch ist und einen dem lichten Durchmesser der Kammer 24 entsprechenden Aussendurchmesser hat. An diesem Kernoberteil 28a ist ein Kranz von kalottenförmigen Warzen 29 vorgesehen, die die in die Ausnehmungen 27 passen und in der in Fig. 1 gezeigten Schliesslage des Ventils in denselben aufgenommen sind. Der Kern 28 weist ferner einen sich kegelstumpfförmig nach unten verjüngenden unteren Teil 28b auf, an den sich ein axiales Eingangsrohr 30 anschliesst.
Das Rohr 30 ist unten mit einer inneren, konischen Dichtungsfläche 31 versehen, die auf die Dichtungswarze 22 des Balgbodens 20 passt. In der Nähe seines oberen Endes ist im Rohr 30 eine Querbohrung 32 vorgesehen, über die das Rohr mit der Kammer 25 in Verbindung steht. An den oberen Kernteil 28a schliesst sich ein axiales Ausgangsrohr 33 an, das durch die Bohrung 15 des Balgdeckteiles 14 nach aussen ragt und mit einer Querbohrung 34 versehen ist, die in den oberen Teil 24b der Dosierkammer mündet. Eine kurze Längsnut 35 (siehe auch Fig. 3) ist auf der Aussenseite des Rohres 33 bei seinem oberen Ende vorgesehen.
Um die Funktionsweise des Ventils und dessen Vorteile besser verständlich zu machen, soll nachfolgend angenommen werden,. dass das Ventil in Verbindung mit einem Zerstäuber verwendet wird, um eine unter Druck stehende Flüssigkeit zu zerstäuben. Diese Flüssigkeit, z. B. ein Parfum oder ein Lack, befindet sich in einer Flasche 36, deren oberer, einen Flansch 37 aufweisender Teil in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Um das in die Flaschenöffnung 38 gesteckte Ventil auf dem Flansch 37 zu befestigen, wird eine Metallkappe 39 benützt, die der Stufenform des Deckteiles 14 angepasst ist.
Der von den Dichtungsteilen 14a und 14b überdeckte Gehäuseflansch 5 wird mittels der Kappe 39 fest auf den Flaschenflansch 37 gedrückt, worauf der ursprünglich zylindrisch abwärts ragende, untere Rand der Kappe 39 nach innen gebördelt wird, wie bei 39' gezeigt ist. Dadurch wird eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen Flasche 36 und Gehäuse 1 (Dichtungsteil 14b), sowie zwischen Gehäuse 1 und Balg 2 (Dichtungsteil 14a) erzielt. Auf den Anschluss-Stutzen 7 wird ein Rohr 40 aufgeschoben, das bis in die Nähe des Flaschenbodens reicht, um die unter einem Gasdruck von z.B. etwa 6-7 atü stehende Flüssigkeit praktisch bis zur Entleerung der Flasche dem Ventil zuführen zu können. Man könnte stattdessen auch ein dünneres Rohr in die Bohrung 9 einschieben.
Auf dem oberen Ende des Ausgangsrohres 33 wird ein Zerstäuber 41 bekannter Art in üblicher Weise befestigt. Dieser Zerstäuber 41 der in Fig. 1 in ganz schematischer Weise strichpunktiert angedeutet ist, weist einen mit dem Ausgangsrohr 33 kommunizierenden Austrittskanal 42 auf, in dem sich eine Lochscheibe 43 befindet, durch deren äusserst kleines, zentrales Loch die vom Ventil durchgelassene Druckflüssigkeit hindurchtritt und dabei zerstäubt wird. Der Zerstäuber 41 weist einen Nokken 44 auf, der in die Nut 35 passt, so dass man durch Fasse nund Drehen des Zerstäubers 41 den Zentralkörper 3 um seine Achse drehen kann.
Es ist ersichtlich, dass in der normalen Schliesslage nach Fig. 1 die in der Flasche 36 befindliche Flüssigkeit durch die Bohrung 9, den unteren Gehäuseraum 10, die Bohrung 23 des Balgbodens 20, das Eingangsrohr 30, dessen Querbohrung 32 und die untere Balgkammer 25 an der Ringrippe 26 vorbei bis in den unteren Teil 24b der Dosierkammer gelangen kann. Aus letzterem kann die Flüssigkeit aber nicht in den oberen Teil 24a gelangen, weil der zylindrische Kernoberteil 28a an seinem Umfang dichtend an der elastischen Wand des zylindrischen Balgoberteiles 13 liegt.
Will man eine dosierte Flüssigkeitsmenge zerstäuben, so drückt man auf den Zerstäuber 41, bis das Ventil in die in Fig. 2 dargestellte Dosier-Schliesslage kommt.
Durch den auf sein Ausgangsrohr 33 ausgeübten Druck wird der Ventilkörper 3 nach unten verschoben, wobei die Warzen 29 aus den Ausnehmungen 27 austreten. Die Verschiebung des Ventilkörpers 3 bewirkt infolge des Aufliegens des Eingangsrohres 30 auf der Dichtungswarze 22 eine axiale Dehnung des Balges 2. Die Dehnung des Balgoberteiles 13 wird durch Auftreffen von deren Ringschulter 17 auf die Gehäuseringschulter 11 begrenzt, während sich der Balgunterteil 19 noch weiter elastisch dehnen lässt, bis sich die konkave Aussenfläche 21 des Balgbodens 20 auf die Dichtungswarze 8 des Gehäusebodens 6 legt. Die einwärts ragende Ringrippe 26 wird bei der Abwärtsbewegung des Ventilkörpers 3 vom konischen Kernteil 28b erfasst und nach unten gebogen, so dass sich die Schulter 18 an die Oberfläche dieses Kernteiles 28b dichtend anlegt.
Durch das Austreten der Warzen 29 aus den Ausnehmungen 27 wird der zylindrische Balgoberteil 13 auf seiner Innenseite aufgeweitet, so dass zwischen den Warzen 29 Kanäle entstehen, durch welche die anfangs im unteren Dosierkammerteil 24b befindliche Flüssigkeit und auch ein kleiner Teil der in der unteren Kammer 25 befindlichen Flüssigkeit in den oberen Dosierkammerteil 24a kommt, von wo sie durch die Querbohrung 34 zum Ausgangsrohr 33 Zutritt hat.
Wenn man nun den Zerstäuber 41 loslässt, so kehren der Balg 2 und der Zentralkörper 1 unter der Einwirkung der Elastizität des Balges 2 und des Druckes der Flüssigkeit in die normale Schliesslage nach Fig. 1 zurück, wobei eine Flüssigkeitsmenge durch den Zerstäuber 41 gedrückt wird, die gleich der bei der Abwärtsbewegung des Ventilkörpers 3 in den oberen Dosierkammerteil 24a eingedrungenen Flüssigkeitsmenge ist.
Gleichzeitig wird der Kammerunterteil 24a wieder mit Flüssigkeit gefüllt, da der konische Kernunterteil 28b sich von der Ringrippe 26 wieder abhebt. Durch wiederholtes Drücken und Loslassen des Zerstäubers 41 kann mann somit beliebig oft eine ganz bestimmte Flüssigkeitsdosis zerstäuben.
Mit dem vorliegenden Ventil kann man aber auch kontinuierlich Flüssigkeit zum Zerstäuber 41 durchlassen. Hierzu genügt es, von der normalen Schliesslage nach Fig. 1 ausgehend den Zentralkörper 3 so zu drehen, dass die Warzen 29 etwa in die Mitte zwischen die Ausnehmungen 27 zu liegen kommen. Dadurch werden wiederum zwischen dem oberen Kernventil 28a und dem Balgoberteil 13 Durchlasskanäle geschaffen, welche den unteren Teil 24b der oberen Kammer mit dessen oberem Teil 24a verbinden, und es ist ersichtlich, dass nun die Flüssigkeit kontinuierlich über 9, 10, 23, 30, 32, 25, 24b, 24a, 34, 33 zum Ventilausgang, bzw. zum Zerstäuber 41 gelangt.
Es wird hervorgehoben, dass der aus natürlichem oder synthetischem Gummi bestehende Balg 2, der bei der in einer Spezialmaschine erfolgenden Montage seine definitive Form erhält, eine ganze Reihe von Funktionen übernimmt, für die bei bekannten Ventilen eine Mehrzahl von Elementen vorhanden ist, nämlich:
1. Zusammenhalten sämtlicher Ventilteile 1, 2 und 3; 2. Federungskraft zum Zurückführen des Zentralkörpers 3 in seine Ausgangslage;
3. Bildung der für das Anschliessen des Ventils an eine Flasche od.dgl. erforderlichen Dichtungen 14a und 14b;
4. Bildung einer zweiteiligen Dosierkammer 24a, 24b und einer unteren Kammer 25;
5. Aufnahme und Führung des Zentralkörpers 3;
6. Abdichtung mit diesem Zentralkörper 3 an zwei verschiedenen Stellen, nämlich zwischen den beiden Teilen 24a und 24b der Dosierkammer und zwischen dem unteren Teil 24b der Dosierkammer und der unteren Kammer 25;
7.
Festlegung der Ruhelage des Ventilkörpers 3 durch die zur Aufnahme der Warzen 29 dienenden Ausnehmungen 27.
Der aus Kunststoff in einem Stück gespritzte Ventil körper 3 übt ebenfalls verschiedene Funktionen aus, nämlich:
1. Die eigentliche Ventilkörperfunktion, nämlich die Absperrfunktion, wird an zwei Stellen ausgeübt, und zwar durch den zylindrischen Kernkörperteil 28a in der normalen Schliesslage und durch den konischen Kernkörperteil 28b in der Dosier-Schliesslage;
2. Zuführung der Flüssigkeit zu der Dosierkammer 24a, 24b über die untere Kammer 25 mittels eines Eingangsrohres 30;
3. Abführung der Flüssigkeit aus der Dosierkammer 24a, 24b und Bildung eines Anschlusses für einen Zerstäuber 41 od.dgl. mittels eines Ausgangsrohres 33.
Infolge seiner Verwendbarkeit zum Dosieren oder zur kontinuierlichen Flüssigkeitslieferung, infolge seiner Funktionssicherheit und guten Abdichtungseigenschaften, und infolge seiner durch die geringe Anzahl Teile bedingten Wirtschaftlichkeit ist das dargestellte Ventil für sehr viele Anwendungen bekannten Ventilen deutlich überlegen.
Es ist klar, dass verschiedene Einzelheiten verändert werden können, ohne die beschriebene Funktionsweise zu beeinträchtigen. Lediglich beispielsweise sei bemerkt, dass die Warzen 29 statt kalottenförmig, rippenförmig ausgebildet sein können und dass der Kernoberteil 28a oben bombiert sein kann, in welchem Falle dann der obere Dosierkammerteil 24a ebenfalls entsprechend ge wölbt ist.