Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprühventileinheit für Druckbehälter gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Das Verbot von vollhalogenisierten Kohlenwasserstoffen, bekannt unter den Namen FRIGEN und FREON, hat zur massiven Verwendung von Kohlenwasserstoffen wie Propan und Butan oder Dimethyläther und deren Gemisch geführt. Sind FRIGEN und FREON gefährlich für die die Erde umschliessende Ozonschicht, so sind Propan und Butan wegen ihrer Explosionsmöglichkeit für die Abfüllerindustrie, aber auch für den Verbraucher gefährlich, und Todesopfer durch Explosionen sind zu beklagen.
Inzwischen wurde das teilweise halogenisierte FREON 22, chemische Formel CHClF2, als Treibmittel vorgeschlagen und darf in den USA und den skandinavischen Ländern, wo FREON und FRIGON verboten sind, eingesetzt werden, weil FREON 22, von DUPONT DE NEMOURS, DYMEL 22 genannt, noch ein Wasserstoffatom enthält und daher nicht so beständig ist wie die vollhalogenisierten Kohlenwasserstoffe. Zudem weist es den Vorteil auf, unbrennbar zu sein.
Da aber der Dampfdruck des unbrennbaren DYMEL 22 sehr hoch ist und bei 20 DEG C bei ca. 9 bar liegt, muss es mit einem Gas mit niederem Dampfdruck gemischt werden, wie z.B. DYMEL 142 oder Butan, die aber beide brennbar sind.
Kann man bei metallischen Spraydosen noch mit einem relativ hohen Dampfdruck arbeiten, ca. 4,5 bar bei 20 DEG C, so ist bei Glasflacons ohne Plastikbeschichtung, wie sie für Eaux de Toilette verwendet werden, lediglich ein Druck von 1,5 bar bei 20 DEG gestattet. Will man in diesem Fall das Beimischen von den Dampfdruck reduzierendem Gas vermeiden und lediglich DYMEL 22 einsetzen, so tritt ein anderes Problem auf, denn man kann, je nach Wasser und ätherischem \lgehalt eines Eau de Toilette höchstens 22 Gewichtsprozent DYMEL 22 einsetzen. Da aber die Zerstäubungsqualität eines Sprays weitgehend von der Expansionskraft und der beim Zerstäuben vorhandenen Menge Gas abhängt, reicht die Menge von DYMEL 22 in Glasflacons nicht aus, ein Eau de Toilette so zu zerstäuben, dass die Tröpfchengrösse so fein ist, dass der Spray als "nicht nass" angesehen wird.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Sprühventileinheit vorzuschlagen, die obige Nachteile überwindet. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch Sprühventileinheiten gelöst, wie sie in den Ansprüchen 1 und 2 definiert und mittels vorteilhaften, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen hiernach anhand der Zeichnung illustriert sind.
Das Suchen nach einer Lösung für das vorbeschriebene Problem hat bereits zu einer Lösung geführt, welche gestattet, statt Flüssiggas als Treibmittel Druckluft zu verwenden. Ein solches System, das trotz fallendem Ausstossdruck eine zumindest annähernd konstante Ausstossrate und Partikelgrösse aufweist, ist im Europäischen Patent Nr. 0 109 361 beschrieben. Auch diese Lösung zeigt allerdings ein ähnliches Problem wie bei der Verwendung eines Flüssiggasanteils, wie z.B. 20%.
Die sich im Handel befindlichen Aerosolventile weisen alle ein Nachfliessen von Produkt auf, sobald sich das Ventil nach Verwendung schliesst. Wird ein solches Ventil mit einem hohen Flüssiggasanteil, z.B. zwischen 45 und 70% eingesetzt, so sieht man dieses Nachfliessen nicht, weil die sich im ausgestossenen Produkt befindlichen Gase in ihrer Flüssigphase gleichzeitig als Lösungsmittel dienen und mit dem Aktivprodukt vermischt beim \ffnen des Ventils mit diesem flüssig ausgestossen werden, wobei es dann im Kontakt mit dem atmosphärischen Druck zu einer explosionsartigen Verdunstung sowohl des Flüssiggases wie auch des Produktträgers, wie Alkohol oder Wasser, kommt.
Verwendet man aber als Treibmittel komprimierte Gase wie Luft oder Stickstoff, oder setzt man einen Flüssiggasanteil von weniger als 25% ein, so fehlt dieser Schnellverdunstungsfaktor oder er ist so gering, dass die das Nachfliessen verdeckende schnelle Verdunstung wegfällt.
Das Nachfliessen ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen. Bei sogenannten "männlichen" Ventilen ist ein Kolben mit Seitenlöchern versehen, welche bei geschlossenem Ventil innerhalb der Wandstärke der Gummidichtung liegen, so dass kein Produkt austreten kann. Da das Zentralloch der Dichtung ausgestanzt ist, weist es senkrechte Nuten auf, die je nach Qualität des Stanzmessers mehr oder weniger tief sind und durch welche nach Schliessung des Ventils Produkt so lange nachfliessen kann, bis der Gummi die Seitenlöcher durch ein sich Hineinzwängen in diese verschliesst. Bei sogenannten "weiblichen" Ventilen wird der Ventilverschluss durch Eindringen der Ringrippe eines Kolbens in eine Gummidichtungsscheibe erreicht.
Die Dichtkante der meisten Ringrippen ist 0,4 bis 0,5 mm breit, wodurch es je nach Härte des Gummis zu einem mehr oder weniger langsamen Eindringen des Kolbens in die Dichtung kommt, was auch bei diesen Ventilen zu einem Nachfliessen nach Schliessung führt.
Je nach Ventilqualität beträgt das gemessene Nachfliessen bis zu 0,03 ml pro Ventilöffnung. Dieses Nachfliessen ist nicht nur unschön, es führt auch, speziell bei Haarlacken, zu einer Verstopfung der Zerstäuberdüse durch Austrocknen des Filmbildners, wenn die Ausstosskraft durch einen niedrigen Flüssiggasanteil oder wenig komprimierte Gase erwirkt wird. Auch führt die Verwendung von komprimierten Gasen oder einem niedrigen Flüssiggasanteil zu einem anderen Problem, das darin besteht, dass, mangels Druck nicht alles Produkt aus einem Spraybehälter ausgestossen werden kann.
In einer mit Flüssiggas gefüllten Spraydose wird der Druck durch wiederholte Vergasung von Flüssiggas nach jedem Sprühvorgang restauriert, so dass in der Dose praktisch immer ein konstanter Druck herrscht. Bei einem niedrigen Flüssiggasanteil reicht die Flüssiggasmenge gerade aus, diese Druckrestaurierung zu gewährleisten und den gesamten Behälterinhalt zu entleeren. Hält man aber den Behälter mit dem Ventil nach unten oder in einer Schräglage, so dass das Steigrohrende nicht im Produkt liegt, so tritt bei Ventilöffnung lediglich Gas aus, das nachher fehlt, um den gesamten Behälterinhalt zu entleeren.
Bei Verwendung von komprimierten Gasen als Ausstossmittel ist dieses Problem viel gravierender als bei Flüssiggasen, weil es zu keiner Druckrestaurierung kommen kann, so dass es durch Halten der Dose in Schräglage oder dem Ventil nach unten zu einem vollständigen Druckverlust kommen kann und somit der gesamte Doseninhalt, weil nicht mehr ausstossbar, verlorengeht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese vorstehend beschriebenen Mängel zu beheben. Erfindungsgemäss tun dies Sprühventileinheiten für Druckbehälter, wie sie in den Ansprüchen 1 und 2 definiert und mittels der Zeichnung illustriert sind.
Die Erfindung wird hiernach ausführlich beschrieben und mit vorteilhaften nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen in der Zeichnung bildlich dargestellt. Dabei zeigt die Zeichnung in:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Sprühventileinheit in geschlossenem Zustand im Schnitt,
Fig. 1a einen Schnitt durch ein Steigrohr wie es in der Sprühventileinheit gemäss Fig. 1 verwendet ist,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemässen Sprühventileinheit bei \ffnung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Erfindungsgegenstand ohne Ventilkappe und Dichtung,
Fig. 4 einen teilweisen Schnitt durch eine andere vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Sprühventileinheit,
Fig. 5 eine Ansicht eines Erfindungsgegenstandes in einer senkrecht gehaltenen aufgeschnittenen Spraydose,
Fig.
6 eine Ansicht eines Erfindungsgegenstandes in einer mit dem Ventil nach unten gehaltenen aufgeschnittenen Spraydose und
Fig. 7 eine Ansicht eines Erfindungsgegenstandes in einer geneigt gehaltenen aufgeschnittenen Spraydose.
Eine erfindungsgemässe Sprühventileinheit besteht gemäss Fig. 1 aus einem Ventilkörper 1, der mit einem Steigrohrhalter 2 versehen ist, einem Kolben 3 mit einem Dosierdorn 4, einer Druckfeder 5, einer Dichtung 6, einem Ventilteller 7 mit einer Behälterdichtung 8 und einem Kolbenrohr 9. Der Steigrohrhalter 2 trägt ein flexibles Steigrohr 10, dessen freies Ende einen Kugelhalter 11 trägt, in welchem eine Glaskugel 12 liegt. Versuche haben gezeigt, dass das Steigrohr 10 vorzugsweise aus KRATON, einem Shell-Produkt, extrudiert ist, welches alkoholbeständig ist und keinen Weichmacher enthält, der durch Alkohol herausgelöst werden könnte. Enthält ein Produkt chlorierte Lösungsmittel wie Methylenchlorid Trichloräthylen oder 1.1.1.
Trichloräthan, so muss das Steigrohr 10 aus einem Elastomer des Kautschuktyps, vorzugsweise Butylkautschuk oder besser VITON, sein, die am wenigsten in diesen Lösungsmitteln quellen, um zu verhindern, dass es vom Steigrohrhalter 2 oder vom Kugelhalter 11 abgezogen werden kann. Der Boden des Ventilkörpers 1 ist mit Rippen 13 versehen, auf denen die Druckfeder 5 aufliegt. Dadurch kann das in den Ventilkörper 1 eindringende Produkt unterhalb der Druckfeder 5 zwischen den Rippen 13 in Richtung einer Dichtung 6 gelangen. Eine Dichtkante 14 des Ventilkörpers 1 ist mit Senkrechtnuten 15 versehen, welche gestatten, eine Begasung eines mit der erfindungsgemässen Sprühventileinheit geschlossenen Behälters, ohne Ventilöffnung zwischen dem Ventilteller 7 und der Dichtung 6 vorzunehmen. Der Kolben 3 trägt die Druckfeder 5.
Er weist Führungsrippen 16 auf und hat eine Ringrippe 17, deren Dichtkante höchstens 0,2 mm breit ist. Der Basisdurchmesser des Dosierdornes 4 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Kolbenrohrs 9, so dass ein Spalt 20 entsteht. Parallel zu dem Dosierdorn 4 befindet sich eine Nut 18, welche in eine zu ihr senkrecht stehende Nut 19 einmündet. Ein Produkt kann also bei geöffnetem Ventil lediglich über die Nuten 18 und 19 und den Spalt 20 austreten. Da diese Durchgänge vorbestimmte Querschnitte haben, hat die erfindungsgemässe Sprühventileinheit eine kalibrierte Ausstossmenge pro Zeiteinheit, und zwar unabhängig von dem vom Kolben 3 zurückgelegten Weg.
Der Ventilteller 7 ist auf den Ventilkörper 1 so aufgerollt, dass er die Dichtung 6 dichtend auf die Dichtkante 14 drückt, dabei über den Kolben 3 die Druckfeder 5 spannt, die ihrerseits die Dichtkante der Ringrippe 17 des Kolbens 3 dichtend in die Dichtung 6 eindrückt. Der Kugelhalter 11 hat einen Senkrechtkanal 21, der mit einem senkrecht dazu stehenden Einlaufkanal 22 verbunden ist. Eine Glaskugel 12 befindet sich seitlich der Achse des Kanals 21. Dadurch kommt, sobald man das Ventil mit dem Auslauf nach unten hält, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, zum Eigengewicht der Kugel 12 noch die Hebelwirkung ihrer zur Achse seitlich liegenden Anordnung, und da das Steigrohr 10 flexibel ist, fällt die Kugel 12 wegen ihrer seitlich zur Steigrohrachse liegenden Anordnung so nach unten, dass sich der Einlaufkanal 22 immer an der tiefsten Stelle des Behälters befindet.
Es gibt im Handel Ventile, deren Steigrohrenden mit einer Glaskugel versehen sind, welche koaxial mit der Steigrohrachse sind. Bei dieser Lösung muss das Steigrohr einen sehr kleinen Durchmesser haben, da es sonst die Kugel stützt, wenn man die Spraydose auf den Kopf stellt. Da aber ein solches Steigrohr einen zu kleinen Innendurchmesser hat, welcher zu einer unerwünschten Drosselung führt, können solche Ventile nicht für jeden Zweck eingesetzt werden. Die erfindungsgemässe Sprühventileinheit hat ein sehr dünnwandiges, flexibles Steigrohr 10, welches einen für Ventile normalen Innendurchmesser hat, wodurch eine unerwünschte Drosselung vermieden wird. Da das Steigrohr 10 aber aus einem Material sein muss, das sehr flexibel ist und keinen Weichmacher enthält, führt eine dünne Wandstärke dazu, dass das Steigrohr 10 knickt, wenn es, wie in Fig. 6 gezeigt, verwendet wird.
Ein oder mehrere Knicke rufen aber eine Blockierung des Steigrohres hervor. Diese Blockierung wird dadurch vermieden, dass die Innenwand des Steigrohres 10 mit einem in Fig. 1a dargestellten wulstförmigen Gebilde 23 versehen wird, welches ein Kollabieren der Steigrohrwand vermeidet, so dass das Steigrohr 10, trotz Knickung in jeder Lage durchgängig bleibt. Natürlich kann dieses wulstartige Gebilde 23, das idealerweise beim Extrudieren des Steigrohres geschaffen wird, durch einen Strang aus Plastikmaterial ersetzt werden, den man in das Steigrohr 10 einlegt. Die erfindungsgemässe Lösung der Steigrohrlagerung bei verschiedensten Spraydosenstellungen schliesst das eingangs beschriebene Problem des Druckverlustes aus. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen, dass die \ffnung des Einlaufkanals 22 immer unter dem Produktspiegel liegt, ganz gleich wie man die Spraydose hält.
Der Einlaufkanal 22 kann durch einen Deckel 30 verkleinert werden, so dass die Einlauföffnung praktisch koaxial mit der Kugel 12 sein kann. Dabei bilden der Einlaufkanal 22 die untere und Nocken 31 die obere Begrenzung des Bewegungsbereichs der Kugel 12.
Die Verwendung eines kleinen Flüssiggasanteiles, z.B. 20% DYMEL 22, führt zu einem Ausstossdruck von 1,5 bar bei 20 DEG C. Trotz der Verwendung einer im Europäischen Patent Nr. 0 000 688 beschriebenen Spritzdüse ist die Zerstäubungsqualität trotz dem Vorhandensein eines Flüssiggasanteils im ausgestossenen Produkt zu nass, weil dieser Flüssiggasanteil zu niedrig ist. Man kann aber dank der erfindungsgemässen Sprühventileinheit zu einer "trockeneren" Zerstäubung kommen. Bekanntlich bleibt Flüssiggas unter einem bestimmten Druck flüssig und vergast erst, wenn dieser Druck, z.B. beim Entleeren der Spraydose, kleiner wird.
Es ist auch bekannt, dass man mit kleinen Durchflussquerschnitten ein unter Druck durchfliessendes Produkt beschleunigt und dadurch seinen Druck mindert, was also bedeutet, dass je nach Beschleunigung des Produktes, dessen Druck unter den Druck fällt, der das Gas flüssig hält, so dass es vergasen kann.
Dies ist in der Fig. 2 dargestellt. Drückt man auf das Kolbenrohr 9, so entfernt sich der Kolben 3 von der Dichtung 6, wodurch das unter Druck stehende Produkt 24 über die Nuten 18 und 19 in den Spalt 20 gelangen kann. Da der Querschnitt des Spaltes 20 so gehalten ist, dass das dort fliessende Produkt 24 beschleunigt wird, verliert es an Druck, und ein Teil des Flüssiggasanteils kann sich vergasen, wie dies mittels Bläschen 24a dargestellt ist. So kommt also ein Gemisch von Aktivprodukt (Alkohol, Parfum), Flüssiggas und gasförmigem Gas in die Spritzdüse, welche dann das Aktivprodukt mechanisch zerstäubt, wobei danach das Explodieren des Flüssiggasanteils, unterstützt vom gasförmigen Gasanteil, die mechanische Zerstäubung so verfeinert, dass die Tröpfchengrösse so fein wird, dass es zu einer schnellen Trocknung kommt, der Spray also als nicht als "nass" betrachtet wird.
Der Dosierdorn 4, der in den Fig. 1 und 2 Bestandteil des Kolbens 3 ist, kann, wie in Fig. 4 gestrichelt dargestellt, durch einen Dosierdorn 25 ersetzt werden, der im Kolbenrohr 26 eines Sprühkopfes 27 gelagert ist.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte erfindungsgemässe Sprühventileinheit ist vorzugsweise für Spraybehälter zu verwenden, bei denen als Ausstossmittel komprimierte Luft oder Stickstoff verwendet werden. In diesem Fall wird ein Dosierdorn 4 oder 25 überflüssig. Das eingangs beschriebene Problem des Nachfliessens nach Ventilverschluss wird dabei gelöst. Der Kolben 3 hat eine von der Ringrippe 17 zum Zentrum führende Steigung 28, während der Ventilteller 7 eine, der Steigung 28 gegenüberliegende Neigung 29 aufweist. Dadurch wird in Höhe der Nut 18 der Abstand zwischen Kolben 3 und Ventilteller 7 kleiner und die Dichtung 6 wird folglich in die Nut 18 eingedrückt, so dass neben dem Verschluss des Ventils durch Eindringen der Dichtkante der Ringrippe 17 in die Dichtung 6 ein zweiter Verschluss durch das Verstopfen der Nut 18 erreicht wird.
Das beste Resultat wird mit einer Dichtung 6 erreicht, welche 1,3 mm dick ist, beidseitig vollständig glatt ist und eine Härte von weniger als 60 DEG shore hat. Vorzugsweise wird für die Dichtung 6 Bromobutyl verwendet, der am undurchlässigsten ist. Für viskose Produkte kann der Kolben 3, wie in Fig. 3 gestrichelt gezeigt, mehrere Nuten 18 und 19 haben, welche zusätzlich auch grössere Querschnitte aufweisen können, wodurch ein viskoses Produkt in einer vorbestimmten Menge die Sprühventileinheit durchfliessen kann.
Die erfindungsgemässe Sprühventileinheit kann auch mit einem bei Flacons üblichen Ventilteller versehen werden oder einen Plastikventilteller aufweisen, den man auf einen Plastikbehälter aufschweissen kann.
The present invention relates to a spray valve unit for pressure vessels according to the preamble of claim 1.
The ban on fully halogenated hydrocarbons, known under the names FRIGEN and FREON, has led to the massive use of hydrocarbons such as propane and butane or dimethyl ether and their mixture. If FRIGEN and FREON are dangerous for the ozone layer surrounding the earth, propane and butane are dangerous for the bottling industry, but also for the consumer, because of the possibility of explosion, and deaths from explosions are to be complained about.
In the meantime, the partially halogenated FREON 22, chemical formula CHClF2, has been proposed as a propellant and may be used in the USA and the Scandinavian countries where FREON and FRIGON are prohibited, because FREON 22, called DYMEL 22 by DUPONT DE NEMOURS, still has one Contains hydrogen atom and is therefore not as stable as the fully halogenated hydrocarbons. It also has the advantage of being non-flammable.
However, since the vapor pressure of the incombustible DYMEL 22 is very high and is around 9 bar at 20 ° C, it must be mixed with a gas with a low vapor pressure, e.g. DYMEL 142 or butane, both of which are flammable.
If metallic spray cans can still be used with a relatively high vapor pressure, approx.4.5 bar at 20 ° C, then for glass flacons without a plastic coating, such as those used for Eaux de Toilette, there is only a pressure of 1.5 bar at 20 DEG allowed. In this case, if you want to avoid the addition of gas reducing the vapor pressure and only use DYMEL 22, another problem arises because, depending on the water and ethereal \ l content of an eau de toilette, you can use a maximum of 22% by weight of DYMEL 22. However, since the atomization quality of a spray largely depends on the expansion force and the amount of gas present during atomization, the amount of DYMEL 22 in glass flacons is not sufficient to atomize an eau de toilette in such a way that the droplet size is so fine that the spray as " not wet "is viewed.
One of the objects of the present invention is to propose a spray valve unit which overcomes the above disadvantages. According to the invention, this object is achieved by spray valve units as defined in claims 1 and 2 and illustrated below with the aid of advantageous, non-limiting exemplary embodiments with reference to the drawing.
The search for a solution to the problem described above has already led to a solution which allows compressed air to be used instead of liquid gas as a propellant. Such a system, which has an at least approximately constant discharge rate and particle size despite falling discharge pressure, is described in European Patent No. 0 109 361. However, this solution also shows a problem similar to that when using a liquid gas component, e.g. 20%.
The commercially available aerosol valves all have a product after-flow as soon as the valve closes after use. If such a valve with a high proportion of liquid gas, e.g. between 45 and 70% is used, this does not show this reflowing, because the gases in the ejected product also serve as solvents in their liquid phase and mixed with the active product are ejected liquid when the valve is opened, whereby it then comes into contact with the atmospheric pressure there is an explosive evaporation of both the liquid gas and the product carrier, such as alcohol or water.
However, if compressed gases such as air or nitrogen are used as blowing agents, or if you use a liquefied gas fraction of less than 25%, this rapid evaporation factor is missing or it is so low that the rapid evaporation which conceals the afterflow is eliminated.
The backflow is due to several factors. In so-called "male" valves, a piston is provided with side holes which, when the valve is closed, lie within the wall thickness of the rubber seal, so that no product can escape. Since the central hole of the seal is punched out, it has vertical grooves, which are more or less deep depending on the quality of the punching knife and through which the product can flow after the valve has been closed until the rubber closes the side holes by forcing them into it . In so-called "female" valves, the valve closure is achieved by penetrating the ring rib of a piston into a rubber sealing washer.
The sealing edge of most ring ribs is 0.4 to 0.5 mm wide, which, depending on the hardness of the rubber, leads to a more or less slow penetration of the piston into the seal, which also leads to a reflux after closing.
Depending on the valve quality, the measured afterflow is up to 0.03 ml per valve opening. This afterflow is not only unattractive, it also leads, particularly in the case of hair lacquers, to a blockage of the atomizer nozzle by drying out the film former if the ejection force is achieved by a low proportion of liquid gas or less compressed gases. Also, the use of compressed gases or a low liquefied gas content leads to another problem, which is that, due to a lack of pressure, not all of the product can be ejected from a spray container.
In a spray can filled with liquefied petroleum gas, the pressure is restored by repeated gasification of liquefied petroleum gas after each spraying process, so that the can is practically always at a constant pressure. With a low LPG content, the amount of LPG is just sufficient to guarantee this pressure restoration and to empty the entire contents of the tank. However, if you hold the container with the valve downwards or in an inclined position so that the end of the riser pipe is not in the product, only gas escapes when the valve is opened, which is missing afterwards to empty the entire contents of the container.
When using compressed gases as ejection means, this problem is much more serious than with liquid gases, because there can be no pressure restoration, so that holding the can at an incline or the valve downwards can lead to a complete loss of pressure and thus the entire can content, because it can no longer be ejected, is lost.
It is a further object of the present invention to overcome these shortcomings described above. According to the invention, this is done by spray valve units for pressure vessels, as defined in claims 1 and 2 and illustrated by means of the drawing.
The invention is described in detail below and illustrated with advantageous, non-limiting exemplary embodiments in the drawing. The drawing shows in:
1 is a spray valve unit according to the invention in the closed state in section,
1a shows a section through a riser pipe as used in the spray valve unit according to FIG. 1,
2 shows a section through part of a spray valve unit according to the invention,
3 is a plan view of the subject matter of the invention without valve cap and seal,
4 shows a partial section through another advantageous embodiment of a spray valve unit according to the invention,
5 is a view of an object of the invention in a vertically cut open spray can,
Fig.
6 shows a view of an object of the invention in a cut-open spray can and the valve is held downwards
Fig. 7 is a view of an object of the invention in a slanted spray can held open.
1 consists of a valve body 1, which is provided with a riser pipe holder 2, a piston 3 with a dosing mandrel 4, a compression spring 5, a seal 6, a valve disk 7 with a container seal 8 and a piston tube 9 Riser pipe holder 2 carries a flexible riser pipe 10, the free end of which carries a ball holder 11 in which a glass ball 12 lies. Experiments have shown that the riser pipe 10 is preferably extruded from KRATON, a Shell product, which is alcohol-resistant and contains no plasticizer that could be dissolved out by alcohol. A product contains chlorinated solvents such as methylene chloride, trichlorethylene or 1.1.1.
Trichloroethane, the riser pipe 10 must be made of a rubber-type elastomer, preferably butyl rubber or better VITON, which least swell in these solvents to prevent it from being pulled off the riser pipe holder 2 or the ball holder 11. The bottom of the valve body 1 is provided with ribs 13 on which the compression spring 5 rests. As a result, the product penetrating into the valve body 1 can pass below the compression spring 5 between the ribs 13 in the direction of a seal 6. A sealing edge 14 of the valve body 1 is provided with vertical grooves 15, which permit gassing of a container closed with the spray valve unit according to the invention without valve opening between the valve plate 7 and the seal 6. The piston 3 carries the compression spring 5.
It has guide ribs 16 and has an annular rib 17, the sealing edge of which is at most 0.2 mm wide. The base diameter of the dosing mandrel 4 is somewhat smaller than the inside diameter of the piston tube 9, so that a gap 20 is created. Parallel to the dosing mandrel 4 is a groove 18 which opens into a groove 19 perpendicular to it. A product can therefore only emerge through the grooves 18 and 19 and the gap 20 when the valve is open. Since these passages have predetermined cross sections, the spray valve unit according to the invention has a calibrated output quantity per unit of time, regardless of the distance covered by the piston 3.
The valve disk 7 is rolled up on the valve body 1 in such a way that it presses the seal 6 onto the sealing edge 14 in a sealing manner, thereby tensioning the compression spring 5 via the piston 3, which in turn presses the sealing edge of the annular rib 17 of the piston 3 into the seal 6 in a sealing manner. The ball holder 11 has a vertical channel 21 which is connected to an inlet channel 22 which is perpendicular thereto. A glass ball 12 is located to the side of the axis of the channel 21. As a result, as soon as the valve is held with the outlet downward, as shown in FIG. 6, the weight of the ball 12 is accompanied by the leverage of its arrangement lying to the side of the axis. and since the riser pipe 10 is flexible, the ball 12 falls downward because of its arrangement lying to the side of the riser pipe axis so that the inlet channel 22 is always at the lowest point of the container.
There are valves on the market whose riser ends are provided with a glass ball which are coaxial with the riser axis. With this solution, the riser pipe must have a very small diameter, otherwise it will support the ball when the spray can is turned upside down. However, since such a riser pipe has an internal diameter that is too small, which leads to undesirable throttling, such valves cannot be used for every purpose. The spray valve unit according to the invention has a very thin-walled, flexible riser pipe 10, which has a normal inside diameter for valves, thereby avoiding undesired throttling. However, since the riser pipe 10 must be made of a material that is very flexible and contains no plasticizer, a thin wall thickness causes the riser pipe 10 to kink when used, as shown in FIG. 6.
However, one or more kinks cause the riser to become blocked. This blocking is avoided in that the inner wall of the riser pipe 10 is provided with a bead-shaped structure 23 shown in FIG. 1a, which prevents the riser pipe wall from collapsing, so that the riser pipe 10 remains continuous in any position, despite the kink. Of course, this bead-like structure 23, which is ideally created when the riser pipe is extruded, can be replaced by a strand of plastic material which is inserted into the riser pipe 10. The solution according to the invention of the riser pipe mounting in the most varied spray can positions excludes the problem of pressure loss described at the outset. 5, 6 and 7 show that the opening of the inlet channel 22 is always below the product level, regardless of how the spray can is held.
The inlet channel 22 can be made smaller by a cover 30, so that the inlet opening can be practically coaxial with the ball 12. The inlet channel 22 forms the lower and cam 31 the upper limit of the range of motion of the ball 12.
The use of a small amount of liquid gas, e.g. 20% DYMEL 22 leads to an ejection pressure of 1.5 bar at 20 DEG C. Despite the use of a spray nozzle described in European Patent No. 0 000 688, the atomization quality is too wet despite the presence of a liquid gas component in the product being ejected because this liquid gas component is too low. However, thanks to the spray valve unit according to the invention, "drier" atomization can be achieved. As is known, liquid gas remains liquid under a certain pressure and only gasifies when this pressure, e.g. when emptying the spray can, gets smaller.
It is also known that small flow cross-sections accelerate a product flowing through under pressure and thereby reduce its pressure, which means that depending on the acceleration of the product, its pressure falls below the pressure that keeps the gas liquid, so that it gasifies can.
This is shown in FIG. 2. If one presses on the piston tube 9, the piston 3 moves away from the seal 6, as a result of which the product 24 under pressure can reach the gap 20 via the grooves 18 and 19. Since the cross section of the gap 20 is kept in such a way that the product 24 flowing there is accelerated, it loses pressure and a part of the liquid gas portion can gasify, as is shown by bubbles 24a. So a mixture of active product (alcohol, perfume), liquid gas and gaseous gas enters the spray nozzle, which then atomizes the active product mechanically, after which the exploding of the liquid gas fraction, supported by the gaseous gas fraction, refines the mechanical atomization so that the droplet size is so It is fine that the drying is quick, so the spray is not considered to be "wet".
The dosing mandrel 4, which is part of the piston 3 in FIGS. 1 and 2, can, as shown in dashed lines in FIG. 4, be replaced by a dosing mandrel 25 which is mounted in the piston tube 26 of a spray head 27.
The spray valve unit according to the invention shown in FIGS. 3 and 4 is preferably to be used for spray containers in which compressed air or nitrogen are used as ejection means. In this case, a dosing mandrel 4 or 25 becomes superfluous. The problem of afterflow after valve closure described above is solved. The piston 3 has a slope 28 leading from the annular rib 17 to the center, while the valve disk 7 has an inclination 29 opposite the slope 28. As a result, the distance between the piston 3 and the valve plate 7 becomes smaller at the level of the groove 18, and the seal 6 is consequently pressed into the groove 18, so that, in addition to the closure of the valve, the sealing edge of the annular rib 17 penetrates the seal 6 by a second closure clogging of the groove 18 is achieved.
The best result is achieved with a seal 6, which is 1.3 mm thick, is completely smooth on both sides and has a hardness of less than 60 ° shore. Preferably 6 bromobutyl is used for the seal, which is the most impermeable. For viscous products, the piston 3, as shown in broken lines in FIG. 3, can have a plurality of grooves 18 and 19, which can also have larger cross sections, as a result of which a viscous product can flow through the spray valve unit in a predetermined amount.
The spray valve unit according to the invention can also be provided with a valve plate which is customary in the case of flacons or can have a plastic valve plate which can be welded onto a plastic container.