CZ290613B6 - Aerosolový rozprašovač - Google Patents

Abstract

Aerosolový rozprašovač (10), pro rozprašování veškeré v něm obsažené tekutiny (28) tlakem od ní neodděleného hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu, sestává z válcové nádobky (12), která je prostřednictvím zalemování opatřena víčkem (18), v němž je uložen rozprašovací ventil (40) s ponornou trubičkou (44) a s otvorem (84), upraveným pro otevření a zabezpečení rozprášení určeného množství obsahu nádobky (12) ve vybraném tvaru proudu postřiku nebo ve formě pěny. Nádobka (12) má své stěny, vytvořené z tenkého měkkého materiálu, snadno deformovatelné silami rovnajícími se silám vyvolaným tlakem prstu, a snadno zbortitelné silami rovnajícími se silám tlaku ruky, jen při absenci provozního tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce (12). Tenký měkký materiál je pružně deformovatelný, přičemž velikost této pružné deformace je charakteristická zvětšením průměru nádobky (12), o hodnotu v rozsahu od 0,076 mm do 0,152 mm při tlaku 690 kPa tekutiny (28) a hnacího stlačeného plynu v nádobce (12), a vrácením průměru nádobky (12) zpět na původní rozměr, dosáhne-li tlak v nádobce (12) hodnoty atmosférického tlaku.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká aerosolového rozprašovače pro rozprašování veškeré v něm obsažené tekutiny tlakem od ní neodděleného hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu, sestávající z válcové nádobky, která je prostřednictvím zalemování opatřena víčkem, v němž je uložen rozprašovací ventil s ponornou trubičkou a s otvorem, upraveným pro otevření a zabezpečení rozprášení určeného množství obsahu nádobky ve vybraném tvaru proudu postřiku nebo ve formě pěny.

Dosavadní stav techniky

Mnoho materiálů v plynném a zvláště v kapalném stavu, je rozprašováno z tlakových aerosolových rozprašovačů bezbariérového typu, u kterých není tekutý' materiál, který má být rozprášen, oddělen od stlačené pohonné látky (propelentu).

V nádobce však může být také bariéra ve formě pístu, nebo zvětšené pružné membrány, přičemž materiál určený k vypuzení je umístěn na straně bariéry směřující k výtoku z nádobky, zatímco propelent je na opačné straně membrány, tlačí na membránu a tím vytlačuje tekutý materiál ven zvýtokového otvoru rozprašovače. Typické je, že propelent není vypuzován společně s materiálem. Rozprašovače s bariérou jsou tak určeny především pro rozprašování viskózních produktů, a to z důvodu, že bezbariérové rozprašovače nejsou schopny tyto produkty rozprášit.

Úkolem rozprašovačů bezbariérového typu je vypudit pomocí propelentu v podstatě všechny tekuté materiály z nádobky, a to tak, aby i při rozprašování, kdy obrazcem je svazek, nebo při rozprašování pěny, zůstal charakter obrazce stejný pro celý obsah.

Obvyklým způsobem, jak těchto cílů dosáhnout, je (při použití stlačeného plynu) mít v nádobce rozprašovače počáteční tlak v rozmezí 621 až 965 kPa, a v případě zkapalněného plynu, mít ho dostatečné množství. U zkapalněného plynu při teplotě 21 °C by měl být tlak v rozsahu 207 až 345 kPa. Tyto tlaky se zvedají na mnohem vyšší hodnoty, a to vlivem vzájemných vztahů mezi teplotou a tlakem zkapalněných plynů. Zvýšený tlak v nádobce vyžaduje, aby stěna nádobky byla poměrně tlustá, a to z toho důvodu, aby nedošlo k deformaci, nebo roztržení vlivem vysokého tlaku, při plnění nádobky, během skladování a běhen používání. Někdy, je totiž nádobka během skladování a přepravě vystavena zvýšené okolní teplotě, takže nádobka musí být schopna odolat zvýšenému tlaku plynů, způsobenému zvýšením teploty.

Mnoho vládních úřadů stanovilo zákonným nařízením, že určité typy aerosolových rozprašovačů musí mít zvláštní odolnost proti deformaci a proti roztržení. To by mělo zabránit tomu, aby nedošlo k deformaci přetlakové nádobky a k jejímu následnému roztržení, lak např. ministerstvo dopravy USA vydalo směrnici, podle které musí být uzavřené nádoby, které mají menší obsah než 819,2 cm³, schopny snášet bez trvalé deformace vnitřní tlak, rovný tlaku rovnovážné soustavy zamýšleného obsahu, včetně tekutého materiálu a propelentu, při teplotě 54,4 °C, přičemž tlak nádobce nesmí převýšit tlak 965 kPa. Jestliže tlak v nádobce převýší tlak 965 kPa, budou se na takovou nádobku vztahovat zvláštní technické podmínky. Ministerstvo dopravy dále požaduje, aby nedocházelo k trvalé deformaci nádobky při teplotě 54,4 °C a nesmí dojít k jejímu roztržení při tlaku, který se rovná jeden a půl násobku tlaku při teplotě 54,4 °C. Jestliže je rovnovážný tlak nádobce při této teplotě např. 965 kPa, potom se nesmí nádobka roztrhnout při tlaku 1448 kPa.

Aerosolové rozprašovače, které rozprašují tekuté materiály, používají různé propelenty, např. zkapalněný nebo stlačený plyn. Zkapalněné propelenty obsahují chlorofluorované uhlovodíky, z nichž některé se prodávají pod označením „Freon“, přitom některé z nich nejsou jako

- 1 CZ 290613 B6 propelenty do rozprašovačů povoleny, s výjimkou použiti u některých farmaceutik, uhlovodíků nebo dimethyletherů a jiných těkavých látek. Stlačený plyn, používaný jako propelent, obsahuje dioxid uhlíku, oxid dusíku, nitrogen, vzduch atd. Tekuté propelenty jsou výhodnější než stlačené plyny, jelikož tím, že jsou tekuté, se vypařují a vytváří tím stálý tlak plynu v nádobce, a zbytek kapaliny vytváří zásobu pro produkováni dalšího plynu v množství, které je větší, než množství vypouštěného propelentu. U stlačeného plynu, jako propelentu, se musí zpočátku dodat větší množství plynného propelentu, aby byl schopen vypudit veškerý obsah nádobky při určitém tlaku.

Aby byl aerosolový rozprašovač schopný odolávat narůstajícímu vnitřnímu tlaku, a vyhovět normám ministerstva, jsou u známých rozprašovačů nádobky vy ráběna z kovu, a to z oceli nebo hliníku, a mají dostatečně silnou stěnu. Obvyklá ocelová nádobka o průměru 52.4 mm musí bezpečně udržet stlačený obsah při tlaku 965 kPa, což znamená, že u nádobky, která není určená pro zvláště vysoký tlak, je tloušťka stěny v rozmezí od 0,020 do 0,304 mm. Dno a horní část nádobky, které se obvykle vlivem vyššího tlaku vyboulí ajinak deformují, mají tloušťku stěny v rozmezí od 0,304 do 0,457 mm. Při výše zmíněných tloušťkách stěn, dna a horní části, by mohla nádobka vysoká 14,13 cm mít hmotnost 59 g. U nádobky stejných rozměrů, vyrobené z hliníku, která by snesla uvedené tlaky , by měla být tloušťka stěny 0,304 mm a tloušťka dna okolo 0,406 mm. Ocelové a hliníkové nádobky mají dostatečnou tloušťku stěn, aby byly tuhé a nepodléhaly deformacím při použití síly, vyvolané prstem, která dosahuje hodnoty v rozsahu od 2,27 do 4,55 kg, a to při naplněné i prázdné nádobce. Musí zůstat tuhé a nesmí se zbortit ani při vakuu dosahujícím hodnoty 60 cm rtuťového sloupce. Toto vakuum se obvykle vyskytuje při montáži ventilu, aby se odstranil zbytkový· vzduch.

Ocelové i hliníkové nádobky mají nevýhodu vtom, že jejich používání zhoršuje životní prostředí. Je proto žádoucí snížit množství kovu pro nádobku, aby se ulehčilo pozdější zpracování, a dále proto, že zásoby rud a minerálů používaných při výrobě klesají. Získání rudy a její zpracování na kov spotřebovává velké množství energie, stejně tak i výroba tlustostěnných nádobek spotřebuje více energie než výroba tenkostěnných nádobek. V úvahu je nutno brát i náklady na dopravu kovu, od počáteční fáze dopravy rudy do místa výroby kovu, dále do místa výroby nádobky, a dále na dopravu naplněných rozprašovačů do místa určení.

Vzhledem ktomu, že se ročně vyrábí a používají miliardy aerosolových rozprašovačů, bylo by zmenšení tloušťky stěny u nádobek rozprašovačů velkým přínosem pro zlepšení životního prostředí.

Použití lehkých a tenkostěnných nádobek pro tekuté materiály je známé. Například u některých nápojů nasycených oxidem uhlíku a u některých potravin, došlo k záměně tlustostěnných nádobek s větší hmotností, za tenkostěnné a lehčí nádobky hliníkové a ocelové. V případě šumivých nápojů, rozpuštěný plyn, např. dioxid uhlíku, a v případě potravin, které neobsahují plyn a kde je plyn přidáván dodatečně, například tekutý dusík, nebo stlačený plyn, poskytuje tlak plynu tenkostěnné nádobce tuhost, takže nádobka se nebude při manipulaci s ní bortit a deformovat při normálním tlaku prstu na nádobku před jejím otevřením. Takové nádobky s měkkou stěnou se nepoužívají k rozprášení obsahu, který je pod tlakem. Nádobky jsou původně těsně uzavřeny, takže po jejich otevření unikne obsah okamžitě do ovzduší a nádobky ztrácí svoji tuhost.

Podstata vynálezu

Prvotním cílem tohoto vynálezu je poskytnout bezbariérový aerosolový rozprašovač, který by měl tenčí stěny, než dřívější rozprašovače.

-2 CZ 290613 B6

Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout rozprašovač, který by vyhověl požadavkům na životní prostředí tím, že by snížil množství kovu, nebo jiného materiálu, potřebného k výrobě každé jednotlivé nádobky.

Dalším cílem je též vyhovět požadavkům na zlepšení životního prostředí, z hlediska používání menšího množství propelentu, potřebného pro rozprašovač, nebo jeho úplné nebo částečné nahrazení jiným, pro životní prostředí přijatelným, propelentem.

Dalším cílem tohoto vynálezu pak je poskytnout aerosolový rozprašovač, který by měl tloušťku stěny pod hodnotou, kdy je stěna ještě tuhá, jestliže je nádobka prázdná a nenalakovaná, a který má stěny dostatečně tuhé, je-li nádobka pod tlakem a není přitom nevratně poškozena, a kdy nádobka vyhovuje požadavkům ministerstva na hodnotu odporu proti deformaci a roztržení, a přitom by byla snadno zdeformovatelná, jestliže by byla prázdná.

Dalším cílem tohoto vynálezu je vyhovět požadavkům na ochranu životního prostředí tím, že poskytne aerosolový rozprašovač u kterého bude použit neznečišťující a/nebo nehořlavý plyn.

Cílem tohoto vynálezu je pak konečně též poskytnout aerosolový nízkotlaký rozprašovač, který by udržel dostatečný tlak k vypuzení veškerého tekutého obsahu, při dodržení uvažovaného, přijatelného a jednotného obrazce vypuzovaného proudu kapaliny nebo pěny.

Výše uvedených cílů se dosáhne aerosolovým rozprašovačem pro rozprašování veškeré v něm obsažené tekutiny tlakem od ní neodděleného hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu, sestávajícím z válcové nádobky, která je prostřednictvím zalemování opatřena víčkem, v němž je uložen rozprašovací ventil s ponornou trubičkou a s otvorem, upraveným pro otevření a zabezpečení rozprášení určeného množství obsahu nádobky ve vy braném tvaru proudu postřiku nebo ve formě pěny, podle tohoto vynálezu, jehož podstatou je to, že nádobka má své stěny, vytvořené z tenkého měkkého materiálu, snadno deformovatelné silami rovnajícími se silám vyvolaným tlakem prstu, a snadno zbortitelné silami rovnajícími se silám tlaku ruky, jen při absenci provozního tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce.

Podstatou rozprašovače je dále to, že tenký měkký materiál je pružně deformovatelný, přičemž velikost této pružné deformace je charakteristická zvětšením průměru nádobky, o hodnotu v rozsahu od 0,076 mm do 0,152 mm při tlaku 690 kPa tekutiny a hnacího stlačeného plynu v nádobce, a vrácením průměru nádobky zpět na původní rozměr, dosáhne-li tlak v nádobce hodnoty atmosférického tlaku, přičemž stěny nádobky mají tloušťku, která vyhovuje jednak podmínce nulové trvalé deformace stěny nádobky, při zvýšení teploty náplně na 54,4 °C a nárůstu tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce na hodnotu 827 kPa, a jednak podmínce nedestrukce stěny nádobky, při zvýšení teploty náplně na 54,4 °C a nárůstu tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce o dalších 50 %, na hodnotu 1241 kPa.

Nádobka může být promáčknuta směrem dovnitř o přibližně 0,5 cm, je-li prstem působena síla v rozsahu od 2,27 do 4,44 kg, přičemž nádobku je možno zdeformovat tlakem ruky. Standardní nádobka se vychýlí dovnitř o 0,5 cm při minimální síle okolo 9,1 kg a nedá se přitom snadno zdeformovat tlakem ruky.

Obvyklá stěna aerosolového rozprašovače vyrobeného z hliníku a majícího průměr 52,4 mm má stěnu tlustou okolo 0,305 mm. Je-li nádobka vyrobena z oceli, má stěna tloušťku v rozmezí od 0,203 do 0,305 mm.

Ve standardní nádobce dosahuje počáteční tlak hodnoty v rozsahu od 621 do 965 kPa u propelentu, kterým je stlačený plyn. Pro zkapalněný plyn mohou hodnoty dosáhnout rozsahu od 207 do 345 kPa při teplotě 21 °C.

- j CZ 290613 B6

Nádobky rozprašovače jsou podle tohoto vynálezu předem natlakovány tak, aby tlak při teplotě 54,4 °C nepřesáhl rozmezí od 827 do 896 kPa, a jsou konstruovány tak, že u nich nedochází k trvalé deformaci ani při tlaku 827 kPa, a neroztrhnou se ani při jeden a půl násobku tohoto tlaku, což je 1241 kPa.

Počáteční tlak v nádobce podle vynálezu, mající shora uvedené vlastnosti, je ustaven v závislosti na látce, která se má vypuzovat. její viskozitě a schopnosti atomizace, na druhu propelentu a na rozpustnosti propelentu v látce, která se má vypuzovat. Počáteční tlak v nádobce může být v rozmezí od 345 do 724 kPa. v závislosti na látce a volbě propelentu, obvykle stlačeném plynu. 10 Tam, kde je propelentem zkapalněný plyn, který se v nádobce odpařuje, např. uhlovodík, musí byt počáteční tlak nízký a dosahovat hodnot v rozsahu od 117 do 214 kPa. Pro smíšený propelent ze zkapalněného a stlačeného plynu by měl počáteční tlak dosahovat hodnot v rozsahu od 138 do 552 kPa. Pro srovnání je třeba uvést, že u nádobek s nápoji, nasycených oxidem uhlíku, je vnitřní tlak v nádobce při pokojové teplotě 310 kPa, a vzroste na 655 kPa při zvýšení teploty na 54,4 °C, 15 a tlak stoupne na hodnotu v rozsahu od 517 do 827 kPa. Doporučený počáteční tlak stlačeného plynu pro obvyklé aerosolové rozprašovače má hodnotu v rozsahu od 620 do 965 kPa, ale může stoupnout při teplotě 54,4 °C až na hodnoty v rozmezí od 690 do 1103 kPa, a nad 1103 kPa pro zkapalněné propelenty.

Pro aerosolový rozprašovač je dále podstatné to, že tekutina a hnací stlačený a/nebo zkapalněný plyn mají v nádobce po naplnění počáteční tlak nejvýše 724 kPa při pokojové teplotě.

Dále je též podstatné to, že stěny nádobky jsou vytvořeny z kovu a mají svoji tloušťku rovnu maximálně 0,165 mm při průměru nádobky 52,4 mm, nebo rovnu maximálně 0,191 mm při 25 průměru nádobky 66 mm, a nebo rovnu maximálně 0,216 mm při průměru nádobky 76 mm.

Za podstatné pro aerosolový rozprašovač podle tohoto vynálezu je pak třeba považovat i to, že tloušťka stěny nádobky o průměru 52,4 mm je v rozsahu 0,086 mm až 0,139 mm, že tloušťka stěny nádobky o průměru 66 mm je v rozsahu 0,127 mm až 0,178 mm, a že tloušťka stěny 30 nádobky o průměru 76 mm je v rozsahu 0,152 mm až 0,203 mm, přičemž nádobka má své stěny zbortitelné při vytvoření vakua o hodnotě menší než 46 cm rtuťového sloupce v jejím vnitřním prostoru.

Nízkotlaké nádobky s menším tlakem jsou bezpečnější, než standardní nádobky s tlustšími 35 stěnami a vyšším tlakem, protože i v případě, že by nádobka s menším tlakem praskla, nebo se jinak poškodila, bude vlivem menšího tlaku působit i menší síla exploze, než by tomu bylo u nádobky s vyšším tlakem. Rovněž tak i kovové střepiny, proto jsou lehčí, způsobí menší škodu.

Nejen, že je nižší počáteční tlak v nádobce, ale nižší je i tlak vypuzované tekutiny a tím i obrazce 40 proudu a pěny. Tlak dosahuje obvyklých hodnot v rozmezí od 172 do 345 kPa, což je dostatečný tlak na to, aby z nádobky vypudil zbytek tekutiny do podoby obrazce rozprášeného proudu a pěny. Vyhovující je taková tuhost stěny nádobky, aby se nedala deformovat pouhým tlakem prstu při normálním používání nádobky. Kromě toho zůstává v nádobce jen malý tlak a malé množství plynu, čímž uživateli nehrozí při explozi, zapříčiněné spalováním nádobky, žádné 45 nebezpečí, což se může snadno stát u nádobky aerosolového rozprašovače s vyšším tlakem a standardní tloušťkou stěny. Kromě toho má tenkostěnná nádobka i menší váhu, a je-li zocelí, je tu i méně materiálu k znehodnocení.

Po úplném vypuzení tekutiny z nádobky v určeném obrazci proudu nebo pěny, udrží zbytkový 50 tlak v nádobce její tvar. Zbytkový nízký tlak se přitom dá snadno, bezpečně a v krátkém čase uvolnit, takže se dá následně nádobka, která je již bez tlaku, snadno zdeformovat i stiskem ruky. To kontrastuje se standardními, tlustostěnnými nádobkami, které udržují vysoký zbytkový tlak, takže se nádobka nedá stiskem ruky zdeformovat, a to i když je tlak plynu zcela uvolněn. Snadno deformovatelnou nádobku podle tohoto vynálezu pak lze snadno recyklovat.

-4 CZ 290613 B6

I když zbytkový tlak v nádobce podle vynálezu nebyl uživatelem uvolněn, malé množství zbytkového plynu nebo propelentu a jeho malý tlak zaručují bezpečnost při recyklaci, a to bez nebezpečí poranění ohněm nebo explozí. Navíc, při malém množství propelentu, které je nutné na počátku dodat do nádobky společně s tekutinou, která se má rozprašovat, je do ovzduší v mnoha případech vypouštěno jen velmi malé množství těkavých organických látek. V mnoha případech je toto množství těkavých látek vypouštěných do ovzduší nižší, než stanovují současné normy. V případě, kdy je jako propelent použit stlačený vzduch, místo zkapalněného plynu, nevypouští rozprašovač podle tohoto vynálezu do ovzduší žádné dodatečné těkavé látky.

Aby se umožnilo rozprášení tekutiny v požadovaném obrazci (sprej, svazek, pěna), při nízkém počátečním tlaku, a tím i nízkém konečném tlaku, kdy veškerý obsah nádobky byl vypuzen ven, je nutno u některých látek zkombinovat použití pístu s otvorem a pístu s odbočkou, aby se zajistila dostatečná atomizace náplně a vytvoření kvalitního obrazce rozprášení, který je srovnatelný s obrazcem, vytvořeným rozprašovačem s vysokým tlakem, se standardní tloušťkou stěny nádobky a obvyklým propelentem. Zkapalněné propelenty jsou považovány za vysokotlaké, i když mají nízký tlak při teplotě 21 °C, ale mají vysoký tlak při teplotě 54,4 °C.

Pro aerosolový rozprašovač podle tohoto vynálezu je proto dále podstatné to, že rozprašovací ventil je tvořen ventilovým tělesem s komorou spojenou s ovzduším, přičemž ventilové těleso má vytvořen otvor spojující vnitřní prostor nádobky s komorou, pro zabezpečení vypuzení veškeré tekutiny hnacím stlačeným a/nebo zkapalněným plynem z nádobky, její průchod komorou a následné rozptýlení v ovzduší ve formě aerosolu, svazku nebo pěny, přičemž ventilové těleso je opatřeno odbočkou, spojující komoru s vnitřním prostorem nádobky, pro zajištění atomizace rozprašované tekutiny hnacím stlačeným a/nebo zkapalněným plynem.

Za podstatné pro aerosolový rozprašovač podle tohoto vynálezu je pak třeba konečně považovat též to, že odbočka má průměr v rozsahu od 0,127 mm do 0,178 mm.

Odbočka ve ventilu tvoří samostatný průchod přes který plyn propelentu vstupuje do komůrky ventilu před tím, než z ventilu vychází. Dodatečný plyn, který uniká přes odbočku do komůrky ventilu, zabezpečuje vytváření obrazce. Tam, kde se používá tekutý propelent namísto stlačeného plynu, a kde tekutý propelent poskytuje zásobu pro udržení stálého tlaku plynu v nádobce při rozprašování tekutiny, není odbočka potřebná. Odbočka též není potřebná tam, kde se nepožaduje jemné rozprašování vypuzované tekutiny.

Odbočky byly dříve používány při rozprašování prášků, barev a jiných látek, které obsahovaly částečky, nebo ulpívající substance, které mohly ucpat otvor tlačítka ventilu. Průřez odbočky byl větší, než průřez použitý u řešení podle tohoto vynálezu. Pro vodu a jiné látky lehké konzistence, byla vyvinuta odbočka, která pomáhá rozrušit a atomizovat kapalinu. Působí jako dodatečné zařízení pro vypuzování, nebo okamžité odpařování, když rozprašovaná tekutina a těkavý propelent vstupují do atmosféry s nízkým tlakem, a to v okamžiku, kdy opouští výstupní otvor. Teorie přitom říká, že čím je vyšší tlak, tím je rozrušení tekutiny lepší.

U standardních rozprašovačů byla odbočka do ventilu zalisována a její průměr byl 0,508 mm. U nízkotlakých rozprašovačů, u kterých se používá odbočka, umožňuje takový průměr odbočky uniknout příliš velkému množství plynu, kdykoliv je tekutina vypuzována, což je nevýhodné. V poslední době umožnilo laserové vrtání vyvrtat odbočku o průměru, jehož velikost se pohybuje v rozsahu od 0,127 do 0,203 mm. To umožňuje, že průchod plynu přes odbočku je tak malý, že je použití nádobky s nízkým počátečním tlakem možné a výhodné. Používání nízkotlakých aerosolových rozprašovačů a používání odboček s malým otvorem tak zajišťuje použití menšího množství propelentu, čímž se přispívá ke zlepšení životního prostředí.

Nádobka aerosolového rozprašovače podle tohoto vynálezu může být vylisována z ocelového plechu, hliníku nebo jiného materiálu, který zabezpečí dříve uvedené vlastnosti. Tlak v nádobce může být tak nízký, že je možno ji vyrobit z plastu, a dokonce i z nepropustného papíru, který dokáže udržet tlak.

Zásadní výhodou aerosolového rozprašovače podle tohoto vynálezu je však snížení množství kovu, nutného na výrobu nádobky. Na výrobu ocelové nádobky podle vynálezu se totiž spotřebuje poloviční až dvoutřetinové množství kovu, než kolik se jej spotřebuje na standardní nádobku aerosolového rozprašovače o stejné velikosti s větším vnitřním přetlakem. V případě, že je na výrobu nádobky použit hliník, je snížení hmotnosti ještě větší.

Přehled obrázků na výkresech

Další cíle a znaky aerosolového rozprašovače podle tohoto vynálezu budou podrobněji vysvětleny prostřednictvím následujícího popisu jeho výhodného provedení, které je zobrazeno na připojených výkresech, na nichž:

Obr. 1 znázorňuje ve zvětšeném měřítku aerosolový rozprašovač s rozprašovacím ventilem v podélném řezu,

Obr. 2 ve zvětšeném měřítku rozprašovací ventil v podélném řezu,

Obr. 3 ve zvětšeném měřítku tlačítko rozprašovacího ventilu v podélném řezu, a na

Obr. 4 řez vedený rovinou 4-4 z obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn nízkotlaký aerosolový rozprašovač 10, který sestává ztenkostěnné ocelové nádobky 12 s integrovaným dovnitř nádobky 12 vyklenutým dnem 14 standardního typu, které se používá u nápojových nádobek £2.

Tloušťka stěny ocelové nádobky 12 je okolo 0,127 mm, což je standardní tloušťka pro nápojové nádobky 12, v nichž je nápoj nasycen oxidem uhlíku. Stěna nádobky 12 je deformovatelná působením relativně malé síly, vyvolané tlakem prstu, a má hodnotu v rozsahu od 2,27 do 4,55 kg. Tvar nádobky 12 je udržován proti síle vyvolané prstem, vnitřním tlakem plynu v nádobce 12, který dosahuje hodnot v rozsahu od 127 do 621 kPa. Ačkoliv je těleso rozprašovače 10 popsáno jako těleso vyrobené z ocelového plechu, může být alternativně vyrobeno z hliníku, nebo jiného materiálu, pokud tento vyhovuje daným požadavkům a má potřebnou kvalitu.

Horní část nádobky 12 je opatřena hrdlem 16, ke kterému je prostřednictvím lemu 20 připojeno klenuté víčko £8. Je tak vytvořeno mezi nádobkou 12 a víčkem 18 těsné spojení, jež může být dále svařeno nebo jinak utěsněno. Víčko 18 je zhotoveno ze silnějšího a pevnějšího ocelového plechu, takže se nebude deformovat ani vlivem vnitřního tlaku plynu, ani vlivem vnější síly, vyvolané tlakem prstu, takže může podpírat rozprašovací ventil 40, aniž by se deformovalo, když je tlačítko 96 ventilu 40 tlačeno směrem k nádobce 12. Víčko 18 má ve své střední části upraven otvor 22, který je uzavřen tuhým ventilovým víčkem 25. Toto ventilové víčko 25 má obvodový lem 26, do kterého zapadá krček otvoru 22 víčka £8. V alternativní provedení má víčko £8 upraven otvor 22, ve kterém je přímo upevněn rozprašovací ventil 40, což umožňuje vynechat ventilové víčko 25. V dalším alternativním provedení je možné víčko 18 vytvořit jako integrální součást nádobky 12.

-6CZ 290613 B6

Nádobka 12 je částečně naplněna tekutinou 28, která má být z nádobky 12 vypuzována a která má vytvořit obrazec svazku, spreje nebo pěny. Tekutina 28 je obvykle smíchána s plynným propelentem dříve zmíněného typu. Tekutina 28 se přirozeně usazuje na dně 14 nádobky 12 a nad ní se v horní části 32 nádobky 12 drží plynný propelent. Prostor horní části 32 se postupně zvětšuje podle toho, kolik tekutiny 28 bylo z nádobky 12 již vypuzeno.

Ventilové víčko 25 nese rozprašovací ventil 40 obvyklé konstrukce, který je však uzpůsoben pro vytvoření účinného obrazce ve formě svazku, spreje nebo pěny, při zcela nízkém tlaku v nádobce 12. Při použití aerosolového rozprašovače 10 se tekutina 28 v něm zachycená obvykle mísí s plynným propelentem a vychází z nádobky 12 přes vstupní otvor 42 ponorné trubičky 44. Tlak propelentu v horní části 32 nádobky 12 tlačí tekutinu 28 vzhůru ponornou trubičkou 44 do rozprašovacího ventilu 40.

Podle obr. 2 je ponorná trubička 44 pevně nasazena na nátrubek 46 ventilového tělesa 48 ventilu 40. Ventilové těleso 48 je ve ventilovém víčku 25 uspořádáno v jeho válcovém prolisu 52, orientovaném ve směru vnější strany 34 ventilového víčka 25, a upevněno prostřednictvím obvodového zachycovacího prolisu 51. Vnější konec ventilového tělesa 48 je otevřený, přičemž v čelní stěně válcového prolisu 52 je vytvořen otvor, který je zevnitř válcového prolisu 52 překryt kruhovým těsněním 54 s otvorem 78, pro průchod dříku 70 ventilového tělesa 48. Kruhové těsnění 54 uzavírá komoru 64 ve ventilovém tělese 48. utěsňuje dřík 70, a tím zabraňuje prosakování náplně rozprašovače 10 do atmosféry. Jestliže se má rozprašovač 10 používat v převrácené poloze vůči poloze zobrazené na obr. 1, není ponorná trubička 44 nutná.

Tekutina 28 prochází při použití rozprašovače 10 z ponorné trubičky 44, přes nátrubek 46 a přes zúžený otvor 62 do komory 64 ve ventilovém tělese 48. Plyn z horní části 32 nádobky 12 může vstoupit do komory 64 ve ventilovém tělese 48 přes odbočku 90. Tekutina 28, procházející ponornou trubičkou 44, je již smíchána s určitým množstvím plynu propelentu, což napomáhá k plnění komory 64, a rovněž tak k atomizaci tekutiny 28 do malých kapiček.

Dřík 70 má dovnitř orientované vedení 72 aje neustále tlačen vzhůru do uzavřené, nefunkční polohy, tlačnou pružinou 74, která je upravena mezi dnem 76 komory 64 a vedením 72. Pružina 74 tlačí dřík 70 směrem nahoru, až osazení 77 dříku 70 spočine na spodní straně kruhového těsnění 54.

Dřík 70 vystupuje z ventilového tělesa 48 přes otvor 78 v jinak zcela neprodyšném kruhovém těsnění 54, které je vyrobeno z pružného a lehce poddajného materiálu, a které neustále doléhá na vnější povrch dříku 70, takže jej utěsňuje před prosakováním náplně z rozprašovače 10 do atmosféry, přičemž však současně dovoluje, aby se dřík 70 pohyboval směrem dolů tlakem prstu, a vracel se zpět nahoru tlakem pružiny 74.

Dřík 70 je opatřen vnitřním průchodem 82 s malým vstupním otvorem 84, který zprostředkovává styk mezi komorou 64 ve ventilovém tělese 48 a vnitřním průchodem 82. Malý průřez vstupního otvoru 84 omezuje množství tekutiny 28, která může být vypuzena z nádobky 12. Vstupní otvor 84 je umístěn tak, že je-li dřík 70 rozprašovacího ventilu 40 stlačen do otevřené polohy, kdy lze z nádobky 12 vypuzovat náplň, což je poloha znázorněná na obr. 2, je vstupní otvor 84 v komoře 64 ventilového tělesa 48, takže náplň jež je v té době v komoře 64 může volně procházet vstupním otvorem 84. Jestliže je dřík 70 ve své horní poloze, tj. nestlačené, je vstupní otvor 84 mimo komoru 64, která je utěsněna kruhovým těsněním 54. Je-li tedy vstupní otvor 84 v poloze mimo komoru 64 je zcela znemožněn průchod náplně z rozprašovače 10 do atmosféry.

Jelikož je nádobka 12 pro určité tekutiny 28 předem natlakována na nízkou hodnotu, musí se do komory 64 ve ventilovém tělese 48 dostat dostatečné množství plynu, který by mohl atomizovat tekutinu 28. Z tohoto důvodu je vyvrtán v boční stěně ventilového tělesa 48, které je obvykle vyrobeno z plastu, otvor odbočky 90 o velmi malém průřezu, přibližně 0,1552 mm. Odbočka 90 -7CZ 290613 B6 je provedena technikou vrtání laserem, která umožňuje vrtat otvory s velmi malými průřezy, a to v rozsahu od 0,127 do 0,203 mm. To dovoluje, že jen malý proud plynu z horní části 32 nádobky 12 prochází odbočkou 90 do komory 64. Jestliže by otvor odbočky 90 byl příliš velký, obvykle je 0,508 mm, byl by plyn z horní části 32 nádobky 12 vy puzen příliš rychle. Tlak v nádobce 12 by se snížil tak rychle, že by se nevypudil celý její obsah. Z tohoto důvodu bude nízkotlaký’ aerosolový rozprašovač 10 s malým otvorem odbočky 90 nejlépe pracovat s takovými tekutinami 28, u kterých nelze pouze spoléhat na plyn rozpuštěný v tekutině 28, a stlačený nad ní, aby dodal všechen plynný aerosol do komory 64 ventilového tělesa 48. Pro určité typy plynných propelentů, jako např. chlorofluorované uhlovodíky, uhlovodíky, a pro jiné zkapalněné plynné propelenty, které se snadno odpařuji, a propelenty, které se snadno rozpouští v tekutině 28 která se má vypuzovat, není nutné používat odbočku 90, a to dokonce ani u nízkotlakých rozprašovačů

10.

Výstupní konec 92 dříku 70 zasahuje do přijímací komůrky 98 v prstem ovládaném tlačítku 96 rozprašovacího ventilu 40. Tlačítko 96 provádí mechanické rozptýlení dříve vytvořených kapiček tekutiny 28 a zbylé tekutiny 28. Ze zúžené přijímací komůrky 98 vede cesta pro směs kapiček a plynu do kruhové komůrky 102, která rozděluje tok, a která je definována kruhovou drážkou směřující dovnitř od čela tlačítka 96. Kruhová komůrka 102 je zakryta vložkou diskové trysky 104 (obr. 4), která má množství tangenciálních otvorů 106, které svádí plyn a kapičky do kruhovité vířivé komůrky 108. Kapičky a plyn pak prochází otvorem 110 trysky 104 pod silou, která je určena mnohými prvky rozprašovacího ventilu 40 a tlakem v nádobce 12. Lze použít různé variace trysek 104, které mechanicky rozptylují plyn a kapičky. Některé jsou zalisovány uvnitř tlačítka 96, takže vložka diskové trysky 104 není potřebná.

Vynález, který byl popsán je přizpůsobitelný pro použití i u jiných konstrukcí rozprašovacích ventilů 40 aerosolových rozprašovačů 10, které vytváří obrazce ve formě svazku, spreje a pěny. Jediným požadavkem je, aby byl ventil 40 přizpůsobitelný k vypuzování jen malého množství kapalného obsahu a plynu, a to tak, aby vypuzení zásoby tekutiny 28 a plynu z nádobky 12 neproběhlo příliš rychle, a nedocházelo tak ke ztrátě tlaku plynu a kapalného obsahu. Charakteristické znaky rozprašovacího ventilu 40 jsou vybrány tak, aby zabezpečily takový poměr toku tekutiny 28 a plynu, kterým se dosahuje stanoveného cíle. Mohou se však použít i jiné ventily 40, kterými lze stanovené cíle splnit.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (12)

1. Aerosolový rozprašovač pro rozprašování veškeré v něm obsažené tekutiny (28) tlakem od ní neodděleného hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu, sestávající z válcové nádobky (12), která je prostřednictvím zalemování opatřena víčkem (18), v němž je uložen rozprašovací ventil (40) s ponornou trubičkou (44) a s otvorem (84), upraveným pro otevření a zabezpečení rozprášení určeného množství obsahu nádobky (12) ve vybraném tvaru proudu postřiku nebo ve formě pěny, vyznačující se tím, že nádobka (12) má své stěny, vytvořené z tenkého měkkého materiálu, snadno deformovatelné silami rovnajícími se silám vyvolaným tlakem prstu, a snadno zbortitelné silami rovnajícími se silám tlaku ruky, jen při absenci provozního tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce (12).

2. Aerosolový rozprašovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že tenký měkký materiál je pružně deformovatelný, přičemž velikost této pružné deformace je charakteristická zvětšením průměru nádobky (12), o hodnotu v rozsahu od 0,076 mm do 0,152 mm při tlaku 690 kPa tekutiny (28) a hnacího stlačeného plynu v nádobce (12), a vrácením průměru nádobky (12) zpět na původní rozměr, dosáhne-li tlak v nádobce (12) hodnoty atmosférického tlaku.

- 8 CZ 290613 B6

3. Aerosolový-rozprašovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěny nádobky (12) mají tloušťku, která vyhovuje jednak podmínce nulové trvalé deformace stěny nádobky (12), při zvýšení teploty náplně na 54,4 °C a nárůstu tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapal-

5 něného plynu v nádobce (12) na hodnotu 827 kPa, a jednak podmínce nedestrukce stěny nádobky (12), při zvýšení teploty náplně na 54,4 °C a nárůstu tlaku hnacího stlačeného a/nebo zkapalněného plynu v nádobce (12) o dalších 50 %, na hodnotu 1241 kPa.

4. Aerosolový rozprašovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že tekutina (28) ío a hnací stlačený a/nebo zkapalněný plyn mají v nádobce (12) po naplnění počáteční tlak nejvýše

724 kPa při pokojové teplotě.

5. Aerosolový' rozprašovač podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že stěny nádobky (12) jsou vytvořeny z kovu a mají svoji tloušťku rovnu maximálně 0,165 mm při průmě-

15 ru nádobky (12) 52,4 mm.

6. Aerosolový rozprašovač podle nároků laž4, vyznačující se tím, že stěny nádobky (12) jsou vytvořeny z kovu a mají svoji tloušťku rovnu maximálně 0,191 mm při průměru nádobky (12) 66 mm.

7. Aerosolový rozprašovač podle nároků laž4, vyznačující se tím, že stěny nádobky (12) jsou vytvořeny z kovu a mají svoji tloušťku rovnu maximálně 0,216 mm při průměru nádobky (12) 76 mm.

25

8. Aerosolový rozprašovač podle nároku 5, vyznačující se tím, že tloušťka stěny nádobky (12) o průměru 52,4 mm je v rozsahu 0,086 mm až 0,139 mm.

9. Aerosolový rozprašovač podle nároku 6, vyznačující se tím, že tloušťka stěny nádobky (12) o průměru 66 mm je v rozsahu 0,127 mm až 0,178 mm.

10. Aerosolový rozprašovač podle nároku 7, vyznačující se tím, že tloušťka stěny nádobky (12) o průměru 76 mm je v rozsahu 0,152 mm až 0,203 mm.

11. Aerosolový rozprašovač podle nároku 3, vyznačující se tím, že nádobka (12) 35 má své stěny zbortitelné při vytvoření vakua o hodnotě menší než 46 cm rtuťového sloupce v jejím vnitřním prostoru.

12. Aerosolový rozprašovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozprašovací ventil (40) je tvořen ventilovým tělesem (48) s komorou (64) spojenou s ovzduším, přičemž

40 ventilové těleso (48) má vytvořen otvor (62) spojující vnitřní prostor nádobky (12) s komorou (64), pro zabezpečení vypuzení veškeré tekutiny (28) hnacím stlačeným a/nebo zkapalněným plynem z nádobky (12), její průchod komorou (64) a následné rozptýlení v ovzduší ve formě aerosolu, svazku nebo pěny.

45 13. Aerosolový rozprašovač podle nároku 11, vyznačující se tím, že ventilové těleso (48) je opatřeno odbočkou (90), spojující komoru (64) s vnitřním prostorem nádobky (12), pro zajištění atomizace rozprašované tekutiny (28) hnacím stlačeným a/nebo zkapalněným plynem.

50 14. Aerosolový rozprašovač podle nároku 12, vyznačující se t í m , že odbočka (90) má průměr v rozsahu od 0,127 mm do 0,178 mm.