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Selbstschließendes Sprühventil für Gas-Flüssigkeitslösungen enthaltende
Druckbehälter Zusatz zu Patent . (Patentanmeldung 15 75 851.7) Das Hauptpatent .................
(Patentanmeldung P 15 75 851.7) betrifft ein selbstschließendes Sprühventil für
Gas- und/oder Flüssigkeitslösungen enthaltende Druckbehälter, insbesondere für Druck-
und Hochdruckfüllung, mit einem Ventilschaft, der innerhalb eines Ventilgehäuses
im Offnungssinn und entgegen der Wirkung einer Schließdruckfeder axial bewegbar
ist, die gegenüber dem Ventilgehäuse abgestützt ist, wobei in dem Schaft ein axialer
Auslaßkanal mit dem Inneren des Druckbehälters mittels eines radialen Auslaßkanals
verbunden ist, der in eine Ringnut in dem Ventilschaft mündet, wobei der radiale
Kanal normalerweise durch eine elastische Dichtungsscheibe geschlossen ist, deren
Innenumfang unter radialer Vorspannung in die Ringnut eingreift und deren Außenrand
gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet und gegen Bewegung gesichert ist. Dabei
wächst der Durchmesser zumindest desjenigen ringförmigen Teiles des Ventilschaftes,
der zwischen dem radialen Kanal und der Unterkante der Ringnut liegt, von dem radialen
Kanal zur unteren Hälfte hin in einem größeren Ausmaß als der Innendurchmesser des
entsprechenden, daran anliegenden Teils der Dichtungsschelde an. H@@@durch wird
erreicht, daß der untere
Lochrand der Dichtungsscheibe bei wesentlich
verminderter Reibung leicht von den Flächen der Ringnut freikommt bzw. seine abdichtende
Lage in der Nut beim Schließen des Ventils mit Sicherheit einnimmt. Hierin dürfte
auch die Ursache für eine wesentliche Verringerung der Füllzeitschwankungen liegen.
Gleichzeitig gewährleistet die Profilform der Nut eine hohe spezifische Flächenpressung
und entsprechende Abdichtungen am unteren Lochrand.
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Die Erfindung sieht eine weitere Verbesserung des Sprühventils nach
dem Hauptpatent dadurch vor, daß der Boden der Ringnut im Ventilschaft mit der dem
Behälter abgekehrten oberen, zur Hauptachse des Ventilschaftes etwa normalen Seitenwand
der Nut einen etwa rechten Winkel einschließt. Diese Gestaltung der Ringnut des
Ventilschaftes ermöglicht eine bei der Massenfertigung ins Gewicht fallende Verringerung
der Herstellungskosten des Spritzgießwerkzeuges für den Ventilschaft. Ferner wird
dadurch eine Querschnittsform der Nut ermöglicht, die in sehr wirksamer Weise das
Ausdehnungsbestreben einer unter dem Einfluß des Behälterinhalts quellenden Dichtungsscheibe
zumindest überwiegend nach der dem Behälter zugewandten Seite hinlenkt, ohne daß
hierdurch eine Verminderung des Hubes des Ventilschaftes in nennenswertem Maße eintritt.
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In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich, daß der Abstand
der verlängerten Achse des radialen Durchtrittskanals von der unteren radialen Außenkante
der Ringnut etwa einem Fünftel der größten Weite der Ringnut entspricht.
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Eine ausreichende Quellmöglichkeit wird für die Dichtungsscheibe unter
dem Einfluß bestimmter chemischer Substanzen, die in der Aerosoltechnik verwendet
werden, dadurch gewährleistet, daß das Verhältnis der Nutbreite
zur
Dicke der ungequollenen Dichtungsscheibe etwa 3 : 2 gewählt wird.
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Um die Schließstell>ung des Ventilschaftes auch bei gequollener
Dichtungsscheibe- genau zu definieren, empfiehlt es sich, daß der Ventilschaft unmittelbar
oberhalb seiner Ringnut mit mindestens einer radial vorstehenden Fläche zum Anschlag
gegen die Innenseite des das Ventilgehäuse einschließenden Behälterdeckels versehen
ist. Gleichzeitig wird hierdurch mit Sicherheit erreicht, daß jedes Quellbestreben
der Dichtungsscheibe sich in Richtung zum Inneren des Behälters auswirkt, ohne daß
eine axiale Verstellung des Ventilschaftes im Sinne einer Verminderung der Hubhöhe
damit in einem nachteiligen Ausmaß verbunden wäre. Im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform
können drei in gleichen Abständen über den Umfang des oberhalb der Ringnut liegenden
Abschnitts des Ventilschaftes verteilte, radial vorstehende Nocken als Anschläge
gegen die Innenseite des Behälterdeckels angeordnet sein.
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Schließlich kann es sich für alle Ausführungsformen der Erfindung
empfehlen, daß der auf der dem Behälter zugekehrten Seite un1rhalb der Ringnut liegende
Abschnitt des Ventilschaftes gegenüber der für dessen Durchtritt durch den Behälterdeckel
vorgesehenen Öffnung im Durchmesser größer bemessen ist, so daß sich der Ventilschaft
über die dadurch gebildete Ringschulter und den Lochrand der Dichtungsscheibe auf
der Innenseite des Domes des Behälterdeckels entgegen der Wirkung der Schließdruckfeder
abstützt.
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In der Zeichnung ist die Erfingung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 ein Sprühvoentil teilweise im Längaschnitt, Plg. 2 einen Auoschnitt
aus ri. 1 in vergräßertem Maßstab und ? eine Abänderung der Ausführungaform zu Fig.
1 und 2.
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In den Figuren ist ein aelbstschliebßendes Spürventil für einen Durckhbehälter
veranschanlicht. der eine Gas-Flüssigkeitslösung z.B. in verflüssigtem Treibags
gelöstes Insektisid enthält. Das Sprühventil besteht im wesentlcihen aus einem Gehäsue
1, einem Ventilkegel 2, einer elestischen Dichtungecheibe 3 und einer Schließfeder
4.
Der Ventilkegel 2 iat entgegen der Wirkung der Schleißdruckfader 4 und der Elastizität
der Dichtungsscheibe im Öffnungasinne bewognar. or innere Lochrand 3a der Diahtungsscheibe
3 ist mit radialer Vorspannung in einer Ringnut 5 des Ventilkegles eingesetzt, deren
größte Breite um etwa ein Drittel größer bemessen ist als die Dicke dor Dichtungsscheibe.
Bei dor in Fig. 1 geschlossenen Stoffung den Ventils wird die von der Ringunt 5
im Ventilkegel 2 auf den unterhalb der neutralon B9iegezone liegenden ümfangaabschnitt
eines mittloren Loches 3a in der Dichtungsscheibe 3 einwirkende Schließkraft der
Feder 4 und der radial nach innen gerichteten Vorspannung dr Dichtungsscheibe in
eine zinn Ventilkegel 2 Jeweils radiale und eine otwa aohsparallele Komponchte zerlegt,
wobei die Kraftkompononten am unteren Lochrand der Dichtungsscheibe am größten bemessen
sind. Der Boden 5a der Ringnut im Ventilkegel 2 schlioSt mit der dom niolst dargestllten
HBehälter abgekehrten oberen, zur Hauptachse des Ventilschaftes etwa normalen Seitenwand
5b der Nut einen etwa rechten Winkel ein. Auf dor dem Behälter zugekohrten Seite
verläuft der Boden 5a kegolähnlich radial nach unten und außen. Das Nutropil gemäß
Fig. 2 und 3 läßt erkennen, daß dor Boden etwa auf dem oberen Drittel der Nutbreite
zylindrisch verläuft und danach nach unten kreisbogenförmig gestalltet ist. Sclbstverständlich
kann anstelle einer donau kreisbogenförmigen Linie die Nut nach der unteren Seito
auch in Form einer anderen bogenförmigen Linie auslaufen. Wessentlich ist, daß im
Boreich den dem Behälter zugekehrten Lochrand 3a ia der Dichtungssocheibe 3 eine
besonders hohe spezifische Flächenprossung erreicht wird einen hohen Abdichtungseffekt
eu erzielen. In Abhängigkeit von der radialen Vorspannung und der Art des Werkstoffes
der Dichtungsscheibe ißt die Bildung eines Ringraumes zwischen dem Boden 5a der
Ringnut und der zylindrischen Innenfläche des Loches in der
Dichtungsscheibe
möglich. Aber selbst bei Verwendung von stark elastischem werkstoff für die Dichtungsscheibe,
dor die Nut vollkormen ausfüllt, wir der anaostrebte Zweck einer erhöhten spezifischen
Flächenpressung am unteren Lochrand durch die vorgeschene Kräftezerlegung durch
die Form der Ringnut erzielt.
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Die Ringnut 5 überdeckt mindestens einen radialen Durchtrittskannal
7, der in Strömungsrichtung der Gas-Flüssigkeitslösung in einen axialen Durchtrittskanal
8 des Ventilkegels 2 mündet, der im Beroich des radialon Durchtrittakanals 7 beiginnt
und nur um oberen Ende hin offen mißt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 empfiehlt es sich, den radialen
Durchtrittskanal im Ventilkegel ebenfalls in dem der axialen und radialen Kraftkomponente
ausgesetzten Bereich der Ringnut anzuordnen. Domnsoh ist der Abstand zwischen der
Seelo dos Durchtrittskanals 7 und der unteren Schnittlinie zwischen der bogenförmig
auslaufenden Nut und der zylindrischen Mantelfläche des darunter liegenden Abschnitts
des Ventilkegele etwa ein Fünftel der gesamten Breite der Nut zwischen der Schnittlinie
5c und der oberen axialen Querschulter 5b. Auf diese Weise addiert sich zu der radialen
Vorspannung, unter der die Dichtungsscheibe in die Nut eingreift, die radiale und
axiale Kraftkomponente, die im Sinne einer erhdhten Flächenpressung im Bereich des
radialen Druchtrittskanals 7 durch die Schließkreft der Druckfeder 4 hervorgerufen
werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt der Ventilkegel 2 2 zur
genauen Bestimmung seiner Schleißstellung auch bei gequollener Dichtungsscheibe
3 unmittelbar oberhalb einer Ringnut mindestens eine medial vorstehende Fläche 34,
die
zum anschlag gegen die Innenscite das das Ventilgehäuse 1 einschließenden eines
15 eines Behälterdeckels 16 anllest. In deren Fall dürfte ce sich empfehlen, den
radialen durchtrittekskanel 7 etwas höher zu bverlegen, da dio Dichtungsscheibe
3 infolge der stete genau bestimmten Schließlege mit ihrem oberen Lochrand in der
Nähe der oberen axialen Querschulter 5b liegt. Um die genau ebene Lage dor Dichtungsscheibe
auch im Eereich ihres Lochrandes NU gewähreisten, ist der die Öffnung 14 für den
Vontilkegelo 2 begrenzende Rand 15a des Domes 15 dos Behältordeckels 16 um die Höhe
des die Anschlagflöche 34 bildenden radialen Ansatzes des Ventilkegels bei der Herstellung
des Behälterdockels nach oben gepreßt, Entsprochend kann aieee Ringschulter bei
der Ausbildung des Behälter deckels aus Kunststoff in Spritzgußverfahren oder dergleichen
geformt wardan.
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Die Anschlagfläche 34 kann als Ringschulter ausgebildet sein oder
auch aus in gelcichen Abständen Uber don Umfang den oberhalb der Ringnut liegenden
Abschnitts des Ventilkegels 2 verteilten und radial vorstehenden Nocken bestehen.
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Auf den don axialen Durchtrittakanal 0 umschließenden Schaft 9 des
Ventilkegels ist eine aus Kunststoff bestehende Sprühkappe 10 fest, aber lösbar
aufgosetzt, deren Kammer 11 den axialen durchtoittekanal 8 mit einer düsenförmigen
Sprühöffnung 12 im Sprühkopf 10 verbindot. ner Sprühkopf besitzt eine Auflagefläche
13 far den Druckfinger der das Ventil bedienenden Peroon.
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Der den axialen Durchtrittsckanal a umgebende Schaft 9 des Ventilkegles
2 ragt durch die mittlere Öffnung 14 in den Dom 15 dos Behälterdeskels 16 hindurch.
Der schaft 9 des Vontilkegels 2 füllt in der Schließstellung desselben die
Öffnung
14 de Behälterdockels 16 im wesentlichen aus, schließt aber in Öffnungsstellung
des Ventilekgels mit dsm Innenrand der Öffnung des Behälterdeckels mindestens einen
ringförmigen Durchtrittskanal von vorhältnismäßig großem freien Querschnitt oin.
Der Queroschnitt dos Schnftes 9 des in der schließstellung befindlichen Vantilkegels
2 ist wenig oberhalb der Öffnung 14 im Don des Bohälterdeckels 16 gegenüber seinem
im Bereich der Öffnung des Behältoerdeckels lio ; endon längenabschnitt 32 mindestens
über Teile seines Umfange verhältnismäßig stark verringert. Der übergang zwischen
den Längenabschnitten 9 bzw. 32 geringen und demegenüber gräßeren Querschnitte des
Ventilkegelschaftee besteht nun einer swchräen Eingschulter 33. Eine ordnungsmäßige
Rückführung des Ventil. kegles in beine Schließstellung durch die Schliendruckfader
unir die Elastizität der Dichtungsscheibe 3 ist somit gewährleistet. Solvstverständilich
kann darüber hinaus der im Querschnitt Verricngerto Längenabschnitt 9 des Ventilkegelschaftes
mit ilbor seinem Umfang im Abstand angeordneten Führungsrippen auf einem mindestens
den Ilub dee Ventoilkegele entsprochenden Län enbereich versehen deren In den Dom
ist das Ventilgehäuse 1 eingesetzt, dessen der mittleren Öffnung 14 im D zugekehrete,
außen abgefaste Stirnfläohe den Aunenrend der Dichtungsscheibe gegon die Innenseite
des Domes durch Andrücken des zylindrischen Teiles des Domes unter einen im Durchmesser
erweitiveten eil 17 des Ventilgehäusse fen,t und dicht verspannt.
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Der Ventilkogel 2 ist auf der dem Behälter zugakehrten Seite der Ringnut
5 mit über-den Umfang des Ventilkegels 2 in Abständen angcordneten, radial nach
außen vorpringonden Hilfastützen ia fur die Dichtungsscheibe versehen Die der Dichtungsscheibe
3 zugekehrten Stirn- oder Stützflächen 19 sind etwa normal zur Hauptachse des Ventilekgls
gerichtst.
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Es kann dor unterhalb der Ringnut 5 liogende Anschnitt des Ventilkegels
auch auch ohne diese radialen Hilfsstützen einfach zylindrisch ausgeblicet sine.
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Dcr Außednruchmossar des mit oder ohne Hilfsstützen ausgerüsteten
untrochalb der Ringnut liegenden Abschnitts das Ventoilkegels ist gegenüber dem
Durchmessor der Öffnung 14 in Dom 15 dco Behälterdeckels 16 gräßer bemeseen, so
dafl die untere begenfärmige Seitunwndung der Ringnut sich über den Lochrad der
Dichtungsscheibe aud der Innenseito des die Öffnung 14 umgebenden Randes dos Domen
15 in Sinne einen Widerlagers gegenüber dom Schileßdruck der Feder 4 abstützt.
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Auf der as Behälter zugekehrten Seite dec unterhalb der Ringnut 5
liegenden, mit oder ohne die Hilfsstüësen 18 versehenen Abschnittes doß Ventilkegels
ist ein in Durchmesser stark verringerter inncrer Führungsschaft 22 dcc Ventilkegels
2 an innerhalb das Ventilgehuses 1 vorgesehenen Führungsbacken 23 axial verschicbl;ich
geführt. Die Führungsbacken eind mit der Innovandung und dem Boden daß Ventilgehäuses
1 verbunden und als verhältnischäßig schmale Rippen auegeblidet. Sie schließen Zwischenräume
zwischen sioh ein, dio Vorbindungskanäle 24 zwischen dem Innern des Behälters und
don Ventilgehäuse bilden.
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Die bciden Enden der den Führungsschaft 22 umgebenden Schließdurckfoder
4 sind an der dem Behälter zugekenhrten Stirn-Seite den unterhalb der Ringnut liegenden
Abschnitte des Ventilkegels auf einer Ringschulter 25 und an der disser zugekehrten
Stirosetto 26 der Führungsbacken 23 dea Ventilgehäuses abgestützt. Der innere Fürungsschaft
22 dos Vontilkegels ist im Bereich des an der Roingschulter 25 liegenden äußeren
Endes der Schließdriuckfeder 4 auf geringer Länge
im Durchmesser
etwa dem Innendurchemsser der Schließdruckfeder angepaßt, dercn Außendurchmeseser
etwa demjenigen den ävßeren Scheftes 9 des Ventilkegels entspricht. Der Hauptbschnitt
des inneren Führungsschaftes 22 sit gegenüber dem Innendurchmesser der Schließdurkfeder
4 geringer bemesen, um eine Reibung zwischen den sich relativ zueinander bewegenden
Teilen zu vermeiden. Zweckmäßig Besitzen auch die Führungsbacken 23 ira Bereich
ihrer der Schileßdruckeder zugikehten Suirnseite 26 das innere Ende der Schließfudor
außen umgebende, nicht dargestellts Ansitze, durch die das Feerende festgelegt ist.
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Das Ventilgehäuse 1 iat im Boden mit einer durchtritts-Öffnung 27
versahen, die in einen in den behälter gerichtetem Ansatz 28 für ein auf diesen
aufgeschobens Touchrohr 29 einmünsdet. Der Anastz 2a iut mit einem zahnförmigen
Ringund 30 verschen, duroh den eine rastonähnliche Verbindung zwischen dem Tauchrohr
und dem Ansatz 28 erzielt wird.