DE1500615C - Automatische Sprühvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Sprühvorrichtung für einen Treibmittel enthaltenden Druckbehälter mit einem Auslaßventil, das mittels einer hin- und herbewegbaren Membran betätigt wird, welche eine Wand einer Kammer bildet, die mit dem Druckbehälter über eine Einlaßöffnung verbunden ist, wobei die Membran einseitig mit Druck beaufschlagt wird, und zwei druckabhängige Raststellungen aufweist.

Nach der USA.-Patentschrift 906 285 ist eine automatische Sprühvorrichtung für einen Treibmittel enthaltenden Druckbehälter mit einem Ventil bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine durch eine hin- und herbewegbare Membran angeschlossene Kammer auf, die mit dem Druckbehälter über eine Einlaßöffnung verbunden ist und eine nach außen führende Austrittsöffnung hat, die unter der Wirkung der Membranbewegung abwechselnd verschließbar und offenbar ist, wobei die Membran einseitig mit Druck beaufschlagt wird und zwei druckabhängige Raststellungen aufweist.

Dieses bekannte Ventil hat einen sehr komplizierten Aufbau; es besteht aus einer Vielzahl von Einzelteilen und ist deshalb teuer herzustellen und störanfällig. Die Membran wird durch eine Schraubenfeder einseitig beaufschlagt. Die zwei Raststellungen der Membran werden dadurch geschaffen, daß ein unter Federbelastung stehender Kniehebelmechanismus an seinem Kniegelenk mit dem Mittelteil der Membran verbunden ist. Die Vorrichtung gestattet es nicht, die austretende Sprühströmung zu verändern oder zu regeln, indem die Frequenz der sich automatisch hin- und herbewegenden Membran geändert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, für wahlweise kontinuierlichen oder intermittierenden Betrieb eine automatische Sprühvorrichtung mit einem Ventil zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfach und im Betrieb wenig störanfällig ist, die aus wenigen billig herzustellenden Teilen besteht und bei welcher der Durchsatz willkürlich verändert werden kann. ·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Membran eine gewölbte federnde Scheibe ist und in der Einlaßöffnung der Kammer ein Mikroventil mit verstellbarem Durchlaßquerschnitt angeordnet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran den Verschlußkörper des Auslaßventils trägt. Hierbei kann das Mikroventil mit verstellbarem Durchlaßquerschnitt eine gewölbte Ventilscheibe aufweisen, die mit ihrer konvexen Seite in verstellbarem Maß gegen die Durchtrittsöffnung zur Kammer gedrückt wird.

Bei dieser Ausführungsform kann die Ventilscheibe in einer Erweiterung vor der Durchtrittsöffnung angeordnet sein, und ein der Treibmittelzuführung dienender Hohlzylinder kann verstellbar gegen die Ventilscheibe gedrückt werden. Dabei kann die Mikroventilscheibe die Form eines Zylinderabschnittes besitzen.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, daß der Ventilschaft des Auslaßventils einen kegelstumpfförmigen elastischen Stirnteil hat, der auf ein gegengleich ausgebildetes rückwärtiges Ende eines vom Austrittskanal durchsetzten Gehäuses abdichtend aufsetzbar ist.

Unter geringen Änderungen kann die Sprühvorrichtung nach der Erfindung in einer Reihe nützlicher Vorrichtungen verwendet werden. Derartige Vorrichtungen sind folgende: a) eine intermittierende Tonquelle, wie z. B. ein Nebelhorn; b) eine Chloriervorrichtung für Trinkwasser; c) einen Flammenfärber; d) eine intermittierende mechanische Kraftquelle, wie z. B. eine oszillierende Bewegung von Gasdruck oder Antriebsgasen auf Zeitbasis; e) Zeitverzögerungsschalter; f) Druckregulator in einem geschlossenen System, der den Ausgangsdruck eines komprimierten Gases steuert; g) brennbares Gas, das eine Flamme unterhalten könnte. Eine oder alle diese Vorrichtungen können unter Verwendung der Erfindungsgedanken entwickelt werden.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß eine neue billige, kompakte, transportfähige und automatische Sprühvorrichtung entwickelt wurde, ohne daß ein elektrischer Anschluß erforderlich wäre.

Außerdem kann diese Sprühvorrichtung einen erwünschten Abgabezyklus schaffen, der ohne weiteres nach Wahl der Bedienungsperson eingestellt werden kann.

Die Figuren zeigen beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Sprühvorrichtung,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1, die den Betrieb des erfindungsgemäßen Membranventils veranschaulicht,

F i g. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch ein neuartiges Mikroventil, das bei der Sprühvorrichtung gemäß F i g. 1 verwendet wird,

F i g. 4 und 4 a vergrößerte Querschnitte der verschiedenen Betriebsstellungen des Mikroventils nach F i g. 3 und

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung.

Die Sprühvorrichtung 10 gemäß F i g. 1 weist eine Druckpackung 12 auf, die mit einem mit 14 bezeichneten Einlaßventil verbunden ist, in dem ein Kanal 32 vorgesehen ist. Die Vorrichtung hat ferner ein Teil 16 mit einer Öffnung 36, eine Kammer 18, eine Membran 20 und einen mit der Membran verbunden Ventilschaft 22 mit einem Kanal 24, der einen Einlaßspalt 40 hat. Zwischen dem Element 16 und dem Gehäuse 38 des Ventils 14 ist eine Ventilscheibe 34 angeordnet. Ein Behälter 26 mit einer Öffnung 27 enthält ein Gemisch 28 und ein Rohr 30 zur Abgabe des Gemisches an die Verbindungsstelle 44 und ist lösbar mit dem Teil 16 verbunden. Eine Austrittsöffnung 42 im Teil 16 ist nahe der Verbindungsstelle 44 angeordnet.

Der Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Sprühvorrichtung 10 wird im folgenden beschrieben. Das Treibmittel tritt aus der Druckpackung 12 aus und wandert durch den Kanal 32 des Ventils 14. Am oberen Ende des Kanals 32 reguliert die Ventilscheibe 34 den Fluß des Treibmittels zur Eingangsöffnung 36 und zur Kammer 18. Erreicht der Druck in der Kammer einen entsprechenden Wert, so rastet die Membran 20 in ihre andere, in F i g. 2 dargestellte Stellung ein. Da der Ventilschaft 22 mit der Membran 20 verbunden ist, verursacht eine Veränderung der Stellung der Membran notwendigerweise eine Veränderung in der Stellung des Ventilschafts. Der Einlaßspalt 40 des Kanals 24 wird dadurch geöffnet, das Treibmittel entweicht rasch in den Kanal 24 und tritt aus dem Teil 16 an der Ausgangs-

3 4

öffnung 42 aus. Während das Treibmittel durch den Mittel zum Ausüben des Druckes besteht darin, das

Kanal strömt, saugt es das Gemisch 28 an der Ver- Element 16 und die Druckpackung 12 mit Gewinden

bindungssteile 44 an. Das Gemisch 28 befindet sich 53 bzw. 55 zu versehen. Ein entsprechend ausgebil-

an der Verbindungsstelle 44 auf Grund der Venturi- deter, mit Gewinden versehener Kragen 57 tritt mit

wirkung des Treibmittelstroms und des Rohrs 30. 5 den mit Gewinde versehenen Teilen des Elementes

Nach dem Austreten des Treibmittels und des Ge- 16 und gleichzeitig mit der Druckpackung in Eingriff,

misches in die Atmosphäre fällt der Druck in der so daß eine Relativverschiebung des Elements gegen

Kammer 18 und auf der Membran 20 beträchtlich, die Druckpackung eine entsprechende Druckkraft

und die Membran 20 rastet zurück in ihre Ausgangs- auf die Ventilscheibe 34 ausübt. Auf diese Art kann

stellung, so daß der Ventilschaft 22 den Spalt 40 in io der erwünschte Druck auf die Scheibe 34 in hohem

dem Kanal 24 völlig schließt und ein weiteres Ent- Maße gesteuert werden.

weichen des Treibmittels verhindert. Ein Sitz 46 Die Ventilscheibe 34 hat die Form eines Zylin-

kann für den Ventilschaft vorgesehen sein, der eine derabschnitts. Die gewünschte Form wird durch

wirksame Abdichtung schafft. Dieser Zyklus wird Verformen eines ebenen Stückes erhalten. Das ebene

dann automatisch wiederholt. 15 Ausgangsstück kann kreisförmig, rechteckig, qua-

Eine weitere Darstellung des Betriebs des Mem- dratisch od. dgl. sein. Unter normalen Betriebsbedinbranventils ist in der F i g. 2 veranschaulicht. Wie gungen deckt ein Teil der Ventilscheibe den mittdort dargestellt, befindet sich die Membran 20 in der leren Teil der Eingangsöffnung 36 ab. Das Treibmitalternativen Stellung, und der Sitz 46 wird nicht mehr tel fließt an verschiedenen Punkten an der Scheibe von dem Ventilschaft berührt, wodurch das Treib- 20 vorbei, z. B. bei 54, 56 nach F i g. 4. Eine kugelförmittel nun aus der Kammer 18 austreten kann. Wie mige Scheibe läßt sich ohne weiteres verwenden, oben ausgeführt, wird diese Stellung eingenommen, wenn die öffnung vom mittleren Teil verschoben nachdem der Druck in der Kammer einen bestimm- wird und wenn zumindest eine Nut oder ein Schlitz ten Wert erreicht. durch die Scheibe an ihrem Umfang geschnitten ist.

Zur wirksamen Funktion der Sprühvorrichtung 35 Die Scheibe kann aus jedem geeigneten Material,

muß der Spalt 40 während der Zeit des Druckauf- z. B. hartem Messing, bestehen. Eine Scheibe mit

baus in der Kammer 18 völlig abgedichtet sein, so einem Krümmungsradius von etwa 6,35 mm wurde

daß kein Treibmittel in den Kanal 24 gelangt. Zu mit Erfolg bei einem Öffnungsdurchmesser von

diesem Zweck kann beispielsweise eine durch den 0,8 mm verwendet.

Ventilschaft 22 gebildete Aussparung 23 vorgesehen 3° F i g. 4 zeigt die Scheibe 34 in zusammengedrücksein. Vorzugsweise besteht der Ventilschaft22 aus tem Zustand. Der äußere Teil 16 nach Fig. 1 und das einem elastischen Material, so daß er den Spalt 40 Gehäuse 38 des Ventils 14 wirken zur Ausübung völlig schließt, indem er auf dem Sitz 46 ruht, wie eines Druckes auf die Scheibe 34 zusammen, der ausbei 25 in Fig. 1 veranschaulicht. Auf diese Weise reicht, um die Scheibe nahezu nachzudrücken, wird eine wirksame Abdichtung geschaffen. Es sei 35 Unter diesem Druck ist der Strömungsweg eng, so bemerkt, daß der Ventilschaft 22 entlang dem Sitz 46 daß nur wenig Treibmittel durch die Spalte 54, 56 hinabgleitet, während sich der Druck in der Kam- in die öffnung 36 fließen kann. Ist eine größere mer 18 aufbaut, so daß die Dichtung aufrechterhal- Durchflußmenge für einen rascheren Zyklus erten bleibt, bis die Membran in ihre andere Stellung wünscht, so sind das Gehäuse 38 des Ventils und der einrastet. Die Gleitbewegung ermöglicht ein momen- 4° Teil 16 weiter voneinander entfernt, woraus sich tanes Freilegen des Spaltes 40, das in dem Augen- größere Spalten bei 54, 56 ergeben. F i g. 4 a veranblick stattfindet, wenn der Druck seinen kritischen schaulicht diese Betriebsweise. Die Krümmung der Wert erreicht. Scheibe ist in F i g. 4 aus Gründen der Darstellung

Zur Erreichung einer optimalen Wirkung sollte in vergrößertem Maßstab gezeigt, da die Scheibe das Ventil 14 stündlich etwa 0,3 1 Treibmittel durch- 45 nahezu durch den Druck abgeflacht ist, wenn eine lassen bei einer Druckdifferenz von etwa 1 atm. besonders geringe Durchflußmenge gewünscht ist. Übliche bekannte Nadelventile und andere Mikro- Die Pfeile in Fig.4a zeigen den typischen Stföflußventile ergeben Durchlaßmengen, die das 10- bis mungsweg des Treibmittels durch das Ventil 14.
10Ofache der hier erforderlichen ausmachen. Daher Die Frequenz des Abgabezyklus ist von dem wird das Ventil 14, das die obenerwähnte Bedingung 50 Druckanstieg und -abfall in der Kammer 18 abhänhinsichtlich der Durchflußmenge des Stromes erfüllt, gig. Diese Frequenz ist von der Durchflußmenge des in der Sprühvorrichtung verwendet. Dieses Ventil Treibmittels, dem zum Einrasten der Membran wird in größeren Einzelheiten in der F i g. 3 veran- erforderlichen Druck und dem Volumen der Kamschaulicht, mer 18 abhängig.

Nach F i g. 3 weist der Ventilmechanismus 14 ein 55 Das folgende Beispiel soll eine Kombination von

Gehäuse 38 mit einem Kanal 32, eine gekrümmte Bestandteilen veranschaulichen, die in dem Ausfüh-

Ventilscheibe 34, ein äußeres Konstruktionselement rungsbeispiel gemäß F i g. 1 verwendet werden. Es

16 mit einer öffnung 36 sowie Dichtringe 48 und werden die gleichen Bezugszeichen in dem Beispiel

50 auf. Eine Schrägkante 52 kann als ein Mittel zum wie in den Zeichnungen verwendet.

Einlassen des Treibmittels aus der Druckpackung 12 60 Die becherförmige Kammer hatte einen maximalen

vorgesehen sein. Innendurchmesser von 2,5 cm an der Membran. Der

Im Betrieb strömt das Treibmittel aus der Druck- Teil 47, der in die Kammer hineinragt, hatte einen

packung 12 durch den Kanal 32 über die Ventil- Außendurchmesser von 9,5 mm und eine Länge von

scheibe 34 und in die Eingangsöffnung 36. Die 19 mm. Der Kanal 24 und die öffnung 40 hatten

Durchflußmenge des Treibmittels wird von der An- 65 einen Innendurchmesser von 4,0 mm. Der Durch-

derung in der Form der Ventilscheibe auf Grund des messer der Ausgangsöffnung 42 in dein Kanal 24

mechanischen Drucks auf diese Scheibe bestimmt, betrug 1 mm. Die Membran 20 bestand aus beson-

wie im nachfolgenden beschrieben. Ein geeignetes ders hartem Messing einer Dicke von 0,2 mm und

einem sphärischen Radius von 8,6 cm. ^J^ schaft 22 war aus Kunststoff und hatte einen unge dehnten Außendurchmesser von 6,35 mm..

Diese Kombination der Einzeileile ergaben eine Einstellmöglichkeit des Abgabezyklus; von (bis 700 Takten ie Stunde. Die Form und Dimensionen der Einzelteile können selbstverständlich etwas abgewan-

Einweieres Ausführungsbeispiel der Sprühvorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt Bn diesem Ausfuhrungsbeispiel werden das Treibmittel und das Gemisch in der Druckpackung aufbewahrt. Das Gehäuse 58 weist eine Kammer 60 auf d« mechanisch mit dem Ventil 62 und der Ventilscheibe 641 verbunden ist Das Ventil enthält außerdem den Tei 63 mit einem Kanal und Dichtringen 67, 69. Die Schrägkante 68 des Ventils 62 läßt das Treibmittel wirksam aus der Druckpackung entweichen. Das Gehäuse 58 hat eine Ausgangsöffnung 70 und eine Eingangsoffnung 72 Die Membran 74 ist in der Kammer 60 angeordnet und mit dem Gehäuse 58 verbunden. Eine die öffnung 70 schließende Stange 76 »t mit der Membran 74 verbunden. Ein weicher nachgiebiger Sitz 78 bewirkt eine wirksame Dichtung der Öffnung 70.

Im Betrieb wandern das Treibmittel und das Gemisch gemeinsam durch den Kanal 65 im Ventil 62 über die Ventilscheibe 64 durch die Öffnung 72 in die Kammer 60. Hat sich eine ausreichende Menge in der Kammer angesammelt, übt der Druck in der Kammer einen Druck auf die Membran 74 aus, der ausreicht, daß diese in ihre zweite Stellung in der in Fig 2 dargestellten Art einrastet. Die Bewegung der Membran 74 zieht die Stange 76 von dem Sitz 78, so daß das Treibmittel und das Gemisch in die Atmosphäre austreten können. Auf Grund des Druckverlustes in der Kammer 60 durch diese Wirkung kehrt die Membran 74 in ihre Ausgangsstellung zurück, so daß die Stange 76 und die Abdichtung 78 die öffnung 70 wiederum schließen. Der Zyklus wiederholt sich automatisch.

Die Durchflußmenge des Treibmittels und des Gemisches in die Kammer 60 kann durch die Änderung der Gestalt der Ventilscheibe 64 m derselben Art gesteuert werden, wie dies in Fig. 4 und 4a dargestellt ist, wodurch eine Änderung m der relativen Stellung des Gehäuses 58 gegen das Element 63 bewirkt wird. Ist eine nicht einstellbare Zyklusfrequenz erwünscht, so kann die mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse 58 und dem Ventil ein Preßsitz gemäß F i g. 5 sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Automatische Sprühvorrichtung für einen Treibmittel enthaltenden Druckbehälter mit einem Auslaßventil, das mittels einer hin- und herbewegbaren Membran betätigt wird, welche

eine Wand einer Kammer bildet, die mit dem Druckbehälter über eine Einlaßöffnung verbunden ist, wobei die Membran einseitig mit Druck beaufschlagt wird, und zwei druckabhängige Raststellungen aufweist, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Membran eine gewölbte federnde Scheibe (20, 74) ist und in der Einlaßöffnung (32, 36, 65, 72) der Kammer (18, 60) ein Mikroventil (34, 38, 64, 63) mit verstellbarem Durchlaßquerschnitt angeordnet ist.

^ao

2. Automatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20, 74) den Verschlußkörper (22, 76) des Auslaßventils trägt.

3. Automatische Sprühvorrichtung nach An- *5 spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Mikroventil mit verstellbarem Durchlaßquerschnitt eine gewölbte Ventilscheibe (34, 64) aufweist, die mit ihrer konvexen Seite in verstellbarem Maß gegen die Durchtrittsöffnung (36, 72) zur Kammer (18, 60) gedrückt wird.

4. Automatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (34, 64) in einer Erweiterung vor der Durchtrittsöffnung (36, 72) angeordnet ist und

ein der Treibmittelzuführung dienender Hohlzylinder verstellbar gegen die Ventilscheibe gedruckt wird.

5. Automatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Mikroventilscheibe (34, 64) die Form eines Zylinderabschnittes besitzt.

6. Automatische Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (22) des Auslaßventils einen kegelstumpfförmigen elastischen Stirnteil hat, der auf ein gegengleich ausgebildetes rückwärtiges Ende eines vom Austrittskanal (24) durchsetzten Gehäuses (47) abdichtend aufsetzbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen