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Selbstschließendes Sprühventil für Gas-Flüssigkeitslösungen enthaltende
Druckbehälter.
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Die Erfindung betrifft ein selbstschließendes Sprühventil für Gas-Flüssigkeitslösungen
enthaltende Druckbehälter, mit einem entgegender Wirkung einer sich gegenüber dem
Ventilgehäuse abstützenden Schließdruckfeder im Öffnungssinne bewegbaren und mit
axialen und radialen Durchtrittskanälen für die Gas-Flüssigkeitslösung versehenen
Ventilkegel, der mit mindestens einer über den etwa radialen Durchtrittskanälen
angeordneten Ringnut versehen ist, in die der innere Umfang des Loches in einer
zwischen Behälterdeckel und der Stirnkante des mit dem Behälterdeckel fest verbundenen
Ventilgehäuses am Außenrand dicht eingeklemmten elastischen Dichtungsscheibe mit
zum Ventilkegel radialer Vorspannung eingreift. Bei einigen bekannten Konstruktionen
ist die Ringnut auf der dem Behälter zugekehrten Seite durch eine zur Achse des
Ventilkegels senkrechte Ringschulter begrenzt, durch die das Hindurchrutschen des
Ventilkegels durch die Dichtungsscheibe unter der Wirkung des im Behälter herrschenden
Druckes vermieden werden soll. Abgesehen davon, daß hierdurch die spezifische Flächenpressung
im Sinne einer Abdichtung zwischen Ventilkegel und Dichtungsscheibe verringert wird,
haben
diese Konstruktionen den Nachteil, daß sowohl bei der normalen Druckabfüllung des
Behälters, die nur durch den Ventilkegel erfolgt, als auch beim Hochdruckfüllverfahren,
bei dem zusätzlich durch den Ringspalt zwischen Ventilkegel und Dichtungsscheibe
eingefüllt wird, dem einströmenden Medium ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt
wird. Hierzu trägt nicht unwesentlich der geringe Durchtrittsquerschnitt bei, der
zwischen dem im Ventilgehäuse geführten Teil des Ventilkegels und der Innenwandung
des Ventilgehäuses in der Regel zur Verfügung steht. Die Folge ist eine nennenswert
höhere Abfüllzeit für mit diesen bekannten Ventilen ausgestattete Behälter. Bei
den bekannten Ventilkonstruktionen besteht ferner die Gefahr, daß bei der von oben
erfolgenden Montage des Ventils in dem Deckel für den Durckbehälter der in das Ventilgehäuse
eingesetzte Ventilkegel sich während des Montageweges bis zur formschlüssigen Verbindung
des Ventilgehäuses mit dem Dosendeckel verkan-tet. In diesen Fällen muß die Montagemaschine
vorübergehend stillgesetzt und der Ventilkegel wieder genau axial in das Ventilgehäuse
von Hand eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ventile besteht
in der Möglichkeit des Verkantens des Ventilkegels bei seiner Betätigung im öffnungssinne.
Dabei besteht die Möglichkeit der Spaltbildung zwischen Ventilkegel und Dichtungsscheibe,
so daß zusätzliche Mengen der Aerosolflüssigkeit unverhofft durch diesen Spalt austreten.
Diese Gefahr entsteht vor allem dann, wenn die Elastizität der aus synthetischem
oder natürlichem Gummi oder gummiähnlichen Werkstoffen bestehenden Dichtungsscheibe
durch Alterung nachläßt. Es liegt auf der Hand, daß hierdurch beim Versprühen z.
B. von Insektiziden eine ernsthafte Körperbeschädigung des Bedienenden, z. B. der
Augen, eintreten kann. Die Möglichkeit des Verkantens des Ventilkegels beruht darauf,
daß in der Regel
der Ventilkegel nur auf verhältnismäßig geringer
Länge im Ventilgehäuse geführt ist.
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Die Erfindung sieht eine Verbesserung dieser bekannten Konstruktionen
dadurch vor, daß der Ventilkegel mit einem inneren1 Führungsschaft an über den Innenumfang
des Gehäuses im Abstand angeordneten Führungsbacken axial verschieblich geführt
ist und bei geschlossenem Ventil die von der Ringnut im Ventilkegel auf die oberhalb
und unterhalb der neutralen Biegezone liegenden Umfangsabschnitte des Loches in
der Dichtungsscheibe gleichzeitig einwirkenden Kräfte in eine zum Ventilkegel jeweils
etwa radiale und eine etwa achsparallele Kraftpomponente zerfallen, wobei die beiden
Kraftkomponenten am oberen und unteren Lochrand der Dichtungsscheibe am größten
bemessen sind. Die im Sinne einer Abdichtung zwischen Dichtungsscheibe und Ventilkegel
wirksamen Kräfte sind im wesentlichen auf den oberen und unteren Lochrand der Dichtungsscheibe
im Sinne einer etwa linienförmigen Berührung mit der Ringnut konzentrisch. Es wird
damit eine hohe spezifische Flächenpressung erreicht, die in beiden axialen Richtungen
eine hervorragende Abdichtung zwischen Dichtungsscheibe und Ventilkegel gewährleistet.
Gleichzeitig ermöglicit das zur Erzielung dieser KrAftezerRegung erforderliche Profil
der Ringnut eine bemerkenswert schnellere Druckfüllung des Aerosolbehälters. Ferner
wird bei der Montage cs Ventils eine stets exakte Stellung des Ventilkegeis innerhalb
des Ventilgehäuses erreicht, so daß eine Verkantung des Ventilkegels bei der Betätigung
des Ventiles und damit mögliche bndichtigkeitell zwischen Dichtungsscheibe und Ventilkegel
ausgeschlossen sind. Ausserdein wird hierdurch die Gefahr der Verkantung des Ventil
kegels bei der Montage des Ventils im Behälterdeckel vermieten.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Ventilkegel auf der dem Behälter zugekehrten Seite der Ringnut it über den Umfang
des Ventilkegels in Abständen angeordneten, radial nach außen vorspringenden, für
die Dichtungsscheibe vorgesehenen Hilfsstützen versehen ist, deren Stützflächen
im Längsschnitt eine Verlängerung des dem Behälter zugekehrten Teiles des Profiles
der Ringnut darstellen. Da der Fußkreisdurchmesser der radial nach außen vorspringenden
Hilfsstützen dem Durchmesser des auf der dem Behälter abgekehrten Seite der Ringnut
vorgesehenen Ventilkegelabschnittes entspricht und der Kopfkreisdurchmesser gegenüber
dem Fußkreisdurchmesser nur wenig größer bemessen ist, bleibt ein verhältnismäßig
großer Ringraum zwischen den Hilfsstützen und der inneren Wandung des Ventilgehäuses
als Durchströmquerschnitt für die Gas-Flilssigkeitslösung des Behälters frei.
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Durch die zum Behälter hin schräg nach außen abwärts gerichtete-Neigung
der sich an die Ringnut anschließenden Stützflächen dieser Hilfsstützen und infolge
der von diesen eingeschlossenen Längsnuten oder Aussparungen wird ein günstiger
Strömungsverlauf des Mediums bei der Druckfüllung des Behälters als auch bei der
Entleerung desselben erzielt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der innere Führungsschaft
auf der dem Behälter zugekehrten Seite der Hilfsstützen vorgesehen und gegenüber
dem Ubrigen Teil des Ventilkegels im Durchmesser stark verringert ist, während die
Zwischenräume zwischen den Fthrungsbacken Verbindungskanäle zwischen dem Inneren
des Behälters und des Ventilgehäuses bilden, wobeidiebeiden Enden der den Führungsschaft
umgebenden Schließdrackfeder an einer dem Behälter zugekehrten Ringschulter sowie
an
diesen zugekehrten Stirnseite der Führungsbacken des Ventilgehäuses
abgestützt sind. Hierdurch wird einerseits eine in jeder Ventilstellung zuverlässige
und exakte axiale Führung des Ventilkegels erreicht, während andererseits durch
die Stützbacken sowohl das Widerlager der Schließfeder als auch Durchtrittskanäle
für die Gas-Flüssigkeitslösung gebildet werden. Gleichzeitig wird die Stabilität
des Ventilgehäuses durch diese radial nach innen vorspringenden und über den inneren
Umfang des Ventilgehäuses.verteilten Führungsbacken verbessert.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei AusfUhrungsbeispielen veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 ein Sprühventil in senkrechtem Längsschnitt in geschlossenem Zustand,
Fig. 2 das Sprühventil nach Fig. 1 in geöffnetem Zustand.
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In den Fig. ist ein selbstschließendes Sprühventil für einen eine
Gas-Flüssigkeitslösung, z. B. in verflussigtem Treibgas gelöstes Insektizid, enthaltenden,
nicht dargestellten Druckbehälter veranschaulicht, das im wesentlichen aus einem
Gehäuse 1, einem Ventilkegel 2, einer elastischen Dichtungsscheibe 3 und einer Schließfeder
4 besteht. Der Ventilkegel 2 ist entgegen der Wirkung der Schließdruckfeder 4 und
der Elastizität der Dichtungsscheibe im Offnungssinne bewegbar. Der innere Lochrand
der Dichtungsscheibe 3 ist mit radialer Vorspannung in einer Ringnut 5 des Ventilkegels
eingesetzt, deren größte Breite um etwa ein Drittel größer bemessen ist als die
Dicke der Dichtungsscheibe. Bei der in Fig. 1 geschlossenen SteliuAg des Ventils
werden die von der Ringnut 5
im Ventilkegel 2 auf die oberhalb und
unterhalb der neutralen Biege zone liegenden Umfangsabschnitte des Loches in der
Dichtungsscheibe 3 gleichzeitig einwirkenden Kräfte in eine zum Ventilkegel 2 jeweils
etwa radiale und eine etwa achsparallele Kraftkomponente zerlegt. Infolge der Profilform
der Ringnut sind dabei die beiden Kraftkomponenten am oberen und unteren Lochrand
der Dichtungsscheibe am größten bemessen. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1
und 2 wird dies durch eine im Querprofil etwa kreisbogenförmige Ringnut erzielt.
Selbstverständlich kann das Profil der Ringnut aber auch die Form einer Kettenlinie
oder einer Parabel oder dergleichen aufweisen oder auch V-förmig ausgebildet sein.
Wesentlich-ist lediglich, daß im Bereich des dem Behälter zu- bzw. abgekehrten Lochrandes
in der Dichtungsscheibe eine besonders hohe spezifische Flächenpressung vorhanden
ist, durch die sowohl am oberen als auch am unteren Innenrand ein besonders guter
Abdichtungseffekt erzielt wird. In Abhängigkeit von der radialen Vorspannung und
der Art des Werkstoffes für die Dichtungs-Scheibe ist die Bildung eines Ringraumes
6 zwischen dem Boden der Ringnut 5 und der zylindrischen Innenfläche des Loches
in der Dichtungsscheibe möglich. Aber selbst bei Verwendung von stark elastischem
Werkstoff für die Dichtungsscheibe, der die Nut vollkommen ausfüllt, wird der angestrebte
Zweck einer erhöhten spezifischen Flächenpressung sowohl am oberen als auch am unteren
Lochrand durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kräfte zerlegung durch die Ringnut
erzielt.
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Die Ringnut 5 überdeckt mindestens einen radialen Durch trittskanal
7, der in Strömungsrichtung der Gas-Flüssigkeitslötung in einen axialen Durchtrittskanal
8 des Ventiegels 2 mündet, welcher im Bereich des radialen Dürchtrittekanals 7 beginnt
und nur zum äußeren Ende hin offen i-stE
Auf den den axialen Durchtrittskanal'
8 umschließenden Schaft 9 des Ventilkegels ist eine aus Kunststoff bestehende .Sprühkappe
10 fest, aber lösbar aufgesetzt, deren Kammer 11 den axialen Durchtrittskanal 8
mit einer düsenförmigen Sprihöffnung 12 im Sprühkopf 10 verbindet. Der Sprühkopf
besitzt eine Auflagefläche 13 für den Druckfinger der das Ventil bedienenden Person.
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Der den axialen Durchtrittskanal 8 umgebende äußere Schaft 9 des Ventilkegels
2 ragt durch eine mittlere Öffnung 14 in den Dom 15 eines Behälterdeckels 16 hindurch.
In den Dom ist das VentilgehäuGe 1 eingesetzt, dessen der mittleren Öffnung 14 im
Dom zugekehrte, außen abgefaßte Stirnfläche den Außenrand der Dichtungsscheibe gegen
die Innenseite des Domes durch Eindrücken des zylindrischen Teiles des Domes unter
einen im Durchmesser erweiterten Teil 17 des Ventilgehäuses fest und dicht verspannt.
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Der Ventilkegel 2 ist auf der dem. Behälter zugekehrten Seite der
Ringnut mit über den Umfang des Ventilkegels 2 in Abständen angeordneten, radial
nach außen vorspringenden Hilfsstützen 18 für die Dichtungsscheibe versehen. Die
Stützflächen 19 der HilfsstÜtzn sind schräg abwärts in Richtung zum Behälter gerichtet,
d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel, daß ihre Flächen im Querschnitt eine
Verlängerung des kreisbogenförmigen Profils der Ringnut darstellen. Im Falle einer
V-förmigen Nut würden die Stützflächen eine Verlängerung der unteren kegelförmigen
Begrenzungsfläche der Nut darstellen.
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Der Grundkreis des Querschnitts des Ventilkegels im Bereich der Hilfsstützen
18 entspricht im Durchmesser dem des den Durchtrittskanal 8 umgebenden äußeren Schaftes
des Ventilkegels, während der Kopfkreis-der HilfsstUtzen 18
nur
geringfügig größer bemessen ist, so daß der zwischen dem Ventilkegel und dem Ventilgehäuse
vorhandene freie Ringraum 20 einen ungewöhnlich großen Durchtrittsquerschnitt für
die Behälterflüssigkeit bildet.
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Die zum Behälter hin geneigten Stützflächen 19 der Hilfsstützen 18
sowie zwischen den Hilfsstützen vorgesehene, jeweils-über große Umfangsabschnitte
reichende Längsnuten 21 vermeiden eine scharfe Umlenkung des strömenden Mediums
und damit verbundene Drosselwirkungen.
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Auf der dem Behälter zugekehrten Seite der Hilfsstützen 18 ist ein
im Durchmesser stark verringerter innerer Führungsschaft 22 des Ventilkegels 2 an
innerhalb des Ventilgehäuses 1 vorgesehenen Führungsbacken 23 axial verschieblich
geführt. Die Führungsbacken sind mit der Innenwandung und dem Boden des Ventilgehäuses
1 verbunden und als verhältnismäßig schmale Rippen ausgebildet. Sie schliessen Zwischenräume
zwischen sich ein, die Verbindungskanäle 24 zwischen dem Inneren des Behälters und
des Ventilgehäuses bilden.
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Die beiden Enden der den Führungsschaft 22 umgebenden Schließdruckfeder
4 sind an der dem Behälter zugekehrten Stirnseite der Hilfsstützen 18 auf einer
Ringschulter 25 und an der-dieser zugekehrten Stirnseite 26 der Führungsbacken 23
des Ventilgehäuses abgestützt. Der innere Führungsschaft 22 des Ventilkegels ist
im Bereich des an der Ringschulter 25 liegenden äußeren Endes der Schließdruckfeder
4 auf geringer Länge im Durchmesser etwa dem Innendurchmesser der Schließdruckfeder
ngepasst, deren Außendurchmesser etwa demjenigen des äußeren Schaftes 9 des Ventilkegels
entspricht. Der Hauptabschnitt des inneren Führungsschaftes 22 ist gegenüber dem
Innendurchmesser der Schließdruckfeder 4 geringer bemessen, um eine Reibung zwischen
den sich relativ zueinander bewegenden Teilen
zu vermeiden. Zweckmäßig
besitzen auch die Fthrungsbakken 23 im Bereich ihrer der Schließdruckfeder zugekehrten
Stirnseite 26 das innere Ende der Schließfeder aussen umgebende nicht dargestellte
Ansätze, durch die das Federende festgelegt ist.
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Das Ventilgehäuse 1 ist im Boden mit einer Durchtrittsöffnung 27 versehen,
die in einen in den Behälter gerichteten Ansatz 28 für ein auf diesen aufgeschobenes
Tauchrohr 29 einmündet. Der' Ansatz 28 ist mit einem zahnförmigen Ringbund 30 versehen,
durch die eine rastenähnliche Verbindung zwischen Tauchrohr und dem Ansatz 28 erzielt
wird.