DE1648150B2 - Aerosolzumessventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Acrosol/umeßvcnlil mit einer nachgiebigen Membran, die eine Mittelbohrung hat und die die obere öffnung des Ventilgehäuses unter Bildung einer Meßkammer abdichtet, mit einer innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten und sich mit Gleitsitz durch die Mittelbohrung der Membran hindurch und über den Aerosol-Druckbehälter hinaus erstreckenden Ventilstange, die einen inneren Längskanal aufweist, der in einer oberen Axialöffnung der Ventilstange endet und eine seitliche öffnung hat, die von der nachgiebigen Membran in der Schließstellung des Ventils abgedeckt ist, in der die Ventilstange durch eine Feder gehalten wird, welche auch den Boclenabschnitt der Ventilstange vom Dich-Uingseingriff mit einer unteren Meßkammeröffnung in der Weise abhält, daß nach einer entgegen der Feder erfolgten Abwärtsbewegung der Ventilstange einerseits die seitliche Ventilstangenöffnung außer Eingriff mit der Membran und in Verbindung mit der Meßkammer steht sowie andererseits de- Bodenabschnitt der Ventilstange die untere Meßkammeröffnung verschließt.

Ein solches Aerosolzumeßventil ist bereits aus der USA.-Patentschrift 2 856 103 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Zumeßventil besteht die Membran aus einem Dichtungsring, dessen Außenfläche im Kopf des Gehäuses eng aufgenommen ist. Auch bei flüssigen Aerosolen besteht das Problem der absolut sicheren Abdichtung der Ventilstange an der Dichtungsmembran. Dieses Problem ist bekannt und in der Technik mehr oder weniger zufriedenstellend gelöst. Durch das häufige Axialbewegen - bei manchen derartigen Ventilen ist auch ein zusätzliches Kippen der Ventilstange möglich — tritt eine allmähliche plastische Verformung der Dichtungsmembran ein, die zu einer Undichtigkeit des Ventils führen kann. Besonders tritt diese Gefahr aber auf, wenn Pulver-Aerosole verwendet werden, da sich das Pulver zwischen Ring und Ventilstange setzt und eine dauernde Leckströmung verursacht.

Aus der USA.-Patentschrift 3 117 700 ist ein anders aufgebautes Aerosolventil bekannt. Die Dichtungsmembran weist bei dieser Ausführung einen Hals auf, der jedoch nicht zur Abdichtung zwischen Zumeßkammer und Ventilstange dient. Die seitliche Öffnung in der Ventilstange liegt genau in der Ebene der Membran, wenn sich das Ventil in der Schließstellung befindet. In dieser Stellung trägt also der Hals zur Abdichtung nicht bei Die mit einem Hals versehene Membran dient in diesem Fall der Verformung des Ventils beim Niederdrücken des Ventilelementes derart, daß der Hals des Ventils sich aufweitet, wobei der untere Rand des Halses in der Offenstellung des Ventils sich abdichtend an einen Ventilsitz anlegt. Der Hals begrenzt in der Offenstellung des Ventils die Zumeßkammer.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, das bekannte Aerosolzumeßveniil der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß eine Undichtigkeit des Ventils sicherer als bisher und auch bei Verwendung von Pulver Aerosolen vermieden wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran einen nach unten in die ivleßkammcr ragenden Hals aufweist, der einen engen Paßsitz mit der Venlilstange in der Meßkammer hat, und daß die seitliche Veniilstangenöffnung in der Schließstellung des Ventils vom Hals der Membran abgedeckt ist, der von außen von dem in der Meßkammer herrschenden Überdruck beaufschlagt ist.

Während nach dem Stand der Technik die Abdichtung zwischen der Membran und der Ventilstange ausschließlich der Elastizität des Dichtringes überlassen wird, wird gemäß der Erfindung der Druck im Behälter dazu verwendet, um eine sichere Anlage des Mcmbranhalses an der Ventilstange zu bewirken. Dieser Hals kann daher aus einem geeigneteren Material gemacht werden, da die Abdichtkraft nicht allein auf der Eigenelastizität des Materials beruht, sondern maßgeblich durch den Überdruck im Behälter unterstützt wird. Auch bei solchen Aerosolen, die in Verbindung mit bekannten Ventilen große Abdichtungsprobleme aufwerfen, nämlich Pulver-Aerosolen, arbeitet das erfindungsgerriäße Ventil vollkommen

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einwandfrei und gewährleistet auch nach längerer Betrielvzeit eine einwandfreie Abdichtung.

Hin weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dall die seitliche öffnung in der Ventilstange wegen der erheblichen axialen Länge des Halses der Membran in der Schließstellung des Ventils von der Membran abgedeckt bleibt, so daß die einzige Austrittsöffnung diejenige im Ventilkopf ist, was bei bekannten Ventilen dieser Art deswegen nicht der Fall ist, weil die Membran in axialer Richtung nur eine geringe m 1 auge hat und die seitliche Ventilöffnung der Ventilsumge daher in der Schließstellung des Ventils oberhalb der Membran liegt. Dies ist insofern nachteilig, als hei jeder Betätigung ein gewisser Teil des Inhaltes in der Ventilstange oberhalb des Dichtringes austreten und den Ventilkopf verunreinigen kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die unlere Öffnung des Ventl.gehäuses als verjüngter Ventilstangensitz ausgebildet, der an einer Manschette ausgebildet ist, die in der Öffnungsstel- ao lung des Ventils durch den Gasdruck im Aerosolbehälter in Dichtungseingriff mit dem Bodenabschnitt der Ventilstange gedruckt wird. Der Anmeldungsgeiien-aand weist hierdurch weitere Vorteile insofern auf. als auch der Bodenabschnitt der Ventilstange eine sichere Abdichtung in der Öffnungsstellung des Ventils gewährleistet. Auch hier wird eine Abdichmngsmanschette verwendet, die durch den Überdruck im Behälter eine enge Anlage an der Ventilsiangc gewährleistet und somit sicherstellt, daß in der Öifnungsstcllung des Ventils kein Medium aus dem Behälter in die Zumeßkammer strömen kann. Mit dieser Anordnung kann daher sehr genau dosiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Bodenabschnilt der Ventilstange halbkugelförmig ausgebildet und steht in Schließstellung den Ventils vollständig außer Berührung und außer Eingriff mit dem verjüngten Sitz der Ventilstange. Da der Bodenabschnitt der Ventilstange in eier Schließstellung des Ventils nicht mit dem Ventilsitz, in Berührung steht, kann hier ein freier Stoffaustausch zwischen Zumeßkammer und Behälter stattfinden. Gerade bet PuK er-Aerosolen besteht neben dem Al-dichlungsproblem die Schwierigkeit, daß sich die fcTivertcilien Fej.lkorpcr innerhalb des Ventilkörpcis anlagern und zusammenpacken, wodurch eine Verzerrung des Durchgangs und oder eine Beschädigung der Abdichtungselementc stattfindet. Dadurch, daß in der Schließstellung des Ventils die Ventiklaivj.e von ihrem Ventilsitz grundsätzlich abgehoben ist. also keinerlei Berührung mit dem Ventilsitz hat. kann es auch nicht zu diesen Schwierigkeiten kommen, die bei bekannten Ventilen erfahrungsgemäß auftreten.

Das Aerosolzumeßventil der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das Ventil und

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1 mit Darstellung der Lippen des Ventils in größerem Maßstab.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ventilkörper oder -gehäuse 10 und eine nachgiebige, geflanschte Membran 12 gezeigt, die das obere Ende des Gehäuses 10 abdichtet und zusammen mit dem 5$ Gehäuse JO eine Meßkammer 14 bestimmt. Ein geeignetes Stützmittel, wie beispielsweise eine starre Scheibe 16, liegt auf der Membran 12 und dient zur Abstützung einer Spanneinrichtung, wie beispielsweise einer Druckfeder 18, die die Ventilanordnung in Schließstellung hält.

Die Ventilstange 20 kann aus beliebigem Material, beispielsweise Kunststoff, bestehen und hat vorzugsweise eine röhrenförmige Form und ist an ihrem unteren halbkugelförmigen Ende 21, das nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird, geschlossen. Die Stange 20 ist im Gehäuse 10 angebracht und ist mit einer Längsleitung 22 und einer seitlichen Ventilstangenöffnung 24 versehen. Falls gewünscht, kann der untere Teil der Ventilstange 20 unterhalb der öffnung 24 fest sein. Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, führen mehrere Lippen 15 die Ventilstange 20 und richten letztere innerhalb des Ventilgehäuses 10 mittig aus. Drei Lippen reichen in der Praxis aus, obwohl vier Lippen dargestellt .<nd. In Schließstellung des Meßventils gemäß der Erfindung liegt die obere seitliche Öffnung 24 benachLart einem herabhängenden Hals 25, der Membran 12 und wird von diesem abgedeckt. Der Mittelabschnitt der Ventilstange 20 erstreckt sich durch die Mittelbohrung 26 der Membran 12 hindurch und gleitet in dieser Bohrung. Die Ventilstange ist genügend lang, so daß sie über den Oberteil eines nicht dargestellten Aerosol-Behälters hinausragt, um einen Betätigungsknopf 28 aufzunehmen. Nahe dem oberen Abschnitt 30 der Ventilstange 20 befindet sich ein Vorsprung oder eine ringförmige Wölbung 32, die eine Schulter für die Feder 18 schafft und als Bcgrenzungsanschlag für die Ventilstange 20 wirkt. Falls gewünscht, kann die Außenfläche der Ventilstange 20 mit einem Polymer der Halogenkohlenwasserstoffe beschichtet sein, wodurch sich eine nachgiebige Paßfläche m'.t der Membran 12 ergibt. Die untere halbkugelförmige Ventileinrichtung 21 der Ventilstange 20 befindet sich in dei Nähe eines unteren, sich verjüngenden Ventilslangcnsitzes 34, der im Bodenabschnitt des Ventilgehäuses 10 vorgesehen ist. Das halbkugelförmiye Ende 21 dient dazu, die sich verjüngende Öffnung 36 im Ventilgehäuse 10 abzudichten, wenn der Betätigungsknopf 28 niedergedrückt wird und das Meßventil sich in Offenstellung befindet, so daß die zugemessene Charge aus der Meßkammer 14 entweicht. Der Sitz 34 hat einen vorragenden Manschettenabschnitt 45. der in abdichtenden Eingriff mit dem unteren Ende 21 der Ventilstange durch die Wirkung des inneren Gasdruckes des Aerosol-Behälters gebracht wird. Derselbe Gasdruck unterstützt die Abdichtung der oberen Vcntilstnngenöffrung 24 mit dem herabhängerden Hals 25 der Membran 12. wie die Pfeile in F i g. 1 andeuten.

Die Dmckfeder 18 liegt außerhalb um die Ventilstange 20 herum zwischen der starren Scheibe if» und der ringförmigen Wölbung 32. um so das finde 21 der Ventilslange 20 von dem abdichtenden Eingriff mit der konischen öffnung 36 des Ventilstangensitzes 34 wegzuhalten. Die Ventilanordnung der Erfindung wird in einem Aerosol-Behälter mittels eines herkömmlicher. Deckels oder Verschlusses 37 an Ort und Stelle gehalten. Der Flanschabschnitt 39 'tnd die Sicke 41 des Verschlusses 37 bilden die Mittel, durch welche die Ventilanordnung zusammengehalten und innerhalb eines nicht dargestellten Aerosol-Behälters herabhängend fest angeordnet wird.

Ein herkömmliches Auslaßrohr 38 reicht in einen Standard-Aerosol-Behälter hinein und ist am unteren Abschnitt des Ventilgehäuses 10 angebracht und kommuniziert mit der Meßkammer 14. Der nicht dar-

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gestellte Innendurchmesser des Auslaßrohres 38 ist kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung 36 der Ventilanordnung. Auch sollte Sorge getragen werden, daß der Durchgang des Auslaßrohres sich nicht zu nahe am Ende 21 der Ventilstange 20 befindet, um so ein Zusammenballen lockerer Teilchen gegen den Kanal des Auslaßrohres 38 und damit ein Zusätzen des Rohres zu vermeiden. Der richtige Abstand läßt sich leicht von jemandem finden, der die durchschnittliche Übung auf dem Fachgebiet hat. Der Druckknopf 28 hat einen Längskanal 40, der eine Auslaßöffnung 42 aufweist, deren effektiver Durchmesser größer als der der Ventilstangenöffnung 24 ist, um ein Verstopfen zu verhindern. Der Längskanal 40 kommuniziert mit der Längsleitung 22 der Ventilstange 20 durch die Axialöffnung 43 am oberen Ende der Ventilstange 20. Wenn der Betätigungsknopf 28 niedergedrückt wird, wird die Ventilstange 20 in Längsrichtung entgegen der Wirkung der Feder 18 von einer normalen Schließstellung in eine offene oder Abgabestellung bewegt. Die offene oder Abgabestellung wird erreicht, wenn die Längsleitung 22 mit der Meßkammer 14 des Ventilgehäuses 10 über die seitliche Ventilstangenöffnung 24 kommuniziert. Beim Nachlassen des Druckes auf den Betätigungsknopf 28 bewegt die Feder 18 die seitliche Ventilstangenöffnung 24 der Ventilstange 20 zurück und schließt diese und öffnet die untere Öffnung 36, wodurch die Meßkammer 14 mit der nächsten abgemessenen Charge gefüllt wird.

Die Lage der seitlichen Ventilstangenöffnung 24 ist insofern kritisch, als sie so angeordnet werden muß, daß, wenn die Ventilstange 20 längs in die Abgabestellung bewegt wird, die obere öffnung 24 von ihrem abdichtenden Eingriff mit der Membran 12 weg und in kommunizierende Verbindung mit der Meßkammer 14 bewegt wird. Zu gleicher Zeit dichtet das untere Ende 21 der Ventilstange 20 die Meßkammer 14 ab, wodurch sichergestellt wird, daß nur eine vorgegebene zugemessene Menge von Aerosol innerhalb der Meßkammer 14 aus dem Aerosol-Behälter herausgedrückt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, daß die sich verjüngende untere öffnung 36 vollständig abgedichtet wird, bevor die öffnung 24 in die Meßkammer 14 eintritt. Wenn entsprechend der Betätigungsknopf 28 freigegeben wird, muß die kommunizierende Verbindung zwischen der öffnung 24 und der Meßkammer 14 unterbrochen sein, bevor letztere zum Auslaßrohr 38 hin und dem Innendruck des Aerosol-Behälters geöffnet wird, der natürlich die Meftkammer 14 selbsttätig jedesmal füllt, wenn die Ventilanordnung sich in ihrer normalerweise geschlossenen oder Abdichtungsstellung befindet. Im Meßventil der Erfindung wird die Meßkammer 14 durch die unter Druck gesetzte Aerosol-Zusammensetzung mit dem abzugebenden Material gefüllt, wenn die Ventilstange

IS 20 nicht herabgedrUckt ist und das untere Ende 21 sich in Offenstellung befindet, während die obere Ventilstangenöffnung 24 normalerweise geschlossen ist oder sich in Abdichtungsstellung befindet. Wenn die Ventilstange 20 später in die Abgabestellung be-

4ό wegt wird, wird das in der Kammer 14 enthaltene Material durch die Auslaßöffnung 42 über die öffnung 24, die Längsleitung 22 und die öffnung 43 ausgegeben. Natürlich wird die abzugebende Menge, also die Dosierung, von der Kapazität oder dem Volumen der Meßkammer 14 bestimmt. Es wird bemerkt, daß die Druckfeder 18 außerhalb angebracht ist und nicht in Berührung mit dem abzugebenden Material tritt, so daß sie auch nicht verschmutzen kann und im wesentlichen störungssicher ist. Versuche haben gezeigt, daß, wenn die Spanneinrichtung dort hingelegt wird, wo sie im direkten Kontakt mit dem abzugebenden Material steht, eine wiederholte Benutzung eines derartigen Ventils zur Folge hat, daß die Spanneinrichtung verschmutzt, sich also zusetzt und daher unwirksam wird. Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß der Gasdruck im Behälter und in der Zumeßkammer hilft, die abwärts ragende Manschette 45 des unteren, sich verjüngenden Ventilsitzes 34 in abdichtendem Eingriff mit dem unteren Ende 21 der Ventilstange 20 und den nach unten ragenden Hals 25 der Membran 12 in abdichtendem Eingriff mit der oberen Ventilstangenöffnung 24 zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aerosolzumeßventi! mit einer nachgiebigen Membran, die eine Mittelbohrung hat und die die obere öffnung des Ventilgehäuses unter Bildung einer Meßkammer abdichtet, mit einer innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten und sich mit Gleitsitz durch die Mittelbohrung der Membran hindurch und über den Aerosol-Druckbehälter j ο hinauserstreckenden Ventilstange, die einen inneren Längskanal aufweist, der in einer oberen AxialöfFnung der Ventilstangc endet und eine seitliche Öffnung hat, die von der nachgiebigen Membran in der Schließstellung des Ventils abgedeckt ist, ü: der die Ventilstange durch eine Feder gehalten wird, welche auch den Bodenabschnitt der Ventilstange vom Dichtungseingriff mit einer unteren Meßkammtröffnung in der Weise abhält, daß nach einer entgegen der Feder erfolgten Abwärtsbewegung der Ventilstange einerseits die seitliche Ventilstangenöffnu/ig außer Eingriff mit der Membran und in Verbindung mit der Meßkammer steht sowie andererseits der Bodenabschnitt der Venlilstange die untere Meßkammeröffnung verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) einen nach unten in die Meßkarumer (? 4) ragenden Hals (25) aufweist, der einen en^en Paßsitz mit der Ventilstange (20) in der Meßkamm-r (14) hat, und daß die seitliche Ventilstangenöffnung (24) in der Schließstellung des Ventils vom Hals (25) der Membran (12) abgedeckt ist, der von außen von dem in der Meßkamnier (14) herrschenden Überdruck beaufschlagt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die untere öffnung (36) des Ver.tilgehäuscs (10) als verjüngter Ventilstangensitz (34) ausgebildet ist. der an einer Manschette ausgebildet ist, die in der Öffnungsstellung des Ventils durch den Gasdruck im Aerosolbehälter in Dichtungseingriff mit dem unteren Ende (21) der Ventilstange (20) gedruckt wird.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (21) der Ventilstangc Ί5 (20) halbkugelförmig ausgebildet ist und in Schließstellung des Ventils vollständig außer Bcrülirung und außer Eingriff mit dem verjüngten Sit/ (34) der Ventilstange stellt.

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