DE2119457A1 - Aerosolbehalterventil - Google Patents

Description

DIPL.-CIIEM. DR. AXFRED SCHÖN

PATENTANWÄLTE

Seaquist Valve Company Division of Pittway Corporation 1160 N. Silver Lake Road Cary, Illinois 60013

Aerosolbehälterventil

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Aerosolventiltauchrohre und befaßt sich insbesondere mit langen kapillarartigen Tauchrohrkonstruktionen. .

Aerosolabgabevorrichtungen bestehen gewöhnlich aus einem Behälter, in dem ein Überatmosphärendruck; herrscht, wobei sich ein Ventil an dem oberen Ende des Behälters befindet, um die Abgabe des Produktes zu steuern. Das Ventil wird im allgemeinen manuell in Gang gesetzt und steht unter einer Spannung, um die Abgabeöffnung abzudichten, wenn die Aero-

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solabgabevorrichtung nicht verwendet wird. Ein Tauchrohr ist vorgesehen, das sich in Abwärtsrichtung zu einer Stelle in der Nähe des Behälterbodens erstreckt.

In Aerosolabgabevorrichtungen dieses Typs"nimmt das gasförmige Treibmittel normalerweise den Raum in dem Behälteroberteil um das Ventil herum ein, während das flüssige Treibmittel und das Produkt in dem Rest des Behälters vorliegen.

W Die Abgabevorrichtung wird während der üblichen Verwendung gewöhnlich in aufrechter Stellung gehalten, wobei das untere Ende des Tauchrohres in das flüssige Produkt eintaucht. Das Ventil wird entweder durch Neigen oder durch Eindrücken des Ventilschaftes geöffnet. Wird das Ventil geöffnet, dann drückt der Innendruck, der durch das gasförmige Treibmittel auf die Oberfläche des flüssigen Produktes ausgeübt wird, das Produkt in Aufwärtsrichtung in das Tauchrohr und aus dem Ventil als Aerosolspray heraus. Da das untere Ende des Tauchrohres sich an dem Bodenteil des Behälters befindet, kann man solange das Produkt versprühen, bis der Vorrat an dem Produkt erschöpft ist.

Um die Herstellungskosten von Aerosolabgabevorrichtungen herabzusetzen, wär!e es zweckmäßig, eine Abgabevorrichtung zur Verfügung zu haben, die weniger Treibmittel oder weniger kostspieliges TreiJsRittel erfordert,ι am den Inhalt de* Behälters auszutreiben. Bei den in den meisten Abgabevorrichtungen verwendeten Tauch£ohren besteht eine bestimmte minimale Menge an Treibmittel pro Behälter, die zur Abgabe des Produktes erforderlich ist. Es wurde jedoch gefunden, daß mit abnehmendem Durchmesser des' Tauchrohres und mit steigender Länge desselben eine kleinere Menge an Treibmittel dazu ausreicht, eine gege-

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bene Menge des gleichen Produktes abzugeben.

Es wurden einige nicht erfolgreiche Versuche unternommen, dieses Prinzip der Einsparung von Treibmittel in der Praxis anzuwenden. Gemäß einer Vorrichtung wird ein langes, dünnes Kapillarrohr mit dem Ventil verbunden» wobei dieses Rohr innerhalb eines breiten Rohres enthalten ist. Dabei wurde jedoch festgestellt, daß beim Erhitzen des Behälters während des Füllens das Kapillarrohr zerfasert wird und sich aus dem breiten Rohr bewegt. Ferner wurde die Feststellung gemacht, daß sich das Kapillarrohr auf dem Boden des Behälters zusammenballt. Dies ist insofern nachteilig, als sich in derartigen Fällen das Ende des Tauchrohres in den Raum erstreckt, der nur von dem gasförmigen Treibmittel eingenommen wird. Tritt dieser Fall ein, dann wird kein Produkt abgegeben, sodaß die Abgabevorrichtung nicht mehr ihre Funktion erfüllt.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Aerosolbehälters, der weniger Treibmittel oder weniger kostspieliges Treibmittel erfordert, um eine gegebene Produktmenge abzugeben. Durch die Erfindung wird eine Aerosolabgabevorrichtung zur Verfügung gestellt, bei deren Verwendung eine konstante Sprühgeschwindigkeit während ihrer ganzen Gebrauchsdauer aufrechterhalten wird, und zwar auch dann, wenn der Druck in dem Behälter als Folge der Tatsache abnimmt, daß der Kopfraum zunimmt und das Produkt abnimmt. In dem erfindungsgemäßen Aerosolbehälter werden die Form und die Länge des Tauchrohres derartig reguliert, daß ein laminares Fließen bewirkt wird, das sich unter Verwendung der Reinold¹sehen Zahlen berechnen läßt. Die erfindungsgemäße Aerosolabgabevorrichtung kann während

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kurzer Zeitspannen in einer beliebigen Stellung verwendet werden, ohne daß dabei gasförmiges Treibmittel verloren geht. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Aerosolabgabevorrichtung in einer umgekehrten Stellung verwenden, obwohl ihr Ventil der üblichen Konstruktion entspricht.

In den Rahmen der Erfindung fällt ferner die Schaffung eines Kapillarrohres, das sich weder verformt noch zerfasert.

Erfindungsgemäß wird das Ventil einer Aerosolabgabevorrichtung mit einer neuen Kapillartauchrohrstruktur versehen. Zu diesem Zweck wird ein mit einer Vertiefung versehenes bedecktes Element mit dem Ventilkörper kombiniert, wobei die bedeckte Vertiefung in Verbindung mit dem Inneren des Ventilkörpers steht und dabei ein langgezogenes Kapillartauchrohr definiert.

Insbesondere ist der Ventilkörper langgestreckt, oder ein Absperrorgan ist mit dem Ventilkörper kombiniert. In beiden Fällen ist eine Vertiefung auf einer Oberfläche des langgestreckten Ventilkörpers oder des Absperrorganes ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine spiralförmige Vertiefung verwendet, wobei jedoch auch eine treppenförmige Vertiefung oder andere kontinuierliche Vertiefungen infrage kommen. Ein überdimensioniertes breites Tauchrohr oder Standardrohr wird dann an dem Ventilkörper oder an dem Absperrorgan befest Lgt, oder das Absperrorgan wird dazu verwendet, die Vertiefung zu bedecken.Eine derartige Struktur definiert eine langgestreckte Passage mit einem kleinen Durchmesser, durch welche das Produkt fließt.

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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Aerosolabgabevorrichtung mit einem langgestreckten, mit einer Vertiefung versehenen Ventilkörper.

Fig. 2 zeigt im Detail einen zweiten Typ einer spiralförmigen Vertiefung, die anstelle der in Figur 1 gezeigten Vertiefung verwendet werden kann.

Fig. 3 zeigt einen dritten Typ einer verwendbaren spiralförmigen Vertiefung.

Fig. U ist ein Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Form einer aus einem Absperrorgan und einem Tauchrohr bestehenden Einrichtung für ein Aerosolventil üblicher Bauart.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform in Form eines glatten Absperrorgans für einen mit einer Vertiefung versehenen Innenventilkörper.

Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform in Form einer Ventilkörperbefestigung.

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch eine weitere' Ausführungsform in Form eines mit einer Vertiefung versehenen Absperrorganes und eines Tauchrohres für einen glatten Innenventilkörper.

Fig. 8 zeigt im Detail eine andere Art der Vertiefung, und zwar eine aus einer endlosen Stufe bestehende Vertiefung.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Figur 1 zeigt eine typische Aerosolabgabevorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Die

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Abgabevorrichtung besteht aus einem Behälter Io mit einem geschlossenen Boden 12 mit einer Befestigungskappe 14, die das Ventil 16 trägt. Das Ventil 16 befindet sich innerhalb des üblichen zentralen Domteiles der Befestigungskappe und besteht aus einem Ventilkörper 18, einer Dichtung 2o, einem rohrförmigen Ventilschaft 22, der sich durch die Dichtung 2o erstreckt, und einer Ventildichtungsschulter 24 des Ventilschaftes 22, die durch eine Ventilfeder 26 in eine abdichtende Position gedrückt wird. Die Feder 26 wird zwischen dem Boden des Ventilschaftes und der Wand 28 in dem Inneren des ™ Behälterskörpers 18 zusammengedrückt. Der Ventilschaft 22 erstreckt sich in Aufwärtsrichtung aus dem Behälter heraus und ist mit einem Ventilknopf 29 versehen.

In der durch Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform erstreckt sich der Ventilkörper in Form eines Hohlelementes 3o. Auf der Außenoberfläche dieses Elementes 3o befindet sich eine halbkreisförmige Spiralvertiefung 34. Auf der Außenseite des Ventilkörpers 18 ist ein Tauchrohr 36 mit einem relativ großen Durchmesser befestigt. Die Vertiefung 34 definiert zusammen mit der Innenwand des Tauchrohres 36 ein kapillarförmiges und spiralförmiges Tauchrohr 32, das sich vor der Basis des Ventilschaftes 22 bis zu dem Inneren des Ventils 16 über einen Verbindungsdurchgang 38 erstreckt.

Wird der Ventilknopf 29 betätigt, dann wird das Produkt 4o in Aufwärtsrichtung durch das relativ lange kapillarartige Tauchrohr 42 gedrückt und aus dem Ventil herausgepreßt. Auch dann, wenn sich die Abgabevorrichtung nicht in der normalen- Stellung befindet, dient der untere Teil des Tauchrohres 36, der sich über den Ventilkörper 18 hinaus erstreckt, als Reservoir. Daher kann während einer kurzen Zeitspanne auch das Produkt ab-

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gegeben werden, wenn sich die Abgabevorrichtung in umgekehrter Stellung befindet.

Durch die Fig. 2 und 3 werden zwei verschiedene Arten von spiralförmigen Vertiefungen wiedergegeben; Die Vertiefung 4H von Fig. 2 ist dreieckig, während die Vertiefung H6 von Fig. 3 rechtwinklig ist.

Die Fig. M- zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Falle ist der Ventilkörper 18 nicht längsgestreckt, vielmehr ist ein mit einer Vertiefung versehenes Absperrorgan 48 in das Tauchrohr 36 an einer Stelle eingesetzt, die nahe dem Ventilkörper 18 ist, wobei jedoch das Absperrorgan den Ventilkörper nicht beruht. Man kann, wie gezeigt, ein einziges Absperrorgan verwenden, es kann jedoch auch ein zweites Absperrorgan eingesetzt werden, wodurch ein Produktreservoir zwischen den Absperrorganen geschaffen wird. Wie ersichtlich, ist keine Abänderung des Ventilkörpers bei dieser Ausführungsform notwendig. Daher kann ein Standardaerosolventil verwendet werden.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher der Ventilkörper 18 eine Verlängerung 3o aufweist, die auf ihrer inneren Oberfläche Vertiefungen aufweist. Ein glattes, zylindrisches, hohles Absperrorgan 5o ist eingesetzt und bildet das Kapillartauchrohr 32.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Befestigung. Das Innere des Tauchrohransatzes 52 des Ventilkörpers 18 nimmt ein mit einer spiralförmigen Vertiefung versehenes Absperrorgan auf, wobei das Ansatzverbindungsende 56 aus dem oberen Ende herausragt. Ein Durchgang 58 verbindet das

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Innere des Ventilkörpers mit den Vertiefungen. Ein breites Tauchrohr 36 bedeckt die Vertiefungen unter Bildung des Kapillartauchrohres 34. '

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform ähnelt derjenigen von Fig. 5, mit der Ausnahme, daß das Innere der Verlängerung 3o des Ventilkörpers'18 glatt.ist und sowohl das breite Tauchrohr 36 als auch ein Absperrorgan 48 mit einem entsprechenden Durchmesser, das spiralförmige Vertiefungen aufweist, aufnimmt.

Das durch Fig. 8 wiedergegebene Absperrorgan zeigt, daß auch eine andere Vertiefung als die spiralförmige Vertiefung verwendet werden kann. Es handelt sich um eine treppenartige Vertiefung 6o. Diese Vertiefung kann außen oder innen (nicht gezeigt) ausgebildet sein, und zwar ähnlich den spiralförmigen Vertiefungsausführungsformen, wie sie vorstehend erläutert worden sind. Erfindungsgemäß kommt jede Form einer kontinuierlichen Vertiefung infrage.

Aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen geht hervor, daß in jedem Falle ein Kapillartauchrohr mit einer be- ^ trächtlichen Länge durch die neue Anordnung einer Vertiefung auf einer Oberfläche in Kombination mit dem Ventilkörper geschaffen wird. Die Vertiefung wird durch ein breites Tauchrohr oder ein Absperrorgan bedeckt. Das Absperrorgan kann auf einer Seite (nicht gezeigt) höh] sein. Die Herstellung der vorstehend beschriebenen neuen Bauelemente gestaltet sich einfach durch die Anwendung von Spritzgußmethoden, sodaß die Herstellungskosten dieser Bauteile auf einem Minimum gehalten wer* den können. Erfindungsgemäß entfällt die Notwendigkeit der Verwendung eines besonders langen und relativ teuren Kapillar-

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tauehrohres, wie es bisher erforderlich war.

Natürlich können an dem erfindungsgemäßerf Aerosolabgabevorrichtungsventil auch Änderungen vorgenommen werden, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims (15)

1. - Io -

   Patentansprü ehe

   Ventil für eine Aerosolabgabevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilkörper ('18!K ein Element mit einer kontinuierlichen,Vertiefung (34) zugeordnet ist, wobei die Vertiefung (34) in Verbindung mit dem Inneren des Ventilkörpers (18) steht, und eine Bedeckung (36) für die Vertiefung (34) zur Bildung eines KapiHartauchrohres (32), das mit dem Inneren des Ventilkörpers (18) in Verbindung steht, vorgesehen.ist.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (34) des mit einer Vertiefung versehenen Elements eine spiralförmige Vertiefung ist.
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (34) halbkreisförmig ist.
4. 4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (34) einen dreieckigen Querschnitt besitzt.
5. 5. Ventil nach Anspruch .1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (34) einen rechtwinkligen Querschnitt besitzt.
6. 6. Ventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vertiefung (34) treppenartig ausgebildet ist.
7. 7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillartauchrohr (32) aus einem verlängerten Ventilkörper (3o), einer kontinuierlichen Vertiefung auf der äußern Oberfläche des verlängerten Ventilkörpers (34) in Verbindung

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   -limit dem Inneren des Ventilkörpers (3o) und aus einem breiten Tauchrohr (36) besteht, das über dem verlängerten Körper befestigt ist und die Vertiefung (34) zur Ausbildung des Kapillartauchrohres (32) bedeckt.
8. 8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Tauchrohr· (36) über die Basis des Ventilkörpers (18) hinaus zur Ausbildung eines Produktvorratsbehälters erstreckt, sodaß ein begrenzter Produktvorrat zur Verfügung steht, wenn die mit dem Ventil versehene Abgabevorrichtung in einer umgekehrten Position verwendet wird.
9. 9. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillartauchrohr (32) wenigstens ein Absperrorgan (48) mit einer kontinuierlichen Vertiefung auf seiner äußeren Oberfläche aufweist, wobei dieses Absperrorgan dicht in ein breites Tauchrohr (36), das an dem Ventilkörper (18) befestigt ist, zur Ausbildung des Kapillarrohres (32) eingepaßt ist.
10. 10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das breite Tauchrohr (36) über die Basis des Absperrorgans zur Schaffung eines Produktreservoirs erstreckt, um einen begrenzten Produktvorrat zur Verfügung zu haben, wenn ein Behälter mit dem Ventil in einer umgekehrten Position verwendet wird.
11. 11. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (36) wenigstens zwei sich in einem Abstand befindliche Absperrorgane (48) aufweist.

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12. 12. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillartauchrohr aus einem verlängerten Ventilkörper (3ο), einer sich in dem Ventilkörper in Aufwärtsrichtung von der Basis des Körpers erstreckenden Ausnehmung, einer kontinuierlichen Vertiefung (32) auf der inneren Oberfläche der Ausnehmung in Verbindung mit dem Inneren des Ventilkörpers (18) sowie einem Absperrorgan (5o) mit einer glatten Oberfläche in der Ausnehmung, welches die Vertiefung zur Bildung des Kapxllartauchrohres bedeckt, besteht.
13. 13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

    an dem Ventilkörper (18) ein breites Tauchrohr (36) befestigt ist, das sich in Abwärtsrichtung in den Behälter (12) erstreckt.
14. 14. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillartauchrohr aus einem Absperrorgan (54) mit einer kontinuierlichen Vertiefung (34) auf seiner Außenoberfläche, wobei das Absperrorgan ein vorstehendes Element (56) aufweist, welches das Absperrorgan fest mit dem Ventilkopf (18) verbindet, einem Durchgang, der von der Vertiefung (34) zu dem Inneren des Ventilkörpers (18) führt, und einem breiten Tauchrohr (36) besteht, das über dem Absperrorgan (54) befestigt ist und die Vertiefung zur Ausbildung eines Kapxllartauchrohres bedeckt.
15. 15. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillartauchrohr aus einem Ventilkörper (18), einer sich in Aufwärtsrichtung in der Basis dieses Körpers erstrekkenden Ausnehmung, einem Absperrorgan (48) mit einer kontinuierlichen Vertiefung auf ihrer äußeren Oberfläche, einem breiten Tauchrohr (36), das auf dem Absperrorgan (48)

    • befestigt ist und die Vertiefung zur Ausbildung eines

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    '- 13 -

    Kapillarrohres besteht, wobei das breite Tauchrohr (36) und das Absperrorgan (H8) sich in die Ausnehmung des Ventilkörpers (18) erstrecken. '

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