DE2136220C3 - Ventileinrichtung zum Be- und Entlüften eines Produktbehälters - Google Patents

Description

Es wird jetzt im einzelnen auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mit 10 ein Behälter bezeichnet ist, auf den eine Zerstäuberabgabevorrichtung aufgesetzt ist. Da der Behälter nicht in der Lage sein muß, einem wesentlichen Innendruck standzuhalten, kann er aus gewöhnlichem Plastikmaterial, Glas oder einem sonst geeigneten Mateiial und in jeder gewünschten Gestaltung beschaffen sein. Bei dem gezeiaten Ausführungsbeispiel weist der Behälter einen

tilkammer 42 hindurch und auch durch eine Öffnung in der Trennwand 50, die die Vcnlilkammer 42 von der Treibmittelkammer 48 trennt. Er ist darin bewegbar.

Im oberen Ende der Treibmittelkammer 43 befindet sich mit der Öffnung ausgerichtet ein Ventilkäfig 52, dessen oberes Ende mit dem Gehäuse 24 verbunden ist. Eine elastische Membran 54 ist zwischen das

_a. . Ventilgehäuse 24 und das untere Ende dieses Ventil-Hals 12 auf, der eine Einfüllöffnung bildet, die nor- ίο käfigs eingespannt. Der Innenrand dieser Membran malerweise durch eine Verschlußkappe 14 gewöhnli- 54 umgibt dicht schließend einen hohlen Abschnitt eher Art dicht verschlossen wird. Die hier gezeigte 56 des Ventilstößels. An diesem sitzt innerhalb des Verschlußkappe 14 ist von der Art, wie sie in der Käfigs 52 bewegbar ein Treibmittelventilkörper 58, USA.-Patentschrift 3 420413 gezeigt ist. Warzen 16 der normalerweise von der Unterseite durch eine Feauf der Innenseite der Verschlußkappe arbeiten mit 15 der 60 gegen die Membran 54 gedrückt wird. Diese dem Gewinde 18 auf der Außenfläche des Behälter- Feder ist zwischen den Ventilkörper und den Käfighalses zusammen, wodurch der innere Schnappwulst boden eingespannt. Außerdem drückt das Treibmit-20 der Verschlußkappe über einen entsprechend an- tel in der Kammer 48 auf den Ventilkörper, gebrachten äußeren Schnappwulstrand 22 am Be- Die Feder 60 hält normalerweise im Zusammenhälterhals hinübergezogen wird. Die Wulstränder 20 20 wirken mit dem Druck des Treibmittels den gesam- und 22 bewirken, nachdem sie übereinander hinüber- ten Ventilstößel 36 vollständig angehoben und in der geglitten sind, daß die Deckfläche der Verschluß- in F i g. 1 gezeigten Schließstellung, in der sowohl kappe fest auf den Oberrand des Halses Ϊ2 gezogen das Treibmittelventil 58 als auch das Flüssigkeitsabwird, wobei dann die Warzen 16 vom Gewinde 18 gabeventil 40 gegen ihre Ventilsitze 54 und 38 drükabgedrückt werden, so daß die Verschlußkappe nicht as ken.
mehr vom Behälter abgeschraubt werden kann.

Von der Verschlußkappe 14 wird innerhalb des Behälters ein Ventilgehäuse 24 getragen, vorzugsweise mit rundem Querschnitt, das eine nach oben

Es ist üblich, bei den hier dargestellten Abgabevorrichtungen, daß der rohrförmige Ventilschaft 56 einen Abgabekanal 62 für das Treibmittel bildet, dessen unteres Ende unterhalb des Ventilsitzes 54

gerichtete äußere ringförmige Wand 26 aufweist, de- 30 sich befindet und somit mit der Treibr.iittelkammer ren oberste Kante in eine entsprechend geformte 48 in Verbindung steht, wenn das Treibmittel ventil

58 durch Niederdrücken des Ventilstößels 36 von seinem Sitz abgehoben wird. Der Kanal 62', erstreckt

Ringnut 28 auf der Unterseite der Verschlußkappendeckfläche eingreift und vorzugsweise eingeschmolzen oder sonstwie fest mit der Verschlußkappe verB dh Ulll

sich vom Ventilschaft 56 in den Abgabekopf 70, wo

bunden ist, z.B. durch Ultraschall oder Hochfre- 35 er mit einem Produktabgabekanal 64 durch eine quenzverschweißen. Treibmitteldüse 66 in Saugwirkung in Verbindung

"' -- kreisringförmige

Eine kreisringförmige Dichtmembran 30 aus einem elastisch verformbaren Material, wie etwa natürliches oder künstliches Gummi, wird zwischen die unterseitige Fläche der Verschlußkappendeckfläche und eine nach oben weisende ringförmige Rippe 32 des Venlilgehäuses eingespannt. Die Wände oder Rippen 26 und 32 und die Membran 30 sind sämtlich zueinander und zu einer öffnung 34 durch die Deckfläche der Verschlußkappe konzentrisch angeordnet, durch welche Öffnung der Ventilstößel 36 hin- und kerbewegbar tritt. Der Innenrand der Membran 30 umgibt dichtend den Ventilstößel 36 und wirkt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als

steht. Diese Treibmitteldüse 66 fluchtet mit der Abgabeöffnung 68 am oberen Ende des Abgabekopfes 70.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abgabekopf 70 auf das obere Ende des hohlen Ventilscliaftes 56 aufgesetzt. Er weist eine herabhängende Manschette 72 auf, die den Ventilschaft umgibt und den Hauptteil des Produktabgabekanals 64 bildet, wobei das obere Ende des Kanals in den Abgabekopf 70 hinein sich erstreckt. Das untere Ende der Manschette 72 erstreckt sich einwärts durch die Öffnung 34 in den Behälterverschluß und wird dichtend vom Innenrand des kombinierten Ventilsitzes

Ventilsitz für das Produktabgabeventil 40, das vom 50 und der Membran 30 in der Produktkammer 47. um-Ventilstößel 36 in einer Ventilkammer 42 gehalten geben. Das unlere Ende des Pruduktabgabekanals 64 wird. Aus dem Behälter wird BehäKtrinhalt in diese öffnet sich nach außen zwischen dem unteren Ende Kammer 42 durch einen Kanal 44 im Ventilgehäuse der Manschette 72 und dem Produktventil 40 und eingezogen, der mit einem Tauchrohr 46 in Verbin- steht so bei vom Sitz abgehobenem Produktventil 40 dung steht, das sich bis nahe zum Boden des Pro- 55 mit der Produktkammer 42 in Verbindung, duktbehälters und damit unter den Spiegel der im Es versteht sich, daß angestrebt wird, eine VerBehälter enthaltenen Flüssigkeit erstreckt. bindung zwischen den Behälterinnenraum und der

Das untere Ende des Ventilgehäuses 24 bildet zu- Außenluft zu verhindern, so daß das Produkt nicht sammen mit der im wesentlichen zylindrischen Pa- austreten kann. Andererseits ist es jedoch wüntrone 46 eine verschlossene Kammer 48, in der sich 60 sehenswert, daß Außenluft in den Produktbehälter

einströmen kann, um den Raum des beim Zerstäuben abgegebenen Produktes auszufüllen. Außerdem soll nach Möglichkeit in Perioden, in denen der Behälter nicht gebraucht wird, Außenluft in diesen hineinströmen können, wenn aus irgendwelchen Gründen der Druck im Behälter wesentlich unter den Außendruck absinkt, was z. B. bei stärkeren Tempe-

ein unter Druck stehendes Treibmittel befindet. Die Patrone 46 und das Ventilgehäuse 24 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem geeigneten Plastikmaterial hergestellt und dicht schließend, entweder durch Ultraschallveisehweißung oder Hochfrequenzverschweißung, miteinander verbunden.

Der Ventilstößel 36 erstreckt sich durch die Ven-

Außendruck absinkt, was z. B. bei stärker raturschwankungen passieren kann. Wesentlicher

Unterdruck im Behälter kann nämlich eine unschöne Verformung des Behälters zur Folge haben.

Um andererseits eine Deformation oder möglicherweise gar Zerstörung oder Explosion des Produktbehälters durch erhöhten Innendruck zu vermeiden, der durch ein defektes oder unrichtig auf seinem Sitz liegendes Treibmittelventil 58 entstehen kann, oder auch, wenn Treibmittel zwischen der elastischen Membranscheibe und dem Ventilsitz 54 durchdringt, ist es außerdem wünschenswert, daß ein erhöhter Innendruck aus dem Produktbehälter entweichen kann, speziell während der Zeitspannen, in denen der Behälter nicht benutzt wird, wie etwa während der Lagerung oder des Transports.

Um diese beiden Funktionen zu erreichen, wird ein elastisch verformbares, ringförmiges Druckausgleichsventil vorgesehen, das dicht schließend mit dem Ventilgehäuse 24 an einer Ringzone verbunden ist, die sich vom Außenumfang des Ventils etwa radial einwärts befindet, wozu die Membran 30 zwi- ao sehen eine nach oben vorstehende Rippe 32 des Ventilgehäuses 24 und die Deckfläche der Behälterverschi ußkappe konzentrisch zu der darin vorgesehenen Öffnung 34 eingespannt wird. Das Druckausgleichsventil ist als Ventilplatte 75 und als sich radial nach as außen fortsetzender, einstückiger verformbarer Teil der Kreisringmembran 30 des Produktventils 40 ausgebildet, obgleich es nicht erfoderlich ist, daß eine derartige Gestaltung vorliegt.

Ausgehend von der Gehäuserippe 32 erstreckt sich die Ventilplatte 75 nach außen über einen Ringkanal 77, der in die Deckfläche d.r Verschlußkappe konzentrisch zur öffnung 34 eingeformt ist, und das Ventil drückt normalerweise dicht schließend gegen einen Ventilsitzrand 79 an der Verschlußkappendeckfläche, der sich konzentrisch unmittelbar nach außen an den Ringkanal 77 anschließt. Der Ringkanal 77 steht mit der Außenluft in Verbindung, so daß die Oberseite der Ventilplatte 75 unter Atmosphärendruck steht, wogegen auf die Unterseite der Innendruck des Behälters 10 wirkt, und das Ventil wird abhängig von dem Unterschied dieser Drücke auf seinen Ventilsitzrand 79 gedrückt oder von ihm abgehoben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Verbindung zwischen dem Ringkanal 77 und der Außenluft durch eine oder mehrere radiale Nuten 81 hergestellt, die in die Verschlußkappendeckfläche eingeformt sind und sich zwischen dem Ringkanal 77 und der Mittelöffnung 34 erstrecken, durch die der Ventilstößel 36 sich hindurch bewegt. Dabei erlaubt das normal vorhandene Spiel zwischen dem Öffnungsinnenrand und dem Ventilschaft den Zutritt oder den Austritt von Luft oder Gas zum oder aus dem Ringkanal 77. Tritt also unter der Ventilplatte 75 im Behälter ein Druck auf, der unter dem Außendruck liegt, dann kann Luft durch die öffnung 34 und die Nuten 81 in den Ringkanal 77 gelangen und den Außenrand der Ventilplatte 75 von seinem Sitz abdrucken, so daß die Außenluft dann in den Behälter gelangen und den Druck darin etwa auf Atmosphärendruck bringen kann, woraufhin der Rand der Ventilplatte infolge der Elastizität wieder in Anlage an den Sitz kommt.

Soll bei Überdruck im Behälterinneren dieser abgelassen werden, sind einer oder mehrere Entlüftungsk anale 82 hier in Form von Rillen in der äußeren Seitenwand des Kanals 77 vorhanden, die sich nach dsm Ventilsitzrand 79 hin öffnen, normalerweise aber durch die Ventilplatte verschlossen sind, wenn diese auf dem Sitz aufliegt.

Nimmt nun der Druck im Behälter erheblich über den Außendruck zu, so wirkt er von der Unterseite auf die Ventilplatte 75 und deformiert sie so, daß sie sich in den Ringkanal 77 hineinwölbt, wie dies in Fig.3 strichpunktiert angedeutet ist, wodurch der äußere Randbereich der Ventilplatte um die Innenkante des Ventilsitzrandes 79 an dessen Übergang in die äußere Seitenwand des Ringkanals 77 verschwenkt wird und die Entlüftungskanäle oder Rillen 82 geöffnet werden. Damit ist eine Verbindung zwischen dem Behälterinneren und dem Ringkanal 77 und somit auch mit der Außenluft hergestellt. Um schließlich auch noch Verbindung durch den Ringkanal 77 zu erhalten, wenn die Ventilplatte 75 so weit deformiert ist, daß sie den Grund des Ringkanals 77 berührt, sind die Rillen 81 vorzugsweise auch noch über den Boden des Ringkanals und entlang der inneren Innenwand fortgesetzt und mit den Rillen 82 in Verbindung, die vom Ringkanal zur Mittelöffnung 34 führen.

Kurz zusammengefaßt ist die Arbeitsweise folgende* Unter Normalbedingungen, wenn der Ventilschaft in Nichtabgabestellung steht, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, er also durch die Feder 60 und den Druck des Treibmittels nach oben gedruckt wird, befinden sich sowohl das Produktventil 40 als auch das Treibmittelventil 58 in Anlage an ihren Dichtungsmembranen oder Ventilsitzen 30 bzw. 54. Solange der Druck innerhalb des Produktbehälters 10 etwa gleich dem Außendruck bleibt, liegt auch das Druckausgleichsventil mit seiner Ventilplatte 75 an seinem ringförmigen Ventilsitz 79 an und verschließt das Behälterinnere gegen die Außenluft, so daß weder Behälterinhalt verdampfen noch auslaufen kann, wenn der Behälter gekippt oder umge kehrt wird.

Das Abgeben durch Zerstäubung des Behälterinhalts erfolgt in bekannter Weise durch Druck mit dem Finger auf das obere Ende des Abgabekopfes 70, wodurch der Ventilstößel aus seiner normalerweise vollständig herausgedrückten Schließstellung nach F i g. 1 (und gestrichelt gezeichnet in F i g. 2) in die Abgabestellung gedrückt wird, die in F i g. 2 voll ausgezogen dargestellt ist. In dieser Stellung sind sowohl das Produktventil als auch das Treibmittelventil 40 bzw. 58 von ihren Sitzen abgehoben. Das Treibmittel tritt dann aus der Treibmittelkammer 48 durch den Abgabekanal 62 aus und anschließend aus der Treibmittelaustrittsöffnung 66 und überstreicht saugend den Produktkanal 64, so daß Behälterflüssigkeit aus dem Behälter durch das Tauchrohr 46, den Ringkanal 44, die Ventilkammer 42 und den Produktabgabekanal 64 nach oben fließt. Die Behälterflüssigkeit wird dann vom Treibmittel beschleunigt und mit diesem zusammen durch die Abgabeöffnung 68 im Abgabekopf 70 ausgestoßen. Mit der Abgabe von Behälterinhalt aus dem Behälter 10 entsteht darin allgemein ein Unterdruck, Was zur Folge hat, daß der Außendruck im Ringkanal 77 den" Außenrand der Ventilplatte 75 abwärts biegt und von seinem Ventilsilzrand 79 in der in F i g. 2 dargestellten Weise abhebt, wodurch Luft von außen in den Produktbehälter über den mit Pfeilen in Fi g. 2 angedeuteten Weg hineingelangt. Wird dann der Ventilstößel 36 losgelassen und kehrt er in seine geschlossene Stellung zurück nach Fig. 1, wenn der Abgabevorgang beendet

ist, und ist genügend Luft in das Behälterinnere gelangt, um darin Atmosphärendruck aufzubauen, dann kehrt infolge der normalen Elastizität der Ventilplatte 75 diese gegen ihren Ventilsitzrand 79 in dichtende Stellung zurück. Es sei jedoch festgehalten, daß durch das Ventil 75 jederzeit in den Behälter Luft hineingelangen kann, sobald der Druck im Behälter unter den Außendruck absinkt, unabhängig von der Stellung des Ventilstößels 36.

Sollte unter Druck stehendes Treibmittel aus der Patrone 46 entweichen, da die Membran.54 durchlässig wird oder das Ventil 58 nur unvollständig schließt, gelangt das Treibmittel in die Ventilkammer

52 und fließt dann durch d*m Ringkanal 44 und das Tauchrohr 46 in den Produktbehälter 10. Sobald jedoch der Druck im Produktbehälter 10 genügend groß ist, um die Ventilplatte 75 in den Ringkanal 77 hinein zu wölben, wie dies etwa in F i g. 3 strichpunktiert dargestellt ist, öffnet der Außenrandbereich des Ventils und gibt die Rillen 82 frei, so daß der Überdruck im Behälter durch diese Wege und dann über den durch die Pfeile in Fig.3 angedeuteten Weg abgebaut werden kann. Ist dann der Druck im Behälter ausreichend reduziert, genügt die Elastizität der Ventilplatte 75, um den dichten Abschluß am Ventilsitzrand 79 wiederherzustellen.

Hierzu i Blatt Zeichnungen 409633/159

Claims (3)

daß die Membran bei überwiegendem Behalterdruck Patentansprüche: mindestens einen Entlüftungskanal und bei gegen über der Atmosphäre erniedrigtem Behälterdruck

1. Ventileinrichtung zum Be- und Entlüften mindestens einen Belüftungskanal freigibt.

des Produktbehälters einer ventilgesteuerten 5 Gegenüber dieser bekannten Ventileinrichtung, Zweibehälter-Abgabevorrichtung mit einer unter die für den Druckausgleich eine eigene Dicntungs-Druck stehenden Patrone für das Treibmittel, das membran von spezieller Gestaltung benötigt, um die das Produkt aus dem Behälter absaugt, der nor- Abdichtung an dem den Abgabekanal enthaltenden malerweise nicht unter dem Druck des Treibmit- Halsteil der Treibmitteipatrone zu bewerkstelligen, tels ste:ht, wobei die Ventileinrichtung durch eine io wird eine Vereinfachung angestrebt,
bei Druckausgleich ebene, kreisringförmige, ela- Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Be-

stisch verfonnbare Dichtungsmembran gebildet und Entlüftungsventil des Produktbehälters so umzuist, die auf einem kreisringförmigen Abschnitt ih- gestalten, daß eine möglichst einfache elastische rer Fläche an der Behälterinnenseite der Ver- Membran verwendet werden kann, die möglischlußkappe für den Behälter eingespannt gehal- 15. cherweise zugleich in einem bestimmten Abschnitt ten ist, während der übrige Teil der Membran als Verschlußelement des Produktabgabekanals wirverformbar ist und auf der Oberseite dem Atmo- ken kann.

sphärendruck und auf der Unterseite dem Be- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

hälterinnendruck ausgesetzt ist, so daß die Mem- der verformbare Teil der Membran als Ventilplatte bran bei überwiegendem Behälterdruck minde- 10 gegenüber dem eingespannt gehaltenen Teil radial stens einen Entlüftungskanal und bei gegenüber außen liegt und daß dessen radial äußeres Ende mit der Atmosphäre erniedrigtem Behälterdruck min- seiner Oberseite im Schließzustand an einem kreisdestens einen Belüftungskanal freigibt, da- ringförmigen Ventilsitzrand der Verschlußkappe andurch gekennzeichnet, daß der ver- liegt, dessen radial innere Kreiskante, die zur Einformbare Teil der Membran (30) als Ventilplatle 25 spannstelle der Membran einen radialen Abstand (75) gegenüber dem eingespannt gehaltenen Teil hat, durch mit der Atmosphäre in Verbindung steradial außen liegt und daß dessen radial äußeres hende, radial eingeschnittene Rillen unterbrochen ist. Ende mit seiner Oberseite im Schließzustand an Wie aus den vorstehenden Merkmalen ersichtlich,

einem kreisringförmigen Ventilsitzrand (79) der kann als Ventilelement des Druckausgleichsventils Verschlußkappe (14) anliegt, dessen radial innere 30 eine ebene Ventflplatte in Form einer Membran ver-Kreiskante, die zur Einspannstelle der Membran wendet werden, und da als Ventil nur der äußere (30) einen radialen Abstand hat, durch mit der Teil außerhalb der ringförmigen Einspannstelle der Atmosphäre in Verbindung stehende, radial ein- Membran für das Druckausgleichsventil benötigt geschnittene Rillen (82) unterbrochen ist. wird, kann ein radial innerhalb der ringförmigen Ein-

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch 35 spannstelle verbleibender Teil der Membran als gekennzeichnet, daß sich zwischen der Einspann- Dichtungselement des Produktabgabekanals verstelle der Membran (30) und dem Ventilsitzrand wendet werden. Zur Abdichtung werden außerdem (79) ein konzentrischer Ringkanal (77) in der ebene Flächen der Ventilplatte verwendet gegenüber Unterseite der Verschlußkappe (14) befindet, die den dünnen Manschettenrändern des bekannten Verschlußkappe (14) den sie durchsetzenden 40 Druckausgleichsventils.

Ventilstößel (36) mit Zwischenraum umgibt und Die Erfindung kann durch die Ausgestaltungen

radiale Rillen (8i) eine Verbindung zwischen gemäß den Unteransprüchen noch vorteilhaft verbesdem Ringkanal (77) und dem Zwischenraum sert werden, wodurch bei starker Durchwölbung der über die Einspannstelle herstellen. Ventilplatte bei erheblichem Überdruck im Produkt-

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch 45 behälter kein Widerstand entgegengesetzt wird, vielgekennzeichnet, daß sich die Rillen (82) des Ven- mehr dafür gesorgt wird, daß auch dann die Abtilsitzrandes radial über Flanken und Grund des Strömwege ständig offengehal'en und durch die Ringkanals (77) ununterbrochen in die Rillen durchgewölbte Ventilplatte nicht verschlossen wer-(81) der Einspannstelle fortsetzen. den können.

50 An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung nachfolgend eingehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch den oberen Teil eines Behälters mit einem Zerstäuberkopf ge-

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum maß der Erfindung, wobei die Darstellung des Behäl-Be- und Entlüften des Produktbehälters einer ventil- 55 ters unten abgebrochen ist und die Abgabevorrichgesteuerten Zweibehälter-Abgabevorrichtung mit tung in geschlossenem oder nicht abgebendem Zueiner unter Druck stehenden Patrone für das Treib- .",tand gezeigt ist,

mittel, das das Produkt aus dem Behälter absaugt, Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, jedoch bei

der normalerweise nicht unter dem Druck des Treib- niedergedrücktem Ventilstößel, zum Zwecke der Promittels steht, wobei die Ventileinrichtung durch eine 60 duktabgabe, wobei das Druckausgleichsventil für den bei Druckausgleich ebene, kreisringförmige, elastisch Eintritt von Außenluft in den Behälter als Ersatz für verformbare Dichtungsmembran gebildet ist, die auf den abgegebenen Behälterinhalt von seinem Sitz abeinem kreisringförmigen Abschnitt ihrer Fläche an gehoben ist, und

der Behälterinnenseite der Verschlußkappe für den Fig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt in der-

Behälter eingespannt gehalten ist, während der üb- 65 selben Ebene wie F i g. I und 2, der das Druckausrige Teil der Membran verformbar ist und auf der gieichsventil zeigt, wie es bei innerem Überdruck verOberseite dem Atmosphärcndruck und auf der Un- formt wird und dabei den Überdruck zur Umgebung terscite dem Behälterinnendruck ausgesetzt ist, so abbauen kann.