DE2223471A1

DE2223471A1 - Ventil zum Einsatz in einen Behaelter,insbesondere in einen Aerosol-Behaelter

Info

Publication number: DE2223471A1
Application number: DE19722223471
Authority: DE
Inventors: Kenneth Wilmot
Original assignee: NEOTECHNIC ENG Ltd
Current assignee: NEOTECHNIC ENG Ltd
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1972-05-13
Publication date: 1972-11-30
Also published as: US3727806A; CH547108A; IT957925B; FR2138144B1; NL7206528A; FR2138144A1; NL152221B; GB1336379A; DE2223471C3; DE2223471B2

Description

"Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere in einen Aerosol-Behälter"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere einen Aerosol-Behälter, mit einem an der Behälterwand gehaltenen Hohlkörper, mit einem letzteren durchsetzenden Ventilstößel und mit im Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen, durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen Hohlkörper und Ventilstößel befindliche Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit der Umgebung des Behälters zu verbinden ist.

In einem Aerosol-Behälter dieser Art ist der Hohlkörper im inneren des Behälters gesichert und wirkt mit einem Ventilglied zusammen, welches von der Außenseite des Behälters zu betätigen ist, um ein vorher bestimmtes Maß des Behälterinhaltes bei jedem Betriebsvorgang abzuführen.

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Ein Nachteil bei vielen Arten von Aerosol-Behältern, einschließlich bei dem der eingangs erwähnten Gattung, beruht darin, daß es oft schwierig oder unmöglich ist die Behälter während des Gebrauchs vollständig zu entleeren, was stets zu einem Verlust eines gewissen Teiles des Behälterinhaltes führt. Behälter der hier interessierenden Art werden gewöhnlich dazu benutzt, um kostspielige Substanzen kosmetischer oder medizinischer Art zuzubereiten, wobei das Problem einer Vergeudung insofern teilweise schwerwiegend ist, wie der Verlust auch eines sehr kleinen Teiles des Behälterinhaltes äußerst kostspielig sein kann, insbesondere im Fall von gewissen medizinischen und medizinischchirurgischen Präparaten,»

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ventil der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, daß unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile, eine im wesentlichen vollständige Leerung des Behälterinhaltes ermöglicht und auf diese Weise den Verlust des Inhaltes auf ein Minimum herabsetzte

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zweiter, durch den Ventilstößel zu verschiebender Hohlkörper den ersten Hohlkörper unter Freilassung eines kapillaren Zwischenraumes umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende geschlossen und an seinem der Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ist. Auf diese Weise kann ein mit einem

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solchen Ventil verscaeiier iielijltcr in nahezu entleertem Zustand v.'.M^cdrcIj.U werden, Jas heißt in seine normale Entleerun^blage gebracht werden, wobei der flüssige Inhalt über den kapillaren Zwischenraum und einen Einlaßkanal in die vom Ventilstößel und dem ersten Hohlkörper gebildete Kammer gelangt, um von dort abgeführt zu werden. Da sich der kapillare Zwischenraum vorteilhaft möglichst nahe von der Behälterwand an erstreckt, das heißt von der Stelle, die bei der Umkehrung des Behälters den "Boden" bildet, kann nahezu der gesamte Inhalt des Behälters durch den kapillaren Zwischenraum heraufgesaugt werden, wodurch der bisherige Verlust auf ein Minimum herabgesetzt wird. Diese vorteilhafte Wirkung kann noch dadurch verstärkt werden, daß der vorerwähnte "Boden" des Behälters möglichst klein gehalten wird«, Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der erste Hohlkörper an einem nach außen ragenden Teil eines Behälterteiles gesichert ist, das von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles ist.

Zur Erzielung einer exakten Dosierung des Behälterinhaltes sowie eines einfachen Aufbaues von größer Betriebssicherheit ist der zweite Hohlkörper am innen liegenden Ende des Ventilstößels dichtend befestigt und an diesem Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen Ventilstößel und dem ersten Hohlkörper befindliche und durch zwei am Ventilstößel anliegende Ringe abgedichtete Kaminer über den kapillaren

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Zwischenraum mit dem Innenraum des Behälters verbindet, während in der Betriebslage des Ventils die vorerwähnte Kammer von dem kapillaren Zwischenraum zu trennen und über die Auslaßkanäle mit der Umgebung des Behälters zu verbinden ist₀

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der zweite Hohlkörper an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen, in den das entsprechende Ende des Ventilstößels form- und kraftschlüssig eingepaßt ist. Auf diese Weise nimmt der Stößel während eines Entleerungsvorganges den zweiten Hohlkörper_vmit, wodurch das Volumen des Raumes zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlkörper infolge der Einwärtsbewegung des zweiten Hohlkörpers zunimmt. Hierdurch wird der flüssige Inhalt des Behälters, soweit letzterer umgekehrt ist, durch den kapillaren Zwischenraum in den vorerwähnten vergrößerten Raum gesaugt, Während der Rückwärtsbewegung des Ventilstößels, die sowohl von Hand als auch unter Wirkung einer Feder erfolgen kann, wird die in dem letzterwähnten Raum befindliche Flüssigkeit durch den Einlaßkanal in die zwischen Ventilstößel und erstem Hohlkörper befindliche Kammer gepumpt. Um diese Kammer gleichbleibend zu füllen, werden vorteilhaft die Länge der Hubbewegung während eines Abführvorganges und der Innenraum des zweiten Hohlkörpers so bemessen, daß der vergrößerte Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlkörper mindestens das Volumen der Kammer aufweist. Hierdurch wird die

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über den kapillaren Zwischenraum in den vergrößerten Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlkörper gesaugte Flüssigkeit während der Einwärtsbewegung des zweiten Hohlkörpers in die Kammer des ersten Hohlkörpers gepumpt, diese zum größtmöglichen Teil gefüllt, während der Überschuß an Flüssigkeit über den Einlaßkanal und den kapillaren Zwischenraum in den Innenraum des Behälters zurückgedrückt wird«,

Auch bewirken die ständigen Hubbewegungen des zweiten Hohlkörpers während der Abführungsvorgänge eine größere Bewegung bzw» Turbulenz des Behälterinhaltes, wie wenn der zweite Hohlkörper nicht vorgesehen wäre«, Dies ist insofern erwünscht, wie die Inhalte der Behälter oft aus medizinischen, in einem Treibmittel gelösten Präparaten bestehen,und somit eine genaue Konzentration der gesprühten Dosis sichergestellt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt· Dabei zeigen:

Fig. 1: Einen Längsschnitt durch ein in einen Aerosol-Behälter eingesetztes Ventil in der Ruhelage und

Fig_o 2: die Ansicht von Fig. 1 mit dem Ventil in Betriebslage während eines Entleerungsvorganges«,

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Der dargestellte Aerosol-Behälter umfaßt eine Kappe 10 mit einem heruntergezogenen Flanschteil 11, welches beispielsweise durch Tiefziehen oder Einwalzen gefertigt werden kann und auf dem Hauptteil 12 des Behälters angebracht ist. Ein dichter Verschluß zwischen der Kappe 10 und dem Behälterkörper 12 wird durch die Anordnung eines Dichtringes 13 sichergestellt, der zwischen der Kappe 10 und dem Körper 12 festgeklemmt ist.

Ein längliches nach außen gewölbtes Teil 14 der Kappe 10 von kleinerem Ausmaß als der Rest der Kappe ist in ihrer Mitte mit einer Öffnung 15 versehen. Der zylindrische Hohlkörper 16 wird innerhalb des Teiles 14 durch einen das äußere Ende des Körpers 16 übergreifenden Flansch 17 gesichert, und durch einen nach innen gezogenes Teil 18 des Teiles 14 sowie durch einen elastischen Dichtring 19 gehalten, der zwischen dem Hohlkörper 16 und einer ringförmigen, eingedrückten Sicke 20 am Oberteil 14 der Kappe 10 eingespannt ist.

Ein länglicher Ventilstößel 22 durchsetzt die öffnung 15 im Teil 14 und die Öffnung 23 in dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Hohlkörpers 16. Die Dichtringe 19 und 24 dichten den Durchtritt des Ventilstößels 22 durch die Öffnungen 15 und 23 ab, wobei der Dijfchtring 24 nur dann die volle Durchtrittsöffnung des Stößels abdichtet, wenn der Stößel gemäß der Fig. 2

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soweit eingefahren ist, daß die axiale Nut 32 sich unterhalb des Dichtringes 24 befindet· Eine zylindrische Schraubenfeder 25 stützt sich mit ihrem einen Ende gegen eine Schulter 26 des Ventilstößels 22 und mit ihrem anderen Ende gegen den Dichtring 24 ab. Diese zylindrische Schraubenfeder besitzt eine solche Vorspannung, daß sie den Ventilstößel 22 gewöhnlich in seiner äußeren Lage gemäß Fig«, I hält. Zugleich dient diese zylindrische Schraubenfeder 25 dazu, den Dichtring 24 in seiner eingezeichneten Lage zu halten«

Der Ventilstößel 22 ist am äußeren Ende mit einem Auslaßkanal 28 versehen, um die Kammer 29, die zwischen dem Hohlkörper 16 und dem Ventilstößel 22 gebildet wird, mit der Umgebung des Behälters zu verbinden. Der Auslaßkanal 28 besteht aus e&nem axialen Teil 30 und einem damit verbundenen radialen Teil 31. Der Ventilstößel 22 ist ferner an dem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem Einlaßkanal versehen, der aus einer Nut 32 in der Oberfläche des Ventilstößels besteht« An seinem aus dem Behälter herausragenden Ende ist der Ventilstößel 22 mit einem Bedienungsknopf 33 versehene Der Bedienungsknopf 33 besitzt einen Kanal 34, der mit dem Auslaßkanal 28 in dem Stößel 22 verbunden ist, wodurch der abgeführte Inhalt des Behälters auf das gewünschte Ziel gerichtet werden kann,

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Der zweite zylindrische Hohlkörper 36 ist an dem dem Behälterraum zugewandten Ende des Ventilstößels 22 mit einem geringeren Durchmesser 37 versehen und mittels einer Preßpassung an dem Ventilstößel befestigt. Die Innenseite des Hohlkörpers 36 weist die gleiche Form auf, wie die Außenseite des ersterwähnten Hohlkörpers 16, wodurch ein kapillarer Zwischenraum zwischen beiden gebildet wird, der sich von dem Flansch 38 am äußeren Ende des Hohlkörpers 36 bis zu der Öffnung 23 am dichten Ende des Hohlkörpers 16 erstreckt. In der Ruhelage gemäß der Fig. 1 liegt der Flansch 38 ein wenig über dem radialen Flanschteil 39 des Hohlkörpers 16, der den zylindrischen Teil des Hohlkörpers mit dem äußeren axialverlaufenden Flansch 17 verbindet.

In dem Flansch 39 befinden sich drei gleichmäßig angeordnete Cffnungen 40, von denen zwei aus der Zeichnung ersichtlich sind. Diese öffnungen 40, die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind, werden zum Druckfüllen des Behälters vorgesehen. Dieses Füllen geschieht dadurch, daß der Ventilstößel 22 in'die betriebslage gemäß Fig. 2 geschoben wird und der Tüllinhalt unter Druck durch lie ^uslaßöffnung 28 repreCt wird, hierdurch legt sich der D ich tr ing 19 an die Auswölbung, am Oberteil 14 der Kappe 10 an um sorait den Durchtritt der Flüssigkeit von außen durch den radialen Kanal 31 des Austritttäkanals und durch die i .-ii-^ipen h" ;..\ Ii.,. ...di'I] Ler 1°. zu cnu-jg!' -hon. Habe! -»erst-oht

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es sich, daß die Vorspannung des Dichtringes 19 am Ende des Einfüllvorganges größer als der im Inneren des Behälters herrschende Druck ist..

Der dargestellte 3ehälter ist alsdann betriebsbereit, um exakt abgemessene Schußdosierungen des Inhaltes abzuführen, wobei jede Schußdosierung ein vorherbestimmtes Volumen des in der Kammer 29 gespeicherten Flüssigkeitsinhaltes aufweist. Ausgehend von der Ruhelage gemäß Fig. 1 und unter der Annahme, daß die Kammer 29 voll ist, wird der Behälter in seine · Handhabungslage gedreht und der Bedienungsknopf 33 eingedrückt, wodurch verschiedene Teile der Venti!vorrichtung die Betriebslage gemäß Fig. 2 einnehmen. Infolge einer solchen Bewegung verbindet der AuslaOkanal 28 im Ventilstößel 22, der vorher nur von Atmosphäre zu Atmosphäre verbunden war, die Kammer 29 über die Leitung 34 im Knopf 33 mit der Umgebung des Behälters. Zugleich wird der Einlaßkanal 32, der vorher über den kapillaren Zwischenraum den Behälter mit der Kammer 29 verband, von der Kammer 29 getrennt. Folglich siedet die Flüssigkeit in der Kammer 29 und wird als ein Aerosol-Sprühnebel über die Leitung 34 abgeführt. Sobald der Inhalt der Kammer 29 abgeführt worden ist, kann kein weiterer Aerosol-Sprühnebel aus dem Behälter entweichen. Der Knopf 33 wird dann losgelassen und unLur Wirkung der Feder 25 kehrt der Ventilstößel 22 in die Ln Fig. I dargestellte iluhelage zurück.

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Da der Behälter während des Entleerungsvorganges umgedreht ist, wird der flüssige Behälterinhalt durch den kapillaren Zwischenraum zwischen den Hohlkörpern 16 und 36 in den zwischen ihnen gebildeten Raum 42 gesaugt, was auf dem Pumpvorgang beruht, der durch die Bildung dieses Raumes 42 während der Einwärtsbewegung des Ventilstößels 22 von der Ruhelage der Fig. 1 zur Betriebslage der Fig. 2 verursacht wird. Der Knopf 33 ist so angeordnet, daß die Hubbewegung des Ventilstößels 22 in Verbindung mit den
Innenabmessungen des Hohlkörpers 36 einen solchen Raum 42
bilden, dessen Volumen mindestens gleich dem Volumen der Kammer 29 ist. Wenn der Knopf 33 losgelassen wird, nehmen die verschiedenen Teile der Ventilvorrichtung wiederum ihre Ruhelage gemäß Fig. 1 ein. In dieser Lage verbindet die Hut 32 den Raum 42 mit der Kammer 29, so daß die im Raum 42 gespeicherte Flüssigkeit in die Kammer 29 strömt und diese füllt.

Falls die Kammer 29 nicht in der vorbescliriebeuen w'eise während des EntleerungsVorganges gefüllt wurde, kann sie au! einfache Weise dadurch gefüllt werden, daß der Behälter iu der umgedrehten Lage belassen wird, worauf die kapillare Anziehungskraft den

Flüssigkeitsinhalt durch den kapillaren Zwischenraum und durch die Hut, 32 in die Kammer 29 saugen wiird, uLa die Mauauur 29 vwii. ist, Üomit v/I.ru cleulLlch, daß der Liutritt dt.ö kupllLaren

; eich an dem LaLSclchlicueu ^uLk>üen" ue^ Uehälters

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befindet, wenn dieser umgedreht ist. Auf diese Weise kann der letzte Tropfen des Behälterinhaltes aufgebraucht werden und der einzige Verlust beruht lediglich noch in dem kleinen Flüssigkeit smaO, welches in dem kapillaren Zwischenraum verbleibt, nach dem die letzte Dosis versprüht worden ist.

Ks versteht sich, daß die vorliegende Erfindung verschiedene Abänderungen innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens zu-läßt. So ist es beispielsweise möglich, wenigstens den äußeren Hohlkörper 36 aus Ilylon zu fertigen, obgleich mit Ausnahme der Feder 25 und der verschiedenen Dichtelemente die einzelnen Ventilteile normalerweise aus rostfreiem Stahl gefertigt werden.

Ferner brauchen die Kanäle im Ventilstößel'22 nicht exakt die dargestellte Form besitzen. Z. B. kann die Einzelnut 32, die (jüij ^inlaßkanal bildet_/durch eine Reihe von um den Ventilstößel angeordneten Nuten oder gar durch eine Verringerung des innen gelegenen Enddurchmessers des Ventilstößels ersetzt werden, um so einen ringförmigen Durchtritt zu bilden. Im letzteren Fall allerdings sollten Kittel zur Führung des Veitilstößels 22 ν?''./.,ron.1 seiner Arbeitsbewegung angeordnet werden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Ventil zum Einsatz in einen Behälter, insbesondere in einen Aerosol-Behälter, mit einem an der Behälterwand gehaltenen Hohlkörper, mit einem letzteren durchsetzenden Ventistößel und mit im Ventilstößel angeordneten Einlaß- und Auslaßkanälen, durch die je nach Lage des Ventilstößels der zwischen Hohlkörper und Ventilstößel befindliche Raum wahlweise mit dem Innenraum des Behälters oder mit der Umgebung des Behälters zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweiter, durch den Ventilstößel zu verschiebender Hohlkörper (36) den ersten Hohlkörper (16) unter Freilassung eines kapillaren Zwischenraumes

umgreift sowie an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende geschlossen und an seinem der Behälterwand zugekehrten Ende geöffnet ,ist„

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2„ Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlkörper (36) am innen liegenden Ende des Ventilstößels (22) dichtend befestigt und an diesem Ende mit einem Einlaßkanal (32) versehen ist, der in der Ruhelage des Ventils die zwischen Ventilstößel (22) und dem ersten Hohlkörper (16) befindlichen und durch zwei am Ventilstößel (22) anliegende Ringe (19, 24) abgedichte Kammer (29) über den kapillaren Zwischenraum mit dem Innenraum des Behälters (12) verbindet.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebslage des Ventils die Kammer (29) von dem kapillaren Zwischenraum zu trennen und über die Auslaßkanäle (30, 31, 34) mit der Umgebung des Behälters (12) zu verbinden ist«,

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Hohlkörper (16, 36) ebenso wie der von ihnen gebildete kapillare Zwischenraum eine zylindrische Form aufweisen.

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5, Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge-^% kennzeichnet , daß der Ventilstößel (22) koaxial zu dem ersten und zweiten Hohlkörper ( 16, 36) angeordnet ist und die Dichtung (24) in der Öffnung (23) des ersten Hohlkörpers (16) zentral durchsetzt.

6« Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Hohlkörper (36) an seinem dem Behälterraum zugewandten Ende mit einem verkleinerten Durchmesser versehen ist, in den das entsprechende Ende des Ventilstößels (22) eingepaßt ist.

7. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Hubbewegung während eines Abführungsvorganges und der Innenraum des zweiten Hohlkörpers (36) so bemessen sind, daß der vergrößerte Raum (42) zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlkörper (16, 36) mindestens das Volumen der Kammer (29) aufweist«,

8. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hohlkörper (16) an einem nach außen ragenden Teil (14) eines Behälter teiles Q-O) gesickert ist, das von geringerer Größe als der Rest des Behälterteiles (10) ist.

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