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S p r ü h a n or d n u n g Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühanordnung
mit Druckstauwirkung.
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Bei den bisher üblichen, von Hand zu betätigenden, pumpenartigen Sprühanordnungen
zum Vernebeln von Parfum, Haarspray, Insektiziden etc. schwankt der Sprühdruck jeweils
abhängig von dem auf den Sprühkopf ausgeübten Druck, so daß sich ein jeweils anderes
Sprühbild ergibt, da der Sprühvorgang allein durch den Fingerdruck ausgelöst wird.
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Inzwischen wurde ein Zerstäuber entwickelt, in welchem z.B.
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Innendruck erzeugt und vorübergehend darin angestaut wird, wobei das
flüssige Sprühgut abgegeben wird, sobald der Druck den Sättigungspunkt erreicht
hat. Zur Erzeugung eines solchen Innendruckes verwendet man ein elastisches Medium,
wie z.B.
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Gummi und dergleichen, verdichtete Luft, Druckfedern oder dergleichen.
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Einheitliche Vernebelung und damit ein einheitliches Sprühbild erhält
man bei von Beginn bis Ende des Sprühvorganges gleichbleibendem Innendruck. Den
vorgenannten Zerstäubern zur Erzeugung von Innendruck ist aber eine uneinheitliche
Elastizität eigen. Selbst wenn die Elastizität bei Beginn des Sprühvorganges hohen
Druck ermöglicht, erfolgt ein Druckabfall, sowie der Sprühvorgang dem Ende zugeht,
so daß am Ende des Sprühvorganges eine sehr grobe Vernebelung erfolgt, oder häufig
tritt sogar das flüssige Sprühgut aus der Düse aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den bisher bekannten
Zersträuberanordnungen verbundenen Schwierigkeiten zu beheben und eine Sprühanordnung
mit Druckstauwirkung zu schaffen, wobei sich Federdruck und Fingerdruck addieren,
so daß ein im Laufe des Sprühvorganges auftretender Druckabfall wieder aufgebaut
wird. Auf diese Weise läßt sich ein vorbestimmter Druck aufrechterhalten, was ein
einheitliches Sprühbild von Beginn bis Ende des Sprühvorganges gestattet, unabhängig
von etwaigen Schwankungen des auf den Sprühkopf aufgebrachten Druckes.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Sprühanordnung
vor, welche gekennzeichnet ist durch ein luftdicht in einen Behälter einsetzbares
Ventilgehäuse mit einer zylindrischen Verdichtungskammer und einer unteren Verdichtungskammer,
welche mit einer Anschlagschulter ausgebildet ist, durch einen Ventilkolben, dessen
unteres Ende durch die Abdeckkappe des Ventilgehäuses in dieses einführbar ist und
dessen oberes Ende mit einem Sprühkopf mit Sprühdüse versehen ist, wobei der sich
durch das Ventilgehäuse erstreckende Abschnitt des Ventilkolbens mit einem Federsitz
ausgebildet ist sowie mit einer Durchtrittsöffnung unterhalb des Federsitzes und
einem die Durchtrittsöffnung mit der Düse verbindenden Durchtrittskanal, durch einen
luftdicht zwischen dem Außenumfang des Ventilkolbens und dem Innenumfang der zylindrischen
Kammer
des Ventilgehäuses gleitbar angeordneten Kolben, durch Druckfedern
zwischen dem Kolben und dem Federsitz, welche den Ventilkolben und den Kolben belasten,
durch ein die Strömung des flüssigen Sprühgutes in die eine Richtung durchlassendes
und Gegenströmung des Sprühgutes aus dem Ventilgehäuse sperrendes Absperrventil,
wobei am Ventilkolben ein bewegliches Verschlußteil angebracht ist, durch welche
die Durchtrittsöffnung in Ruhestellung verschließbar und bei Abwärtsbewegung des
Ventilkolbens über seinenwuntersten Endpunkt hinaus nach erfolgter Beaufschlagung
der Anschlagschulter in der unteren Verdichtungskammer freilegbar ist, wobei durch
Verbindung der Durchtrittsöffnung mit dem Innenraum des Ventilgehäuses der Sprühvorgang
eingeleitet wird.
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Die Erfindung schafft somit eine einfache Konstruktion zu niedrigen
Herstellungskosten, so daß der Gegenstand nach Gebrauch weggeworfen werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch
eine Sprühanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung vor Aufbringung
von Druck auf den Sprühkopf; Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Sprühd anornung
nach Fig. 1 nach erfolgter Aufbringung von Druck auf den Sprühkopf; Fig. 3 eine
perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile des Ventilgehäuses einer Sprühanordnung
nach der Erfindung; Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung.
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Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Sprühanordnung A auf bekannte
Weise in die öffnung eines Behälters B einbringbar.
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Die Sprühanordnung A weist im wesentlichen ein Ventilgehäuse 11 auf,
welches in die öffnung des Behälters B eingesetzt wird und einen in das Gehäuse
11 eingepaßten Ventilkolben 13 mit einem Sprühkopf 12 an seinem oberen Ende. Zur
Verbindung des Ventilgehäuses 11 mit dem Behälter B dient eine Abdeckkappe 14. Das
zylindrische Ventilgehäuse 11 ist lose in die öffnung im Behälter B einsetzbar und
ist an seinem oberen Ende mit einem durchgehenden äußeren Umfangsflansch 15 ausgebildet,
welcher die Oberkante der öffnung im Behälter B überlagert.
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Durch das Innere des Ventilgehäuses 11 erstreckt sich axial eine erste
zylindrische Verdichtungskammer 16 mit großem Durchmesser von der oberen Stirnwand
des Gehäuses 11 bis auf dessen halbe Länge nach unten und geht in eine zweite Verdichtungskammer
17 kleineren Durchmessers über, an welche sich wiederum eine dritte Verdichtungskammer
18 noch kleineren Durchmessers anschließt0 Am unteren Ende der dritten und untersten
Verdichtungskammer 18 ist eine Eintrittsöffnung 19 geringeren Durchmessers mit einem
sich nach unten verjüngenden Ende vorgesehen. Alle drei Kammern und die Eintrittsöffnung
stehen untereinander in Verbindung. Am unteren Ende des Ventilgehäuses 11 ist außerdem
ein Tauchrohr 20 befestigt, welches sich bis auf den Boden des Behälters B erstreckt
und mit seinem oberen Ende in die Eintrittsöffnung 19 mündet.
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In der Eintrittsöffnung 19 sitzt ein Absperrventil 21, welches einer
im Ventilgehäuse 11 erzeugten Gegenströmung des unter Druck stehenden flüssigen
Sprühgutes zurück in den Behälter B entgegenwirkt.
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Sobald im Ventilgehäuse infolge der Betätigung des Ventilkolbens 13
negativer Druck herrscht,- öffnet sich das Absperrventil 21.
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Der Ventilkolben 13 wird in das Ventilgehäuse 11 von dessen oberem
offenen Ende her eingeführt, wobei auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 13
in etwa auf dessen halber Höhe ein Federsitz 22 innerhalb des Ventilgehäuses 11
vorgesehen ist.
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Auf dem Ventilkolben 13 sitzt ein Kolben 23 unterhalb des Federsitzes
22 und ist luftdicht zwischen der inneren Umfangswandung der zylindrischen Kammer
16 und der Mantelfläche des Ventilkolbens 13 gleitbar; unterhalb des Kolbens 23
sitzt ein bewegliches Verschlußteil 24 mit einem gegenüber dem Innendurchmesser
der mittleren Kammer 17 kleineren aber gegenüber dem Durchmesser der unteren Kammer
18 größeren Außendurchmesser und ist luftdicht auf der Mantelfläche des Ventilkolbens
13 gleitbar. Zur Sicherung des beweglichen Verschlußteils 24 ist am unteren Ende
des Ventilkolbens 13 ein Haltestück 25 befestigt. Der Gleitabschnitt des Kolbens
23 sollte vorzugsweise federelastisch sein.
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Auf dem Ventilkolben 13 sitzen zwischen dem Federsitz 22 und dem Kolben
23 Druckfedern 26, welche den Ventilkolben 13 nach oben und den Kolben 23 nach unten
belasten.
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Ein Durchtrittskanal 27 mit einem geschlossenen unteren Ende erstreckt
sich axial durch den Ventilkolben von dessen oberem Ende her, wobei auf halber Höhe
des Durchtrittskanals 27 ein Absperrventil 28 sitzt0 Vom unteren Endbereich des
Kanals 27 erstreckt sich eine Durchtrittsöffnung 29 seitlich durch die Mantelfläche
des Ventilkolbens 13.
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Das Absperrventil 28 läßt das verdichtete Sprühgut ungehindert nach
oben in den Durchtrittskanal 27 strömen, verhindert aber ein Rückströmen.
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Der Durchtrittskanal 27 steht mit der Düse 30 indes auf dem oberen
Ende des Ventilkolbens 13 sitzenden Sprühkopfes 12
in Verbindung.
Bei einer Düse 30 mit einem spiraligen Ausströmweg wird das flüssige Sprühgut unter
Wirbelbewegung versprüht, so daß eine sehr feine Zerstäubung erhältlich ist Die
Abdeckkappe 14 ist auf den Behälter B aufschraubbar und dient zur Fixierung des
Ventilgehäuses 11 durch Festklemmen des Flansches 15 zwischen der oberen Stirnwand
31 der Abdeckkappe 14 und dem oberen offenen Ende des Behälters B. Mittig durch
die obere Stirnwand 31 der Kappe 14 erstreckt sich eine durchgehende Bohrung 32,
durch welche das obere Ende des Ventilkolbens 13 ragt.
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Bei unbelastetem Sprühkopf 12 beaufschlagt der Federsitz 22 des Ventilkolbens
13 die Innenfläche der oberen Stirnwand der Abdeckkappe 14 und schließt dabei den
offenen Raum zwischen der durchgehenden Bohrung 32 und dem Ventilkolben 13, während
der Kolben 23 auf einer Schulter 33 zwischen der zylindrischen Kammer 16 und der
mittleren Kammer 17 aufsitzt.
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Das bewegliche Verschlußteil 24 befindet sich dann in angehobener
Stellung in Anlage gegen die Unterseite des Kolbens 23, und verschließt in dieser
Stellung die Durchtrittsöffnung 29 (Fig. 1).
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Ventilgehäuse 11 mit einer Nut
35 in der Schulter 34 zwischen der mittleren Kammer 17 und der unteren-Kammer 18
ausgebildet, wodurch die Verbindung zwischen den beiden Kammern selbst bei Anlage
des beweglichen Verschlußteils 24 gegen die Schulter 34 bei Abwärtsbewegung des
Ventilkolbens 13 bestehen bleibt. Außerdem ist im oberen Bereich des Ventilgehäuses
ein Verbindungskanal 36 vorgesehen, welcher das Auftreten von negativem Druck innerhalb
des Behälters B verhindert, da er den Innenraum des Behälters mit der Atmosphäre
verbindet, sobald die Durchbohrung 32 infolge der Abwärtsbewegung des Ventilkolbens
13 durch den Federsitz 22 freigegeben wird.
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Die vorstehend beschriebene Sprühanordnung arbeitet wie folgt: Bei
Ausübung von Druck auf den in Fig. 1 in seiner oberen Stellung
gezeigten
Sprühkopf 12 beaufschlagt der Kolben 23 die Schulter 33, und in die mittlere Kammer
17 und die untere Kammer 18 wird das flüssige Sprühgut eingesaugt unddann fnfolge
des Eintritts des unteren Endes des Ventilkolbens 13 in die mittlere Kammer 17 und
die untere Kammer 18 verdichtet; Das verdichtete Sprühgut drückt den Kolben 23 abhängig
vom Verdichtungsgrad unter der Wirkung des Absperrventils 21-nach oben.
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Das flüssige Sprühgut bleibt jedoch unter Druck, da der Kolben 23
durch die Druckfedern zu nach unten belastet wird.
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Bei weiterem Niederdrücken des Sprübkopfes 12 wird die Abwärtsbewegung
des beweglichen Verschlußteils 24 durch Beaufschlagung der Schulter 34 begrenzt,
so daß bei weiterem Druck auf den Sprühkopf 12 die Durchtrittsöffnung 29 am unteren
Ende des Ventilkolbens 12 freigegeben wird und in die untere Kammer 18 mündet. Das
unter Druck stehende flüssige Sprühgut tritt dann über den Durchtrittskanal 27 durch
die Düse 30 aus und wird versprüht, Das flüssige Sprühgut wird unter einem vorbestimmten
Druck verdichtet, bis sich die Durchtrittsöffnung 29 llnabhängig von der durch Fingerdruck
auf den Sprühkopf -12 aufgebrachten Belastung öffnet, In anderen Worten, selbst
wenn der Sprühkopf 12 nur langsam niedergedrückt wird, wird der erste Sprühstrahl
dank der Druckfeder unter ausreichendem Druck abgegebene Da sich die Druckkraft
der Feder 26 infolge der Abwärtsbewegung des Federsitzes 22 erhöht, verstärkt sich
der auf das Sprühgut wirkende Druck.
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Dieser Zustand hält für die Dauer des auf den Sprühkopf 12 ausgeübten
Druckes an, doh. solange sich der Federsitz 22 abwärts bewegt.
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Sobald der Sprühkopf 12 seine unterste Endstellung nach Einleitung
des Sprühvorganges durch Freigabe der Durchtrittsöffnung 29 erreicht hat, steht
die im Ventilgehäuse 11 befindliche Sprühgutflüssigkeit unter der gemeinsamen Belastung
von Federdruck 26 und Fingerdruck. Dieser kombinierte bzw. sich addierende Druck
wird durch den Druck der Feder 26 ausgeglichen, wobei der Kolben 23 in seine Ruhelage
zurückkehrt.
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Die Federn 26 wirken also als Puffer und ermöglichen damit, das flüssige
Sprühgut im Ventilgehäuse 11 unter einem vorbestimmten Druck zu halten, das ja anderenfalls
infolge der Sprühtätigkeit unter einem geringeren Druck stehen würde.
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Die unter dem angestauten Druck verdichtete Sprühgutflüssigkeit in
der zylindrischen Kammer 16 und der mittleren Kammer 17 gelangt durch die Nut 35
in die Durchtrittsöffnung 29.
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Der Sprühvorgang endet, sobald der Sprühkopf seine unterste Endstellung
erreicht hat und der Kolben 23 gegen die Schulter 33 anschlägt. Läßt der Fingerdruck
auf den Sprühkopf nach Beendigung des Sprühvorganges nach, dann beginnt der Ventilkolben
13 unter der Kraft der Feder 26 seine Aufwärtsbewegung.
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Mit anhebender Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens 13 schließt sich
die Durchtrittsöffnung 29 unter dem beweglichen Verschlußteil 24, welches durch
das Haltestück 25 von der Schulter 34 nach oben abgehoben wird; das untere Ende
des Ventilkolbens 23 verläßt damit die untere Kammer 18 und die mittlere Kammer
17, so daß in den beiden Kammern ein Vakuum entsteht und die dadurch erzeugte Saugkraft
flüssiges Sprühgut aus dem Behälter B über das Tauchrohr 20 durch das Absperrventil
21 in das Ventilgehäuse 11 einströmen läßt und derart den nächsten Sprühvorgang
einleitet.
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Der Druck im Behälterinneren sinkt mit dem Verbrauch der Sprühgutflüssigkeit,
wobei der Druckabfall ein Nachströmen von Sprühgut in das Ventilgehäuse 11 verhindern
würde.
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Bei der Sprühanordnung nach der Erfindung wird jedoch der Federsitz
22 von der Unterseite der Abdeckkappe 14 abgehoben, sobald der Sprühkopf 12 niedergedrückt
wird, so daß die durchgehende Bohrung 32 der Kappe 14 mit dem die Kammer 16 und
den Behälter B verbindenden Kanal 36 des Ventilgehäuses 11 in Verbindung gelangt.
Somit kann Atmosphäre in den Behälter B eindringen und einem Druckabfall entgegenwirken.
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Wird auf den Sprühkopf 12 kein Druck ausgeübt, d.h. bei Ruhestellung
der Sprühanordnung, beaufschlagt der auf halber Höhe des Ventilkolbens 13 vorgesehene
Federsitz 22 die Unterseite der Abdeckkappe 14 in luftdichter Anlage und verschließt
somit die Durchbohrung 32; damit ist ein Auslaufen des Sprühgutes aus dem Behälter
B ausgeschlossen.
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Sollte eine vorbestimmte Menge Sprühgut abgegeben werden, ohne daß
der Kolben 23 eine Anhebung über einen bestimmten Punkt hinaus erfährt, so wird
das überschüssige unter angestautem Druck verdichtete Sprühgut über einen Verbindungskanal
zwischen dem Innenraum des Ventilgehäuses 11 und dem Behälterinnenraum diesem wieder
zurückgeführt.
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Die vorstehend beschriebene Sprühanordnung ist praktisch in der Handhabung,
da sowohl die Verdichtung als auch das Vernebeln des Sprühgutes durch einfachen
Druck auf den Sprühkopf gleichzeitig bewirkt wird. Außerdem erhält man unabhängig
von der Stärke des auf den Sprühkopf ausgeübten Druckes eine feine Zerstäubung.
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Mit Einleitung des Sprühvorganges erfolgt auch gleichzeitig
eine
Kombination des Federdruckes und des Fingerdruckes, so daß der Druckabfall wieder
aufgebaut wird und ein stets gleichbleibender Sprühdruck beibehalten werden kann.
Die Erfindung gestattet ein bis zum Schluß einheitliches Sprühbild, was mit den
bisher bekannten Sprühanordnungen nicht erreichbar war.
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Aus der nachfolgenden Erläuterung des zweiten Ausführungsbeispieles
nach Fig. 4 entfallen die dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - 3 äquivalenten,
mit denselben Bezugszahlen bezeichneten Teile. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel
ist noch eine zweite Feder 40 vorgesehen, die den Kolben 23 nach unten belastet
und dadurch einen hohen Innendruck erzeugt.
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Diese Feder 40 bleibt zwischen der oberen Stirnwand 31 der Abdeckkappe
14 und dem Kolben 23 die Feder 26 umgebend vorgespannt, wobei der Durchmesser des
Kolbens 23 größer ist als der des Kolbens 13.
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Das flüssige Sprühgut wird durch Druck auf den Sprühkopf 12 in die
mittlere Kammer 17 und die untere Kammer 18 gedrängt, wobei bei Erreichen der untersten
Endstellung des Ventilkolbens 23 das unter Druck stehende Sprühgut in diese beiden
Kammern den Kolben 23 abhängig vom Druckgrad nach oben drängt.
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Unter der zweifachen Belastung des Kolbens durch die Federn 26 und
40 wird das Sprühgut bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel unter stärkeren Druck
gesetzt als im Falle des ersten Ausführungsbeispiels.
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Durch Druck auf den Sprühkopf 12 gibt das bewegliche Verschlußteil
24 die Durchtrittsöffnung 29 frei und leitet somit die Abgabe-der unter Druck stehenden
Sprühgutflüssigkeit ein. Mit dem durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 23 erzeugten
Abfall des Innendruckes streckt sich die Feder 40 und ermöglicht dabei die Wiederherstellung
des Innendruckes auf eine vorbestimmte Höhe.
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Selbst wenn der Kolben 23 seine unterste Anschlagstellung gegen die
Schulter 33 erreicht hat, wird die Feder 26 unter Druck gehalten, um den Ventilkolben
13 wieder in Gang zu setzen, so daß ein fortgesetzter Sprühvorgang ohne Absinken
des Innendruckes möglich ist.
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Die Feder 40 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gestattet nicht
nur die Erzeugung eines Sprühnebels unter höherem, angestautem Druck, sondern ermöglicht
zudem auch einen geringeren Fingerdruck auf den Sprühkopf 12, da die Feder. stark
genug ist, einen im Verhältnis zum ersten Ausführungsbeispiel geringeren Fingerdruck
auf den Sprühkopf auszugleichen.