DE2610129A1 - Schaumerzeuger - Google Patents
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Description
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HERSHEL EÄRL WRIGHT, DECATUR, ILLINOIS (V.St.A.)
Schaumerzeuger
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaumerzeuger mit einem eine schaumbildende Lösung enthaltenden, flexiblen
Behälter.
Bei Verbrauchsgütern ist zunehmend ein Trend zu gesteigerter Notwendigkeit für Schaumerzeuger festzustellen, die
Reinigungs- und Poliermittel, Kosmetika und Toilettenmittel sowie Nahrungsmittel abgeben können. Viele dieser Verbrauchsgüter
bieten sich dazu an, in Form von Schaum aus einem hierzu geeigneten Dispenser verwendet zu werden.
Solche Abgabeeinrichtungen müssen unter wirtschaftlichen
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Gesichtspunkten herstellbar sein und eine ausreichende Funktionsfähigkeit aufweisen, damit sie gegenüber den
herkömmlichen Verpackungsarten wettbewerbsfähig sind. Die Anwendung von unter Druck stehenden Sprühdosen hat
die Zeit reduziert, die zur Schaumerzeugung notwendig ist, sie hat aber auch dazu geführt, daß Behälter verwendet
werden müssen, die dem erheblichen Innendruck widerstehen können, dabei treten natürlich erhöhte Herstellungskosten
für solche Dispenser auf. Ferner haben die erwähnten Sprühdosen den Nachteil der Abgabe des für die Schaumerzeugung
notwendigen Gases, welches sich nicht selbst ergänzen kann, weshalb die Lebensdauer solcher Sprühdosen
begrenzt bleibt.
Aus den sich in Zusammenhang mit den Sprühdosen ergebenden Problemen wurden verschiedene Arten von Schaumerzeu—
gern mit flexiblen oder plastischen Behältern bereits geschaffen, die mit manuell erzeugbarem Druck arbeiten.
Unglücklicherweise sind aber die meisten dieser bekannten Einrichtungen, wenn nicht sogar alle nur in einer Arbeite—
lage verwendbar, normalerweise arbeiten sie in der aufrechten Lage. Es gibt jedoch auch schon Schaumerzeuger mit
/der
flexiblen Behältern, die in der/ aufrechten entgegengesetzten
Lage arbeiten, eine solche Einrichtung ist beispielsweise in der US-PS 3 422 993 beschrieben. Obwohl
einige von solchen oder ähnlichen Systemen einen guten Schaum liefern, ergibt sich doch eine Grenze dort, wo der
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Behälter bzw. die Flasche vor dem Gebrauch geschüttelt worden ist, was beispielsweise auch dadurch geschehen
kann, daß der Behälter zu mehrmaligem Gebrauch umgedreht wurde. Das Schütteln des Schaumerzeugers oder der mehrmalige
Gebrauch führt zu Schaumbildung innerhalb des Behälters oder der Flasche, weil insbesondere durch die
Rücksaugung von Luft von der Flasche selbst ein schaumerzeugender Effekt ausgeht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaumerzeuger zu schaffen, der unabhängig von dessen Gebrauchslage
zu jedem Zeitpunkt Schaum von zufriedenstellender Qualität abgibt, und bei dem eine Schaumbildung
innerhalb des Gefäßes nicht auftritt.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem die Lösung enthaltenden Behälter auch Luft
gespeichert ist, daß eine Abgabeöffnung vorgesehen ist, und ein poröses Teil zur Trennung des der Abgabeöffnung
benachbarten Bereiches von dem Behälterinneren vorhanden ist, ferner Rohre zwischen dem Behälterinneren und dem
porösen Teil vorgesehen sind sowie Öffnungen so angebracht sind, daß die durch die Rohre fließende Lösung dem porösen
Teil zugeleitet wird, sobald der Behälter zusammengedrückt wird.
Der Schaumerzeuger gemäß der Erfindung weist gegenüber 609842 /02A7
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dem Bekannten die Vorteile auf, daß unabhängig von dessen Gebrauchslage und dessen mehrmaligem Gebrauch
zu jedem Zeitpunkt Schaum geliefert werden kann, der kontinuierlich aus dem Schaumerzeuger abgegeben wird
und eine ausreichende Qualität aufweist. Ferner wird eine Schaumbildung innerhalb des Schaumerzeugers vollkommen
vermieden, wodurch die Funktionsfähigkeit des Schaumerzeugers zu jedem Zeitpunkt voll erhalten bleibt.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schaumerzeuger,
Fig. 2 den gleichen Schaumerzeuger, jedoch bei Schaumabgabe ,
Fig. 3 ebenfalls denselben Schaumerzeuger bei Schaumabgabe, jedoch in einer Gebrauchsiage, bei der
die Abgabeöffnung nach unten zeigt,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaumerzeugers,
mit einem zusätzlichen Balg zur Aufnahme von Luft,
Fig. 5 den gleichen Schaumerzeuger gemäß Fig. 5, jedoch in einer Gebrauchslage, bei der die Abgabeöffnung nach unten zeigt.
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Ein. Schaumerzeuger 10 (Fig. 1) besteht im wesentlichen
aus einem flexiblen Behälter 12, einem porösen Teil 14 sowie einem Rohr 16, dessen eines Ende in eine schaumbildende
Lösung 18 eintaucht. Das andere Ende des Rohres 16 ragt in das poröse Teil 14 hinein. Bei dem genannten
Ausführungsbeispiel ist das Rohr 16 in zwei einzelner Rohre 20, 22 aufgeteilt, um den Zusammenbau zu erleichtern,
man kann aber ebensogut ein einziges Rohr verwenden.
Das in das poröse Teil 14 hineinragende Rohr 16 ist mit mindestens einer Öffnung 26 versehen, die in das poröse
Teil 14 mündet, eine zweite Öffnung 28 mündet in eine Abgabeöffnung 30 des Behälters 12; ein Ventil 24 besteht
in diesem Fall aus einem kugelförmigen Schließkörper 32 und einer Haltehülse mit einzelnen VorSprüngen 34, die
in dem Rohr 16 nach innen ragen; das Ventil regelt somit den Durchfluß und bestimmt, ob Luft oder schäumbare Lösung
durch eine der beiden Öffnungen 26 oder 28 hindurchfließen können.
Die Wirkungsweise des Schaumerzeugers 10 kann am besten
anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden. In Fig· 2 ist der Schaumerzeuger in aufrechter Gebrauchslage gezeigt.
Wird der Behälter von Hand zusammengedrückt, dann wird ein Teil der schäumbaren Flüssigkeit durch das Rohr 16
nach oben gedrückt, welche den Schließkörper 32 dazu
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veranlaßt, die Öffnung 28 zu schließen. Sobald das Ventil 24 (Fig. 1) auf diese Weise geschlossen ist, dringt
die schäumbare Lösung 18 durch die Öffnung 26 in das poröse Teil 14. Gleichzeitig wird durch den im Behälter
herrschenden Druck Luft vom oberen Bereich 36 des Behälters 10 in das poröse Teil 14 gedruckt und vermischt sich
mit der schäumbaren Lösung 18, die von der Öffnung 26 her zufließt, wodurch ein Schaum 38 gebildet wird, der
die Abgabeöffnung 30 verläßt. Wenn der manuelle Druck nachläßt, wenn also die Pinger wieder gelockert werden,
dann kann der Schließkörper 32 zurückfallen und legt sich an die VorSprünge 34 an, hierbei kann Luft in das Innere
des Behälters über die Öffnung 28 zufließen, der Behälter wird dann binnen kurzem seine ursprüngliche Gestalt wiedererlangen.
Der Schaumerzeuger 10 kann auch in umgekehrter Lage (Fig. 3), d.h. mit seiner Abgabeöffnung 30 nach unten
verwendet werden. Hierbei findet jeweils eine Umkehrung verschiedener Funktionen in dem Schaumerzeuger auf folgende
Weise statt. Das freie Ende des Rohres 16, welches beim Betrieb gemäß Fig. 2 in die schaumbildende Lösung
18 eintauchte, ragt jetzt in den mit Luft gefüllten Raum (Fig. 3). Das poröse Teil 14, welches vorher (Fig. 2)
in direktem Kontakt mit der oberhalb der Lösung liegenden Lüftest and, befindet sich jetzt (Fig. 3) in direktem Kontakt
mit der schaumbildenden Lösung 18. Wird der Behälter
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von Hand zusammengedrückt, dann wird Luft durch das Rohr
16 (Fig. 3) gedrückt, die auf den Schließkörper 32 einwirkt und die Öffnung 28 verschließt; hierdurch wird
Luft durch die Öffnung 26 gedrückt, die sich mit der schäumbaren Lösung 18 vermischt, welche ihrerseits durch
das poröse Teil 14 gepreßt wird, hierdurch wird der Schaum 38 erzeugt und durch die Abgabeöffnung 30 abgegeben.
Dementsprechend wird trotz Umkehrung der Fließwege bei Benützung des Schaumerzeugers 10 in umgekehrter Gebrauchslage
das gleiche Ergebnis erzielt, daß nämlich Luft und schaumerzeugende Lösung unter Druck in dem porösen
Teil 14 vermischt werden und einen Schaum bilden, der von dem Schaumerzeuger abgegeben wird.
Ganz unabhängig von der Gebrauchslage des Schaumerzeugers wird ein Ventil 24 benötigt, welches bei Druckanwendung
auf die Wandungen des Behälters schließt und ebenfalls
ganz, unabhängig davon, ob nun die schaumerzeugende Lösung oder Luft durch das Rohr hindurchfließen und durch die
Öffnungen 26 den porösen Teil zugeführt werden. Das erwähnte Ventil muß auch schnell öffnen können, um die Einleitung
von Außenluft zu ermöglichen und dem Behälter schnell seine ursprüngliche Gestalt wiederzugeben. Zwar
wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein kugelförmiger Schließkörper verwendet, es ist aber selbstverständlich, daß auch andere Ventilsysteme in Anwendung kommen
können. Der kugelförmige Schließkörper ist besonders
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vorteilhaft für die Anwendungen der beiden verschiedenen Gebrauchslagen.
Das poröse Teil 14 kann aus jedem Material bestehen, welches eine Vielzahl von kleinen Kanälen aufweist, um die Vermischung
von schaumerzeugender Lösung und Luft zu ermöglichen. Obwohl das Material biegsam sein kann wird ein
mehr oder weniger steifes oder starres Material vorgezogen, um ein Optimum an Gleichmäßigkeit des erzeugten Schaumes
zu gewährleisten, was dadurch zustande kommt, daß ein starres, poröses Teil nicht zusammengedrückt werden kann,
und hierdurch Kanäle innerhalb des porösen Materials auch nicht verengt werden können. Es bieten sich verschiedene
Materialien an, beispielsweise vulkanisches Glasmaterial, gesintertes Glas, wie es in Filtern verwendet wird, oder
steifes Plastikmaterial, so wie beispielsweise poröses Polyäthylen, Polypropylen, Nylon, Rayon etc.
Zur Optimierung des Schaumerzeugers ist die Porösität und/ oder die Steifigkeit des porösen Teiles sehr wichtig. Das
poröse Teil erhält Luft und schäumbare Lösung direkt aus dem Behälter, je nachdem in welcher Gebrauchslage er sich
bei Druckausübung gerade befindet. Entsprechend sollte die Porösität so sein, daß entweder Luft oder Lösung durch das
poröse Teil so hindurchdringen können, daß jeweils gleiche und optimale Durchflußraten für das Mischen zur Verfügung
stehen, so daß kein oder zumindest nur ein kleiner Rückfluß
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von schäumbarer Flüssigkeit aus dem porösen Teil bei aufrechtstehendem Schaumerzeuger vor Aufwendung von Druck
stattfindet. Das steife, poröse Material eignet sich deshalb besser, weil durch Zusammendrückung keine Kanäle verengt
werden können, wodurch die Luft und die Lösung gleichermaßen und unabhängig von der Gebrauchslage des Schaumerzeugers
das poröse Teil passieren können. Es kann z.B. erwünscht sein, das poröse Teil so zu gestalten, daß die
Schaumerzeugung in einer bestimmten Lage des Behälters optimiert wird. Dementsprechend sollte die Schaumerzeugung
und -abgabe unabhängig von der Gebrauchslage des Behälters immer sichergestellt sein.
Das Rohr, welches die schäumbare Lösung oder die Luft (abhängig von der Lage des Behälters) führt und das poröse
Teil können aus geeignetem Material hergestellt werden, das mit der schäumbaren Lösung ausgetauscht werden kann und
von beliebigem Querschnitt sein kann, beispielsweise rund, rechteckig oder ähnliches. Vorzugsweise wird das Rohr durch
das poröse Teil hindurchgeführt, der Schaumerzeuger arbeitet
aber selbst dann, wenn das Rohr nicht vollständig durch das poröse Teil hindurchgeht, es muß lediglich sichergestellt
sein, daß eine Öffnung für die Luftführung zwischen der Abgabeöffnung 30 und dem Rohr besteht, um ein Zufließen von
Frischluft zu gewährleisten.
Der Behälter selbst kann aus jedem belxebigen Material her-
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gestellt sein, welches die schäumbare Flüssigkeit und Luft aufnehmen kann. Normalerweise wird der auf den Behälter
einwirkende Druck von Hand erzeugt werden. In diesem Fall sollte die Behälterwandung flexibel genug sein
und Elastizität aufweisen, wie dies bei vielen bekannten Plastikmaterialien auch der Fall ist. Bei einem anderen
Ausführungsbeispiel (Fig. 4, 5) ist ein Balg vorgesehen, um die schäumbare Lösung von der Luft zu trennen.
Ein Behälter 110 (Fig. 4) ist mit einem porösen Teil 112 und einem Rohr 114 versehen, das durch das poröse Teil
112 hindurchragt und in das Innere des Behälters 110 verläuft. Ein Balg 116 schließt das Rohr 114 ein. Am oberen
Ende des Rohres 114 sind Öffnungen 118 sowie eine Öffnung 120 vorgesehen sowie Vorsprünge 122 vorhanden, die innerhalb
des Rohres 114 liegen und einen Anschlag für einen zu einem Ventil gehörenden, kugelförmigen Schließkörper
124 bilden. Der Behälter 110 in eine gegenüber der aufrechten Lage verkehrte Lage gebracht (Fig. 5), also mit
seiner Abgabeöffnung 130 nach unten, dann wird bei manuellem Druck auf die Wandung des Behälters 110 sowie auf
Grund der nach unten gerichteten Lage der Schließkörper 124 gegen eine zu dem Ventil gehörende Öffnung 120 gedruckt,
und dieses Ventil geschlossen, ferner wird Luft 126 aus dem Balg 116 durch die Öffnungen 118 in das poröse Teil
112 gepreßt. Eine schaumerzeugende Lösung 128 (Fig. 5) wird direkt in das poröse Teil 112 hineingepreßt; es werden also
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Luft 126 aus dem Balg 116 sowie schaumerzeugende Lösung 128 in das poröse Teil 112 hineingedrückt, vermischen
sich dort und treten als Schaum 132 durch die Abgabeöffnung 130 aus dem Schaumerzeuger aus.
Wenn man den Druck vermindert, die Finger also von der Wandung des Behälters 110 wieder löst, dann verläßt der
Schließkörper 124 die Öffnung 120, wodurch ein Einströmen von Außenluft in den Balg 116 über das Rohr 114 erfolgt.
Hierbei ist es nicht notwendig, daß der Behälter 110 in die aufrechte Lage gebracht wird.
Es wird ein Ventil benötigt, welches die entsprechende Öffnung dann verschließt, wenn der Behälter entweder in
die gegenüber der aufrechten Lage umgekehrte Lage gebracht wird, oder wenn auf den Behälter Druck ausgeübt wird, wenn
also Luft aus dem Balg über das Rohr in das poröse Teil' hineingedrückt werden soll. Zusätzlich muß das Ventil
schnell wieder öffnen, wenn Außenluft in den Behälter und damit in den Balg einfließen soll. Vorzugsweise wird ein
kugelförmiger Schließkörper für das Ventil verwendet, es sei jedoch erwähnt, daß jedes andere Ventilsystem, welches
die beschriebenen Funktionen erfüllt, auch verwendet werden kann.
Der Balg 116 trennt die Luft von der schaumerzeugenden Lösung. Hierdurch wird eine Schaumbildung innerhalb des Be-
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hälters 110 absolut vermieden. Wenn also der Behälter vor seinem Einsatz geschüttelt wird, kann die Luft dennoch
nicht mit der Lösung benetzt werden. Es ist demzufolge auch nicht möglich, durch vorhergehende Schaumabgabe im
Inneren des Behälters Schaum zu erzeugen. Die Kontaminierung der Luft durch den Schaum innerhalb des Behälters
führt vielfach zu einer Qualitätsminderung des Schaumes. Der Balg muß flexibel sein, um zusammengedrückt zu werden
und um sich wieder in die ursprüngliche Lage zu stellen. Jedes Material, welches diese Anforderungen erfüllt, ist
geeignet und man kann das Material mit der entsprechenden, zu verwendenden Lösung auch austauschen.
Das Rohr verläuft von dem porösen Teil zu dem Balg und setzt sich in diesem noch um ein ganzes Stück fort. Einströmende
Frischluft birgt die Gefahr in sich, zu kondensieren.
Durch den Fortsatz des Rohres innerhalb des Balges wird vermieden, daß kondensierte Flüssigkeit in den abzugebenden
Schaum eindringen kann und dessen Qualität vermindert, vielmehr sammelt sich diese Flüssigkeit an der Außenwandung
des Rohres innerhalb des Balges.
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Claims (1)
- P 1 - 13 -PatentansprücheSchaumerzeuger mit einem eine schaumbildende Lösung enthaltenden, flexiblen Behälter, dadurch gekennzeichnet , daß in dem die Lösung (18, 128) enthaltenden Behälter (12, 110) auch Luft gespeichert ist, daß eine Abgabeöffnung (30, 130) vorgesehen ist, und ein poröses Teil (14, 112) zur Trennung des der Abgabeöffnung benachbarten Bereiches von dem Behälterinneren vorhanden ist, ferner Rohre (16, 20, 22, 114) zwische dem Behalterxnneren und dem porösen Teil (14, 112) vorgesehen sind sowie Öffnungen (26, 118) so angebracht sind, daß die durch die Rohre (16, 20, 22, 144) fließende Lösung (18, 128) dem porösen Teil (14, 112) zugeleitet wird, sobald der Behälter (12, 110) zusammengedrückt wird2. Schaumerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Behälters (110) ein Balg (116) zur Trennung von Luft (126) und^ Schaum erzeugender Lösung (128) vorgesehen ist, und daß zwischen dem porösen Teil (112) und dem Balg (116) ein-Rohr (114) zur Zuleitung von Luft (126) aus dem Balg (116) zu dem porösen Teil (112) angeordnet ist.3. Schaumerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (116) der Trennung von9.3.1976 609842/0247P 1 - 14 -Luft (126) von der schaumbildenden Lösung (128) dient, und sich das Rohr (114) zur Zuführung von Luft in den Balg (116) zwischen dem porösen Teil (112) und dem Balg (116) erstreckt.4. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche I1 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Teil (14, 112) steif ist.5. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1/ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Rohr (114) vorhandene Öffnungen (26, 118) in Verbindung mit einem Ventil (24, 32, 34; 122, 124) ein glattes Passieren des porösen Teiles (14, 112) verhindern.6. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (22, 114) mindestens teilweise durch das poröse Teil (14, 112) hindurchragt und quer zu seiner Längsrichtung Öffnungen (26, 118) aufweist.7. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (24, 28, 32, 34ϊ 120, 122, 124) bei steigendem Innendruck in dem Behälter (10, 110) schließt und bei Überwiegen des Außenluftdruckes gegenüber dem Innendruck des Behälters wieder öffnet und dadurch das Einströmen609842/0247P 1 - 15 -von Frischluft in den Behälter (10, 110) ermöglicht.8. Schaumerzeuger, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (24, 32, 34; 122, 124) bei steigendem ' Innendruck in dem Behälter (10, 110) schließt, wodurch der Fluß durch das poröse Teil (14, 112) geleitet wird.9. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (16, 114) mindestens teilweise durch das poröse Teil (14, 112) hindurchragt und eine Öffnung (28, 120) für den Lufteintritt aufweist, und daß die Öffnung (28, 120) bei fallendem Innendruck in dem Behälter (10, 110) freigegeben wird, so daß Frischluft in das Innere des Behälters fließen kann.10. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (16, 114) mindestens teilweise durch das poröse Teil (14, 112) hindurchragt; und die Öffnung (28, 120) bei steigendem Innendruck in dem Behälter (10, 110) geschlossen wird, wodurch Luft (126) bzw. die schaumbildende Lösung (18, 128) von dem Rohr (22, 114) dem porösen Teil (14, 112) zugeleitet wird.11. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das eine609842/0247P 1 - J.6 -Ende des Rohres (114) in das poröse Teil (112) hineinragt bzw. durch dieses hindurchgeht, und das andere Ende des Rohres (16, 20, 22; 114) in das Innere des Behälters (10, 110) hineinragt und sich über den wesentlichen Teil der Längserstreckung des Behälters ausdehnt sowie daß das Rohr ein Ventil beinhaltet, das bei steigendem Innendruck in dem Behälter geschlossen und bei fallendem Innendruck des Behälters wieder geöffnet wird, wodurch bei steigendem Innendruck ein Fluß durch dasporöse Teil (14, 112) zustandekommt und bei fallendem Innendruck die Frischluft innerhalb des Rohres (114) durch das poröse Teil (112) hindurchgeleitet wird.12. Schaumerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder Z1 dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (22, 114) erste Öffnungen (26) in dem porösen Teil (14, 112) sowie eine weitere Öffnung (28, 120) aufweist, wobei die weitere Öffnung (28, 120) durch ein Ventil (24, 32, 34? 122, 124) bei steigendem Innendruck in dem Behälter (10, 110) verschließbar ist, wodurch der Fluß durch die ersten Öffnungen (26) geleitet wird.13. Schaumerzeuger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil einen Schließkörper (32, 124) in Form einer Kugel aufweist, die ein Vorbeistreichen von Luft ermöglicht, wenn der Innendruck in dem Behälter (10, 110) fällt, und der Schließkörper (31, 124) an Vorsprüngen (34, 122) anliegt.609842/024 7
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