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Vorrichtung zur Abgabe mindestens zweier fließfähiger Stoffe in vermischter
Form aus einem Behälter mittels Treibgas und Verfahren zum Abpacken der Stoffe unter
Verwendung der Vorrichtung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe mindestens
zweierfließfähiger Stoffe in vermischter Form durch mittels Treibgas erzeugtes Ausstoßen
durch einen in einer Ventilvorrichtung vorgesehenen Austrittskanal, mit einem die
Ventilvorrichtung tragenden Behälter, in dem Einzelbehälter für die Stoffe angeordnet
sind, die mit der Ventilvorrichtung in Verbindung stehen. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Abpacken der zu vermischenden Stoffe unter Verwendung der Vorrichtung.
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Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht im wesentlichen aus mehreren
Aerosoldosen, die einzeln auswechselbar in einem gemeinsamen Behälter angeordnet
sind. Jede Aerosoldose ist mit einem Verschluß versehen, der bei ihrem Einsetzen
in den gemeinsamen Behälter geöffnet wird, indem ein Anschlußstutzen durch
den
Verschluß hindurchgestoßen wird. Die Anschlußstutzen führen über eine Mischkammer
zu einem gemeinsamen Ventil, welches in für Aerosoldosen bekannter Weise durch manuelle
Druckeinwirkung zu öffnen ist.
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Das bei einer solchen Vorrichtung verwirklichte Prinzip der Vermischung
des Füllgutes aus den Einzelbehältern vor dem gemeinsamen Ventil hat den Nachteil,
daß nach dem Jeweiligen Schließen des Ventils noch eine bestimmte Menge des Mischprodukts
im Ventilgehäuse verbleibt. Handelt es sich um leicht erstarrende oder klebende
Stoffe, so wird das Ventil dadurch unbrauchbar. Deshalb ist es in solchen Fällen
bei der bekannten Vorrichtung erforderlich, diese in einem zusammenhängenden Vorgang
vollständig zu entleeren, wenn das Füllgut der Einzelbehälter möglichst wirtschaftlich
genutzt werden soll.
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In vielen Fällen sind zwei oder mehrere Einzelkomponenten in einem
Behälter zu lagern und vor ihrer Verwendung zu durchmischen. Dies ist beispielsweise
bei der Anmischung von Farben, Klebstoffen, Baustoffen, Nahrungsmitteln, Kosmetika
usw. der Fall. Hierbei ist Jeweils eine beliebige Verwendungsmöglichkeit der Mischung
in dem Sinne zu fordern, daß nicht eine bestimmte verfügbare Stoffmenge bei einem
Abgabevorgang insgesamt aufgebraucht werden muß, sondern daß ohne Verstopfung bzw.
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Verkleben von Ventilen eine Abgabe Je nach Bedarf mit beliebig langen
Zeitabständen möglich ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese
Forderungen erfüllt und darüber hinaus möglichst einfach konstruiert ist, so daß
sie sich zur billigen Massenfertigung eignet.
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Eine Vorrichtung eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser Aufgabe
erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Ventilvorrichtung mehrere gleichzeitig
manuell betätigbare Ventile aufweist, die jeweils mit einem Einzelbehälter verbunden
sind, und daß der Austrittskanal Teil eines vorzugsweise statischen Mischers ist,
dessen Eintritt mit allen Ventilen verbunden ist.
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Bei dieser Vorrichtung ist also ein Behälter vorgesehen, der mehrere
gleichzeitig betätigbare Ventile aufweist.
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Ein solcher Behälter kann sehr einfach in Form der bekannten Sprühdose
verwirklicht werden, wobei in dem oberen Deckel nicht ein, sondern mehrere Ventile
parallel einander zugeordnet sind. Die Ventile sind Jeweils mit einem in dem Behälter
vorgesehenen Einzelbehälter verbunden, in dem ein Anteil der letztlich zu bildenden
Mischung abgefüllt ist. Dadurch, daß ein Mischer den Ventilen nachgeordnet ist,
kann das Mischprodukt die Ventile nicht verstopfen bzw. verkleben, denn es wird
erst an einer Stelle hinter den Ventilen erzeugt. Werden die Ventile geschlossen,
so kann in Jedem Einzelventil höchstens eine Einzelkomponente der zu bildenden Mischung
zurückbleiben. Anstelle eines statischen Mischers kann auch ein mechanischer Mischer
vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann sehr einfach und billig auch
in Massenfertigung hergestellt werden, denn die bisher üblichen Teile, mit denen
die bekannten Aerosoldosen gefertigt werden, können auch für eine Vorrichtung nach
der Erfindung eingesetzt werden. Es ist lediglich in der im Dosendeckel vorgesehenen
Trägerplatte für die Ventilanordnung eine der Zahl vorhandener Einzelventile entsprechende
Zahl von Öffnungen vorzusehen. Die bisher üblichen Trägerplatten haben eine
solche
Größe, daß ohne weiteres zwei oder auch drei Einzelventile vorgesehen werden können.
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Somit ist es also möglich, die Ventile an einer gemeinsamen Trägerplatte
zu befestigen, die in an sich bekannter Weise abdichtend mit dem Behälter verbunden
ist.
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Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist ein sehr einfaches und
schnelles Abpacken der zu vermischenden Stoffe möglich, wenn Einzelbehälter aus
flexiblem Material vorgesehen sind. Solche Einzelbehälter können, insbesondere wenn
sie aus einem Kunststoff bestehen, nach ihrer Füllung außerhalb des Druckbehälters
verschweißt und dadurch verschlossen werden. Dann werden sie als eine kompakte Einheit
mit der an ihrer Trägerplatte befestigten Ventilanordnung verbunden. Diese so gebildete
Einheit kann dann leicht mit dem Deckel eines Druckbehälters verbunden werden, wonach
dessen Boden angebracht wird. Nach dem auf diese Weise erfolgten allseitigen Verschluß
des Druckbehälters, erfolgt dessen Begasung durch ein in seiner Wandung vorgesehenes
Einwegventil hindurch, vorzugsweise mittels einer Kanüle, mit der ein als Einwegventil
dienender Gummi stopfen durchstochen wird.
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Vorteilhaft ist der statische Mischer einstückig mit einem Betätigungselement
für die Ventile verbunden.
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Dies führt zu einer Ausbildung etwa in Form des bei Aerosoldosen mit
Einzelventilen bekannten Druckkopfes, bei dem Jedoch nicht eine einfache Austrittsöffnung,
sondern statt dessen der statische Mischer vorgesehen ist.
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Die Einzelbehälter bestehen vorteilhaft aus flexiblem Material und
bilden zu dem als Druckbehälter ausgebildeten Gesamtbehälter einen mit Treibgas
füllbaren Zwischenraum. Der Druckbehälter kann dann nach dem Einsetzen der Einzelbehälter
und seinem allseitigen Verschluß in bekannter Weise mit einem Treibgas gefüllt werden,
welches auf die flexiblen Einzelbehälter einen Druck ausübt, der bei geöffneten
Ventilen zum Austreten der darin abgefüllten Stoffe führt. Vorzugsweise im Boden
des Druckbehälters ist ein Begasungsventil vorgesehen. Dieses kann in der einfachen
Ausführungsform ein Gummistopfen sein, der zur Begasung mit einer Kanüle durchstochen
wird.
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Um unterschiedliche Mischungsverhältnisse verwirklichen zu können,
haben die Verbindungen zwischen den Ventilen und den Einzelbehältern zweckmäßig
einen gemäß einem vorgegebenen Mischungsverhältnis dimensionierten Querschnitt.
Fertigungstechnisch vorteilhaft ist es, die Verbindungen als separate, vorzugsweise
steckbare Anschlußelemente auszubilden, da dann Je nach den in den Einzelbehältern
abgefüllten Stoffen und deren vorgegebenem Mischungsverhältnis beim Zusammenstellen
einer- Vorrichtung nach der Erfindung das genaue Mischungsverhältnis durch Aufstecken
von Anschlußelementen unterschiedlichen Querschnitts auf die Einzelbehälter eingestellt
werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben, das mit einem statischen Mischer arbeitet.
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Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt einer Vorrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 den Querschnitt einer Anordnung von Einzelbehältern in
der Vorrichtung, Fig. 3 einen Horizontalschnitt eines Ventilbetätigungselements
mit angeschlossenem statischem Mischer gemäß dem Schnitt III-III aus Fig. 1, Fig.
4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 3 und Fig. 5 den vertikalen Längsschnitt des Betätigungselements
mit einem anderen statischen Mischer.
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In Fig. 1 ist eine Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, die
einen Druckbehälter 10 mit einem Deckel 11 aufweist, der mit einem zentralen Ventilträger
13 versehen ist. Der Druckbehälter 10 ist durch Umbördelung bei 12 mit seinem Deckel
11 verbunden, und der Ventilträger 13 ist mit dem Deckel 11 bei 14 gleichfalls durch
Umbördelung verbunden. An dieser Stelle kann ein Dichtungsring 15 vorgesehen sein,
der im Hinblick auf den vergleichsweise geringen Durchmesser der Umbördelung 14
gegebenenfalls vorhandene Undichtigkeiten beseitigt.
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Der Ventilträger 13 dient mit einer mittleren, von einer Falzung 16
umgebenen Ventilträgerplatte 17 zur Halterung einer Ventilanordnung, die als wesentlichen
Teil ein Ventilgehäuse 18 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet
das Ventilgehäuse 18 mit einer Zwischenwand 20 zwei Ventilkammern und ist an der
Ventilträgerplatte 17 mit einem oberen erweiterten Rand in der Falzung
16
gehalten. Eine Dichtungsscheibe 19 ist zwischen dem Ventilgehäuse 18 und der Ventilträgerplatte
17 vorgesehen. Gegen diese Dichtung 19 drücken zwei Ventilkörper 21 und 22, die
in den mit dem Ventilgehäuse 18 und der Zwischenwand 20 gebildeten Kammern angeordnet
und Jeweils durch eine Feder 23 bzw. 24 beaufschlagt sind. Die Ventilkörper 21 und
22 sind mit einem aus der Ventilanordnung Jeweils nach oben herausgeführten Austrittstutzen
27 bzw. 28 verbunden, der eine seitliche Öffnung 25 bzw. 26 aufweist, durch die
hindurch beim Niederdrücken des Jeweiligen Ventilkörpers 21 bzw. 22 ein in das Ventilgehäuse
18 von unten unter Druck eingeführtes Material austreten kann.
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Ein flexibler Behälter 36 ist mit Anschlüssen 34 und 35 über Anschlußelemente
31 und 32 an untere Anschlußstutzen 29 und 30 des Ventilgehäuses 18 angeschlossen.
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Die Anschlußelemente 31 und 32 sind nicht unbedingt erforderlich,
sie dienen jedoch zur Einstellung eines vorgegebenen Mischungsverhältnisses durch
unterschiedliche Querschnitte. Es ist zu erkennen, daß das Anschlußelement 31 bei
33 eine Querschnittsverengung aufweist, die beim Anschlußelement 32 nicht vorhanden
ist. Dies führt somit zu einer pro Zeiteinheit unterschiedlichen Menge aus dem Behälter
36 abgegebener Einzelstoffe.
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Diese Stoffe sind in Einzelbehältern 38 und 39 angeordnet, die in
dem Behälter 36 durch eine Zwischenwand 37 gebildet sind. Auf die Einzelbehälter
38 und 39 wird durch ein in dem Zwischenraum zum Druckbehälter 10 vorhandenes, unter
Druck stehendes Treibgas ein Druck ausgerbt. Da der Behälter 36 aus einem flexiblen
Material besteht, werden seine Einzelbehälter durch die Druckeinwirkung
zusammengedrückt,
so daß das jeweils in ihnen vorhandene Material durch die Anschlüsse 34 und 35,
die Anschlußelemente 31 und 32 und die Anschlußstutzen 29 und 30 hindurchtritt und
bei niedergedrückten Ventilkörpern 21 und 22 durch die Austrittstutzen 27 und 28
austreten kann.
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In Fig. 1 ist ferner ein Verschlußstopfen 41 in einer Bodenöffnung
des Druckbehälters 10 dargestellt. Der Boden 40 ist durch eine Umbördelung 43 mit
dem zylindrischen Behälterkörper verbunden. Der Verschlußstopfen 41 besteht vorteilhaft
aus Gummi und wird durch den Innendruck des Behälters mit einer tellerartigen Erweiterung
42 gegen den Boden 40 gedrückt. Zur Begasung des den Innenbehälter 36 enthaltenden
Druckbehälters 10 wird der Gummistopfen 41 mit einer Kanüle durchstochen, durch
die das Druckgas hindurchgeführt wird. Nach Entfernung der Kanüle erfolgt ein selbsttätiger
Verschluß des zuvor durchstochenen Gummistopfens 41.
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Auf die oberen Austrittstutzen 27 und 28 ist ein Betätigungskopf 50
aufgesteckt, wie es für Einzelventile bei Sprühdosen bereits bekannt ist. Der Betätigungskopf
50 hat hierzu zwei den Austrittstutzen 27 und 28 entsprechende Öffnungen. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel besteht er aus einem Aufsteckkörper 52 und einem oberen Teller
51, der eine zur manuellen Druckeinwirkung vergrößerte Angriffsfläche bietet.
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In Fig. 2 ist ein Querschnitt einer anderen möglichen Ausführungsform
eines Innenbehälters 46 gezeigt, der durch eine sternförmige Innenwand 47 drei Einzelbehälter
bildet. Entsprechend können dann in der Ventilträgerplatte
drei
Einzelventile vorgesehen sein, die durch einen gemeinsamen Betätigungskopf gleichzeitig
geöffnet werden können.
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Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt des Betätigungskopfes 50 mit
daran angeschlossenem statischem Mischer 53. Es handelt sich hierbei um einen einstückigen
Körper aus einem Kunststoffmaterial, der vorzugsweise nach einem Spritzgußverfahren
hergestellt ist. In der Ansicht gemäß Fig. 3 sind die beiden Einstecköffnungen 55
und 56 für die Austrittstutzen 27 und 28 (Fig. 1) zu erkennen. Diese Einstecköffnungen
55 und 56 sind über Jeweils einen Kanal 57 und 58 mit einem gemeinsamen Kanal 59
verbunden, der zu dem statischen Mischer 53 führt. Dieser besteht im wesentlichen
aus einer Verlängerung des Kanals 59, in der rechtwinklig zueinander versetzte Lamellen
60und 61 angeordnet sind. Parallel zu der Jeweiligen Lamelle 60 und 61 ist eine
Querschnitssverengung 62 bzw. 63 (Fig. 4) vorgesehen. Die Lamellen 60 und 61 können
z.B. aus Metall bestehen, ebenso ist Jedoch auch ein Anspritzen von Kunststofflamellen
bei der Spritzgußfertigung des statischen Mischers 53 möglich. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind mehrere Lamellenanordnungen in Aufeinanderfolge vorgesehen,
die bewirken, daß die in den gemeinsamen Kanal 59 eingeführten Stoffe aus den Einzelbehältern
38 und 39 ttig. 1) beim Durchströmen des statischen Mischers 53 laufend in Einzelströmungen
aufgeteilt bzw. wieder zusammengeführt werden. Auf diese Weise erfolgt eine innige
Durchmischung der beiden Stoffe, so daß das fertige Mischprodukt schließlich aus
der Austrittsöffnung 54 den statischen Mischer 53 verläßt.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des statischen Mischers 53, und hier
sind die rechtwinklig zueinander stehenden Lamellen 60 und 61 sowie die Querschnittsverengungen
62 und 63 im Körper des statischen Mischers 53 zu erkennen.
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In Fig. 5 ist ein Längsschnitt eines Betätigungskopfes 50 mit einem
anderen Ausführungsbeispiel dries statischen Mischers 53 dargestellt. Mit der Anordnung
nach Fig. 3 gleichartige Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Der Betätigungskopf 50 hat eine tellerförmige Erweiterung 51 und den eigentlichen
Betätigungskörper 52. Gemäß dem Schnitt nach Fig. 5 ist die Einstecköffnung 56 für
einen der beiden Stutzen 27 und 28 (Fig. 1) zu erkennen. Von der Einstecköffnung
56 führt ein Kanal 59 zu einem gemeinsamen Kanal 70, der einen gegenüber dem Kanal
58 geringfügig erweiterten Querschnitt hat.
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In der Längsbohrung des Mischerkörpers ist ein schraubenförmiges Mischelement
71 angeordnet, welches eine zwangsweise Führung der durch den gemeinsamen Kanal
70 eintretenden Einzelstoffe über einen schraubenförmigen Weg bewirkt. Dadurch wird
gleichfalls eine innige Durchmischung der Einzelstoffe verursacht, bevor das fertige
Mischprodukt aus der Austrittsöffnung 54 austritt. In die Austrittsöffnung 54 ist
eine Hülse 72 eingesetzt, die zur Haltung des Mischelements 71 nach dessen Einsetzen
in die Längsbohrung des Mischers 53 dient.
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Wie bereits ausgeführt, kann anstelle eines statischen Mischers auch
ein mechanischer Mischer vorgesehen sein, wenn z.B. vorgegebene Mischverhältnisse
besonders genau einzuhalten sind. Dies kommt allerdings nur bei solchen Vorrichtungen
in Betracht, die vorwiegend stationär betrieben werden und bei denen ein kompakter,
einheitlicher Aufbau weniger wichtig ist.
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