DE2822931C2

DE2822931C2 - Ventilanordnung für Aerosolbehälter

Info

Publication number: DE2822931C2
Application number: DE19782822931
Authority: DE
Inventors: Leonhard 2060 Bad Oldesloe Fischer
Original assignee: "linda" Ventil 2000 Hamburg De GmbH; "linda" Ventil 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: "linda" Ventil 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1983-05-11
Also published as: GB2022794B; FR2426623A1; GB2024956A; GB2022794A; DE2822931A1

Description

a) daß in an sich bekannter V'eise ein kleiner zum Dichtring (20) hin offener Schlitz (24) derart angeordnet ist, daß bei normaler Ventilbetätigung der Sprühstrom intensiv mit dem über den Nebenschlußweg hinzutretenden gasförmigen Treibmittel vermischt wird;

b) daß der offene Schlitz (24) in der ringförmigen Dichtschwelle (19) so angeordnet ist, daß das durch den Schlitz (24) hindurchtretende gasförmige Treibmittel in die ringförmige Ausnehmung (31) einzuströmen vermag;

c) daß als Treibmittel Kohlenwasserstoff ggfs. mit einem Zusatz von Kohlendioxid vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für Aerosolbehälter mit einem im Ventildom des Behälterdeckels angeordneten, aus relativ steifem Material bestehenden Ventilgehäuse, das mit einem radialen Flansch im Ventildom eingespannt ist und mit einer ringförmigen, mit dem Ventilgehäuse einstückigen Dichtschwelle, deren Randbereich zumindest teilweise durch zumindest eine kerbenartige Ausnehmung verringert ist, gegen einen elastischen Dichtring anliegt, wobei radial außerhalb der Dichtschulter mehrere einen Nebenschlußweg bildenden Durchgangslöcher vorgesehen sind, einem im Ventilgehäuse angeordneten Ventilkörper, der mittels einer im Ventilgehäuse angeordneten Feder gegen den Dichtring gedrückt wird und in der Ruhestellung mit einer ringförmigen Dichtfläche innerhalb der Dichtschulter dichtend am Dichtring anliegt, wobei die ringförmige Dichtfläche des Ventilkörpers radial außen von einer ringförmigen Ausnehmung des Ventilkörpers umgeben ist, und einem sich durch eine mittige öffnung des Dichtringes und des Ventildomes nach außen erstreckenden, einen Längskanal enthaltenden Ventilstößel, auf dessen oberem Ende ein Sprühkopf angeordnet ist und indessen unterem Endbereich eine Q.ierbohrung den LSngskanal mit einer

-. gegenüber der Dichtfläche radial innenliegenden ringförmigen Ausnehmung verbinden.

Eine derartige Ventilanordnung ist aus der US-PS 38 38 799 bekannt. Bei dieser Ventilanordnung ist der Randbereich der am Ventilgehäuse vorgesehenen

ίο Dichtschwelle mit mehreren über den Umfang verteilten kerbenartigen Ausnehmungen versehen, in die Abschnitte des elastischen Dichtringes beim Füllvorgang hineinverformt werden können. Auf diese Weise wird der von den Durchgangslöchern gebildete

is Nebenschlußweg geöffnet, so daß beim Befüllvorgang das Gemisch zur Beschleunigung sowohl über den Hauptweg wie auch den Nebenflußweg strömen kann. Bei normaler Ventilbetätigung, d. h. bei der Entnahme, ist jedoch der Nebenschluß weg geschlossen. Welches

Treibmittel bei dieser Ventilanordnung verwendet werden soll, ist in der Druckschrift nicht angegeben.

Seit Fluorkohlenwasserstoffe, welche bisher überwiegend als Treibmittel in Aerosolbehältern eingefüllt wurden, zunehmende Kritik erfahren, wird mehr und mehr dazu übergegangen, andere Treibmittel einzusetzen. Im Hinblick auf die physikalischen Auswirkungen und die chemische Verträglichkeit bietet sich eine Reihe anderer druckverflüssigbarer Treibmittel an, u. a. Propan, Butan, Isobutan, aber such Kohlendioxid und

Stickoxide. Reine Kohlenwasserstoffe wie Propan und Butan haben jedoch den Nachteil, daß sie entflammbar sind. Kohlendioxid hat diesen Nachteil nicht, sondern ist sogar oxydationshemmend und weist auch andere erhebliche Vorteile auf. Nachteilig bei der Verwendung

J5 von reinem Kohlendioxid ist hingegen das Abfüllen, weil es sehr langsam in Lösung geht und sehr hohe Primärdrucke entstehen, die über der Berstbelastung eines Aerosolbehälters liegen können. Man ist daher dazu übergegangen, reine Kohlenwasserstoffe mit Kohlendioxid und/oder Wasser zu mischen, so daß der Aerosolnebel zwar nicht völlig unbrennbar ist, jedoch zu seiner Entflammung Umstände hinzukommen müssen, welche im täglichen Gebrauch normalerweise nicht auftreten. Gleichwohl wird eine gewisse Gefährdung bei aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Treibmitteln bewußt in Kauf genommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung für Aerosolbehälter zu schaffen, welche die Entflammbarkeit eines abgegebenen Aero solnebels bei reinen Kohlenwasserstoffen als Treibmit tel stark reduziert und insbesondere bei Zusatz von Kohlendioxid nahezu völlig eliminiert

Diese Aufgabe wird bei einer Ventilanordnung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsge maß gelöst durch folgende Merkmale:

a) daß in an sich bekannter Weise ein kleiner zum Dichtring hin offener Schlitz derart angeordnet ist, daß bei normaler Ventilbetätigung der Sprühstrom intensiv mit dem über den Nebenschlußweg hinzutretenden gasförmigen Treibmittel vermischt wird;

b) daß der offene Schlitz in der ringförmigen Dichtschwelle so angeordnet ist, daß das durch den

Schlitz hindurchtretende gasförmige Treibmittel in die ringförmige Ausnehmung einzuströmen vermag;

c) daß als Treibmittel Kohlenwasserstoff ggfs. mit

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Zu ZZ 9dl

einem Zusatz von Kohlendioxid vorgesehen ist.

Bei einer vorbekannten Ventilanordnung etwas anderer Gattung (DE-OS 24 25 149) ist bereits ein kleiner zum Dichtring hin offener Schlitz derart angeordnet, daß bei normaler Ventilbetätigung der Sprühstrom intensiv mit dem über einen Nebenschlußweg hinzutretenden gasförmigen Treibmittel vermischt wird. In diesem Fall erstreckt sich der Schlitz jedoch bis kurz vor dem oberen Ende einer kleinen axial verlaufenden Bohrung, durch die der Sprühstrom hindurchtritL Ein Ringraum, in den das aus dem Schlitz austretende gasförmige Treibmittel einströmen könnte, ist dalier nicht vorgesehen. Der Nebenschlußweg dürfte in diesem Fall dazu dienen, eine Überkopfentnahme zu ermöglichen.

Im Gegensatz zu dieser vorbekannten Ventilanordnung ist gemäß der vorliegenden Erfindung der offene Schlitz in der ringförmigen Dichtschwelle so angeordnet, daß das durch den Schlitz hindurchtretende gasförmige Treibmittel in die ringförmige Ausnehmung einzuströmen vermag. In dem von der ringförmigen Ausnehmung gebildeten Ringraum wird das ebenfalls in diesem Bereich strömende Gemisch aus Wirkstoff und Treibmittel durch das von einer Seite hinzutretende gasförmige Treibmittel in heftige Rotation versetzt und dadurch stark verwirbelL Wie sich in der Praxis gezeigt hat, wird hierbei die Entflammbarkeit erheblich reduziert.

Welche physikalischen Effekte hierbei vorwiegend zum Tragen kommen, konnte bisher nicht völlig geklärt werden. Immherhin ist klar, daß sich unterhalb des Ventildomes ein Gaspolster ausbildet, das aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen, Kohlendioxid und ggfs. Wasser besteht Wegen des verhältnismäßig schlechten Inlösunggehens des Kohlendioxids wird dabei der Anteil von Kohlendioxid im Gaspolster höher sein als es seinem Gesamtanteil im Verhältnis zu den anderen Gasanteilen entspricht. Da nun über den erfindungsgemäß vorgesehenen Schlitz direkt aus diesem Gaspolster das gasförmige Treibmittel in dem Ringraum mh dem Gemisch aus flüssigem Wirkstoff und flüssigem Treibmittel heftig verwirbelt wird, kommt es möglicherweise zu einer Sättigung mit Kohlendioxid, mit der Folge, daß der austretende Sprühstrahl nurmehr geringfügig oder gar nicht mehr entflammbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ventilanordnung und einen Sprühkopf nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt die gleiche Schnittdarstellung wie F i g. 1, jedoch bei geöffnetem Ventil.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man einen herkömmlichen Decke¹.10 eines nicht gezeigten Aerosolbehälters. Der Deckel 10 besitzt einen mittigen Ventildom 11, der eine obere mittige öffnung 12 aufweist und der einen Randflansch 13 eines allgemein mit 14 bezeichneten Ventilgehäuses durch Einkrimpfung hält. Unterhalb des Flansches 13 ist der Ventildom in Richtung eines Hauptabschnitts 15 des Ventilgehäuses 14 gebogen, läßt jedoch einen ausreichenden Spalt 16 zum Hauptabschnitt 15 offen.

Das Ventilgehäuse 14, das beispielsweise aus Acetalcopolymerisat besteht, weist neben dem zylindrischen Hauptabschnitt 15 am unteren Ende einen Rohrstutzen 17 auf zum Anschluß einer nicht gezeigten Steigleitung. Der Stutzen 17 ist mit dem Inneren des Abschnitts (5 über eine verhältnismäßig enge öffnung 18 verbunden.

Am oberen Ende weist der Abschnitt 15 eine sich konisch verjüngende Dichtschwe||e 19 auf, die mit einem elastischen Dichtring 20 in Eingriff steht, welcher seinerseits an der Innenseite der oberen Wand des Ventildoms Il abgestützt ist- In dem Steg zwischen Hauptabschnitt 15 und Flansch 13 sind acht in gleichmäßigen Abständen angeordnete kreisförmige Durchgangslöcher 21 vorgesehen. Im Bereich der Löcher 2t ist der Flansch 13 an der Innenseite kreisförmig ausgenommen, wie bei 22 gezeigt Zwischen den Löchern 21 sind Flansch 13 und Hauptabschnitt 15 durch einzelne erhabene Stege 23 miteinander verbunden. In die Dichtschwelle 19 ist ein Schlitz 24 von geringer Breite oben eingeformt.

Innerhalb des Hauptabschnitts 15 des Ventilgehäuses 14 ist ein Ventilkörper 25 gleitend bewegbar angeordnet; er wird mit Hilfe einer Schraubenfeder 26 in Richtung Dichtring 20 gedrückt, wobei eine kreisringförmige Dichtfläche 27 des Ventilkörpers 25 gegen die Unterseite des Dichtringes 20 anliegt Der Ventilkörper 25 besitzt am unteren Ende einen umlaufenden Flansch 28, der jedoch Spiel zur Innenwand d u Hauptabschnitts !5 besitzt. Der Flansch 28 wird an diametral gegenüberliegenden Stellen durch einen von der Unterseite in den Ventilkörper 25 eingeformten Schlitz 29 unterbrochen. Mehrere gleichmäßig über den Umfang des Ventilkörpers 25 verteilte axiale Rippen 30 erstrecken sich vom Flansch 28 nach oben bis zu einer ringförmigen Ausnehmung 31, welche die Dichtfläche 27 umgibt und in Verbindung steht mit dem Schlitz 24.

Radial innen umgibt eine ringförmige Ausnehmung 32 die Dichtfläche 27, welche mit einer gestuften Querbohrung 33 eines Ventilstößels 34 ausgerichtet ist Der getrennt hergestellte Ventilstößel 34 sitzt klemmend in einer ringförmigen Ausnehmung des Ventilkörpers 25 und erstreckt sich durch eine mittigeöffnung des Dichtringes 20 und durch die öffnung 12 des Ventildoms 11. Der Ventilstößel 34 besitzt einen mittigen Längskanal 35, der nach oben hin einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 36 aufv/eist, <!er in einen Engquerschnitt 37 mündet Der Engquerschnitt 37 erweitert sich schlagartig zu einer Wirbelkammer 38, welche von einer oberen Ausnehmung des Ventilstößels 34 und einer dazu ausgerichteten Ausnehmung eines Sprühkopfes 39 gebildet ist Der Sprühkopf 39 sitzt mit einer mittigen zylindrischen Bohrung mehr oder weniger klemmend auf dem oberen zylindrischen Abschnitt des Venlilstößels 34.

Der Sprühkopf besitzt einen mit der Wirbelkammer 38 in Verbindung stehenden halbkreisförmig gebogenen Kanal 40, der in einen Ringkanal 41 übergeht, der sich über einen konischen Abschnitt 42 in eine äußere Ausnehmung 43 erstreckt, in die eine Sprühdüse eingesetzt wird.

Wie '.1'S F i g. 2 zu erkennen, drückt beim öffnen der beschriebenen Ventilanordnung der Sprühkopf 39 den Ventilstößel 34 nach unten und bewegt dabei den Ventilkörper 25 entgegen der Federkraft der Feder 26 in das Ventilgehäuse 14 hinein, so daß die Dichtfläche 27 des Ventilkörpers 25 von dem Dichtring 20 abhebt. Dadurch kann da.. Gemisch aus Treibmittel und Wirkstoff zwischen Ventilgehäuse 14 und Ventilkörper 25 in die ringförmige innere Ausnehmung 32 und von dort in den Längskanal 35 des Ventilstöbe.'s 34 treten.

^h5 Außerdem gelangt ein Gemisch aus reinem Gas aus dem Gaspolster unmittelbar unterhalb des Deckels 10 über den Schlitz 24 in die Ausnehmung 31 und die Ausnehmung 32, um hier dem Gemisch aus Wirkstoff

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und Treibmittel cine Rotation /υ erteilen, welche¹ /n einer intensiven Durchmischung des zusätzlich hinzutretenden Gases mit dem Gemisch aus Wirkstoff und Treibmittel führt. Das Treibmittel ist ein Kohlenwasserstoff gegebenenfalls mit Zusatz von Kohlendioxid. Das so entstandene Gemisch, das mit Treibmitielgas ge- oder übersättigt ist. gelangt mit starker Beschleunigung über den Engquerschnitt 37 in die Wirbelkammer 38, wo eine Vermischung durch Verwirbelung noch verbessert wird. Die mit großer Geschwindigkeit zur'Sprühdüse geführte Strömung des Mediums entwickelt einen homogenen Aerosol-Sprühstrahl, welcher trotz eines Kohlenwasserstoffes als Treibmittel eine minimale Entflammbarkeit und bei Zusatz von Kohlendioxid und/oder Wasser überhaupt keine Entflammbarkeit zeitigt.

Die beschriebene Ventilanordnung ist im übrigen auch für eine schlagartige ßefüllung eines Aerosolbehälters mit Treibmittel geeignet. Eine schnelle Bcfüllung ist insbesondere bei Zusatz von Kohlendioxid erforderlich. Das Treibmittel wird unter hohem Druck (bis zu 60 Bar) eingedrückt und wölbt dabei den inneren Bereich des halbschwimmend gelagerten Dichtringes 20 etwas nach oben, was durch eine entsprechende Ausbildung der Oberseite des Ventildomes 11 erleichtert wird. Auf diese Weise hebt sich der Dichtring 20 auch von der Dichtschwelle 19 'los Ventilgehäuses 14 ab, so daß die größte Menge des eingedrückten Treibmittels über die Löcher 21 mit großer Geschwindigkeit in das Innere des Behälters einströmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Ventilanordnung für Aerosolbehälter mit einem im Ventildom des Behälterdeckels angeordneten, aus relativ steifem fvUterial bestehenden Ventilgehäuse, das mit einem radialen Flansch im Ventiidom eingespannt ist und mit einer ringförmigen, mit dem Ventilgehäuse einstückigen Dichtschwelle, deren Randbereich zumindest teilweise durch zumindest eine kerbenartige Ausnehmung verringert ist, gegen einen elastischen Dichtring anliegt, wobei radial außerhalb der Dichtschulter mehrere einen Nebenschlußweg bildenden Durchgangslöcher vorgesehen sind, einem im Ventilgehäuse angeordneten Ventilkörper, der mittels einer im Ventilgehäuse angeordneten Feder gegen den Dichtring gedrückt wird und in der Ruhestellung mit einer ringförmigen Dichtfläche innerhalb der Dichtschulter dichtend am Dichtring anliegt, wobei die ringförmige Dichtfläche des Ventilkörpers radial außen von einer ringförmigen Ausnehmung des Ventilkörpers umgeben ist, und einem sich durch eine mittige öffnung des Dichtringes und des Ventildomes nach außen erstreckenden, einen Längskanal enthaltenden Ventilstößel, auf dessen oberem Ende ein Sprühkopf angeordnet ist und in dessen unterem Endbereich eine Querbohrung den Längskanal mit einer gegenüber der Dichtfläche radial innen liegenden ringförmigen Ausnehmung verbinden, dadurch gekennzeichnet,