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Aerosolventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Aerosolventil, insbesondere
für Kohlenwasserstoff-Treibmittel, mit einem Ventilschaft und einer Ventilbetätigungsvorrichtung.
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Aufgrund der behaupteten Schädigung der Atmosphäre durch Fluorkohlenwasserstoff-Treibmittel
wurde die Verwendung von alten und als weniger günstig angesehenen Kohlenwasserstoff-Treibmitteln
überprüft. Butan, Isobutan, Propan und Mischungen derselben sind hierfür typische
Beispiele.
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Kohlenwasserstoffe sind an sich im allgemeinen entflammbar.
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Weder vermischen sie sich gut noch behalten sie die Mischung mit dem
abzugebenden Produkt bei, insbesondere falls dieses auf Wasser basiert. Daraus folgt
eine sehr geringe oder schwache mechanische Aufschließung des Produktes. Zur Überwindung
dieser Erscheinung wurden Dampfauslaßöffnungen
verwendet, jedoch
sind hierbei übermäßige und verschwenderische Mengen an Kohlenwasserstoff erforderlich,die
nicht immer die gewünschte Eigenschaft der Nicht-Entflammbarkeit in Verbindung mit
adäquaten Sprüheigenschaften her vorrufen.
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Bei Verwendung mit auf Wasser basierenden Produkten kann die Entflammbarkeit
von Kohlenwasserstoff überwunden werden. Indessen bleiben die Probleme der mechanischen
Zerteilung bestehen.
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Kohlenwasserstoffe zeigen als Treibmittel trockene Sprüh charakteristiken,
wenn sie mit Produkten verwendet werden, die mit Kohlenwasserstoff mischbar sind.
Normalerweise sind trockene Sprühstrahlen bei Verwendung von Produkten erwünscht,
die mit dem menschlichen Körper in Berührung kommen, wie zum Beispiel Haarsprays.
Obwohl daher Kohlenwasserstoffe nicht ebenso erwünscht sind wie Fluorkohlenwasserstoff
als ein Sllzweck-Treibmittel, wurden sie wegen ihrer Trockensprüheigenschaft verwendet.
Das Problem der mechanischen Aufbrechung der Kohlenwasserstoffe bleibt jedoch für
die Aerosol-Abfüllbetriebe bestehen, insbesondere dann, wenn wässrige Produkte verwendet
werden, mit denen der Kohlenwasserstoff nicht mischbar ist.
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Kürzlich wurde ein Ventil der Ansaugbauart eingeführt, für das eine
verstärkte Verwendung von Sohlenwasserstoff-Treibmitteln in Anspruch genommen wird.
Dabei werden zwei getrennte Kanäle verwendet, die unmittelbar hinter der Austrittsöffnung
zusammengeführt sind. Eine derartige Konstruktion ist jedoch kompliziert und mit
einiger Genauigkeit nur schwer in einem Formverfahren herzustellen. Außerdem müssen
das Ventilgehäuse, der Ventilschaft
und der Abgabekopf vollständig
neu hergestellt werden.
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Dies erfordert eine teure Umstellung der Herstellungs-, Zusammenbau-
und Füllverfahren sowie Einrichtungen. Es ist daher offensichtlich,daß alleine vom
Kostenstandpuflkt her eine derartige Veränderung unerwünscht ist.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Aerosolventil so zu verbessern,
daß unter Vermeidung der vorerwähnten Nacs teile bekannter Ventile eine für die
Verwendung von Kohlenwasserstoff-Treibmitteln geeignete Konstruktion zur Verfügung
steht, die wirtschaftlich herstellbar und leicht an übliche Zusammenbau-, Montage-
und Druckfülltechniken anpaßbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens
des Patentanspruchs 1.
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Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Ventil sich ausgezeichnet
für Kohlenwasserstoff-Treibmittel eignet.
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Es wird hergestellt durch den Einbau einer mechanischen Homogenisierungsvorrichtung
in den Hohlraum des Ventilschaftes oder des Abgabekopfes oder der Betätigungsvorrichtung,
wie z.B. in die Aufnahmeöffnung für den Ventil schaf t in dem Abgabekopf oder der
Betätigungsvorrichtung oder in den Hohlraum unmittelbar hinter der Austrittsöffnung.
Der lomogenisator besteht aus einem Homogenisierungszapfen mit einer Vielzahl von
mikronisierten oder Feinstnuten, die sich in den Hohlraum des hohlen Ventilschaftes
oder in den Hohlraum der Austrittsöffnung des Abgabekopfes oder der Betätigungsvorrichtung
erstrecken.
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Die Vielzahl von Feinstnuten in dem Zapfen homogenisieren hervorragend
den Kohlenwasserstoff und das Produkt unmittelbar vor ihrem Austritt. Hierdurch
wird eine verbesserte mechanische Aufschließung des Produktes im Augenblick seiner
Abgabe erzielt. Wenn sich im Bereich der Austrittsöffnung ein Einsatz befindet,
kann die Konstruktion des Homogenisators in den Ansatz eingearbeitet werden, der
sich üblicherweise in den Austrittsöffnungseinsatz erstreckt. Bei Verwendung einer
solchen Konstruktion bei dem oben beschriebenen Zapfen ist es möglich, eine sehr
effiziente Herstellung und Verwendung des Ventils ohne eine Neukonstruktion zu erreichen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein in einem Aerosolbehälter angebrachtes
Ventil gemäß der Erfindung in Vorderansicht, Fig. 2 einen Querschnitt des Ventils
und des Aerosolbehälters gemäß Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt einer
anderen Ausführungsform des Homogenisators, Fig. 4 einen Querschnitt einer weiteren
Ausführungsform des Homogenisators, und Fig. 5 einen Querschnitt noch einer weiteren
Ausführungsform des Homogenisators.
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Ähnliche Bezugszeichen beziehen sich auf ähnliche Teile in den verschiedenen
Figuren der Zeichnung.
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In Fig. 1 ist ein Ventil 1 innerhalb eines Aerosolbehälters 2 in üblicher
Weise unter Verwendung eines Ventildeckels befestigt. In seiner Erscheinungsform
gleicht das Ventil anderen Ventilen, die derzeit auf dem Markt gebräuchlich sind.
Das Innere des Ventils ist indessen neuartig.
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Dies geht am besten aus den Fig. 2 bis 4 hervor.
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Gemäß Fig. 2 besitzt das Ventil den üblichen hohlen Ventilschaft 3
und einen Abgabekopf 4. Wahlweise könnte der Abgabekopf 4 durch eine nicht gezeigte.
Betätigungsvorrichtung ersetzt werden. Es ist auch verständlich, daß das Ventil
gemäß der Erfindung aus einer einheitlichen Ventilschaft-Abgabekopf- oder Betätigungseinrichtung
bestehen könnte. Bei einer solchen Konstruktion ist der Ventilschaft von dem Ventil
abnehmbar (nicht gezeigt), im Gegensatz zu der Abnehmbarkeit des Abgabekopfes vom
Ventilschaft.
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Auf den äußeren,sich aufwärts erstreckenden Teil des hohlen Ventilschaftes
3 ist der Abgabekopf 4 aufgesetzt.
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Der Ventilschaft sitzt innerhalb einer Aufnahmeöffnung 5 des Abgabekopfes.
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Bei der Ausführungsform in Fig. 2 hat der Homogenisator gemäß der
Erfindung die Form eines Zapfens 7, der sich von der Oberseite der Ausnehmung 8
im Abgabekopf 4 abwärts erstreckt. Seine Außenabmessung gewährleistet einen guten
Sitz innerhalb des Hohlraums 9 des hohlen Ventilschaftes. Seine Oberfläche enthält
eine Vielzahl von feinsten Nuten 10. Diese feinsten Nuten, wenn sie in den
hohlen
Ventilschaft eingesetzt sind, wirken als Durchgangskanäle für das Produkt und das
Treibmittel, die aus dem Aerosolbehälter 2 austreten, wenn das Ventil 1 geöffnet
wird. Die Feinstnuten lo homogenisieren auf'-grund ihrer sehr kleinen Abmessungen
und ihrer Vielzahl das Produkt und das Treibmittel während der Abgabe.
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Es ergibt sich eine einzigartig feine Dispersion, wobei der dadurch
erzielte Sprühstrahl die feine mechanische Aufbrechwirkung vervielfacht, die vorher
beschrieben wurde.
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Falls es erwünscht ist, kann das untere Ende des Zapfens 7 verjüngt
sein, wie es zum Zwecke eines wirksameren Zusammenbaus gezeigt ist.
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In Fig. 3 besitzt der Homogenisator die Form einer Vielzahl von Nuten
loA in der Wandung des Hohlraums 9 des Ventilschaftes 3. Der Zapfen 7,der hier verwendet
wird, hat eine glatte Oberfläche, so daß, wenn er in den hohlen Ventilschaft eingesetzt
ist, eine Vielzahl von Durchgangskanälen gebildet wird, die als Homogenisator des
Produktes und des Treibmittels wirken.
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In Fig. 4 hat der Homogenisator die Form eines Ansatzes 12 innerhalb
des Abgabekopfes. Der Ansatz 12 erstreckt sich in die Einsetzöffnung 13 der Austrittsöffnung.
Die Außenseite des Ansatzes enthält eine Vielzahl von feinsten Nuten 14. Wahlweise
kann die Innenseite des Einsatzes 20 die Vielzahl von feinsten Nuten 14A in Verbindung
mit einer glatten Oberfläche des Ansatzes enthalten (Fig. 5).
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Die Außenabmessung des Ansatzes entspricht annähernd der Innenabmessuny
des Einsatzes in der Austrittsöffnung im Sinne eines guten Sitzes innerhalb der
Ausnehmung für den Austrittsöffnungseinsatz, wodurch eine VieJ.zahJ. von Durchgangskanälen
gebildet wird, wenn die Teile zusammengebaut sind Wie oben beschrieben, wirken diese
im Sinne einer Homogenisierung des Produktes und des Treibt mittels während der
Abgabe.
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Im Betrieb wirken die oben beschriebenen Ausführungsformen eines Homogenisators,
wenn das Ventil geöffnet wird, im Sinne einer vollständigen Homogenisierung des
Produktes und des gasförmigen Treibmittels, das abgegeben wird. Unter Bezugnahme
auf Fig. 2 tritt i.nsbesondere die übliche Schichtung des Produktes P, des Kohlerl.
wasserstoff-Treibmittels in flüssiger Phase lHC und d s Kohlenwasserstoff-Treibmittels
gflc in der J?>anf' oder Gasphase innerhalb des Aerosolbehälters 2. jn auf steigender
Reihe auf. Beim Öffnen des Ventils durch Kippen oder Pressen des Abgabekopfes 4
nach unten strömen das Produkt und das gasförmige Treibmittel gliC nach oben aus
dem Aerosolbehälter 2 durch das Ta1tchJ-ohr 15 und die Dampfdurchlaßöffnung 18 in
der Wandung des Ventilgehäuses 17 aus. Dann setzt sich der Strom sowohl des Produktes
als auch des gasförmigen HC in einem schwach gemischten Zustand nach oben durch
den Ventil schaft 3 in Richtung des Pfeiles 16 fort. In dieser Zone befinden sich
sowohl das Produkt als auch das gasförmige Treibmittel wahrscheinlich meistens in
abgesonderten Zonen von Flüssigkeits- und Gasblasen, insbesondere dann, wenn das
Produkt und das Treibmittel mit einander unverträglich sind. Erreicht der Strom
den Homogenisator, findet ein Stau des Produktes und des Treibmittels
statt,
der durch die Drosselung im Bereich der feinsten Durchgangskanäle oder Nuten hervorgerufen
wird.
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Das Treibmittel drückt das Produkt durch die Durchgangskanäle. Hierbei
findet eine innige Vermischung mit dem Produkt in Form von extrem kleinen Gasblasen
statt.
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Dadurch wird eine neuartige vollständige Mischwirkung beim Homogenisieren
des Produktes und des Treibmittels erreicht. Offensichtlich findet eine umso bessere
Homogenisierung statt, je kleiner die Gasblasen sind.
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Danach strömen das Produkt und das Treibmittel, die stark homogenisiert
sind, durch die Austrittsöffnung 19 aus. Wenn ein Einsatz an der Austrittsöffnung
für die mechanische Aufbrechung verwendet wird, kann eine weitere Homogenisierung
vor der endgültigen Abgabe erreicht werden.
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Wie die Figuren zeigen, ist es wesentlich, daß der verwendete Homogenisator
dicht an der Abgabeöffnung angeordnet wird. Andernfalls, und insbesondere dann,
wenn das Produkt und das Treibmittel in hohem Maße unverträglich sind, behalten
das Produkt und das Treibmittel ihren ursprünglichen, nicht gemischten Zustand bei.
Es wurde gefunden, daß die beste Stelle für die Anordnung des Homogenisators diejenige
ist, die in den Fig. 2 und 4 oder Kombinationen derselben gezeigt ist.
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Es ist verständlich, daß das Ventil gemäß der Erfindung mit ihrem
Homogenisator eine bessere Homogenisierung des Produktes und der gasförmigen Treibmittelblasen
erreicht, so daß nach Abgabe aus der Abgabeöffnung eine bessere Aufbrechung des
Produktes erzielt wird.