DE2925528C2

DE2925528C2 - Schaumsprühvorrichtung

Info

Publication number: DE2925528C2
Application number: DE2925528A
Authority: DE
Inventors: John Edward Midland Mich. Cuzic; John William Beaverton Mich. McLaren; Paul Richard Stoesser
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-06-25
Publication date: 1985-08-01
Also published as: GB2024049B; MY8500353A; BE877254A; HK44384A; JPS62201666A; MX148795A; CA1090748A; ES252868U; NL179021C; FR2429614B1; ES252868Y; NL179021B; IT7949526A0; JPS632667B2; JPS626858B2; IT1162606B; FR2429614A1; DE2925528A1; JPS632668B2; JPS555797A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaumsprühvorrichtung mit einer von Hand betätigten Pumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs I, um eine aufschäumbare Flüssigkeit in einen Schaum umzuwandeln.

Einrichtungen zur Herstellung und zur Abgabe von Schäumen sind bekannt. Bisher wurden beinahe ausschließlich Aerosoldosen mit Treibgas dafür eingesetzt. Diese Form eignet sich aufgrund ihrer Zweckmäßigkeit und Anpaßbarkeit für die Aufschäumung von einer Vielzahl von Produkten. Die Verwendung von Aerosolen ist jedoch in jüngster Zeit wegen der Bedenken gegen einige Treibmittel und auch wegen geänderter wirtschaftlicher Bedingungen zurückgegangen. Es haben deshalb die Bemühungen zur Entwicklung neuer Schaumerzeugungsgeräte ohne Treibgas zugenommen.

Im Rahmen dieser Bemühungen wurden kollabierbare Flaschen mit einer schaumerzeugenden Kappe vorgeschlagen. In der schaumerzeugenden Kappe ist dann ein Homogenisierelement enthalten, das aus einem schwammartigen Material besteht und winzige Durchgänge besitzt, in denen ein Strom der aufschäumbaren Flüssigkeit und von Luft aus einem Behälter unter Bildung von Schaum gemischt werden. Einrichtungen dieser An sind z, H, beschrieben in den US-PS 39 85 271, 39 73 701, 39 37 364 und 35 72 590. Bei solchen Einrichtungen verliert die Mischung von Luft und Flüssigkeit bei dem Durchgang durch das Homogenisierungselement beträchtlich an Geschwindigkeit. Infolgedessen haben solche Geräte nur eine niedrige Reichweite, d. h. sie erfordern die Abgabe des Schaums in enger Nachbarschaft der Oberfläche, auf der der Schaum abgeschieden werden soll. Da außerdem Flüssigkeit und Luft gleichzeitig ausgestoßen werden sollen, ist ein erheblicher Energieaufwand für die Bildung und die Abgabe des Schaums erforderlich. Fernerhin sind solche Einrichs tungen deshalb unwirtschaftlich, weil die kollabierbare Flasche nur teilweise mit der aufschäumbaren Flüssigkeit gefüllt sein darf, so daß für die Schaumbildung das erforderliche Luftvolumen innerhalb der Flasche zur Verfügung gestellt wird.

to Es sind deshalb Versuche unternommen worden, um die üblichen, beispielsweise in AT-PS 2 37 790 beschriebenen, von Hand betriebenen Zerstäuber durch Zusatzteile in schaumbildende Einrichtungen umzuwandeln.
Aus NL-OA 77 08 634 ist ein solcher Zusatz bekannt, bei dem der aus einer Zerstäuberdüse austretende Sprühstrahl in einer engen Schaumbildungskammer aufgeschäumt wird und sich dann in einer anschließenden Ausdehnungskammer mit größerem Durchmesser ausdehnen kann. Durch ein Sieb tritt der Schaum dann in eine Schaumformungskammer ein und verläßt durch diesen offenen Ausgang das Zusatzteil. Die Bewegung des Sprühstrahles in die Schaumbildungskammer erzeugt im Bereich der Zerstäuberdüse einen Venturi-Effekt, so daß durch öffnungen in der Wand des Gehäuses Luft eingesaugt wird.

Diese Zusatzeinrichtung hat sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen können, weil kein ausreichend trockner Schaum erzeugt werden konnte. Dies beruht möglicherweise darauf, daß das Sieb den Schaum nicht wie gewünscht homogenisiert, sondern teilweise bereits zerstört

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schaumsprühvorrichtung der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, die einen trockneren Schaum als die bekannte Einrichtung ergibt. Außerdem soll die Schaumsprühvorrichtung wirtschaftlich unter Verwendung einfacher Mittel herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaumsprühvorrichtung der eingangs genannten Ar; durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patemanspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Schaumsprühvorrichtung nach der Erfindung enthalten.

Die Schaumsprühvorrichtung erzeugt Schaum auf der Oberfläche des Siebes beim Durchgang des Sprühstrahles durch das Sieb.

Wesentlich für die Wirkungsweise ist, daß nur ein minimaler Geschwindigkeitsverlust bei der Umwandlung des Sprühstrahles in Schaum eintritt, da im wesentlichen der Sprühstrahl durch das schaumerzeugende Sieb hindurchgeht, ohne die innere Oberfläche des Gehäuses zu berühren. Der Durchmesser des Sprühstrahles ist deshalb stets geringer als der Innendurchmesser des Gehäuses bzw., es besteht stets ein Abstand des Sprühstrahles von den Seitenwänden des Gehäuses.

Ein durch die Schaumsprühvorrichtung nach der Erfindung erzielbarer Vorteil besteht in der guten Qualität des erzeugten Schaumes. Der Schaum ist relativ trocken und beständig und zeigt wenig Neigung zum Abflicüen. wenn er auf eine vertikale Oberfläche gesprüht wird. Aus diesem Grund ist sie ausgezeichnet geeignet. /. IJ. im Haushalt verwendete Reinigungsmittel in Form von Schaum auf zu reinigenden Oberflächen zu verteilen.

Ein weiterer Vorteil der Schaumsprühvorrichtung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie mit geringem Aufwand herstellbar ist, z. B. in einigen Fällen nur durch eine minimale Änderung einer bereits vorhande-

nen Sprühpumpe, wobei ein Sieb bestimmter Maschengröße im Sprühstrahl angeordnet wird.

Die Schaumsprühvorrichtung nach der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Schaumsprühvorrichtung nach der Erfindung im Schnitt, die an einen üblichen mit der Hand betriebenen Sprühapparat angeschlossen ist;

Fig.2 die Vorderansicht der SchaumsprühvorrichlungvonFig. 1;

F i g. 3 einen Schnitt einer Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Schaumerzeugungseinrichtung;

Fig.4 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, von einer anderen Ausführungsform der Schaumsprühvorrichtung, die an eine übliche mit der Hand gehaltene Abgabepumpe angeschlossen ist und

Fig.5 die Vorderansicht der Schaumsprühvorrichtung nach F i g. 4.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 ist eine mit der !'and betriebene Abgabcpurnpc Ϊ0 lösbar durch eine übliche mit einem Gewinde versehene Kupplungsmuffe 11 mit einem Behälter 12 für die Aufnahme einer aufschäumbaren Flüssigkeit verbunden. Es ist nicht erforderlich, daß die Abgabepumpe mit dem Behälter verbunden ist, obwohl dadurch die Handlichkeit des Geräts verbessert wird. Im allgemeinen wird bevorzugt eine Kombination aus einer üblichen Abgabepumpe und einem Behälter verwendet, wie man sie heute ate Haushaltsgeräte im Handel erwerben kann. Unabhängig von der im Einzelfall benutzten Form besteht jedoch stets eine Verbindung zwischen der Abgabepumpe und der aufschäumbaren Flüssigkeit, z. B. durch ein Tauchrohr 13, das gestrichelt in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Die Abgabepumpe ist infolgedessen in der Lage, aufschäumbare Flüssigkeit aus dem Behälter anzusaugen.

Unter dem Ausdruck »aufschäumbare Flüssigkeit« wird hier eine beliebige Flüssigkeit verstanden, die die Fähigkeit zur Bildung eines Schaums hat, wenn sie von der Schaumsprühvorrichtung abgegeben wird. Im allgemeinen zeigen diese Flüssigkeiten folgende Eigenschaften: Oberflächenspannung im Bereich von 20.10-⁵ bis 45 - ΙΟ-⁵ N/cm, bevorzugt 25 · !0~⁵ bis 35 · 10-⁵ N/ cm; Dichte im Bereich von 0,8 bis 1,2 g/ccm, bevorzugt 0.98 bis 1,05 g/ccm und Viskosität im Bereich von 0,9 bis 1,7 mm²/s, bevorzugt 1,1 bis 1,4 mm²/s.

Die Abgabepumpe kann von üblicher Konstruktion sein und muß eine Flüssigkeitszerstäuberdüse 14 aufweisen. Der Ausdruck »Zerstäuberdüse« wird hier in breitem Sinne verwendet, um eine Düse zu definieren, die über eine einzige oder eine Vielzahl von Öffnungen einen feinen Sprühstrahl einer Flüssigkeit erzeugt. Die Abgabepumpen sind im allgemeinen mit einem Kompressionsmechanismus ausgerüstet, z. B. einem Kolben 15 und einem Betätigungshebel 16, um die aufschäumbare Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Zerstäuberdüse mit einer ausreichenden Geschwindigkeit auszustoßen, damit der feine Sprühstrahl entsteht. Solche Abgabepumpen ergeben beispielsweise einen Sprühstrahl von einer Geschwindigkeit von 15—21 m/Sek. durch eine öffnung mit einem Durchmesser von 0,3—0,65 und einer Düsenlänge von 0,25—0.6 mm. Solche Zerstäubergeräte sind im Handel erhältlich.

Die Schaumsprühvorrichtung weist ein glockenförmiges Gehäuse 20 auf, das mit einem Sieb 21 versehen ist. Das Gehäuse ist mit dem die Flüssigkeitszerstäuberdüse 14 umgebenden Teil des ?umpengehäuses durch eine Schnappkupplung verbunden, die durch einen Ringwulst 22 gebildet wird, die mit einer komplementären Ringnut 23 in der inneren Oberfläche des glockenförmigen Gehäuses 20 zusammenwirkt. Das Gehäuse 20 hält das Sieb 21 in dem Weg des Sprühstrahls in einer vorherbestimmten Entfernung d von der Flüssigkeitszerstäuberdüse, d. h. die Entfernung von der Stelle, an der der Sprühstrahl von der Abgabepumpe in die Atmosphäre abgegeben wird. Diese Stelle stimmt mit der

ίο Stirnseite der Düse 24 überein. Um einen Schaum von hoher Qualität zu erzeugen, sollte die Entfernung d im allgemeinen im Bereich von 0,8 bis 4 mm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 mm liegen« Die Maschenweite des Siebes beträgt 0,074 bis 0,25 mm, bevorzugt 0,149 bis 0,083 mm. Siebe mit einer niedrigeren Maschenweite reduzieren die Geschwindigkeit des Sprühstrahles erheblich und führen zu einem übermäßigen Abfließen des Schaumes, wogegen Siebe mit einer größeren Maschenweite den Sprühstrahl ohne ausreichende Aufschäumung durchlassen.

Das Sieb kann aus einem beliebige- Material bestehen, das gegenüber der aufziischäurnesider. Flüssigkeit inert ist Wegen ihrer niedrigen Kosten und ihrer im allgemeinen flachen Gestalt werden Kunststoffsiebe wie solche aus Polyäthylen oder Polypropylen bevorzugt verwendet. Außerdem lassen sich derartige Kunststoffsiebe leicht mit dem Gehäuse 20 durch Schweißen verbinden, falls das Gehäuse aus einem ähnlichen Material besteht. Die Siebe können aber auch in anderer Weise mit dem Gehäuse verbunden sein, z. B. durch Kleben oder Eindrücken.

Bei der Schaumsprühvorrichtung wird Luft in den Sprühstrahl eingeführt, so daß der Sprühstrahl bei der Berührung mit dem Sieb aufschäumt Dazu wird das Gehäuse so ausgebildet, daß sein Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Sprühstrahles, insbesondere ist der Durchmesser des Siebes 21 größer als der Durchmesser des auf das Sieb auftreffenden Sprühstrahles, so daß ein Teil des Siebes frei vom Sprühstrahl bleibt und den Durchtritt von Luft in den Raum zwischen Flüssigkeitszerstäuberdüse 14 und Sieb 21 ermöglicht. Dazu wird beispielsweise das Gehäuse 20 so konstruiert, daß der Durchmesser der öffnung in der das Sieb 21 angeordnet wird, größer ist als der Durchmesser des Sprühstrahls an der Stelle, an der er das Sieb berührt. Luft kann dann von der Vorderseite in das Gehäuse eintreten. Dies wird in F i g. 2 näher erläutert. Der auf das Sieb 21 auftreffende Sprühstrahl ist punktiert angezeigt. Sein Durchmesser s ist kleiner als der Durchmes-

ser ο der öffnung des Gehäuses 20 und des Siebes 21. Eine andere Einführung von weiterer Luft wird in F i g. 3 gezeigt, wo das Gehäuse 20' Durchgänge 25 besitzt, die das Einströmen von Luft in das Gehäuse durch dessen ^v/and in den Raum zwischen der Flüssigkeitszerstäuberdüse 14 und dem Sieb 21 erlauben. Diese Arten der Luftzuführung kpnnen auch in Kombination miteinander verwendet werden. In jedem Fall ist jedoch dafür zu sorgen, daß die richtige Luftmenge für die Ausbildung eines trockenen Schaums zur Verfügung steht.

Wenn zu wenig Li.it verfügbar ist, geht ein Teil des Sprühstrahls durch das Sieb ohne aufzuschäumen, wodurch ein unerwünschter feuchter Schaum von der Schaumsprühvorrichtung abgegeben wird.

Die Schaumsprühvorrichtung ermöglicht den Durchgang des gesamten Sprühstrahls ohne Berührung mit der inneren Oberfiäciio des Gehäuses mit Ausnahme des Siebes. Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß eine mechanische Schädigung des Sprühstrahles, wie sie

beim Auflreffen des Sprühstrahls auf die Wände des Gehäuses 20 eintritt, weitgehend vermieden wird, weil dadurch die Geschwindigkeit des Sprühstrahls verringert wird, und es zu einem unerwünschten Abfließen des Schaums kommt.

Bei der Schaumsprühvorrichtung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. In den F i g. 1 bis 3 ist eine Ausführung gezeigt, bei der das Gehäuse der Schaumsprühvorrichtung lösbar mit dem die Zerstäuberdüse umgebenden Teil des Pumpengehäuses, das auch die Abgabepumpe aufnimmt verbunden ist. Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Schaumsprühvorrichtung, die in das Pumpengehäuse der Abgabepumpe integriert ist. Der die Flüssigkeitszerstäuberdüse umgebende Teil des Pumpengehäuses der Abgabepumpe 10 ist nach vorn verlängert und umschließt eine Kammer 30. Das die Kammer 30 umschließende Gehäuseteil weist einen Vorsprung 31 auf, in dem das Sieb 21 angeordnet ist und in der Gehäusewand sind Luftdurchgänge 35 an Stellen hinter dem Vorsprung 31 vorgesehen. Der Vorsprung 31 ist mit dem die Kammer 30 umschließenden Teil des Pumpengehäuses durch eine Angel 32 verbunden, um die der Vorsprung um 270° geschwenkt werden kann, in der die Kammer 30 abschließenden ersten Stellung wird Schaum erzeugt, wozu das Sieb in dem Weg des Sprüh-Strahls liegt In der anderen, zweiten Stellung, die gestrichelt dargestellt ist, wird kein Schaum erzeugt. Verriegelknöpfe 33 und 34 schnappen in entsprechende Vertiefungen des die Kammer 30 umgebenden Gehäuseteils und der äußeren Oberfläche des Pumpengehäuses jo der Abgabepumpc 10 ein, so daß der Vorsprung 31 in der gewünschten Betriebsstellung verrastet ist.

Die Art der Abgabepumpe ist für die Schaumsprühvorrichtung nicht wesentlich. Es kann z. B. eine Abgabepumpe verwendet werden, die durch Fingerdruck betätigt wird, und einen vertikal verschiebbaren Kolben aufweist, wogegen bei der Ausführungsform nach den F i g. i und 4 ein durch Fingerdruck betätigter und horizontal verschiebbarer Kolben verwendet wird. Fernerhin ist es möglich, das Sieb innerhalb der bereits angegebenen Grenzen und betrieblichen Bedingungen zu ändern. Das Sieb kann beispielsweise einen gebogenen Querschnitt haben, so daß es beispielsweise von der Zerstäuberdüse herausragt. Die öffnungen des Siebes können von beliebiger Form sein. d. h„ sie müssen nicht quadratisch sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schaumsprühvorrichtung mit einer von Hand betätigten Pumpe, die bei Betrieb mit einer Flüssigkeitszerstäuberdüse in Verbindung steht, und mit einer Schaumerzeugungseinrichtung mit einem Gehäuse und einem vom Gehäuse gehaltenen Sieb in Abstand vor der Flüssigkeitszerstäuberdüse, dadurch gekennzeichnet,

daß das Sieb (21) im Sprühstrahl der Flüssigkeitszerstäuberdüse (14) angeordnet ist,
wobei zur Zufuhr von Luft der'Durchmesser des Siebes (21) größer ist als der Durchmesser des auf das Sieb (21) auf treffenden Sprühstrahls und das Sieb (21) eine Maschenweite von 0,074 bis 0,25 mm aufweist.

2. Schaumsprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (20) zwischen der Flüssigkeitszerstäuberdüse (14) und dem Sieb (21) öffnungen (25,35) zur zusätzlichen Luftzufuhr vorhanden sind.

3. Schaumsprühvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb in einem Abstand von 0,8—4 mm vor der Flüssigkeitszerstäuberdüse angeordnet ist.

4. Schaumsprühvorrichtung jiach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnnet, daß das Sieb (21) bis zu 270° schwenkbar im Gehäuse (20) angeordnet ist und sich in einer ersten Stellung im Sprühstrahl und in einer zweiten Stellung außerhalb des Sprühstrahls befindet