DE3023123A1

DE3023123A1 - DOUBLE ACTING MECHANICAL SPRAYER OF LIQUIDS

Info

Publication number: DE3023123A1
Application number: DE19803023123
Authority: DE
Inventors: Stanislav Dr Nespurek; Stanislav Skalicky; Miloslyv Dipl Ing Sorm; Karel Dr Ulbert; Miroslav Zvonicek
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-01-08
Also published as: BE883907A; SE8004517L; PL225119A2; GB2053376A; IT8022868A0; JPS5644063A; IT1131353B; FR2459081A1

Description

Ceskoslovenska akademie ved Prag, CSSRCeskoslovenska akademie ved Prague, CSSR

Doppelwirkender mechanischer Zerstäuber von FlüssigkeitenDouble acting mechanical atomizer of liquids

Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber für Flüssigkeiten, wie Kosmetika, Insekticide, Reinigungsmittel, Lacke u. a., der im Anspruch 1 angegebenen Gattung.The invention relates to an atomizer for liquids, such as cosmetics, insecticides, cleaning agents, paints and others. of the type specified in claim 1.

Bekannte Zerstäuber benützen meist eine leicht verdampfende Treibflüssigkeit, wie fluorierter Kohlenwasserstoff, der aber zum Schutz der Umwelt - durch andere Treibflüssigkeiten wie z. B. durch Kohlendioxid, Propan-Butan u· a. ersetzt wurde. Bei Verwendung dieser Treibflüssigkeiten müssen die Zerstäuber jedoch ein Druckgefäß enthalten, wodurch eine aufwendige Konstruktion entsteht. Diese Zerstäuber können nur einmal gebraucht werden, was zu einer Rohstoffverschwendung führt. Außerdem können die Druckgefäße gefährlich werden, wenn sie durch Feuer oder Sonne erhitzt werden, wenn sie be-Known atomizers mostly use a propellant liquid that evaporates easily, such as fluorinated hydrocarbons, the but to protect the environment - through other propellants such as. B. by carbon dioxide, propane-butane and others. replaced became. When using these propellant liquids, however, the atomizers must contain a pressure vessel, whereby a complex construction arises. These atomizers can only be used once, resulting in a waste of raw materials leads. In addition, the pressure receptacles can be dangerous if they are heated by fire or sun, if they are being

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schädigt oder in unsachgemäßer Weise behandelt werden.damaged or improperly handled.

Deshalb werden mechanische Zerstäuber bevorzugt (US Pat, No. 5 379 381, 3 399 836),in welchen die Flüssigkeit zuerst durch Unterdruck angesaugt und dann durch den Druck des Kolbens zerstäubt wird. Diese Zerstäuber weisen eine unterbrochene Zerstäubung auf, weil ihre Tätigkeit meist auf einem einfach wirkenden Kolben beruht. Die unterbrochene Zerstäubung kann jedoch nur schwierig auf einen bestimmten Punkt gezielt werden. Dieser Nachteil wird besonders dann merkbar, wenn eine kompakte gleichmäßige Schichtauf eine Fläche aufgetragen werden soll, wie z. B. beim Zerstäuben von Herbiciden, Lacken, Reinigungsmitteln und antistatischen Flüssigkeiten. Um eine annähernd gleichförmige kontinuierliche Zerstäubung zu erreichen, können einfach wirkende Einrichtungen mit einem Flüssigkeitsakkumulator ausgestattet werden, der ein elastisches Element, z. B. ein Luft- oder Gummipolster, einen Faltenbalg, einen Hilfszylinder mit abgefederten Kolben usw. enthält (US-PS 4- 079 865). Ferner gibt es noch Konstruktionen mit doppelwirkenden Pumpen, welche als Zweizylinder- oder Differenzialpumpen konstruiert werden (DT-PS 1 166 004).Therefore, mechanical nebulizers are preferred (US Pat. No. 5,379,381, 3,399,836) in which the liquid first sucked in by negative pressure and then atomized by the pressure of the piston. These atomizers have a discontinuous one Atomization because its activity is mostly based on a single-acting piston. The interrupted atomization however, it is difficult to aim at a specific point. This disadvantage becomes especially important then noticeable when a compact even layer is to be applied to a surface, such as e.g. B. when atomizing of herbicides, varnishes, detergents and antistatic liquids. To be approximately uniform continuous To achieve atomization, single-acting devices can be equipped with a liquid accumulator be that an elastic element, e.g. B. an air or rubber cushion, a bellows, an auxiliary cylinder with spring-loaded piston, etc. contains (US-PS 4 079 865). There are also designs with double-acting pumps, which are two-cylinder or differential pumps be constructed (DT-PS 1 166 004).

Konstruktionen mit Akkumulatoren sind meist kompliziert,. was durch die schwer erreichbare zeitliche Aufeinanderfolge der Flüssigkeitslieferung in den Akkumulator und in die Düse bedingt wird. Auch bekannte doppelwirkende Pumpen, in welchen beide Arbeitsräume abwechselnd einmal als Saugraum und einmal als Druckraum arbeiten, sind verhältnismäßig kompliziert und enthalten eine größere Anzahl von Ventilen und anderen Bauteilen. Zerstäuber sollen aber einfach und billig ausgebildet sein, die^f als Verbrauchsware möglichst aus Kunststoff hergestellt werden können.Constructions with accumulators are usually complicated. which is caused by the difficult-to-achieve chronological succession of the liquid delivery into the accumulator and into the nozzle. Known double-acting pumps, in which both working spaces alternately work once as a suction space and once as a pressure space, are also relatively complicated and contain a large number of valves and other components. Atomizer but should be constructed simply and cheaply, which can be prepared ^f as consumption goods as possible from plastic.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zerstäuber für Flüssigkeiten zu schaffen, welcher mittels einer mechanischen Pumpe die angesaugte Flüssigkeit zweifach zerstäubt, so daß ein fast ununterbrochener Sprühstrahl entsteht.The object of the invention is to create an atomizer for liquids, which by means of a mechanical pump the sucked-in liquid is atomized twice, so that an almost uninterrupted spray jet is created.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zerstäuber einen Zylinder enthält, welcher zur Befestigung an einen Flüssigkeitsbehälter gestaltet ist. Der Zylinder ist unten durch einen Zylinderboden begrenzt, in welchem ein Saugventil gelagert ist. Der untere Teil des Saugventils hat eine Verbindung zum Saugrohr. Im Zylinder ist ein Kolben angeordnet, dessen Stößel durch den Zylinderhals führt. Der Kolben ist mit einem Druckventil versehen, dessen unterer Teil mit einem Arbeitsraum verbunden ist, welcher im Zylinder durch den Zylinderboden und durch den Kolbenboden begrenzt ist, und dessen Oberteil mittels eines im Stößel eingebauten Axialkanals mit dem Dosierraum verbunden ist, welcher- im Zylinder durch die Oberkante des Kolbens und durch den Zylinderhals abgegrenzt ist. Der Dosierraum ist mit der Düse verbunden.According to the invention, this object is achieved in that the atomizer contains a cylinder which is used for fastening is designed on a liquid container. The cylinder is limited at the bottom by a cylinder base in which a Suction valve is mounted. The lower part of the suction valve has a connection to the suction pipe. There is a piston in the cylinder arranged, the plunger leads through the cylinder neck. The piston is provided with a pressure valve, the lower Part is connected to a working space, which is in the cylinder through the cylinder head and through the piston head is limited, and whose upper part is connected to the metering chamber by means of an axial channel built into the plunger, which is delimited in the cylinder by the upper edge of the piston and by the cylinder neck. The dosing room is connected to the nozzle.

Der Dosierraum ist über einen im Zylinder angebrachten Hauptkanal oder in einer anderen Variante über einen im Zylindermantel angeordneten Hauptkanal mit der Düse verbunden.The dosing chamber is via a main channel installed in the cylinder or, in another variant, via one in the cylinder jacket arranged main channel connected to the nozzle.

Zwischen dem Zylinderboden und dem Kolbenboden ist eine Druckfeder angebracht.A compression spring is attached between the cylinder head and the piston head.

Der Zerstäuber gemäß der Erfindung erzeugt einen im wesentlichen ununterbrochenen Sprühstrahl. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Anzahl von Bestandteilen und Ventilen. Der größte Teil der Bestandteile kann aus Kunststoff hergestellt werden, was eine wirtschaftliche Herstellung des ZerstäubersThe atomizer according to the invention produces a substantially uninterrupted spray jet. Another advantage is the small number of components and valves. Most of the components can be made of plastic be what an economical manufacture of the atomizer

ermöglicht. Außerdem können die Flüssigkeitsbehälter nach ihrer Entleerung ausgetauscht oder nachgefüllt werden, so daß der mechanische Zerstäuber wiederholt benutzt werden kann.enables. In addition, the liquid containers can be replaced or refilled after they have been emptied, see above that the mechanical atomizer can be used repeatedly.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein doppelwirkender Zerstäuber zum Feinzerstäuben von Flüssigkeiten, wie z. B. kosmetische Flüssigkeiten, Insekticide , Reinigungsmittel, Lacke usw., der einen Zylinder aufweist, welcher zur Befestigung an einen Flüssigkeitsbehälter angepaßt ist. Der Zylinder ist unten durch einen Zylinderboden abgeschlossen, welcher über einen Kanal mit einem Saugrohr verbunden ist. Im Zylinderboden ist ferner ein Saugventil gelagert, das zusammen mit dem Saugrohr das Einsaugen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in den Arbeitsraum ermöglicht. Dieser Arbeitsraum ist unten durch den Zylinderboden und oben durch den Kolbenboden begrenzt. Die Bewegung des Kolbens wird von seinem Stößel abgeleitet, welcher durch den Zylinderhals führt und am oberen Ende eine Handhabe trägt. Im Kolbenboden ist ein Druckventil vorgesehen, dessen unterer Teil eine Verbindung zum Arbeitsraum hat und dessen oberer Teil durch einen im Stößel ausgebildeten Axialkanal mit dem Dosierraum verbunden ist. Der von dem Zylinderhals und von der Oberkante des Kolbens begrenzte Dosierraum ist mittels eines Kanals mit der Düse verbunden.The invention thus provides a double-acting atomizer for fine atomization of liquids, such as. B. Cosmetic liquids, insecticides, detergents, varnishes, etc., which has a cylinder which is used for fastening is adapted to a liquid container. The cylinder is closed at the bottom by a cylinder base, which is connected to a suction pipe via a duct. A suction valve is also mounted in the cylinder base, which together allows the suction of the liquid from the liquid container into the working space with the suction tube. This The working space is limited at the bottom by the cylinder head and at the top by the piston head. The movement of the piston is controlled by derived from its plunger, which leads through the cylinder neck and carries a handle at the upper end. In the piston crown a pressure valve is provided, the lower part of which has a connection to the working chamber and the upper part of which connects through an axial channel formed in the plunger is connected to the metering chamber. The one from the cylinder neck and from the top The metering space, which is limited by the piston, is connected to the nozzle by means of a channel.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt ^iner ersten Zerstäuber-Fig. 1 is a longitudinal section ^ iner first atomizer

Fig. 2 einen Zerstäuber mit Belüftung des Flüssigkeitsbehälters und mit einem Schließmechanisjnus für die Düse während des Transports.2 shows an atomizer with ventilation of the liquid container and with a closing mechanism for the nozzle during transportation.

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— ι —- ι -

Der Zerstäuber nach. Fig. 1 weist einen Zylinder 1 auf, der durch einen Boden 2 abgeschlossen ist. In diesem Boden 2 ist ein Ventilsitz ausgebildet, der zusammen mit einer Ventilkugel 3 ein Ansaug-Ventil bildet. Im Zylinderboden 2 ist ein Ansaugkanal 4a vorgesehen, der in ein sich bis zum Boden des Flüssigkeitsbehälters 23 erstreckendes Saugrohr 4 mündet. Dieses Saugrohr 4 sichert die Zufuhr der Flüssigkeit in den Zerstäuber bis zur vollkommenen Entleerung des Flüssigkeitsbehälters 23.The atomizer after. 1 has a cylinder 1 which is closed off by a base 2. In this floor 2 is a valve seat is formed which, together with a valve ball 3, forms a suction valve. In the cylinder bottom 2 is a suction channel 4a is provided which extends into a suction pipe extending to the bottom of the liquid container 23 4 opens. This suction tube 4 ensures the supply of the liquid into the atomizer until the complete emptying of the Liquid container 23.

Im Zylinder 1 ist ein Kolben 8 angeordnet, welcher mit einem Stößel 6 fest verbunden ist. Dieser Stößel 6 ragt aus dem Zylinderhals heraus und trägt einen Betätigungsnippel 15» auf welchen beim Zerstäuben ein Druck ausgeübt wird. Im Kolbenboden 8a ist der Ventilsitz eines Druckventils vorgesehen, dem eine Kugel 10 als Verschlußglied zugeordnet ist und das einen Kanal 8b im Kolbenboden 8a schließt und öffnet.A piston 8, which is firmly connected to a plunger 6, is arranged in the cylinder 1. This plunger 6 protrudes out of the cylinder neck and carries an actuating nipple 15 »on which pressure is exerted during atomization. in the Piston head 8a, the valve seat of a pressure valve is provided, to which a ball 10 is assigned as a closure member and which closes and opens a channel 8b in the piston head 8a.

In einem vom Zylinderboden 2 und dem Kolbenboden 8a begrenzten Arbeitsraum 5 ist eine Druckfeder 16 eingesetzt, welche den unbelasteten Kolben 8 abwärts schiebt. Wenn sich der Kolben 8 nach unten verschiebt, entsteht über ihm ein ringförmiger Dosierraum 12, welcher durch die Oberkante des Kolbens 8, seinen Stößel 6 und den Zylinderhals begrenzt ist. Im Stößel 6 ist in Richtung seiner Achse ein Axialkanal 11 ausgebildet, welcher die Verbindung des Arbeitsraums 5 über den Kanal 8b, das Druckventil mit der Kugel 10 und über den Druckraum 9 mit dem Dosierraum 12 herstellt. Der Dosierraum 12 ist über einen Kauptkanal 7 und einen Kanal 13 mit einer im Nippel 15 eingesetzten Zerstäuberdüse 14 verbunden. Der Zerstäuber ist durch einen Überwurfstutzen 17 am Hals des Flüssigkeitsbehälters 23 befestigt und über eine Dichtung 22 abgedichtet.In a working space 5 delimited by the cylinder base 2 and the piston base 8a, a compression spring 16 is used which the unloaded piston 8 pushes downwards. When the piston 8 moves downward, an annular shape is created above it Dosing space 12, which is limited by the upper edge of the piston 8, its plunger 6 and the cylinder neck is. In the direction of its axis, an axial channel 11 is formed in the plunger 6, which the connection of the working space 5 Establishes the pressure valve with the ball 10 via the channel 8b and the metering chamber 12 via the pressure chamber 9. The dosing room 12 is via a main channel 7 and a channel 13 connected to an atomizing nozzle 14 inserted in the nipple 15. The atomizer is attached to the neck of the liquid container 23 by a union nozzle 17 and over a seal 22 sealed.

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Bei dem Zerstäuber nach. Fig. 2 ist die Düse 14 im Überwurf stutzen 17 angeordnet. Eine Belüftungsbohrung 19 im Zylinder 1 ermöglicht die Belüftung des Flüssigkeitsbehälter 23, so daß beim Ansaugen der Flüssigkeit kein Unterdruck im Flüssigkeitsbehälter 23 entstehen kann. Die Flüssigkeit strömt aus dem Arbeitsraum 5 durch den Kanal 8b, das Druckventil 10 im Kolben 8 und durch den Axialkanal 11 in den ringförmigen Dosierraum 12 und aus diesem über den Radialkanal 13 zur Düse 14. Der Radialkanal 13 im Zylinder 1 ermöglicht eine dauerhafte Verbindung der Düse 14 mit dem Dosierraum 12. Nach Beendung der Zerstäubung wird der Kolben 8 von der Feder 16 in die obere Stellung geschoben. Der Betätigungsnippel 15 in dieser Kolbenstellung ist durch, eine Dichtung 20 gegenüber dem Überwurfstutzen 17 abgedichtet und die Verbindung des Axialkanals 11 mit dem Hauptkanal 13 und der Düse 14 wird unterbrochen. Dadurch wird die Abdichtung des Zerstäubers in seiner beliebigen Lage und während des Transports gesichert.At the atomizer after. Fig. 2, the nozzle 14 in the union socket 17 is arranged. A ventilation hole 19 in the cylinder 1 enables the liquid container 23 to be ventilated so that no negative pressure can arise in the liquid container 23 when the liquid is sucked in. The liquid flows from the working chamber 5 through the channel 8b, the pressure valve 10 in the piston 8 and through the axial channel 11 into the annular metering chamber 12 and from there via the radial channel 13 to the nozzle 14. The radial channel 13 in the cylinder 1 enables a permanent connection of the Nozzle 14 with the metering chamber 12. After the atomization has ended, the piston 8 is pushed into the upper position by the spring 16. The actuating nipple 15 in this piston position is sealed by a seal 20 with respect to the union socket 17 and the connection of the axial channel 11 to the main channel 13 and the nozzle 14 is interrupted. This ensures that the atomizer is sealed in any position and during transport.

Die Belüftung des Flüssigkeitsbehälters 23, in welchem während der Zerstäubung Unterdruck entstehen würde, wird durch den Belüftungskanal 19 und durch einen Belüftungsspalt 18 gesichert. Diese nötige Verbindung mit der Atmosphäre wird im Ruhezustand durch die Dichtung 20 unterbrochen. Sofern doch über dem Zylinder 1 eine unbedeutend kleine Menge von Flüssigkeit durchdringen sollte, wird diese Flüssigkeit sofort durch den Unterdruck im Flüssigkeitsbehälter 23 mittels des Belüftungskanals 19 eingesaugt.The ventilation of the liquid container 23, in which negative pressure would arise during the atomization, is through the ventilation channel 19 and secured by a ventilation gap 18. This necessary connection with the atmosphere becomes interrupted by the seal 20 in the idle state. If, however, an insignificantly small amount of Should liquid penetrate, this liquid is immediately by means of the negative pressure in the liquid container 23 of the ventilation channel 19 sucked in.

Die Arbeitsweise der Zerstäuber nach den Fig. 1 und 2 ist folgende:The operation of the atomizer according to FIGS. 1 and 2 is as follows:

Durch Drücken auf den Betätigungsnippel I5 wird der Kolben 8 in seine untere Stellung geschoben und der Flüssigkeits-Pressing the actuating nipple I5 causes the piston 8 pushed into its lower position and the liquid

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druck im Arbeitsraum 5 schließt das Saugventil 3 im Zylinderboden 2. Die Flüssigkeit strömt in den Dosierraum 12' und steigt weiter durch die Hauptkanäle 7* 13 zur Düse 14. Während der Kolben 8 heruntergedrückt wird, wird auch die Druckfeder 16 zusammengedrückt. Wenn der Betätigungsnippel 15 nicht mehr belastet wird, schiebt die Druckfeder 16 den Kolben 8 in seine obere Stellung. Dabei öffnet sich das Saugventil 3 im Zylinderboden 2 und durch den entstandenen Unterdruck wird aus dem Flüssigkeitsbehälter 23 Flüssigkeit in den Arbeitsraum 5 eingesaugt. Gleichzeitig schließt sich das Druckventil 10 im Kolbenboden, so daß die Flüssigkeit aus dem Dosierraum 12 nicht zurück in den Arbeitsraum 5 fließen kann, sondern durch die Hauptkanäle 7» 13 zur Düse 14 gefördert wird. Die Volumenunterschiede zwischen dem Arbeitsraum 5 und dem Dosierraum 12 bewirken, daß die in den Arbeitsraum 5 eingesaugte Flüssigkeit während der Abwärtsbewegung des Kolbens 8 in den Dosierraum 12 und weiter bis zur Düse 14 verdrängt wird und in dieser in einer Menge zerstäubt wird, die dem Volumenunterschied des Arbeitsraumes 5 und des Dosierraumes 12 entspricht.pressure in the working chamber 5 closes the suction valve 3 in the cylinder base 2. The liquid flows into the metering chamber 12 'and continues to rise through the main channels 7 * 13 to the nozzle 14. While the piston 8 is being depressed, the compression spring 16 is also compressed. When the operating nipple 15 is no longer loaded, the compression spring 16 pushes the Piston 8 in its upper position. The suction valve 3 opens in the cylinder base 2 and through the resulting Underpressure becomes liquid from the liquid container 23 sucked into the working space 5. At the same time the pressure valve 10 closes in the piston head, so that the liquid from the metering chamber 12 cannot flow back into the working chamber 5, but through the main channels 7 »13 to the Nozzle 14 is promoted. The volume differences between the working chamber 5 and the metering chamber 12 cause the Liquid sucked into the working chamber 5 during the downward movement of the piston 8 into the metering chamber 12 and is further displaced to the nozzle 14 and is atomized in this in an amount that the volume difference of the Working space 5 and the metering space 12 corresponds.

Die erfindungsgemäßen Zerstäuber können zum Zerstäuben von kosmetischen Flüssigkeiten, Wasser, Lacken, Reinigungsmitteln und Herbiciden, Suspensionen und von einer ganzen Reihe anderer Flüssigkeiten benutzt werden.The atomizers according to the invention can be used for atomizing cosmetic liquids, water, lacquers, cleaning agents and herbicides, suspensions, and a host of other liquids.

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Claims

/1. Mechanical atomizer of liquids, consisting of ^ —Your cylinder that fits into a container of liquid and is delimited by a base with a suction valve, from one arranged on the cylinder base under the suction valve Suction pipe, consisting of a piston arranged in the cylinder, the plunger of which leads through the cylinder neck, and carries an actuating nipple and consists of an atomizer nozzle,

characterized in that the piston (8) is provided with a pressure valve (10) is that the connection between a working space (5), which in the cylinder (1) through the cylinder base (2) and is limited by the piston head, and an axial channel (11) formed in the tappet (6) with a metering chamber (12), which is limited in the cylinder (1) by the upper edge of the piston (8) and by the cylinder neck and connected to the nozzle (14).

2. Atomizer according to claim 1,
characterized,

that the metering chamber (12) is attached to the end of the tappet by means of a main channel (7) arranged in the tappet (6) Nozzle {"14-) is connected.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Atomizer after. Claim 1, characterized in that that the metering chamber (12) is connected to the nozzle (14) by means of a radial channel (13) mounted in the cylinder jacket is.

4. Atomizer according to one of claims 1 to 3 » characterized in that a compression spring (16) is attached between the cylinder base (2) and the piston base (8a).

5. Atomizer according to claim 1, characterized in that that an axial ventilation channel (19) is formed in the cylinder jacket, which the interior of the liquid container (23) connects with the atmosphere.

6. Atomizer according to one of claims 1 to 5 » characterized in that the cylinder (1) has a union socket (17) is attached to the neck of the liquid container (23) and that the atomizer nozzle (14) in this union socket (17) is arranged radially.

7 atomizer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cylinder (1), the piston (8) and its plunger (6) made of plastic.