DE3606000A1

DE3606000A1 - Handbetaetigte pumpe zur erzeugung und abgabe von schaum

Info

Publication number: DE3606000A1
Application number: DE19863606000
Authority: DE
Inventors: Douglas B. Yorba Linda Calif. Dobbs
Original assignee: Calmar Inc
Current assignee: Silgan Dispensing Systems Corp
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1986-09-11
Also published as: AU5384986A; GR860554B; JPS61209067A; FR2578174A1; GB8603727D0; LU86331A1; IT8647699A0; GB2171615A; IT1191867B; BE904288A; DK91186A; KR920003862B1; DK91186D0; NL8600472A; KR860007026A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schaumerzeugung und auf eine handbetätigte Pumpe zur Abgabe von Schaum bzw. schaumiger Produkte, und zwar insbesondere eine Pumpe mit einer Düsenkappe zur Erzeugung von Schaum durch Turbulenz.

W Schaumabgabevorrichtungen mit Einrichtungen zur Schaumerzeugung am Düsenende sind allgemein in US-PS 4 219 159 und 4 350 298 beschrieben. Nach bisheriger Bauart enthält eine Vorrichtung zur Schaumerzeugung Schaumdurchgänge und eine Ansaugkammer mit Ansaugverbindungen zum Ansaugen von Luft, die mit dem schäumbaren Material in der Kammer derart gemischt wird, daß bei dem Ausbringen durch die Schaumdurchgänge Schaum erzeugt wird. Dabei sind Lufteinlaßöffnungen zum Ansaugen der Luft vorhanden, und es sind Vorkehrungen getroffen, daß das Material an Arme anstößt, die zur Schaumerzeugung in dem Weg des zu schäumenden Materials angeordnet sind. Diese Arme bilden eine hindernisartige Wand, auf die Sprühflüssigkeit von der Öffnung auftrifft; durch nebeneinander angeordnete Arme werden dabei mehrere Auslaßöffnungen gebildet.

Schaumabgabevorrichtungen dieser Art sind sehr kompliziert aufgebaut, und sie haben eine große Zahl von Teilen, die eine erhebliche Zeit und erhebliche Kosten für die Herstellung und die Montage erfordern. Es wäre daher vorteilhaft, eine Schaumabgabevorrichtung zu schaffen, bei der keine An-Saugverbindungen oder Schaumerzeugungsdurchgänge, keine Homogenisierungselemente (wie bei US-PS 3 709 437) oder andere Teile erforderlich sind, durch die das zu schäumende Material hindurchgelangen muß, damit Schaum entsteht.

Ein Zerstäuber zum Feinzerteilen von flüssigem Brennstoff, wie er in US-PS 1 192 901 beschrieben ist, hat einen Kopfteil mit einer Kopfkammer, die verschiedenartig ausgebildet sein kann, und im unteren Teil befindet sich eine Austritts-

Öffnung. Im Sprühvorgang erzeugt Öl, das unter hohem Druck aus der Austrittsöffnung freigesetzt wird, ein Teilvakuum in der Kopfkammer, und dies führt zu einer feinen Zerteilung des entsprechenden Materials, wenn es sich mit Luft unterhalb des atmosphärischen Druckes innerhalb der Kammer mischt. Auch führt die Erzeugung eines Teilvakuums innerhalb der Kopfkammer zu einem Einströmen von Luft über den Rand des Kopfes, und diese Luft dringt in einen hohlen Ölkonus derart ein, daß ein stabiler Konus von feinzerteiltem Öl darin gebildet wird. Die Seitenwandung der Kopfkammer befindet sich in einem solchen Abstand über der Querebene, in der die Austrittsöffnung liegt, daß das offene Ende oder die Mündung der Kammer einen solchen Durchmesser hat, daß die Außenseite des sich ausdehnenden ölkonus nicht auf die Wandung auftrifft, Obwohl demnach das Kopfteil keine Luftansaugverbindungen für den Sprühvorgang aufweist, befindet sich der Außenrand der Wandung der Kopfkammer in einer solchen Lage, daß die Wand des Konus aus feinzerteiltem Öl einen Abstand gegenüber dem Außenrand einhält und zwischen den Wänden der Kopfkammer und dem Konus aus feinzerteiltem öl eine ringförmige Lufttasche gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ eine handbetätigte Pumpe und ein Verfahren zur Abgabe von Schaum zu schaffen, bei dem ein Schaumerzeuger besonders einfacher Bauart Anwendung findet, der weitgehend hindernisfrei ist und keine Luftansaugverbindungen, Durchgänge oder andere Hindernisse für die Schaumerzeugung benötigt.

Diesem Zweck dient eine Vorrichtung zur Abgabe von Schaum, deren Düsenkopf eine Wandung mit einer Austrittsöffnung aufweist, wobei sich von der Wandung ein Kragen für die Schaumbildung auswärts erstreckt; der Kragen umgibt die Austrittsöffnung mit einem vorgegebenen Radius, und seine Innenfläche endet in einem vorgegebenen Abstand von der Wandung, derart, daß das aus der Öffnung austretende Material in Turbulenz gerät, wenn es auf die Innenfläche des Kragens auftrifft/ und es wird dann als Schaum von der Innenfläche abgeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung kann dabei die Innenfläche des Kragens nach außen abgesetzt sein, sie kann leicht konisch ausgebildet sein oder aber Zylinderform haben.

U> Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen an Hand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt, eine handbetätigte Schaumabgabevorrichtung mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Düsenkopf.

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 15

Fig. 3 ist ein Teillängsschnitt einer weiteren bevorzugten Ausbildung des Düsenkopfes.

Figuren 4 und 5 zeigen Teillängsschnitte weiterer vorteilhafter Ausführungsformen.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

in Fig. 1 ist eine handbetätigte Schaumabgabevorrichtung 10 dargestellt, an der ein Düsenkopf 11 angebracht ist, welcher die Aufgabe hat, ein schäumbares Material als Schaum auszubringen. Die unter dem Bezugszeichen 10 dargestellte Schaumabgabevorrichtung ist dabei lediglich ein der Illustration dienendes Ausführungsbeispiel, da der Düsenkopf 11 auch an konstruktiv und funktionell anders ausgebildeten handbetätigten Einrichtungen angebracht sein kann, beispielsweise einer solchen, wie sie in US-PS 4 174 069 dargestellt ist. Auch können in vertikaler Richtung fingerbetätigte Pumpen für die Schaumerzeugurig im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

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Die Schaumabgabevorrichtung 10 enthält einen Pumpenkörper 12 mit einem Kragen 13, welcher das Anbringen der Vorrichtung an dem Füllansatz eines (nicht dargestellten) Behälters für ein fein zu zerteilendes schäumbares Material er- ^ laubt. Von dem Pumpenkörper 12 ragt ein Tauchrohr 14 in den Behälter, und das Tauchrohr 14 bildet die Zuführungsleitung für das schäumbare Material. Die Öffnungssteuerung erfolgt über ein geeignetes Absperrventil/ beispielsweise Kugelventil 15. Während der Ansaugperiode der Pumpe gelangt mit Un-

¹^ terstützung durch eine Rückstellfeder 16 schäumbares Material in eine Pumpenkammer 17; wenn dann Hebel 18 zur Ausführung der Kompressionsperiode betätigt wird, drückt Kolben 19 das in der Kammer 17 befindliche schäumbare Material zusammen, und dieses wird unter Druck und mit Steuerung durch ein geeignetes Ventil in einen Ausströmkanal 21 und dann durch eine Austrittsöffnung 22 nach außen gefördert. Wie bei handbetätigten Pumpen dieser Art üblich, bildet die Austrittsöffnung 22 den Abschluß des Ausströmkanals 21, der beispielsweise an der Pumpenkammer, wie in US-PS 4 174 069 beschrieben, oder an der Austrittsöffnung 22 ventilgesteuert sein kann.

In dem Düsenkopf 11 ist am rückwärtigen Ende 23 eine ringförmige Innennut 24 ausgebildet, welche die Befestigung des Düsenkopfes 11 an dem Pumpenkörper 12 dadurch ermöglicht, daß ein (nicht dargestellter) Ringflansch des Pumpenkörpers 12 in diese Nut 24 rastend eingreift, wenn der Düsenkopf 11 an dem Pumpenkörper 12 angebracht wird. In einer Querwandung 25 des Düsenkopfes 11 befindet sich mittig die Austritts-Öffnung 22, und die Wandung 25 ist von einer zum Düsenkopf 11 koaxialen Hülse 26 umschlossen. Diese Hülse 26 wird von Außenwand 27 des Düsenkopfes 11 gehalten, der in der dargestellten Weise konisch ausgebildet sein kann. An der Wandung 27 kann ein einwärts gerichteter Dichtungsring ausgebildet ° sein, welcher an einer entsprechenden (nicht dargestellten) Hülse des Pumpenkörpers 12 anliegt, um Leckverluste am Düsenkopf 11 zu vermeiden.

Die Hülse 26 besitzt einen von der Wandung 25 einwärts gerichteten Kragen 29, welcher ein Innenteil 31 des Pumpenkörpers 12 umgibt; das Innenteil 31 ist mit einem Paar bogenförmiger Flansche 32 und 33 versehen, so daß eine Drallkammer 30 in dem Zwischenraum an Wandung 25 gebildet ist. Zwischen den Flanschen 32 und 33 sind tangentiale Nuten 34 und 35 (Fig. 2) ausgebildet. Wenn nun ein strömendes Medium durch diese Nuten 34 und 35 über eine Axialnut 36 im Kragen 29 in die Drallkammer 30 gedrückt wird, so wird das schäumbare Material an der Austrittsöffnung 22 in eine schnelle Wirbelbewegung versetzt, so daß beim Ausströmen aus der Austrittsöffnung 22 ein Wirbel entsteht, der auswärts gerichtet ist und eine im wesentlichen konische Form hat.

Die Hülse 26 weist auch einen Schäumungskragen 37 auf, der sich von der Wandung 25 nach außen erstreckt. Innenfläche 38 des Kragens 37 hat einen vorgegebenen radialen Abstand von der Austrittsöffnung 22, und sie erstreckt sich von der Wandung 25 um einen solchen Betrag nach außen, daß der aus der Austrittsöffnung 22 austretende wirbelnde Sprühkonus auf diese Fläche 38 auftrifft, und der dabei eintretende Turbulenzeffekt führt zu einem Verschäumen des Materials, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn also das schäumbare Material aus der Austrittsöffnung 22 ausgebracht wird, wird es auf die Fläche 38 des Kragens 37 gelenkt, und es bildet sich ein Strömungsfluß, in dem die Geschwindigkeit nach Betrag und Richtung erratischen Änderungen unterliegt, so daß infolge dieser turbulenten Strömung das Material als Schaum aus dem Kragen 37 ausströmt. Dies wird bei dem Düsenkopf gemäß der Erfindung erreicht, ohne daß Ansaugverbindungen, Durchgänge, Homogenisierungselemente oder andere Hindernisse vorhanden sind, durch die das zu schäumende Material hindurchgepreßt wird.

Die Fläche 38 des Kragens 37 kann sich nach außen so erweitern, wie es in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, jedoch kann sie auch Zylinderform 38a haben, wie es Fig. 4 zeigt, oder eine konische Form 38b entsprechend der Darstellung in

Fig. 5.

Der in Fig. 3 dargestellte Düsenkopf 11A ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie die vorbeschriebene Ausführungsform, jedoch wird die Drallkammer an der AufStromseite der Wandung 25 durch ein Paar bogenförmiger Flansche gebildet (es ist nur ein solcher Flansch 39 dargestellt), die an der inneren Fläche der Wandung 25 angebracht sind, und zwar ähnlich, wie es bei US-PS 4 174 06 9 der Fall ist. Zwischen den Flansehen 39 sind tangentiale Nuten ausgebildet, die mit einem (nicht dargestellten) Nadelventil an dem Pumpenkörper derart zusammenwirken, daß das schäumbare Material zu einer schnellen Wirbelbewegung an der Austrittsöffnung 22 veranlaßt wird, wenn es durch diese Nuten in die Drallkammer gepreßt wird. Außerdem ist der Kragen 29 an seinem freien Ende 41 bauchig geformt, und diese Partie kann im Vergleich zu den übrigen festeren Teilen des Düsenkopfes eine gewisse Flexibilität aufweisen. Das bauchige Ende 41 kann an die Innenwandung eines (nicht dargestellten) Anschlußstückes anstoßen, das mit dem Pumpenkörper in Verbindung steht. Im übrigen wird das schäumbare Material in Schaumform überführt, nachdem es als Sprühwirbel aus der Austrittsöffnung 22 freigesetzt ist und es auf die Fläche 38 des Schäumungskragens 37 auftrifft. Dabei entsteht eine Turbulenzwirkung, die, ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, zur Verschäumung des Materials führt.

Durch die Erfindung ist in vorteilhafter Weise ein Düsenkopf zur Schaumerzeugung geschaffen, durch den ein schäumbares Material fein zerteilt und in Schaumform überführt werden kann, ohne daß Luftansaugverbindungen, Schaumdurchgänge, Homogenisierungselemente oder andere Hindernisse erforderlich sind, die das Material überwinden muß, um in Schaumform überführt zu werden, wie es bei bekannten Einrichtungen dieser Art der Fall ist. Der nach außen gerichtete Schäumungskragen ermöglicht gemäß der Erfindung die Ausbringung des Materials in Schaumform mit Hilfe einer Turbulenzeinwirkung auf den konischen Sprühnebel, der auf die Wandung des Schau-

1 mungskragens auftrifft.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und im Rahmen des 5 Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abänderungen und Verbesserungen möglich, insbesondere auch im Hinblick auf den Aufbau und die Funktion der Schaumabgabevorrichtung.

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Claims

DR-ing. FRIEDRICH B. FISCHER " ' · 500D KO;tN.50' PATENTANWALT * " ' S AA"R ST ««"tS i 71 3S06000 -* " D536Ü1 Dr.F/Wi Calmar, Inc. South Turnbull.Canyon Road City of Industry California, VStA Handbetätigte Pumpe zur Erzeugung und Abgabe von Schaum Ansprüche

1. Handbetätigte Pumpe zur Erzeugung und Abgabe von Schaum aus einem schäumbaren Material, mit einem Pumpengehäuse, welches ventilgesteuerte Einlaß- und Auslaßverbindungen für das schäumbare Material von einem Vorratsbehälter zu einer Austrittsöffnung aufweist, mit einer Pumpeinrichtung zur Freisetzung einer auswärts divergierenden Sprühverteilung des schäumbaren Materials aus der Austrittsöffnung, und mit einem außen an dem Pumpengehäuse angebrachten Düsenkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf frei von Luftansaugverbindungen ist und eine flache, in Querrichtung angeordnete Wandung aufweist, in der sich die Austrittsöffnung befindet, daß der Düsenkopf einen sich in Längsrichtung von der Wandung nach ■ außen erstreckenden Schäumungskragen besitzt, daß die Innenfläche des Kragens die Austrittsöffnung mit einem vorgegebenen radialen Abstand umgibt und in einem vorgegebenen Abstand von der Wandung in Längsrichtung endet, und daß die Innenfläche derart im Wege der auswärts divergierenden Sprühverteilung liegt daß das aus der Austrittsöffnung ausgebrachte schäumbare Material beim Auftreffen auf die Innenfläche des Kragens in Turbulenz übergeht und allein durch die Turbulenzwirkung in Schaumform ausgebracht wird.

2. Handbetätigte Pumpe zur Erzeugung und Abgabe von Schaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Kragens nach außen divergiert.

3. Handbetätigte Pumpe zur Erzeugung und Abgabe von Schaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Kragens konische Form hat.

^ 4. Handbetätigte Pumpe zur Erzeugung und Abgabe von Schaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Kragens zylindrische Form hat.

5. Verfahren zur Erzeugung von Schaum aus einem schäumbaren ¹^ Material, das aus dem Düsenkopf einer handbetätigten Schaumabgabevorrichtung in Schaumform ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein auswärts gerichteter Sprühnebel des schäumbaren Materials aus einer Austrittsöffnung in einer ebenen Querwandung des Düsenkopfes zum Ausströmen gebracht und nach Ausströmen aus der Austrittsöffnung dadurch in Turbulenz überführt wird, daß es auf die Innenwandung eines Kragens des Düsenkopfes auftrifft, der mit radialem Abstand von der Austrittsöffnung angeordnet ist und die Austrittsöffnung abströmseitig so umgibt, daß ausschließlich die eintretende Turbulenz die Schaumerzeugung bewirkt.