DE4417488A1 - Austragvorrichtung für Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für ein oder mehrere Medien, von denen mindestens eines nicht gasförmig, z. B. flüssig, pulverförmig oder dgl. und/oder mindestens eines gasförmig, z. B. Luft, sein kann. Derartige Austragvor­ richtungen können lediglich durch einen Austragkopf zur Be­ festigung an einem Druckerzeuger, wie einer Schubkolbenpumpe, einer Quetsch- bzw. Balgpumpe oder dgl. gebildet sein oder sie können eine bauliche Einheit mit einem solchen Drucker­ zeuger bzw. einem zugehörigen Medienspeicher bilden.

Die Austragvorrichtung weist einen oder mehrere Medienaus­ lässe, Auslaßkanäle, volumenveränderbare Kammern zur manuel­ len Druckerzeugung, Ventile bzw. strömungsverändernde Stell­ körper oder dgl. auf, welche das Medium führen, sobald durch unmittelbare manuelle Betätigung die Druckkammer verengt oder bei vor der Betätigung unter Förderdruck aufgeladener Druck­ kammer diese durch die manuelle Betätigung zum Auslaßkanal geöffnet wird.

Bei solchen Austragvorrichtungen besteht das Bedürfnis, das Strömungsverhalten im Abstand vor, im Bereich oder nach dem Medienauslaß zu beeinflussen. Zum Beispiel kann die Medien­ strömung während des Zeitablaufes eines einzigen Austragvor­ ganges zur Anpassung an Änderungen des Förderdruckes beein­ flußt werden oder sie kann beeinflußt werden, um eine mög­ lichst genaue Dosierung der Austragmenge je Austragvorgang zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austragvor­ richtung zu schaffen, bei welcher Nachteile bekannter Ausbil­ dungen vermieden bzw. gegenüber diesen Vorteile, z. B. Vortei­ le der genannten Art, zu erzielen sind und die insbesondere bei einfacher Ausbildung eine beliebige Beeinflussung der Medienströmung nach Verlassen der Druckkammer an einer belie­ bigen Stelle zwischen dieser Druckkammer und dem ans Freie angrenzenden Medienauslaß ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist ein Kern- oder anderer Stellkörper zur Veränderung der Medienströmung so vorgesehen, daß bei zuneh­ mendem Förderdruck eine Verengung oder dgl. eines Durchlaß­ querschnittes möglich ist. Diese Veränderung des Durchlaß­ querschnittes kann durch eine gesonderte manuelle Betätigung so erfolgen, daß die jeweilige Einstellung unabhängig von der Betätigung oder vom Förderdruck erhalten bleibt und/oder sie kann wegabhängig von der Betätigung bzw. druckabhängig, näm­ lich selbsttätig als Folge der genannten Austrag-Betätigung der Austragvorrichtung vorgesehen sein.

Ist mindestens ein Medienauslaß durch eine verhältnismäßig enge Düse von weniger als 8, 4 oder 1 mm, insbesondere durch eine Zerstäuberdüse gebildet, deren Strömungswege eine das Strömungsverhalten beeinflussende Düsengeometrie bilden, so kann unabhängig von der beschriebenen Ausbildung ein Stell­ körper zur Veränderung dieser Düsengeometrie so vorgesehen sein, daß Durchlaßquerschnitte der Austragdüse veränderbar sind. Die Veränderungen können stets Durchlaßquerschnitte freilassen oder auch den Auslaßkanal vollständig so schlie­ ßen, daß mindestens ein Medium gegen Zutritt zum Medienauslaß gesperrt ist.

Der Stellkörper kann auch zur Veränderung der Strömungsgeo­ metrie und daher der strömungsbeeinflussenden Wirkung einer Wirbel- oder Drallkammer dienen, in welcher gesonderte Medien zur Mischung oder dgl. zusammengeführt bzw. in verwirbelte oder rotierende Strömungen überführt werden.

Insbesondere kann ein Stellkörper anschließend an einen inneren und/oder äußeren Umfang eine im wesentlichen ebene oder höchstens flach stumpfwinklige Stirn- bzw. Steuerfläche aufweisen, die durch die Stellbewegung gegenüber einer ent­ sprechend ausgebildeten Gegenfläche bewegbar ist und mit die­ ser einen scheibenförmig flachen, jedoch veränderbaren Durch­ laßspalt begrenzt. Ein an den Außenumfang dieses Durchlaß­ spaltes quer anschließender Längskanal kann durch die Stell­ bewegung hinsichtlich seiner strömungsbeeinflussenden Wirkung bzw. seiner Durchlaßquerschnitte im wesentlichen unverändert bleiben oder verändert werden.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn mindestens zwei in Förder­ richtung im Abstand oder unmittelbar aufeinanderfolgende, durch die Stellbewegung veränderbare Durchlaßquerschnitte vorgesehen sind, die entgegengesetzt verändert werden. Wird der eine Durchlaßquerschnitt vergrößert bzw. bewirkt er eine ruhigere Strömung, so wird der andere zweckmäßig verkleinert bzw. bewirkt er eine turbulentere oder schnellere Strömung und umgekehrt. Vorteilhaft ist die Anordnung so vorgesehen, daß bei Austragförderung der in Strömungsrichtung erste Durchlaßquerschnitt vergrößert und der zweite verengt wird, bzw. daß bei der Rückstellbewegung ein umgekehrter Ablauf gegeben ist.

Der Weg eines Stellkörpers von der Ausgangsstellung zur End­ stellung kann auch zur Dosierung bzw. zur Begrenzung der Aus­ tragmenge oder dazu dienen, trotz Betätigung der Austragvor­ richtung und daher in der Druckkammer herrschendem Förder­ druck den Austrag zu beenden, obwohl z. B. ein druckabhängig öffnendes Auslaßventil vollständig geöffnet ist. Hierzu ist zweckmäßig zwischen dem Ventilsitz und einem in Strömungs­ richtung anschließenden, engen Strömungskanal eine erweiter­ te, ring- oder scheibenförmig flache Zwischenkammer vorgese­ hen, in welche das Medium vom Ventilsitz unmittelbar eintritt und in die auch der Ventil- bzw. Stellkörper eindringen kann.

Eine solche Zwischenkammer oder eine andere Kammer kann auch als durch einen Stellkörper volumenveränderbare Pump- bzw. Verdrängungskammer ausgebildet sein, aus welcher das Medium bei Bewegungen des Stellkörpers verdrängt wird, so daß da­ durch zusätzliche Förderenergie bewirkt wird. Hierdurch oder durch andere Mittel kann ein Stellkörper bewirken, daß der Medienaustrag schlagartig nahezu mit der maximalen Austrag­ energie beginnt und/oder schlagartig beendet wird, so daß nicht ein langsam ansteigender bzw. abfallender Austrag, son­ dern ein stoßartiger Austrag des Mediums gegeben ist. Dies ist insbesondere auch für einen feinstzerstäubten Austrag vorteilhaft, um unmittelbar am Anfang bzw. Ende des Austrages ebenfalls feinste Zerstäubung zu gewährleisten. Der Medien­ auslaß kann auch durch eine Schaumdüse gebildet sein, in deren Bereich ein schäumbares Medium, ggf. unter Zuführung von Gas, aufgeschäumt wird, wobei die Schaumbildung durch einen Stellkörper beeinflußt sein kann.

Der Stellkörper kann zwar über einen Zwischentrieb von einem Kolben oder dgl. angetrieben sein, jedoch ist er mit diesem Kolben zweckmäßig starr bzw. einteilig verbunden, so daß er zwangsläufig, simultan bzw. synchron mitgenommen wird und sich ein direkter mechanischer Antrieb ergibt. Der Stellkör­ per kann dabei durch den Kolben und dieser durch einen Ven­ tilkörper gebildet sein.

Ein Stellkörper kann jede der genannten Ausbildungen und Wirkungen in beliebiger Kombination haben oder es können hierfür gesonderte Stellkörper vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Stellkörper mit einer Lagerung, einem Ventilsitz, einer Rückstellfeder, einem Kolben- bzw. Ventilkörper, einem Verschluß für die Druckkammer oder dgl., eine vormontierte Baugruppe bildet, die nachträglich an dem die Druckkammer bildenden Gehäuse, einem den Medienauslaß aufweisenden Austragkopf oder dgl. zu montieren und zweckmä­ ßig zwischen den beiden zuletzt genannten Baugruppen einzu­ spannen ist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn im Bereich eines Stellkör­ pers oder in Strömungsrichtung danach eine Zuführung einer zweiten Medienströmung bzw. eines zweiten Mediums zur ersten Medienströmung erfolgt, wobei dieses zweite Medium einen anderen Aggregatzustand als das erste Medium aufweist, z. B. gasförmig sein kann. Dadurch kann die Zerstäubung oder Auf­ schäumung noch wesentlich verbessert werden oder es kann die Zuführung des zweiten Mediums zum Medienauslaß oder dgl. vor der entsprechenden Zuführung des ersten Mediums beginnen bzw. nach Beendigung der Zuführung des zweiten Mediums enden.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre­ ren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstel­ len können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeich­ nungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung im Axialschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in wesentlich vergrößerter und abgewandelter Ausbildung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 in abgewandelter Ausbildung und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer Darstel­ lung entsprechend Fig. 2.

Die Austragvorrichtung 1 weist einen Grundkörper 2 und einen an diesem abgestützten Einsatzkörper 3 zur Befestigung am verengten Hals 5 eines Behälters 4 auf, dessen Behälterraum als Medienspeicher zur Speicherung zweier gesonderter Medien, z. B. einer Flüssigkeit und Luft, vorgesehen ist. Der Behälter 4 ist eine durch manuellen Außendruck rückstellend elastisch am Mantel und/oder mindestens einer Stirnfläche nachgebende Quetschflasche mit biegeelastischen Kunststoffwandungen, kann aber auch formsteif sein bzw. ein den Förderdruck erzeugendes Treibmittel, wie ein Aerosol, enthalten.

Durch die Zusammendrückbarkeit bildet der Behälter 4 eine Art Ballonpumpe, deren durch den Speicherraum für den gesamten Medienvorrat gebildete Druckkammer 8 manuell volumenveränder­ bar ist. Innerhalb der Druckkammer 8 liegt eine weitere, gleichartig wirkende Pumpe 7 für das zweite Medium Luft, deren Druckkammer 9 durch einen Folienbeutel gebildet ist, welcher unter vollständiger Entleerung zerstörungsfrei so zusammengefaltet werden kann, daß sein Volumen nur noch etwa dem Materialvolumen seiner Wandungen entspricht. Die Druck­ kammer 9 wird von außen mit Luft so nachgefüllt, daß die Druckkammer 8 unabhängig von ihrem Füllzustand nicht Luft aufnimmt, sondern stets vollgefüllt ist. Abgabe des ersten Mediums aus der Druckkammer 8 bzw. nachfolgendes Rückstellen der Behälterwandungen führt zu einer entsprechenden Vergröße­ rung der Druckkammer 9 unter gleichzeitiger Luftansaugung von außen.

Durch den Hals 5 und die Körper 2, 3 führt von der Druckkam­ mer 8 ein Auslaßkanal 11. Ein davon im wesentlichen gesonder­ ter Auslaßkanal 12 führt von der Druckkammer 9 im Abstand vom Hals 5 durch eine Wandung des Behälters 4 und den Grundkörper 2. Die Auslaßkanäle 11, 12 münden in einem gemeinsamen Me­ dienauslaß 13, sind jedoch bereits davor zusammengeführt, so daß die beiden Medien gemischt aus dem Medienauslaß 13 aus­ treten, welcher in einer freiliegenden Außenfläche des Grundkörpers 2 vorgesehen ist und ab welchem das jeweilige Medium die Vorrichtung 1 vollständig verläßt. Der Medienaus­ laß 13 ist durch das äußere Ende 16 eines Düsen- bzw. Endka­ nales 14 gebildet, dessen Durchmesser unter 1/2 mm oder auch bei 1/10 mm liegen kann. Der zylindrische Endkanal 14 hat eine gegenüber seiner kleinsten Weite höchstens 3- bis 5fach größere Länge und ist an beiden Enden 15, 16 trichterförmig erweitert oder geht bis zu mindestens einem dieser Enden mit konstanter Innenweite durch.

Im Auslaßkanal 11 sind in Strömungsrichtung aufeinanderfol­ gend drei Strömungsdrosseln bzw. Ventile 17, 18, 19 vorgese­ hen, welche auf die gesamte Medienströmung im Auslaßkanal 11 wirken und zwar entweder zur Öffnung und Schließung oder nur zur Vergrößerung und Verringerung der Durchlaßquerschnitte. Alle Ventile 17 bis 19 werden durch einen einzigen Stellkör­ per 20 gleichzeitig betätigt, der einen näher beim Endkanal 14 liegenden Kernkörper 21 und einen in starrer oder axial beweglicher Verbindung unmittelbar an diesen anschließenden Ventilkörper 22 aufweist. Auf der vom Kernkörper 21 abgekehr­ ten Seite weist der Ventilkörper 22 einen in den zur Druck­ kammer 8 gehörenden Hals 5 ragenden Schaft 23 auf, welcher am inneren Ende ein scheibenförmiges Widerlager 24 für eine Rückstellfeder 25 trägt. Die den Schaft 23 umgebende Feder 25 stützt sich mit einem Ende am Widerlager 24 und mit dem anderen Ende an der inneren Stirnseite des Einsatzkörpers 3 etwa in der Ebene der äußeren Stirnfläche des Halses 5 ab.

Der ggf. einteilig mit dem Grundkörper 2 ausgebildete, ring­ scheibenförmige Einsatzkörper 3 bildet einen in Strömungs­ richtung annähernd rechtwinklig erweiterten, kegelstumpfför­ migen und als Innenumfang vorgesehenen Ventilsitz 26 für den schließenden Eingriff einer gleichartig kegelstumpfförmigen Schließfläche 27 am Außenumfang des scheibenförmigen Ventil­ körpers 22. Der Ventilsitz 26 ist durch einen kegelstumpfför­ mig in den Hals 5 ragenden Kragen des ansonsten ebenen Ein­ satzkörpers 3 gebildet, welcher zwischen dem Grundkörper 2 und dem Ende des Halses 5 so eingespannt ist, daß er gleich­ zeitig den Flaschenverschluß bzw. die Abdichtung zwischen Behälteröffnung und Grundkörper 2 bildet. In Ausgangsstellung bzw. bei nichtbetätigter Pumpe 6 ist das Ventil 17 dicht ge­ schlossen. Der Ventilkörper 22 bildet einen dem Druck im Druckraum 8 ausgesetzten Steuerkolben, welcher bei Überdruck im Druckraum 8 das Ventil 17 unter Verschiebung des Stellkör­ pers 20 in Strömungsrichtung öffnet, so daß dann zwischen den Flächen 26, 27 ein über den Umfang durchgehender Durchlaß­ spalt für das Medium gebildet ist.

In der Ausgangsstellung ist das Ventil 18 bzw. 19 am weite­ sten geöffnet und in der am weitesten geöffneten Stellung des Ventiles 17 am weitesten verengt bzw. vollständig geschlos­ sen. Der ringförmig ebene Ventilsitz 28 des Ventiles 18 liegt in Ausgangsstellung der größeren und ebenfalls ringscheiben­ förmig ebenen Stirnfläche des Ventilkörpers 22 mit Spaltab­ stand gegenüber und ist durch eine ringförmige Vertiefung an einer inneren Stirnfläche des Grundkörpers 2 gebildet. Die Schließfläche 29 dieses Ventiles 18 ist durch die genannte Stirnfläche des Ventilkörpers 22 gebildet, wobei der Ventil­ sitz 28 demgegenüber eine größere Außenweite hat. Der Ventil­ sitz 26 schließt somit unmittelbar an den ringscheibenförmi­ gen Spalt 34 zwischen den Ventilflächen 28, 29 an, welcher auch vom Kernkörper 21 durchsetzt ist. Die größte Weite des Ventilsitzes 26 entspricht somit der größten Weite des Ven­ tilsitzes 28.

Das Ventil 19 weist demgegenüber wesentlich engere Ventilflä­ chen 30, 31, nämlich am Grundkörper 2 einen Ventilsitz 30 und diesem gegenüberliegend eine Schließfläche 31 auf, welche durch die vom Ventilkörper 22 abgekehrte äußerste Endfläche des Kernkörpers 21 gebildet ist. Die Ventilflächen 30, 31 sind ebenfalls im wesentlichen eben und ringförmig durchge­ hend. Der Ventilsitz 30 umgibt das innere Ende 15 des Endka­ nales 14, welcher eine einteilige Stirnwand 37 des Grundkör­ pers 2 durchsetzt. In Ausgangsstellung ist zwischen den Ven­ tilflächen 30, 31 ein weiterer, ringscheibenförmiger und innerhalb seines äußersten Umfanges von keinen Bauteilen durchsetzter Durchlaßspalt 35 begrenzt, dessen axiale Spalt­ weite je nach den Erfordernissen gleich, größer oder kleiner als diejenige des Durchlaßspaltes 34 sein kann. Bei kleinerer Spaltweite des Durchlaßspaltes 35 schlägt die Schließfläche 31 am Ventilsitz 30 an, so daß der Spalt 34 mit engstem Durchlaßquerschnitt trotz ggf. geschlossenem Ventil 19 offen bleibt. Bei größerer Spaltweite schlägt die Schließfläche 29 an, während der Spalt 35 des Ventiles 19 im engsten Zustand geöffnet bleibt. Bei gleicher Spaltweite bzw. gleichem An­ schlagabstand schließen beiden Ventile 18, 19 gleichzeitig durch Anschlagbegrenzung, wobei jedoch Mittel vorgesehen sein können, um einen minimalen Durchlaßquerschnitt durch das je­ weilige Ventil 18, 19 noch frei zu halten. Ein bis alle Ven­ tile bzw. Drosseln, deren erläuterte jeweilige Flächen, der Endkanal 14, der Medienauslaß 13, der Hals 5 und der Stell­ körper 20 liegen zweckmäßig im wesentlichen in einer einzigen Mittelachse 10, gegenüber welcher der Behälter 4 achsgleich oder exzentrisch vorgesehen sein kann.

Der Kernkörper 21 weist eine über seine gesamte Länge kon­ stant durchgehende sowie an die Endfläche 31 anschließende zylindrische Umfangsfläche 32 auf, der eine an die Stirnflä­ chen 28, 30 anschließende innere Umfangsfläche des Grundkör­ pers 2 als Gegenfläche 33 gegenüberliegt. Zwischen den Flä­ chen 32, 33 kann gemäß Fig. 1 ein über den Umfang durchgehen­ der sowie die Spalte 34, 35 verbindender Hüllspalt 38 be­ grenzt sein oder die Flächen 32, 33 können gemäß Fig. 2 im wesentlichen dicht bzw. gleitend aneinander anliegen. Die Länge des Hüllspaltes 38 bzw. des Eingriffes des Kernkörpers 21 in die zugehörige Vertiefung an der Innenseite des Grund­ körpers 2 in der Ausgangslage ist größer als die Spaltweite der Spalte 34, 35, so daß der Kernkörper 21 stets in die Vertiefung eingreift. Axiale Stellbewegungen des Kernkörpers 21 können ohne Einfluß auf den Durchlaßquerschnitt des die Kanalabschnitte 34, 35 verbindenden Kanalabschnittes 38 sein oder diesen je nach gewünschtem Austragverhalten vergrößeren oder verkleinern.

Die Kammern 34, 35 bilden gleichzeitig volumenveränderbare Druck- bzw. Pumpkammern, welche mit zunehmendem Förderdruck durch die schubkolbenartig wirkenden Körper 22, 21 verengt werden und dadurch das Medium in Richtung zum Medienauslaß 13 austreiben. Die durch die Endfläche 31 gebildete wirksame Kolbenfläche des Kolbens 21 ist kleiner als die wirksame Kol­ benfläche 29 bzw. 27, wobei die der Öffnung dienende Kolben­ fläche 27 größer als die in entgegengesetzter Richtung wir­ kende Kolbenfläche oder etwa gleich groß sein kann. Die Öff­ nungen 12 bis 16, 35, 38, die Flächen 30, 33 und die Wandung 37 können auch an einer gesonderten Düsenkappe von etwa kon­ stanter Wandungsdicke vorgesehen sein, welche in den Grund­ körper 2 festsitzend oder zur Durchführung der Stellbewegun­ gen beweglich eingesetzt ist. In sie greift dann der Kernkör­ per 21 ein.

Der Auslaßkanal 12 endet in einer Mündung 36, welche etwa ra­ dial oder tangential an den Außenumfang eines einzigen oder mehrerer der Spalte 34, 35, 38 anschließt und zweckmäßig bei in Ausgangsstellung stehendem Kernkörper 21 nur gegen dessen Umfangsfläche 32 gerichtet ist bzw. etwa in der Mitte der Länge der Umfangsfläche 33 liegt. In die Druckkammer 9 wird über ein druckabhängig öffnendes Einlaßventil 39 und durch einen Teilabschnitt des Auslaßkanales 12 von außen Luft ange­ saugt. In Strömungsrichtung nach dem unter Überdruck in der Kammer 9 schließenden Einweg-Ventil 39 ist im Auslaßkanal 12 ein Auslaßventil 40, beispielsweise ein federbelastetes Ein­ weg- oder Überdruckventil angeordnet, das bei Überdruck in der Kammer 9 öffnet, so daß Luft mit entsprechend hohem Druck an der Mündung 36 ansteht. Die Mündung 36 kann bei jeder Stellung des Kernkörpers 21 gleich oder unterschiedlich weit geöffnet oder aber in einer der Stellungen, z. B. einer oder beider Endstellungen, wie der Ausgangsstellung, geschlossen sein. Die jeweilige Kammer oder der jeweilige Spalt, in wel­ che die Mündung 36 mündet, bildet gleichzeitig eine Misch­ kammer, in welcher bzw. ab welcher die beiden Medien durch Verwirbelung gleichmäßig miteinander vermischt werden.

Um das Austragverhalten bzw. die Vermischung noch weiter zu verbessern sind zweckmäßig Mittel 41 zur Strömungsbeeinflus­ sung, insbesondere zur Änderung der Strömungsrichtung, Strö­ mungsgeschwindigkeit, Strömungsverwirbelung und Strömungsro­ tation vorgesehen. Zum Beispiel kann die jeweilige Kammer 34, 35, 38 als Drallkammer ausgebildet sein, in welcher eines oder beiden Medien in eine Strömungsrotation um die Mittel­ achse 10 so versetzt werden, daß diese Rotation bis in den Endkanal 14, den Medienauslaß 13 sowie darüber hinaus fortge­ setzt und dadurch mindestens eine Dralleinrichtung 42, 43 gebildet ist. Die jeweilige Drallkammer 34, 35 kann an einer einzigen oder beiden Stirnseiten 30, 31 bzw. Umfangsflächen 32, 33 mit Leitflächen der Mittel 41 bzw. der Dralleinrich­ tung 42 so versehen sein, daß eine starke Mischverwirbelung bzw. Rotationsströmung erzeugt wird.

Entlang der Umfangsfläche 32 sind axiale, nutenförmige Längs­ kanäle 44 im Kernkörper 21 vorgesehen, welche mit ihren einen Enden in jeder Stellung an den Kanalabschnitt 34 offen an­ schließen bzw. in mindestens einer Stellung, insbesondere der Endstellung, durch das Ventil 18 geschlossen sind. Das andere Ende des jeweiligen Längskanales 44 geht abgewinkelt in einen nutförmigen Querkanal 45 in der Stirnfläche 31 über, dessen radial inneres, vom Längskanal 44 entferntes Ende in eine schalen- oder napfförmige Vertiefung 46 mündet, welche eben­ falls in der Stirnfläche 31 vorgesehen ist. Der Boden der Vertiefung 46 kann in der Ebene der Bodenfläche des Kanales 45 liegen oder demgegenüber zum Endkanal 14 bzw. davon weg versetzt sein.

Die Weite der Vertiefung 46 ist größer als die der Kanäle 44, 45 und jeweils eine Flanke jedes Kanales 45 schließt tangen­ tial an ein Ende eines um die Mittelachse 10 konkav gekrümm­ ten Abschnittes des Innenumfanges der Vertiefung 46 an. Der Durchlaßquerschnitt des Kanales 45 ist zur Rotationskammer 46 trichterförmig kontinuierlich verengt, z. B. durch spitzwink­ lige Konvergenz seiner einander gegenüberstehenden Flanken. Die Länge der Kanäle 44 bzw. des Kernkörpers 21 kann in der Größenordnung von dessen Außenweite liegen oder demgegenüber wesentlich kleiner sein und die lichte Weite der Kammer 46 ist größer als die der Kanalabschnitte 14 bis 16 bzw. des Innenumfanges des Ventilsitzes 30. Die jeweilige Vertiefung 44 bis 46 kann nur im Kernkörper 21 vorgesehen sein und ist dann an ihrer offenen Nut- bzw. Vertiefungsseite durch die vertiefungsfreien Flächen 33, 30 des Grundkörpers 2 ver­ schlossen bzw. schließbar. Diese Vertiefung kann aber auch ausschließlich in den Flächen 33, 30 vorgesehen und entspre­ chend durch die vertiefungsfreien Flächen 32, 31 des Kernkör­ pers 21 verschlossen bzw. verschließbar sein. Des weiteren kann die jeweilige Vertiefung auch in beiden zugehörigen Flä­ chen vorgesehen sein.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die genannten Kanäle bzw. Vertiefungen nicht vorgesehen sind und daher das Ventil 19 in der betätigten Endstellung des Kernkörpers 21 verschlossen ist, ist bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 das Ventil 19 nicht vollständig zu schließen, sondern die Leitungsverbindung von den Kanälen 44 zum Medienauslaß 13 bleibt stets offen. In der Vertiefung 46 wird das erste Medi­ um unter Zentrifugalkraft in eine gemäß Fig. 3 rechtsdrehende Rotationsströmung entlang des Innenumfanges und um die im Zentrum befindliche, mitströmende Luft versetzt, gleichzeitig wird in Längsrichtung aus den Kanälen 44 austretendes erstes Medium durch Abprallen an der Fläche 30 zurück gegen die Flä­ che 31 und die Vertiefungen 45, 46 geleitet und außerdem tritt die so verwirbelte Medienströmung unter Annäherung der Fläche 31 bzw. der Vertiefungen 45, 46 an den Endkanal 14 in diesen ein. Am Ende dieses Vorganges wird die Zuführung bei­ der Medien zum Endkanal 14 durch Schließen der Ventile 18, 19 abrupt abgebrochen, während bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 nur die Zuführung des ersten Mediums durch Schließen des Ventiles 18 abrupt abgebrochen wird, das zweite Medium aber noch weiter durch den Endkanal 14 ausströmen und die Auslaßöffnung 13, die Kanäle 14 bis 16, die Kammer 35 so­ wie die Vertiefungen 44 bis 46 vom ersten Medien völlig rei­ nigen kann.

Gemäß Fig. 1 ist die Mündung 36 mit Radialabstand in jeder Stellung gegen die Umfangsfläche des Kernkörpers 21 radial bzw. tangential gerichtet. Gemäß Fig. 2 ist die Mündung 36 in der Ausgangsstellung radial gegen den Übergangsbereich zwi­ schen den beiden Kanälen 44, 45 gerichtet, so daß Luft aus ihr in etwa radialer bzw. geradliniger Strömung direkt in den Querkanal 45 und dann in die Vertiefung 46 eintritt. In der anderen Endstellung ist die Mündung 46 nahezu auf voller Wei­ te nur gegen die Bodenfläche des Längskanales 44 gerichtet. Gemäß Fig. 3 mündet die Öffnung 36 des Auslaßkanales 12 tan­ gential an den Umfang 32 bzw. 33, welcher einen die Längs- bzw. Querkanäle 44, 45 verbindenden Umfangskanal 47 aufweisen kann, so daß das zweite Medium an diesem Umfang in eine Rota­ tionsströmung versetzt wird und in zwei oder mehr Kanäle 44, 45 etwa gleichzeitig eintritt. Die Rotationsströmung im Um­ fangskanal 47 kann gleichgerichtet oder entgegengesetzt ge­ richtet zur Rotationsströmung in der Vertiefung 46 um die Mittelachse 10 vorgesehen sein. Ferner kann die den Umfangs­ kanal 47 bildende Nutvertiefung, wie anhand der Vertiefungen 44 bis 46 beschrieben, ausschließlich in der Fläche 32 oder der Fläche 33 bzw. gemäß Fig. 3 in beiden Flächen vorgesehen und an der offenen Vertiefungsseite verschlossen sein. Der Kanal 47 kann des weiteren nur im Bereich der Längskanäle 44, nur im Bereich der Querkanäle 45 oder im Übergangsbereich zwischen diesen Kanälen 44, 45 vorgesehen sein. Der Durchlaß­ querschnitt des Kanales 47 kann etwa gleich groß oder kleiner als der des Auslaßkanales 12 sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Kernkörper 21 unmittelbar durch den Ventilkörper des Ventiles 17 gebildet, welcher an seiner weitesten Stirnfläche 29 nicht wie gemäß den Fig. 1 bis 3 den Kernvorsprung trägt, sondern durchgehend eben oder mit den Vertiefungen 45, 46 versehen ist. Die Kam­ mer 34 ist von der gegenüber ihr eine größere Axialerstrec­ kung aufweisenden Kammer 35 durch eine Zwischenwandung 49 ge­ trennt, deren eine Seite die Stirnfläche 28 des Ventiles 18 bildet. Die andere, dem Endkanal 14 zugekehrte Seite der Wan­ dung 49 trägt einen frei in die Kammer 35 vorstehenden Vor­ sprung 48, welcher eine in der Mittelachse 10 liegende Düse 50 bildet. Der Vorsprung 48 ist am Außenumfang in Strömungs­ richtung kegelstumpfförmig verjüngt, im Innern von einem ge­ radlinigen Düsenkanal 51 von durchgehend etwa konstanter Wei­ te durchsetzt und bildet am freien Ende eine in der Achse 10 liegende Düsenöffnung 53, welche mit einem Abstand dem inne­ ren Ende 15 bzw. der Stirnfläche 30 gegenüberliegt, der etwa gleich groß bzw. kleiner als die Hälfte der Axialerstreckung der Kammer 35 bzw. als die Weite der Düsenöffnung 53 ist. Am Umfang ist die Düsenöffnung 53 von einer im Querschnitt spitzwinklig scharfen Abreiß- oder Ringkante 52 begrenzt, welche am Innenumfang vom Kanal 51 und am Außenumfang von der konischen Außenfläche des Vorsprunges 48 begrenzt ist.

Der Endkanal 14 ist vom inneren zum äußeren Ende 16 durchge­ hend kegelstumpfförmig erweitert und die Weite seines inneren Endes 15 ist größer als die Weite der achsgleich dazu sowie stromaufwärts im Abstand davon liegenden Düsenöffnung 53. Die wie der Endkanal 14 einteilig mit dem Grundkörper 2 ausgebil­ dete Vorzerstäuber-Düse 50 nimmt in jedem Betriebszustand dieselbe Lage gegenüber dem Endkanal 14 ein. Das von der Dü­ senöffnung 53 abgekehrte Einlaßende des Kanales 51 mündet im Ventilsitz 28. Bei Überdruck in der Druckkammer 8 öffnet das Ventil 17 zunehmend, während gleichzeitig das dem Einlaß der Düse 50 zugehörige Ventil 18 zunehmend schließt. In die Kam­ mer 35 mündet annähernd auf der gesamten Axialerstreckung der Auslaßkanal 12 in der beschriebenen Weise radial und/oder tangential, so daß das zweite Medium um den Vorsprung 48 in eine ringförmige Rotationsströmung versetzt wird, in welche das erste Medium im Zentrum zersprüht aus der Öffnung 53 ein­ tritt und zwar in dem zwischen den Flächen 30, 52 gebildeten Spaltbereich, welcher eine starke Strömungsbeschleunigung be­ wirkt. Das erste Medium kann bei Verlassen der Öffnung 53 eine gleich oder entgegengesetzt gerichtete Rotationsströmung haben.

Die Medien mischen sich ab dem Bereich der Öffnung 53, werden beim Entlangströmen an der inneren, ebenfalls spitzwinklig scharfflankierten Ringkante des inneren Endes 15 nochmals stark verwirbelt und treten am Medienauslaß 13 als nochmals stärker zerstäubter Sprühkegel aus. Dadurch, daß mit der Düse 50 allein das erste Medium in einer ersten Stufe, insbesonde­ re unter Zuführung des zweiten Mediums, zerstäubt und danach beide Medien gemeinsam mit der Düse 14 in einer zweiten, ge­ sonderten Stufe nochmals zerstäubt werden, ergeben sich äu­ ßerst kleine und über den Querschnitt des Sprühstrahles gleichmäßig verteilte Zerstäubungspartikel und es ergibt sich in diesen Eigenschaften eine hohe Konstanz von Beginn bis zum Ende des Austragvorganges.

Die Druckkammer für den jeweiligen Auslaßkanal 11 bzw. 12 kann auch durch den beim Rückhub aus einem gesonderten Me­ dienspeicher oder aus der Atmosphäre durch Nachsaugung über ein Einlaßventil wiederholt zu füllenden Zylinderraum einer manuell zu betätigenden Schubkolbenpumpe gebildet sein. Hier­ bei können zwei z. B. achsgleiche gesonderte Pumpen bzw. Druckkammern mit einer gemeinsamen Handhabe gleichzeitig zu betätigen sein. Beim Rücklauf des Kernkörpers 21 entgegen Strömungsrichtung wird die Kammer 34 bzw. 35 im Volumen wie­ der vergrößert und durch den so entstehenden Unterdruck wird ebenfalls die Zufuhr des ersten Mediums zum Endkanal 14 schlagartig abgebrochen bzw. dieses Medium zurückgesaugt.

Jedes Merkmal jeder der Ausführungsformen kann bei jeder der anderen Ausführungsformen vorgesehen sein. Die genannten Ei­ genschaften, wie Größen, Relativlagen, Wirkungen oder dgl. können genau wie beschrieben, geringfügig davon abweichend bzw. im wesentlichen wie beschrieben oder davon mehr oder we­ niger abweichend vorgesehen sein, je nachdem, welche Austrag­ charakteristika erwünscht sind bzw. welche Eigenschaften, insbesondere Fließeigenschaften das erste und/oder das zweite Medium haben.

Claims (10)

1. Austragvorrichtung für Medien mit einem in einen Medien­ auslaß (13) mündenden und eine Medienströmung bestimmen­ den Auslaßkanal (11, 12), der im Abstand von dem Medien­ auslaß (13) einen an eine zur Erzeugung eines Förder­ druckes vorgesehene Druckkammer (8, 9) anzuschließenden Abschnitt aufweist und Durchlaßquerschnitte bestimmt, sowie mit einem dem Auslaßkanal (11, 12) zugeordneten Kernkörper (20), der zur Beeinflussung der Medienströ­ mung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (20) zur Veränderung der Medienströmung bei zunehmendem Förderdruck zur Verengung oder dgl. eines Durchlaßquerschnittes bewegbar ist.

2. Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kernkörper (20) druckabhängig gesteuert ist, daß insbesondere der Kernkörper (20) bei zunehmen­ dem Förderdruck in einer Richtung bewegbar ist, die von der zur Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung abweicht und daß vorzugsweise der Kernkörper (20) un­ mittelbar eine an die Medienströmung angrenzende Begren­ zung des Auslaßkanales (11, 12) bildet.

3. Austragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kernkörper (20) unmittelbar be­ nachbart zum inneren Ende (15) eines mit seinem äußeren Ende (16) den Medienauslaß (13) bildenden Endkanales (14) vorgesehen ist, daß insbesondere der Endkanal (14) eine einteilige Stirnwand (37) durchsetzt und daß vor­ zugsweise der Endkanal (14) gegenüber dem Kernkörper (20, 21) eine kleinere Länge und/oder eine kleinere Weite hat.

4. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (20) eine äußere Umfangsfläche (32) und eine freie Endfläche (31) aufweist, welche einer inneren Umfangsfläche (33) und/oder einer inneren Stirnfläche (30) unmittelbar gegenüberliegen, daß insbesondere Durchlaßquerschnitte eines axialen Durchlaßspaltes (38, 44) zwischen der äußeren und inneren Umfangsfläche (32, 33) unabhängig von deren Relativbewegung im wesentlichen konstant sind und daß vorzugsweise Durchlaßquerschnitte eines schei­ benförmig radialen Durchlaßspaltes (35, 45, 46) zwischen der Endfläche (31) und der inneren Stirnfläche (30) in Abhängigkeit von deren Relativlagen im wesentlichen stufenlos zu verändern sind.

5. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang (32) und/oder an der Endfläche (31) des Kernkörpers (20) mindestens eine Kanalvertiefung (44, 45, 46) eines Kanalabschnittes des Auslaßkanales (11, 12) liegt, daß insbesondere eine nutförmige Kanalvertiefung (44, 45) im Außenumfang (32) und/oder in der Endfläche (31) vorgese­ hen ist und daß vorzugsweise eine Kanalvertiefung (46) im Zentrum der Endfläche (31) eine etwa in der Achse (10) des Medienauslasses (13) liegende Wirbel- und Drallkammer bildet.

6. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (20) zu einer Ausgangslage hin federbelastet ist, daß insbeson­ dere ein Rückstellfeder (25) in Strömungsrichtung vor einem Auslaßventil (17) liegt und daß vorzugsweise eine Rückstellfeder (25) in die Druckkammer (8) eingreift und/oder an einem einen Ventilsitz (26) bildenden Ven­ tileinsatz (3) abgestützt ist, welcher einen Verschluß der Druckkammer (8) bildet.

7. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (21) wenigstens über einen Teil seines Bewegungsweges im wesentlichen synchron mit einem Ventilkörper (22) eines Ventiles (17) bewegbar und/oder von diesem angetrieben ist, daß insbesondere der Kernkörper (21) starr bzw. einteilig mit dem Ventilkörper (22) verbunden ist und daß vorzugsweise der Kernkörper (21) von einer Stirnsei­ te (29) des Ventilkörpers (22) frei absteht und/oder mit derselben Feder (25) wie der Ventilkörper (22) belastet ist.

8. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung nacheinander mindestens zwei wechselweise erweiternde und verengende Strömungsdrosseln (17, 18, 19) vorgesehen sind, daß insbesondere eine in Strömungsrichtung erste Strömungsdrossel (17) einen sich über einen Umfang er­ streckenden, zur dichten Schließung veränderbaren Dros­ selspalt bildet und daß vorzugsweise eine zweite Strö­ mungsdrossel (18, 19) einen stirnseitigen Drosselspalt (34, 35) bildet.

9. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gesonderte Auslaß­ kanäle (11, 12) für gesonderte Medien vorgesehen sind, daß insbesondere mindestens ein Auslaßkanal (12) gegen den Kernkörper (20) gerichtet mündet und daß vorzugswei­ se ein erster Auslaßkanal (11) ringförmig um den Kern­ körper (20) und ein zweiter Auslaßkanal (12) in Strö­ mungsrichtung im Abstand danach nur über einen kleinen Teil des Umfanges des Kernkörpers (20) gegen diesen mündet.

10. Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand hinter­ einander liegende Düsen (13, 53) vorgesehen sind, daß insbesondere die in Strömungsrichtung erste Düse (53) in eine gegenüber beiden Düsen (13, 53) erweiterte Wirbel­ kammer (35) und/oder im Abstand vor dem Einlaßende (15) der zweiten Düse (13) mündet und daß vorzugsweise die erste Düse (53) einlaßseitig mit dem Kernkörper (20) gesteuert ist.