DE602004006521T2

DE602004006521T2 - Abgabevorrichtung für konzentrierte injektion

Info

Publication number: DE602004006521T2
Application number: DE200460006521
Authority: DE
Inventors: Markus Franciskus Brouwer
Original assignee: Keltec BV
Current assignee: Keltec BV
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: CA2542183A1; DE602004006521D1; JP4726790B2; US20080237265A1; US7726518B2; NL1024350C2; WO2005028121A1; EP1663506A1; PL1663506T3; ATE362401T1; CA2542183C; EP1663506B1; CN1902007A; JP2007508127A; CN1902007B

Description

Die Erfindung betrifft einen Spender gemäß Anspruch 1.
Solch ein Spender kann zum Spenden von einem Spray oder einem Schaum verwendet werden. Solch ein Spender erzeugt vorzugsweise ein Spray oder einen Schaum von höchst möglicher Qualität, was erfordert, dass die Luftblasen in dem Spray oder Schaum so fein und gleichmäßig wie möglich verteilt sind.
Ein Spender gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 4,057,176 bekannt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Spender vom oben genannten Typ bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt für diesen Zweck einen Spender bereit, bei welchem das Auslassventil der Luftpumpe zu dem Auslass der Flüssigkeitspumpe benachbart ist und von einer flexiblen Wand gebildet wird, die im Wesentlichen quer zur Flüssigkeitsströmung vorsteht.
Die Luft in der Luftpumpe wird verdichtet und der Druck steigt folglich an. Wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz über dem Luftventil erreicht wird, öffnet es sich. Der Widerstand, der überwunden werden muss, ist hier der Ventilwiderstand und der darunter liegende Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit, die an dem Ventil vorbei fließt. Die Luft kann hierbei unter großem Druck direkt in die Flüssigkeit eingespeist werden. Versuche haben gezeigt, dass hierdurch ein Spray oder Schaum mit verbesserter Qualität erhalten werden kann. Die flexible Wand ist in Richtung der Flüssigkeitsströmung beweglich. Es wurde erkannt, dass im Fall mancher Flüssigkeiten ein plötzliches Öffnen des Luftventils zum Erzeugen einer „Explosion" der Luft notwenig ist, um einen guten Schaum oder Spray zu erzeugen. Ein Auslassventil für Luft gemäß der Erfindung kann auf relativ einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden.
Das Auslassventil der Luftpumpe ist vorzugsweise relativ zu dem Auslass der Flüssigkeitspumpe derart positioniert, dass, wenn das Ventil geöffnet ist, die Luft nahezu quer zur Flüssigkeitsströmung eingetragen wird. Versuche haben einmal mehr gezeigt, dass dies die Qualität des Sprays oder Schaums verbessert.
Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung weist der Auslass der Flüssigkeitspumpe eine Flüssigkeitskammer auf, welche sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Auslassventil der Flüssigkeitspumpe befindet, und welche mit einem zentralen Durchgang versehen ist, welcher in die Mischkammer einmündet. Während der Verdichtung der Luft in der Luftpumpe wird die Flüssigkeitskammer mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter gefüllt. Die Flüssigkeit strömt über den zentralen Durchgang in der Flüssigkeitskammer in die Mischkammer hinein, wo, nach ausreichendem Aufbau von Druck, Luft in die Flüssigkeit eingetragen wird.
Die Mischkammer weist vorzugsweise eine zentrale Auslassöffnung auf, welche in den Ausströmungskanal des Spenderabschnitts einmündet. Das Luft-Flüssigkeits-Gemisch wird auf diese Weise gezwungen, die Mischkammer durch eine relativ kleine Öffnung zu verlassen. Dies verbessert auch die Qualität des Schaums oder Sprays.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die flexible Wand zwischen der Flüssigkeitskammer und der Mischkammer angeordnet. In ruhendem Zustand dichtet das Ventil die zentrale Auslassöffnung der Mischkammer rundherum ab.
Der zentrale Durchgang der Flüssigkeitskammer steht vorzugsweise in offener Verbindung mit dem Ausströmungskanal des Spenderabschnitts. Flüssigkeit verlässt die Flüssigkeitskammer durch den zentralen Durchgang in Richtung des Ausströmungskanals.
Der Spender gemäß der Erfindung ist insbesondere als Schaumspender vorgesehen, wobei ein schaumbildendes Element im Ausströmungskanal angeordnet ist. Das schaumbildende Element ist vorzugsweise derart in dem Ausströmungskanal angeordnet, dass der den Ausströmungskanal durchströmende Schaum das schaumbildende Element wenigstens zweimal durchströmt. Es wurde festgestellt, dass sich dadurch ein feinerer und gleichmäßigerer Schaum ergibt, welcher von irgendeinem bekannten schaumbildenden Gerät unübertroffen ist. Darüber hinaus ist das Herstellungsverfahren einfacher, da für zwei Passagen nur ein schaumbildendes Element angeordnet wird, was einen Kostenersparniseffekt hat.
Für eine weitere Verbesserung der Schaumqualität kann in Strömungsrichtung gesehen vor oder nach dem schaumbildenden Element, das zweimal durchströmt wird, ein weiteres schaumbildendes Element angeordnet werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in Strömungsrichtung gesehen das letzte schaumbildende Element vorzugsweise in der Ausströmungsöffnung angeordnet. Das schaumbildende Element bildet am äußeren Ende des Spenderabschnitts einen Durchgangswiderstand, so dass der Schaum nicht aus dem Ausströmungskanal herausspritzt und dadurch stabiler bleibt.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Spenderanordnung, die aus einem Flüssigkeitsbehälter und einem Spender gemäß der Erfindung zusammengesetzt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter erläutert. In den Figuren zeigt
1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Spenderanordnung gemäß der Erfindung;
2 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Schaumspenders gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Schaumspenders gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4A und 4B teilweise Querschnittansichten des in den 2 und 3 gezeigten Spenders mit entsprechend geschlossenem und geöffnetem Auslassventil für Luft.
Eine Spenderanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen zylindrischen Flüssigkeitsbehälter 2 auf, in welchem eine Flüssigkeit 3 zum Zerstäuben oder Schaumbilden ist, und an welchem ein Spender 4 angeordnet ist (1). Der Spender 4 weist eine Pumpe 6 für Luft und eine Pumpe 8. für Flüssigkeit auf, welche jeweils mit einem Einlass und einem Auslass versehen sind. Die Luftpumpe 6 steht über die Öffnung 9 (2) mit der Umgebung in Verbindung, während die Flüssigkeitspumpe 8 mit dem Inhalt 3 des Flüssigkeitsbehälters 2 über den Schlauch 10 in Verbindung steht. Der Spender 4 weist ferner eine Mischkammer 14 auf, die mit beiden, der Luftpumpe 6 und der Flüssigkeitspumpe 8, in Verbindung steht. Der Auslass der Mischkammer 14 ist von einer zentralen Auslassöffnung 15 in der Wand 20 gebildet. Der Auslass der Flüssigkeitspumpe 8 weist ein Auslassventil 16 und eine Flüssigkeitskammer 12 auf, welche darüber angeordnet und mit einem zentralen Durchgang 13 versehen ist, der in die Mischkammer 14 einmündet. Ein Auslassventil 18 für die Luft befindet sich im Auslass der Luftpumpe 6 (2).
Der Aufsatz der Anordnung weist einen Spenderabschnitt 22 auf, der einen Ausströmungskanal 24 mit einer Ausströmungsöffnung 26 aufweist. Der Ausströmungskanal 24 verlauft von der Mischkammer 14 zu der Ausströmungsöffnung 26. In diesem Kanal 24 sind ein (2) oder zwei (3) schaumbildende Elemente angeordnet, in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform in Form eines relativ feinmaschigen Siebes 28, 30. Bezüglich dieser Siebe und insbesondere bezüglich deren spezifischer Dimensionierung wird auf die Patentanmeldung NL 1022633 Bezug genommen, deren Inhalt hierin einbezogen ist.
Die Öffnung 9 für das Einlassen von Luft in die Pumpe 6 ist in dem Spenderabschnitt 22 vorgesehen. Der Einlass der Luftpumpe 6 weist ferner eine Luftkammer 32 auf. Der Lufteinlass wird von dem Einlassventil 34 begrenzt. Eine Druckkammer 36 für die Luft ist zwischen dem Einlassventil 34 und dem Auslassventil 18 für die Luft angeordnet.
Das Auslassventil 18 für die Luft wird von einer flexiblen Wand gebildet, welche eine Wand für beide, die Flüssigkeitskammer 12 und die Mischkammer 14 bildet. In ruhendem Zustand dichtet die flexible Wand 18 die zentrale Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 ringsherum ab. Die flexible Wand ist mit einem zentralen Durchgang 13 versehen, welcher den Auslass für die Flüssigkeitskammer 12 bildet. Der zentrale Durchgang 13 steht mit dem Ausströmungskanal 24 des Spenderabschnitts 22 über die Mischkammer 14 und die zentrale Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 in offener Verbindung.
An der Unterseite der flexiblen Wand 18 sind Anschlagmittel 38 bereitgestellt, mit welchen das Auslassventil 16 für Flüssigkeit in maximal geöffnetem Zustand in Kontakt gelangt. Die Anschlagmittel 38 dienen zum Vermeiden, dass das Auslassventil 16 für Flüssigkeit die Funktion des Auslassventils 18 für Luft beeinflusst. Diese Anschläge stellen auch sicher, dass das Auslassventil 16 für Flüssigkeit den Flüssigkeitsstrom nicht absperrt. Während des Abwärtshubes des Spenders 4 wird das Auslassventil 16 durch den Flüssigkeitsstrom angehoben. Diese Rippen 38 sind angeordnet um zu vermeiden, dass das Auslassventil 16 die Ausströmungsöffnung 13 abdichtet.
Die Art und Weise, in welcher der Spender 4 und die Anordnung 1 darüber hinaus aufgebaut sind, ist in der Internationalen Patentanmeldung WO 02/42005 des Anmelders beschrieben und gezeigt. Der Inhalt hiervon ist gleichfalls aufgenommen.
Die Funktion der Anordnung 1 wird mit Bezug auf die 4A und 4B erläutert. In 4A ist das Auslassventil 18 für Luft in ruhendem Zustand dargestellt. In ruhendem Zustand dichtet das Ventil 18 die Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 ringsherum ab. Luft befindet sich in dem Druckraum 36 und kann infolge der Abdichtung nicht in die Mischkammer 14 verdängt werden. Flüssigkeit befindet sich in der Flüssigkeitskammer 12. Über den zentralen Durchgang 13 der Flüssigkeitskammer 12 und der zentralen Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 steht die Flüssigkeitskammer 12 in offener Verbindung mit dem Ausströmungskanal 24. Der Druck in der Flüssigkeitskammer 12 ist folglich gleich dem Atmosphärendruck. In diesem Zustand drückt der Benutzer den Spenderabschnitt 22. Der Spenderabschnitt 22 wird dadurch relativ zu dem Flüssigkeitsbehälter 2 nach unten bewegt, währenddessen der Kolben (nicht dargestellt) der Luftpumpe 6 und der Flüssigkeitspumpe 8 mitverlagert werden. Während eines Abwärtshubs des Spenderabschnitts 22 wird die Luft im Druckraum 36 verdichtet. Der Druck wird dadurch erhöht. Wenn der Druck im Druckraum 36 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, kann der Widerstand des Luftventils 18 überwunden werden, wodurch eine offene Verbindung zwischen dem Druckraum 36 und der Mischkammer 14 geschaffen wird. In diesem Moment wird die unter Druck stehende Luft mit großer Kraft in den Flüssigkeitsstrom eingespeist, welcher von der Flüssigkeitskammer 12 durch den zentralen Durchgang 13, die Mischkammer 14 und die zentrale Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 herkommt. Weil das Auslassventil 18 der Luftpumpe bezüglich des Auslasses der Flüssigkeitspumpe 8 positioniert ist, wird die Luft praktisch quer zur Strömungsrichtung eingetragen, wenn das Ventil 18 geöffnet ist. Die Stellung bei geöffnetem Luftventil 18 ist in 4B gezeigt. Da Luft aus dem Druckraum 36 entweicht, fällt der Druck bis schließlich der Widerstand des Ventils 18 nicht mehr überwunden wird. Dann wird das Ventil 18 geschlossen (4A). Für die weitere Funktion der Spenderanordnung 1 wird Bezug auf die WO 02/42005 genommen.
Die zentrale Auslassöffnung 15 der Mischkammer 14 hat vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 4 mm, und darüber vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 1 mm und 2 mm. Das Einblasen von hochverdichteter Luft in den Flüssigkeitskanal verursacht ein intensives Vermischen. Durch Experimente wurde gezeigt, dass das einen Schaum höherer Qualität hervorbringt. Es ist möglich, dass infolge der Druckdifferenzen über dem Luftventil 18 während des Einspeisens, hier ein hochfrequentes Öffnen und Schließen des Ventils 18 stattfindet.
Anstelle der Öffnung 9 in der Seitenwand des Spenders 4 ist es auch möglich, die Luftpumpe 6 mit der Umgebung über einen Spalt (nicht dargestellt) zu verbinden, der zwischen der Kappe 40 und der Seitenwand 42 angeordnet ist. Unter der Kappe 40 befindet sich ein Rohr, welches als Schlot dient und Luft von dem Spalt bis in die Luftkammer 32 ermöglicht. Diese Konstruktion ist in 3 der NL 1022633 gezeigt.
Obwohl die in den Figuren dargestellte Erfindung für den Zweck der Herstellung von Schaum erläutert wurde, ist die Erfindung nicht auf Schaum beschränkt. Das Einspeisen von hochverdichteter Luft mittels eines Auslassventils, das benachbart zu dem Auslass für Flüssigkeit ist, kann auch für den Zweck des Herstellens eines Sprays angewendet werden.

Claims

Spender (4), der insbesondere für einen Flüssigkeitsbehälter (2) geeignet ist, aufweisend: – eine Flüssigkeitspumpe (8), die mit einem Einlass, der ein Einlassventil aufweist, und einem Auslass, der ein Auslassventil (16) aufweist, versehen ist, – eine Luftpumpe (6), die mit einem Einlass, der ein Einlassventil (34) aufweist, und einem Auslass, der ein Auslassventil (18) aufweist, versehen ist, – eine Mischkammer (14), die mit dem Auslass jeder der Pumpen in Verbindung steht, und – einen Spenderabschnitt (22), der mit einem Ausströmungskanal (24) mit einer Ausströmungsöffnung (26) versehen ist, wobei der Ausströmungskanal mit der Mischkammer (14) in Verbindung steht, – das Auslassventil der Luftpumpe ist benachbart zu dem Auslass der Flüssigkeitspumpe (8) und von einer flexiblen Wand (18) gebildet, gekennzeichnet dadurch, dass – diese flexible Wand im Wesentlichen quer zu der Flüssigkeitsströmung vorsteht.
Spender gemäß Anspruch 1, wobei der Auslass der Flüssigkeitspumpe (8) eine Flüssigkeitskammer (12) aufweist, die sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Auslassventil (16) der Flüssigkeitspumpe befindet, und die mit einem zentralen Durchgang (13) versehen ist, der in die Mischkammer (14) einmündet.
Spender gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mischkammer (14) eine zentrale Auslassöffnung (15) aufweist, welche in den Ausströmungskanal (24) des Spenderabschnitts (22) einmündet.
Spender gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flexible Wand (18) zwischen der Flüssigkeitskammer (12) und der Mischkammer (14) angeordnet ist.
Spender gemäß Anspruch 4, wobei in ruhendem Zustand die flexible Wand (18) die zentrale Auslassöffnung (15) der Mischkammer (14) ringsherum abdichtet.
Spender gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der zentrale Durchgang (13) der Flüssigkeitskammer (12) eine offene Verbindung mit dem Ausströmungskanal (24) des Spenderabschnitts (22) aufweist.
Schaumspender gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein schaumbildendes Element (28, 30), das in dem Ausströmungskanal angeordnet ist.
Schaumspender gemäß Anspruch 7, wobei das schaumbildende Element (28, 30) derart in dem Ausströmungskanal angeordnet ist, dass der den Ausströmungskanal durchströmende Schaum das schaumbildende Element wenigstens zweimal durchströmt.
Schaumspender gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei in Strömungsrichtung gesehen ein weiteres schaumbildendes Element vor dem schaumbildenden Element in dem Ausströmungskanal angeordnet ist.
Schaumspender gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei in Strömungsrichtung gesehen ein weiteres schaumbildendes Element nach dem schaumbildenden Element oder nach den schaumbildenden Elementen in dem Ausströmungskanal angeordnet ist.
Schaumspender gemäß Anspruch 10, wobei in Strömungsrichtung gesehen das letzte schaumbildende Element in der Ausströmungsöffnung (26) angeordnet ist.
Spenderanordnung (1) zusammengesetzt aus einem Flüssigkeitsbehälter (2) und einem Spender (22), wobei der Spender (22) gemäß einem in den Ansprüchen 1 bis 11 beanspruchten Spender gestaltet ist.