DE69007962T2

DE69007962T2 - Absperrventil.

Info

Publication number: DE69007962T2
Application number: DE69007962T
Authority: DE
Inventors: William Edward Warren
Original assignee: British Technology Group Ltd
Current assignee: BTG International Ltd
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: CN1023425C; GB9019374D0; EP0443012B1; JP3084057B2; GB2237359A; DE69007962D1; CN1050761A; US5186201A; AU636914B2; AU6404390A; BR9006905A; EP0443012A1; WO1991003408A1; JPH04501844A; GB2237359B; GB8920365D0

Description

Die Erf indung betrifft Schließventile, insbesondere Schließventile zur Verwendung in Aerosolabgabeeinrichtungen, welche komprimierte, nicht aber flüssige Gas-Treibmittel verwenden.
Vorzugsweise weisen Einrichtungen dieser Art einen Regulierer und ein An/Aus-Betätigungsventil auf, wobei der Regulierer dazu dient, die Produktabgabe aus der Einrichtung auf eine im wesentlichen konstante Strömungsrate einzustellen. Ohne eine solche Regulierung ist die Strömungsrate am Anfang hoch und verringert sich danach zunehmend, und zwar mit dem Druck des Treibmittels, wenn das Produkt aus der Einrichtung abgegeben wird und sich das Treibmittel innerhalb der Einrichtung ausdehnt. Dies ist nicht vereinbar mit der Forderung nach einem gleichbleibenden Sprühverhalten und anderen Entladeeigenschaften, die für eine Vielzahl von Produkten in Aerosol-Abgabeeinrichtungen gefordert werden.
Ein Vorschlag für einen diesem Zweck dienenden Regulierer findet sich in der Patentbeschreibung GB-A-2 216 634.
In jedem Falle, ob die Vorrichtung einen Strömungsregulierer aufweist oder nicht, ist es wünschenswert, ein zusätzliches Ventil vorzusehen, um Verlust von Treibmittel zu vermeiden, was anderenfalls auftreten kann bei Betätigung der Einrichtung in gegenüber der aufrechten Stellung gekipptem Zustand. Ventile, die schließen, wenn die Einrichtung und/oder die Ventilkammer gekippt sind, sind aus der FR-A-2 480 396 und der DE-A-1 955 397 bekannt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das Betätigungsventil normalerweise mit dem Inneren der Vorrichtung über ein Tauchrohr in Verbindung steht, dessen freies Ende im untersten Bereich der Einrichtung angeordnet ist, um in das Produkt einzutauchen, und zwar über den gesamten Abgabevorgang des Prokuktes bei aufrechter Orientierung. Ein Umdrehen der Vorrichtung wird, selbstverständlich, das freie Ende des Tauchrohres dem Treibgas aussetzen und eine Betätigung unter diesen Umständen führt nur dazu, daß dieses Gas ohne Nutzen in die Atmosphäre freigesetzt wird. Tatsächlich ist eine solche Betätigung höchst unerwünscht, da sie zu einem Verbrauch des Treibgases führen kann, bevor das Produkt insgesamt aus der Vorrichtung entladen worden ist. Dies kann mit höherer Wahrscheinlichkeit bei Verwendung eines Treibmittels aus komprimiertem Gas geschehen, welches typischerweise eine begrenztere Treibmittelquelle für eine gegebene Größe der Vorrichtung und ein bestimmtes Produkt ist, als bei einem Treibmittel aus verflüssigtem Gas. Auch kann ein derartiger Verlust an Treibmittel bei geringer geneigten Zuständen der Vorrichtung in Bezug auf die aufrechte Orientierung auftreten, wenn das Volumen des verbleibenden Produktes in der Vorrichtung durch schrittweise Entnahme zunehmend geringer wird.
Die oben erwähnte Beschreibung schlägt vor, daß ein Schließventil für diesen Zweck einen allgemeinen Aufbau haben soll mit einer Kammer, die Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist, einer Kugel, die in der Kammer angeordnet ist und Bewegungen ausführen kann in Richtung aut die Auslaßöffnung und von dieser weg, wobei die Kugel und die Auslaßöffnung so ausgeformt sind, daß sie miteinander in abdichtenden Eingriff kommen können. Bei Einsatz eines solchen Ventils stehen die Einlaß- und Auslaßöffnungen mit dem Ausgang des Betätigungsventils bzw. dem Einlaß des Regulierers in Verbindung, wobei das Ventil so ausgelegt ist, daß die Kugel normalerweise durch Schwerkraft frei ist vom Auslaß, also nicht mit diesem in Eingriff steht. Die Betätigung erfolgt so, daß die Kugel in abdichtenden Eingriff mit dem Auslaß kommt, und zwar durch Strömung durch das Ventil, wenn die Vorrichtung betätigt ist und wenn sie erheblich gegenüber der aufrechten Position gekippt ist, falls gleichzeitig der das Ventil öffnende Effekt der Schwerkraft auf die Kugel reduziert ist.
Die Beschreibung gemäß dem Stand der Technik schlägt insbesondere vor, daß das Schließventil eine nach außen konvergierende, angeschrägte Auslaßöffnung aufweist, um einen besser abdichtenden Eingriff mit der Kugel zu ermöglichen, wobei eine Kammer teleskopisch ausgeformt ist, wodurch ein Freigeben der Kugel aus dem Eingriff erleichtert ist, insbesondere im Falle einer Neigung der Kugel zum Steckenbleiben. Dies ist jedoch hier nicht von besonderem Interesse.
Schwierigkeiten können auftreten bei einem Schließventil der vorstehend diskutierten Art, wenn das Betätigungsventil zum ersten Mal betätigt wird, weil es noch nicht gespült ist und nur ein geringer Widerstand für die anfängliche Strömung gegeben ist. Unter diesen Umständen kann der anfängliche Stoß so groß sein, daß die Kugel hierdurch allein bewegt wird, um bei Betätigung der Einrichtung den Auslaß abzudichten, falls sich die Einrichtung in der aufrechten Stellung oder nahe dieser befindet. Auch "Stoßwellen" bei nachfolgenden Betätigungen können diesen Effekt haben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese vorstehend genannte Schwierigkeit zu überwinden, und hierzu ist ein Schließventil für den Entladungskanal einer Aerosol-Abgabeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen.
Vorzugsweise weist das vorgeschlagene Ventil eine Kammer mit teleskopischem Aufbau auf wie sie im einzelnen in der oben genannten Patentbeschreibung offenbart ist.
Zum Zwecke der Verdeutlichung wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt das erfindungsgemäße Ventil als Teil einer integrierten Anordnung, die auch einen Regulierer beinhaltet zur Verwendung in einer Aerosol-Abgabeeinrichtung, bei der als Treibmittel komprimiertes Gas verwendet wird. Die Anordnung entspricht derjenigen gemäß Fig. 4 der älteren Anmeldung einschließlich des Betätigungsknopfes 110, in dem eine Anordnung aus einem Regulierer 120, einer Sprühdüse 130 und einem Schließventil 170 untergebracht sind, wobei der Knopf und sein Inhalt seinerseits mittels des Ventils 170, des Stößels 181 eines Betätigungsventils (nicht gezeigt) montiert sind. Die Einzelheiten des Regulierers bezüglich Aufbau und Betrieb sind für die vorliegende Erfindung nicht von besonderem Interesse, können jedoch der genannten Anmeldung entnommen werden. Das Ventil 170 ist aber gemäß der vorliegenden Erfindung abgeändert.
Das Ventil 170 weist eine Kammer 171 auf, die aus zwei Teilen 172, 173 gebildet ist, von denen jedes zumindest annähernd Rohrform hat und die so miteinander verbunden sind, daß abgedichtet eine "Teleskopbewegung" mit begrenztem Hub möglich ist. Das Teil 172 ist mit dem Betätigungsknopf ausgebildet und enthält eine Auslaßöffnung 174, die eine konisch konvergierende Form hat und mit dem Einlaß des Regulierers in Verbindung steht. Das Bauteil 173 ist mit dem Stößel 181 des Betätigungsventils (nicht gezeigt) der zugeordneten Produkt-Abgabeeinrichtung verbunden und bildet eine Einlaßöffnung 175, die die Kammer über den Stößel 181 mit dem Auslaß des Betätigungsventils verbindet. Das Bauteil 173 weist sich quer über seinen Innenraum sich erstreckende Elemente auf, welche einen Sitz 176 einschliessen, so daß innerhalb der Kammer eine Kugel 177 eingefangen werden kann, deren Durchmesser größer ist als der der Auslaßöffnung 174. Der Sitz hat ganz allgemein die Form einer Schale, wobei die Schalenfläche der Auslaßöffnung zugekehrt ist und so bemessen ist, daß sie die Kugel aufnehmen kann. Der Sitz hat einen ringförmigen Randabschnitt mit konischer Form. Der Sitz ist innerhalb der Kammer unter Abstand angeordnet, und zwar über Rippen 178, die eine Verbindung zum Bauteil 173 herstellen und die sich nach innen und axial entlang dieses Bauteiles erstrecken, und zwar unterhalb des Sitzes und mit jeweiligen Abständen in Umfangsrichtung, um einen Strömungsweg in die Kammer und um den Sitz freizugeben.
Bei Betätigung wird durch Drücken des Knopfes der Stößel 181 gedrückt, um das zugeordnete Ventil zu öffnen und unter Druck stehendes Fluid aus der Einrichtung freizugeben. Steht die Einrichtung im wesentlichen aufrecht, so wird es sich dabei (bei dem freigegebenen Material) um das abzugebende Produkt handeln und dieses Produkt wird in das Schließventil strömen, und zwar um den Sitz herum, ohne die Kugel zu stören und sodann durch den Regulierer und die Sprühdüse in die Atmosphäre. Wenn aber andererseits die Einheit bei einer Betätigung wesentlich in Bezug auf die aufrechte Stellung geneigt ist (also in Richtung auf die horizontale Stellung), so wird es sich bei dem freigegebenen Material fast sicher um Treibgas handeln, jedoch wird die Kugel vom Sitz rollen und in die Gasströmung gelangen und demzufolge so bewegt daß sie die Auslaßöffnung verschließt und somit den Verlust an Treibmittel gering hält. Im Gebrauch wird dies im wesentlichen dann geschehen, wenn die Vorrichtung zumindest um einen Winkel geneigt ist, der dem Komplimentärwinkel des Konuswinkels des Sitzes entspricht, weil dann ein Teil des ringförmigen Randabschnittes der schalenförmigen Oberfläche horizontal ausgerichtet ist.
Die teleskopartige Natur der Kammer des Schließventils ermöglicht ein Zusammendrücken bzw. eine Expansion, wenn das Ventil bei Betätigung der Vorrichtung einem Treibmitteldruck ausgesetzt ist bzw. wenn bei Freigabe des Knopfes ein solcher Druck nicht gegeben ist. Wie in der älteren Anmeldung beschrieben ist, erleichtert dies ein Freigeben der Kugel für den Fall, daß sie eine Neigung hat, im Ventilauslaß stecken zu bleiben. Ein solches Steckenbleiben ist in der Tat eher wahrscheinlich, wenn die Auslaßöffnung eine sich nach außen aufweitende Form hat, wie in der Zeichnung dargestellt ist.
Bezüglich des Ausmaßes, um welches die Vorrichtung aus der aufrechten Stellung geneigt werden kann, bevor ein Ansprechen des Ventils erwünscht ist, um ein weiteres Abgeben von Material zu verhindern, gilt folgendes: Dieser Parameter kann abhängig sein von den einzelnen Gebrauchsumständen der Vorrichtung. Als grobes Richtmaß kann jedoch dienen, daß die Sperrung üblicherweise angemessen ist bei einem Neigungswinkel von mehr als 65º aus der Vertikalen heraus.
Schließlich sei angemerkt, daß die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Rahmen einer größeren Verbrauchseinheit beschrieben worden ist, jedoch ergibt sich auch, daß ein solches Schließventil in anderen Anwendungen eingesetzt werden kann.

Claims

Schließventil für den Entladungskanal einer Aerosol-Abgabeeinrichtung mit:

einer Kammer (171), die Einlaß- und Auslaß-Öffnungen (175,174) aufweist für eine durchgehende Verbindung in dem Kanal;

einem schalenförmigen Sitz (176), der sich durch die Kammer zwischen den Öffnungen erstreckt, wobei seine schalenförmige Seite der Auslaßöffnung zugekehrt ist; und

einer Kugel (177), die in der Kammer angeordnet ist und eine freie Bewegung zwischen einem zumindest annähernd abdichtenden Eingriff mit der Auslaßöffnung und einem direkten Eingriff mit dem Sitz ausführen kann; wobei

die Kugel durch Schwerkraft mit dem Sitz in Eingriff steht, wenn die Kammer zumindest annähernd aufrecht steht, die Auslaßöffnung oben angeordnet ist, der Sitz eine Entladeströmung durch die Kammer um den Sitz und somit um den Ball auf dem Sitz leitet, und zwar bei den vorstehend genannten Bedingungen, und wobei die schalenförmige Seite nach außen divergierend geformt ist, um zu bewirken, daß die Kugel unter Schwerkraftwirkung davon abrollt, so daß die Kugel in den Strömungsweg kommt und sich in Richtung auf einen abdichtenden Eingriff bewegt, wenn die Kammer aus der genannten aufrechten Stellung um einen vorgegebenen Winkel in Richtung auf eine horizontale Anordnung gekippt wird und wenn die genannte Abgabeeinrichtung betätigt wird.
2. Ventil gemäß Anspruch 1, wobei die schalenförmige Seite einen ringförmigen Randabschnitt mit konischer Form aufweist, der relativ zu seiner Achse um den Komplementärteil des genannten vorgegebenen Winkels geneigt ist.
3. Ventil gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der genannte vorgegebene Winkel etwa 65º beträgt.
4. Ventil gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Auslaßöffnung nach innen verjüngt gestaltet ist, um mit der Kugel in Eingriff zu kommen.
5. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammer teleskopisch gestaltet ist.
6. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches über die Auslaßöffnung mit einem Regulierer (120) verbunden ist, der anspricht auf eine veränderliche Fluidströmung, um eine Abgabe mit im wesentlichen konstanter Strömungsrate zu ermöglichen.
7. Ventil gemäß Anspruch 6, welches zusammen mit dem Regulierer in einem Betätigungsknopf (110) einer Aerosol-Abgabeeinrichtung angeordnet ist.
8. Ventil gemäß Anspruch 7, welches eingesetzt ist in Verbindung mit einer Aerosol-Abgabeeinrichtung, die ein Produkt enthält, das daraus abgegeben werden soll, sowie ein Treibmittel aus komprimiertem Gas.