DE69715277T2

DE69715277T2 - Düse für Pumpenzerstäuber zur Erzeugung eines Vollstrahles

Info

Publication number: DE69715277T2
Application number: DE69715277T
Authority: DE
Inventors: Pat R. Grogan
Original assignee: Calmar Inc
Current assignee: Silgan Dispensing Systems Corp
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: EP0796661A1; TW340061B; KR970064733A; CA2195503A1; EP0796661B1; MX9701437A; CN1159963A; AR006231A1; CA2195503C; DE69715277D1; AU705868B2; JP3223131B2; US5738282A; KR100504082B1; ES2179262T3; BR9700346A; AU1238997A; JPH1015438A; IN191528B; CN1082394C

Description

Die Erfindung bezieht sich generell auf den manuell betätigten Pumpenzerstäuber, der eine Abgabedüse aufweist, um einen feinen Sprühnebel hervorzurufen, wobei die Düse eine Düsenkappe in Anlage mit bzw. an einem Spin- bzw. Drallerteilungs- Aufnehmer aufweist und wobei Drall- bzw. Spin-Mechanismen vorgesehen sind, um einem durch eine Abgabeöffnung in der Kappe abzugebenden Fluid einen Drall bzw. einen Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen.
Insbesondere ist eine generell zylindrische Fluidströmungs- Dämpfungskammer entweder am. Ende des der Drall- bzw. Spinkammer gegenüberliegendem Aufnehmers vorgesehen oder in der Drall- bzw. Spinkammer eingeschlossen, um die Spinenergie innerhalb der Spinkammer derart zu verringern, dass die verfügbare Zerstäubungsenergie vermindert ist, wobei die mittlere Massenpartikelgröße zu größeren Werten hin verschoben wird, um einen starken bzw. kompakten Füllungs-Sprühkegel des die Abgabeöffnung verlassenden Fluids hervorzurufen.
Manuell betätigte Pumpenzerstäuber, die Abgabedüsen verschiedener Konfigurationen aufweisen, um einem durch die Abgabe abzuführenden Fluid einen Drall bzw. einen Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen, sind bekannt. Der Drall- bzw. Spinmechanismus weist eine Wirbel- oder Spinkammer mit einer Vielzahl von tangentialen Nuten oder Durchgängen auf, welche die Wand der Spinkammer schneiden. Ein zylindrischer Spin- bzw. Drallerteilungs-Aufnehmer liegt am Rand der Düsenkappe an, wobei der Drall- bzw. Spinmechanismus entweder am Ende des Aufnehmers oder an der Innenseite der Düsenkappe gegenüber dem Aufnehmer liegt. Das in die Spinkammer durch die tangentialen Elemente eintretenden Fluid wird einer Turbulenz- oder Fluidverwirbelungswirkung neben der AbgabeÖffnung ausgesetzt, so dass die kombinierten Bewegungen der Verwirbelung und der axialen Strömung durch die Öffnung zu einer mechanischen Auflösung des Produktsund der daraus erfolgenden Erzeugung eines Sprüh- bzw. Sprühnebelmusters führen. Das Sprühnebelmuster ist von generell kegliger Form und hängt vom Typ des versprühten Flüssigkeitsprodukts ab, wobei das keglige Sprühnebelmuster ringförmig oder hohl ist, wodurch eine ringrohrförmige Sprühnebelaußenlinie gegenüber dem Ziel erzeugt wird, was unerwünscht ist.
Es besteht eine Forderung nach Verbesserung der Qualität eines von der Abgabeöffnung abgegebenen Sprühnebels, um einen starken bzw. kompakten und runderen Fluid-Sprühnebelkegel zur besseren Befeuchtung bzw. Benetzung des Zieles mit jenen gewissen Fluids zu erzeugen, die bekannt sind für die Erzeugung eines hohlen Sprühnebelkegels.
Im US-Patent 3.785.571 ist eine mechanische Unterbrechungs- Aerosol-Sprühnebeltaste angegeben, die einen zentralen Hohlraum am Ende eines Stabes bereitstellt, der von einer napfförmigen Endöffnungseinführung umgeben ist, die eine Verwirbelungskammer gegenüber dem Hohlraum aufweist. Der Hohlraum ist entweder kegelförmig, pyramidenförmig oder dreieckförmig. Ansonsten ist der kegelförmige Hohlraum mit einer Vielzahl von Flügeln und Rippen ausgebildet, oder er ist mit einer Vielzahl von Nuten versehen. Das Patent schlägt dadurch, dass die Form und die Struktur des kegelförmigen Hohlraums geändert werden, vor, dass die Grobheit und das Sprühnebelmuster geändert werden können, um ein homogenes oder kompaktes Sprühnebelmuster anstatt des üblichen trichterartigen Sprühnebelmusters zu erzeugen.
Testergebnisse, die aufgrund des Pumpens desselben Flüssigkeitsprodukts unter Verwendung von drei der angegebenen Stabhohlraumformen des 3.785.571-Patents erhalten wurden, haben jedoch gezeigt, dass der am Ziel gemessene kegelförmige Sprühnebel bei denselben Sprühnebelabständen von dem Ziel in Form eines gleichbleibenden höhlen Sprühnebelkegels für jede der bekannten Hohlraumformen vorliegt. Ob ein Aerosol- gegenüber einem Pumpensprühnebel-Abgabesystem die Ergebnisse erklärt, die die Lehre des Standes der Technik nicht bestätigen, ist nicht sicher.
Ein Pumpenzerstäuber ist aus US-A-4.051.983 bekannt, umfassend: einen Pumpenkörper mit einem Fluidabgabedurchgang und einen Aufnehmer, eine Düsenkappe auf dem betreffenden Aufnehmer, wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung und eine Einrichtung aufweist, umfassend eine Drall- bzw. Spinkammer, die einem durch die betreffende Öffnung abzugebenden Fluid einen Drall bzw. Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einem bestimmten Spzühnebelmuster erteilt, wobei die betreffende Drall- bzw. Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung- und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht.
Der Pumpenzerstäuber gemäß dem 4.051.983-Patent weist einen massiven Aufnehmer auf. Auf eine Stößel-Hin- und Herbewegung nach Füllen der Pumpe strömt somit das Flüssigkeitsprodukt unter Druck in die Spinkammer durch die tangentialen Elemente, was eine dünne kegelförmige Schicht hervorruft, die sich in einem typischen runden Sprühnebelmuster ausbildet. Für einige bekannte Flüssigkeiten ist das konische Sprühnebelmuster hohl und bildet eine ringrohrförmige Sprühnebelkonfiguration auf der Oberfläche des Zieles in gewissen bestimmten Abständen der Abgabeöffnung von dem Ziel. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen bekannten Pumpenzerstäuber speziell im Hinblick auf die Einführung eines kompakteren und runderen Sprühnebelkegels des Fluids zur besseren. Befeuchtung bzw. Benetzung des Ziels mit jenen bestimmten Fluids zu verbessern, die bekannt sind für die Lieferung eines hohlen Sprühnebelkegels.
Die Vorliegende Erfindung stellt einen Pumpenzerstäuber bereit, umfassend einen Pumpenkörper mit einem Fluidabgabedurchgang und einem Aufnehmer, einer Düsenkappe auf dem betreffenden Aufnehmer, wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung aufweist, und Einrichtungen, die eine Drall- bzw. Spinkammer aufweisen, um dem durch die betreffende Öffnung in einem bestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid einen Drall bzw. Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit, zu erteilen,
wobei die betreffende Drall- bzw. Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht. Dieser Pumpenzerstäuber ist dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Drall- bzw. Spinkammereinrichtung eine Drall- bzw. Spinkammer mit einer nicht gleichförmigen, generell zylindrischen Seitenwand und zumindest zwei tangentialen Nuten aufweist, welche die betreffende Seitenwand schneiden, und dass die genannte Seitenwand zumindest einen Vorsprung neben jeder der genannten Nuten in einer Drall- bzw. Spinrichtung des Fluids aufweist und sich zu der Mittelachse der betreffenden Kammer hin erstreckt, um die Drall- bzw. Spinenergie des Fluids zu verringern, welches in der betreffenden Kammer um deren Mittelachse einen Drall bzw. Spin erfährt, um einen massiven bzw. kompakten Sprühnebelkegel des aus der genannten Öffnung, austretenden Fluids hervorzurufen.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen Pumpenzerstäuber bereit, umfassend einen Pumpenkörper mit einem Fluidabgabedurchgang und einem Aufnehmer, eine Düsenkappe auf dem betreffenden Aufnehmer, wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung und eine Einrichtung aufweist, umfassend eine Drall- bzw. Spinkammer, um einem durch die genannte Öffnung in einem vorbestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid einen Drall bzw. einen Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen, wobei die betreffende Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht. Dieser Pumpenzerstäuber ist dadurch gekennzeichnet, dass er die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 aufweist.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung einen Pumpenzerstäuber mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 bereit.
Der manuell betätigte Pumpenzerstäuber gemäß der Erfindung weist eine generell zylindrische Fluidströmungs-Dämpfungskammer zusätzlich oder in Kombination mit der Drall- bzw. Spinkammer auf, wobei die Dämpfungskammer eine nicht gleichförmige Seitenwand aufweist, die durch zumindest einen Vorsprung festgelegt ist, der sich zur Achse der Kammer hin erstreckt, um die Drall- bzw. Spinenergie innerhalb der Spinkammer derart zu verringern, dass die verfügbare Zerstäubungsenergie verringert ist, wobei die mittlere Massenpartikelgröße zu größeren Werten hin verschoben ist, um einen kompakten Füllungssprühnebelkegel des aus der Abgabeöffnung austretenden Fluids hervorzurufen. Für solche Fluids, die eine hohe Oberflächenspannung aufweisen, welche in typischer Weise ein trichterartiges Sprühnebelmuster hervorruft, erzeugt die gemäß der Erfindung vorgesehene Dämpfungskammer ein rundes Sprühnebelmuster, welches in der Mitte mit einer größeren Partikelgrößenverteilung ausgefüllt ist. Die gesonderte Fluidströmungs-Dämpfungskammer kann am Ende des Spinerteilungs-Aufnehmers vorgesehen sein, der durch einen bzw. von einem Rand der Düsenkappe umgeben ist und der Drall- bzw. Spinkammer gegenüberliegt. Andererseits kann der zumindest eine Vorsprung an bzw. in der zylindrischen Seitenwand der Drall- bzw. Spinkammer gebildet sein, um den beabsichtigten Dämpfungseffekt hervorzurufen. Eine Vielzahl derartiger Vorsprünge in verschiedenen Formen von Mustern kann an bzw. in der gesonderten oder integrierten Dämpfungskammer vorgesehen sein, und ein derartiger Vorsprung oder derartige Vorsprünge können bei der Formung der Kunststoffdüsenkappe oder des Spinerteilungs-Aufnehmerteiles gebildet werden.
In dem US-Patent 4.706.888 ist ein Pumpenzerstäuber angegeben, der einen Pumpenkörper mit einem Fluidabgabedurchgang und einem Aufnehmer aufweist, wobei eine Düsenkappe auf dem betreffenden Aufnehmer vorgesehen ist und wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung aufweist, wobei der betreffende Aufnehmer eine Einrichtung mit einer Drall- bzw. Spinkammer aufweist, um dem durch die genannte Öffnung in einem bestimmten Zerstäubungsmuster abzugebenden Fluid einen Drall bzw. Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen, wobei die betreffende Drall- bzw. Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht. Der in dem US-Patent 4.706.888 angegebene Zerstäuber weist an seinem distalen Ende tangentiale Bereiche auf, die in die Spinkammer führen und denen eine flache Oberfläche der Düsenkappe gegenüberliegt.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem einen Pumpenzerstäuber bereit, umfassend einen Pumpenkörper mit einem Fluidabgabedurchgang und einem Aufnehmer, eine auf dem betreffenden Aufnehmer vorgesehene Düsenkappe, wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung aufweist, wobei der betreffende Aufnehmer eine Einrichtung mit einer Drall- bzw. Spinkammer aufweist, um einem durch die genannte Öffnung in einem bestimmten Zerstäubungsmuster abzugebenden Fluid einen Drall bzw. Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen, wobei die betreffende Drall- bzw. Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht. Dieser Pumpenzerstäuber ist dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Spinkammereinrichtung eine generell zylindrische Spinkammer mit einer nicht gleichförmigen Seitenwand und zumindest zwei tangentialen Nuten umfasst, welche die betreffende Seitenwand schneiden, und dass die genannte Seitenwand zumindest einen Vorsprung aufweist, der neben jeder der genannten Nuten in einer Drall- bzw. Spinrichtung des Fluids vorgesehen ist und der sich zur Achse der genannten Kappe hin erstreckt zur Verringerung der Spinenergie des. Fluids, welches in der genannten Kammer um deren Mittelachse einen Drall erfährt, um einen kompakten Sprühnebelkegel des die genannte Öffnung verlassenden Fluids hervorzurufen.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Teiles eines bekannten durch manuelle Fingerbetätigung betätigten Pumpenzerstäubers, in den die Erfindung einbezogen ist.
Fig. 2 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 1 den Düsenteil eines durch einen Auslöser betätigten, die Erfindung einbeziehenden Pumpenzerstäubers.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht im wesentlichen längs der Linie 3-3 gemäß Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Perspektivansicht eines massiven Spinerteilungs-Aufnehmers gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 5 zeigt in einer entsprechenden Ansicht wie in Fig. 4 den Spinerteilungs-Aufnehmer mit einem hohlen, glattwandigen Hohlraum.
Fig. 6 zeigt eine Endansicht lediglich des Spin-Aufnehmers im wesentlichen längs der Linie 6-6 gemäß Fig. 1.
Fig. 7, 8 und 9 sind Endansichten von Spinerteilungs-Aufnehmern gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 10 zeigt in einer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einen die Erfindung einbeziehenden durch einen Auslöser betätigten Pumpenzerstäuber.
Fig. 11 zeigt in einer entsprechenden Ansicht wie Fig. 10 einen vergrößerten Querschnitt des Düsenendes des die Erfindung einbeziehenden Zerstäubers.
Fig. 12 zeigt eine Ansicht im wesentlichen längs der Linie 12-12 gemäß Fig. 11 in einer gedrehten Stellung der Düsenkappe.
Fig. 13 veranschaulicht in einer Ansicht eine Zieloberfläche in einem vertikalen Schnitt und ein kegelförmiges Sprühnebelmuster, das von einer Düsenabgabeöffnung abgegeben wird.
Fig. 14, 16 und 18 zeigen Sprühnebelmuster, die gemäß dem Stand der Technik erzeugt werden, und zwar im wesentlichen längs der Linie x-x gemäß Fig. 13 in verschiedenen bestimmten Abständen der Abgabeöffnung von dem Ziel.
Fig. 15, 17 und 19 zeigen Sprühnebelmuster, die gemäß der Erfindung erzeugt werden, und zwar im wesentlichen längs der Linie x-x gemäß Fig. 13 in denselben Abständen der Öffnung von dem Ziel im Gegensatz zu den Mustern gemäß dem Stand der Technik, und
Fig. 20, 21 und 22 veranschaulichen in Diagrammen die Sprühnebelintensität, die durch die Sprühnebelmuster gemäß Fig. 15, 17 und 19 erzielt werden, im Gegensatz zu jenen, die durch die Sprühnebelmuster gemäß Fig. 14, 16 und 18 erzeugt werden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bezugnehmend nunmehr auf die Zeichnungen, in denen sich entsprechende Bezugszeichen auf entsprechende Einzelteile in den verschiedenen. Ansichten beziehen, ist der durch die Fingerspitze betätigte Pumpenzerstäuber, wie er teilweise in Fig. 1 dargestellt ist, derselbe wie jener, der in dem US-Patent 4.051.983 angegeben ist, allerdings mit der Ausnahme, dass er die vorliegende Erfindung einbezieht. Die gesamte Offenbarung dieses Patents wird hier durch Bezugnahme speziell einbezogen.
Der Zerstäuber weist eine hohle Kolbenstange 30 auf, an der ein Kolben- bzw. Stößelkopf 31 für eine Hin- und Herbewegung des Kolbens innerhalb seines (nicht dargestellten) Zylinders angebracht ist. Der Stößelkopf weist ein integrales Aufnehmer- oder Abschlusselement 32 und eine Düsenkappe 33 auf, die mit ihrem Rand 34 um den Aufnehmer herum angeordnet ist. Eine End- bzw. Stirnwand 35 der Kappe weist eine zentrale Abgabeöffnung 36 auf, und eine Drall- bzw. Spinkammer 37 ist an der Innenseite der Kappenendwand gegenüber dem Aufnehmer gebildet. Die Spinkammer weist eine generell zylindrische Seitenwand 38 sowie eine Vielzahl von tangentialen Nuten 39 (solche, wie in Fig. 3 gezeigt) auf, die jeweils die Seitenwand 38 schneiden und die jeweils mit einem Fluidkanal 41 in Fluidverbihdung mit einem Abgabedurchgang 42 verbunden sind, der durch die hohle Kolbenstange festgelegt ist.
Der Pumpenzerstäuber gemäß dem 4.051.983-Patent ist ähnlich aufgebaut, wie dies zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist, allerdings mit der Ausnahme, dass er einen massiven Aufnehmer 132 aufweist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Auf eine Stößel-Hin- und Herbewegung hin nach dem Füllen der Pumpe strömt somit das flüssige Produkt unter Druck in die Spinkammer durch die tangentialen Elemente, was eine dünne konische Schicht hervorruft, welche durch die Abgabeöffnung abgegeben wird. Auf den Austritt aus der Öffnung entwickelt sich die konische Schicht zu einem typischen runden Sprühnebelmuster. Bei einigen bekannten Flüssigkeiten ist das konische Sprühnebelmuster hohl und bildet eine ringrohrförmige Sprühnebelkonfiguration auf der Oberfläche des Ziels in gewissen bestimmten Abständen der Abgabeöffnung von dem Ziel.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Aufnehmer 32 eine generell zylindrische Dämpfungskammer 43 auf, die koaxial mit der Spinkammmer 37 und der Abgabeöffnung 36 darin gebildet ist. Die Dämpfungskammer 43 steht in Fluidverbindung mit der Spinkammer 37, so dass die Kammern 37 und 43 fluidmäßig miteinander verbunden sind.
Zumindest ein Vorsprung oder eine Vielzahl von Vorsprüngen 44, wie in Fig. 6 gezeigt, ist in bzw. an der Seitenwand der Kammer 43 gebildet, und zwar zur Mittelachse der Kammer 43 hin derart verlaufend, dass eine im wesentlichen nicht gleichmäßige Seitenwand bereitgestellt ist. Die Vielzahl von Vorsprüngen kann in Form eines mehrere Spitzen aufweisenden Sternmusters vorliegen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Während der Stößel-Hin- und Herbewegung des die Erfindung einschließenden Pumpenzerstäubers gemäß Fig. 1 tritt das Fluid in die kombinierten Kammern 37 und 43 durch die tangentialen Elemente 39 ein und erfährt einen Drall bzw. Spin um die Mittelachse der Kammer 43. Die Spinenergie treibt das Fluid aus der Abgabeöffnung unter Bildung eines Sprühnebels heraus. Eine derartige Spinenergie wird in der Spinkammer aufgrund der viskosen Flüssigkeitskopplung gedämpft, die mit dem Fluid in der Dämpfungskammer 43 gebildet ist, wobei ein Energieverlust auftritt, da eine Rotationsströmung auf die Vorsprünge 44 auftrifft. Da die verfügbare Zerstäubungsenergie verringert ist, ist das ringrohrförmige Sprühnebelmuster, welches sich auf bzw. an dem Ziel zeigte, eliminiert, so dass ein massiver Sprühnebel mit einer größeren mittleren Tröpfchengröße erzeugt wird.
Die Erfindung ist ebenso auf einen bzw. bei einem durch einen Auslöser betätigten Pumpenzerstäuber anwendbar. Fig. 2 veranschaulicht die Enddüsenanordnung für einen derartigen Auslöser-Zerstäuber. Der Aufnehmer 32 ist von dem Rand 34 der Düsenkappe 33 umgeben, die in ihrer Innenwand-Innenfläche die Spinkammer und die tangentialen Elemente gebildet aufweist. Wie in Fig. 1 ist die Dämpfungskammer 43 am Ende des Aufnehmers in derselben Weise gebildet und sie weist einen Vorsprung oder Vorsprünge 44 in bzw. an ihrer Seitenwand auf, um hinsichtlich der Verringerung der Spinenergie in der Weise und für den Zweck zu wirken, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist.
Alternativ kann der Aufnehmer 32 gemäß Fig. 2 für den Aufnehmer 132 gemäß Fig. 4 eingesetzt werden, so dass die Kammer 37 eine kombinierte Spin- und Dämpfungskammer ist. Zu diesem Zweck erstrecken sich Vorsprünge 44 an der Seitenwand der generell zylindrischen Spinkammer zur Mittelachse der Kammer, um eine nicht gleichmäßige Kammerseitenwand festzulegen. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind ein oder mehrere Vorsprünge 44 neben jedem tangentialen Element 39 in der Spinrichtung des Fluids innerhalb der Kammer festgelegt. Das Fluid, welches in die Kammer unter Druck eintritt, und zwar auf die Auslöserbetätigung hin, bildet mit der Spinenergie, die in der Dämpfungskammer 43 verringert ist, wieder ein kleineres Sprühnebelmuster mit einer größeren mittleren Tröpfchengröße, wenn es durch die Abgabeöffnung abgegeben wird.
Eine leicht unterschiedliche Düsenanordnung für einen durch einen Auslöser betätigten Zerstäuber 45 gemäß Fig. 10 enthält die Erfindung, wobei der Zerstäuber 45 derselbe ist wie jener, der in dem US-Patent 4.706.888 offenbart ist, dessen Gesamtheit an Offenbarung hier durch Bezugnahme speziell einbezogen wird.
Der Aufnehmer 32 weist eine Spinkammer 37 auf, die an ihrem distalen Ende mit tangentialen Elementen gebildet ist, welche in die Spinkammer führen und einer flachen Fläche 46 der Düsenkappen-Stirnwand gegenüberliegen. Die Kammer 37 ist eine kombinierte Spinkammer und Dämpfungskammer, die an bzw. in ihrer zylindrischen Seitenwand einen oder mehrere gebildete Vorsprünge 44 aufweist, wie dies in Fig. 11 und 12 veranschaulicht ist, um in derselben Weise zu wirken, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist, allerdings mit der Ausnahme, dass die kombinierte Spin-/ Dämpfungskammer am Ende des Aufnehmers gebildet ist anstatt an der Innenseite der Stirnwand der Düsenkappe.
Es wurde eine Untersuchung unter Verwendung eines Erzeugnisses von Johnson & Johnson durchgeführt, das mit "Keine Schwierigkeiten mehr" bezeichnet ist und das jedesmal auf bzw. gegen die Oberfläche eines Zieles wie 46 (Fig. 13) unter Verwendung des durch die Fingerspitze betätigten Pumpenzerstäubers gemäß Fig. 1 gesprüht wurde. Unter Anwendung einer Laserschicht-Lichtabbildungstechnologie und durch Einfärben des Produkts zur Lichtintensitätssteigerung wurden verschiedene Sprühnebelmuster in verschiedenen Abständen in Strömungs- bzw. Strömungsabwärtsrichtung von der Abgabeöffnung 36 aufgenommen bzw. fotografiert.
Der Standardaufnehmer 132 gemäß Fig. 4 wurde bei der Pumpe gemäß Fig. 1 verwendet, um einen Kontrast zu den Sprühnebelmustern zu liefern, die auf der Zieloberfläche entwickelt werden, wie dies in Fig. 14, 16 und 18 veranschaulicht ist. Der Aufnehmer 32 gemäß der Erfindung, der mit der Dämpfungskammer 43 und den Vorsprüngen 44 gebildet ist (acht an der Zahl), welche sich von der zylindrischen Seitenwand der Kammer zur Mittelachse der Kammer erstrecken, wurde in der Pumpe, gemäß Fig. 1 verwendet, um die Sprühnebelmuster gemäß Fig. 15, 17 und 19 zu erzeugen.
Bei einem Abstand von 0,5 Zoll zwischen der Abgabeöffnung 36 und der Oberfläche eines Zieles 46 wurde ein Sprühnebelmuster 47 erzeugt, wie es in Fig. 14 veranschaulicht ist, welches einen deutlichen Hohlkern aufweist, der ein ringrohrförmiges Muster auf der Oberfläche des Zieles 46 hervorruft. Im Unterschied dazu wurde bei demselben Abstand von 0,5 Zoll von dem Ziel ein Sprühnebelmuster 48 auf dem Ziel in Form eines massiven Musters von runderer Konfiguration, größerer Dichte und kleinerem Durchmesser im Vergleich zu jenem des Sprühnebelmusters 47 erzeugt.
Das Sprühnebelmuster 49 gemäß Fig. 16 wurde in einem Abstand von 1 Zoll zwischen der Abgabeöffnung von bzw. und der Oberfläche des Ziels unter Verwendung eines Standardaufnehmers 132 erzeugt. Das ringrohrförmige Sprühnebelmuster ist zu beachten.
Bei demselben Abstand von 1 Zoll wurde das Sprühnebelmuster 51 gemäß Fig. 17 erzeugt, das, wie ersichtlich, ein massives Muster ist, das dichter, runder und von geringerem Durchmesser ist im Vergleich zu dem Muster 49 gemäß Fig. 16.
In einem Abstand von 2 Zoll zwischen der Abgabeöffnung und der Oberfläche des Ziels wurde das Sprühnebelmuster 52 gemäß Fig. 18 unter Verwendung des Standardaufnehmers 132 für den Pumpenzerstäuber gemäß Figur. 1 erzeugt. Das Muster ist stark bzw. massiv, obwohl es ziemlich unregelmäßig und von relativ großem Durchmesser ist. Zum Vergleich wurde das Sprühnebelmuster 53 gemäß Fig. 19 im selben Abstand mit derselben Flüssigkeit unter Verwendung des Spinerteilungs-Aufnehmers 32 des Pumpenzerstäubers gemäß Fig. 1 erzeugt. Die geringere Größe und die höhere Dichte sowie die verbesserte Rundheit des Sprühnebelmusters 53 sind im Vergleich zu dem Sprühnebelmuster 52 zur Kenntnis zu nehmen.
Fig. 20 zeigt ein Diagramm der Sprühnebelmuster 47 und 48, die im Abstand von 0,5 Zoll zwischen der Abgabeöffnung und der Oberfläche des Ziels erzeugt sind, und zwar aufgetragen in der Farbintensität längs der y-Achse gegenüber der Lage bzw. dem Ort längs der x-Achse. Die Intensität ist die Lichtintensität zwischen 0, was Gesamtweiß darstellt, und 255, was Gesamtschwarz darstellt, und zwar entsprechend der bekannten Farbskala. Die Lage- bzw. Ort-Variablen sind in Zoll angegeben, womit der Musterdurchmesser gemessen wird. Wenn der Durchmesser etwa 1, 2 Zoll beträgt, weist der Mittelpunkt bei 0,6 Zoll angenähert die größte Farbintensität auf, die der höchsten Dichte für das Muster 48 etwa in dessen Mittelpunkt entspricht. Die Farbintensität und damit die Sprühnebeldichte für das Sprühnebelmuster 47 erscheinen als Abrundungen bzw. Schultern für das Ringmuster.
Die in Fig. 21 und 22 aufgetragenen. Kurven basieren auf ähnlichen Parametern, wie dies bezüglich Fig. 20 beschrieben worden ist, allerdings mit der Ausnahme, dass die Spitzen der Kurven auf etwa einen Intensitätswert von 255 abgeflacht sind, der völlig schwarz ist. Aus Fig. 21 und 22 kann ersehen werden, dass die größte Intensität und damit Dichte der Sprühnebelmuster 51 und 53 im Gegensatz steht zu den größten Intensitätsschultern bzw. -abrundungen der Sprühnebelmuster 49 und 52, die die Ringrohrform des Musters veranschaulichen.
In der folgenden Tabelle 1 ist eine Aufstellung der Partikelgröße als Funktion des Aufnehmerdesigns angegeben, wie sie durch Untersuchung mittels eines Malvern-Partikelgrößen-Bestimmungsgerätes erhalten wurde. Bei der Durchführung des Testes wurde eine Pumpe gemäß Fig. 1 mit einer Abgabemenge von 0,14 cm³ und derselben Abgabeöffnungsgröße verwendet. Die verwendeten Medien waren "Keine Schwierigkeiten mehr" von Johnson & Johnson.
Die einzige Variable im Pumpenaufbau war der Spinerteilungs- Aufnehmer, gemäß dem sechs verschiedene Aufnehmerdesigns einschließlich jenes gemäß der Erfindung in jeder von sechs Pumpen verwendet wurden. Somit wurde einer der Pumpenzerstäuber verwendet, und zwar mit einem Aufnehmer des Standarddesigns gemäß Fig. 4, ein weiterer mit einem Aufnehmer mit dem Design gemäß Fig. 5, ein weiterer, der das Design gemäß Fig. 7 aufwies, ein weiterer, der das Design gemäß Fig. 8 aufwies, ein weiterer, der das Design gemäß Fig. 9 aufwies, und schließlich eine Pumpe mit einem Aufnehmer-Design nach Fig. 6 gemäß der Erfindung. Tabelle 1. Partikelgröße als Funktion des Aufnehmerdesigns
Die in der obigen Tabelle 1 aufgelisteten Werte geben Malvern-Partikelgrößen-Daten an. Der SMD-Wert ist ein Sauter- Mittel-Durchmesser, der der Durchmesser des Tröpfchens darstellt, dessen Verhältnis von Volumen zur Oberfläche dasselbe ist wie jenes des gesamten Sprühnebels. Der D(v,0,5)-Wert ist der mittlere Massendurchmesser.
Es kann ersehen werden, dass der hohle Aufnehmer, Fig. 5, die Partikelgröße insgesamt nicht beeinflusste, obwohl ein konsistenteres Sprühnebelmuster hinsichtlich des Durchmessers und der Rundheit unter Verwendung des hohlen Aufnehmers beobachtet wurde.
Die drei bekannten Aufnehmer, Fig. 7, 8 und 9, hatten eine geringe Auswirkung hinsichtlich des SMD-Wertes und des mittleren Massendurchmessers.
Der hohle Stern-Aufnehmer gemäß der Erfindung (Werte gemäß Fig. 6) verringerte den, mittleren Durchmesser des Sprühnebelmusters, verschob die Partikelgrößenverteilung zu einer größeren Tröpfchengröße und vergrößerte die mittlere Tröpfchengröße (SMD und D(v,0,5) um etwa 10 Mikrometer.
Der hohle Stern-Aufnehmer gemäß der Erfindung erzielte die gröbste Partikelgröße, wie dies durch Fig. 15, 17 und 19 im Vergleich zu den Ergebnissen bestätigt wird, die in Fig. 14, 16 und 18 veranschaulicht sind, wie sie oben beschrieben sind.
Jene Einzelteile, welche die Dämpfungskammern mit darin gebildeten Vorsprüngen aufweisen, sind integral geformte Kunststoffteile, obwohl die Erfindung auf die Ausbildung von Vorsprüngen 44 durch eine Formung nicht beschränkt ist.
Es dürfte ersichtlich sein, dass viele weitere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren ermöglicht sind. Es ist daher einzusehen, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche in anderer Weise praktisch ausgeführt werden kann als dies speziell beschrieben ist.

Claims

1. Pumpenzerstäuber mit einem Pumpenkörper, der einen Fluidabgabedurchgang (42) und einen Aufnehmer (32) aufweist, mit einer Düsenkappe (33) an bzw. auf dem betreffenden Aufnehmer,

wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung (36) und eine Einrichtung mit einer Drall- bzw. Spinkammer (37) aufweist, um dem durch die betreffende Öffnung in einem bestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid einen Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen,

wobei die betreffende Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des genannten Aufnehmers gegenüber der genannten Spinkammer eine generell zylindrische Fluidströmungs-Dämpfungskammer (43) aufweist, die darin koaxial zu der genannten Spinkammer (37) derart vorgesehen ist, dass ein Fluid in die betreffenden Kammern eintritt und um die Mittelachse der betreffenden Dämpfungskammer einen Drall bzw. Spin erfährt,

und dass die Dämpfungskammer eine nicht gleichmäßige Seitenwand aufweist, die durch zumindest einen Vorsprung (44) festgelegt ist, der sich zur Achse der betreffenden Dämpfungskammer hin derart erstreckt, dass die Spinenergie verringert wird, um einen massiven Sprühnebelkegel des aus der betreffenden Öffnung austretenden Fluids hervorzurufen.

2. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 1, wobei die genannte Seitenwand eine Vielzahl von Vorsprüngen (44) in einem bestimmten Muster aufweist, die sich zur Dämpfungskammerachse hin erstrecken.

3. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 1, wobei der genannte Aufnehmer ein integral geformtes Element des betreffenden Pumpenkörpers aufweist, welches den zumindest einen Vorsprung (44) an dessen Seitenwand enthält.

4. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 2, wobei der genannte Aufnehmer ein integral geformtes Element des betreffenden Pumpenkörpers mit der genannten Vielzahl von Vorsprüngen (44) an dessen Seitenwand umfasst.

5. Pumpenzerstäuber mit einem Pumpenkörper, der einen Fluidabgabedurchgang (42) und einen Aufnehmer (32) aufweist, mit einer Düsenkappe (33) an bzw. auf dem betreffenden Aufnehmer,

wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung (36) und eine Einrichtung mit einer Drall- bzw. Spinkammer (37) aufweist, um einem durch die betreffende Öffnung in einem bestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid einen Spin mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu erteilen,

dadurch gekennzeichnet,

dass die genannte Spinkammereinrichtung eine Spinkammer mit einer nicht gleichförmigen, generell zylindrischen Seitenwand und zumindest zwei tangentialen Nuten (39) aufweist, welche die betreffende Seitenwand schneiden,

und dass die genannte Seitenwand zumindest einen Vorsprung (44) neben jeder der genannten Nuten in einer Drall- bzw. Spinrichtung des Fluids und zur Mittelachse der betreffenden Kammer (37) derart verlaufend aufweist, dass die Spinenergie des in der betreffenden Kammer um deren Mittelachse einen Spin erhaltenden Fluids verringert wird, um einen aus der genannten Öffnung austretenden starken Sprühnebelkegel des Fluids hervorzurufen.

6. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 5, wobei die genannte Seitenwand eine Vielzahl von Vorsprüngen (44) in einem bestimmten Muster aufweist, die sich zu der genannten Kammerachse hin erstrecken.

7. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 5, wobei die genannte Kappe ein integral geformtes Element mit zumindest einem Vorsprung (44) neben jeder der genannten Nuten in der betreffenden Seitenwand aufweist.

8. Pumpenzerstäuber nach Anspruch 6, wobei die genannte Kappe ein integral geformtes Element mit der Vielzahl von Vorsprüngen (44) in bzw. an der betreffenden Seitenwand aufweist.

9. Pumpenzerstäuber mit einem Pumpenkörper, der einen Fluidabgabedurchgang (42) und einen Aufnehmer (32) aufweist, mit einer Düsenkappe (33) an bzw. auf dem betreffenden Aufnehmer,

wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung (36) und eine Einrichtung aufweist, die eine Drall- bzw. Spinkammer (37) umfasst, durch die einem durch die betreffende Öffnung in einem bestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid ein Drall bzw. Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit erteilt wird,

wobei die betreffende Spinkammereinrichtung mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet,

dass der betreffende Aufnehmer (32) eine generell zylindrische Fluiddämpfungskammer (43) mit einer nicht gleichförmigen Seitenwand aufweist, die durch zumindest einen Vorsprung (44) festgelegt ist, der sich zur Achse der betreffenden Dämpfungskammer erstreckt,

und dass die genannte Dämpfungskammer mit der genannten Spinkammer zur Verringerung der Spinenergie des in der genannten Dämpfungskammer um deren Mittelachse einen Spin erhaltenden Fluids in Fluidverbindung ist, derart, dass ein aus der betreffenden Öffnung austretender starker Fluidsprühnebelkegel hervorgerufen wird.

10. Pumpenzerstäuber mit, einem Pumpenkörper, der einen Fluidabgabedurchgang (42) und einen Aufnehmer (32) aufweist, mit einer Düsenkappe (33) an bzw. auf dem betreffenden Aufnehmer,

wobei die betreffende Kappe eine Abgabeöffnung (36) aufweist,

wobei der betreffende Aufnehmer eine Einrichtung mit einer Drall- bzw. Spinkammer (37) aufweist, um einem durch die betreffende Öffnung in einem bestimmten Sprühnebelmuster abzugebenden Fluid einen Spin mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu erteilen,

wobei die betreffende Spinkammer mit der genannten Öffnung und mit dem genannten Fluidabgabedurchgang in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet,

dass die genannte Spinkammereinrichtung eine generell zylindrische Spinkammer mit einer nicht gleichförmigen Seitenwand und zumindest zwei tangentialen Nuten (39) aufweist, welche die betreffende Seitenwand schneiden,

und dass die genannte Seitenwand zumindest einen Vorsprung (44) aufweist, der neben jeder der genannten Nuten in einer Spinrichtung des Fluids vorgesehen ist und der sich zur Achse der genannten Kappe hin erstreckt, derart, dass die Spinenergie des in der betreffenden Kammer um deren Mittelachse einen Spin erfahrenden Fluids derart verringert wird, dass ein starker Sprühnebelkegel des Fluids aus der genannten Öffnung austritt.