DK164271B

DK164271B - Trykregulator med monteringshus

Info

Publication number: DK164271B
Application number: DK546586A
Authority: DK
Inventors: Winfried Jean Werding
Original assignee: Werding Winfried J
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1992-06-01
Also published as: PT83538B; IE60193B1; ES2003492A6; IL80179A0; SU1480755A3; DK164271C; DK546586A; PT83538A; IE862956L; CH665895A5; AR243101A1; DK546586D0; CA1276919C

Description

i

DK 164271 B

o

Opfindelsen angår en trykregulator med et monteringshus, hvilken trykregulator er udformet til tidsmæssigt at kunne holde, i det mindste tilnærmet, mængden af flydende eller pasteuse produkter, som presses ud af en 5 aerosolbeholder ved en komprimeret gasart, konstant ifølge indledningen til krav 1.

Det er kendt, at komprimerede gasarter, som f.eks. luft eller nitrogen, udviser et trykfald når volumenet af den beholder, hvor de er placerede, forøges, således som 10 det er tilfældet i en aerosolbeholder, hvorfra udstødes et produkt. Mængden pr. tidsenhed af dette produkt formindskes proportionalt med trykfaldet. Samtidigt tiltager, ved en forstøvning af produktet ved en dyse, størrelsen af de udpressede smådråber som følge af manglende 15 udpresningstryk.

I US-patentansøgning nr. 4.487.334 og i international patentansøgning nr. PCT/CH83/00122, som er offentliggjort under nummeret WO 84/01930, omtales trykregulatorer, som ved et stempel, som samvirker med en fjeder, ændrer 20 en lednings gennemføringstværsnit under påvirkning af det tryk, hvormed produktet udstødes fra aerosolbeholderen, således, at når trykket er stort, er gennemgangstværsnittet lille, og det forøges proportionalt med faldet i udpresningstrykket.

25 Sådanne regulatorer, som er fremstillet i et støbt plastmateriale, skal imidlertid, for at virke på egnet vis, være tilvejebragt med en meget stor nøjagtighed, hvilket er meget kostbart, idet tolerancen er + 0,01 mm ved en stempeldiameter på mindre end 1 mm. Men visse opløsnin-30 ger, især methylenchlorid, bevirker, at det anvendte plastmateriale kvælder, hvorved tilvejebringes en blokering af stemplet i udstødningsledningen med en stopning af systemet til følge.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at til-35 vejebringe en trykregulator, hvormed disse problemer elimineres.

DK 164271 B

2

Det angivne formål opnås med en trykregulator af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i den kendetegnende del af krav 1 og 8 angivne udformninger.

5 En foretrukken udførelsesform af opfindelsen, som ikke er begrænsende for opfindelsen, forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken: fig. 1 er en afbildning af et snit gennem et tryklegeme, som indbefatter en første udførelsesform af en ved 10 opfindelsen tilvejebragt regulator, fig. 2 er en perspektivisk afbildning af en anden udførelsesform af den ved opfindelsen tilvejebragte regulator med de enkelte dele trukket ud fra hinanden, fig. 3 er en perspektivisk afbildning af en første 15 udførelsesform af en reguleringsskive i en regulator, fig. 4 er en perspektivisk afbildning med enkeltdelene trukket ud fra hinanden af en tredie udførelsesform af en ved opfindelsen tilvejebragt regulator, fig. 5 er en afbildning af et snit af en anden ud-20 førelsesform af en reguleringsskive i en regulator, fig. 6 er en plan afbildning af den i fig. 5 an-skueliggjorte reguleringsskive, fig. 7 er en afbildning af et snit af en fjerde udførelsesform af en regulator ifølge opfindelsen, før 25 denne virker, fig. 8 er en afbildning af et snit af den i fig.

7 viste regulator, når denne virker, fig. 9 er en perspektivisk afbildning af forskellige udførelsesformer af reguleringsskiver, 30 fig. 10 er en perspektivisk afbildning med delene trukket ud fra hinanden af en femte udførelsesform af en regulator, fig. 11 er en afbildning af et snit af en sjette udførelsesform af en regulator, 35 fig. 12 er en plan afbildning af en anden udførel sesform af reguleringsskiven, placeret på en accelerationsskive,

O

DK 164271 B

3 fig. 13 er en perspektivisk afbildning af den i fig. 12 viste opbygning, fig. 14 er en afbildning af et snit gennem en del af den i fig. 12 viste reguleringsskive i stor målestok, 5 i hvilestilling, fig. 15 er et snit af det i fig. 14 viste stykke af reguleringsskiven i driftsstilling.

Fig. 1 og 2 viser en regulator, som er placeret i et tryklegeme 1 i en ikke gengivet aerosolventil. En lod-10 ret ledning 2, som er forbundet med ventilen, munder ud i et kammer 4, som er udformet med en udvidelse 5. Kammeret 4 er lukket med en bøjelig skive 6, som med fordel er tilvejebragt i rustfrit stål, men som lige så godt kunne være tilvejebragt i et plastmateriale. Den bøjelige skive 6 er 15 placeret i udvidelsen 5, hvor den holdes på plads af en stiv skive 7. Denne er udformet med et konvekst fremspring 8, som er tilvejebragt med et antal riller 9, som er således placerede, at de er tangenter til omkredsen af en ak-sial ledning 10. Rillerne 9 er tilvejebragt med flader, 20 som er således udformede, at de kan tilvejebringe turbulens i det produkt, som føres igennem regulatoren under tryk. Skiven 7 ligger op imod en tætningsskive 12, som fortrinsvis ligeledes er udformet i rustfrit stål, hvilken tætningsskive er udformet med en udboring 13. En dyse 16, 25 som er udformet med et fremspring 15 og riller 14, ligger op mod tætningsskiven 12 således, at rillerne 14 virker som ledninger.

I den tidligere omtalte internationale patentansøgning er omtalt tilvejebringelse af turbulens når en fly-30 dende strøm under tryk afbøjes vinkelret af en genstand, i det foreliggende tilfælde et stempel, i den ovenover beliggende kanal, idet disse turbulenser virker som en bremsekraft mod strømmen, som kan gå så langt, at den virker som en aflukning af udstrømningen. Denne bremsekraft 35 er direkte proportional med udpresningstrykket i væsken, jo større tryk, jo mere bremsekraft.

O

DK 164271 B

4 I den samme patentansøgning omtales den begrænsende virkning denne bremsekraft har for reguleringen af det tryk, under hvilket et produkt presses ud af en aerosolbeholder. Dog afhænger den i denne ansøgning omtalte tur-5 bulens og dennes bremsekræfter i lige grad af tilvejebringelsen af et stempel placeret i et kammer 17 og af dysen 16. Er der ikke tilvejebragt et stempel antager turbulens-bremsekraften en mindre størrelse.

For at undgå tilvejebringelsen af et emne i et plast-10 materiale, som er støbt med stor nøjagtighed for frembringelsen af den udkrævede reguleringskvalitet er den foreliggende opfindelse tilvejebragt uden et stempel. Til kompensation for den manglende bremsekraft fra turbulensen, hvilket er forårsaget af det ikke tilvejebragte stempel, 15 er det konvekse fremspring 8 tilvejebragt med riller 9, som på grund af et fast anlæg af den bøjelige skive 6 mod rillerne 9 virker som ledninger. Eftersom disse ledninger er tilvejebragt som tangenter til omkredsen af den aksiale ledning 10 i den stive skive 7 tilvejebringes der turbulen-20 ser, hvis bremsekraft tilføjes til de ved dysen 6 tilvejebragte, som er afsvækkede, som følge af, at der ikke er tilvejebragt et stempel, således at den forklarede regulator er tilvejebragt med en totrins "turbulensgenerator". Eftersom skiven 6 er bøjelig, kan denne deformeres af ud-25 presningstrykket fra det udpressede produkt, således, at ledningerne 9, på grund af fremspringet 8's konveksitet,, er tilvejebragt med afsnit med minimal passage ved et kraftigt udpresningstryk, afsnit som bliver større i takt med sænkningen af udpresningstrykket, som følge af en ubetyde-30 lig ændring af placeringen af den bøjelige skive 6 opad.

Som følge heraf tilvejebringes reguleringen af den udpressede mængde lige så godt gennem variationerne i tur-bulensbremsekraften, som følge af ændringer i udpresningstrykket, som ved at passageafsnittene i ledningerne 9 bliver 35 større, som følge af en sænkning af udpresningstrykket, hvorved den elastiske skive afspændes.

O

DK 164271 B

5

Tilvejebringelse af turbulens afhænger af det til udpresning tilvejebragte produkts viskositet i tilknytning til forstøvningen ved dysen 16. Det har vist sig, at fra en viskositet på 8 centipoise falder turbulensbremse-5 kraften i tilknytning til den ovenfor beskrevne regulatorvirkning ligesom reguleringskvaliteten. Til udligning af denne nedsatte kvalitet kan den bøjelige skive 6 erstattes med en reguleringsskive 18, som vist i fig. 3. Reguleringsskiven 18 er i en første udførelsesform af opfindelsen til-10 vejebragt med indskæringer 19 og 20, hvorved frembringes fjederfligene 21 og 22. Når udpresningstrykket i produktet forøges, presses fjederfligene 21 og 22 nedad og aflukker i det mindste to af ledningerne 9. Efterhånden som udpresningstrykket sænkes afslappes fjederfligene 21 og 22 15 således, at de afspærrede ledninger 9 åbnes efterhånden.

Ved denne regulatorvirkning er reguleringskvaliteten sikret i et vist omfang af turbulenserne, men for en større dels vedkommende af ændringerne i ledningerne 9's passageafsnit.

I fig. 4 er anskueliggjort en anden udførelsesform 20 af en regulator, som er tilvejebragt til udsendelse af viskøse produkter, som cremer, olier, senneper og lignende.

Ud fra, at den slags produkter med høj viskositet ikke tilvej ebringer turbulenser skal regulering af den udtømte mængde pr. tidsenhed tilvejebringes udelukkende ved variatio-25 ner i passageafsnittene under påvirkning af faldet i udpresningstryk i de anvendte komprimerede gasser.

I et cylindrisk sæde 23 i et tryklegeme 24 er i retningen indefra og udefter placeret en bøjelig skive 25, en første bøjelig reguleringsskive 26, som er tilvejebragt 30 med en fjederflig 27, som er indrettet til midlertidigt at kunne lukke en udskæring 28, en stiv skive 29 med et kammer 30 og en aksial kanal 31, idet fremspringet 8 ikke er vist, en bøjelig skive 32, en anden bøjelig reguleringsskive 33, som er tilvejebragt med en fjederflig 34, som er 35 udformet til midlertidigt at kunne lukke en udskæring 35, en bøjelig skive 36 med en udboring 37, idet den samlede

O

DK 164271 B

6 regulator holdes på plads af en forstøver 38.

Den detaljerede opbygning af de to bøjelige reguleringsskiver 26 og 33 er vist i fig. 5 og 6, hvor skiverne er vist hhv. i snit og i en plan afbildning. Fjederfligene 5 27 og 34, som er egnede til midlertidigt at lukke udskæ ringerne 28 og 35, skal være nøjagtigt indstillede, og for at undgå, at de forbliver i lukket stilling i udskæringerne 28 og 35, er fligene i deres basis således udformet med forstærkninger 39, at der tilvejebringes en egnet fje-10 derkraft i fjederfligene 27 og 34, så en blokering af udskæringerne 28 og 35 undgås. For at der efter lukningen af udskæringerne 28 og 35 fortsat er tilvejebragt en minimal passage er hver af fjederfligene 27 og 34 udformet i deres frie endestykker med en flade 40, hvormed der ved vinklen 15 41 er tilvejebragt en afkortning af den aktive længde af fjederfligene 27 og 34.

Virkemåden af udførelsesformen af regulatoren i-følge fig. 4 er anskueliggjort i fig. 7 og 8, hvor regulatoren er placeret i en cylinder 43, hvori er tilvejebragt 2o et kammer 44, som er udformet med en udvidelse 45 og en aksial kanal 46. Når regulatoren er i hvile, dvs. når intet produkt føres igennem ventilen på den ikke viste aerosolbeholder, er kanalen 46 afspærret af den bøjelige skive 25, som fastholdes på den viste plads af fjederfligen 25 27 på den første bøjelige reguleringsskive 26, som selv holdes på plads af den stive skive 29, som er udformet med fremspringet 8 og med den aksiale kanal 31. Den stive skive 29 er tilvejebragt med kammeret 30, hvori den bøjelige skive 32 er placeret, holdt på plads af fjederfligen 34 30 på den anden bøjelige reguleringsskive 33, som ligger an mod den bøjelige skive 36. Den samlede regulator holdes på plads af forstøveren 38. Når den ikke viste ventil åbnes, skubber produktet 47, som presses ud af det i aerosolbeholderen tilvejebragte tryk, mod den bøjelige skive 25 i 35 nedstrømsretning, idet den aksiale kanal 46 således åbnes medens fjederfligen 27 føres i strømmens retning, hvorved

O

DK 164271 B

7 udskæringen 28 lukkes delvis, idet der kun er et passage-stykke åbent, modsvarene udpresningstrykket. Ved det maksimale udpresningstryk er denne passage så lille som mulig, på grund af fladen 40. Således kan produktet 47 ved enhver 5 åbning af ventilen strømme gennem den aksiale kanal 31 og påvirke den bøjelige skive 32, som på sin side bevæger fjederfligen 34 på den anden bøjelige reguleringsskive 32 i en retning med strømmen, idet den placeres på indgangen til udboringen 37, hvorved dennes passagestykke formindskes, af-10 hængig af udpresningstrykket, idet der dog hele tiden under ventilens åbning efterlades en minimal passage, på grund af fladen 40, via hvilken produktet 47 kan strømme ud af forstøveren 38 gennem en kanal 48. Efterhånden som udpresningstrykket i produktet 47 falder, presser fjeder-15 fligene 27 og 34 mere og mere i retning mod de bøjelige skiver 25 og 32, idet udskæringerne 28 og 35 således åbnes mere og mere, hvorved den udstrømmede produktmængde pr. tidsenhed i det mindste tilnærmet forbliver konstant.

I fig. 9 vises fordelagtige ændringer i udførelses-20 formen af de bøjelige reguleringsskiver 26 og 33, idet der er tilvejebragt fjederflige 27 og 34 i forskellige udformninger og forskelligt antal, for tilvejebringelse af en forud fastsat udstrømningsmængde pr. tidsenhed i forhold til viskositeten af det til udbringning tilvejebragte pro-25 dukt 47. Fjederkraften i fjederfligene 27 og 34 varierer med ændringen af fastgørelsesstørrelsen af fjederfligene 27 og 34 til de bøjelige reguleringsskiver 26 og 33.

I fig. 10 er vist en anden udførelsesform af en trykregulator, som med fordel kan anvendes i det ved op-30 findelsen tilvejebragte tryklegeme. Regulatoren er udformet til især at virke ved regulering af forstøvning af en hårlak, som skal placeres på håret med så ensartet en vinkel i forstøvningskeglen som muligt. Eftersom tilvejebringelsen af bremseturbulens er afhængig af produktets 35 viskositet, og eftersom hårlak kan være tilvejebragt med forskellige viskositet afhængig af den udkrævede fikse-

O

DK 164271 B

8 ringskvalitet, er det nødvendigt ud over den ved turbulensen frembragte regulering at tilvejebringe en anden regulering, som i det foreliggende tilfælde virker ved ændring af passagedelene, som en funktion af variationer i det ud-5 presningstryk, hvorunder produktet strømmer ud af regulatoren .

Den i fig. 10 viste regulator er udformet omtrent som den i fig. 1 og 2 viste, dog med den forskel, at den stive skive 7 er tilvejebragt med et fremspring 8, som er 10 udformet med 12 i stedet for 6 riller 9, og at kun en reguleringsskive 18 er placeret mellem den stive skive 7 og tætningsskiven 12 i det indre af et kammer 30, som ikke er vist, og som er placeret i nedstrømsfladen af den stive skive 7, på samme måde, som vist i fig. 4. Når denne regula-15 tor aktiveres ved åbning af aerosolbeholderens ventil, bevæges den bøjelige skive 6 mod fladen foroven på den stive skive 7, således at rillerne 9 virker som ledninger, hvorved tilvejebringes turbulenser ved indgangen til den aksiale kanal 10. Produktet flytter herefter regulerings-20 skiven 18 på den øvre flade på tætningsskiven 12, hvorved udboringen 13 dækkes. Fjederkraften i fjederfligene 21 og 22 er således udpeget, at der forbliver et minimalt passagestykke mellem den nedstrøms flade på reguleringsskiven 18 og den øvre flade på tætningsskiven 12 til sikring af 25 en minimal produktudlevering når produktets udpresningstryk er stort. I takt med at trykket falder frigøres fjederfligene 21 og 22 og løfter reguleringsskiven 18, hvorved passagetværsnittet forøges lidt efter lidt i takt med faldet i udpresningstrykket.

30 I fig. 11 er vist en lignende udførelsesform af den ved opfindelsen tilvejebragte regulator, som er placeret i et cylindrisk hus 51 med en forsyningskanal 52, som fører ind i kamrene 53 og 54. I kammeret 54 er tilvejebragt en reguleringsskive 55, som fortrinsvis er udformet 35 i rustfrit stål, og som er udformet med en indskæring 56 i reguleringsskiven 55's akse og i metalvalseretningen. En

O

DK 164271 B

9 bøjning 57 på reguleringsskiven 55 er med fordel tilvejebragt vinkelret på indskæringen 56 og på en sådan vis, at den er vinkelret på metalvalseretningen. Den fjederkraft, som tilvejebringes ved bøjningen 57, er meget stor med rin-5 ge mulighed for tilpasning, hvis bøjningen er tilvejebragt i valseretningen. Hvis bøjningen derimod tilvejebringes vinkelret på valseretningen, tilvejebringes en meget svag fjederkraft med et større tilpasningsområde. Fjederkraften kan også styres ved indskæringen 56: jo længere denne er, 10 jo mere nedsættes fjederkraften. På den anden side påvirker længden af indskæringen 56 den pr. tidsenhed udtømte produktmængde ved at udskæringen er placeret tættere eller længere borte fra en gennemboring 59 i en accelerationsskive 58. Indskæringen 56 virker kun ved et meget højt be-15 gyndelsestryk i aerosolbeholderen, f.eks. 10 bar, hvorved reguleringsskiven 55 kan blive presset så kraftigt mod accelerationsskiven 58, at der herved kan være frembragt en tillukning af gennemboringen. Denne tillukning undgås ved indskæringen 56. Mellem accelerationsskiven 58 med 20 gennemboringen 59 og en stiv skive 60 med en gennemboring 61 er tilvejebragt en skive 62 med et kammer 63. Størrelsen på gennemboringen 59 tilvejebringer en acceleration af produktstrømmen samtidig med, at udpresningstrykket formindskes, hvilket tryk genopbygges i kammeret 53, hvor-25 efter der på ny tilvejebringes en acceleration gennem den nedsatte størrelse på gennemboringen 61, idet der på ny sker en genopbygning i et kammer 64 i en dyse 65. Produktstrømmens hastighedsændringer ved udpresningstrykket i kamrene 63 og 64 er fordelagtige for kvaliteten af regula-30 torens regulering. Det skal bemærkes, at en stor dimension af gennemboringen 61 tilvejebringer en større fjederkraft i regulatorskiven 55, end en lille gennemboring 61. Man råder således over flere parametre for tilvejebringelse af den udkrævede regulering. Tykkelsen af reguleringsski-35 ven 55 er ligeledes en af disse parametre. Gennem disse forskellige parametre tilvejebringes en tilpasning af o

DK 164271 B

10 regulatoren til viskositeten af de forskellige produkter, som skal udbringes, dækkende et produktomfang fra vand o-ver alkohol og olie til pastøse produkter.

Skiven 62 fremstilles med fordel i et støbt plast-5 materiale, medens accelerationsskiven 58 og den stive skive 60 med fordel er tilvejebragt i rustfrit stål. Dette er årsagen til, at dimensionerne for gennemboringerne 59 og 61 ikke kan påvirkes af en meget aktiv opløsning, som f.eks. methylenchlorid. Herudover dækker accelerations-1Q skiven 58 og den stive skive 60 fejl i overfladen på den opstrøms og nedstrøms flade på skiven 62 f.eks. fra støbningen, spor fra en udtrækker.

Reguleringsskiverne 55 og 58, samt den stive skive 60 og skiven 62, hvis dimensioner er således forud fast-15 sat at de sikrer en fuldkommen tætning mellem deres omkreds og det cylindriske hus 51, holdes på plads af dysen 65, fortrinsvis således som forklares i europapatentskrift nr. 688, idet dysen 65 er kraftigt fastgjort i det cylindriske hus 51. Dysen 65 kan være erstattet af et simpelt 2o rør f.eks., til udbringning af olieagtige eller pasteause produkter.

Virkemåden af regulatoren ifølge fig. 11 er på særskilt vis anskueliggjort i fig. 12-15, og er som følger: i hvilestillingen, når aerosolbeholderens ventil er luk-25 ket, er skiven 55 ved sin fjederkraft presset mod gennemboringen 59 i accelerationsskiven 58, idet der er efterladt passagen x (fig. 14). Når det tryk, under hvilket udbringningsproduktet befinder sig, påvirker reguleringsskiven 55, udflades bøjningen 57, hvorved gennemboringen 30 59's passageafsnit formindskes og bliver til x-y (fig. 15).

Efterhånden som udpresningstrykket i produktet, som skal udbringes, falder gendannes ved reguleringsskiven 55's fjederkraft formen af bøjningen 57 proportionalt med faldet i udpresningstrykket i produktet, hvorved udboringen 35 59's passageafsnit efterhånden åbnes for til sidst at nå til et passageafsnit af størrelsen x, vel at bemærke når

DK 164271B

11 o aerosolbeholderen kun er fyldt op i ringe udstrækning. Det tryk, som er tilvejebragt i kammeret 63 virker som en bremse mod produktstrømmen gennem gennemboringen 59, en bremse-kraft, som bliver svagere efterhånden som udpresningstryk-5 ket falder, og som således er indbefattet i den beskrevne regulators reguleringsmidler.

10 15 20 25 30 35

Claims

2. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første og den anden skive (25, 32) er i berøring med den stive skive (29) og dysen (38) ved en bøjelig skive (26, 33) med en fjederflig (27, 34).
3. Regulator ifølge krav 1 eller 2, kendeteg- 20 net ved, at de bøjelige skiver (6, 25, 26, 32, 33) er fremstillede i rustfrit stål eller i et plastmateriale.
4. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den bøjelige skive (18) er udformet med indskæringer (19, 20) og fjederflige (21, 22).
5. Regulator ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fligene (27, 34) er udformede med en hage (40) i deres yderste frie ender.
6. Regulator ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fligene (27, 34) i deres basisdel er tilvejebragt 30 med et fremspring (39).
7. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den stive skive (7) på sin nedenstrøms flade er tilvejebragt med et kammer (30), hvori er placeret en reguleringsskive (18) med fjederflige (21, 22), som ligger op 35 mod opstrømsfladen på en tætningsskive (12).
8. Trykregulator med monteringshus (51), tilvejebragt DK 164271 B 13 med en forsyningskanal (52), idet der i det indre af huset er placeret i det mindste én dyse (65) og en samling af reguleringsorganer (55, 58), kendetegnet ved, at forsyningskanalen (52) er forbundet med i det mindste ét 5 kammer (53), på hvis nedenstrøms side er placeret et andet kammer (54), hvori er placeret en bøjelig reguleringsskive (55) med en udbøjning (57), hvilken skive på sin konvekse side er i berøring med en accelerationsskive (58) med en central gennemboring (59), som er ført ind i et kammer (63) 10 på en efterfølgende skive (62), mellem hvilken og dysen (65) er placeret en stiv skive (60) med en gennemboring (61), og at reguleringsskiven (55) er tilvejebragt i rustfrit stål og er udformet med en indskæring (56), som strækker sig hen imod gennemboringen (59).
9. Regulator ifølge krav 8, kendetegnet ved, at udbøjningen (57) på reguleringsskiven (55) er tilvejebragt vinkelret på metalvalseretningen, medens indskæringen (56) ligger i metalvalseretningen.