EP0521060B1 - Pressurized gas packaging, in particular mechanical atomizer - Google Patents
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- EP0521060B1 EP0521060B1 EP91906526A EP91906526A EP0521060B1 EP 0521060 B1 EP0521060 B1 EP 0521060B1 EP 91906526 A EP91906526 A EP 91906526A EP 91906526 A EP91906526 A EP 91906526A EP 0521060 B1 EP0521060 B1 EP 0521060B1
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- gas
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- B65D83/752—Aerosol containers not provided for in groups B65D83/16 - B65D83/74 characterised by the use of specific products or propellants
Definitions
- the invention relates to a compressed gas pack, as described in the preamble of claim 1. Furthermore, this invention relates to a method and a filling device for filling pressurized gas packages, as described in the preamble of claims 7 and 21.
- Known compressed gas packs consist of a so-called spray can, the opening of which is closed by a valve device.
- a propellant and any active ingredient mixed with a solvent are arranged in this spray can.
- the blowing agent used is a liquefied gas under pressure or a liquid that has cooled below its boiling point.
- halogenated hydrocarbons fluorine-, chlorine- and / or bromine-containing hydrocarbons
- the destruction of the ozone layer in the stratosphere destabilizes the vertical temperature gradient of the atmosphere, which contributes significantly to the greenhouse effect of the earth.
- the halogenated hydrocarbons absorb just that infrared radiation and convert it into heat for which the atmosphere is otherwise almost transparent.
- partially halogenated hydrocarbons are currently also used in compressed gas packs. These partially halogenated hydrocarbons are more expensive than the already prohibited halogenated hydrocarbons, and ozone pollution and an unknown environmental risk remain. As a result, it is not possible to replace the halogenated hydrocarbons with the partially halogenated hydrocarbons.
- halogenated hydrocarbons such as propane, butane or isobutane or other organic compounds, such as dimethyl ether
- highly explosive compounds are produced, particularly in a mixture with air, and these are also considered to be pollutants.
- the hairspray for example, also becomes more watery.
- the active ingredient in its own, elastically deformable plastic container, which is fastened in the interior of the pressure container.
- the rest of the interior of the pressure vessel is filled with compressed air at a pressure of 8 bar.
- the compressed air is between the wall of the pressure container and the plastic container and exerts a corresponding pressure on the latter.
- the pressure vessel is filled with compressed air from below through a valve. If an active ingredient is required, the valve device is opened and the active ingredient is discharged alone without the propellant gas due to the pressure exerted on the elastically deformable plastic container by the compressed air.
- the disadvantage is that the introduction of its own plastic container and the separate introduction of the compressed air via a further external input is difficult.
- a separate pressurized gas container is provided in the interior of the pressurized container, which presses the pressurized gas from the pressurized container simultaneously with the actuation of the valve device for removing the active substance can flow into the interior of the pressure vessel filled with filling material.
- the disadvantage is that two pressure vessels are required with this compressed gas pack, whereby the weight, the manufacturing costs and ultimately the transport costs are considerably higher.
- the present invention has for its object to provide a pressurized gas pack that can be filled with environmentally friendly propellant gases and enables the active ingredient stored therein to be discharged economically.
- a method for the rapid filling of the pressure vessels with active substance and propellant gas for a long storage period and a filling device for the rapid filling of the pressure vessels are also to be created.
- the surprising, unforeseeable effect with this solution according to the invention is based on the fact that the high adhesive force of the water molecules always forms molecule conglomerates which consist of several individual molecules. Due to the fact that these molecular conglomerates are brought into a resonance oscillation, the molecules of a molecular conglomerate are divided into smaller molecular conglomerates, for example molecular conglomerates of five molecules into molecular conglomerates with only two or three, due to the high energy input during the resonance oscillation Molecules, on. As a result, however, the surface energy at the individual smaller molecule conglomerates is increased and a larger surface is available for the enrichment or connection of gas molecules via the adhesive forces on the liquid molecules.
- Another embodiment variant describes claim 3. This makes it possible to introduce more propellant gas in the interior of the pressure vessel than that in the respective Filling pressure would be possible due to the remaining volume of the interior of the pressure container after the active ingredient or mixture has been introduced.
- Another embodiment according to claim 6 is also advantageous, whereby an intimate energy transfer and thus a low power loss when introducing the energy into the mixture can be achieved.
- the invention also includes a method as described in the preamble of claim 7.
- This method is characterized by the measures specified in the characterizing part of claim 7. It is advantageous that this reduces the total weight of the compressed gas packs and that it can be found without halogenated hydrocarbons for the expulsion of the active ingredient.
- the measures according to the characterizing part of claim 9 are also advantageous, since this allows the additional energy to be introduced into the mixture in a simple form and, on the other hand, a better yielding result is achieved due to the expansion of the propellant gas due to the temperature increase.
- the internal pressure in the pressure vessel can advantageously be reduced, so that there is sufficient security against the maximum permissible filling pressure during storage and use, but the stored energy inside the pressure vessel is greater than with normal filling.
- a variant according to claim 11 is advantageous, since the introduction of the kinetic energy can be generated by corresponding control of the propellant gas pressure or the propellant gas velocity when entering the active substance.
- an embodiment according to claim 14 is also advantageous, since intensive energy input is thereby achieved.
- Another advantageous embodiment describes claim 15, whereby a good mixing and thereby an intensive introduction of gas into the mixture is achieved.
- a further procedure according to claim 17 is also advantageous, since overstressing of the pressure container when filling in the active substance or the propellant gas, in particular overexpansion, can thereby be prevented.
- Claims 18 and 19 describe further advantageous embodiments because the filling process shortens the energy supplied and good mixing is achieved. This subsequently leads to a cost-saving and economical filling process.
- a further development according to claim 20 is advantageous because a desired pressure change during filling can thereby be achieved quickly.
- the invention also includes a filling device as described in the preamble of claim 21.
- This filling device is characterized by the features specified in the characterizing part of claim 21. It is advantageous that now for a preferred embodiment variant, in which compressed air is used as the propellant gas or propellant gases obtained from the air, such as nitrogen, to expel active substances from a water / alcohol mixture, a supersaturation of the liquid molecule conglomerates with the propellant gas, namely the compressed air or nitrogen. Furthermore, a high residual pressure when discharging the water / alcohol mixture and a fine spraying of the same on the one hand and on the other hand an almost complete emptying as well as an extremely short filling time of the compressed gas pack is achieved. With this filling device and when using this specified mixture and propellant gas, it is now possible for the first time to economically fill compressed gas packs with environmentally friendly propellant gases.
- compressed air is used as the propellant gas or propellant gases obtained from the air, such as nitrogen
- a pressurized gas pack which is designed as a pressure atomizer 1 is shown.
- This consists of a pressure vessel 2, which is provided with an opening 4 at its end facing away from a base 3.
- the opening 4 is closed by a valve device 5.
- a riser pipe 6 coupled to the valve device 5 ends, if possible, in a lower region 7 of the base 3.
- an active ingredient 9 is filled, which is optionally mixed with a solvent 10 schematically indicated by circles.
- a volume 11 of the interior 8 located above the active ingredient 9 is filled with a propellant gas 12 which is indicated schematically by dots and which, for example, is compressed to a pressure of 8 bar.
- a weight of the active ingredient 9 optionally mixed with the solvent 10 is at least four times as high as the weight of the propellant gas compressed to about 8 bar, which fills the volume 11.
- the valve device 5 comprises a blocking plate 14 which interrupts the connection between the riser pipe 6 and a nozzle 13, which is connected to an actuating button 15 and to a valve carrier 16 which is connected to this in movement and which is under the action of a closing spring 17 which tries to block the blocking plate 14 to press a valve seat 18.
- actuation button 15 is pressed in the direction of an arrow in the direction of the pressure vessel 2, the greater the flow cross section of openings 19 arranged in the valve carrier 16, through which the active substance 9 can enter the interior of the valve device 5 and pass through to the nozzle 13.
- a weak spray jet 20 as indicated in dashed lines, and a strong spray jet 21, as is shown schematically with dots, can be achieved.
- the quantity of active substance 9 delivered in the unit of time can thus also be changed.
- the adhesive forces between these liquid particles and the gaseous propellant can be increased. This means that a higher gas concentration on the surfaces of the liquid particles can be achieved.
- the vapor pressure of the liquid by the gaseous propellant is also effective. The more inert the gaseous propellant is to the liquid, the greater the increase in the vapor pressure of the liquid.
- p * V fl is assigned to the work or energy of the gas in question.
- the work of evaporation of the liquid is: R * T -p * V fl .
- the work p * V fl of the inert propellant gas pressure is lower than in the normal case where the evaporation work is R * T.
- R gas constant
- T temperature in Kelvin
- p inert gas pressure of the blowing agent
- V fl volume of the liquid.
- the vapor pressure of the liquid therefore rises with the lowering of the evaporation work. This causes the liquid to show good spray characteristics.
- this change in the vapor pressure of the inert propellant gas 12, despite the drop in the propellant gas pressure with the emptying after the spraying of the entire amount of active substance 9, that is to say the emptying of the interior 8, means that, depending on the nozzle used, a residual pressure of 0.5 to 3 bar is present in the pressure vessel 2. This also ensures that the entire active ingredient 9 and any solvent 10 mixed with it can be discharged from the interior 8 of the pressure vessel 2.
- valve device 5 consists of a valve carrier 16, in which a sleeve 22 is pressed, which has a valve seat 18.
- this sleeve 22 has, following the valve seat, a plurality of inflow channels 24 formed by slots 23. These slots 23 are open in the end facing away from the valve seat 18 and extend approximately up to a distance 25 in the direction of the valve seat 18.
- the valve seat is preferably conical and interacts with a blocking part 27 having outflow openings 26, in particular a valve cone.
- the slots 23, on the other hand, are arranged in a cylindrical jacket 28 which directly adjoins the valve seat 18 and is preferably formed in one piece with the latter.
- An outer circumferential surface of this cylindrical jacket 28 bears sealingly against an inner wall 29 of a bore in the valve carrier 16, while a cylindrical control piston 31 is guided in a bore 30 of the jacket 28.
- the control piston 31, which forms a common component with the locking part 27, is pressed together with the latter by a closing spring 17, which generates a pretensioning force 32, on the valve seat 18.
- the control piston 31 or the locking part 27 can be moved via an actuating button 15 in the direction of a support surface 33 for the closing spring 17 in the valve carrier 16.
- Both the sleeve 22 and the locking part 27 or the control piston 31 and the bore 30 are arranged concentrically to a longitudinal axis 34 of the valve device 5.
- the valve carrier 16 is equipped with a hose holder 35 for fastening the riser pipe 6.
- an opening 36 is further arranged in the valve carrier 16, which connects the interior of the valve carrier with the surrounding interior of the pressure container 2.
- the comparison shows that if only a weak spray jet 20 is used to discharge the active substance 9, the spraying time becomes longer and the residual pressure can drop to up to 0.5 bar compared to 3 bar when the active substance 9 is discharged with a strong spray jet 21.
- a connection is made between the riser pipe 6 and the nozzle 13 via passages 37 which are arranged in the blocking plate 14.
- the locking plate 14 is exerted by the action of the closing spring 17 in the direction of the valve seat 18 Biasing force 32 pressed against the valve seat 18.
- the fact that the passages 37 are in the area in which the blocking plate 14 rests on the valve seat 18 means that in this state - which is shown in full lines in FIG. 6 - the active substance 9 passes from the riser pipe 6 to the nozzle 13 prevented.
- the active substance 9 can pass through passages 37 into a tube which is fixedly connected to the actuating button 15 and which is guided in the valve seat 18 in the longitudinal direction and in the direction pass through the nozzle 13.
- a metering piston 38 is arranged on the side of the blocking plate 14 facing away from the valve seat 18 and is designed with a cone tapering in the direction of the hose holder 35.
- a metering surface 39 is assigned to this metering piston 38, the amount of active substance 9 discharged decreasing as the movement of the locking plate 14 increases in the direction of the hose holder 35 for the riser pipe 6. Openings 36 are arranged in the metering surface 39, which open directly into the interior 8 of the pressure vessel 2, in which only the propellant gas 12 is arranged. It is thereby achieved that at the same time as the active substance 9, which may be mixed with the solvent 10, emerges, an amount of propellant gas 12 which can be preset by the cross-sectional area of the opening 36 can be admixed. The distribution or the discharge rate of the active ingredient 9 can thus be additionally influenced.
- the amount of propellant gas 12 additionally admixed can be determined in a simple manner by the cross-sectional area, that is to say essentially by the diameter of the opening 36. It is advantageous here if the diameter of the opening 36 is between 0.05 to 0.3 mm, preferably between 0.08 to 0.15 mm. Such a resulting cross-sectional area of the opening 36 allows a good mixture and a correspondingly fine distribution of the active substance 9 in the currently known and used valve devices 5 and the diameters of the individual lines used here. Of course, it is possible instead of one single opening 36 with the cross-sectional area resulting from the diameter to provide a plurality of bores or openings, the total cross-sectional area of which corresponds to the cross-sectional area at the given diameter.
- the arrangement of the openings 36 in the area of the metering surface 39 ensures that when the actuating button 15 is pressed in by an extent to which the metering piston 38 lies closely against the metering surface 39 and accordingly no active ingredient 9 can pass through in the direction of the nozzle 13 , at the same time the supply or the passage of propellant gas 12 through the opening or openings 36 is prevented. This prevents that if the actuation button 15 is pressed in too deeply, only the supply of active ingredient 9 is possibly prevented and under certain circumstances the entire propellant gas 12 is blown off. In such a case, only the no longer dispensable active ingredient 9 would then remain in the pressure container 2.
- the amount of active substance 9 mixed with the propellant gas 12 also changes in accordance with the lifting height by which the actuating button 15 is adjusted more or less in the direction of the pressure vessel 2.
- the amount of propellant gas 12 which is fed to the nozzle 13 in the actuating button 15 through the opening 36 in the valve carrier 16 is thus independent of the preset discharge amount of the active substance 9.
- FIG. 7 shows a pressure atomizer can 1, as described for example with reference to FIG. 1.
- the active ingredient 9, optionally mixed with the solvent 10, and the propellant gas 12 are introduced in such a way that, before the valve device 5 is introduced into the opening 4 of the pressure vessel 2, the active ingredient 9 mixed with the solvent 10 is filled in.
- the opening is then closed gas-tight with a cover 40 in which the valve carrier 16 is installed. In this condition the pressure vessel 2 is brought into the area of a filling device 41.
- the pressure vessel 2 is placed on a base plate 42 which is resiliently mounted via spring elements 43. Furthermore, the filling device 41 is assigned a vibration drive 44, for example an electrical oscillating magnet 45.
- the filling device 41 has a filling head 46 which can be pressed along guides 47 by means of cylinder piston drives 48 which can be actuated by pressure medium, against the end face of the pressure container 2 which is closed by the cover 40. Furthermore, the filling head 46 has a control pin 49 which, when the filling head 46 is placed on the pressure vessel 2, penetrates into the interior of the valve device 5 and lifts the schematically illustrated locking plate 14 against the resistance of the closing spring 17 from the valve seat 18. This creates a direct line connection between the filling head 46 and the riser pipe 6 inside the pressure vessel 2.
- a check valve and a control valve 50, 51 are opened by the resistance which the blocking plate 14 opposes to the control pin 49, as is shown in full lines in FIG. 7, so that over a optionally flexible supply line 52 and a pressure reducing valve 53, the propellant gas 12 can be blown into the interior of the pressure vessel 2 via a compressor 54 or from a pressure accumulator 55.
- a control valve 56 can also be arranged between the pressure reducing valve 53 and the pressure vessel 2, with which, for example, a sinusoidal control of the filling quantity during the filling process for the propellant gas 12 can also take place.
- This sinusoidal quantity control of the propellant gas 12 to be introduced can take place in that the valve wing of the rotary valve rotates at different rotational speeds in accordance with the arrow shown, whereby the filling quantity can increase or decrease, for example, according to an exponential function at the beginning and at the end of the filling process.
- the vibration drive 44 is activated in the area of the filling head 46 and moves the filling head 46 or the pressure vessel 2 in Vibrations. This results in turbulence and the application of kinetic energy to the liquid particles of the active substance 9 and, if appropriate, the solvent 10.
- the application of the vibration energy or the kinetic energy to the liquid particles of the active substance 9 or the solvent 10 can now be carried out in a wide variety of ways and Way.
- the filling head it is possible for the filling head to be set into oscillating movements directed perpendicular to the longitudinal axis of the pressure vessel 2, indicated by double arrows 57, the pressure vessel 2 being carried along by elastic supports 58 in a sealing plate 59 of the filling head 46.
- the pressure vessel 2 can be subjected to vibratory movements in a direction running parallel to the longitudinal axis of the pressure vessel 2 - as indicated by arrows 60.
- the spring elements 43 have an oscillation characteristic oriented in the direction perpendicular to the base plate 42.
- the spring elements 43 for example shown as leaf springs, can then also be made of plastic and / or rubber as helical compression springs or elastic spring elements, which enable the vibrations to be transmitted from the vibration drive 44 to the propellant gas 12.
- the base plate 42 rigidly.
- the filling head 46 is moved, for example in the vertical direction according to the arrows 60, relative to the pressure vessel 2 by the oscillatory movement of the vibration drive 44, so that the introduction of the propellant gas 12 by the constant closing and opening of the check and control valve 50, 51 in a pulsed manner he follows.
- This has the effect that the active ingredient 9 or the solvent 10 is whirled through well during the injection of the propellant gas 12 and a kinetic energy is applied to it, which enables a higher adhesive force between liquid particles and propellant gas 12.
- this pulse-shaped introduction of the propellant gas 12 can also be achieved in that a vibratory movement can take place due to the pulsed counter-acting action on the cylinder piston drives 48.
- a pressure fluid for example hydraulic oil.
- a corresponding control valve can then be used to introduce pressure pulses into the cylinder piston drives 48. which cause the filling head 46 to vibrate with respect to the pressure vessel 2 and cause the propellant gas 12 to flow in pulsed manner via the check and control valve 50, 51.
- the pressure vessel 2 in vibration via the base plate 42.
- the spring elements 43 shown in FIG. 7, for example leaf springs are set into vibrations according to the double arrows 57 or arrows 60 by means of a vibration drive 61, for example an electrical oscillating magnet.
- a vibration drive 61 for example an electrical oscillating magnet.
- the kinetic energy can be transferred from the pressure vessel 2 directly to the active substance 9 or the solvent 10 and this can be set into an intensive vibration.
- This apparently simple measure of supplying the active substance 9 with kinetic energy means that the filling time when using propellant gases obtained from the air, such as nitrogen, carbon dioxide or other noble gases, for example, is no longer or even shorter than the filling time is the pressure vessel 2 with the halogenated hydrocarbons, and filling times of approximately 1 second can be achieved for a pressure vessel 2.
- propellant gases obtained from the air such as nitrogen, carbon dioxide or other noble gases, for example
- FIG 8 shows a further embodiment for a pressure atomizer can 1.
- This differs from the previously described pressure atomizer cans 1 only in that between the active substance 9 and the propellant gas 12 there is a sliding piston 62 arranged in the interior 8 of the pressure vessel 2, which separates the propellant gas 12 from the active substance 9 or the solvent 10.
- This sliding piston 62 is guided on a guide column, for example formed by the riser pipe 6, in the direction of the longitudinal axis 34 of the pressure vessel 2.
- a check valve 63 is arranged between the riser pipe 6 and the valve device 5 and prevents the propellant gas 12 from flowing out of a cylinder chamber 64 into the riser pipe 6.
- This check valve 63 is arranged between the sliding piston 62 and the cover 40 of the pressure vessel 2. This makes it possible to introduce the propellant gas 12 via the valve device 5 after the active substance 9 has been introduced.
- the arrangement of the sliding piston 62 prevents mixing of the propellant gas 12 with the active ingredient 9 or the solvent 10.
- active ingredients 9 or solvents 10 can also be used which do not allow direct mixing with the propellant gas 12 over a longer storage period. It must also be accepted that in certain cases a certain amount of active ingredient 9 or solvent 10 remains in the pressure vessel 2.
- the application of kinetic energy to the pressure container 2 or the propellant gas 12 during the filling of the propellant gas 12 can be dispensed with.
- FIG. 9 shows a filling device for the pressure atomizer can 1 according to FIG. 1.
- the active ingredient 9, optionally mixed with the solvent 10, and the propellant gas 12 are introduced in such a way that, before the valve device 5 is introduced into the opening 4 of the pressure vessel 2, the active ingredient 9, which may be mixed with the solvent 10, is introduced. After that the opening 4 is closed gas-tight with a cover 122 in which the valve carrier 16 is installed. In this state, the pressure vessel 2 is brought into the area of a filling device 123.
- the pressure vessel 2 is placed on a base plate 124 which is resiliently supported by spring elements 125. Furthermore, the filling device 123 is assigned a vibration drive 126, for example an electrical oscillating magnet.
- the filling device 123 has a filling head 127 which can be pressed along guides 128 by means of cylinder piston drives 129 which can be actuated by pressure medium against the end face of the pressure vessel 2 which is closed by the cover 122. Furthermore, the filling head 127 has a control pin 130 which, when the filling head 127 is placed on the pressure vessel 2, penetrates into the interior of the valve device 5 and lifts the schematically illustrated locking plate 14 against the resistance of the closing spring 17 from the valve seat 18. This creates a direct line connection between the filling head 127 and the riser pipe 6 inside the pressure vessel 2.
- a check valve and a control valve 131, 132 are opened by the resistance which the blocking plate 14 opposes to the control pin 130, as shown in full lines in FIG Lead 133 and a pressure reducing valve 134, the propellant gas 12 can be blown into the interior of the pressure vessel 2 via a compressor 135 or from a pressure accumulator 136.
- a control valve 137 can also be arranged between the pressure reducing valve 134 and the pressure vessel 2, with which e.g. a sinusoidal control of the filling quantity during the filling process for the propellant gas 12 can also take place.
- This sinusoidal quantity control of the propellant gas 12 to be introduced can take place in that the valve wing of the rotary valve rotates at different rotational speeds, corresponding to the arrow shown, whereby the filling quantity can increase or decrease, for example, according to an exponential function at the beginning and at the end of the filling process.
- the vibration drive 126 which can also be arranged in the area of the filling head 127, is activated and sets this or the pressure vessel 2 in vibration. This results in swirling and the application of kinetic energy to the liquid particles of the active substance 9 and, if appropriate, the solvent 10.
- the application of the vibration energy or the kinetic energy to the liquid particles of the active substance 9 or the solvent 10 can be carried out in a wide variety of ways respectively.
- the filling head it is also possible for the filling head to be set into oscillating movements directed perpendicular to the longitudinal axis of the pressure container 2, indicated by double arrows 138, the pressure container 2 being carried along by elastic supports 139 in a sealing plate 140 of the filling head 127.
- the pressure vessel 2 is subjected to vibratory movements in a direction parallel to the longitudinal axis of the pressure vessel 2 - as indicated by double arrows 141.
- the spring elements 125 have an oscillation characteristic aligned in the direction perpendicular to the base plate 124.
- the spring elements 125 for example shown as leaf springs, can then consist of helical compression springs or elastic spring elements made of plastic and / or rubber, which enable the vibrations to be transmitted from the vibration drive 126 to the propellant gas 12.
- This high surface area favors the absorption of the gas into the active ingredient or the mixture, as a result of which a high proportion of the propellant gas can be stored in the active ingredient or mixture.
- the chemical reaction is considerably accelerated, as a result of which the active substance or the mixture with propellant gas can be completely saturated without prior enrichment of the active substance or mixture .
- a volume of the propellant gas in the compressed gas pack is greater than the gas volume which, at the respective filling pressure, fills that volume of the interior 8 which is not filled with the active substance 9 or mixture.
- This effect arises from the fact that part of the gas oversaturates the active ingredient 9 or the mixture and gas molecules are therefore held in a monomolecular or less monomolecular layer of liquid droplets by adhesive forces, regardless of a possible chemical bond in the active ingredient 9 or mixture.
- the application of "mechanical" energy in the form of kinetic energy to the liquid particles increases the surface energy and thus the surface energy density and the surface tension. This reduces the tendency for the liquid particles to unite and increases the adhesive force between liquid particles and gaseous propellants.
- propellant gas 12 This means that a higher concentration of propellant gas 12 can be achieved on the surfaces of the liquid particles of the active substance 9 or of the solvent 10.
- the propellant gas 12 is thereby dissolved more and more quickly in the active substance 9.
- a propellant gas which is a higher percentage in the active ingredient 9 dissolves, a weight ratio between propellant gas 12 and active ingredient 9 of 1:11, while for example in compressed air this ratio is 1:21.
- Such a propellant gas 12 which dissolves strongly in the active ingredient 9 is, for example, CO 2 .
- This effect can be observed in a glass spray can in such a way that the liquid surface tears open and forms fountains that are centimeter high.
- the kinetic energy supply has to take place during the filling process in such a way that the fountain formation becomes maximal. This completes the filling process, ie the two-phase mixture is stabilized for a long time. (Storage time of several years without changing the spray pattern)
- the energy required to discharge the active ingredient 9 through the nozzle 13 is available, the sum of the energy introduced by the compression of the propellant gas and the additional kinetic or thermal energy introduced to the active substance.
- the vapor pressure of the liquid through the gaseous propellant is advantageously carried out and distributed the active ingredient 9 favors.
- FIGS. 10 and 11 Various emptying diagrams 142 and 143 are shown in FIGS. 10 and 11. The degree of emptying is given in percent on the abscissa of the emptying diagrams 142 and 143 and the overpressure in the interior of the pressure vessel 2 in bar on the ordinate.
- the diagram line 146 shown as a full line shows the conditions for air as a propellant gas and a deodorant as an active substance
- the diagram line 147 drawn in broken lines shows the conditions for nitrogen as a propellant gas and a deodorant as an active substance 9.
- these drainage diagrams result 142 and 143 that up to a degree of emptying of approximately 99% there is approximately an overpressure of 2 bar in the interior of the pressure vessel 2.
- a residual amount of active ingredient of approximately 0.05 grams remains. This means that practically the compressed gas pack has been completely emptied.
- FIG. 12 shows, using an embodiment variant of the pressure vessel 2, how this additional energy can be introduced into the active substance 9, which may be mixed with a solvent 10 or into the propellant gas 12.
- a vibrator 149 can be arranged on the bottom 3 of the pressure vessel 2 as the energy source 148.
- a power supply 150 and a control device 151 can be assigned to this.
- the control device 151 can be provided with a button or switch 152 attached to the outside thereof.
- a button or switch 152 attached to the outside thereof.
- the pressure vessel 2 As further indicated by dashed lines, however, it is also possible to supply the pressure vessel 2 with this additional energy for discharging the active substance 9 via an energy source 148 designed as a heating device 153.
- This supply of thermal energy in the pressure vessel 2 or also in its active ingredient 9 and propellant gas 12 can be carried out via radiant heat or, as also indicated, by a heating element 154 arranged in the interior 8 in the active ingredient 9, e.g. a heating element, done by conduction.
- the vibrator 149 or another electrical, inductive or electrochemical energy source to be used in order to supply the active substance 9 and the propellant gas 12 with this additional energy for complete discharge with good spray characteristics.
- the pressure vessel 2 is provided with an additional fill opening 155 with a filler neck 156 in which a check valve 157 is arranged. It would be an advantage with such a training that especially large users, such as hairdressing companies, paint shops, car workshops and the like.,
- the pressure vessel 2 again and again, with an active ingredient 9 delivered in large containers and the propellant gas 12, for example compressed air from a normal one Compressed air network, can fill.
- these pressure vessels 2 are then directly provided with corresponding energy sources 148 or are connected to such energy sources, it is then easily possible, even with such self-fillers, to increase the total energy in the pressure vessel 2 in such a way that a complete discharge of the active ingredient and a corresponding fine one Atomization of the active ingredient 9 can be achieved.
- FIGS. 13 to 15 also show a valve device 5 for use with a filled pressure vessel 2 according to the invention.
- This valve device 5 is arranged, for example, in a cover 122 which closes the pressure vessel 2.
- a valve seat 158 has at its end a circumferential flange 159 which, with the interposition of a sealing washer 160, is pressed firmly against a contact surface 162 by a groove 161 pressed into the cover 122.
- a valve tappet 164 is guided in a longitudinal bore 163, which is operated by means of a compression spring 165 is pressed against the sealing washer 160.
- the valve tappet 164 is pushed inwards against the action of the compression spring 165, and it is now possible via the recess 167 having a larger diameter than the longitudinal bore 163 and in the longitudinal bore 163 arranged longitudinal slots 168 through openings 169 of the active ingredient 9 mixed with the propellant gas 12 enter a channel 170 of the actuating button 15 leading to the nozzle 13.
- valve tappet 164 If the valve tappet 164 is now moved even further against the interior of the pressure vessel 2, a larger amount of active substance 9 and propellant gas 12 can escape, since further longitudinal slots 171 are arranged in this area in addition to the longitudinal slots 168 and thus the passage cross section for the active substance 9 and the propellant gas 12 is increased, in the present case even doubled.
- the recess 167 is additionally connected to the interior 8 of the pressure container 2 via an opening 172.
- a certain amount of propellant gas 12 is also discharged, which causes the active substance 9 to be evenly discharged.
- the amount of the propellant gas 12 which is released at any time with the active ingredient 9 is preset by the cross-sectional area of the opening 172 or a plurality of openings 172.
- the size of the diameter of the opening or openings 172 between 0.05 and 3 mm, the application rate of the liquid or the active substance, the spray pattern and the emptying quantity can be controlled.
- the small diameter is particularly advantageous, in particular less than 0.1 mm, the opening 172 for the remaining gas pressure in the spray can just before 100% emptying.
- a deodorant / air spray can smaller than an outlet pressure of 8 bar and with a small diameter of the opening 172, a residual pressure of 2.5 to 3 bar remains in the interior after 99% emptying.
- the distribution or discharge rate of the active substance 9 can also be influenced by the amount of the additional gas gas 12 flowing out.
- the amount of propellant gas 12 additionally admixed can be determined in a simple manner by the cross-sectional area, that is to say essentially by the diameter of the opening 172. It is advantageous here if the diameter of the opening 172 is between 0.05 to 0.3 mm, preferably between 0.08 to 0.15. Such a resulting cross-sectional area of the opening 172 allows a good mixture and a correspondingly fine distribution of the active substance 9 in the currently known and used valve devices 5 and the diameters of the individual lines used here. Of course, instead of the single opening 172, with the cross-sectional area resulting from the diameter, to provide a plurality of bores or openings, the total cross-sectional area of which corresponds to the cross-sectional area at the given diameter.
- a method for filling the pressure containers 2 described above has also proven to be particularly advantageous, in which, for example, as shown in FIG. 9, the active ingredient 9 is introduced into the pressure container, optionally mixed with a solvent 10, whereupon the latter is closed with the valve device 5 becomes.
- the propellant gas for example nitrogen, CO 2 or compressed air or any other inert gas, is then introduced at a higher filling pressure than the operating pressure, which should be, for example, 8 bar.
- This pressure increase is, for example, 1 bar for nitrogen or other inert gases, 4 bar for CO 2 and 2 bar for compressed air.
- the pressure vessel 2 thus filled with higher pressure is now removed from the filling device 127. Thereafter, energy, in particular kinetic energy, is supplied to the pressure container from outside by vibration, so that the structure of the propellant gas 12 and the active ingredient 9, which may be mixed with solvent 10, is compressed. This supply of energy in particular kinetic energy is carried out until the desired delivery pressure of, for example, 8 bar has been reached in the interior of the pressure vessel 2. As a result of the energy additionally stored in the propellant gas 12 or in the active substance 9, the advantages and advantageous effects already described can be achieved.
- the specified pressure values are only exemplary and it is also possible to work with higher or lower pressures, in accordance with the various regulations in the individual countries. It is only essential that the filling pressure is above the normal consumption pressure and that the filling pressure is then reduced to the consumption pressure by supplying energy or structural compression.
- 16 shows an emptying diagram 173, in which the relationship between the internal pressure in the interior of the compressed gas pack, which is plotted on the abscissa in bar, and the spray rate, which is plotted on the ordinate in g / sec, is shown.
- the spray rate is determined by the design of the valve device 5 in connection with the design of the opening 172.
- the spray rate can be set to 2 g / sec or 1 g / sec when the compressed gas pack is full.
- a diagram line 174 shows the spraying quantity over the constantly decreasing internal pressure in the compressed gas pack starting from a spraying rate of 2 g / sec, while the diagram line 175 shows the course of the spraying rate starting from a spraying rate before g / sec at a maximum filling pressure of 8 bar .
- the invention is based on the principle that the "total energy" (internal energy or enthalpy) of the filling material is increased already in the spray can.
- the energy introduced must essentially be retained in the spray can for longer periods.
- the invention is introduced into kinetic energy in the form of defined vibration vibrations.
- the previously compact liquid is divided into a droplet-like or mist-like "floating state" inside the can.
- the energy increase of the liquid increases the surface energy, the surface energy density and thus the surface tension.
- the increased surface area reduces the tendency for the individual liquid particles to reunite.
- the adhesive forces between the liquid particles and gaseous blowing agents become more effective due to the enlarged surface, the layered, monomolecular (multimolecular) concentration of the blowing gas increases on the surface of the liquid particles. As a result, the propellant gas is "dissolved" more quickly.
- px V is assigned to the work or energy of the gas in question.
- the evaporation work of the liquid is: R x T - px V. It is lower by the work px V of the inert propellant gas pressure than in the normal case where the evaporation work is R x T.
- R gas constant
- T temperature in Kelvin
- p inert gas pressure of the blowing agent
- V fl volume of the liquid.
- An increase in the vapor pressure of the filling liquid in the spray can and ultimately at the moment of spraying is achieved by pressurizing the filling liquid with an inert gas.
- the molecular system organization in liquid water is extremely diverse.
- the dipole-like water can act as a strong electron donor via its oxygen atom and as a strong electron acceptor via its hydrogen atoms.
- This donor-acceptor interaction between the individual water molecules and thus also the interaction with other foreign molecules, e.g. to the propellant gas molecules present in the gaseous phase requires characteristic and extraordinarily variable attractive or holding forces.
- the bond lengths between the individual atoms of a molecule are determined by the number of individual molecules forming a conglomerate. It was thus possible to quantum mechanically calculate that the partial charges in "bound" water molecule, ie three molecules form one unit, for example , are more pronounced than with an "unbound” water molecule, ie a single water molecule.
- the spring constant D is to be interpreted as the holding force (adhesive force, hydrogen bond, intermolecular binding force, etc.) between the individual molecules.
- the effectiveness of the oscillation oscillation according to the invention is not only a question of the energy quantity, but also a dominant question of the Vibration frequency become.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckgaspackung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist. Weiters betrifft diese Erfindung ein Verfahren und eine Fülleinrichtung zum Befüllen von Druckgaspackungen, wie sie im Oberbegriff der Patentansprüche 7 und 21 beschrieben sind.The invention relates to a compressed gas pack, as described in the preamble of
Aus der DE-A- 18 07 556 ist es bekannt, in einem niedrig- bis hochviskosen flüssigen Wirkstoff, der sich in einem mit einem Ventil versehenen Aerosol-Druckbehälter befindet, als Treibmittel Kohlendioxyd (CO2) und Stickoxydol (N2O) einzubringen und zu lösen. Um einen gleichmäßigen Austrag möglichst bis zum vollständigen Austrag des Wirkstoffes zu ermöglichen, soll ein möglichst hoher Teil des Treibmittels in dem niedrig- bis hochviskosen flüssigen Wirkstoff gelöst werden. Um diesen hohen Lösungsanteil dieser Treibmittel im Wirkstoff zu erreichen, wird eine möglichst große Oberfläche des Wirkstoffes dem Treibmittel ausgesetzt und ist dazu der Aerosol-Druckbehälter in die dafür notwendige Lage zu verbringen, in der er zusätzlich Vibrationen ausgesetzt werden muß, um eine großflächige Berührung und einen ausreichenden Übergang zwischen dem Treibmittel und dem Wirkstoff zu ermöglichen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß nur im Wirkstoff lösliche Treibmittel Verwendung finden können und die Aerosol-Druckbehälter aus ihrer üblichen Abfüllage in eine gesonderte Lage verdreht und in dieser geschüttelt werden müssen, wodurch die Anreicherung des Wirkstoffes mit dem Treibmittel nicht gleichzeitig mit dem Einbringen des Wirkstoffes bzw. des Treibmittels erfolgen kann. Dadurch wird die Füllzeit derartiger Aerosol-Druckbehälter verlängert und der Abfüllvorgang verteuert.From DE-A-18 07 556 it is known to introduce carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen oxide (N 2 O) in a low to highly viscous liquid active substance, which is located in an aerosol pressure vessel provided with a valve and solve. In order to enable a uniform discharge as far as possible until the active substance is completely discharged, as high a part of the blowing agent as possible should be dissolved in the low to highly viscous liquid active substance. In order to achieve this high proportion of solution of these propellants in the active ingredient, as large a surface of the active ingredient as possible is exposed to the propellant and the aerosol pressure vessel has to be placed in the necessary position, in which it must also be subjected to vibrations in order to make contact with the surface to allow a sufficient transition between the propellant and the active ingredient. The disadvantage of this method is that only propellants soluble in the active ingredient can be used and the aerosol pressure containers have to be rotated from their usual filling position into a separate position and have to be shaken in this position, so that the enrichment of the active ingredient with the propellant does not occur simultaneously with the introduction of the Active ingredient or the blowing agent can take place. This increases the filling time of such aerosol pressure containers and makes the filling process more expensive.
Weiters ist es aus der FR-A- 2 308 549 bekannt, während des Einbringens eines Wirkstoffes und eines Treibgases in eine Druckgaspackung den Druckbehälter einem Ultraschall auszusetzen. Nachteilig ist hierbei, daß nur durch die Bestrahlung der zu befüllenden Druckgaspackung eine ausreichende Menge an Treibgas in den Wirkstoff nicht eingebracht werden kann, die sicherstellt, daß der gesamte Wirkstoff mit dem Treibgas bis zur gänzlichen Entleerung unter einem ausreichenden Druck ausgetragen werden kann.Furthermore, it is known from FR-A-2 308 549 to expose the pressure container to an ultrasound during the introduction of an active substance and a propellant gas into a compressed gas pack. The disadvantage here is that only by irradiating the pressurized gas pack to be filled can a sufficient amount of propellant gas be introduced into the active substance, which ensures that the entire active substance can be discharged with the propellant gas under sufficient pressure until it is completely emptied.
Bekannte Druckgaspackungen bestehen aus einer sogenannten Spraydose, deren Öffnung mit einer Ventilvorrichtung verschlossen ist. In dieser Spraydose ist ein Treibmittel und ein gegebenenfalls mit einem Lösemittel vermischter Wirkstoff angeordnet. Als Treibmittel wird in den meisten Fällen ein unter Druck oder ein unter seinem Siedepunkt abgekühltes, verflüssigtes Gas eingesetzt. Dafür werden vor allem die nunmehr als umweltschädigend erkannten halogenierten Kohlenwasserstoffe (fluor-, chlor- und/oder bromhältige Kohlenwasserstoffe) verwendet. Durch die Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre tritt eine Destabilisierung des vertikalen Temperaturgefälles der Atmosphäre ein, welches wesentlich zum Treibhauseffekt der Erde beiträgt. Vor allem absorbieren die halogenierten Kohlenwasserstoffe gerade diejenige Infrarotstrahlung und wandeln sie in Wärme um, für welche die Atmosphäre ansonsten nahezu transparent ist.Known compressed gas packs consist of a so-called spray can, the opening of which is closed by a valve device. A propellant and any active ingredient mixed with a solvent are arranged in this spray can. In most cases, the blowing agent used is a liquefied gas under pressure or a liquid that has cooled below its boiling point. For that, above all, are now halogenated hydrocarbons (fluorine-, chlorine- and / or bromine-containing hydrocarbons) recognized as environmentally harmful. The destruction of the ozone layer in the stratosphere destabilizes the vertical temperature gradient of the atmosphere, which contributes significantly to the greenhouse effect of the earth. Above all, the halogenated hydrocarbons absorb just that infrared radiation and convert it into heat for which the atmosphere is otherwise almost transparent.
Durch das Verbot der halogenierten Kohlenwasserstoffe werden derzeit bei Druckgaspackungen auch sogenannte teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet. Diese teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe sind teurer als die bereits verbotenen halogenierten Kohlenwasserstoffe und die Ozonbelastung sowie ein unbekanntes Umweltrisiko bleiben erhalten. Demzufolge ist ein Ersatz der halogenierten Kohlenwasserstoffe durch die teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe nicht möglich.With the ban on halogenated hydrocarbons, so-called partially halogenated hydrocarbons are currently also used in compressed gas packs. These partially halogenated hydrocarbons are more expensive than the already prohibited halogenated hydrocarbons, and ozone pollution and an unknown environmental risk remain. As a result, it is not possible to replace the halogenated hydrocarbons with the partially halogenated hydrocarbons.
Werden anstelle der halogenierten Kohlenwasserstoffe andere Kohlenwasserstoffe wie Propan, Butan oder Isobutan oder andere organische Verbindungen, wie beispielsweise Dimethyläther, als Treibmittel eingesetzt, so entstehen in nachteiliger Weise, besonders im Gemisch mit Luft, hochexplosive Verbindungen, und diese gelten ebenso als Schadstoffe. Darüber hinaus wird beispielsweise der Haarspray auch wäßriger.If, instead of the halogenated hydrocarbons, other hydrocarbons such as propane, butane or isobutane or other organic compounds, such as dimethyl ether, are used as blowing agents, highly explosive compounds are produced, particularly in a mixture with air, and these are also considered to be pollutants. In addition, the hairspray, for example, also becomes more watery.
Bei einer anderen bekannten Druckgaspackung ist der, gegebenenfalls mit einem Lösemittel versetzte Wirkstoff in einem eigenen, elastisch verformbaren Kunststoffbehälter angeordnet, welcher im Innenraum des Druckbehälters befestigt ist. Der Rest des Innenraumes des Druckbehälters wird mit Preßluft unter einem Druck von 8 bar gefüllt. Somit befindet sich die Preßluft zwischen der Wand des Druckbehälters und dem Kunststoffbehälter und übt auf letzteren einen entsprechenden Druck aus. Dabei kommt jedoch die Preßluft mit dem flüssigen Füllgut nicht in Berührung. Der Druckbehälter wird von unten durch ein Ventil mit Preßluft gefüllt. Wird ein Wirkstoff benötigt, so wird die Ventilvorrichtung geöffnet, und durch den auf den elastisch verformbaren Kunststoffbehälter durch die Preßluft ausgeübten Druck wird der Wirkstoff alleine ohne das Treibgas ausgetragen. Nachteilig ist, daß das Einbringen eines eigenen Kunststoffbehälters und das gesonderte Einbringen der Preßluft über einen weiteren externen Eingang nur schwer möglich ist.In another known compressed gas pack, the active ingredient, optionally mixed with a solvent, is arranged in its own, elastically deformable plastic container, which is fastened in the interior of the pressure container. The rest of the interior of the pressure vessel is filled with compressed air at a pressure of 8 bar. Thus, the compressed air is between the wall of the pressure container and the plastic container and exerts a corresponding pressure on the latter. However, the compressed air does not come into contact with the liquid product. The pressure vessel is filled with compressed air from below through a valve. If an active ingredient is required, the valve device is opened and the active ingredient is discharged alone without the propellant gas due to the pressure exerted on the elastically deformable plastic container by the compressed air. The disadvantage is that the introduction of its own plastic container and the separate introduction of the compressed air via a further external input is difficult.
Bei einer weiteren bekannten Druckgaspackung ist im Inneren des Druckbehälters ein eigener Druckgasbehälter vorgesehen, welcher gleichzeitig mit der Betätigung der Ventilvorrichtung zum Entnehmen des Wirkstoffes das Druckgas aus dem Druckbehälter in den mit Füllgut gefüllten Innenraum des Druckbehälters einströmen läßt. Nachteilig ist, daß bei dieser Druckgaspackung zwei Druckbehälter benötigt werden, wodurch das Gewicht, die Herstellkosten und schlußendlich die Transportkosten erheblich höher sind.In another known pressurized gas pack, a separate pressurized gas container is provided in the interior of the pressurized container, which presses the pressurized gas from the pressurized container simultaneously with the actuation of the valve device for removing the active substance can flow into the interior of the pressure vessel filled with filling material. The disadvantage is that two pressure vessels are required with this compressed gas pack, whereby the weight, the manufacturing costs and ultimately the transport costs are considerably higher.
Schließlich hat man auch versucht, die Entnahme des Wirkstoffes und dessen Verteilung durch einen Sprühvorgang, durch Sprühdosen mit aufgesetzter Handpumpe, vorzunehmen. Abgesehen davon, daß diese Handpumpen von vielen Verbrauchern nicht akzeptiert werden und bei Berufen, die einen ständigen Einsatz derartiger Sprühdosen verlangen, wie beispielsweise bei Friseuren, zu Berufserkrankungen wie Schleimbeutel- und Sehnenscheidenentzündungen führen. Dazu kommt, daß mit diesen auf die Sprühdosen aufgesetzten Handpumpen ein Einsatz in verschiedenen Einsatzgebieten nicht möglich ist, da, wie beispielsweise bei der Lackierung, der Sprühvorgang zu unregelmäßig ist.Finally, attempts have also been made to remove the active ingredient and distribute it by spraying, using spray cans with a hand pump attached. Apart from the fact that these hand pumps are not accepted by many consumers and lead to occupational diseases such as bursitis and tendonitis in occupations that require constant use of such spray cans, such as hairdressers. In addition, with these hand pumps placed on the spray cans, use in different areas of application is not possible, since, for example in the case of painting, the spraying process is too irregular.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgaspackung zu schaffen, die mit umweltfreundlichen Treibgasen gefüllt werden kann und ein ökonomisches Austragen des in dieser gelagerten Wirkstoffes ermöglicht. Darüber hinaus soll auch ein Verfahren zum raschen Befüllen der Druckbehälter mit Wirkstoff und Treibgas für eine lange Lagerdauer, sowie eine Fülleinrichtung zum raschen Befüllen der Druckbehälter geschaffen werden.The present invention has for its object to provide a pressurized gas pack that can be filled with environmentally friendly propellant gases and enables the active ingredient stored therein to be discharged economically. In addition, a method for the rapid filling of the pressure vessels with active substance and propellant gas for a long storage period and a filling device for the rapid filling of the pressure vessels are also to be created.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß nunmehr alle, vor allem umweltfreundliche Gase als Treibmittel für Spraydosen verwendet werden können. So ist es in vorteilhafter Weise nunmehr möglich, aus der Luft gewonnene Treibgase, wie beispielsweise Preßluft, Stickstoff, Edelgase oder CO2, zu verwenden. Damit ist ein ständiger Zyklus zwischen dem Treibgas und der Atmosphäre möglich. Die aus der Luft gewonnenen Stoffe, wie z.B. Stickstoff, werden in die Dosen eingefüllt und mit dem Austragen des Wirkstoffes wieder der Atmosphäre bzw. der Luft zugeführt. Durch die Anreicherung des Gemisches mit insbesondere kinetischer Energie steht zum Versprühen des Gemisches eine höhere Energie zur Verfügung als die durch das unter Druck eingebrachte Treibgas. Ein weiterer überraschender Vorteil dieser Lösung liegt aber auch darin, daß durch den während der Entnahme des Wirkstoffes aus dem Innenraum des Druckbehälters entstehenden höheren Dampfdruck ein ähnlicher Effekt wie bei den in flüssiger Form in den Innenraum der Druckbehälter eingebrachten Treibmittel erzielt wird, und daß dadurch über eine längere Entnahmedauer ein höherer Druck des Treibgases im Innenraum der Druckgaspackung erhalten bleibt, da die feine Versprühung durch den sich vermindernden Dampfdruck unterstützt wird und daher nahezu der gesamte Wirkstoff einwandfrei ausgebracht bzw. versprüht werden kann. Damit kann in überraschender Weise der bei den bisher bekannten Spraydosen durch das schlagartige Verdampfen der unter Druck verflüssigten Treibmittel beim Austritt in die Atmosphäre entstandene Effekt auch mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielt werden. Überdies wird dadurch das Gesamtgewicht einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung gering gehalten und eine ausreichende Menge an Treibgas zum Ausbringen des gesamten, gegebenenfalls mit dem Lösemittel verbundenen Wirkstoff, sichergestellt.This object of the invention is achieved by the features specified in the characterizing part of
Der überraschende nicht vorhersehbare Effekt bei dieser erfindungsgemäßen Lösung beruht darauf, daß durch die hohe Adhäsionskraft der Wassermoleküle immer Molekül-Konglomerate gebildet werden, die aus mehreren Einzelmolekülen bestehen. Dadurch daß diese Molekül-Konglomerate in eine Resonanzschwingung gebracht werden, teilen sich durch die hohe Energieeinbringung bei der Resonanzschwingung die Moleküle eines Molekül-Konglomerats in kleinere Molekül-Konglomerate, also beispielsweise Molekül-Konglomerate aus fünf Molekülen in Molekül-Konglomerate mit nur zwei oder drei Molekülen, auf. Dadurch wird aber die Oberflächenenergie an den einzelnen kleineren Molekül-Konglomeraten erhöht und steht eine größere Oberfläche zur Anreicherung bzw. Anbindung von Gasmolekülen über die Adhäsionskräfte an den Flüssigkeitsmolekülen zur Verfügung. Dadurch kommt es zu der als Übersättigung bezeichneten Anreicherung von Gasmolekülen an der Oberfläche der Wassermoleküle bzw. der kleineren Molekül-Konglomerate. Vorteilhaft ist dabei noch, daß durch die vordefinierte Eigenfrequenz, durch die die größeren Molekular-Konglomerate in eine Resonanzschwingung versetzt und dadurch aufgeteilt werden, bedingt durch das Frequenzband der Schwingungen, die Verkleinerung der Molekül-Konglomerate selbsttätig begrenzt wird. Diese Aufteilung in kleinere Molekül-Konglomerate endet dann selbst, wenn aufgrund der sich verringernden Masse der aufgeteilten großen Molekül-Konglomerate die verbleibenden kleineren Molekül-Konglomerate, bedingt durch Ihre kleinere Masse, nicht mehr in Resonanzschwingung versetzt werden können. Dadurch wird eine zu feine Aufteilung oder Zerkleinerung der Molekül-Konglomerate selbsttätig verhindert.The surprising, unforeseeable effect with this solution according to the invention is based on the fact that the high adhesive force of the water molecules always forms molecule conglomerates which consist of several individual molecules. Due to the fact that these molecular conglomerates are brought into a resonance oscillation, the molecules of a molecular conglomerate are divided into smaller molecular conglomerates, for example molecular conglomerates of five molecules into molecular conglomerates with only two or three, due to the high energy input during the resonance oscillation Molecules, on. As a result, however, the surface energy at the individual smaller molecule conglomerates is increased and a larger surface is available for the enrichment or connection of gas molecules via the adhesive forces on the liquid molecules. This leads to the accumulation of gas molecules, known as supersaturation, on the surface of the water molecules or the smaller molecule conglomerates. It is also advantageous that the reduction of the molecular conglomerates is automatically limited by the predefined natural frequency, by means of which the larger molecular conglomerates are set into a resonance oscillation and thereby divided, due to the frequency band of the oscillations. This division into smaller molecular conglomerates ends even when, owing to the decreasing mass of the divided large molecular conglomerates, the remaining smaller molecular conglomerates, due to their smaller mass, can no longer be made to resonate. This automatically prevents the molecular conglomerates from being too finely divided or crushed.
Bei der Ausführungsvariante nach Patentanspruch 2 wird erreicht, daß bei derartigem Drücken derzeit im Handel standardmäßig angeordnete Druckgaspackungen verwendet werden können.In the embodiment variant according to
Eine andere Ausführungsvariante beschreibt Patentanspruch 3. Dadurch ist es möglich, mehr Treibgas im Innenraum des Druckbehälters einzubringen, als dies beim jeweiligen Fülldruck aufgrund des nach Einbringen des Wirkstoffes bzw. Gemisches verbleibenden restlichen Volumens des Innenraums des Druckbehälters möglich wäre.Another embodiment variant describes
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 beschrieben, wodurch bis zum gänzlichen Ausbringen des Wirkstoffes eine ausreichende Menge an Treibgas vorhanden ist. Die zusätzliche unabhängige Energie kann immer dann aufgebracht werden, wenn sie benötigt wird, sodaß eine sichere Funktion der Druckgaspackung auch bei langer Lagerdauer erzielbar ist.Another further development of the invention is described in
Eine weitere Ausführungsform ist im Patentanspruch 5 beschrieben, wodurch die Erhöhung der Oberflächenenergie immer gezielt vor einer weiteren Benutzung der Druckgaspackung aufgebracht werden kann.A further embodiment is described in
Von Vorteil ist aber auch eine weitere Ausführungsform nach Patentanspruch 6, wodurch eine innige Energieübertragung und damit eine geringe Verlustleistung beim Einbringen der Energie in das Gemisch erzielbar ist.Another embodiment according to
Die Erfindung umfaßt weiters auch ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 7 beschrieben ist.The invention also includes a method as described in the preamble of
Dieses Verfahren ist durch die, im Kennzeichenteil des Patentanspruches 7, angegebenen Maßnahmen gekennzeichnet. Vorteilhaft ist, daß dadurch das Gesamtgewicht der Druckgaspackungen verringert und ohne halogenisierte Kohlenwasserstoffe für das Austreiben des Wirkstoffes das Auslangen gefunden werden kann.This method is characterized by the measures specified in the characterizing part of
Vorteilhaft sind aber auch die Maßnahmen gemäß Kennzeichenteil des Patentanspruches 8, da dadurch die Oberflächenenergie, die Oberflächendichte und die Oberflächenspannung steigen und die Adhäsionskräfte zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigem Treibmittel wirksamer werden. Dies bedeutet eine höhere Gaskonzentration an der Oberfläche der Flüssigkeitsteilchen, sodaß das gasförmige Treibmittel bzw. das Treibgas stärker und schneller gelöst wird. Damit können die Füllzeiten für die erfindungsgemäßen Druckgaspackungen kurz gehalten werden.However, the measures according to the characterizing part of
Vorteilhaft sind aber auch die Maßnahmen gemäß Kennzeichenteil des Patentanspruches 9, da dadurch in einfacher Form die zusätzliche Energie in das Gemisch eingebracht werden kann und andererseits auch durch die Expansion des Treibgases, aufgrund der Temperaturerhöhung, ein besseres Ausragergebnis erzielt wird.However, the measures according to the characterizing part of
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind im Patentanspruch 10 beschrieben. Durch die Zufuhr der kinetischen Energie kann der Innendruck im Druckbehälter in vorteilhafter Weise verringert werden, sodaß eine ausreichende Sicherheit gegenüber dem maximal zulässigen Fülldruck während der Lagerung und Benutzung besteht, wobei jedoch die gespeicherte Energie im Inneren des Druckbehälters größer ist als bei normaler Füllung.Further advantageous measures are described in
Vorteilhaft ist eine Variante nach Patentanspruch 11, da dadurch das Einleiten der kinetischen Energie durch entsprechende Steuerung des Treibgasdruckes bzw. der Treibgasgeschwindigkeit beim Eintreten in den Wirkstoff erzeugt werden kann.A variant according to
Bei der Ausführungsvariante nach Patentanspruch 12 ist es dagegen möglich, die kinetische Energie über den Druckbehälter auf den Wirkstoff zu übertragen.In the embodiment variant according to
Schließlich ist auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 13 vorteilhaft, da dadurch der Durchsatz an der Füllstation erhöht werden kann.Finally, a procedure according to
Weiters ist auch eine Ausführung nach Patentanspruch 14 von Vorteil, da dadurch eine intensive Energieeinbringung erzielt wird.Furthermore, an embodiment according to
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung beschreibt Patentanspruch 15, wodurch eine gute Durchmischung und dadurch eine intensive Gaseinbringung in das Gemisch erzielt wird.Another advantageous embodiment describes
Bei den Maßnahmen nach Patentanspruch 16 ist es möglich, das Aufbringen der kinetischen Energie auf den Wirkstoff durch das Treibgas selbst zu bewirken, sodaß aufwendige zusätzliche Vorrichtungen zum Aufbringen der kinetischen Energie eingespart werden können.With the measures according to
Vorteilhaft ist auch eine weitere Vorgangsweise nach Patentanspruch 17, da dadurch eine Überbeanspruchung des Druckbehälters beim Einfüllen des Wirkstoffes bzw. des Treibgases, insbesondere eine Überdehnung, verhindert werden kann.A further procedure according to
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten beschreiben die Patentansprüche 18 und 19, weil durch die zugeführte Energie der Füllvorgang abgekürzt und eine gute Durchmischung erzielt wird. Dies führt in weiterer Folge zu einem kostensparenden und wirtschaftlichen Abfüllvorgang.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung nach Patentanspruch 20, weil dadurch rasch eine gewünschte Druckänderung beim Abfüllen erreicht werden kann.A further development according to
Die Erfindung umfaßt weiters auch eine Fülleinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 21 beschrieben ist.The invention also includes a filling device as described in the preamble of claim 21.
Diese Fülleinrichtung ist durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 21 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Vorteilhaft ist, daß nunmehr für eine bevorzugte Ausführungsvariante, bei der als Treibgas Preßluft oder aus der Luft gewonnene Treibgase wie Stickstoff zum Austreiben von Wirkstoffen aus einem Wasser/Alkohol-Gemisch eine Fülleinrichtung verwendet wird, eine Übersättigung der Flüssigkeitsmolekül-Konglomerate mit dem Treibgas, nämlich der Preßluft bzw. dem Stickstoff, erzielt werden kann. Weiters wird dadurch ein hoher Restdruck beim Austragen des Wasser/Alkohol-Gemisches und ein feines Versprühen desselben einerseits und andererseits eine nahezu vollständige Entleerung sowie eine außerordentlich kurze Füllzeit der Druckgaspackung erreicht. Damit wird unter Verwendung dieser Fülleinrichtung und bei Verwendung dieses angegebenen Gemisches und Treibgases eine wirtschaftliche Befüllung von Druckgaspackungen mit umweltverträglichen Treibgasen erstmals möglich.This filling device is characterized by the features specified in the characterizing part of claim 21. It is advantageous that now for a preferred embodiment variant, in which compressed air is used as the propellant gas or propellant gases obtained from the air, such as nitrogen, to expel active substances from a water / alcohol mixture, a supersaturation of the liquid molecule conglomerates with the propellant gas, namely the compressed air or nitrogen. Furthermore, a high residual pressure when discharging the water / alcohol mixture and a fine spraying of the same on the one hand and on the other hand an almost complete emptying as well as an extremely short filling time of the compressed gas pack is achieved. With this filling device and when using this specified mixture and propellant gas, it is now possible for the first time to economically fill compressed gas packs with environmentally friendly propellant gases.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
- Fig. 2
- eine andere Ausführungsvariante der Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäße Druckgasverpackung in Seitenansicht, geschnitten;
- Fig. 3
- den Ventilsitz mit dem an diesen angeformten Einströmkanälen gemäß Fig. 2 in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung;
- Fig. 4
- an Hand eines Diagrammes die Austragdauer für den Wirkstoff und den in der Druckgaspackung verbleibenden Restdruck nach dem Ausbringen des Wirkstoffes bei einem in Fig. 1 schematisch durch Punkte dargestellten starken Sprühstrahl;
- Fig. 5
- ein Diagramm gemäß Fig. 4, jedoch beim Ausbringen des Wirkstoffes mit einem schwachen Sprühstrahl, wie dieser in Fig. 1 in strichlierten Linien dargestellt ist; strichlierten Linien dargestellt ist;
- Fig. 6
- eine andere Ausführungsvariante einer Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
- Fig. 7
- eine erfindungsgemäß ausgebildete Füllvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 8
- eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
- Fig. 9
- eine Füllvorrichtung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 10
- ein Entleerungsdiagramm mit der Austragmenge für den durch Wasser gebildeten Wirkstoff und den in der Druckgaspackung verbleibenden Restdruck nach dem Ausbringen des Wirkstoffes;
- Fig. 11
- ein weiteres Entleerungsdiagramm gemäß Fig.10, jedoch beim Ausbringen eines Deodorants als Wirkstoff;
- Fig. 12
- eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 13
- eine Ventilvorrichtung für eine erfindungsgemäße Druckgaspackung in Seitenansicht, geschnitten;
- Fig. 14
- die Ventilvorrichtung in Draufsicht, geschnitten gemäß den Linien XIV-XIV in Fig.13;
- Fig. 15
- die Ventilvorrichtung in Draufsicht, geschnitten gemäß den Linien XV-XV in Fig.13;
- Fig. 16
- ein Entleerungsdiagramm, in dem der Druckverlauf im Innenraum der Druckgaspackung im Verhältnis zur erzielten Aussprührate gezeigt ist.
- Fig. 1
- a compressed gas pack designed according to the invention in side view, cut;
- Fig. 2
- another embodiment of the valve device for a compressed gas packaging according to the invention in side view, cut;
- Fig. 3
- the valve seat with the molded-in inflow channels according to FIG 2 in a simplified, diagrammatic representation.
- Fig. 4
- on the basis of a diagram, the discharge time for the active ingredient and the residual pressure remaining in the pressurized gas pack after the active ingredient has been applied in the case of a strong spray jet, shown schematically by dots in FIG. 1;
- Fig. 5
- a diagram of Figure 4, but when applying the active ingredient with a weak spray, as shown in Fig. 1 in dashed lines. dashed lines are shown;
- Fig. 6
- another embodiment variant of a valve device for a pressurized gas pack designed according to the invention in side view, cut;
- Fig. 7
- a filling device designed according to the invention for a compressed gas pack designed according to the invention in side view, sectioned and simplified schematic representation;
- Fig. 8
- another embodiment of a compressed gas pack according to the invention in side view, cut;
- Fig. 9
- a filling device for a pressurized gas pack designed according to the invention in side view, sectioned and simplified schematic representation;
- Fig. 10
- a discharge diagram with the discharge amount for the active ingredient formed by water and the residual pressure remaining in the pressurized gas pack after the active ingredient has been applied;
- Fig. 11
- another emptying diagram according to Figure 10, but when applying a deodorant as an active ingredient;
- Fig. 12
- another embodiment variant of a pressurized gas pack according to the invention in side view, sectioned and simplified schematic representation;
- Fig. 13
- a valve device for a compressed gas pack according to the invention in side view, cut;
- Fig. 14
- the valve device in plan view, cut along the lines XIV-XIV in Fig.13;
- Fig. 15
- the valve device in plan view, cut along the lines XV-XV in Fig.13;
- Fig. 16
- a discharge diagram, in which the pressure curve in the interior of the compressed gas pack is shown in relation to the spray rate achieved.
In Fig. 1 ist eine Druckgaspackung, die als Druckzerstäuberdose 1 ausgebildet ist, dargestellt. Diese besteht aus einem Druckbehälter 2, der an seinem von einem Boden 3 abgewendeten Ende mit einer Öffnung 4 versehen ist. Die Öffnung 4 ist durch eine Ventilvorrichtung 5 verschlossen. Ein mit der Ventilvorrichtung 5 gekuppeltes Steigrohr 6 endet möglichst in einem unteren Bereich 7 des Bodens 3.In Fig. 1, a pressurized gas pack, which is designed as a
Im Innenraum 8 des Druckbehälters 2 ist ein Wirkstoff 9 eingefüllt, der gegebenenfalls mit einem schematisch durch Kreise angedeuteten Lösemittel 10 vermischt ist. Ein oberhalb des Wirkstoffes 9 befindliches Volumen 11 des Innenraumes 8 ist mit einem schematisch durch Punkte angedeuteten Treibgas 12 gefüllt, das, beispielsweise, auf einen Druck von 8 bar, verdichtet ist.In the
Ein Gewicht, des gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 ist zumindest viermal so hoch, wie das Gewicht des auf etwa 8 bar verdichteten Treibgases, welches das Volumen 11 füllt.A weight of the
Die Ventilvorrichtung 5 umfaßt eine die Verbindung zwischen dem Steigrohr 6 und einer Düse 13 unterbrechende Sperrplatte 14, die mit einem Betätigungsknopf 15 und einem mit diesem bewegungsverbundenen Ventilträger 16 verbunden ist, der unter der Wirkung einer Schließfeder 17 steht, die versucht, die Sperrplatte 14 gegen einen Ventilsitz 18 zu drücken.The
Je weiter der Betätigungsknopf 15 in Richtung eines Pfeiles in Richtung des Druckbehälters 2 gedrückt wird, umso größer wird ein Durchströmquerschnitt von im Ventilträger 16 angeordneten Öffnungen 19, durch die der Wirkstoff 9 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eintreten und zur Düse 13 durchtreten kann. Je nachdem, wie weit der Betätigungsknopf 15 hineingedrückt wird, kann ein schwacher Sprühstrahl 20, wie er in strichlierten Linien angedeutet ist, und ein starker Sprühstrahl 21, wie er schematisch mit Punkten dargestellt ist, erreicht werden. Damit kann auch die in der Zeiteinheit abgegebene Menge des Wirkstoffes 9 verändert werden.The further the
Durch das Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9, können die Adhäsionskräfte zwischen diesen Flüssigkeitsteilchen und dem gasförmigen Treibmittel erhöht werden. Dies bedeutet, daß eine höhere Gaskonzentration an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen erzielbar wird.By applying a kinetic energy to the liquid particles of the
Für eine zufriedenstellende Sprühcharakteristik des mit dem Treibgas 12 ausgetragenen Wirkstoffes 9, der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischt ist, ist neben der Düsenart, der inneren Geometrie der Düse und dem Verhältnis von Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz bzw. dem Druck vor der Düse gemäß der erfindungsgemäßen Erkenntnis, auch der Dampfdruck der Flüssigkeit durch das gasförmige Treibmittel in vorteilhafter Weise wirksam. Je inerter sich das gasförmige Treibmittel nämlich gegenüber der Flüssigkeit verhält, desto größer ist die Erhöhung des Dampfdruckes der Flüssigkeit.For a satisfactory spray characteristic of the
Die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase lautet: p*Vfl = R*T. In dieser Gleichung ist p*Vfl der Arbeit oder Energie des betreffenden Gases zuzuordnen. Beim Verdampfen eines Mols der Flüssigkeit unter dem Gasdruck des inerten Treibmittels beträgt die Verdampfungsarbeit der Flüssigkeit: R*T -p*Vfl. Sie ist um die geleistete Arbeit p*Vfl des inerten Treibmittelgasdruckes geringer als im Normalfall, wo die Verdampfungsarbeit R*T beträgt. In diesen Gleichungen ist R = Gaskonstante, T = Temperatur in Kelvin, p = inerter Gasdruck des Treibmittels und Vfl = Volumen der Flüssigkeit.The thermal equation of state for ideal gases is: p * V fl = R * T. In this equation, p * V fl is assigned to the work or energy of the gas in question. When one mole of the liquid evaporates under the gas pressure of the inert propellant, the work of evaporation of the liquid is: R * T -p * V fl . The work p * V fl of the inert propellant gas pressure is lower than in the normal case where the evaporation work is R * T. In these equations, R = gas constant, T = temperature in Kelvin, p = inert gas pressure of the blowing agent and V fl = volume of the liquid.
Mit der Erniedrigung der Verdampfungsarbeit steigt daher der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Dies bewirkt, daß die Flüssigkeit eine gute Sprühcharakteristik zeigt. Dadurch ist es mit dem erfindungsgemäß komprimierten Treibgas 12 möglich, einen in etwa ähnlichen Sprüheffekt zu erreichen, wie er mit den verflüssigten Treibgasen, die also dem Wirkstoff 9 in flüssiger Form zugemengt werden, z.B. den chlorierten Kohlenwasserstoffen, erreicht wird.The vapor pressure of the liquid therefore rises with the lowering of the evaporation work. This causes the liquid to show good spray characteristics. This makes it possible with the
Des weiteren bewirkt diese Veränderung im Dampfdruck des inerten Treibgases 12 trotz des Absinkens des Treibmittelgasdruckes mit der Entleerung nach dem Versprühen der gesamten Menge an Wirkstoff 9, also der Entleerung des Innenraumes 8, daß in Abhängigkeit von der verwendeten Düse ein Restdruck von 0,5 bis 3 bar in dem Druckbehälter 2 vorhanden ist. Damit wird auch sichergestellt, daß der gesamte Wirkstoff 9, sowie das gegebenenfalls mit diesem vermischte Lösemittel 10 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 ausgetragen werden kann.Furthermore, this change in the vapor pressure of the
Diese vorgeschilderten Vorteile können nunmehr aber mit umweltverträglichen Treibgasen 12, wie beispielsweise verdichteter Luft, verdichtetem Stickstoffgas, verdichtetem Edelgas, aber auch Kohlendioxydgas und dgl., erreicht werden. Damit wird sowohl die Geruchsbelästigung als auch die in vielen Fällen hohe Explosionsgefahr, die bei den derzeit an Stelle der halogenierten Kohlenwasserstoffe verwendeten Treibgas 12, wie Propan, Butan, Isobutan und dgl., auftreten, vermieden.These advantages described above can now be achieved with environmentally
In Fig. 2 und 3 ist eine mögliche Ventilvorrichtung 5 in größerem Maßstab dargestellt. Diese Ventilvorrichtung 5 besteht aus einem Ventilträger 16, in dem eine Hülse 22 eingepreßt ist, die einen Ventilsitz 18 aufweist.2 and 3, a
Wie besser aus Fig. 3 ersichtlich, weist diese Hülse 22, in Anschluß an den Ventilsitz, mehrere durch Schlitze 23 gebildete Einströmkanäle 24 auf. Diese Schlitze 23 sind in dem vom Ventilsitz 18 abgewendeten Ende offen und erstrecken sich etwa bis auf eine Distanz 25 in Richtung des Ventilsitzes 18. Der Ventilsitz ist bevorzugt kegelförmig ausgebildet und wirkt mit einem Ausströmöffnungen 26 aufweisenden Sperrteil 27, insbesondere einem Ventilkegel, zusammen.As can be seen more clearly from FIG. 3, this
Die Schlitze 23 sind dagegen in einem zylindrischen Mantel 28 angeordnet, der unmittelbar an den Ventilsitz 18 anschließt und bevorzugt einstückig mit diesem ausgebildet ist. Eine äußere Umfangsfläche dieses zylindrischen Mantels 28 liegt an einer Innenwand 29 einer Bohrung des Ventilträgers 16 dichtend an, während in einer Bohrung 30 des Mantels 28 ein zylindrischer Steuerkolben 31 geführt ist. Der mit dem Sperrteil 27, bevorzugt einen gemeinsamen Bauteil bildende Steuerkolben 31, ist gemeinsam mit diesem durch eine Schließfeder 17, die eine Vorspannkraft 32 erzeugt, auf den Ventilsitz 18 gepreßt. Gegen die Wirkung dieser Vorspannkraft 32 kann der Steuerkolben 31 bzw. der Sperrteil 27 über einen Betätigungsknopf 15 in Richtung einer Auflagefläche 33 für die Schließfeder 17 im Ventilträger 16 bewegt werden.The
Sowohl die Hülse 22, als auch der Sperrteil 27 bzw. der Steuerkolben 31 und die Bohrung 30 sind konzentrisch zu einer Längsachse 34 der Ventilvorrichtung 5 angeordnet. Zur Befestigung des Steigrohres 6 ist der Ventilträger 16 mit Schlauchhalter 35 ausgestattet. Im Bereich der Schließfeder 17 ist im Ventilträger 16 weiters eine Öffnung 36 angeordnet, die den Innenraum des Ventilträgers mit dem umgebenden Innenraum des Druckbehälters 2 verbindet.Both the
Dies bewirkt nunmehr, daß bei jeder Betätigung des Betätigungsknopfes 15 zum Entnehmen eines Wirkstoffes 9 diesem zusätzlich zu dem mit dem Wirkstoff 9 mitgerissenen Treibgas 12, welches über das Steigrohr 6 den Schlitzen 23 zugeführt wird, direkt in der Ventilvorrichtung 5 über die Öffnung 36 weiteres Treibgas 12 zugemischt wird. Durch dieses Zumischen des Treibgases 12 wird auch bei unterschiedlichen Entnahmemengen des gegebenenfalls mit einem Lösemittel 10 versetzten Wirkstoffes 9 ein annähernd gleiches Sprühverhalten beim Austritt aus der Düse 13 erreicht. Wird dagegen der Betätigungsknopf 15 losgelassen, so drückt die Schließfeder 17 den Steuerkolben 31 mit seinem die Ausströmöffnungen 26 aufweisenden Sperrteil 27 gegen den kegeligen Ventilsitz 18, wodurch ein weiterer Eintritt des Wirkstoffes 9 bzw. des Treibgases in den Steuerkolben 31 unterbunden wird. Aufgrund der Labyrinthwirkung, die zwischen dem Zylindermantel 28 des zylindrischen Steuerkolbens 31 und den kegelförmigen Sperrteil 27 bzw. Ventilsitz 18 geschaffen wird, wird eine hohe Dichtigkeit der Ventilvorrichtung 5 erreicht.This now causes that each time the
In den Fig. 4 und 5 ist anhand der Diagramme gezeigt, daß in Abhängigkeit von der Art der Entnahme des Wirkstoffes 9 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 aufgrund der Menge an direkt zugeführtem Treibgas 12 in der Ventilvorrichtung 5 der Restdruck in dem Druckbehälter 2 dann höher ist, wenn der Wirkstoff 9 mit dem gegebenenfalls diesem beigesetzten Lösemittel 10 durchgehend mittels eines starken Sprühstrahles 21, wie dieser in Fig. 1 schematisch durch Punkte dargestellt ist, ausgetragen wird.4 and 5 it is shown on the basis of the diagrams that, depending on the type of removal of the
Der Vergleich zeigt, daß bei ausschließlicher Verwendung eines schwachen Sprühstrahles 20 zum Austragen des Wirkstoffes 9 die Sprühzeit länger wird und der Restdruck auf bis zu 0,5 bar gegenüber 3 bar beim Austragen des Wirkstoffes 9 mit einem starken Sprühstrahl 21 absinken kann.The comparison shows that if only a
Bei beiden Diagrammen in Fig. 4 und 5 wird dabei von einem Fülldruck des Druckbehälters 2 von 8 bar ausgegangen. Zeiteinheit wurde deshalb keine angegeben, da die gesamte Austragsdauer in starker Abhängigkeit von der Düsenausbildung bzw. der Füllmenge steht. Die Zeitdauer wurde daher im vorliegenden Fall empirisch ermittelt und gegenübergestellt.In the case of both diagrams in FIGS. 4 and 5, a filling pressure of the
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante wird eine Verbindung zwischen dem Steigrohr 6 und der Düse 13 über Durchlässe 37, die in der Sperrplatte 14 angeordnet sind, hergestellt. Die Sperrplatte 14 wird durch die Wirkung der mit der Schließfeder 17 in Richtung des Ventilsitzes 18 ausgeübten Vorspannkraft 32 gegen den Ventilsitz 18 gepreßt. Dadurch, daß sich die Durchlässe 37 in jenem Bereich befinden, in dem die Sperrplatte 14 auf dem Ventilsitz 18 aufliegt, ist in diesem Zustand - der in Fig. 6 in vollen Linien dargestellt ist - ein Durchtritt des Wirkstoffes 9 vom Steigrohr 6 zur Düse 13 unterbunden.In the embodiment variant shown in FIG. 6, a connection is made between the
Wird dagegen durch einen Druck auf den Betätigungsknopf 15 die Sperrplatte 14 vom Ventilsitz 18 abgehoben, so kann der Wirkstoff 9 durch Durchlässe 37 in ein, mit dem Betätigungsknopf 15 fix verbundenes Rohr, welches in dem Ventilsitz 18 in Längsrichtung gleitend geführt ist, und in Richtung der Düse 13 hindurchtreten.However, if the locking
Zur Dosierung der auszutragenden Menge an Wirkstoff 9 ist auf der vom Ventilsitz 18 abgewendeten Seite der Sperrplatte 14 ein Dosierkolben 38 angeordnet, der mit einem, sich in Richtung des Schlauchhalters 35, verjüngenden Kegel ausgebildet ist.For metering the amount of
Diesem Dosierkolben 38 ist eine Dosierfläche 39 zugeordnet, wobei die ausgetragene Menge an Wirkstoff 9 bei einer zunehmenden Größe der Bewegung der Sperrplatte 14 in Richtung des Schlauchhalters 35 für das Steigrohr 6 abnimmt. In der Dosierfläche 39 sind Öffnungen 36 angeordnet, die unmittelbar in den Innenraum 8 des Druckbehälters 2 münden, in welchem lediglich das Treibgas 12 angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß gleichzeitig mit dein Austreten des gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 eine entsprechend durch die Querschnittsfläche der Öffnung 36 voreinstellbare Menge an Treibgas 12 zugemischt werden kann. Damit kann die Verteilung bzw. die Austragsgeschwindigkeit des Wirkstoffes 9 zusätzlich beeinflußt werden.A metering surface 39 is assigned to this
Die Menge des zusätzlich zugemischten Treibgases 12 kann dabei in einfacher Weise durch die Querschnittsfläche, also im wesentlichen durch den Durchmesser der Öffnung 36, bestimmt werden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Durchmesser der Öffnung 36 zwischen 0,05 bis 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,08 bis 0,15 mm, beträgt. Eine derartige sich daraus ergebende Querschnittsfläche der Öffnung 36 erlaubt, bei den derzeit bekannten und verwendeten Ventilvorrichtungen 5 und den dabei verwendeten Durchmessern der einzelnen Leitungen eine gute Mischung und eine entsprechend feine Verteilung des Wirkstoffes 9. Selbstverständlich ist es möglich an Stelle einer einzigen Öffnung 36 mit der sich aus dem Durchmesser ergebenen Querschnittsfläche mehrere Bohrungen bzw. Offnungen vorzusehen, deren gesamte Querschnittfläche der Querschnittsfläche bei dem vorangegebenen Durchmesser entspricht.The amount of
Weiters wird durch die Anordnung der Öffnungen 36 im Bereich der Dosierfläche 39 erreicht, daß bei einem Hineindrücken des Betätigungsknopfes 15 um ein Ausmaß, bei welchem der Dosierkolben 38 dicht an der Dosierfläche 39 anliegt und demgemäß kein Wirkstoff 9 mehr in Richtung der Düse 13 hindurchtreten kann, gleichzeitig auch die Zufuhr bzw. das Hindurchtreten von Treibgas 12 durch die Öffnung bzw. die Öffnungen 36 unterbunden ist. Damit wird verhindert, daß bei einem zu tiefen Eindrücken des Betätigungsknopfes 15 gegebenenfalls nur die Zufuhr von Wirkstoff 9 unterbunden wird und unter Umständen das gesamte Treibgas 12 abgeblasen wird. In so einem Fall würde dann lediglich der nicht mehr ausbringbare Wirkstoff 9 im Druckbehälter 2 verbleiben.Furthermore, the arrangement of the
Entsprechend der Hubhöhe, um welche der Betätigungsknopf 15 mehr oder weniger in Richtung des Druckbehälters 2 verstellt wird, verändert sich auch die mit dem Treibgas 12 vermischte, ausgetragene Menge des Wirkstoffes 9.The amount of
Nachdem aber bei der Freigabe der Förderung von Wirkstoff 9 zwischen dem Dosierkolben 38 und der Dosierfläche 39 gleichzeitig auch der volle Querschnitt der Öffnung 36 freigegeben wird, wird auch bei dieser Ausführungsvariante, unabhängig von der Menge des ausgetragenen Wirkstoffes 9 eine gleichmäßige Menge an Treibgas 12 ausgetragen.However, after the full cross section of the
Damit ist die Menge des Treibgases 12, welches der Düse 13 im Betätigungsknopf 15 durch die Öffnung 36 im Ventilträger 16 zugeführt wird, unabhängig von der voreingestellten Austragsmenge des Wirkstoffes 9.The amount of
In Fig. 7 ist eine Druckzerstäuberdose 1 gezeigt, wie sie beispielsweise anhand der Fig. 1 beschrieben ist. Das Einbringen des Wirkstoffes 9, gegebenenfalls vermischt mit dem Lösemittel 10, sowie des Treibgases 12 erfolgt derart, daß vor dem Einbringen der Ventilvorrichtung 5 in die Öffnung 4 des Druckbehälters 2, der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 versetzte Wirkstoff 9 eingefüllt wird. Danach wird mit einem Deckel 40, in dem der Ventilträger 16 eingebaut ist, die Öffnung gasdicht verschlossen. In diesem Zustand wird der Druckbehälter 2 in den Bereich einer Abfüllvorrichtung 41 verbracht.FIG. 7 shows a pressure atomizer can 1, as described for example with reference to FIG. 1. The
Im Bereich dieser Abfüllvorrichtung 41 wird der Druckbehälter 2 auf eine Grundplatte 42 aufgesetzt, die über Federelemente 43 federnd gelagert ist. Des weiteren ist der Abfüllvorrichtung 41 ein Vibrationsantrieb 44, beispielsweise ein elektrischer Schwingmagnet 45, zugeordnet. Die Abfüllvorrichtung 41 weist einen Abfüllkopf 46 auf, der entlang von Führungen 47 mittels druckmittelbetätigbarer Zylinderkolbenantriebe 48 gegen die mit dem Deckel 40 verschlossene Stirnseite des Druckbehälters 2 gepreßt werden kann. Weiters weist der Abfüllkopf 46 einen Steuerstift 49 auf, der mit dem Aufsetzen des Abfüllkopfes 46 auf den Druckbehälter 2 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eindringt und die schematisch eingezeichnete Sperrplatte 14 gegen den Widerstand der Schließfeder 17 vom Ventilsitz 18 abhebt. Dadurch wird eine direkte Leitungsverbindung zwischen dem Abfüllkopf 46 und dem Steigrohr 6 im Inneren des Druckbehälters 2 hergestellt.In the area of this filling device 41, the
Wird der Abfüllkopf 46 weiter nach unten bewegt, so wird durch den Widerstand, den die Sperrplatte 14 dem Steuerstift 49 entgegensetzt, ein Rückschlag- und ein Steuerventil 50, 51 geöffnet, wie dies in Fig. 7 in vollen Linien gezeigt ist, sodaß über eine gegebenenfalls flexible Zuleitung 52 und ein Druckreduzierventil 53 das Treibgas 12 über einen Verdichter 54 bzw. aus einem Druckspeicher 55 in den Innenraum des Druckbehälters 2 eingeblasen werden kann. Zwischen dem Druckreduzierventil 53 und dem Druckbehälter 2 kann weiters ein Steuerventil 56 angeordnet sein, mit welchem z.B. auch eine sinusförmige Steuerung der Füllmenge während des Füllvorganges für das Treibgas 12 erfolgen kann.If the filling
Diese sinusförmige Mengensteuerung des einzubringenden Treibgases 12 kann dadurch erfolgen, daß der Ventilflügel des Rotationsventils mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten entsprechend dem eingezeichneten Pfeil rotiert, wodurch am Anfang und am Ende des Füllvorgangs die Füllmenge beispielsweise entsprechend einer Exponentialfunktion zu- bzw. abnehmen kann.This sinusoidal quantity control of the
Gleichzeitig mit dem Einbringen des Treibgases 12 in den Innenraum des Druckbehälters 2 wird der Vibrationsantrieb 44 im Bereich des Abfüllkopfes 46 aktiviert und versetzt den Abfüllkopf 46 bzw. den Druckbehälter 2 in Schwingungen. Dadurch kommt es zu einer Durchwirbelung und zum Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 und gegebenenfalls des Lösemittels 10. Das Aufbringen der Vibrationsenergie bzw. der kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 kann nun auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, daß der Abfüllkopf in senkrecht zur Längsachse des Druckbehälters 2 gerichtete, durch Doppelpfeile 57 angedeutete Schwingungsbewegungen versetzt wird, wobei der Druckbehälter 2 über elastische Auflagen 58 in einer Dichtplatte 59 des Abfüllkopfes 46 mitgenommen wird.Simultaneously with the introduction of the
Des weiteren ist es aber auch möglich, daß der Druckbehälter 2 Vibrationsbewegungen in parallel zur Längsachse des Druckbehälters 2 verlaufender Richtung - wie durch Pfeile 60 angedeutet - beaufschlagt wird. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Federelemente 43 eine in zur Grundplatte 42 senkrecht verlaufender Richtung ausgerichtete Schwingungscharakteristik aufweisen. So können dann die beispielsweise als Blattfedern dargestellten Federelemente 43 auch als Schraubendruckfedern oder elastische Federelemente aus Kunststoff und/oder Gummi bestehen, die eine Übertragung der Schwingungen vom Vibrationsantrieb 44 auf das Treibgas 12 ermöglichen.Furthermore, it is also possible for the
Selbstverständlich ist es aber auch in Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante möglich, die Grundplatte 42 starr anzuordnen. In diesem Fall wird durch die Schwingungsbewegung des Vibrationsantriebes 44 der Abfüllkopf 46, beispielsweise in vertikaler Richtung gemäß den Pfeilen 60, relativ zum Druckbehälter 2 bewegt, sodaß das Eintragen des Treibgases 12 durch das ständige Schließen und Öffnen des Rückschlag- und Steuerventils 50,51 impulsförmig erfolgt. Dies bewirkt, daß während des Einpressens des Treibgases 12 der Wirkstoff 9 bzw. das Lösemittel 10 gut durchgewirbelt wird und auf dieses eine kinetische Energie aufgebracht wird, die eine höhere Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und Treibgas 12 ermöglicht.Of course, it is also possible, in a modification of the previously described embodiment variant, to arrange the
Nicht zuletzt ist dieses impulsförmige Einbringen des Treibgases 12 auch dadurch erzielbar, daß eine Vibrationsbewegung durch eine impulsförmige gegengleiche Beaufschlagung der Zylinderkolbenantriebe 48 erfolgen kann. Dazu ist es aber vorteilhaft, wenn diese über eine Druckflüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, betrieben werden. Durch ein entsprechendes Steuerventil können dann Druckimpulse in die Zylinderkolbenantriebe 48 eingeleitet werden, die zu einem Schwingen des Abfüllkopfes 46 gegenüber dem Druckbehälter 2 führen und über das Rückschlag- und Steuerventil 50,51 das impulsweise Einströmen des Treibgases 12 bewirken.Last but not least, this pulse-shaped introduction of the
Nicht zuletzt ist es aber natürlich auch andererseits möglich, dieses impulsförmige Einströmen des Treibgases 12 über das Steuerventil 56 auszulösen. Auch dadurch kann eine entsprechende Durchwirbelung des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielt werden, die zu einem Verwirbeln und zum Aufbringen einer kinetischen Energie führt.Last but not least, of course, it is also possible, on the other hand, to trigger this impulsive inflow of the
Es ist aber nach einer anderen Ausführungsvariante, wie weiters in Fig.7 auch schematisch angedeutet, möglich, den Druckbehälter 2 über die Grundplatte 42 in Schwingung zu versetzen. Dies kann dadurch erfolgen, daß beispielsweise die in Fig. 7 gezeigten Federelemente 43 beispielsweise Blattfedern über einen Vibrationsantrieb 61, beispielsweise einen elektrischen Schwingmagneten, in Schwingungen gemäß den Doppelpfeilen 57 bzw. den Pfeilen 60 versetzt werden. Dadurch kann die kinetische Energie vom Druckbehälter 2 direkt auf den Wirkstoff 9 bzw. das Lösemittel 10 übertragen und dieses in eine intensive Vibration versetzt werden.However, according to another embodiment variant, as is also indicated schematically in FIG. 7, it is possible to set the
Durch das Aufbringen von "mechanischer" Energie in Form von kinetischer Energie auf die Flüssigkeitsteilchen, steigt die Oberflächenenergie und damit die Oberflächenergiedichte und die Oberflächenspannung an. Dadurch wird die Tendenz zur Vereinigung der Flüssigkeitsteilchen geringer und die Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln wird verstärkt. Dies bedeutet, daß eine höhere Konzentration an Treibgas 12 an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielbar ist. Das Treibgas 12 wird dadurch stärker und schneller im Wirkstoff 9 gelöst. So ergibt sich bei einem Treibgas, welches sich zu einem höheren Prozentsatz im Wirkstoff 9 löst, ein Gewichtsverhältnis zwischen Treibgas 12 und Wirkstoff 9 von 1 : 11, während beispielsweise bei Preßluft dieses Verhältnis 1 : 21 beträgt. Ein solches sich im Wirkstoff 9 stark lösendes Treibgas 12 ist beispielsweise CO2.The application of "mechanical" energy in the form of kinetic energy to the liquid particles increases the surface energy and thus the surface energy density and the surface tension. This reduces the tendency for the liquid particles to unite and increases the adhesive force between liquid particles and gaseous propellants. This means that a higher concentration of
Durch diese scheinbar einfache Maßnahme dem Wirkstoff 9 kinetische Energie zuzuführen, wird erreicht, daß die Füllzeit bei Verwendung von beispielsweise aus der Luft gewonnenen Treibgasen wie Stickstoff, Kohlendioxyd oder auch bei anderen Edelgasen nicht länger oder sogar kürzer als die Fülldauer der Druckbehälter 2 mit den halogenierten Kohlenwasserstoffen ist, und es können Füllzeiten von ca. 1 Sek. für einen Druckbehälter 2 erreicht werden.This apparently simple measure of supplying the
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform für eine Druckzerstäuberdose 1 gezeigt. Diese unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Druckzerstäuberdosen 1 lediglich dadurch, daß zwischen dem Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12 ein im Innenraum 8 des Druckbehälters 2 angeordneter Gleitkolben 62 vorgesehen ist, der das Treibgas 12 vom Wirkstoff 9 bzw. dem Lösemittel 10 trennt. Dieser Gleitkolben 62 ist an einer, zum Beispiel durch das Steigrohr 6 gebildeten Führungssäule in Richtung der Längsachse 34 des Druckbehälters 2 verschiebbar geführt.8 shows a further embodiment for a pressure atomizer can 1. This differs from the previously described
Zwischen dem Steigrohr 6 und der Ventilvorrichtung 5 ist ein Rückschlagventil 63 angeordnet, welches ein Ausströmen des Treibgases 12 aus einer Zylinderkammer 64 in das Steigrohr 6 verhindert. Dieses Rückschlagventil 63 ist zwischen dem Gleitkolben 62 und dem Deckel 40 des Druckbehälters 2 angeordnet. Damit ist über die Ventilvorrichtung 5 eine Einbringung des Treibgases 12 nach dem Einbringen des Wirkstoffes 9 möglich.A
Durch die Anordnung des Gleitkolbens 62 kann eine Vermischung des Treibgases 12 mit dem Wirkstoff 9 bzw. dem Lösemittel 10 vermieden werden. Dadurch können auch Wirkstoffe 9 bzw. Lösemittel 10 Verwendung finden, die eine direkte Vermischung mit dem Treibgas 12 über längere Lagerdauer hinweg nicht gestatten. Es muß dabei auch in Kauf genommen werden, daß in einzelnen Fällen eine gewisse Menge an Wirkstoff 9 bzw. Lösemittel 10 im Druckbehälter 2 verbleibt. Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform des Druckbehälters unter Verwendung des Gleitkolbens 62 auf die Beaufschlagung des Druckbehälters 2 bzw. des Treibgases 12 mit kinetischer Energie während des Einfüllens des Treibgases 12 verzichtet werden.The arrangement of the sliding
In Fig.9 ist eine Füllvorrichtung für die Druckzerstäuberdose 1 nach Fig. 1 gezeigt.FIG. 9 shows a filling device for the pressure atomizer can 1 according to FIG. 1.
Das Einbringen des Wirkstoffes 9, gegebenenfalls vermischt mit dem Lösemittel 10, sowie des Treibgases 12 erfolgt derart, daß vor dem Einbringen der Ventilvorrichtung 5 in die Öffnung 4 des Druckbehälters 2 der gegebenenfalls mit dem Lösemittel 10 verse:zte Wirkstoff 9 eingefüllt wird. Danach wird mit einem Deckel 122, in dem der Ventilträger 16 eingebaut ist, die Öffnung 4 gasdicht verschlossen. In diesem Zustand wird der Druckbehälter 2 in den Bereich einer Abfüllvorrichtung 123 verbracht.The
Im Bereich dieser Abfüllvorrichtung 123 wird der Druckbehälter 2 auf eine Grundplatte 124 aufgesetzt, die über Federelemente 125 federnd gelagert ist. Des weiteren ist der Abfüllvorrichtung 123 ein Vibrationsantrieb 126, beispielsweise ein elektrischer Schwingmagnet, zugeordnet.In the area of this
Die Abfüllvorrichtung 123 weist einen Abfüllkopf 127 auf, der entlang von Führungen 128 mittels druckmittelbetätigbarer Zylinderkolbenantriebe 129 gegen die mit dem Deckel 122 verschlossene Stirnseite des Druckbehälters 2 gepreßt werden kann. Weiters weist der Abfüllkopf 127 einen Steuerstift 130 auf, der mit dem Aufsetzen des Abfüllkopfes 127 auf den Druckbehälter 2 in das Innere der Ventilvorrichtung 5 eindringt und die schematisch eingezeichnete Sperrplatte 14 gegen den Widerstand der Schließfeder 17 vom Ventilsitz 18 abhebt. Dadurch wird eine direkte Leitungsverbindung zwischen dem Abfüllkopf 127 und dem Steigrohr 6 im Inneren des Druckbehälters 2 hergestellt.The filling
Wird der Abfüllkopf 127 weiter nach unten bewegt, so wird durch den Widerstand, den die Sperrplatte 14 dem Steuerstift 130 entgegensetzt, ein Rückschlag- und ein Steuerventil 131,132 geöffnet, wie dies in Fig.9 in vollen Linien gezeigt ist, sodaß über eine gegebenenfalls flexible Zuleitung 133 und ein Druckreduzierventil 134 das Treibgas 12 über einen Verdichter 135 bzw. aus einem Druckspeicher 136 in den Innenraum des Druckbehälters 2 eingeblasen werden kann. Zwischen dem Druckreduzierventil 134 und dem Druckbehälter 2 kann weiters ein Steuerventil 137 angeordnet sein, mit welchem z.B. auch eine sinusförmige Steuerung der Füllmenge während des Füllvorganges für das Treibgas 12 erfolgen kann.If the filling
Diese sinusförmige Mengensteuerung des einzubringenden Treibgases 12 kann dadurch erfolgen, daß der Ventilflügel des Rotationsventils mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten, entsprechend dem eingezeichneten Pfeil rotiert, wodurch am Anfang und am Ende des Füllvorgangs die Füllmenge beispielsweise entsprechend einer Exponentialfunktion zu- bzw. abnehmen kann.This sinusoidal quantity control of the
Gleichzeitig mit dem Einbringen des Treibgases 12 in den Innenraum des Druckbehälters 2 und/oder daran anschließend wird der Vibrationsantrieb 126, der auch im Bereich des Abfüllkopfes 127 angeordnet sein kann, aktiviert und versetzt diesen bzw. den Druckbehälter 2 in Schwingungen. Dadurch kommt es zu einer Durchwirbelung und zum Aufbringen einer kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 und gegebenenfalls des Lösemittels 10. Das Aufbringen der Vibrationsenergie bzw. der kinetischen Energie auf die Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise auch möglich, daß der Abfüllkopf in senkrecht zur Längsachse des Druckbehälters 2 gerichtete, durch Doppelpfeile 138 angedeutete Schwingungsbewegungen versetzt wird, wobei der Druckbehälter 2 über elastische Auflagen 139 in einer Dichtplatte 140 des Abfüllkopfes 127 mitgenommen wird.Simultaneously with the introduction of the
Des weiteren ist es aber auch möglich, daß der Druckbehälter 2 Vibrationsbewegungen in parallel zur Längsachse des Druckbehälters 2 verlaufender Richtung - wie durch Doppelpfeile 141 angedeutet - beaufschlagt wird. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Federelemente 125 eine in zur Grundplatte 124 senkrecht verlaufender Richtung ausgerichtete Schwingungscharakteristik aufweisen. So können dann die beispielsweise als Blattfedern dargestellten Federelemente 125 durch Schraubendruckfedern oder elastische Federelemente aus Kunststoff und/oder Gummi bestehen, die eine Übertragung der Schwingungen vom Vibrationsantrieb 126 auf das Treibgas 12 ermöglichen.Furthermore, it is also possible that the
Selbstverständlich ist es aber auch in Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante möglich, die Grundplatte 124 starr anzuordnen, wodurch die Schwingungsbewegung des Vibrationsantriebes 126 der Abfüllkopf 127, beispielsweise in vertikaler Richtung gemäß den Pfeilen 138, relativ zum Druckbehälter 2 bewegt wird, sodaß das Eintragen des Treibgases 12 durch das ständige Schließen und Öffnen des Rückschlag- und Steuerventils 131,132 impulsförmig erfolgt. Dies bewirkt, daß während des Einpressens des Treibgases 12 der Wirkstoff bzw. das Lösemittel 10 gut durchgewirbelt wird und auf dieses eine kinetische Energie aufgebracht wird, die eine höhere Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und Treibgas 12 ermöglicht.Of course, it is also possible, in a modification of the previously described embodiment variant, to arrange the
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Füllen der Druckgaspackungen bzw. Druckzerstäuberdosen 1 hat sich gezeigt, daß eine optimale Durchmischung zwischen dem Treibgas und dem Wirkstoff bzw. dem Gemisch dann erzielt werden kann, wenn eine Frequenz der auf die Druckbehälter einwirkenden Schwingungen zwischen 20 und 100 Hz beträgt. Eine Amplitude soll dabei im Bereich zwischen 1,3 und 2,2 mm liegen. Eine Vibrationsbeaufschlagung mit einer Frequenz von 50 Hz hat sich dann als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Amplitude zwischen 1,6 und 1,8 mm beträgt. Durch diese mechanische Schwingung bzw. die kinetische Energiezufuhr kommt es nämlich dazu, daß die Flüssigkeitsoberfläche aufreißt und zentimeterhohe Fontänen des Wirkstoffes bzw. Gemisches in den Gasraum eintreten, wodurch eine unproportionale hohe Oberflächenvergrößerung zwischen Treibgas und Wirkstoff bzw. Gemisch erzielt wird. Diese hohe Oberfläche begünstigt die Aufnahme des Gases in den Wirkstoff bzw. das Gemisch, wodurch ein hoher Anteil des Treibgases im Wirkstoff bzw. Gemisch abgespeichert werden kann. Dazu kommt, daß bei Treibgasen, welche eine chemische Reaktion mit dem Wirkstoff bzw. dem Gemisch eingehen die chemische Reaktion erheblich beschleunigt wird, wodurch ohne vorherige Anreicherung des Wirkstoffes bzw. Gemisches mit Treibgas eine vollständige Sättigung des Wirkstoffes bzw. des Gemisches mit Treibgas erzielbar ist.In the practical application of the method according to the invention for filling the compressed gas packs or
Durch die Zuführung der kinetischen Energie ist es nunmehr auch möglich, daß ein Volumen des Treibgases in der Druckgaspackung größer ist, als das Gasvolumen, welches bei dem jeweiligen Fülldruck jenes Volumen des Innenraumes 8 füllt, welches nicht vom Wirkstoff 9 bzw. Gemisch gefüllt ist. Dieser Effekt entsteht dadurch, daß ein Teil des Gases den Wirkstoff 9 bzw. das Gemisch übersättigt und Gasmoleküle daher unabhängig von einer eventuellen chemischen Bindung im Wirkstoff 9 bzw. Gemisch in einer monomolekularen oder weniger monomolekularen Schicht an Flüssigkeitströpfchen durch Adhäsionskräfte festgehalten sind. Weiters steigt durch das Aufbringen von "mechanischer" Energie in Form von kinetischer Energie auf die Flüssigkeitsteilchen, die Oberflächenenergie und damit die Oberflächenenergiedichte und die Oberflächenspannung an. Dadurch wird die Tendenz zur Vereinigung der Flüssigkeitsteilchen geringer und die Adhäsionskraft zwischen Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln wird verstärkt. Dies bedeutet, daß eine höhere Konzentration an Treibgas 12 an den Oberflächen der Flüssigkeitsteilchen des Wirkstoffes 9 bzw. des Lösemittels 10 erzielbar ist. Das Treibgas 12 wird dadurch stärker und schneller im Wirkstoff 9 gelöst. So ergibt sich bei einem Treibgas, welches sich zu einem höheren Prozentsatz im Wirkstoff 9 löst, ein Gewichtsverhältnis zwischen Treibgas 12 und Wirkstoff 9 von 1 : 11, während beispielsweise bei Preßluft dieses Verhältnis 1: 21 beträgt. Ein solches sich im Wirkstoff 9 stark lösendes Treibgas 12 ist beispielsweise CO2. Dieser Effekt kann in einer Glasspraydose derart beobachtet werden, daß die Flüssigkeitsoberfläche aufreißt und zentimeterhohe Fontänen nach oben bildet. Die kinetische Energiezufuhr hat während des Abfüllvorganges derart zu erfolgen, daß die Fontänenbildung maximal wird. Damit ist der Abfüllvorgang beendet d.h. die Zwei-Phasen-Mischung ist langzeitig stabilisiert. (Mehrjährige Lagerzeit ohne Änderung des Sprühbildes)By supplying the kinetic energy, it is now also possible for a volume of the propellant gas in the compressed gas pack to be greater than the gas volume which, at the respective filling pressure, fills that volume of the
Des weiteren ist es bei Gasen, welche eine chemische Reaktion mit dem Füllgut eingehen oder in diesem stark löslich sind, z.B. CO2, nicht mehr notwendig den Wirkstoff bzw. die Flüssigkeit vor dem Abfüllen in die Spraydose mit dem gleichen Gas anzureichern.Furthermore, in the case of gases which enter into a chemical reaction with the filling material or are highly soluble in it, for example CO 2 , it is no longer necessary to enrich the active substance or the liquid with the same gas before filling into the spray can.
Durch diese scheinbar einfache Maßnahme, dem Wirkstoff 9 kinetische Energie zuzuführen, wird erreicht, daß die Füllzeit bei Verwendung von beispielsweise aus der Luft gewonnenen Treibgasen wie Stickstoff, Kohlendioxyd oder auch bei anderen Edelgasen nicht länger oder sogar kürzer als die Fülldauer der Druckbehälter 2 mit den halogenierten Kohlenwasserstoffen ist, und es können Füllzeiten von ca. 1 Sekunde, bevorzugt von 0,8 Sekunden, für einen Druckbehälter 2 erreicht werden.This seemingly simple measure, to supply the
Es ist aber auch vorteilhaft, die Adhäsionskräfte zwischen diesen Flüssigkeitsteilchen und dem gasförmigen Treibmittel durch eine an den Abfüllvorgang anschließende Vibrationsbeaufschlagung des Druckbehälters 2 vorzuführen.However, it is also advantageous to demonstrate the adhesive forces between these liquid particles and the gaseous propellant by subjecting the
Durch die zusätzlich in das Treibgas 12 bzw. den Wirkstoff 9 und das eventuell vorhandene Lösemittel 10 eingebrachte Energie steht beim Ausbringen des Wirkstoffes 9 eine höhere Energie zum Austreiben desselben aus dem Druckbehälter 2 zur Verfügung. Während nun bei den halogenierten Kohlenwasserstoffen bzw. bei verflüssigten Gasen diese zusätzliche Energie zum feineren Zerstäuben der Wirkstoffe 9. durch den Entzug von Wärme aus der Umgebung und dem damit einhergehenden Verdampfen gewonnen wird, kann dies bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die zusätzliche Energiezufuhr in Form von kinetischer oder thermischer Energie erfolgen.As a result of the energy additionally introduced into the
Somit ist die Energie, die zum Austragen des Wirkstoffes 9 durch die Düse 13 zur Verfügung steht, die Summe der durch die Verdichtung des Treibgases eingebrachten Energie und der zusätzlich auf den Wirkstoff eingebrachten kinetischen bzw. thermischen Energie.Thus, the energy required to discharge the
Nachdem gemäß der Entropie jedes System, welches nicht in einen bestimmten Zustand gezwungen ist, einem niederen Energiezustand zustrebt, wirkt die über das Treibgas eingebrachte Energie und die zusätzlich auf das Gemisch eingebrachte Energie beim Austragen des Wirkstoffes zusammen und wird gemeinsam frei. Dadurch wird das Austragergebnis und das Sprühergebnis verbessert und ein nahezu vollständiges Austragen des Wirkstoffes 9, wie dies anhand der nachfolgenden Fig.10 und 11 noch näher beschrieben werden wird, erreicht.Since, according to the entropy, every system that is not forced into a certain state strives for a lower energy state, the energy introduced via the propellant gas and the additional energy introduced into the mixture act together when the active substance is discharged and are released together. As a result, the discharge result and the spray result are improved and an almost complete discharge of the
Des weiteren ist aber zu berücksichtigen, daß neben der Düsenart, der inneren Geometrie der Düsen und dem Verhältnis von Gas- und Flüssigkeitsdurchsatz bzw. dem Druck vor der Düse auch der Dampfdruck der Flüssigkeit durch das gasförmige Treibmittel in vorteilhafter Weise das Austragen und Verteilen des Wirkstoffes 9 begünstigt.Furthermore, it must be taken into account that in addition to the type of nozzle, the internal geometry of the nozzles and the ratio of gas and liquid throughput or the pressure in front of the nozzle, the vapor pressure of the liquid through the gaseous propellant is advantageously carried out and distributed the
Je inerter sich nämlich das gasförmige Treibmittel gegenüber der Flüssigkeit verhält, desto größer ist die Erhöhung des Dampfdruckes der Flüssigkeit.This is because the more inert the gaseous propellant is to the liquid, the greater the increase in the vapor pressure of the liquid.
In den Fig.10 und 11 sind verschiedene Entleerungsdiagramme 142 und 143 dargestellt. Auf der Abszisse der Entleerungsdiagramme 142 und 143 ist jeweils der Entleerungsgrad in Prozent und auf der Ordinate jeweils der Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 in bar angegeben.Various emptying diagrams 142 and 143 are shown in FIGS. 10 and 11. The degree of emptying is given in percent on the abscissa of the emptying diagrams 142 and 143 and the overpressure in the interior of the
Im Entleerungsdiagramm 142 ist, bei der in vollen Linien gezeichneten Diagrammlinie 144 als Treibgas Luft und als Wirkstoff Wasser verwendet, während bei der in strichpunktierten Linien dargestellten Diagrammlinie 145 als Treibgas Stickstoff und als Wirkstoff Wasser verwendet wurde.In the emptying diagram 142, air is used as the propellant gas and water as the active substance in the
Bei dem Entleerungsdiagramm 143 zeigt die als volle Linie dargestellte Diagrammlinie 146 die Verhältnisse bei Luft als Treibgas und ein Deodorant als Wirkstoff, während die in strichpunktierten Linien gezeichnete Diagrammlinie 147 die Verhältnisse bei Stickstoff als Treibgas und ein Deodorant als Wirkstoff 9 zeigt.In the case of the emptying diagram 143, the
Abgesehen von geringfügigen Abweichungen ergibt sich aus diesen Entleerungsdiagrammen 142 und 143, daß bis zu einem Entleerungsgrad von ca. 99 % in etwa ein Überdruck von 2 bar im Innenraum des Druckbehälters 2 besteht. Dies bedeutet, daß beispielsweise bei einem Füllgewicht von ca. 50 Gramm zum Austragen von ca. 0,4 bis 0,5 Gramm des Wirkstoffes noch immerhin annähernd 2 bar Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 zur Verfügung stehen. Nachdem der Überdruck im Innenraum des Druckbehälters 2 auf 0 abgesunken ist, verbleibt eine Restmenge an Wirkstoff von ca. 0,05 Gramm. Dies bedeutet, daß praktisch die Druckgaspackung zur Gänze entleert wurde.Apart from minor deviations, these drainage diagrams result 142 and 143 that up to a degree of emptying of approximately 99% there is approximately an overpressure of 2 bar in the interior of the
Die diesen Diagrammlinien zugrunde liegenden Versuche wurden derart vorgenommen, daß bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius) der Innendruck und die Gesamtmasse von je einem Druckbehälter gravimetrisch bestimmt wurde. Danach wurde über die Düse 13 der Wirkstoff durch oftmaliges Versprühen entleert, sowie der Innendruck und die Gesamtmasse bestimmt. Dieser Vorgang wurde bis zur kompletten Entleerung, d.h. bis kein Überdruck im Druckbehälter 2 feststellbar war, fortgesetzt. Danach wurden die Druckbehälter mechanisch geöffnet und die Restmenge an Wirkstoff bestimmt.The experiments on which these diagram lines are based were carried out in such a way that the internal pressure and the total mass of one pressure vessel each were determined gravimetrically at room temperature (23 degrees Celsius). The active ingredient was then emptied through frequent spraying via the
Damit bestätigen sich die zuvor angestellten Überlegungen, bezüglich der in den Wirkstoff von außen her zugeführten Energie bzw. beim Austragen des Wirkstoffes.This confirms the considerations made above regarding the energy supplied to the active substance from outside or when the active substance is discharged.
In Fig.12 ist anhand einer Ausführungsvariante des Druckbehälters 2 gezeigt, wie diese zusätzliche Energie in den Wirkstoff 9, der gegebenenfalls mit einem Lösemittel 10 versetzt ist bzw. in das Treibgas 12 eingebracht werden kann. Dazu ist es möglich, daß am Boden 3 des Druckbehälters 2 als Energiequelle 148 ein Vibrator 149 angeordnet sein kann. Diesem kann eine Stromversorgung 150 und eine Steuervorrichtung 151 zugeordnet sein.12 shows, using an embodiment variant of the
Zum Ein- und Ausschalten der Energiequelle 148 bzw. des Vibrators 149 kann die Steuervorrichtung 151 mit einem an dessen Außenseite angebrachten Taster bzw. Schalter 152 versehen sein. Eine derartige Ausbildung des Druckbehälters 2 hat den Vorteil, daß die zusätzliche Energie zum Austragen des Wirkstoffes 9 auch während der Verwendung des Druckbehälters 2 immer wieder eingebracht werden kann und dadurch den positiven Effekt dieser zusätzlich eingebrachten Energie zum Austragen und feineren Versprühen des Wirkstoffes 9 voll nutzen zu können.To switch the
Wie mit strichlierten Linien weiters angedeutet, ist es aber auch möglich, dem Druckbehälter 2 diese zusätzliche Energie zum Austragen des Wirkstoffes 9 über eine als Heizvorrichtung 153 ausgebildete Energiequelle 148 zuzuführen. Diese Zufuhr der Wärmeenergie im Druckbehälter 2 bzw. auch in dessen Wirkstoff 9 und Treibgas 12 kann über Strahlungswärme, oder wie ebenfalls angedeutet, durch ein im Innenraum 8 im Wirkstoff 9 angeordnetes Heizelement 154, z.B. einen Heizstab, durch Wärmeleitung erfolgen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß der Vibrator 149 bzw. eine andere elektrische, induktive oder elektrochemische Energiequelle verwendet wird, um dem Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12 diese zusätzliche Energie zum vollständigen Austragen bei guten Sprühcharakteristiken zuzuführen.As further indicated by dashed lines, however, it is also possible to supply the
So kann es sich aber des weiteren auch als vorteilhaft erweisen, wenn der Druckbehälter 2 mit einer zusätzlichen Einfüllöffnung 155 mit einem Einfüllstutzen 156 versehen ist, in dem ein Rückschlagventil 157 angeordnet ist. Von Vorteil wäre bei einer derartigen Ausbildung, daß vor allem Großanwender, wie Friseurbetriebe, Lackierereien, KFZ-Werkstätten und dgl., sich die Druckbehälter 2 immer wieder, mit einem in großen Behältern angelieferten Wirkstoff 9 und dem Treibgas 12, beispielsweise Druckluft aus einem normalen Druckluftnetz, füllen können. Indem diese Druckbehälter 2 dann mit entsprechenden Energiequellen 148 unmittelbar versehen sind oder mit solchen Energiequellen in Verbindung gebracht werden, ist es auch bei solchen Selbstabfüllern dann einfach möglich, die Gesamtenergie im Druckbehälter 2 so zu erhöhen, daß ein vollständiges Austragen des Wirkstoffes und eine entsprechende feine Zerstäubung des Wirkstoffes 9 erzielbar ist.However, it can also prove to be advantageous if the
Damit könnte eine Anzahl der verwendeten Druckzerstäuberdosen eingespart und durch eine verringerte Transportmenge und ein geringeres Transportvolumen eine zusätzliche Umweltbelastung vermieden werden.This could save a number of the pressure atomizer cans used and an additional environmental impact could be avoided by a reduced transport quantity and a smaller transport volume.
In den Fig.13 bis 15 ist weiters eine Ventilvorrichtung 5 für die Verwendung mit einem erfindungsgemäßen gefüllten Druckbehälter 2 gezeigt. Diese Ventilvorrichtung 5 ist beispielsweise in einen Deckel 122, der den Druckbehälter 2 verschließt, angeordnet. Ein Ventilsitz 158 weist an seinem Ende einen umlaufenden Flansch 159 auf, der unter Zwischenschaltung einer Dichtscheibe 160, durch eine in den Deckel 122 eingepreßte Nut 161 fest gegen eine Anlagefläche 162 gedrückt ist. In dem zylinderförmigen Ventilsitz ist in einer Längsbohrung 163 ein Ventilstößel 164 geführt, der mittels einer Druckfeder 165 gegen die Dichtscheibe 160 gepreßt ist. Wird daher vom Betätigungsknopf 15 keine Druckkraft in Richtung des Druckbehälters 2 ausgeübt, so liegt, wie mit strichlierten Linien angedeutet, der Ventilstößel 164 an der Dichtscheibe 160 an, und ein Austritt von Treibgas 12 bzw. Wirkstoff 9 aus dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 zur Düse 13 ist unterbunden.FIGS. 13 to 15 also show a
Wird dagegen der Betätigungsknopf 15 in Richtung eines Pfeils 166, also auf den Druckbehälter 2 zubewegt, so wird der Ventilstößel 164 gegen die Wirkung der Druckfeder 165 nach innen geschoben, und es kann nunmehr, über die einen größeren Durchmesser als die Längsbohrung 163 aufweisende Ausnehmung 167 und in der Längsbohrung 163 angeordneten Längsschlitzen 168 über Öffnungen 169 der Wirkstoff 9 vermischt mit dem Treibgas 12 in einen zur Düse 13 führenden Kanal 170 des Betätigungsknopfes 15 eintreten. Wird nunmehr der Ventilstößel 164 noch weiter gegen den Innenraum des Druckbehälters 2 bewegt, so kann eine größere Menge an Wirkstoff 9 und Treibgas 12 austreten, da in diesem Bereich zusätzlich zu den Längsschlitzen 168 weitere Längsschlitze 171 angeordnet sind und somit der Durchtrittsquerschnitt für den Wirkstoff 9 und das Treibgas 12 erhöht, im vorliegenden Fall sogar verdoppelt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, je nach Einschubweg des Ventilstößels 164 eine mehr oder weniger große Querschnittserhöhung vorzunehmen, sodaß beispielsweise auch ein stetig ansteigendes Austragsvolumen an Wirkstoff 9 bzw. Treibgas 12 erreichbar ist.If, on the other hand, the
Um eine gleichmäßige Versprühung des ausgetragenen Wirkstoffes 9 sicherstellen zu können, ist die Ausnehmung 167 zusätzlich über eine Öffnung 172 mit dem Innenraum 8 des Druckbehälters 2 verbunden. Dadurch wird mit jedem Austragen eines Wirkstoffes 9 eine gewisse Menge an Treibgas 12 mit ausgetragen, die eine gleichmäßige Austragung des Wirkstoffes 9 bewirkt.In order to be able to ensure uniform spraying of the discharged
Die Menge des gleichzeitig mit dem Wirkstoff 9 jederzeit austretenden Treibgases 12 wird durch die Querschnittsfläche der Öffnung 172 bzw. mehrerer Öffnungen 172 voreingestellt. Durch die Wahl der Größe des Durchmessers der Öffnung bzw. Öffnungen 172 zwischen 0,05 und 3 mm kann die Ausbringrate der Flüssigkeit bzw. des Wirkstoffes, das Sprühbild und die Entleerungsmenge gesteuert werden. Je kleiner der Durchmesser, desto größer die Aussprührate pro Zeiteinheit, desto geringer die in der Dose zurückbleibende Wirkstoffmenge und desto "nasser" (größere Tröpfchenbildung) wird das Sprühbild. Von besonderem Vorteil ist der kleine Durchmesser, insbesondere kleiner als 0,1 mm, der Öffnung 172 für den restlichen Gasdruck in der Spraydose knapp vor der 100%igen Entleerung. Beispielsweise bleibt bei einer Deo/Luft Spraydose kleiner als bei einem Ausgangsdruck von 8 bar und bei kleinem Durchmesser der Öffnung 172 nach 99 % Entleerung immer noch ein Restdruck von 2,5 bis 3 bar im Innenraum erhalten. Durch die Menge des zusätzlich ausströmenden Treibgases 12 kann die Verteilung bzw. Austragsgeschwindigkeit des Wirkstoffes 9 zusätzlich beeinflußt werden.The amount of the
Die Menge des zusätzlich zugemischten Treibgases 12 kann dabei in einfacher Weise durch die Querschnittsfläche, also im wesentlichen durch den Durchmesser der Öffnung 172, bestimmt werden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Durchmesser der Öffnung 172 zwischen 0,05 bis 0,3 mm vorzugsweise zwischen 0,08 bis 0,15 beträgt. Eine derartige sich daraus ergebende Querschnittsfläche der Öffnung 172 erlaubt bei den derzeit bekannten und verwendeten Ventilvorrichtungen 5 und den dabei verwendeten Durchmessern der einzelnen Leitungen eine gute Mischung und eine entsprechend feine Verteilung des Wirkstoffes 9. Selbstverständlich ist es möglich, an Stelle der einzigen Öffnung 172, mit der sich aus dem Durchmesser ergebenden Querschnittsfläche, mehrere Bohrungen bzw. Öffnungen vorzusehen, deren gesamte Querschnittsfläche der Querschnittsfläche bei dem vorangegebenem Durchmesser entspricht.The amount of
Als besonders vorteilhaft hat sich aber auch ein Verfahren zum Füllen der zuvor beschriebenen Druckbehälter 2 herausgestellt, bei welchem beispielsweise entsprechend der Darstellung in Fig.9 der Wirkstoff 9 gegebenenfalls vermischt mit einem Lösemittel 10 in den Druckbehälter eingebracht wird, worauf dieser mit der Ventilvorrichtung 5 verschlossen wird. Danach wird das Treibgas, beispielsweise Stickstoff, CO2 oder Preßluft oder ein beliebig anderes inertes Gas, mit einem höheren Fülldruck als der Betriebsdruck, der beispielsweise 8 bar betragen soll, eingefüllt. Diese Druckerhöhung beträgt beispielsweise bei Stickstoff oder anderen inerten Gasen 1 bar, bei CO2 4 bar und bei Preßluft 2 bar.However, a method for filling the
Der somit mit höherem Druck gefüllte Druckbehälter 2 wird nunmehr von der Fülleinrichtung 127 entfernt. Danach wird dem Druckbehälter von außen Energie, insbesondere kinetische Energie, durch Vibration zugeführt, sodaß es zu einer Gefügeverdichtung des Treibgases 12 und des gegebenenfalls mit Lösemittel 10 vermischten Wirkstoffes 9 kommt. Diese Zufuhr der Energie, insbesondere kinetischen Energie, wird solange durchgeführt, bis im Innenraum des Druckbehälters 2 der gewünschte Lieferdruck von z.B. 8 bar erreicht ist. Durch die damit im Treibgas 12 bzw. im Wirkstoff 9 zusätzlich gespeicherte Energie können die zuvor bereits beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Effekte erreicht werden.The
Selbstverständlich sind die vorangegebenen Druckwerte nur rein beispielshaft, und es kann auch mit höheren oder niederen Drücken, entsprechend den verschiedenen Vorschriften in den einzelnen Ländern, gearbeitet werden. Wesentlich ist lediglich, daß der Fülldruck über dem normalen Verbrauchsdruck liegt und durch Zufuhr von Energie bzw. Gefügeverdichtung der Fülldruck dann auf den Verbrauchsdruck abgesenkt wird.Of course, the specified pressure values are only exemplary and it is also possible to work with higher or lower pressures, in accordance with the various regulations in the individual countries. It is only essential that the filling pressure is above the normal consumption pressure and that the filling pressure is then reduced to the consumption pressure by supplying energy or structural compression.
In Fig.16 ist ein Entleerungsdiagramm 173 gezeigt, in dem das Verhältnis zwischen Innendruck im Innenraum der Druckgaspackung, der auf der Abszisse in bar aufgetragen ist, und der Aussprührate, die auf der Ordinate in g/sek aufgetragen ist, dargestellt ist.16 shows an emptying diagram 173, in which the relationship between the internal pressure in the interior of the compressed gas pack, which is plotted on the abscissa in bar, and the spray rate, which is plotted on the ordinate in g / sec, is shown.
Grundsätzlich wird die Aussprührate durch die Ausbildung der Ventilvorrichtung 5 in Verbindung mit der Gestaltung der Öffnung 172 festgelegt.Basically, the spray rate is determined by the design of the
Durch entsprechende Wahl der Durchtrittsquerschnitte im Bereich der Ventilvorrichtung 5 sowie der Querschnittsfläche der Öffnung 172 kann beispielsweise die Aussprührate bei vollgefüllter Druckgaspackung auf 2 g/sek bzw. 1 g/sek festgelegt werden.By a suitable choice of the passage cross-sections in the area of the
In dem vorliegenden Entleerungsdiagramm 173 ist nun die Aussprührate in Abhängigkeit vom Innendruck in der Druckgaspackung dargestellt. Eine Diagrammlinie 174 zeigt die Aussprühmenge über den sich ständig absenkenden Innendruck in der Druckgaspackung ausgehend von einer Aussprührate von 2 g/sek, während die Diagrammlinie 175 den Verlauf der Aussprührate ausgehend von einer Aussprührate vor g/sek jeweils bei einem maximalen Fülldruck von 8 bar zeigt.The discharge rate as a function of the internal pressure in the compressed gas pack is now shown in the present emptying diagram 173. A
Für beide Diagrammlinien 174 und 175 ist charakteristisch, daß die Aussprührate bis zur Verringerung des Druckes im Innenraum auf die Hälfte des ursprünglichen Fülldruckes nahezu linear auf die Hälfte absinkt. Ist die Aussprührate zu Beginn 2 g/sek, so sinkt sie dann auf nahezu 1 g/sek ab, während bei einer Ausgangssprührate von 1 g/sek diese auf 0,5 g/sek absinkt.It is characteristic of both
Interessant ist jedoch, daß die Aussprührate bei einem Unterschreiten von ca. 4 bar Innendruck mit zunehmender Abnahme des Innendrucks wiederum bis auf ca. 70 % des Ursprungswertes ansteigt, bevor sie bei einer Entleerung von ca. 99 % des Wirkstoffes bzw. Gemisches abrupt auf 0 abfällt.It is interesting, however, that when the internal pressure falls below approx. 4 bar with an increasing decrease in internal pressure, the spray rate increases again to approx. 70% of the original value, before abruptly reaching 0 when approximately 99% of the active ingredient or mixture is emptied falls off.
Im Zuge der in Verbindung mit den praktischen Versuchen gewonnenen Erkenntnissen wurde festgestellt, daß die Sprühwirkung in Spraydosen dadurch zustande kommt, daß das in der Spraydose zum größten Teil verflüssigt vorliegende Treibgas nach dem Ausströmen aus der Spraydose verdampft und durch das plötzliche Verdampfen den mit einem Lösungsmittel vermischten Wirkstoff dabei fein zerstäubt. Als technisch leicht verflüssigbar bieten sich die umweltschädigenden FCKWs, KWs oder auch Dimtylether an.In the course of the knowledge gained in connection with the practical tests, it was found that the spraying effect in spray cans comes about because the propellant gas, which is largely liquefied in the spray can, evaporates after flowing out of the spray can and through the sudden evaporation with a solvent mixed active ingredient atomized. The environmentally harmful CFCs, KWs or even dimethyl ether are easy to liquefy.
Um mit dieser bisher bekannten und umweltschädigenden Technologie eine vergleichbar gute Sprühcharakteristik zu erhalten, geht die Erfindung prinzipiell davon aus, die "Gesamtenergie" (innere Energie bzw. Enthalpi) des Füllgutes schon in der Spraydose zu erhöhen. Die eingebrachte Energie muß dabei im wesentlichen auch über größere Zeiträume in der Spraydose erhalten bleiben.In order to obtain a comparably good spray characteristic with this previously known and environmentally harmful technology, the invention is based on the principle that the "total energy" (internal energy or enthalpy) of the filling material is increased already in the spray can. The energy introduced must essentially be retained in the spray can for longer periods.
Erfindungsgemäß wird sie in kinetische Energie in Form definierter Vibrationsschwingungen eingebracht. Die vorher kompakte Flüssigkeit wird dabei im Inneren der Dose in einen tröpfchen- bzw. nebelartigen "Schwebezustand" zerteilt. Durch die Energiezunahme der Flüssigkeit steigt die Oberflächenenergie, die Oberflächenenergiedichte und damit die Oberflächenspannung an. Die vergrößerte Oberfläche verringert die Tendenz zur Wiedervereinigung der einzelnen Flüssigkeitsteilchen. Die Adhäsionskräfte zwischen den Flüssigkeitsteilchen und gasförmigen Treibmitteln werden auf Grund der vergrößerten Oberfläche stärker wirksam, die schichtenförmige, monomolekulare (multimolekulare) Konzentration des Treibgases steigt an der Oberfläche der Flüssigkeitsteilchen an. Das Treibgas wird dadurch stärker und schneller "gelöst".According to the invention, it is introduced into kinetic energy in the form of defined vibration vibrations. The previously compact liquid is divided into a droplet-like or mist-like "floating state" inside the can. The energy increase of the liquid increases the surface energy, the surface energy density and thus the surface tension. The increased surface area reduces the tendency for the individual liquid particles to reunite. The adhesive forces between the liquid particles and gaseous blowing agents become more effective due to the enlarged surface, the layered, monomolecular (multimolecular) concentration of the blowing gas increases on the surface of the liquid particles. As a result, the propellant gas is "dissolved" more quickly.
Dadurch, daß das vorliegende Verfahren mit Fülldrucken bis maximal 10 bar arbeitet, können die Abweichungen der realen Treibgase in den Rechnungen mit idealen Gasen vernachlässigt werden.Because the present method works with filling pressures up to a maximum of 10 bar, the deviations of the real propellant gases in the calculations with ideal gases can be neglected.
Die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase lautet:
In dieser Gleichung ist p x V der Arbeit oder Energie des betreffenden Gases zuzuordnen. Beim Verdampfen eines Mols der Flüssigkeit unter dem Gasdruck des inerten Treibmittels beträgt die Verdampfungsarbeit der Flüssigkeit: R x T - p x V. Sie ist um die geleistete Arbeit p x V des inerten Treibmittelgasdruckes geringer als im Normalfall, wo die Verdampfungsarbeit R x T beträgt. In diesen Gleichungen ist R = Gaskonstante, T = Temperatur in Kelvin, p = inerter Gasdruck des Treibmittels und Vfl = Volumen der Flüssigkeit.In this equation px V is assigned to the work or energy of the gas in question. When a mole of liquid is evaporated under the gas pressure of the inert propellant, the evaporation work of the liquid is: R x T - px V. It is lower by the work px V of the inert propellant gas pressure than in the normal case where the evaporation work is R x T. In these equations, R = gas constant, T = temperature in Kelvin, p = inert gas pressure of the blowing agent and V fl = volume of the liquid.
Mit der Erniedrigung der Dampfdruckarbeit steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit an. Es gilt die ideale Gasgleichung:
- p =
- Dampfdruck der Füllflüssigkeit
- p =
- Dampfdruck des inerten Treibgases, z.B. Stickstoffgas, auch Luft
- p =
- Vapor pressure of the filling liquid
- p =
- Vapor pressure of the inert propellant, e.g. nitrogen gas, also air
Eine Dampfdruckerhöhung der Füllflüssigkeit in der Spraydose und letztlich im Augenblick des Aussprühens wird dadurch erreicht, daß man die Füllflüssigkeit durch ein möglichst inertes Gas unter Druck setzt.An increase in the vapor pressure of the filling liquid in the spray can and ultimately at the moment of spraying is achieved by pressurizing the filling liquid with an inert gas.
Der Satz von der Konstanz des Dampfdruckes in einem abgeschlossenen System (W. Thomson) durfte dabei auf das erfindungsgemäße System an angewendet sein. Jedenfalls unterliegt dieser Satz einer gewissen Einschränkung, nämlich dann, wenn die Flüssigkphase außerordentlich stark unterteilt wird, beispielsweise wenn sie in Gestalt kleiner und kleinster Tröpfchen vorliegt. In diesem Fall tritt noch der Gleichung
- σ=
- Oberflächenspannung
- Vfl =
- Volumen der Füllflüssigkeit
- r =
- Tröpfchendurchmesser
- R =
- Gaskonstante
- T =
- absolute Temperatur
- σ =
- Surface tension
- V fl =
- Volume of the filling liquid
- r =
- Droplet diameter
- R =
- Gas constant
- T =
- absolute temperature
Inwieweit bei der Erfindung der zweite Hauptsatz der Wärmelehre eine praktische Bedeutung hat, nämlich daß bei Expansion eines idealen Gases die vorher zugeführte Wärme (Kinetische Energie) in Form von geleisteter Arbeit für den Verdampfungsprozeß außerhalb der Spraydose zur Verfügung steht und damit die Frage nach den Temperaturverhältnissen in der Dose während des Abfüllvorganges konnte noch nicht restlos geklärt werden.To what extent the second law of thermal theory has a practical meaning in the invention, namely that when an ideal gas expands, the previous one supplied heat (kinetic energy) in the form of work done for the evaporation process is available outside the spray can and thus the question of the temperature conditions in the can during the filling process has not yet been completely clarified.
Untersuchungen in ganz anderen Forschungsgebieten wie diesen haben gezeigt, daß das Wasser, aber auch Wasser/Alkohol-Gemisch wie sie sehr häufig in Spraydosen Verwendung finden, an ihren Phasengrenzflächen Flüssigkeit/Dampf Moleküle mit höherem Energie zustand besitzen, und diese intermolekular fester gebunden sind, als in der einzelnen Phase selbst. An jeder Phasengrenzfläche herrscht ein besonderer Spannungszustand, der sich beispielsweise in einer wesentlich veränderten Oberflächenspannung oder veränderten spezifischen Wärmekapazität nachweisen läßt.Studies in completely different research areas such as these have shown that the water, but also water / alcohol mixture as they are very often used in spray cans, have liquid / vapor molecules with higher energy at their phase interfaces and that they are bound more intermolecularly, than in the individual phase itself. There is a special state of tension at each phase interface, which can be demonstrated, for example, in a significantly changed surface tension or a changed specific heat capacity.
Die molekulare Systemorganisation in flüssigem Wasser ist äußerst vielfältig. Das dipol-artige Wasser kann über sein Sauerstoffatom als starker Elektronendomor und über seine Wasserstoffatome als starker Elektronenakzeptor fungiert. Diese Donor-Akzeptor Wechselwirkung zwischen den einzelnen Wassermolekülen und damit auch die Wechselwirkung zu anderen Fremdmolekülen, z.B. zu den in gasförmiger Phase vorliegenden Treibgas-Molekülen bedingt charakteristische und außerordentlich variable Anziehungs- bzw. Haltekräfte.The molecular system organization in liquid water is extremely diverse. The dipole-like water can act as a strong electron donor via its oxygen atom and as a strong electron acceptor via its hydrogen atoms. This donor-acceptor interaction between the individual water molecules and thus also the interaction with other foreign molecules, e.g. to the propellant gas molecules present in the gaseous phase requires characteristic and extraordinarily variable attractive or holding forces.
Nach den GUTMANN-Regeln werden die Bindungslängen zwischen den einzelnen Atomen eines Moleküls (intramolekulare Bindung andererseits durch die Anzahl der ein Konglomerat bildenden Einzelmoleküle bestimmt. So konnte quantenmechanisch berechnet werden, daß die Partialladungen in "gebundenen" Wassermolekül, d.h. drei Moleküle bilden beispielsweise eine Einheit, stärker ausgeprägt sind, als bei einem "ungebundenen" Wassermolekül, d.h. einem einzelnen Wassermolekül.According to the GUTMANN rules, the bond lengths between the individual atoms of a molecule (intramolecular bond, on the other hand, are determined by the number of individual molecules forming a conglomerate. It was thus possible to quantum mechanically calculate that the partial charges in "bound" water molecule, ie three molecules form one unit, for example , are more pronounced than with an "unbound" water molecule, ie a single water molecule.
Um nun in ihrer Größe definierte Wassermolekül-Konglomorate ("polymeres Wasser") bzw. definierte Lösungsmolekül-Konglomerate des Spraydosen-Füllgutes und damit charakteristische Haltekräfte zu dem in Gasphase befindlichen Treibgasen zu erhalten, ist es notwendig, die Flüssigkeit gesamt in ein Resonanzschwingung durch kinetische Energieeinbringung zu versetzen.In order to obtain water molecule conglomerates ("polymer water") or solution molecule conglomerates of the aerosol filling material that are defined in terms of their size and thus characteristic holding forces for the propellant gases that are in the gas phase, it is necessary to completely resonate the liquid by means of kinetic vibrations To transfer energy input.
Als Modellvorstellung gilt die Schwingungsgleichung für ein Federpendel (harmonische Schwingung):
- T =
- Schwingungszeit
- f =
- Eigenfrequenz des Schwingers
- D =
- Federkonstante (Materialkonstante)
- m =
- Masse des Schwingers
- T =
- Oscillation time
- f =
- Natural frequency of the vibrator
- D =
- Spring constant (material constant)
- m =
- Mass of the transducer
In der modellhaften Betrachtung ist für m die Masse des Wassermolekül-Konglomerats, d.h. die Anzahl der einzelnen Wassermolküle in einem Konglomerat zu verstehen. Die Federkonstante D ist als die Haltekraft (Adhäsionskraft, Wasserstoffbrückenbindung, intermolekulare Bindungskraft, etc.) zwischen den einzelnen Molekülen zu interpretieren.In the model view, the mass of the water molecule conglomerate, i.e. understand the number of individual water molecules in a conglomerate. The spring constant D is to be interpreted as the holding force (adhesive force, hydrogen bond, intermolecular binding force, etc.) between the individual molecules.
Da in ein schwingendes System durch die Resonanzschwingung größtmögliche Energie eingebracht werden kann, und mit zunehmender Masse des Schwingers (Wassermolekül-Konglomerat) die Eigenfrequenz des Schwingers singt, ist die erfindungsgemäße Wirksamkeit der Vibrationsschwingung nicht nur eine Frage der Energiegröße, sondern auch eine dominierende Frage der Vibrationsfrequenz geworden.Since the greatest possible energy can be introduced into an oscillating system by the resonance oscillation, and the natural frequency of the oscillator sings with increasing mass of the oscillator (water molecule conglomerate), the effectiveness of the oscillation oscillation according to the invention is not only a question of the energy quantity, but also a dominant question of the Vibration frequency become.
Inwieweit die Art und Größe möglicher Frequenzbänder für das Spraydosenproblem effizient sind, ist vorerst nur durch praktische Versuche eingegrenzt worden, da durch die spezifische frequente Einbringung kinetischer Energie ohne Zweifel die Phasengrenzfläche zwischen Flüssigkeit und Treibgas molekular gesehen energetisch und in den elektrischen Wechselwirkungen beeinflußt wird.The extent to which the type and size of possible frequency bands are efficient for the spray can problem has initially been limited only by practical tests, since the specific frequency introduction of kinetic energy undoubtedly affects the phase interface between liquid and propellant gas in terms of energy and the electrical interactions.
Abschließend sei noch festgehalten, daß auch einzelne Details, der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele, für sich eigenständige erfinderische Lösungen bilden können und daß in den Zeichnungen des Ausführungsbeispiels zum besseren Verständnis der Erfindung einzelne Teile unproportional vergrößert und schematisch vereinfacht dargestellt sind. Dies betrifft insbesondere die unterschiedlichen Ausführungsvarianten der Ventilvorrichtung 5 sowie die Anordnung und Ausbildung der Öffnungen 136,172 die Verwendung des Gleitkolbens 162 und den Verfahrensablauf beim Befüllen der Druckbehälter 2 mit dem Wirkstoff 9 bzw. Lösemittel 10 und Treibgas 12.Finally, it should be noted that individual details of the exemplary embodiments shown in the drawings can also form independent inventive solutions and that individual parts are disproportionately enlarged and schematically simplified in the drawings of the exemplary embodiment for a better understanding of the invention. This applies in particular to the different design variants of the
- 11
- DruckzerstäuberdosePressure atomizer can
- 22nd
- Druckbehälterpressure vessel
- 33rd
- Bodenground
- 44th
- OffnungOpening
- 55
- VentilvorrichtungValve device
- 66
- SteigrohrRiser pipe
- 77
- BereichArea
- 88th
- Innenrauminner space
- 99
- WirkstoffActive ingredient
- 1010th
- LösemittelSolvents
- 1111
- Volumenvolume
- 1212th
- TreibgasPropellant
- 1313
- Düsejet
- 1414
- SperrplatteLocking plate
- 1515
- BetätigungsknopfControl button
- 1616
- VentilträgerValve carrier
- 1717th
- SchließfederClosing spring
- 1818th
- VentilsitzValve seat
- 1919th
- OffnungOpening
- 2020th
- SprühstrahlSpray jet
- 2121
- SprühstrahlSpray jet
- 2222
- HülseSleeve
- 2323
- Schlitzslot
- 2424th
- EinströmkanalInflow channel
- 2525th
- Distanzdistance
- 2626
- AusströmöffnungOutflow opening
- 2727
- SperrteilBlocking part
- 2828
- Mantelcoat
- 2929
- InnenwandInterior wall
- 3030th
- Bohrungdrilling
- 3131
- SteuerkolbenControl piston
- 3232
- VorspannkraftPreload
- 3333
- AuflageflächeContact surface
- 3434
- LängsachseLongitudinal axis
- 3535
- SchlauchhalterHose holder
- 3636
- Öffnungopening
- 3737
- DurchlaßPassage
- 3838
- DosierkolbenDosing piston
- 3939
- DosierflächeDosing area
- 4040
- Deckelcover
- 4141
- AbfüllvorrichtungFilling device
- 4242
- GrundplatteBase plate
- 4343
- FederelementSpring element
- 4444
- VibrationsantriebVibration drive
- 4545
- SchwingmagnetVibrating magnet
- 4646
- AbfüllkopfFilling head
- 4747
- Führungguide
- 4848
- ZylinderkolbenantriebCylinder piston drive
- 4949
- SteuerstiftControl pin
- 5050
- Rückschlagventilcheck valve
- 5151
- SteuerventilControl valve
- 5252
- ZuleitungSupply
- 5353
- DruckreduzierventilPressure reducing valve
- 5454
- Verdichtercompressor
- 5555
- DruckspeicherPressure accumulator
- 5656
- SteuerventilControl valve
- 5757
- DoppelpfeilDouble arrow
- 5858
- AuflageEdition
- 5959
- DichtplatteSealing plate
- 6060
- Pfeilarrow
- 6161
- VibrationsantriebVibration drive
- 6262
- GleitkolbenSliding piston
- 6363
- Rückschlagventilcheck valve
- 6464
- ZylinderkammerCylinder chamber
- 122122
- Deckelcover
- 123123
- AbfüllvorrichtungFilling device
- 124124
- GrundplatteBase plate
- 125125
- FederelementSpring element
- 126126
- VibrationsantriebVibration drive
- 127127
- AbfüllkopfFilling head
- 128128
- Führungguide
- 129129
- ZylinderkolbenantriebCylinder piston drive
- 130130
- SteuerstiftControl pin
- 131131
- Rückschlagventilcheck valve
- 132132
- SteuerventilControl valve
- 133133
- ZuleitungSupply
- 134134
- DruckreduzierventilPressure reducing valve
- 135135
- Verdichtercompressor
- 136136
- DruckspeicherPressure accumulator
- 137137
- SteuerventilControl valve
- 138138
- DoppelpfeilDouble arrow
- 139139
- AuflageEdition
- 140140
- DichtplatteSealing plate
- 141141
- DoppelpfeilDouble arrow
- 142142
- EntleerungsdiagrammDrainage diagram
- 143143
- EntleerungsdiagrammDrainage diagram
- 144144
- DiagrammlinieChart line
- 145145
- DiagrammlinieChart line
- 146146
- DiagrammlinieChart line
- 147147
- DiagrammlinieChart line
- 148148
- EnergiequelleEnergy source
- 149149
- Vibratorvibrator
- 150150
- StromversorgungPower supply
- 151151
- SteuervorrichtungControl device
- 152152
- Schaltercounter
- 153153
- HeizvorrichtungHeater
- 154154
- HeizelementHeating element
- 155155
- EinfüllöffnungFilling opening
- 156156
- EinfüllstutzenFiller neck
- 157157
- Rückschlagventilcheck valve
- 158158
- VentilsitzValve seat
- 158158
- Flanschflange
- 160160
- DichtscheibeSealing washer
- 161161
- NutGroove
- 162162
- AnlageflächeContact surface
- 163163
- LängsbohrungLongitudinal bore
- 164164
- VentilstößelValve lifter
- 165165
- DruckfederCompression spring
- 166166
- Pfeilarrow
- 167167
- AusnehmungRecess
- 168168
- LängsschlitzLongitudinal slot
- 169169
- OffnungOpening
- 170170
- Kanalchannel
- 171171
- LängsschlitzLongitudinal slot
- 172172
- OffnungOpening
- 173173
- EntleerungsdiagrammDrainage diagram
- 174174
- DiagrammlinieChart line
- 175175
- DiagrammlinieChart line
Claims (21)
- Pressurized gas packaging, in particular mechanical atomizer (1) comprising a pressurized tank (2), with an opening (4), which is closed by a valve arrangement (5), and a riser (6) extending from the valve arrangement (5) into the region of a base (3) of the pressurized tank (2) and wherein a part of an interior (8) of the pressurized tank (2) is filled with an active substance (9) and, if necessary a solvent (10) as well as with a propellant gas (12), and wherein part of the propellant gas (12) is dissolved in the active substance (9) or respectively in the solvent (10), and wherein also the residual propellant gas (12) occupies the volume of the interior (8) not filled with active substance which is mixed, if necessary, with solvent (10), and said residual propellant gas is under a pressure of approximately 6 to 20 bar, preferably 5 to 9,5 bar, characterized in that in the interior (8) of the pressurized tank (2) for every one part by weight of propellant gas (12) there are between 10 to 22 parts by weight of active substance (9), which is mixed with solvent (10), if necessary, and that molecule conglomerates of the active substance (9) or respectively of the solvent (10) are supersaturated with propellant gas molecules which are held firmly on these by adhesive forces.
- Pressurized gas packaging according to Claim 1, characterized in that the quantity of solvent and, if necessary, the quantity of active substance and the quantity of propellant gas are adjusted so that at a temperature of the pressurized tank of + 50 degrees C the propellant gas pressure does not exceed 10 to 14 bar, preferably 12 bar.
- Pressurized gas packaging according to Claim 1 or 2, characterized in that through the power of adhesion gas molecules are held firmly on liquid droplets in a monomolecular or less monomolecular layer.
- Pressurized gas packaging according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that a source of energy (148) is assigned to the pressurized tank (2) for dissipation of energy by means of heat conduction or heat radiation.
- Pressurized gas packaging according to one or more of Claims 1 to 4, characterized in that the pressurized tank (2) can be coupled or respectively equipped with a vibrator (149) forming the energy source (148).
- Pressurized gas packaging according to one or more of Claims 1 to 5, characterized in that the source of energy (148) is arranged in the interior (8) of the pressurized tank (2).
- Process for filling pressurized gas packagings, in particular mechanical atomizers (1), wherein a pressurized tank (2) provided with an opening (4) is produced and is partly filled with an active substance (9) which may be mixed with a solvent (10), if necessary, and whereupon the opening (4) is closed by means of a valve arrangement (5) and then a propellant gas (12) is led in via the valve arrangement (5) into the interior (8) of the pressurized tank (2) at a pressure of between 6 and 12 bar, preferably 8 bar, and the propellant gas (12) is intimately shaken up with the active substance (9) or respectively the solvent (10) by supplying kinetic energy, until the propellant gas (12) is dissolved in the active substance (9) or respectively its solvent (10), characterized in that for every one part by weight of propellant gas (12) introduced into the mixture, between 10 to 22 parts by weight of active substance (9) which, if necessary, is mixed with solvents (10), is filled into the pressurized tank (2), whereupon the active substance (9) which, if necessary, is mixed with solvents (10), is subjected to its resonant vibration and through the kinetic energy thus supplied, molecule conglomerates are dissolved out of the active substance (9) or respectively the solvent (10) and by the latter, through adhesive forces, propellant gas molecules are taken up, so that the active substance (9) or respectively the solvent (10) is supersaturated with propellant gas (12).
- Process according to Claim 7, characterized in that when the propellant gas is led in, a kinetic energy is applied to the liquid particles of the active substance which is provided with the solvent, if necessary.
- Process according to Claim 7 or 8, characterized in that the energy is a thermal energy applied via heat conduction or heat radiation.
- Process according to one or more of Claims 7 to 8, characterized in that the propellant gas is led in at a pressure exceeding the working pressure into the interior of the pressurized tank and subsequently the pressure in the interior of the pressurized tank is reduced to the working pressure by the supply of, in particular, kinetic energy.
- Process according to one or more of Claims 7 to 10, characterized in that the active substance and, if necessary, the solvent is set in motion, in particular with a vibratory motion is subjected to a resonant vibration.
- Process according to one or more of Claims 7 to 11, characterized in that the pressurized tank is subjected to vibration at least during the filling with the propellant gas.
- Process according to one or more of Claims 7 to 12, characterized in that the pressurized tank is subjected to vibration after filling with the mixture.
- Process according to one or more of Claims 7 to 13, characterized in that a frequency of the vibrations acting on the mixture and/or propellant gas is between 20 c.p.s. and 100 c.p.s, preferably 50 c.p.s.
- Process according to one or more of Claims 7 to 14, characterized in that an amplitude of the vibrations acting on the mixture and/or propellant gas is between 1,2 mm and 2,5 mm, preferably 1,6 to 1,8 mm.
- Process according to one or more of Claims 7 to 15, characterized in that the propellant gas is blown intermittently into the interior of the pressurized tank.
- Process according to one or more of Claims 7 to 16, characterized in that the shape of the filling curve is sinusoidal.
- Process according to one or more of Claims 7 to 17, characterized in that the filling operation lasts 0,8 sec.
- Process according to one or more of Claims 7 to 18, characterized in that the energy input is to strong that the surface of the liquid tears up during the filling operation, causing it to issue in a jet.
- Process according to one or more of Claims 7 to 19, characterized in that the propellant gas is led in via a piston pump and the valve arrangement into the pressurized tank.
- Filling apparatus for filling propellant gas into pressure gas packagings, in particular mechanical atomizers (1), comprising a compressor (54) for the propellant gas (12) formed by compressed air or obtained from the air, such as nitrogen, a filling apparatus (41, 123), with which the propellant gas is filled into the pressurized gas packaging, wherein said filling apparatus (41, 123) can be coupled sealingly with a valve arrangement (5) of the pressurized gas packaging, if required, and a holding device for the pressurized packaging can be connected to a vibration drive (44, 126) which during the filling of the pressurized gas packaging with the propellant gas vibrates with an amplitude of between 1,2 mm and 2,5 mm, preferably 1,6 mm to 1,8 mm and with such a frequency that the molecule conglomerates of a water/alcohol mixture in the pressurized gas packaging are subjected to their resonant vibration and are supersaturated with the propellant gas (12).
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-
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