FR2459081A1

FR2459081A1 - DOUBLE EFFECTIVE MECHANICAL ATOMIZER FOR FLUIDS

Info

Publication number: FR2459081A1
Application number: FR8013590A
Authority: FR
Inventors: Stanislav Skalicky; Miloslav Sorm; Stanislav Nespurek; Karel Ulbert; Miroslav Zvonicek
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-01-09
Also published as: BE883907A; SE8004517L; PL225119A2; JPS5644063A; DE3023123A1; GB2053376A; IT1131353B; IT8022868A0

Abstract

UN CYLINDRE 1 EST FIXE AU COL D'UN RECIPIENT 23 FERME PAR UN FOND 2, A TUBE PLONGEUR 4, ET SOUPAPE 3. UN PISTON 8 ACTIONNE PAR UNE TIGE 6 PORTE UNE SOUPAPE 10 DE RACCORDEMENT A UN ESPACE DE TRAVAIL 5 TANDIS QUE SA PARTIE SUPERIEURE EST RACCORDEE PAR UN CANAL LATERAL 11 A UN ESPACE DE DISTRIBUTION 12 EN COMMUNICATION AVEC LA BUSE DE PULVERISATION 14. CET ATOMISEUR PERMET LA PULVERISATION FINE DE DIVERS FLUIDES.A CYLINDER 1 IS FIXED TO THE NECK OF A CONTAINER 23 CLOSED BY A BOTTOM 2, WITH A PLUNGER TUBE 4, AND VALVE 3. A PISTON 8 ACTIVATED BY A ROD 6 CARRIES A VALVE 10 FOR CONNECTION TO A WORK SPACE 5 WHILE ITS UPPER PART IS CONNECTED BY A SIDE CHANNEL 11 TO A DISTRIBUTION SPACE 12 IN COMMUNICATION WITH THE SPRAY NOZZLE 14. THIS ATOMIZER ALLOWS THE FINE SPRAYING OF VARIOUS FLUIDS.

Description

1 CAS 11 CASE 1

La présente invention concerne un atomiseur mécanique à The present invention relates to a mechanical atomizer to

double effet pour fluides. On utilise généralement pour pro- double effect for fluids. We generally use for

duire des pulvérisations fines de fluides tels que des cosmé- fine sprays of fluids such as cosmetics

tiques, des insecticides, des agents de nettoyages, des laques et similaires, des atomiseurs contenant des propulseurs liqui- insecticides, cleaning agents, lacquers and the like, atomizers containing liquid propellants,

des volatils qui sont habituellement des hydrocarbures fluo- volatiles that are usually fluorinated hydrocarbons

rés. Pour des raisons écologiques, on limite les utilisations des hydrocarbures fluorés et on commence à utiliser d'autres propulseurs tels que le dioxyde de butane, le propane-butane, etc. Malgré cette tendance, ce type d'atomiseurs comporte toujours des inconvénients tels que la nécessité d'utiliser des récipients sous pression que l'on jette après l'emploi ce qui accroit le gaspillage des matières premières. De plus les récipients peuvent être dangereux si on les jette au feu ou on les expose au soleil, s'ils sont endommagés ou s'ils sont manipulés par des enfants, etc. Donc, on s'est efforcé Res. For ecological reasons, the use of fluorinated hydrocarbons is limited and other propellants such as butane dioxide, propane-butane, etc. are used. Despite this trend, this type of atomizer always has disadvantages such as the need to use pressure vessels that are thrown after use which increases the waste of raw materials. In addition, containers may be dangerous if they are thrown into the fire or exposed to the sun, damaged or handled by children, etc. So we strived

d'utiliser des atomiseurs mécaniques dans lesquels l'alimen- to use mechanical atomizers in which the food

tation en fluide est provoquée par une pression négative (in- fluid is caused by a negative pressure (

férieure à la pression atmosphérique) d'air et la pulvérisa- below atmospheric pressure) of air and spray

tion est effectuée par la pression directe exercée par un pis- tion is carried out by the direct pressure exerted by a

ton sur le fluide.tone on the fluid.

Ces atomiseurs ont un fonctionnement discontinu car pour la plupart ils utilisent des dispositifs à piston unique et à simple effet (brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 379 381 These atomizers have a discontinuous operation because for the most part they use single-piston and single-effect devices (United States Patent Nos. 3,379,381

et n0 3 399 836). Par conséquent il se forme un nuage disconti- and 3,399,836). Therefore a cloud of discon-

nu de fluide atomisé qu'il est difficile de diriger. Ceci cons- atomized fluid that is hard to navigate. This is

titue un inconvénient important dans les applications o l'on doit recouvrir de façon continue une surface au moyen d'un jet is a major disadvantage in applications where one must continuously cover a surface by means of a jet

pulvérisé, par exemple pour l'application d'herbicides, de la- sprayed, for example for the application of herbicides,

ques, d'agents de nettoyage, d'agents antistatiques, etc. On obtient une atomisation continue ou presque continue cleaning agents, antistatic agents, etc. We obtain a continuous or almost continuous atomization

de diverses façons; par exemple on peut raccorder au disposi- in various ways; for example, you can connect to the

tif à simple effet un réservoir de fluide comportant un élé- simple effect a fluid reservoir comprising a

ment élastique, tel qu'un coussin d'air sous pression, un sac de caoutchouc, des soufflets, un cylindre auxiliaire avec un piston à ressort (brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4079865), etc. On peut également utiliser des pompes à double effet, à such as a pressurized air cushion, a rubber bag, bellows, an auxiliary cylinder with a spring piston (US Pat. No. 4,077,965), etc. It is also possible to use double-acting pumps,

deux cylindres ou des pompes différentielles (demande de bre- two cylinders or differential pumps (request for

vet de la République Fédérale d'Allemagne DT 1 166 004). vet of the Federal Republic of Germany DT 1 166 004).

Les structures comportant un élément de stockage sont souvent compliquées et nécessitent un équilibre combiné dans la distribution de l'alimentation en fluide d'un espace de Structures with a storage element are often complicated and require a combined equilibrium in the distribution of the fluid supply of a storage space.

stockage et dans une buse ce qui est difficile à obtenir. Ega- storage and in a nozzle which is difficult to obtain. EGA-

lement les pompes à double effet dans lesquelles deux espaces double-acting pumps in which two

actifs provoquent alternativement l'aspiration et la distribu- active ingredients alternately provoke aspiration and

tion du fluide, sont relativement compliquées et comportent fluid, are relatively complicated and

un nombre important de soupapes. La logique demande des atomi- a large number of valves. Logic requires atomi-

seurs de fluides qui soient simples, peu coûteux et comme il fluids that are simple, inexpensive and

s'agit d'articles consommables qui puissent être faits de ma- consumables that can be made from

tières plastiques.plastics.

L'invention concerne un tel atomiseur permettant de dis- The invention relates to such an atomizer for

tribuer des fluides sous forme d'un nuage presque continu sans to point fluids in the form of an almost continuous cloud without

utiliser de propulseurs tels que des gaz comprimés ou des li- use propellants such as compressed gases or

quides volatils ou des éléments complexes de stockage. volatile or complex storage elements.

Plus particulièrement l'invention a pour objet un atomi- More particularly, the subject of the invention is an atomic

seur mécanique à double effet pour fluides comportant une buse double acting mechanical sender for fluids having a nozzle

de pulvérisation, constitué d'un cylindre conçu pour être fi- sprayer, consisting of a cylinder designed to be

xé au col d'un récipient de fluide et fermé par un fond, ce 2.0 fond étant raccordé à un tube d'alimentation et contenant une attached to the neck of a fluid container and closed by a bottom, this 2.0 bottom being connected to a feed tube and containing a

soupape qui permet à un fluide de s'écouler du tube d'alimen- valve which allows a fluid to flow from the feed tube

tation dans le cylindre ainsi qu'un piston qui coulisse dans le cylindre et est actionné par une tige de piston traversant le col du cylindre, ce piston étant muni d'une soupape qui, dans sa partie inférieure, est raccordée à un espace principal in the cylinder and a piston which slides in the cylinder and is actuated by a piston rod passing through the neck of the cylinder, this piston being provided with a valve which, in its lower part, is connected to a main space

de travail formé entre le fond du cylindre et le fond du pis- formed between the bottom of the cylinder and the bottom of the pis-

ton et qui, dans sa partie supérieure, est raccordée à un es- tone and which, in its upper part, is connected to a

pace de distribution formé entre le col du cylindre et la par- distribution range formed between the neck of the cylinder and the

tie supérieure du piston par l'intermédiaire d'un canal laté- top of the piston via a side channel

ral de la tige du piston, l'espace de distribution étant rac- of the piston rod, the distribution space being

cordé à la buse de pulvérisation. corded to the spray nozzle.

L'espace de distribution est raccordé à la buse de pulvé- The dispensing space is connected to the spray nozzle.

risation par un canal ménagé dans la tige du piston qui porte à son extrémité la buse de pulvérisation. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'espace de distribution est réuni à la buse de pulvérisation par un canal ménagé dans la paroi du cylindre. Un ressort de compression est placé entre A channel is provided in the piston rod which carries the spray nozzle at its end. According to another embodiment of the invention, the dispensing space is joined to the spray nozzle by a channel formed in the wall of the cylinder. A compression spring is placed between

le fond du cylindre et le fond du piston. the bottom of the cylinder and the bottom of the piston.

La structure décrite de l'atomiseur mécanique selon l'in- The described structure of the mechanical atomizer according to

vention permet d'obtenir un nuage continu de fluide atomisé. vention provides a continuous cloud of atomized fluid.

Un autre avantage de l'invention est le fait que l'atomiseur comporte un petit nombre de composants et un nombre minimal de soupapes. La plupart des composants peuvent être faits de matière plastique ce qui permet la production économique de l'atomiseur. De plus l'atomiseur peut être construit de telle sorte que les récipients de fluide une fois vides, puissent être remplacés ou rechargés en fluide ce qui permet l'emploi Another advantage of the invention is the fact that the atomizer has a small number of components and a minimum number of valves. Most components can be made of plastic which allows the economical production of the atomizer. In addition, the atomizer can be constructed in such a way that the fluid containers, once empty, can be replaced or refilled with fluid, which allows the use

répété de l'atomiseur mécanique. repeated mechanical atomizer.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- The invention will be better understood on reading the

cription qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe de l'ensemble de l'atomiseur mécanique, et following description made with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a section of the entire mechanical atomizer, and

- la figure 2 est une coupe d'un autre mode de réalisa- FIG. 2 is a section of another embodiment of

tion de l'invention qui permet la communication avec l'air li- invention which allows communication with the air

bre de l'intérieur du récipient et l'étanchéité de la buse de of the inside of the container and the sealing of the nozzle of

pulvérisation pendant le transport de l'atomiseur. spray while transporting the atomizer.

Le corps cylindrique 1 de l'atomiseur mécanique est fermé à sa partie inférieure par le fond 2 qui comporte un siège de soupape recevant la soupape d'aspiration appropriée 3. Le tube d'alimentation 4 est assujetti à la partie inférieure du siège de soupape et descend jusqu'au fond du récipient 23 de fluide pour assurer l'entrée régulière du fluide dans l'atomiseur The cylindrical body 1 of the mechanical atomizer is closed at its bottom by the bottom 2 which comprises a valve seat receiving the appropriate suction valve 3. The feed tube 4 is secured to the lower part of the valve seat and down to the bottom of the container 23 of fluid to ensure the regular entry of the fluid into the atomizer

jusqu'à ce que le récipient soit totalement vide. A l'inté- until the container is completely empty. Inside

rieur du cylindre 1 de l'atomiseur, se trouve le piston 8 qui 1 cylinder of the atomizer, is the piston 8 which

est raccordé de façon rigide à la tige de piston 6 qui traver- is rigidly connected to the piston rod 6 which passes through

se le col du cylindre 1 et est munie du poussoir 15 soumis à une force extérieure. Le corps du piston comporte un siège de the neck of the cylinder 1 and is provided with the pusher 15 subjected to an external force. The piston body has a seat of

soupape recevant la soupape de distribution 10. L'espace prin- valve receiving the dispensing valve 10. The main space

cipal de travail 5 de l'atomiseur est formé entre le fond 2 du The workpiece 5 of the atomizer is formed between the bottom 2 of the

cylindre 1 et le piston 8 et à l'intérieur de l'espace de tra- cylinder 1 and the piston 8 and within the working space

vail se trouve le ressort 16 provoquant le mouvement ascendant du piston 8. Pendant le mouvement descendant du piston 8, 1' espace annulaire de distribution 12 se forme dans la partie supérieure du cylindre et est limité par le col du cylindre 1, The spring 16 causes the upward movement of the piston 8. During the downward movement of the piston 8, the annular distribution space 12 is formed in the upper part of the cylinder and is limited by the neck of the cylinder 1.

le piston 7 et la tige de piston 6, qui comporte le canal la- the piston 7 and the piston rod 6, which comprises the channel la-

téral 11 réunissant l'espace de distribution 12 et l'espace de 11 bringing together the distribution space 12 and the space of

travail 5 par l'intermédiaire du siège de soupape et réunis- work 5 through the valve seat and reassemble

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sant l'espace 9 de la soupape de distribution aux canaux 7 et 13 et à la buse de pulvérisation 14 placée dans le poussoir the space 9 of the distribution valve to the channels 7 and 13 and the spray nozzle 14 placed in the pusher

15. L'ensemble de l'atomiseur mécanique est réuni par le ca- 15. The entire mechanical atomizer is brought together by the

puchon 17 au récipient 23 de fluide à atomiser et est isolé de l'environnement par la collerette d'étanchéité 22. La figure 2 illustre une autre disposition de la buse de pulvérisation 14 qui est placée dans le capuchon 17 tandis que le canal 19 de communication avec l'air libre est percé dans le cylindre 1 et permet de faire communiquer l'intérieur du récipient 13 avec l'air libre pour éviter qu'il s'établisse une pression négative dans le récipient après l'extraction par pompage du fluide. Le fluide passe de l'espace de travail 5 à travers la soupape 10 logée dans le piston 8 et la tige de piston 6 puis à travers le canal latéral 11 pour pénétrer dans l'espace annulaire de distribution 12 et de là dans la buse de pulvérisation 14 par le canal 13 percé dans le corps du puchon 17 to the container 23 of fluid to be atomized and is isolated from the environment by the sealing flange 22. Figure 2 illustrates another arrangement of the spray nozzle 14 which is placed in the cap 17 while the channel 19 of communication with the open air is pierced in the cylinder 1 and makes it possible to communicate the interior of the container 13 with the free air to prevent it establishing a negative pressure in the container after the extraction by pumping the fluid . The fluid passes from the working space 5 through the valve 10 housed in the piston 8 and the piston rod 6 and then through the lateral channel 11 to enter the annular distribution space 12 and from there into the nozzle of sputtering 14 through the channel 13 pierced in the body of the

cylindre principal 1. Ce canal 13 permet la communication per- main cylinder 1. This channel 13 allows the communication

manente entre la buse de pulvérisation 14 et-l'espace de dis- between the spraying nozzle 14 and the space of dis-

tribution 12. Lorsqu'on arrête l'atomisation, le piston 8 est en position supérieure, le poussoir 15 fait étanchéité avec la garniture 20 contre le capuchon 17 et le canal latéral 11 de la tige de piston 6 ne communique plus avec le canal 13 de la buse de pulvérisation 14.. L'étanchéité de l'atomiseur est ainsi assurée dans toutes ses positions lors du transport et 12. When the atomization is stopped, the piston 8 is in the upper position, the pusher 15 seals with the seal 20 against the cap 17 and the lateral channel 11 of the piston rod 6 no longer communicates with the channel 13 of the spray nozzle 14 .. The sealing of the atomizer is thus ensured in all its positions during transport and

similaires.Similar.

Le canal 19 et l'intervalle 18 permettent de faire commu- Channel 19 and interval 18 make it possible to

niquer l'intérieur du récipient avec l'air libre lorsqu'une pression négative est créée par l'extraction par pompage du the inside of the container with free air when a negative pressure is created by pumping out the

fluide et arrête le fonctionnement de l'atomiseur. Cette com- fluid and stops the operation of the atomizer. This com

munication nécessaire entre l'intérieur du récipient et l'air libre est supprimée au repos par la garniture 20 du poussoir qui fait étanchéité contre le capuchon 17. Si des traces de fluide s'élèvent au-dessus du col du cylindre 1, elles sont - pratiquement aspirées instantanément par la pression négative créée dans le récipient par le canal 19 de communication avec necessary communication between the interior of the container and the free air is removed at rest by the lining 20 of the pusher which seals against the cap 17. If traces of fluid rise above the neck of the cylinder 1, they are - practically sucked instantly by the negative pressure created in the container by the channel 19 of communication with

l'air libre.the open air.

Le dispositif illustré par la figure 2 ne représente qu' The device illustrated in FIG. 2 represents only

une des structures possibles et ne limite en rien l'invention. one of the possible structures and does not limit the invention.

Le fonctionnement de l'atomiseur mécanique de l'invention est le suivant The operation of the mechanical atomizer of the invention is as follows

Lorsqu'on appuie sur le poussoir 15 de la tige de pis- When pressing the pusher rod pushrod 15

ton 6, le piston 8 s'abaisse et le fluide contenu dans l'es- tone 6, the piston 8 lowers and the fluid contained in the

pace principal de travail 5 du cylindre 1 ferme la soupape du fond 2 du cylindre et est forcé par la pression dans l'espace 12 de distribution, remplit cet espace 12 et en même temps s'écoule par les canaux de raccordement 7, 13 dans la buse de The main working zone 5 of the cylinder 1 closes the bottom valve 2 of the cylinder and is forced by the pressure in the distribution space 12, fills this space 12 and at the same time flows through the connection channels 7, 13 in the nozzle of

pulvérisation 14, qui forme un nuage continu de fluide. Pen- sputtering 14, which forms a continuous cloud of fluid. Pen

dant le mouvement descendant du piston 8, le ressort 16 placé dans l'espace de travail 5 du cylindre 1 est comprimé. Si on relâche la pression exercée sur le poussoir 15 de la tige de the downward movement of the piston 8, the spring 16 placed in the working space 5 of the cylinder 1 is compressed. If we release the pressure exerted on the pusher 15 of the stem of

piston 6, le ressort 16 rappelle le piston 8 vers le haut. piston 6, the spring 16 recalls the piston 8 upwards.

Pendant le mouvement de retour du piston, la soupape 3 du fond 2 du cylindre s'ouvre et la pression négative produite aspire le fluide du récipient 23 dans l'espace principal de travail du cylindre. En même temps, la soupape de distribution du During the return movement of the piston, the valve 3 of the bottom 2 of the cylinder opens and the negative pressure produced draws the fluid from the container 23 into the main work space of the cylinder. At the same time, the dispensing valve of the

piston est fermée ce qui empêche le fluide de passer de l'es- piston is closed which prevents the fluid from passing

pace de distribution 12 dans l'espace de travail 5 et le diri- distribution zone 12 in workspace 5 and the manager

ge à travers les canaux de raccordement 7 et 13 dans la buse de pulvérisation 14. En raison des différences de volumes de l'espace de travail et de l'espace de distribution, le fluide aspiré dans l'espace de travail 5 est, pendant le mouvement descendant du piston 8, d'une part introduit dans l'espace de through the connection channels 7 and 13 in the spray nozzle 14. Due to differences in the volumes of the working space and the dispensing space, the fluid sucked into the working space 5 is, during the downward movement of the piston 8, on the one hand introduced into the space of

distribution 12 et d'autre part atomisé par la buse de pulvé- distribution 12 and on the other hand atomized by the spray nozzle

risation 14, en des quantités correspondant aux différences 14, in amounts corresponding to the differences

de volume entre l'espace de travail et l'espace de distribu- volume between the workspace and the distribution space.

tion.tion.

On peut utiliser l'atomiseur de l'invention pour pulvéri- The atomizer of the invention can be used for spraying

ser des fluides cosmétiques, de l'eau, des laques, des agents use of cosmetic fluids, water, lacquers, agents

de nettoyage, des herbicides, des suspensions et un grand nom- cleaning agents, herbicides, suspensions and a large number of

bre d'autres fluides.other fluids.

Claims

1. Double acting mechanical atomizer for fluids

of a spray nozzle, characterized in that it is

a cylinder designed to be attached to the neck of a container

piez fluid and closed by a bottom, a feed tube

connected at the bottom, a valve in the bottom placed in the

fluid flow between the feed tube and the cylinder, and a piston sliding inside the cylinder and actuated by a piston rod which passes through the neck of the cylinder, and in that the piston (8) is provided with a valve (10) which, in its lower part, is connected to a main working space (5) of the cylinder (1) between the bottom (2) of the cylinder and the bottom of the piston (8), this valve (10) being also, in its upper part, connected by a lateral channel (11) formed in the rod (6) of the piston to a distribution space (12) between the cylinder lecol (1) and the upper part of the

piston (8), while the distribution space (12) is connected

corded to the spray nozzle (14).

2. Mechanical atomizer with double effect according to the claim

1, characterized in that the dispensing space (12) is connected to the spray nozzle (14) by a channel (7) in the piston rod (6) at the end to which is

attached the spray nozzle (14).

3. Double-acting mechanical atomizer according to the claim

1, characterized in that the dispensing space (12) is connected to the spray nozzle (14) by a channel (13)

formed in the wall of the cylinder (1).

4. Double-acting mechanical atomizer according to any one

of claims 1 to 3, characterized in that a resistor

compression wiper (16) is placed between the bottom (2) of the cylinder

dre and the bottom of the piston (8).