NO130303B - - Google Patents

Description

Utstrømnings- og blandingsventil for minst to fluider.

Forskjellige ventiler til samtidig, proporsjonal utstrøm-

ning av et antall fluider er tidligere kjent. Slike ventiler må

være kompakte og fremstillingsmessig billige og de skal'ha færrest mulige bevegelige deler og dog være pålitelige i drift.

Denne oppfinnelse vedrører en utstrømnings- og blandings-

ventil for minst to fluider som oppbevares adskilt fra hverandre under trykk i hver sin beholder, og med et ventilhus hvori er ut-

formet et stasjonært, ringformet ventilsete som samvirker med den ene side av et ringformet, bøyelig ventillegeme, som i ventilens hvilestilling danner en sperrering mellom et utenfor ventilsetet beliggende ringformet rom som er i forbindelse med den ene beholder,

og en midtkanal som ved betjening av ventilen settes i forbindelse

med en utløpsstuss.

Til bruk ved aerosolbeholdere for barberkrem eller andre produkter med flere, innbyrdes reagerende ingredienser har det vist seg vanskelig å fremstille en manuelt betjenbar ventil som sikrer jevn og samtidig tilførsel av de forskjellige ingredienser og at de blandes i det nøyaktig-riktige innbyrdes forhold, slik at det vil dannes det ønskede produkt, f.eks. varmt barberingsskum, en oxyda-sjonshårfarve e.l.

nette problem er særlig fremtredende i små, kompakte ventiler, såsom for aerosolbeholdere. Et. annet problem i slike ventiler er å hindre utilsiktet strupning som ellers ville bevirke for-styrrelser i det korrekte innbyrdes forhold mellom de to fluiders strømningsmengde.

Det er således formålet med oppfinnelsen å tilveiebringe c',. ilaget enkel og fremstillingsmessig billig ventil, hvor de nevnte vanskeligheter er overvunnet, slik at et antall fluider kan strømme gjennom ventilen med de innbyrdes nøyaktig fastsatte strømnings-mengder.

Det er enn videre oppfinnelsens formål å skaffe en ventil av den omhandlede art med manuelt betjenbare manøverorganer og hvor de foran anførte funksjonelle fordeler vil bli sikret uten at bru-kaven skal treffe spesielle foranstaltninger med henblikk på dette.

Endelig er det oppfinnelsens formål å skaffe en ventil av den nevnte art som er utformet slik at ventilen automatisk renses ved avslutningen av hver funksjonssyklus for rester av materialer som har strømmet gjennom ventilen, så at de .nngås at slike materialer camles opp i ventilen og etterhånden tilsto<p>per denne.

Ventilen ifølge oppfinnelsen er av den innledningsvis nevnte art og utmerker seg i det vesentlige ved at ventilen ytterligere har et bevegelig ventilorgan, som i ventilens hvilestilling av en fjær holdes trykket mot den annen side av ventillegemet som i denne stilling danner en sperrering mellom et med den andre beholder forbundet rom og midtkanalen, og at der i ventilhuset er anbragt et stempel som forskyves slik ved betjening av ventilen at en del av stemplet skyver ventilorganet bort fra anlegget mot ventillegemet, og at en annen del av stemplet skyver ventillegemet bort fra anlegget mot det faste ventilsete.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor under henvis-

ning til tegningene, hvor:

Fig. 1 i vertikalt delsnitt viser to konsentrisk i hverandre anbragte beholdere med en ventil ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et snitt i større målestokk langs linjen 2-2 på fig. 1 og visende detaljer av ventilen ifølge oppfinnelsen, fig. 3 et snitt langs linjen 3-3 på fig. 2, fig. 4 et snitt langs linjen 4-4 på fig. 2, fig. 5 et snitt svarende til fig. 2, men visende ventilen i omvendt stilling til utstrømning av et antall fluider, og fig. 6 viser et snitt i større målestokk langs linjen 6-6 på fig. 5. Fig. 1 viser en utvendig aerosolbeholder 10 med et lokk 12, hvortil et ventilhus 14 er fastkrympet i en dertil utformet del 16 av lokket, hvis ranu 18 ved ombørtling er festet til randen av en åpning i beholderen.

Til ventilhuset 14 er festet en innvendig beholder 20 som kan være av den sammentrykkbare type eller ha et forskyvbart stempel. I det viste eksempel er beholderen 20 en sammentrykkbar pose som vil gi etter for trykket av et aerosolfluidum i den utvendige beholder 10.

Til ventilhuset 14 er dessuten festet den ene ende 26 av et neddypningsrør 24 hvis annen, frie ende 28 ligger nær bunnen av den utvendige beholder 10. Utstrømningsventilen ifølge oppfinnelsen er innrettet til å anvendes i den på fig. 5 viste, omvendte stilling med rørets 24 frie ende 28 vendende oppover, slik at det vil kunne oppta aerosoldamper for etter hverandre følgende utrens-ninger av ventilen som nærmere omtalt nedenfor.

Som vist på fig. 2 er ventilhuset 14 ved sin øverste ende 30 omsluttet av lokkets bunn 32 og av en ettergivende tetningsskive 34 som er fastklemt mellom lokkets bunn 32 og overkanten 36 av husets angjeldende ende.

Ventilhuset 14 har en sylindrisk boring 38, hvori er an-foragt et nedenfor nærmere omtalt, sylindrisk organ 40 som er utformet med et ventilsete.

Lokkets 12 bunn 32 har en åpning 42, gjennom hvilken er ført en rørformet dyse 44 til utstrømning av fluider fra de to beholdere 10 og 20, og som er innrettet til ved manuell påvirkning å aktivere ventilen ifølge oppfinnelsen, som nærmere omtalt nedenfor. Dysens utvendige diameter er noe mindre enn diameteren av åpningen 42 i lokkets bunn 32, slik at dysen som vist på fig. 5 kan vippes i

åpningen.

Tetningsskiven 34 har en åpning 46 med litt mindre diameter enn dysen 44 og som følge av at tetningsskiven består- av et ettergivende materiale, griper den tettende mot dysen 44 i åpningen 46.

Dysens gjennomstrømningsboring som er vist med 48, står i forbindelse med kanalen 50 som strekker seg tilnærmelsesvis radialt utad gjennom dysens vegg fra boringen 48 og forbinder denne med en ringformet randdel på et ventillegeme 52 som holdes i anlegg med den innvendige side 54 av tetningsskiven 34.

Når dysen 44 vippes, som vist på fig. 5, fjernes derved ventillegemets 52 rand fra anlegg med innersiden 54 av tetningsskiven 34, slik at fluidum kan strømme inn gjennom kanalene 50 og ut gjennom dysens boring 48.

Ventillegemet 52 har en rundtgående anleggsflate 56 som er vippbar i en boring i ventilseteorganet 40. Dysen 44 er stivt forbundet med ventillegemet 52 som er utformet med en hovedsakelig sfærisk kamdel 60 som ligger an mot en ringformet kant 62 omkring en boring 64 i et stempel 6 6 med en ringformet flens 68 som er forskyvbar i ventilseteorganets 40 boring 58. En fjær 70 støter mot

■ z. r-. ansats 72 i organet 40 og virker mot undersiden av stemplets 66 fleas 68, slik at kanten 62 rundt stemplets boring 64 holdes konsentrisk i forhold til den sfæriske kamdel 60, og at dysen 44 holdes i aksial forlengelse av ventilhuset 14, samt at ventillegemet 52 holdes i lukket stilling med sin rand i anlegg med undersiden av tetningsskiven 34.

Dysen 44 vil, når den vippes som vist på fig. 5, bevege

kamdelen 60 til siden i forhold til stemplets 66 boring 64, hvorved kamdelen ved påvirkning av boringens kant 62 vil forskyve stemplet 66 i retning bort fra lokkets 12 bunn 32. Kamdelen 60 og stemplet 66 tilveiebringer herved sn smekkvirkning, idet et tilstrekkelig siderettet trykk mot dysen 44 nesten øyeblikkelig vil medføre at kamdelen forskyver stemplet som nevnt.

Ventilseteorganets 40 innvendige ende 74 ligger an mot et ventillegeme 7 6 i form av en ettergivende tetningsskive og klemmer denne tettende mot en skulder 78 i huset 14. Skulderen 78 danner anslag både for ventilorganet 76 og for ventilseteorganet 4 0 som er utformet med en boring 80, hvori segmenter 82 av stemplet 66 er forskyvbare. Disse stempelsegmenter 82 er dannet ved hjelp av slisser 84 som strekker seg radialt utad fra boringen 64. Utført i ett stykke med segmentene er en tilnærmelsesvis sylindrisk stempeldel 86 som er forskyvbar i en boring 88 i et forskyvbart ventilorgan 9 0 med en til anlegg med et ventilsete utformet del 92, og som påvirkes av en fjær 94 som støter mot en skulder 96 i huset 14.

Enden av stempeldelen 86 ligger normalt i en viss avstand fra enden 98 av boringen 88 i ventilorganet 90. Dette mellomrom . mellom stempeldelens 86 ende og boringens 88 ende 98 medfører en forsinket virkning av ventilorganet 90 slik at kamdelens 60 foran nevnte smekkvirkning i forhold til stemplet 66 vil finne sted før ventilorganet 90 åpnes, 3om forklart nærmere nedenfor.

Ventilsetedelen 92 er innrettet til å samvirke med en et fast sete 100 dannende del av organet 40 gjennom det fleksible ventillegeme 76, idet den ene side av dette ventillegeme 76 kan brin-ges til anlegg med setet 100 ved at dets annen side påvirkes av ventilorganets 90 nevnte del 92. Fjæren 94 påvirker ventilorganet 90 mot det fleksible ventillegeme 76 slik at det tilveiebringes tet-ning på begge sider av dette, når det ved hjelp av fjæren 94 og ventilorganet 90 er bragt til anlegg med setet 100.

Den innvendige beholder 20 som inneholder et fluidumforråd, er gjennom en åpning 102 i ventilhuset 14 i forbindelse med dettes indre, og denne åpning 102 er i direkte forbindelse med en side av det fleksible ventillegeme som ventilorganet 90 normalt ligger an mot.

Den utvendige beholder 10 som inneholder et annet fluidumforråd, står gjennom en kanal 104 i ventilhusets 14 side i forbindelse med det faste ventilsete 100 på organet 40.

På denne måte står de to fluidumforråd i forbindelse med motsatte sider av det fleksible ventillegeme 76. Kanalen 104 fører direkte til en rundtgående renne 106 i yttersiden av ventilseteorganet 40 og denne renne 106 står i forbindelse med radiale åpninger

108 inntil en ringformet kanal 110 som strekker seg direkte til innersiden av setet 100 og er i forbindelse med oversiden av det fleksible ventillegeme 76. De to fluidumforråd står således i forbindelse med motsatte sider av det fleksible ventillegeme 76, og det faste sete 100 regulerer fluidumstrømningen gjennom kanalen 104, rennen 106, åpningene 108 og kanalen 110, mens ventilorganet 9 0 re-

gulerer fluidumstrømningen gjennom åpningen 102 og innad ved den motsatte side av det fleksible ventillegeme 76.

Utformingen av det fleksible ventillegeme, det faste sete 100 og setet 92 på ventilorganet 90 er vist detaljert på fig. 6.

Stemplet 66 er innrettet til å virke mot det fleksible ventillegeme ved endene av stempelsegmentene 82 som er skilt fra hverandre ved hjelp av slissene 84, og de med 112. viste ender av disse segmenter er innrettet til å virke mot den normalt oppad vendende side av det fleksible ventillegeme nær det faste sete 100 til forskyvning av det fleksible ventillegeme 76 bort fra det faste se-te 100, samtidig med at enden 96 av stempeldelen 86 kommer til anlegg med bunnen 98 av boringen 88 i ventilorganet 90. Ventilen er således innrettet for samtidig og nøyaktig forskyvning av det fleksible ventillegeme fra setet 100 og forskyvning av ventilorganets 90 som sete virkende del 92 fra den motsatte side av det fleksible ventillegeme, som best vist på fig. 6.

Det bemerkes at den samtidige og proporsjonale åpning av ventilsetedelene på motsatte sider av det fleksible ventillegeme 76 er viktig, og dette særlig i forbindelse med kamdelens 60 smekkvirkning i forhold til kanten 62 og i forbindelse med det faste gjennom-strømningsareal i åpningene 102 og 104 til de to fluidumforråd i den utvendige og den innvendige beholder 10 hhv. 20.

Neddypningsrøret 24 bæres av en hul, sylindrisk del 114

av ventilhuset 14 og denne del 114 har en boring 116 som står i forbindelse med en rundtgående renne 118 i husets 14 boring 38. Denne renne 118 er igjen i forbindelse med åpninger ., 20 i ventilseteorganets 40 sidevegg, hvorved neddypningsrørets 24 indre er i forbindelse med et rom 122 i ventilseteorganet 40. Dette rom 122 er i direkte forbindelse med ventillegemet 52 som er utformet i ett stykke med dysen 44 og hvis funksjon skal omtales nærmere nedenfor.

På fig. 5 og 6 er ventilaggregatet ifølge oppfinnelsen vist i omvendt stilling av den på fig. 1 og 2 viste og den er innrettet til i denne omvendte stilling å kunne utløse fluidene fra de to beholdere 10 og 20 gjennom dysens 44 boring 48 ved manuell påvirkning av dysen til den på fig. 5 viste stilling.

Når beholderen er bragt til den på fig. 5 viste omvendte stilling og dysen 44- er vippet manuelt, såsom vist på fig. 5, vil kamdelen 60 påvirke stemplet 66 og forskyve dette mot det fleksible ventillegeme 76, som beskrevet foran. Under denne manuelle påvirkning av dysen 4.4 vil fjæren 70 motvirke bevegelse av kamdelen 60 i forhold til randen 62 omkring stemplets boring, inntil påvirkningen når en fastsatt verdi, hvorved den foran omtalte smekkpåvirkning vil inntreffe, slik at stemplet 66 hurtig føres mot det fleksible ventillegeme 76 og ventilorganet 90. Samtidig vil endene 112 av stempelsegmentene 82 komme til anlegg med den ene side av det fleksible ventillegeme 76, hvorved enden 96 av stempeldelen kommer til anlegg med bunnen 98 av boringen 88 i ventilorganet 90 og forskyver det fra den motsatte side av det. fleksible ventillegeme til den på fig. 6 viste stilling, hvor ventilorganets 90 setedel 92 tvinges bort fra den ene side 91 av det fleksible ventillegeme 76. Avstanden mellom setedelen 92 og den ene side 91 av det fleksible ventillegeme svarer tilnærmelsesvis til avstanden mellom den annen side 101 av det fleksible ventillegeme og det faste sete. 100, hvorfra det på forhånd er fjernet ved kamdelens smekkvirkning mot stemplet 66 .

Det bemerkes at kamdelens 60 smekkvirkning i samvirke med randen 62 finner sted før enden 96 av stempeldelen 86 når bunnen 48 av boringen 88, slik at smekkpåvirkningen skjer før åpning av det fleksible ventillegeme påbegynnes, og dette er den primære begrun-nelse til avstanden mellom enden 96 av stempeldelen 86 og bunnen 98 i ventilorganets 90 boring 98. Det vil derfor sees at manuell man-øvrering av ventilaggregatet ifølge oppfinnelsen ikke vil kunne med-føre noen uønsket strupning, idet påvirkningen av den vippbare dyse medfører smekkvirkningen forut for stemplets 66 påvirkning av både det fleksible ventillegeme 76 og det forskyvbare ventilorgan 90 og at smekkvirkningen sikres før det fleksible ventillegeme og det forskyvbare ventilorgan 90 påvirkes av stemplet 66 og dets deler 112 og 96 som foran beskrevet. Smekkvirkningen er viktig for å hindre utilsiktet strupning når ventilen virker, slik at det vil bli til-veiebragt en øyeblikkelig og fullstendig gjennomstrømning gjennom åpningene 102 og 104 avhengig av trykkforskjellen, av disse åpnin-gers størrelse og av de forskjellige fluiders egenskaper.

Fluidum vil således kunne strømme fra beholderens 20 indre gjennom åpningen 102 og rennene 93 i ventilorganet 90, som vist med piler på fig. 6. Denne strømning fortsetter gjennom en sentral åpning 77 i det fleksible ventillegeme 76, hvilken åpning er vesent-lig større enn diameteren av stempeldelen 86. Fluidum fra det indre av beholderen 10 strømmer gjennom åpningen 104 til rennen 106, som beskrevet foran,-og gjennom åpningene 108 inn i den ringformede kanal 110, såsom foran beskrevet. Fra kanalen 110 strømmer fluidet omkring det faste sete 100 og mellom dette og siden 101 av det fleksible ventillegeme 76. På denne måte strømmer fluidene fra motsatte sider av det fleksible ventillegeme 76 samtidig og proporsjonalt oppover gjennom slissene 84 som adskiller stempelsegmentene 82.

Tre faktorer er avgjørende for den effektive proporsjonale utstrømning av de to fluider omkring det fleksible ventillegeme og for at det unngås en uønsket strupning. Disse faktorer er den foran omtalte smekkvirkning, den samtidige utstrømning av fluidene på motsatte sider av det fleksible ventillegeme 76, og det faste tverrsnittsareal for strømning gjennom åpningene 102 og 104 som be-stemmes under hensyn til beskaffenheten av fluidene som strømmer fra de to beholdere 10 og 20. Åpningenes dimensjonering avhenger derved av'de*to fluiders egenvekt og/eller viskositet. Enn videre vil fluidenes beskaffenhet med hensyn til deres kjemiske sammenset-ning og innbyrdes reaksjon ha betydning. Kreves det f.eks. for til-veiebringelse av en eksotermisk reaksjon i en varm skumformet barberkrem et fluidum med større egenvekt og/eller viskositet enn et annet fluidum, må åpningene derfor ha innbyrdes forskjellig dimen-sjon for å oppnå den riktige blanding av de to. fluider. Åpningene 102 og 104 dimensjoneres derfor slik at det oppnås det kritiske innbyrdes forhold mellom de to utstrømmende fluider ved en gitt trykk-forskjell. Dysens 44 og den sfæriske kamdels 60 smekkvirkning i forhold til stemplet 66 sikrer at det fleksible ventillegeme 76 er i fullt åpen stilling, og i denne stilling er ^brømningsarealene på de motsatte sider 91 og 101 av det fleksible ventillegeme 76 meget større enn strømningsarealet gjennom de respektive åpninger 102 og 104. Smekkvirkningen av ventilorganet 90 sikres således hurtig et fullstendig åpent gjennomstrømningsareal omkring det fleksible ventillegeme 76.

Det.vil enn videre sees at ved hver åpningsbevegelse av

ventilorganet, se fig. 5, vil damper kunne trenge inn i neddypnings-rørets 24 frie ende 28 og trenge gjennom rommet 122 for rensning av rommet 122 og kanalene 50 samt boringen 48, og en tilsvarende rensning vil likeledes skje umiddelbart før ventilen lukkes, slik at materiale som har passert gjennom rommet- 122, kanalene 50 og boringen 48 med risiko for at ventilen etter hånden tilstoppes. Denne risi-

ko for tilstopning unngås således ved hjelp av damper fra neddyp-ningsrøret på den anførte måte.

Det vil av foranstående kunne sees at ventilseteorganet

40 kan innsettes i ventilhusets 14 boring 38 fra den åpne ende 36, og at dysen 44, stemplet 66, det fleksible ventillegeme 76, ventilorganet 90 og fjærene 70 og 94 alle kan monteres fra denne ende 36 av huset 14 i den riktige rekkefølge. Lokkets del 16, hvori ventilhuset 14 fastkrympes, utformes deretter og tjener til den endelige montering av ventilaggregatets deler i huset fra dettes ene ende ved en eneste samleoperasjon. Det vil sees at det fleksible ventillegeme 76 er fastklemt mot skulderen 78 ved hjelp av ventilseteorganet 40 som følge av at dette ved sin utvendige ende er fastklemt ved hjelp av den fleksible tetningsskive 34 og bunnen 32 av lokket 12, når delen 16 er trykket inn i en tilsvarende utvendig renne eller fordypning i ventilhuset 14.

Enhver fagmann vil forstå den innbyrdes forbindelse mellom den foran omtalte smekkvirkning, den samtidige åpning av ventilsetedelene på motsatte sider av det fleksible ventillegeme og det faste gjennomstrømningsareal gjennom åpningene 102 og 104 som er i forbindelse med motsatte sider av det fleksible ventillegeme samt dimensjoneringen av disse åpninger avhengig av viskositeten og egen-vekten av de fluider som skal strømme gjennom åpningene i et bestemt innbyrdes forhold, slik at disse fluider kan reagere termisk eller kjemisk på en ønsket måte når de møtes i rommet 122 og strømmer sam-men gjennom dysens 44 boring 48. Denne innbyrdes forbindelse er f. eks. avgjørende ved utløsningen av de kjemisk reagerende materialer som normalt anvendes til fremstilling av oxydasjonshårfarver eller varm skumformet barberkrem, og som vil reagere med hverandre :tter at de er utløst fra sine respektive beholdere 10 og 20, hvor: le holdes adskilt fra hverandre, inntil de utløses gjennom ventilaggregatet ifølge oppfinnelsen.

Claims (7)

1. Utstrømnings- og blandingsventil for minst to fluider som oppbevares adskilt fra hverandre under trykk i hver sin beholder (10 og 20), og med et ventilhus (14) hvori er utformet et stasjonært, ringformet ventilsete (100) som samvirker med den ene si-de av et ringformet, bøyelig ventillegeme (76), som i ventilens hvilestilling danner en sperrering mellom et utenfor ventilsetet (100) beliggende ringformet rom (106) som er i forbindelse med den ene bt<*> Ider (10), og en midtkanal (64) som ved betjening av ventilen settes i forbindelse med en utløpsstuss (44), karakterisert ved at ventilen ytterligere har et bevegelig ventilorgan (90), som i ventilens hvilestilling av en fjær (94) holdes trykket mot den annen side av ventillegemet (76) som i denne stilling danner en sperrering mellom et med den andre beholder (20) forbundet rom og midtkanalen (64), og at der i ventilhuset (14) er anbragt et stempel (66) som forskyves slik ved betjening av ventilen at en del (86) av stemplet skyver ventilorganet (90) bort fra anlegget mot ventillegemet (76), og at en annen del (112) av stemplet skyver ventillegemet (76) bort fra anlegget mot det faste ventilsete (100).
2. 2. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at stemplet (66) av en fjær (70) holdes i anlegg mot den indre en-de av utløpsstussen (44) som er anordnet bevegelig slik at den kan virke som betjeningsorgan for åpning av ventilen ved å bevege stemplet (66) aksialt mot fjærens (70) virkning.
3. 3. Ventil ifølge krav 2, karakterisert ved at stemplet (66) er utført med en boring (64) som danner den nevnte midtkanal, og at utløpsstussens (44) indre ende er utformet med et sfærisk fremspring (60) som har større diameter enn stempelboringen (64) og i ventilens hvilestilling griper inn i denne, hvorhos ut-løpsstussen (44) ytterligere er utformet med en krave (52) som av stemplet (66) holdes i anlegg mot en halsendedel (32,34) på den ene beholder (10), og om hvis kantdel utløpsstussen kan vippe i alle retninger.
4. 4. Ventil ifølge krav 3, karakterisert ved at utløpskanalen (48) i utløpsstussen (44). er lukket ved dennes indre ende og er i forbindelse med hovedsakelig radialt forløpende kanaler (50) som munner ut umiddelbart over kraven (52) samt at denne ligger an mot en elastisk tetningsring (34) som i utløpsstussens hvilestilling danner en sperrering mellom midtkanalen (64) og de radiale kanaler (50).
5. 5. Ventil ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at stemplets (661 endeparti som tjener til påvirkning av ventillegemet (76) er utformet med slisser (84) som tilveiebringer forbindelse mellom stemplets ytterside og midtkanalen (64).
6. 6. Ventil ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at der mellom hver beholder (10 og 20) og det tilsvarende rom som er i forbindelse med hver sin side av ventillegemet (76) finnes en passasje (hhv. 104 og 102), hvilke passasjers gjennomstrømningsarealer er avpasset etter de anvendte fluiders egenskaper.
7. 7. Ventil ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at rommet (122) i ventilhuset (14) over stemplet (66) er forbundet med den ene beholders (10) indre gjennom en eller flere åpninger (120) i ventilhusets sidevegg og et rør (24) som munner ut i nærheten av beholderens (10) bunn.