NO158531B

NO158531B - PRESSURE SUPPLY DEVICE.

Info

Publication number: NO158531B
Application number: NO83832015A
Authority: NO
Inventors: Bernard Derek Frutin
Original assignee: Rocep Lusol Holdings
Priority date: 1981-10-06
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1988-06-20
Also published as: NO832015L; NO158531C

Description

Oppfinnelsen angår en utleveringsanordning for utlevering av et produkt under trykk fra et drivmiddel, omfattende en beholder, en stempelanordning som er forskyvbar i beholderen og oppdeler denne i et produktkammer for produktet som skal utleveres og et drivmiddelkammer, et deformerbart tetningsmateriale bestående av et flytende eller halvfast stoff som tilveiebringer en i hovedsaken ugjennomtrengelig barriere for drivmiddelet, idet det deformerbare tetningsmateriale er i kontakt med beholderveggen og er forskyvbart sammen med stempelanordningen, en lukkeanordning for å holde drivmiddelet på plass i drivmiddelkammeret, og et produktutløp som strekker seg fra produktkammeret. The invention relates to a dispensing device for dispensing a product under pressure from a propellant, comprising a container, a piston device which is displaceable in the container and divides this into a product chamber for the product to be dispensed and a propellant chamber, a deformable sealing material consisting of a liquid or semi-solid material which provides a substantially impermeable barrier to the propellant, the deformable sealing material being in contact with the container wall and displaceable together with the piston device, a closure device for holding the propellant in place in the propellant chamber, and a product outlet extending from the product chamber.

Et meget stort utvalg av materialer utleveres daglig A very large selection of materials is delivered daily

fra trykkbeholdere av den type som i fellesskap betegnes som "aerosol"-typen. I sådanne beholdere ligger det materiale som skal utleveres ("produktet"), inne i beholderen enten i blanding med eller i oppløsning med drivmiddelet. Denne teknikk er derfor egnet bare for utlevering av produkter som ikke samvirker med eller forringes i drivmiddelets nærvær. Videre utleverer sådanne beholdere normalt produktet som en from pressurized containers of the type collectively referred to as the "aerosol" type. In such containers, the material to be delivered (the "product") is inside the container either mixed with or in solution with the propellant. This technique is therefore only suitable for dispensing products that do not interact with or deteriorate in the presence of the propellant. Furthermore, such containers normally deliver the product as one

fin tåke, men de kan tilpasses til å utlevere produktet som en ubrutt væskestrøm. fine mist, but they can be adapted to dispense the product as an unbroken stream of liquid.

Et lite antall spesielle beholderkonstruksjoner er A small number of special container designs are

kjent for å utlevere produkter som må holdes ute av kontakt med drivmiddelet. I det store og hele finnes det to typer av disse beholdere, "sammenfoldbar pose"-typen og "stempeltypen. I det sammenfoldbare pose-arrangement holdes produktet i en fleksibel pose som er festet til beholderens hals idet en utløpsventil strekker seg utover for utløp av produktet. Drivmiddelet holdes mellom posen og beholderveggen. Under known to deliver products that must be kept out of contact with the propellant. Broadly speaking, there are two types of these containers, the "collapsible bag" type and the "piston" type. In the collapsible bag arrangement, the product is held in a flexible bag which is attached to the neck of the container with an outlet valve extending outward for discharge of the product. The propellant is held between the bag and the container wall. Below

trykk foldes posen sammen og presser ut produktet fra utløps-ventilen. Problemer med dette arrangement er at posene er gjennomtrengelige for drivmiddelet, hvilket forårsaker at bobler danner seg i produktet, og posene har også en tendens til å foldes sammen på en uberegnelig og ufullstendig måte, pressure, the bag folds up and pushes the product out of the outlet valve. Problems with this arrangement are that the bags are permeable to the propellant, causing bubbles to form in the product, and the bags also tend to fold in an erratic and incomplete manner,

slik at en del av produktet forblir fanget i posene og ikke kan benyttes. so that part of the product remains trapped in the bags and cannot be used.

I beholdere av "stempel"-typen er beholderen oppdelt In "piston" type containers, the container is divided

i to kamre ved hjelp av et indre stempel, og produkt holdes på den ene side av stempelet og drivmiddel på den andre. Under trykk fra drivmiddelet presser stempelet produktet ut av beholderen . in two chambers by means of an internal piston, and product is held on one side of the piston and propellant on the other. Under pressure from the propellant, the piston pushes the product out of the container.

Man har over flere år utført mange undersøkelser med hensyn til virkemåten av utleveringsanordninger av stempeltypen og disses driftsproblemer. Disse utleveringsanordninger er ikke vanlige på markedet. De som er tilgjengelige, synes å tilfredsstille sine spesielle anvendelser, men ett hovedproblem hindrer ubegrenset, generell anvendelse av disse for produkter av hvilken som helst type. Dette hovedproblem er inntrengning av drivmiddelet i produktet. Dersom tilstedeværelsen av drivmiddelet forringer produktet, og mange materialer påvirkes på ugunstig måte, kan de kjente utleveringsanordninger ikke benyttes. Selv om produktet er kjemisk inaktivt overfor drivmiddelet, kan drivmiddelet ikke desto mindre danne gassbobler i produktet og bryte opp den utpressede produktstrøm. Many investigations have been carried out over several years with regard to the operation of piston-type dispensing devices and their operational problems. These dispensing devices are not common on the market. Those that are available seem to satisfy their particular applications, but one main problem prevents their unlimited, general application for products of any type. This main problem is penetration of the propellant into the product. If the presence of the propellant deteriorates the product, and many materials are adversely affected, the known delivery devices cannot be used. Although the product is chemically inert to the propellant, the propellant can nevertheless form gas bubbles in the product and break up the extruded product stream.

I US-patentskriftene 3 233 791 og 3 255 936 er det vist trykksatte utleveringsanordninger omfattende et stempel som er forskyvbart i en beholder, og en geltetningsmasse som bæres av eller danner hele eller en del av stempelet. I ett eksempel er geltetningsmassen ganske enkelt påført på et enkelt skjørt på stempelet. I et alternativ er geltetningsmassen holdt på plass i et ringrom som omgir stempelet. I et annet alternativ er stempelet en blokk av geltetningsmasse, og i et ytterligere alternativ omfatter stempelet en fleksibel cellekonstruksjon hvor geltetningsmassen fyller i det minste noen av cellene. Forutsatt at det ikke finnes noen mellomrom mellom stempelet og beholderveggen, virker geltetningsmassen som en i hovedsaken ugjennomtrengelig barriere for drivmiddelet. Etter hvert som stempelet beveger seg gradvis langs beholderen, kan imidlertid geltetningsmasse gå tapt ved passering inn i produkt- eller drivmiddelkamrene. In US Patents 3,233,791 and 3,255,936, pressurized delivery devices are shown comprising a piston which is displaceable in a container, and a gel sealant which is carried by or forms all or part of the piston. In one example, the gel sealant is simply applied to a single skirt of the piston. In an alternative, the gel sealant is held in place in an annulus surrounding the piston. In another alternative, the piston is a block of gel sealant, and in a further alternative, the piston comprises a flexible cell construction where the gel sealant fills at least some of the cells. Provided that there are no gaps between the piston and the container wall, the gel sealant acts as an essentially impermeable barrier to the propellant. However, as the piston gradually moves along the container, gel sealant may be lost as it passes into the product or propellant chambers.

Den kjente teknikk ifølge ovennevnte US-patentskrifter angår utlevering av produkter med lav viskositet, såsom barber-skum. Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en trykkutleveringsanordning for viskøse produkter, såsom mastiks- og silikontetningsmidler, hvor et mye høyere trykk er nødvendig for å utlevere produktet, og stempelet således må tilveiebringe en vesentlig forbedret grad av tetning. The known technique according to the above-mentioned US patents relates to dispensing products with low viscosity, such as shaving foam. A main purpose of the present invention is to provide a pressure dispensing device for viscous products, such as mastic and silicone sealants, where a much higher pressure is required to dispense the product, and the piston must thus provide a significantly improved degree of sealing.

Ovennevnte formål oppnås med en utleveringsanordning The above purpose is achieved with a dispensing device

av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at stempelanordningen omfatter et første og et andre stempel som er anbrakt i tandem og er forskyvbare uavhengig av hverandre i beholderen, og at det deformerbare tetningsmateriale er anbrakt mellom stemplene, slik at materialet under trykk komprimeres mellom stemplene og presses mot beholderveggen for å danne en tetning. of the type indicated at the outset which, according to the invention, is characterized in that the piston device comprises a first and a second piston which are placed in tandem and are displaceable independently of each other in the container, and that the deformable sealing material is placed between the pistons, so that the material under pressure is compressed between the pistons and is pressed against the container wall to form a seal.

Et eventuelt tap av tetningsmateriale inn i produkt-eller drivmiddelkamrene etter hvert som stemplene beveger seg gradvis langs beholderen, erstattes øyeblikkelig ved at tetningsmaterialet mellom stemplene presses utover mot beholderveggen. Any loss of sealing material into the product or propellant chambers as the pistons gradually move along the container is immediately replaced by the sealing material between the pistons being pressed outwards against the container wall.

Det første stempel ligger fortrinnsvis i tettere friksjonsinngrep med veggen enn det andre stempel. Dette fremmer kompresjon av tetningsmaterialet mellom stemplene og således opprettholdelsen av en tetning. The first piston is preferably in closer friction engagement with the wall than the second piston. This promotes compression of the sealing material between the pistons and thus the maintenance of a seal.

Selv om tetningsmaterialet kan være en viskøs væske, Although the sealing material may be a viscous liquid,

et smørefett eller en voks, foretrekkes en gel på grunn av dens fleksible, formbevarende egenskaper som er meget fordel-aktige for tetningsmaterialer som er inskutt mellom stemplene. a grease or a wax, a gel is preferred because of its flexible, shape-retaining properties which are very advantageous for sealing materials sandwiched between the pistons.

En vandig gel, f.eks. en vandig alginisk eller gelatinøs gel er velegnet. Væsker, såsom etylenglykol, dietylenglykol og glyserol, er velegnet for mange anvendelser. Mange harpiks-holdige og polymere stoffer, såsom polyvinylalkohol, silikoner og akrylharpikser, kan benyttes. Generelt kan faktisk hvilket som helst materiale som kan deformeres lettvint under trykk, benyttes, under forutsetning av at det er forenlig med de materialer som det vil være i kontakt med, f. eks. drivmiddelet. An aqueous gel, e.g. an aqueous alginic or gelatinous gel is suitable. Liquids such as ethylene glycol, diethylene glycol and glycerol are suitable for many applications. Many resinous and polymeric substances, such as polyvinyl alcohol, silicones and acrylic resins, can be used. In general, any material that can be deformed easily under pressure can be used, provided that it is compatible with the materials with which it will be in contact, e.g. the propellant.

Benyttelsen av et deformerbart tetningsmateriale er fordelaktig ved at hakk og andre ufullkommenheter og falsene på falsede beholdere vil bli fylt og utglattet av tetningsmaterialet når stemplene passerer. The use of a deformable sealing material is advantageous in that notches and other imperfections and the folds of folded containers will be filled and smoothed by the sealing material as the pistons pass.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende The invention shall be described in more detail below

i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til in connection with an embodiment with reference to

tegningene, der fig. 1 viser et delvis gjennomskåret perspektivriss av en utleveringsanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et utspilt perspektivriss av stemplene og membranen som er vist på fig. 1, og fig. 3 viser snitt gjennom de deler som er vist på fig. 2. the drawings, where fig. 1 shows a partially cut-away perspective view of a dispensing device according to the invention, fig. 2 shows an exploded perspective view of the pistons and the membrane shown in fig. 1, and fig. 3 shows a section through the parts shown in fig. 2.

Idet det henvises til fig. 1 og 2, består en utleveringsanordning av en langstrakt, sylindrisk beholder 1 (som kan være en ekstrudert eller en falset boka) med en overdel 2 Referring to fig. 1 and 2, a dispensing device consists of an elongated, cylindrical container 1 (which can be an extruded or a folded book) with an upper part 2

og en innbrettet, hvelvet bunndel 3, idet overdelen har en hals 4 og en i denne innpasset utløpsutpressingsventil 5. and a folded-in, vaulted bottom part 3, the upper part having a neck 4 and an outlet pressure valve 5 fitted into this.

De nøyaktige detaljer ved ventilen angår ikke den foreliggende oppfinnelse. Med henblikk på den foreliggende oppfinnelse er det tilstrekkelig at konstruksjonen og dimensjonene av ventilen og dysen er slik at det produkt som skal utleveres, tillates å komme ut via ventilen. Ventilens konstruksjon vil bli valgt i det vesentlige i overensstemmelse med produktets viskositet. The exact details of the valve do not concern the present invention. For the purposes of the present invention, it is sufficient that the construction and dimensions of the valve and the nozzle are such that the product to be dispensed is allowed to come out via the valve. The design of the valve will be chosen essentially in accordance with the viscosity of the product.

Inne i beholderen 1 er det i rekkefølge fra toppen Inside container 1, it is in order from the top

mot bunnen anbrakt et første stempel 6, et andre stempel 7 a first piston 6, a second piston 7 placed towards the bottom

og en' membranøs eller membranliknende skillevegg 8. Mellom stemplene 6 og 7 er anbrakt en masse av et deformerbart tetningsmateriale 9. Disse deler oppdeler beholderens indre volum i et kammer 10 for det produkt som skal utleveres, og et kammer 11 for drivmiddel. Tilstedeværelsen av membranen 8 er valgfri, men når den er til stede, danner den sammen med bunndelen 3 et drivmiddelrom 12. Bunndelen 3 har et i hovedsaken sentralt hull for innføring av drivmiddel under fylling, hvoretter hullet lukkes av en plugg 13. Det første stempels 6 øvre del er formet for i hovedsaken å passe til den indre form på boksens overflatedel og de indre deler av ventilen 5, for å maksimere den produktmengde som kan utdrives ved hjelp av det første stempel. and a 'membranous or membrane-like partition 8. Between the pistons 6 and 7 is placed a mass of a deformable sealing material 9. These parts divide the inner volume of the container into a chamber 10 for the product to be dispensed, and a chamber 11 for propellant. The presence of the membrane 8 is optional, but when it is present, it together with the bottom part 3 forms a propellant space 12. The bottom part 3 has a mainly central hole for the introduction of propellant during filling, after which the hole is closed by a plug 13. The first piston's 6 upper part is shaped to essentially fit the inner shape of the box's surface part and the inner parts of the valve 5, in order to maximize the amount of product that can be expelled by means of the first piston.

Idet det henvises til fig. 3, har primærstempelet 6 Referring to fig. 3, has the primary stamp 6

en svakt hvelvet, øvre del 20 og et veggkontaktende skjørt 21. I stempelet 6 er dannet en hvelvet fordypning 22 hvis formål skal beskrives senere. Det andre stempel 7 har et veggkontaktende skjørt 30 og en høy-hvelvet eller kuppelformet stempel-toppdel 31. Membranen 8 er en tynnvegget film av nylon a slightly vaulted upper part 20 and a wall-contacting skirt 21. A vaulted recess 22 is formed in the piston 6, the purpose of which will be described later. The second piston 7 has a wall-contacting skirt 30 and a high-vaulted or dome-shaped piston top 31. The membrane 8 is a thin-walled film of nylon

som er kuppelformet og har en utadrettet flens 40. Beholderens bunndel 3 har også hvelvet form og har en sentral fylleåpning 50 som er gjentettet ved hjelp av den elastiske plugg 13. which is dome-shaped and has an outward-facing flange 40. The container's bottom part 3 also has a domed shape and has a central filling opening 50 which is resealed by means of the elastic plug 13.

Det skal bemerkes at når bunndelen 3 krympes eller kreppes til beholderen, falses membranens 8 flens inn i den kreppede skjøt. Krumningene av bunndelens 3 og membranens 8 hvelvinger er forskjellige, for å danne et drivmiddelrom (12 på fig. 1) derimellom. Krumningene av membranens 8 og det andre stempels 7 hvelvinger er i hovedsaken de samme. It should be noted that when the bottom part 3 is crimped or crimped to the container, the flange of the membrane 8 is folded into the crimped joint. The curvatures of the domes of the bottom part 3 and the membrane 8 are different, to form a propellant space (12 in Fig. 1) between them. The curvatures of the domes of the diaphragm 8 and the second piston 7 are essentially the same.

Et legeme av en deformerbar tetningsmasse er beliggende mellom stemplene 6 og 7. A body of a deformable sealing compound is located between the pistons 6 and 7.

I det følgende skal det gis en kort beskrivelse av In the following, a brief description of

den foretrukne metode for fylling og montering av utleveringsanordningen. the preferred method of filling and assembling the dispensing device.

Produkt fylles i den tomme, oppadvendte beholder 1 Product is filled in the empty, upturned container 1

som kan være renset på forhånd med en inert gass. Det første stempel 6 på enden av et trykkstempel trykkes deretter med en presspasning inn i beholderen 1. For å lette innføring av stempelet 6, bærer trykkstempelet en kuppelendet sonde eller føler som er dimensjonert for å danne inngrep med den hvelvede fordypning 22 i stempelet 6. Utøvelsen av trykk på stempelets sentrum bringer stempelet til å bøye seg slik at luft eller inert gass tillates å strømme ut forbi stempelet, slik at produktkammeret etterlates fritt for gass. Et legeme av et tetningsmateriale 9 innsprøytes deretter i stempelets 6 skjørt, etterfulgt av innføring av det andre stempel 7 på liknende måte som for det første stempel 6 på hvilket trykk utøves for å presse tetningsmaterialet utover mot beholderens vegg for å danne en tetning. En fleksibel membran 8 med kuppel-form og med en utbøyd, ringformet flens legges over beholderens åpning, og den hvelvede bunndel 3 påkreppes deretter på beholderen. Krumningene av bunndelen 3 og membranen 8 er forskjellige, slik at det dammes et rom 12 derimellom. Drivmiddel innsprøytes i rommet 12 via bunndelens sentrale åpning som deretter lukkes ved hjelp av pluggen 13. Membranens 8 krumning-føyer seg etter krumningen av det andre stempels 7 toppdel og blir i det minste i begynnelsen understøttet av denne. which may be purged beforehand with an inert gas. The first piston 6 on the end of a pressure piston is then pressed with a press fit into the container 1. To facilitate insertion of the piston 6, the pressure piston carries a dome-ended probe or feeler sized to engage the domed recess 22 in the piston 6. The application of pressure to the center of the piston causes the piston to bend so that air or inert gas is allowed to escape past the piston, leaving the product chamber free of gas. A body of sealing material 9 is then injected into the piston 6 skirt, followed by introduction of the second piston 7 in a similar manner to the first piston 6 on which pressure is exerted to push the sealing material outwards against the container wall to form a seal. A flexible dome-shaped membrane 8 with a bent, ring-shaped flange is placed over the opening of the container, and the domed bottom part 3 is then attached to the container. The curvatures of the bottom part 3 and the membrane 8 are different, so that a space 12 is dammed in between. Propellant is injected into the chamber 12 via the bottom part's central opening which is then closed using the plug 13. The curvature of the diaphragm 8 follows the curvature of the top part of the second piston 7 and is at least initially supported by this.

Utleveringsanordningen har lang lagerholdbarhet. Da drivmiddelet er effektivt innkapslet i det forseglede rom 12, ville den eneste mulige måte på hvilken drivmiddelet kan lekke ut for å forringe produktet, være ved molekylær diffusjon gjennom selve membranen. Selv om diffusjon opptrådte, eller dersom membranen var defekt og revnet, ville eventuelt drivmiddel som var til stede i kammeret 11, være inneholdt i dette ved hjelp av de doble stempler og det deformerbare tetningsmateriale . The dispensing device has a long shelf life. As the propellant is effectively encapsulated within the sealed compartment 12, the only possible way in which the propellant could leak out to degrade the product would be by molecular diffusion through the membrane itself. Even if diffusion occurred, or if the membrane was defective and cracked, any propellant present in the chamber 11 would be contained therein by means of the double pistons and the deformable sealing material.

Ved bruk åpnes ventilen 5 slik at det indre trykk av-lastes, og drivmiddelet i rommet 12 ekspanderer slik at membranen 8 strekkes og presser det andre stempel 7 til enda nærmere - kontakt med tetningsmaterialet 9 som presses utover mot beholderveggen. Det første stempel 6 fremføres og presser produktet ut av ventilen. Under fortsatt bruk revner til slutt membranen 8 og frigjør drivmiddel til kammeret 11. Hovedformålet med membranen 8 er således å forlenge lagringsvarigheten, og for-målet med tetningsmaterialet 9 er å hindre kontakt mellom drivmiddel og produkt under bruk. During use, the valve 5 is opened so that the internal pressure is relieved, and the propellant in the chamber 12 expands so that the membrane 8 is stretched and presses the second piston 7 into even closer contact with the sealing material 9 which is pressed outwards against the container wall. The first piston 6 is advanced and pushes the product out of the valve. During continued use, the membrane 8 eventually ruptures and releases propellant into the chamber 11. The main purpose of the membrane 8 is thus to extend the storage duration, and the purpose of the sealing material 9 is to prevent contact between propellant and product during use.

Når stemplene 6 og 7 beveger seg langs beholderveggen, er det mulig at tetningsmateriale går tapt ved passering inn i produkt- eller drivmiddelkamrene dersom det forekommer omfattende skade i form av langsgående furer eller hakk i beholderen, slik at det reservoar av tetningsmateriale som fasthol-des mellom stemplene, tømmes. Dersom en tilstrekkelig stor mengde tetningsmateriale går tapt på denne måte, kommer det andre stempels 7 hvelvede toppdel 31 i kontakt med den hvelvede fordypning 22 i det første stempel 6, og stempelparet fortset-ter å bevege seg fremover i fysisk inngrep med hverandre. When the pistons 6 and 7 move along the container wall, it is possible that sealing material is lost when passing into the product or propellant chambers if there is extensive damage in the form of longitudinal furrows or notches in the container, so that the reservoir of sealing material that is retained between the pistons, is emptied. If a sufficiently large amount of sealing material is lost in this way, the domed top part 31 of the second piston 7 comes into contact with the domed recess 22 in the first piston 6, and the pair of pistons continues to move forward in physical engagement with each other.

Det foretrekkes at det første stempel og ventilmontasjen er fremstilt av høytetthets-polyetylen, såsom "RIGIDEX" (vare-merke) eller av nylon, og at det andre stempel fremstilles av lavtetthets-polyetylen og membranen av tynn nylonfilm. It is preferred that the first piston and valve assembly be made of high density polyethylene, such as "RIGIDEX" (trademark) or of nylon, and that the second piston be made of low density polyethylene and the membrane of thin nylon film.

Claims

1. Dispensing device for dispensing a product under pressure from a propellant, comprising a container (1), a piston device (6, 7) which is displaceable in the container (1) and divides it into a product chamber (10) for the product to be dispensed and a propellant chamber (12), a deformable sealing material (9) consisting of a liquid or semi-solid substance which provides an essentially impermeable barrier for the propellant, the deformable sealing material (9) being in contact with the container wall and being displaceable together with the piston device (6 , 7), a closure device (3, 13) for keeping the propellant in place in the propellant chamber (12), and a product outlet (5) extending from the product chamber (10), CHARACTERIZED IN THAT the piston device (6, 7) comprises a first (6) and a second (7) piston which are placed in tandem and are displaceable independently of each other in the container (1), and that the deformable sealing material (9) is placed between the pistons (6, 7), so that materia let (9) under pressure is compressed between the pistons (6, 7) and pressed against the container wall to form a seal.

2. Dispensing device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the first piston (6) is in tighter frictional engagement with the wall than the second piston (7).

3. Dispensing device according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the deformable sealing material (9) is a gel.

4. Delivery device according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the deformable sealing material (9) is an aqueous gel.

5. Dispensing device according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the deformable sealing material (9) is an aqueous alginic or gelatinous gel.