NO170069B - Trykkgassdrevet doseringsanordning - Google Patents

Abstract

Doseringsanordning (1) for en trykkdrevet doseringsbeholder har en ventil, en ventilaktivator og en strømningsregulator omfattende en skive (13) beliggende i et hus (11) slik at en åpning (14) i skiven danner en innsnevring som utgjør en impedanse for stramningen. Skiven er fjærende deformerbar for variering av impedansen som utgjøres av innsnevringen som reaksjon på variasjon i trykkforskjell over skiven, slik at ved bruk med en trykkbeholder som har et begrenset forråd av trykkgass vil strømningsmengdens tendens til å avta etterhvert som gasstrykket synker kompenseres ved en tendens for strømnings-mengden til å øke som følge av øket impedanse hos strømnings-regulatoren. Skiven har en forsenket nedstrømsside (16) som samvirker med et plant sete på huset slik at skiven deformeres mot setet. Anordningen gjør det mulig å sette beholdere under trykk med nitrogen under opprettholdelse av en konstant strøm-ningsmengde pr. tidsenhet gjennom hele beholderens doserings-. levetid.

Description

Denne oppfinnelse angår en doseringsanordning for en gasstrykkdrevet doseringsbeholder, som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1.

Trykkgassdrevne doseringsbeholdere har vært brukt for dosering av mange forskjellige produkter fra mobile til viskøse væskeprodukter, og de anvender typisk et væskeformig drivmiddel som f.eks. hydrokarbon eller fluorkarbon som har tilstrekkelig høyt damptrykk ved normale arbeidstemperaturer til å drive produktet gjennom doseringsanordningen. Det er imidlertid en kjent sak at bruken av slike drivmidler forårsaker miljøskader og innebærer sikkerhetsrisiko, og der er iboende ulemper ved bruk av et væske-drivmiddel, som f.eks. frysevirkningen på

grunn av fordampning.

Det har derfor i den siste tid vært gjort forsøk på å anvende drivmidler som er i gassform ved normale arbeidstemperaturer og -trykk. Karbondioksyd har f.eks. vært brukt og har den fordel at den er sterkt oppløselige i produktet slik at den oppløste gass kan frigjøres ved å riste beholderen for å motvirke tap av gasstrykket når en del av produktet er avgitt. En ulempe med karbondioksyd som drivmiddel er imidlertid at dets oppløse-lighet er variabel mellom forskjellige produkt-formuleringer og varierer også med temperaturen slik at man må passe på ved fylling av beholderen for å unngå eksessive opprinnelige gasstrykk.

Konvensjonell bruk av forholdsvis uløselige drivgasser såsom nitrogen har den ulempe at det doserte produktets strømnings-mengde pr. tidsenhet (i det følgende for enkelhets skyld bare kalt strømningsmengden) har en tendens til å avta etterhvert som gasstrykket synker under gradvis utporsjonering a\T produktet.

En doseringsanordning av ovennevnte art er kjent fra US patent nr. 3 970 105. Denne kjente anordning har imidlertid en rekke ulemper som innebærer at den ikke er praktisk anvendbar. Således vil den kjente anordning bl.a. være uhyre følsom for toleranseavvik ved fremstilling av anordningens deler. Videre vil dens funksjon variere med tiden som følge av gradvis oppsvelling av de anvendte elastomermaterialer når disse kommer i berøring med produktet i doseringsbeholderen. Generelt sett er denne kjente anornding vanskelig og dyr i fremstilling og vil neppe kunne frembringe en konstant utstrømning for forskjellige arbeidstrykk.

Som ytterligere eksempler på kjent teknikk på området kan nevnes internasjonal patentsøknad publ. nr. 82 00450, GB patentskrift nr 884 608 og nr. 1 542 849 samt US patentskrift nr. 3942 724 og nr. 4 154 378 som ingen på tilfredsstillende måte er istand til å løse den oppgave foreliggende oppfinnelse tar sikte på.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er således å komme frem til en doseringsanordning for en gasstrykkdrevet doseringsbeholder som kan anvende nitrogen som drivgass, uten at dette vil innebære vesentlig mer komplisert konstruksjon og høyere fremstillingskostnader i forhold til konvensjonelle fluorhydrokarbondrevne anordninger, men med i alt vesentlig like god funksjonsevne som sistnevnte.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen med en doseringsanordning av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etter-følgende krav 1.

En fordel med en slik anordning er bl.a. at den doserte strømningsmengde derved kan reguleres til et akseptabelt nivå under hele den gradvise dosering av produktet fra beholderen.

Membranens nedstrømsside eller -flate samvirker fortrinnsvis med et ringformet sete i huset, idet nevnte side eller setet er forsenket og den andre del er plan og membranen er deformerbar under tilstrekkelig trykkforskjell til konformt anlegg mellom siden og setet.

Setet er fortrinnsvis plant og membranens nedstrømsside forsenket.

Anordningen omfatter fortrinnsvis et kammer umiddelbart oppstrøms av membranen slik at strømningsbanen har lokalt utvidet tverrsnitt for å utsette en vesentlig del av membranens opp-strømsside for strømningstrykk. Kammerets form kan være konisk, sylindrisk eller annen form.

Ifølge en ytterligere side ved foreliggende oppfinnelse kan anordningens membran nær sin oppstrømsflate omfatte en ringformet flens som strekker seg radielt i forhold til strømningsbanens akse.

En fordel med å innbefatte en slik flens er at man oppnår en bedre strømningsmengde-karakteristikk som funksjon av trykk. Strømningsmengde-karakteristikken som en funksjon av trykk ved bruk av anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse oppviser typisk en strømningsmengde-øking fra null med økende trykk inntil man når et terskeltrykk over hvilket strømningsmengden blir stort sett konstant. Den forbedring som oppnås ved å utstyre membranen med en flens er at man får et lavere terskeltrykk som ovenfor definert, enn det man ville få ved bruk av en tilsvarende membran uten slik flens. Dette er av praktisk verdi ettersom man ved konstruksjon av slike trykkdrevne doseringsbeholdere søker å oppnå at det gjenværende trykk i beholderen ved det punkt hvor det er uttømt er tilstrekkelig til å opprettholde det ønskede strømningsmengde-nivå under uttømming slik at stort sett alt produktet kan avgis. Ideelt sett bør derfor det resterende trykk være minst lik terskeltrykket slik at strømningsmengden forblir stort sett konstant under doseringssyklusen. Det opprinnelige trykk som beholderen er fylt til velges for å sikre at det resterende trykk holdes i det minste på nivå med terskeltrykket, slik at følgen blir at bruk av en flenset membran muliggjør redusert opprinnelig fylletrykk uten tap av ytelse.

En ytterligere fordel med anordning av flensen er at den tilpasser membranen for automatiske komponent-håndteringssystemer og halvautomatiske systemer, f.eks. slike som anvendes ved ristebor-montering, ved tilveiebringelse av et utvendig trekk som lett kan detekteres for å utmerke membranens oppstrøms/nedstrøms-orientering.

Doseringsanordningen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis beregnet på bruk med en doseringsbeholder der driv-trykkgassen er nitrogen.

Spesielle utføringsformer av oppfinnelsen skal nå beskrives bare som eksempel og i tilknytning til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 viser et snitt av en anordning hvor regulatoren er opptatt i ett stykke med ventilen, Figur 2 viser et tilsvarende snitt av en alternativ anordning med en regulator som er opptatt adskilt fra ventilen og har et hus innkoplet mellom ventilen og et dypperør, Figur 3 er et snitt av en regulator som er separat opptatt ved nedre ende av et dypperør, Figur 4 er et snitt av en regulator som er oppatt i ett stykke med en aktuator, Figur 5 er et snitt av en alternativ aktuator som opptar en regulator, Figur 6 er et snitt av en strømningsregulator-membran, Figur 7 er en graf som viser forsøksresultater av strøm-ningsmengde F i forhold til antall fortløpende aktiveringer N ved bruk av anordningen som vist i figur 1 for dosering av et produkt fra en trykkbeholder, Figur 8 er en graf som viser prøveresultater av strømnings-mengde F i forhold til gasstrykk ved bruk av anordningen som vist i figur 2, Figur 9 er en lignende graf der resultater I ble oppnådd ved bruk av apparatet vist i figur 3 og resultatet II ble oppnådd uten regulatoren, Figur 10 er en lignende graf av resultater oppnådd ved bruk av apparatet på figur 4 og bruk av tre alternative typer ventilaktivator, Figur 11 er en lignende graf som viser typiske resultater av I under anvendelse av en ventil uten en regulator, II under anvendelse av en lignende ventil montert med en aktuator og III under anvendelse av en ventil og aktuator utstyrt med en regulator , Figur 12 er et utspredt riss, sett i snitt, av en alternativ stemningsregulator hvor membranen omfatter en ringformet flens, Figur 13 er et sammensatt riss, sett i snitt, av strømnings-regulatoren på figur 12 under utporsjonering av et produkt, Figur 14 er et lignende riss av strømningsregulatoren på figur 13 under fylling av beholderen, Figur 15 er et snitt av en ytterligere alternativ membran for bruk i en strømningsregulator og omfattende et aksielt utspring på dens oppstrømsside, Figur 16 er en graf av strømningsmengden i forhold til trykk for en produktstrøm fra en trykkdrevet doseringsbeholder med en strømningsregulator som vist i figur 12, 13 og 14, Figur 17 er et snitt gjennom en ytterligere altnerativ strømningsregulator med en flenset membran og med et hus innkoplet mellom ventilen og et dypperør, Figur 18 er et lignende snitt av et ytterligere alternativt arrangement der strømningsregulatoren omfatter en flenset membran og er opptatt i ett stykke med en ventil, og Figur 19 er et ytterligere alternativt arrangement der en strømningsregulator omfatter en flenset membran og er opptatt i ett stykke med en ventilaktivator.

Anordningen 1 på figur 1 har en ventil 2 vist i lukket stilling, der et ventillegeme 3 holdes i positiv kontakt med en tetning 4 ved hjelp av en returfjær 5. Et ventilhus 6 danner et ventilkammer 7 i hvilket produktet som skal doseres innføres gjennom et ventilinnløp 8.

Et ventilutløp 9 omfatter en sylindrisk boring gjennom en stamme 10 som er utformet i ett stykke med ventillegemet 3 og forbundet med en aktuator (ikke vist).

Ventilhuset 6 omfatter et rørformet nedre parti 11 med en rørformet forlengelse lia med redusert diameter som opptar et stigerør 12.

En strømningsregulator omfattende en membran i form av en skive 13 er beliggende i det nedre parti 11 av ventilhuset og omfatter en åpning 14 som er innrettet på linje med ventilinn-løpet 8.

Et ringformet sete 15 i ventilhuset 6 er utformet rundt innløpet 8 og en forsenket side eller flate 16 på skiven 13 opprettholder omkretsanlegg mot setet som vist i tegningen når ventilen er i åpen stilling.

Anordningen 1 er montert på en ventilskål 17 som på kjent måte er krympet på en beholder (ikke vist) i hvilken et produkt som skal utporsjoneres er satt under trykk, i dette eksempel ved hjelp av nitrogen. Tetningen 4 er innesluttet mellom den øvre ringformete kant på huset 6 og ventilskålen 17.

Ved bruk for dosering av produktet fra beholderen, nedtrykkes ventilstammen 10 mot trykket fra returfjæren 5 slik at ventillegemet 3 beveges nedad og ut av anlegg mot tetningen 4.

En radiell kanal 18 i stammen kan da kommunisere med ventilkam-meret 7 slik at der dannes en strømningsbane fra beholderen gjennom åpningen 14, ventilinnløpet 8, kammeret 7, den radielle port 18 og til slutt inn i ventilutløpet 9 hvoretter produktet strømmer ut gjennom stammen 10.

Skiven 13 kan fritt bevege seg en begrenset strekning i aksialretningen i det rørformete nedre parti 11 av huset og når ventilen 2 er åpen beveges skiven på grunn av strømningen til tetningsanlegg mot setet 15 slik at hele strømmen må passere gjennom åpningen 14.

Strømningsbanen er innsnevret ved åpningen 14 som danner en impedanse for strømmen som er større enn den kombinerte impedanse hos resten av anordningen. En trykkforskjell opprettes over membranen som fjærende deformeres slik at den forsenkete flate 16 beveges til anlegg mot setet 15 og denne deformering vil ytterligere innsnevre strømningen ved å minske åpningen 14 for derved å øke regulatorens impedanse.

Etterhvert som produktet gradvis doseres fra beholderen vil volumet av det gjenværende produkt minske og nitrogen-volumet vil øke tilsvarende slik at trykket i beholderen vil synke. For en ikke-avdelt beholder kan der også forekomme et visst tap av nitrogen som kan være avgitt sammen med produktet, idet dette er det nitrogen som er oppløst i løsningen.

Etterhvert som trykket faller vil strømningsmengden ha en tendens til å avta, men denne tendens vil kompenseres i det minste delvis av strømningsregulatoren, ettersom membranen 13 vil deformeres mindre som reaksjon på en mindre trykkforskjell over membranen, slik at regulatorens impedanse vil ha en tendens til å avta.

En har funnet at ved egnet valg av strømningsregulator-membrankarakteristika vil strømningsmengden over et trykkgass-område kunne opprettholdes på et stort sett konstant nivå eller i det minste holdes innenfor godtagbare toleranser. Forsøk med den ovenfor beskrevne anordning har gitt variasjoner i strøm-ningsmengder på mindre enn 10% for dosering av gasstrykk over området 207 til 1034 kPa.

Figur 2 viser en alternativ anordning der regulatoren omfatter en membran i form av en skive 13 beliggende i et hus 20 som er innkoplet mellom en ventil 21 og et stigerør 12. Huset 20 omfatter sammenpassete øvre og nedre partier henholdsvis 22 og 23, idet det øvre parti har en skyvepasningskopling 24 for tilkopling til ventilen 21. Det nedre parti 23 av huset har en ytterligere skyvepasningskopling 25 for tilkopling til stigerør-et.

Skiven 13 er innesluttet i de sainmenpassete huspartier 22 og 23 med sin nedstrømsflate 16 omkretsmessig anleggbar mot et plant sete 26 med et sentralt utløp 27. Skiven har en sentral åpning 14 på linje med utløpet 27 og nedstrømsflaten 16 er forsenket.

Det nedre husparti 23 omfatter et traktparti 28 som divergerer i strømningsretningen.

Det øvre husparti 22 omfatter seks aksielt forløpende ribber 70 som rager radielt innad til løst anlegg mot skiven 13 slik at der dannes aksielt forløpende forbistrømningskanaler mellom ribbene. De radielt forløpende ribber 71 rager innad fra det nedre husparti 23 for å danne radielt forløpende kanaler mellom disse som kommuniserer mellom traktpartiet 28 og kanalene som dannes av de aksielt forløpende ribber 70.

Ved bruk, når ventilen er åpen, opprettes en strøm gjennom stigerøret 12, koplingen 25, traktpartiet 28, åpningen 14, utløpet 27 og inn i ventilen 21. Skiven 13 er til en viss grad anordnet med løs pasning i huset, men så snart strømningen begynner beveges skiven aksielt til tettende anlegg mot setet 26 slik at hele strømmen må passere gjennom åpningen 14. Innsnevringen som dannes av åpningen 14 i skiven 13 utgjør en impedanse for strømningen, som fører til en trykkforskjell over skiven slik at skiven blir deformert i strømningsretningen i en grad som avhenger av doserings-gasstrykket. Ved tilstrekkelig deformering vil skivens 13 nedstrømsflate 16 komme i samme plan som setet 26 og i denne tilstand vil åpningen 14 innsnevres for å oppvise en øket impedanse for strømmen. Ved lavere gasstrykk vil skiven deformeres i en mindre grad og den vil derfor oppvise en minsket impedanse for strømmen.

Anordningen ifølge figur 2 er også innrettet til å gjøre det mulig å fylle en beholder med trykkgass gjennom ventilen 21, regulatoren 20 og stigerøret 12. En motsatt strømningsbane vil da følges av fyllegassen som tvinger skiven 13 bort fra setet 2 6 til anlegg mot de radielle ribber 71. Regulatorens impedanse mot den motsatte strømning under denne gassfylleprosess minskes ved tilstedeværelsen av kanalene som dannes mellom ribbene 70 og 71 som tillater en strøm av gass rundt utsiden av skiven 13 i tillegg til strømningsbanen som dannes av åpningen 14. Anordningen av slike forbistrømningsorganer for motsatt gasstrømning gjør det mulig å holde tiden for gassfylling på et minimum.

Den ytterligere alternative anordning på figur 3 omfatter en strømningsregulator som innbefatter en skive 13 som er opptatt ved nedre ende av et stigerør 12 i et hus 30 med et ringformet øvre parti 31 med en rørforlengelse 31a med redusert diameter som danner en skyvepasning i stigerøret. Et rørformet nedre parti 32 av huset danner en presspasning med det øvre parti 31 og omfatter et innløp 33.

Det øvre parti 31 omfatter et utløp 34 og skiven 13 er anordnet koaksialt i huset slik at åpningen 14 er på linje med utløpet og innløpet 33.

De aksielt forløpende ribber 70 er anordnet for å danne aksielt forløpende kanaler mellom skiven 13 og det øvre parti 31 og et antall tapper 72 rager innad fra det nedre parti 32 rundt innløpet 33 for å opprettholde klaring mellom skiven 13 og det nedre parti. Skiven 13 er vist i figur 3 (og likeledes i figur 2) i en mellomstilling mellom de aksielle yttergrenser av dens tillatte bevegelse. Under normal strømning når ventilen er åpen beveges skiven 13 oppad med strømmen til omkretsmessig tetningsanlegg mot setet 26 slik at hele strømmen tvinges til å passere gjennom åpningen 14. Under gassfylling av beholderen vil en motsatt rettet gasstrøm skyve skiven nedad til anlegg mot tappene 72 og regulatorens impedanse minskes ved nærværet av forbistrøm-ningskanaler rundt omkretsen av skiven og mellom ribbene 70 og tappene 72.

Figur 4 viser en aktuator 40 for bruk i en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse og som har en boring 41 innrettet til å oppta en sylindrisk ventilstamme (ikke vist), f.eks. en stamme som er innrettet til å påvirke en ventil ved nedtrykking av aktuatoren.

Aktuatoren 40 omfatter en dyse 42 med en utløpsport 43. Dysen er innrettet til å utsette en produktstrøm for skjærkrefter med sikte på å frembringe en tåke av det doserte produkt. Dersom det er ønskelig med en stråle av produktet kan dysen være slik innrettet at dette kan oppnås.

Skiven 13 strekker seg vertikalt i aktuatoren slik at en åpning 14 kommuniserer horisontalt mellom boringen 41 og en kanal 44 som kommuniserer fra åpningen 14 til dysen 42.

Figur 5 viser en lignende aktuator 50 der skiven 13 er horisontalt anordnet. Aktuatoren 50 omfatter et traktparti 51 som kommuniserer fra en boring 41 til åpningen 14 i skiven slik at skivens oppstrømsflate 52 i sin helhet utsettes for strømmen.

I figur 6 er der vist en skive der åpningen 14 for klarhet-ens skyld er forstørret. Innløpsåpningen 60 har profilerte kanter 61 og åpningen 14 divergerer gradvis fra innløpet til utløpet 62. Nedstrømsflaten 16 er forsenket.

Resultatene av forsøk utført med sikte på å bestemme de strømningskarakteristika som oppnås ved bruk av anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er vist i figur 7 til 11. Figur 7 viser resultatet av et forsøk der en gasstrykkdrevet doseringsbeholder ble tømt ved hjelp av anordningen vist i figur 1. Ventilen ble påvirket i fortløpende perioder på 15 sekunder og strømningsmengden for hver periode målt. Grafen viser strømningsmengden F i gram pr. 15 sekunder mot antall fortløpende aktiveringer N. Strømningsmengden F sees å holde seg tilnærmet konstant under de første 14 aktiveringer og avtar deretter hurtig idet produktet uttømmes. Figur 8 viser forsøksresultater oppnådd ved bruk av en anordning som vist i figur 2. Grafen viser strømningsmengden F

i gram pr. 30 sekunder mot gasstrykk P i kPa, idet resultatene ble oppnådd under anvendelse av en strøm av vann som det doserte produkt ved omgivelsestemperatur. Det er vist tre kurver som svarer til hvert sitt sett av laboratoriedata oppnådd ved bruk av de respektive ventiler. I hvert tilfelle øker strømningsmengden med gasstrykk inntil et trykk på 207 kPa er nådd, hvoretter strømningsmengden forblir tilnærmet konstant gjennom den øvrige del av det målte trykkområde på 966 kPa.

Figur 9 viser en graf av strømningsmengde F i gram pr 30 sekunder mot gasstrykk P i kPa. Resultatene I ble oppnådd ved bruk av en anordning som vist i figur 3 der en regulator er opptatt ved nedre ende av et stigerør og resultatene II ble oppnådd ved bruk av en lignende anordning men med regulatoren fjernet.

Mens resultatene oppnådd uten regulatoren viser en strøm-ningsmengde som øker med gasstrykk viser resultatene oppnådd med regulatoren at strømningsmengden forblir tilnærmet konstant ved gasstrykk over 207 kPa, idet den øvre og nedre grenseverdi for strømningsmengden i området 207 til 966 kPa gasstrykk er henholdsvis 31,87 og 28,27 gram pr. 30 sekunder.

Strømningsmengden holder seg derfor konstant innenfor 10% av 30 gram pr. 30 sekunder over hele trykkområdet 207 til 966 kPa.

Disse resultater ble likeledes oppnådd ved bruk av vann som doseringsprodukt. Figur 10 viser forsøksresultater oppnådd ved bruk av en anordning som vist i figur 4 der en regulator er opptatt i ett stykke med en aktuator. Det er vist tre sett resultater som gir strømningsmengden i gram pr. 30 sekunder mot gasstrykk i kPa der vann ble dosert ut gjennom tre forskjellige typer aktuatordyse. For gasstrykk større enn 276 kPa forblir strømningsmengden innenfor den øvre og nedre grenseverdi U og L på henholdsvis 33 og 27 gram pr. 3 0 sekunder. Strømningsmengden opprettholdes følgelig innenfor 10% av 30 gram pr. 30 sekunder over hele trykkområdet 276 til 966 kPa. Figur 11 viser typiske resultater oppnådd med og uten en regulator. Kurven I viser strømningsmengden oppnådd ved bruk av en ventil uten en regulator og uten en aktuator og denne kurve sees å stige steil med økende trykk. Kurven II viser tilsvarende strømningsmengde når ventilen er montert med en aktuator og i dette tilfelle stiger kurven mindre steilt tilsvarende den høyere impedanse strømningen møte på grunn av nærværet av aktuatoren. Kurven III viser strømningsmengden oppnådd ved bruk av en ventil og aktuator montert med en regulator. Strømningsmengden opprettholdes innenfor øvre og nedre grenser U og L for gasstrykk større enn 138 kPa.

Ut fra disse resultater vil det være klart at en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse kan brukes til å holde strøm-ningsmengden som avgis fra en gasstrykkdrevet doseringsbeholder på et tilnærmet konstant nivå over hele det effektive arbeids-område for doseringsgasstrykk.

Doserings-strømningsmengde-karakteristikkene kan imidlertid ytterligere forbedres ved bruk av en skive som har en ringformet flens nær sin oppstrømsside som nedenfor beskrevet.

Figur 12 viser i utspredt riss en strømningsregulator 101 som omfatter en membran i form av en profilert skive 102. Skiven 102 omfatter en sentral åpning 103 som kommuniserer mellom en oppstrømsside 104 og en nedstrømsside 105. En forsenkning 106 er utformet sentralt i nedstrømssiden 105 og er omgitt av et ringformet flateparti 107. Åpningen 103 har en utvidet munning 108 som går over i oppstrømssiden 104 og åpningen er deretter profilert slik at den divergerer gradvis i nedstrømsretningen.

En ringformet flens 109 med rektangulært tverrsnitt er utformet i ett stykke med skiven nær oppstrømssiden 104 og danner en radiell utvidelse av skiven 102.

Den profilerte skive 102 kan anbringes i et todelt hus 110 omfattende et utløpsparti 111 og et innløpsparti 112 som med skyvepasning kan inneslutte skiven 102 i ett kammer 113 som har stort sett sylindrisk form.

Innløpspartiet 112 har en innløpsåpning 120 som er flere ganger større i tverrsnitt enn åpningen 103 og utløpspartiet 111 har en utløpsåpning 121 som marginalt har større tverrsnitt enn åpningens 103 tverrsnitt og omfatter en konisk utvidelse 122 ved sin oppstrømsende. Utløpspartiet 111 har seks ribber 123 som rager radielt innad og strekker seg aksielt i kammeret 113 og er likt omkretsmessig fordelt. Ribbene 123 har skråflater 124 ved sine oppstrømsender. Innløpspartiet 112 har likeledes seks aksielt forløpende ribber 125 med skråflater 126 ved deres nedstrømsender, men som videre omfatter radielt forløpende partier 127 ved sine oppstrømsender som går over i kammerets 113 endevegg 128.

Utløpspartiet 111 har en rørforlengelse 130 for innføring

i nedre ende av et stigerør (ikke vist) i en doseringsanordning for en gasstrykkdrevet doseringsbeholder, slik at ved bruk neddykkes huset 110 i produktet som skal doseres.

I figur 13 er strømningsregulatoren på figur 12 vist i sammensatt tilstand med utløpspartiet 111 i inngrep i innløps-partiet 112. Forskjellen i innvendig diameter mellom innløps-og utløpspartiene 111 og 112 fører til at kammeret 113 får en avtrappet profil slik at der dannes en radiell utvidelse 131 ved at innløpspartiet 112 strekker seg aksielt bare delvis inn i utløpspartiet 111. Den profilerte skive 102 er beliggende i kammeret 113 slik at flensen 109 opptas av utvidelsen 131 slik at der dannes en stort sett løs pasning mellom skiven og huset 110 over hele skivens aksielle utstrekning. Skiven 102 er symmetrisk om en strømningsbane-akse 129 som løper gjennom åpningen 103, og huset 110 kan sammenstilles med skiven slik at der dannes en lineær strømningsbane gjennom strømningsregulatoren 101 langs strømningsbaneaksen. Strømningsbaneaksen 129 strekker seg derved sentralt gjennom innløpsåpningen 120, åpningen 103 og utløpsåpningen 121.

Strømningsregulatoren 101 i arrangementet på figur 13 er vist under dosering eller utporsjonering av et produkt, og pilene antyder skjematisk produktets strømning gjennom regulatoren under forhold der en ventil (ikke vist) beliggende nedstrøms av regulatoren er blitt avluftet til atmosfæren. Strømningsregu-latoren er beliggende i en trykkdrevet doseringsbeholder slik at der foreligger en trykkforskjell over skiven 102 med deravfølg-ende produktstrømning. Selv om anordningen vist i figur 13 er vist horisontalt orientert, vil anordningen ved bruk generelt være orientert med strømningsbaneaksen 129 vertikalt med strøm-ningen i retning oppad. Under disse forhold tvinges skiven 102 oppad på grunn av strømningen mot et plant sete 13 2 som danner kammerets 113 nedstrømsende og en tetning dannes mellom setet 132 og skivens ringformete flateparti 107. Produktet tvinges derfor til å strømme gjennom åpningen 103. I figur 13 er vist en situasjon der det foreligger en forholdsvis liten trykkforskjell hvorved skiven 102 ikke blir merkbart deformert, men ved høyere trykknivåer vil skiven 102 bli fjærende deformert til anlegg mot setet 132 slik at forsenkningen 106 ikke lenger er synlig.

Ribbene 123 og 125 virker til å holde skiven 102 i avstand fra kammerets 113 vegger, og skiven har en tilstrekkelig løs pasning til at den kan beveges aksielt bort fra anlegg mot setet 132 under forhold med motsatt strømningsretning.

I figur 14 er regulatoren ifølge figur 12 og 13 vist under forhold der den normale strømning er snudd som i det tilfelle der en doseringsbeholder fylles ved tilførsel av trykkgass gjennom ventilen, stigerøret og inn i utløpspartiets rørforlengelse 13 0. Under disse forhold beveges skiven 102 aksielt til anlegg mot kammerets 113 oppstrømsende og til anlegg mot de radielt forløpende partier 127 av ribbene 125. Pilene antyder fyllest-rømnings-banen som tilveiebringes ikke bare gjennom åpningen 103, men også rundt omkretsen av skiven 102 gjennom aksielt og radielt forløpende kanaler som dannes mellom naboribber 125, 123, til innløpsåpningen 120 og derfra til beholderen hvor strømningsregulatoren er beliggende.

Skråflatene 126 og 124 virker til å holde skiven 102 i stilling under montering av huset 110 og bidrar til å sentrere skiven under innføring.

I figur 15 er vist en alternativ form for profilert skive 135, der oppstrømssiden 136 omfatter et utspring innbefattende en aksielt forløpende ringformet flens 137 med segmentarisk tverrsnitt. Når oppstrømssiden 136 kommer til anlegg mot en plan bæreflate vil flensen 137 holde siden 136 i avstand fra flaten. Dette er av særlig betydning under ristebor-montering der flateanlegget mot et ristebor fortrinnsvis bør være det samme for begge orienteringer av skiven, dvs. oppstrømssiden 13 6 eller nedstrømssiden 105 vender nedad. Når den alternative skive 135 anvendes i et hus 110 som vist i figur 12 til 14 vil den virke på samme måte som skiven 102 i figur 12, 13 og 14, bortsett fra at under fylletilstanden med motsatt strømning holdes skiven 135 i ytterligere avstand fra kammerveggen på grunn av nærværet av den aksielt forløpende ringformete flens 137 i anlegg mot de radielt forløpende partier 127 på ribbene 125.

Skiven 102 i ovennevnte utføringsform ifølge figur 12, 13 og 14 er av nitril-gummimateriale. Skivens 102 diameter er 7,25 mm som er avtrappet til 8,25 mm ved nærværet av flensen 109 slik at flensen har en radiell tykkelse på 0,5 mm. Skivens 102 totale aksielle dimensjon er 3,45 mm mens flensen 109 har en aksiell utstrekning på 1,0 mm. Fordypningen 106 som er sentralt utformet i nedstrømssiden 105 har en dybde på 0,35 mm, en ytterdiameter på 6,35 mm med et plant midtparti på 3,25 mm diameter. Åpningen 103 har en minste diameter på 0,275 mm og oppviser et avvik på 2» i nedstrømsretningen.

Resultatene av forsøk for bestemmelse av strømningskarak-teristikkene oppnådd ved bruk av en strømningsregulator som vist i figur 12, 13 og 14 er grafisk vist i figur 16. Strømningsmeng-den F i c.c. vann pr. minutt er vist som en funksjon av prøve-trykket P i kPa. Strømningsmengden sees å være stort sett konstant over prøvetrykkområdet fra 138 kPa til 966 kPa. Det er derfor mulig å anta et terskeltrykk som ikke er høyere enn 138 kPa når denne strømningsregulator anvendes i en trykkdrevet doseringsbeholder. Antar man at beholderens volum opprinnelig er fylt med en tredjedel drivmiddel og to tredjedeler produkt,

så kan man ved uttømming av produktet vente at drivtrykket har falt til en tredjedel av dets opprinnelige verdi. Det opprinnelige fylletrykk må da være tre ganger det forventete resterende trykk slik at i dette tilfelle vil det være nødvendig med et opprinnelig fylletrykk på 414 kPa.

Sammenligningsvis vil de tilsvarende resultater oppnådd ved bruk av en strømningsregulator der membranen ikke omfatter en aksielt forløpende ringformet flens vise et terskeltrykk på 207 kPa som vil kreve et tilsvarende opprinnelig fylletrykk på 621 kpa. Den gjennomsnittlige strømningsmengde kan selvsagt forut-velges ved å velge en passende diameter for åpningen 103.

Det vil derfor være klart at en betydelig reduksjon av det opprinnelige fylletrykk kan oppnås ved å bruke en strømningsregu-lator med en flensforsynt skive.

I en alternativ utføringsform (ikke vist) omfatter flensen én eller flere perifere fordypninger eller åpninger som danner én eller flere strømningsbaner for bruk ved fylling av en trykkdrevet doseringsbeholder. Dette kan da eliminere behovet for innvendige ribber i huset.

Strømningsregulatorer ved flensskiver kan innbefattes i doseringsanordninger for bruk i trykkdrevne doseringsbeholdere på flere forskjellige måter som vist i figur 17, 18 og 19 der strømningsregulatordelene som svarer til de vist i figur 12, 13 og 14 er betegnet med tilsvarende henvisningstall der dette passer.

I figur 17 er en strømningsregulator 101 opptatt på linje med et stigerør 140 som er innkoplet oppstrøms av strømnings-regulatoren og en ventil 141 som er nedstrøms av strømningsre-gulatoren. Ventilen 141 er montert i en ventilskål 142 som er egnet til å krympes på en doseringsbeholder, og en ventilstamme 143 strekker seg gjennom ventilskålen idet arrangementet er slik at nedtrykking av ventilstammen påvirker ventilen slik at der dannes en strømningsbane gjennom stigerøret 140, strømnings-regulatoren 101, ventilen 141 og den hule ventilstamme 143 gjennom hvilket det av drivmiddelet fra trykkbeholderen frem-drevne produkt utporsjoneres.

Huset 110 i figur 17 omfatter et utløpsparti 111 med en rørforlengelse 13 0 med minsket diameter, som med skyvepasning danner inngrep med et kanalparti 144 på ventilen 141. Et innløpsparti 112 hos huset 110 omfatter en annen rørforlengelse 145 på hvilken et stigerør 140 er montert med skyvepasning. Strømningsregulatoren 101 på figur 17 omfatter en profilert skive 135 av den type som er vist i figur 15 som omfatter en aksielt forløpende ringformet flens 137. Huset 110 omfatter ribber 123 og 125 som danner kanaler mellom seg for bruk ved fylling av beholderen ved hjelp av motsatt strømning av trykkgass. Figur 18 viser et alternativt arrangement der en alternativ ventil 146 omfatter en strømningsregulator 101 som er opptatt i ett stykke med ventilen. Et innløpsparti 112 hos huset er med skyvepasning forbundet med et utløpsparti 111 som er formet som en nedre del av ventilen 146. Innløpspartiet 112 er forsynt med en rørforlengelse 147 i hvilken et stigerør 140 er anordnet med skyvepasning. Rørforlengelsen 147 omfatter en innadrettet griperibbe 148 for å holde stigerøret i stilling. ~~ Figur 19 viser en alternativ utføringsform der en strøm-ningsregulator 101 er opptatt i ett stykke med en aktuator 149 for en trykkdrevet doseringsbeholder av den type som har en ventil som påvirkes ved nedtrykking av en ventilstamme gjennom hvilken produktet avgis. Ventilaktuatoren 149 har en boring 150 innrettet til å oppta en slik ventilstamme og kommunisere med en innløpsåpning 12 0 hos strømningsregulatoren. En profilert skive 135 er opptatt i et kammer 113 som dannes av et innløpsparti 112 som med skyvepasning er opptatt i et utløpsparti 111 som er utformet i ett stykke med aktuatoren 149.

Aktuatoren 149 omfatter en dyse 151 som kommuniserer med en utløpsåpning 121 hos huset 110 via en kanal 152. Ved bruk, med en trykkdrevet doseringsbeholder (ikke vist) nedtrykkes aktuatoren 149 for derved å nedtrykke ventilstammen og påvirke ventilen. Derved opprettes en strøm gjennom ventilstammen langs en strømningsbaneakse 129 inn i innløpsåpningen 120, kammeret 113, åpningen 103 i skiven 135, utløpsåpningen 121 for deretter å avledes gjennom kanalen 152 og avgis som en sprut fra dysen 151.

I figur 17, 18 og 19 er skiven 135 vist i en stilling som svarer til utstrømning av produktet der skiven holdes i anlegg mot et sete 132 i huset 110. Strømningsregulatoren på figur 19 som er opptatt i en aktuator 149 er ikke innrettet til å tillate motsatt fyllestrømning ettersom aktuatoren generelt er montert på ventilstammen etter fylling av beholderen. Strømningsregu-latoren 101 på figur 19 omfatter imidlertid aksielt forløpende ribber 160 som strekker seg aksielt i kammeret 113 nedstrøms av flensen 109, og disse ribber virker bare til å holde skiven 102 i dens korrekte aksielle orientering samtidig som den lar skiven være en løs pasning i kammeret.

Strømningsregulatorer i henhold til foreliggende oppfinnelse er særlig anvendbare ved trykkdrevne doseringsbeholdere der drivmiddelet er fullstendig gassformig ved normal temperatur og trykk såsom luft, nitrogen, karbondioksyd eller dinitrogenoksyd. Ovennevnte normale temperatur og trykk gjelder temperaturer og trykk som normalt finnes i trykkdrevne doseringsbeholdere av aerosol-typen, der et maksimumstrykk på 1034 kPa er vanlig og temperaturen er normal romtemperatur. De i beskrivelsen angitte trykk er overtrykk, dvs. trykk over atmosfæretrykk.

Claims (13)

1. Doseringsanordning (1) for en gasstrykkdrevet doseringsbeholder omfattende en ventil (2, 21, 141, 146), en ventilaktu-ator (40, 50, 149) og en strømningsregulator, hvor strømnings-regulatoren omfatter et hus (6, 22; 23, 110) med et innløp(23,<1>12) og et utløp( 22/ni)idet et sete (15, 26, 132) i huset omgir utløpet, samt kompenseringsmidler (13, 102, 135; 70-72, 123,

125) for minsking av strømningsregulatorens impedanse som reaksjon på minsking i gasstrykket i beholderen, som har et begrenset forråd av trykkgass, slik at ved bruk, for dosering av et produkt fra beholderen vil strømningsmengdens tendens til å avta med synkende gasstrykk i det minste delvis kompenseres ved en tendens til øking av strømningsmengden som følge av lavere impedanse hos strømningsregulatoren, idet kompenseringsmidlene omfatter en elastisk membran (13, 102, 135) med en midtakse, som er anordnet i huset og innbefatter minst én nedstrømsside (16), et omkrets-flateparti som strekker seg oppstrøms fra nedstrømsflaten og en åpning (14, 103) som strekker seg aksielt gjennom membranen og avgrenser en strømningsbane, hvilken åpning danner en innsnevring som utgjør en impedanse for strømningen gjennom regulatoren, karakterisert ved at huset har innervegger som er anordnet i avstand fra membranen (13, 102, 135) i retninger aksielt oppstrøms og radielt i. forhold til strømnings-banen for derved å danne en løs pasning for membranen i huset (6, 22; 23, 110), idet membranen er fjærende deformerbar for endring av åpningens (14, 103) geometri i en grad som er avhengig av trykkforskjellen over membranen, idet endringen i åpningens (14, 103) geometri kan påvirkes til å variere den impedanse som innsnevringen oppviser, som reaksjon på variasjonen i trykkforskjell over membranen (13, 102, 135), idet membranens nedstrømsside ved bruk samvirker med setet (15, 26, 132) og enten nevnte side eller setet er forsenket slik at det dannes en tetningslinje mellom membranens nedstrømsside og setet ved omkrets-flatepartiet, og at membranen (13, 102, 135) er deformerbar under tilstrekkelig trykkforskjell til konformt anlegg mellom siden og setet (15, 16, 132).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen videre omfatter en stort sett plan oppstrømsside (52, 104), og at omkrets-flatepartiet er sylindrisk og strekker seg mellom oppstrøms- og nedstrømssiden.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at setet er plant og membranens nedstrømsside er forsenket.

4. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter et kammer (113) umiddelbart oppstrøms av membranen, slik at strømningsbanen lokalt utvides i tverrsnitt for å utsette en vesentlig del av membranens oppstrømsside for strømningstrykket.

5. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at membranen (102) omfatter en ringformet flens (109) nær sin oppstrømsside (104) , som strekker seg radielt i forhold til midtaksen.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at membranen har en oppstrømsside som har et plant parti (136) og omfatter et aksielt forløpende utspring (137) slik at når membranens oppstrømsside kommer til anlegg mot en plan bæreflate er det plane parti beliggende i avstand fra bæreflaten.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at utspringet er en ringformet flens (137) .

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at den udeformerte membrans nedstrømsside (105) har en forsenkning (106) slik at når membranens nedstrømsside kommer til anlegg mot setet er et ringformet flateparti (107) på nedstrøms-siden i anlegg mot setet, og at anleggsarealet mellom membranen og setet er stort sett det samme uansett hvorvidt oppstrøms-eller nedstrømssiden kommer til slikt anlegg.

9. Anordning ifølge et av kravene 5 til 8, karakterisert ved at huset omfatter en radielt forløpende ringformet forsenkning (131) for å oppta membranens ringformete flens.

10. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at kompenseringsmidlene omfatter forbiføringsorganer (70, 71, 123, 125) i huset for å tillate forbistrømning av membranen når strømnings-retningen er motsatt under fylling av beholderen.

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at forbiføringsorganene omfatter aksielt forløpende kanaler mellom membranens radielt utvendige flate og huset.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at minst én av kanalene er utformet mellom aksielt forløpende ribber (123 - 126) som rager innad fra huset.

13. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at minst én av kanalene utgjøres av en fordypning i membranflensen.