DE2949598A1

DE2949598A1 - Vorrichtung mit verwirbelungswirkung zur zerstaeubung von fluessigkeiten unter druck

Info

Publication number: DE2949598A1
Application number: DE19792949598
Authority: DE
Inventors: Andre Debard
Original assignee: Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Current assignee: Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1979-12-10
Publication date: 1980-07-03
Also published as: IT1125865B; ZA796590B; IT7927549A0; GB2043488A; AU5355279A; FR2443879A1

Description

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Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-BOCK) MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstroßelO

D,.,.,...t. W. KÖRBER ^^{(089) <296684}

Dipl. Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

1o. Dezember 1979

AEROSOL INVENTIONS AND
DEVELOPMENT S.A. A.I.D. SA
1, rue de Fries
CH-1700 Fribourg / Schweiz

Vorrichtung mit Verwirbelungswirkung zur Zerstäubung von Flüssigkeiten unter Druck.

Die Erfindung betrifft die Zerstäubung von Flüssigkeiten und insbesondere die Zerstäubung unter Druck mit Hilfe kleiner Handpumpen oder Aerosolpackungen.

Die herkömmlichen Zerstäubungsvorrichtungen mit Verwirbelungswirkung besitzen eine Düse mit ebener Fläche, die gegen einen Flüssigkeitszufuhrzapfen mit ebenfalls ebener Endfläche angepreßt wird. Zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flächen der Düse und des Zapfens ist ein Verwirbelungshohlraum vorgesehen, der durch eine axiale Bohrung durch die Düse nach aussen mündet.

Die Hauptnachteile dieser herkömmlichen Vorrichtungen sind Verstopfungen an der Stelle der vorderen Fläche der Düse, vor allem bei bestimmten Lackstoffen zur Haarpflege, und bei veränderlichen Zerstäubungseigenschaften.

Die Ursache der Verstopfung ist ein Wiederauftreten der Flüssigkeit auf der ebenen Aussenflache, was beim Trocknen

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zu einer Verstopfung der Zerstäubungsöffnung der Düse führt.

Eine weitere Schwierigkeit tritt an der Stelle des Zusammenbaus der Düse mit dem Zapfen auf, da die Aufpreßkraft der Düse auf dem Zapfen wegen der Herstellungstoleranzen der Düse und des Zapfens sehr veränderlich ist.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus dem Umstand, daß beim Aufbringen der Düse auf den Zapfen eine gute Ausrichtung unerläßlich ist, um eine wirksame Anlage der einander gegenüberliegenden ebenen Flächen der Düse und des Zapfens zu erzielen. Der geringste Abstand hat eine Verschlechterung der Zerstäubung durch Leckverluste zwischen den Flächen zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der herkömmlichen Zerstäubungsvorrichtungen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung mit Verwirbelungswirkung zur Zerstäubung von Flüssigkeiten unter Druck mit einer Zerstäubungsdüse in Form einer Kappe, deren vordere Wand von einer axialen Austrittsöffnung der zerstäubten Flüssigkeit versehen ist, wobei die Innenfläche dieser vorderen Wand im wesentlichen die Form einer Kugelhaube hat, ebenso wie die vordere äussere Endfläche eines Zapfens, und wobei die tangentiale öffnung die Flüssigkeit in eine axiale Verwirbelungskammer leitet, die zwischen der vorderen Innenwand der Düse und der äusseren Endfläche des Zapfens vorgesehen ist.

Die vordere Innenwand der Düse und die äussere Endfläche des Zapfens können die gleiche kugelige Form oder unterschiedliche kugelige Formen haben.

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Eine solche Vorrichtung kann eine ringförmige Zone aufweisen, die zwischen der äusseren Endfläche des Zapfens und der Innenfläche der Düse vorgesehen ist, in welche mindestens ein tangentialer Zufuhrkanal für die Flüssigkeit in die Verwirbelungskanuner mündet.

Der Zapfen kann mit einer Blindbohrung versehen sein, die einerseits an seiner Seitenwand ausmündet und andererseits an seiner hinteren Endfläche.

Es ist vorteilhaft, daß die Aussenflache der vorderen Wand der Düse die Form einer Kugelhaube hat. Die Innen- und Aussenflachen der Wand der Düse können konzentrisch sein oder nicht.

Die Erfindung ist ferner auf einen Zerstäuberknopf zur Steuerung der Verteilung der zerstäubten Flüssigkeit für Pumpen oder Aerosolpackungen gerichtet, der eine solche Vorrichtung mit Verwirbelungswirkung aufweist, welche durch einen Kanal gespeist wird, der nach Belieben mit einer Druckflüssigkeitsquelle unter der Steuerung eines Betätigungsorgans verbunden werden kann, das durch den Knopf betätigt werden kann.

Desgleichen ist die Erfindung auf ein Aerosolpackungsventil gerichtet, das einen solchen Steuerknopf aufweist, sowie auf mit solchen Ventilen ausgerüstete Aerosolpackungen.

Unter den Vorteilen der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung ist insbesondere zu erwähnen die Regelmässigkeit der Anpassung der Düse an das Ende des Zapfens, das Fehlen von Verstopfungen der Austrittsöffnung der Düse, hauptsächlich bei den Düsen mit kugeliger äusserer Vorder- oder Stirnfläche, die Verbesserung der Verwirbelung in der Kammer infolge der Qualität der Zer-

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stäubung und ihrer Konstanz, die Leichtigkeit bei der Formgebung der Kunststoffteile und damit eine Verbesserung ihrer Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Regelmässigkeit der Abmessungen der öffnungen.

Die Zunahme der Kontaktfläche der Innenfläche der Düse am Ende des Zapfens bei gleichmässigem Durchmesser des Zapfens ermöglicht die Herstellung von Einrichtungen von hoher Zerstäubungsqualität bei verhältnismässig geringen Abmessungen.

Die Möglichkeit der Veränderung der Halbmesser der Kugelform der Innenfläche der Düse und der Aussenfläche des Zapfens gestattet es, die Probleme der Zerstäubung von Stoffen von verschiedenen Viskositäten leicht zu lösen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend in Verbindung mit den beispielsweisen Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 im axialen Schnitt einen Zerstäubungsknopf zur Aerosolventil- oder Handpumpensteuerung mit einer erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Endansicht der vorderen Endfläche des Zapfens der Zerstäubungsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht im axialen Schnitt einer herkömmlichen Zerstäubungsvorrichtung und

Fig. 4 bis 6 schematische Ansichten im axialen Schnitt von Varianten der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung mit Düsen und Zapfen von verschie-

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dener Kugelförmigkeit.

Der in Fig. 1 dargestellte Zerstäuberknopf besitzt einen Hauptkörper 1 in Form einer Kappe, von dem Boden von welcher nach innen ein Rohrstück 2 gleichachsig absteht, das dichtend auf das Ende 3 der Betätigungsstange eines Ventils oder einer Pumpe 4 aufgepreßt wird.

Das Rohrstück 2 steht durch eine kalibrierte öffnung 5 mit einer Kammer in Verbindung, in welche ein Zapfen 6 eingepreßt ist. Dieser Zapfen 6 ist mit einer Blindbohrung ausgebildet, die radial durch eine kalibrierte öffnung 8 in das Innere einer Zerstäubungsdüse 9 mündet, mit welchem der Zapfen ein ringförmiges Spiel 10 hat.

Die vordere äussere Endfläche des Zapfens 6 (Fig. 2) ist mit vier Kanälen 11 ausgebildet, die in eine Verwirbelungskammer 12 münden, welche mit der Aussenseite durch eine kalibrierte Zerstäubungsöffnung 13 in Verbindung steht, welche sich axial durch die vordere Wand der Düse 9 erstreckt.

Die Kugelförmigkeit der Innenfläche der Vorder- bzw. Stirnwand der Düse ist die gleiche wie die Kugelförmigkeit der äusseren Endfläche des Zapfens. Aus diesem Grunde wird die Düse 9 gegen den Zapfen 6 dichtend zu einer gemeinsamen Kugelhaube 15 angepreßt. Die äussere Stirnfläche 14 der Düse 9, die ebenfalls kugelförmig ist, hat einen etwas grösseren Krümmungshalbmesser als derjenige ihrer Innenfläche.

Die Düse 9 sowie der Zapfen 6 werden durch ihren Umfang dicht im Körper 1 durch elastisches Einpressen in geeignete Ausnehmungen gehalten, wie in Fig. 1 dargestellt.

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BeI der in Flg. 3 gezeigten herkömmlichen Vorrichtung hat die Düse 39 eine ebene Stirnwand sowohl innen als auch aussen. Die der äusseren Endfläche des Zapfens 36 gegenüberliegende Stirnfläche ist ebenfalls eben. Es ist offensichtlich, daß die geringste Abweichung von der gleichachsigen Anordnung das Entstehen einer Leckstelle in Form eines Keils zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flächen der Düse und des Zapfens zur Folge hat, was für die Verwirbelungswirkung nachteilig ist.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Düse 49, die auf einen Zapfen 46 aufgepreßt ist, dessen äussere Endwand eine Kugelförmigkeit von einem Halbmesser R1 hat, die der der inneren Stirnfläche der Düse 49 gleich ist.

Längs des Zapfens ist ein Flüssigkeitszufuhrkanal 41 ausgehöhlt, der in eine ringförmige Zone 42 mündet, welche durch Kanäle mit der Verwirbelungskammer (nicht dargestellt) verbunden ist.

Bei der Variante nach Fig. 5 hat die äussere Endfläche des Zapfens 56 einen Krümmungshalbmesser R4, der kleiner als der Krümmungshalbmesser R1 der vorderen Innenfläche der Düse 59 ist.

Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch einen Ringraum 51 zugeführt, der zwischen dem Zapfen und der Düse vorgesehen ist. Er steht durch Kanäle mit der Verwirbelungskammer (nicht dargestellt) in Verbindung.

Die Variante nach Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen in Fig. 5 dadurch, daß der Krümmungshalbmesser R5 des

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kugeligen Endes des Zapfens 66 größer als der Halbmesser R1 der inneren Stirnwand der Düse 69 ist.

Wie ersichtlich, wird unabhängig von der verwendeten Variante die Düse leicht und ohne Leckverluste gegen das Ende des Zapfens angepreßt, wodurch ein Lecken zwischen dem Zapfen und der Düse vermieden wird.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Der Patentanwalt

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Claims

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹⁾ ' ^{29 M M}

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

1o. Dezember 1979

AEROSOL INVENTIONS AND
DEVELOPMENT S.A. A.I.D. SA
1, rue de Fries
CH-17OO Fribourg / Schweiz

Ansprüche ;

( 1.jVorrichtung mit Verwirbelungswirkung zur Zerstäubung ν—/von Flüssigkeiten unter Druck, gekennzeichnet durch eine Zerstäubungsdüse (9) in Form einer Kappe, deren vordere Wand mit einer axialen Austrittsöffnung der zerstäubten Flüssigkeit versehen ist, wobei die Innenfläche der erwähnten vorderen Wand im wesentlichen die Form einer Kugelhaube hat, welche vordere Innenwand gegen die vordere äussere Endfläche, die im wesentlichen die Form einer Kugelhaube hat, eines Zapfens (6) angepreßt wird, der die tangential zugeführte Flüssigkeit in eine axiale Verwirbelungskanuner (12) leitet, die zwischen der vorderen Innenwand der Düse und der äusseren Endfläche des Zapfens vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Innenwand der Düse (9) und die äussere Endfläche des Zapfens (6) die gleiche Kugelförmigkeit haben.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Wand der Düse (9) und die Endflächen des Zapfens unterschiedliche Kugelförmigkeiten haben.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine ringförmige Zone (10), die zwischen der äusseren Endfläche (14) des Zapfens (6) und der Innenfläche der Düse (9) vorgesehen ist, in welche mindestens ein tangentialer Zufuhrkanal für die Flüssigkeit in die Verwirbelungskammer (12) mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Zone sich über die volle Länge des Zapfens (6) erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) mit einer Blindbohrung (7) versehen ist, die einerseits in die Seitenwand des Zapfens mündet und andererseits in die hintere Aussenflache des Zapfens.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auseenflache der vorderen Wand der Düse die Form einer Kugelhaube hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Innenfläche und die Aussenfläche der Wand der Düse die Form von konzentrischen Kugelhauben haben.
9. Zerstäuberknopf zur Steuerung der Verteilung der zerstäubten Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung mit Verwirbelungswirkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, welethe durch einen Kanal gespeist wird, der nach Belieben mit einer Druckflüssigkeitsquelle unter der Steuerung eines Betätigungsorgan verbunden werden kann, das durch den Knopf betätigt werden kann.
10. Zerstäuberpumpe, gekennzeichnet durch einen Zerstäuberknopf zur Steuerung nach Anspruch 9.
11. Ventil für eine Aerosolpackung, gekennzeichnet durch einen Steuerungsknopf reich Anspruch 9.
12. Aerosolpackung, gekennzeichnet durch einen Behälter, der durch ein Ventil nach Anspruch 11 abgeschlossen ist.

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