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EP0530570B1 - Vorrichtung zum Erzeugen und Abgeben von Schaum - Google Patents

Vorrichtung zum Erzeugen und Abgeben von Schaum Download PDF

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Publication number
EP0530570B1
EP0530570B1 EP92113951A EP92113951A EP0530570B1 EP 0530570 B1 EP0530570 B1 EP 0530570B1 EP 92113951 A EP92113951 A EP 92113951A EP 92113951 A EP92113951 A EP 92113951A EP 0530570 B1 EP0530570 B1 EP 0530570B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foam
actuating
valve body
arrangement
valve seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92113951A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0530570A1 (de
Inventor
Viktor Tobler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Supermatic Kunststoff AG
Original Assignee
Supermatic Kunststoff AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Supermatic Kunststoff AG filed Critical Supermatic Kunststoff AG
Publication of EP0530570A1 publication Critical patent/EP0530570A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0530570B1 publication Critical patent/EP0530570B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/16—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant characterised by the actuating means
    • B65D83/20—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant characterised by the actuating means operated by manual action, e.g. button-type actuator or actuator caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0018—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam
    • B05B7/0025—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply
    • B05B7/0031—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns
    • B05B7/0037—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns including sieves, porous members or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/75—Aerosol containers not provided for in groups B65D83/16 - B65D83/74
    • B65D83/754—Aerosol containers not provided for in groups B65D83/16 - B65D83/74 comprising filters in the fluid flow path

Definitions

  • the present invention relates to a device for a container for foamable liquid for producing and dispensing foam, according to the preamble of claim 1.
  • Aerosol bottles for dispensing a liquid or a foam by spraying with propellant are known.
  • a mixture of the foamable liquid and liquefied propellant gas is dispensed through an aerosol valve to generate foam, the propellant gas relaxing after exiting the valve and thus causing the liquid to foam.
  • bottles have already been developed in which the driving pressure is generated by means of air pumps which are integrated in the bottles and represent a type of piston arrangement. The spraying of liquid from such bottles can be done with conventional aerosol valves.
  • Generic devices for generating and dispensing foam, which are provided for compressible bottles are known from CH-A-676 456.
  • a mixer part In an axial opening of a holder part to be arranged on the neck of the bottle, a mixer part is provided which has a mixing chamber arrangement into which air and liquid passages open.
  • the mixing chamber arrangement In the mixing chamber arrangement, the air and liquid pressed in when the bottle is compressed are mixed, producing coarse foam.
  • the coarse foam is refined in a sieve-like refinement element and passed through a channel arrangement to an outlet.
  • the holding part has openings for secondary air, which is sucked in by the environment when the compressed bottle is deformed back into its original shape.
  • the channel arrangement guiding the foam from the mixer part to the outlet is arranged in a cap which covers the holding part and in which a further channel arrangement is provided for the secondary air.
  • the cap is mounted in a nut-like manner on a thread of the holding part between an open and a closed position.
  • a tubular valve body arranged on the cap engages in a valve seat on the holding part, which is formed at the end of a tube intended for guiding the foam, in order to prevent foam from escaping.
  • the valve body releases an annular gap-like passage between itself and the valve seat in order to allow the foam formed to flow out when the bottle is subsequently compressed.
  • a further closure body is provided on the cap to prevent secondary air from entering the bottle in the closed position.
  • this known device To produce and dispense foam, this known device first uses the pressureless bottle Twisted the cap from the closed to the open position and then by squeezing the bottle, or by pumping air into the bottle, the foam is generated and released. The foam formation is stopped by no longer compressing the bottle or by no longer pumping in air. If foam is no longer required after it has been removed one or more times, the cap can be turned back into the closed position in order to close the duct arrangement and the opening for the secondary air.
  • the known device is not intended and not suitable for containers which are put under pressure beforehand when foam is removed by means of pumps or are under constant pressure.
  • baffles are provided in the channel arrangement, by means of which the flow rate of the foam is slowed down.
  • the foam itself is used as a kind of "spigot" to keep the air flowing out To reduce compressed air.
  • limiting means are provided which determine the open position of the valve arrangement in such a way that the annular gap-shaped passage between the valve seat and the valve body is so small that the outflowing air quantity is throttled, but on the other hand is so large that the foam generated is not destroyed .
  • the device 10 for producing and dispensing foam has a holding part 12, which is inserted into a neck 14 of a container 16, for example a bottle made of plastic, and is fastened in a pressure-tight manner by means of a union nut 18.
  • a holding part 12 In this holding part 12 there is an opening 20 which extends in the axial direction and is essentially axially symmetrical and has two shoulders 22, 22 '.
  • a mixer part 26 is press-fitted into this opening 20 by means of a collar-ring groove snap connection 24.
  • This mixer part 26 in turn has a ribbed inside in the longitudinal direction Opening 28 into which the end of a tube 30 is inserted such that it is held in place by the apexes of the ribs of the opening 28.
  • a mixing chamber arrangement 36 with two mixing chambers 38, 40 connected in series is provided in the mixer part 26.
  • the air and liquid passages 32, 34 open into the first mixing chamber 38, a swirl chamber, and the latter is flow-connected to the second mixing chamber 40 via passages 42 which run in the axial direction and form a cross-sectional constriction and which form the end of the opening 28.
  • the passages 42 are arranged in a ring shape around a central displacement body 44, which projects conically against the tube 30 and ensures good swirling of the supplied liquid and air.
  • the mixer part 26 has on its end facing away from the tube 30 a stepped recess 46, into which the passages 42 open and which is covered by a sieve-like refinement element 48.
  • This recess 46 forms the second mixing chamber 40, into which a conical support member 50 formed on the displacement body 44 and blunt at its tip projects.
  • the refinement element 48 lies centrally on this support member 50. The circumferential side of the refining element 48 is held and for this purpose in one of the front side of the mixer part 26 and the first shoulder 22 of the holding part 12 formed, circumferential clamping gap 52 is clamped.
  • the first shoulder 22 is undercut and into this undercut 54 a circumferential bead 56 protrudes from the end face of the mixer part 26 in the axial direction, so that the refining element 48 bent in the edge area and engaging in the undercut 54 is held firmly.
  • the refining element 48 serves to refine the coarse foam formed in the mixing chambers 38 and 40.
  • the refinement element 48 which is clamped in on the circumference and supported in the center by the support member 50, is designed to be elastically deformable and on it, on the downstream side facing away from the second mixing chamber 40, lies a disk-like, likewise deformable valve body 58.
  • This valve body 58 interacts with an annular valve seat 60 which is formed on the end face of a tubular wall part 62 of the mounting part 12 on this side.
  • This valve seat 60 forms the second shoulder 22 ', which is also undercut and thus delimits an annular space 64 which surrounds the valve body 58 and the valve seat 60 and through an annular disk-like passage area 66 in the refinement element 48 around the valve body 58 with the second mixing chamber 40 in Connection is established.
  • Rib-like webs 68 project into the annular space 64 in order to achieve a further refinement of the foam and at the same time form a first chicane in order to brake the outflow speed of the foam flowing in the direction of arrow S (see also FIG. 3). These webs 68 also serve to center the valve body 58.
  • An actuating element 70 can be displaced in the axial direction on the tubular wall part 62 of the holding part 12 guided.
  • the actuating element 70 has an actuating member 72 which is cross-shaped in cross-section and which extends through the wall part 62 in the longitudinal direction, is slidably guided with the radial ends of its ribs 72 'on the inner wall of the wall part 62 and is concave at the end facing the valve body 58, so that it rests on the valve body 58 only with a region of the ribs 72 ′ adjacent to the wall part 62.
  • the opening stroke H and thus the width of the annular passage 74 delimited by the valve seat 60 and valve body 58 is defined by limiting means 76 which act in the axial direction and which are formed by a stop 78 formed on the ribs 72 'and the end face on this side cooperating therewith as a counter stop 78' of the wall part 62 are formed.
  • a cross-sectionally U-shaped ring part 80 is formed on the actuating member 72 and, with its inner wall, seen in the radial direction, slidably abuts the outer wall of the wall part 62.
  • the ring part 80 is open towards the holding part 12 and, together with the actuating member 72, is overlapped by an actuating head 82 like a hat.
  • the actuating head 82 is fastened to the ring part 80 via a collar-ring groove connection 84.
  • the actuating member 72 On the side facing away from the valve body 58, the actuating member 72 is spanned by a sieve 86 which bears against the end face of the ring part 80 and between this and the actuating head 82 is clamped.
  • the ribs 72 'of the actuator 72 form baffles in a first channel part 88 of a channel arrangement 90 which directs the foam from the valve arrangement 58' formed by the valve seat 60 and valve body 58 to an outlet 92 provided on the actuating head 82.
  • This first channel part 88 thus extends from the valve seat 60 to the sieve 86 and is delimited on the circumference by the wall part 62 and the ring part 80.
  • the sieve 86 further refines the foam and acts as a brake on it in particular.
  • An approximately cylindrical cavity 94 is provided in the actuating head 82, which is connected to the channel part 88 through the sieve 86 and which is encompassed by an annular channel 96 (FIG. 2) which opens into the outlet 92.
  • the cavity 94 and the annular channel 96 are further parts of the channel arrangement 90.
  • the common wall 98 of the annular channel 96 and cavity 94 has on the side facing away from the outlet 92 a plurality of outflow openings 100 which are separated from one another by webs 102 which act as chicanes.
  • the foam flowing into the cavity 94 in the direction of flow S through the sieve 86 finds its way through these outflow openings 100 into the annular channel 96 and from there to the outlet 92.
  • an outlet connection 92 ′ can be formed on the actuating head 82, so that the outlet is offset further outward in the radial direction. If necessary, a cannula can be placed on this outlet connection 92 'in order to deliver the foam to locations which are difficult to access.
  • baffles and parts acting as baffles are arranged along the entire channel arrangement 90 in order to brake the foam and thereby slow down the rapid pressure loss in container 16.
  • the holding part 12 has a flange part 106 which engages around the actuating head 82 and is formed on the circumferential sealing beads 108, 108 ', which bear sealingly on the connecting piece 14 of the container 16.
  • the free end region of the flange part 106 is bent outwards in the radial direction and bears against the front end of the connecting piece 14.
  • the union nut 18 engages over the socket 14 and the flange part 106 and engages with a tubular flank 18 'in the gap between the flange part 106 and the actuating head 82, around the flange part 106 with its sealing beads 108, 108' and thus the holding part 12 in an axial and radial manner Keep direction close to the nozzle 14.
  • the union nut 18 interacts with an O-ring seal 112 arranged in a circumferential groove 110 of the connector 14.
  • the sieve 86 is inserted into the actuating head 82 and the actuating member 72 with the ring part 80 is inserted into the actuating head 82 until the band-ring groove connection 84 engages.
  • the actuating element 70 preassembled in this way is placed on the holding part 12, the actuating member 72 being inserted into the wall part 62.
  • the actuating element 70 is held on the holding part 12 only by the friction between the actuating member 72 and the ring part 80 on the wall part 62 and the friction between the actuating head 82 and the flank 18 ′ of the union nut 18.
  • the operation of the device 10 for generating and dispensing foam is as follows:
  • the container 16, which is partially filled with foamable liquid, is pressurized by introducing air into the container 16, for example by means of a pump which is integrated in the container 16 but is not shown but is generally known is pumped.
  • the pressure achieved is preferably 3 * 105 Pa to 7 * 105 Pa ( ⁇ 2 - 6 atm). Smaller pressures are also possible, the foam generation also works at approx. 1.2 * 105 Pa (0.2 atü). Since the valve body 58 is arranged upstream of the valve seat 60, it is pressed against the valve seat 60 by the excess pressure in the interior of the container 16.
  • valve body 58 is held in contact with the valve seat 60 in the closed position by its own elasticity and the elasticity of the refining element 48 as a result of the central support by the support member 50 and the circumferential mounting of the refining element 48 in the holding part 12 in the closed position. In this position, no air and no foam can escape from the container 16, so that the excess pressure is maintained.
  • To remove the foam push the actuating element 70 down in the actuating direction B until the stop 78 comes to rest against the counter stop 78 '.
  • Coarse foam is formed, which is pressed through the passages 42 into the second mixing chamber 40 and thereby further educated and refined.
  • the coarse foam is conveyed in the passage area 66 through the sieve-like refining element 48 into the annular space 64, as a result of which the coarse foam is refined into a fine foam.
  • the fine foam then flows through the passage 74 between the valve seat 60 and the valve body 58 which is in the open position without being destroyed in the process and is pressed through the channel part 88 to the sieve 86 and through this into the cavity 94.
  • the screen 86 promotes the further refinement of the foam and at the same time extracts kinetic energy from it.
  • the fine foam is then passed from the cavity 94 through the outlet openings 100 into the annular channel 96, where it is fed to the outlet 92, braked by further baffles 104.
  • the refining element 48, the webs 68 in the annular space 64, the specific ring-like passage 74 as well as the ribs 72 'of the actuating member 72 and the deflections, webs 102 and baffles 104 in the region of the actuating head 82 have a braking effect on the outflowing one Foam.
  • the braking of the foam enables optimal foam formation under the given pressure conditions and at the same time prevents a rapid drop in the excess pressure in the container 16.
  • the foam is not sprayed out of the outlet 92, but rather flows out of it.
  • the actuator 70 is released, causing the valve assembly to automatically close by the valve body 58 due to its own and the bias of the refinement element 48 and the difference between the upstream and downstream pressure on the active surface of the valve body 58 against the valve seat 60 is moved to and pressed against it.
  • the actuating element 70 is automatically moved as well.
  • the container and the holding part from thin-walled metal, similar to known aerosol bottles, and to fasten them to one another in a card-like manner. If necessary, the screen 86 can be omitted; in this case it is possible to form the actuating element in one piece.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Behälter für schäumbare Flüssigkeit zum Erzeugen und Abgeben von Schaum, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aerosolflaschen zur Abgabe einer Flüssigkeit oder eines Schaumes durch Sprühen mittels Treibgas sind bekannt. Bei diesen Aerosolflaschen wird zur Schaumerzeugung ein Gemisch aus der schäumbaren Flüssigkeit und verflüssigtem Treibgas durch ein Aerosolventil abgegeben, wobei das Treibgas sich nach dem Verlassen des Ventils entspannt und so das Aufschäumen der Flüssigkeit verursacht. Aus Gründen des Umweltschutzes besteht ein Bedürfnis, von der Benützung von umweltbelastenden Treibgasen abzusehen. Deshalb wurden bereits Flaschen entwickelt, in denen der Treibdruck mittels Luftpumpen, die in die Flaschen integriert sind und eine Art Kolbenanordnung darstellen, erzeugt wird. Das Versprühen von Flüssigkeit aus solchen Flaschen kann mit herkömmlichen Aerosolventilen erfolgen. Hingegen ist die Schaumabgabe aus solchen Flaschen äusserst problematisch, da bei solchen Flaschen mit Luftpumpen oder bei Druckluftflaschen, die als Treibgas wirkende Luft nicht verflüssigt ist und somit beim Verlassen des Aerosolventils nicht verdampft (sich nicht entspannt), um das Aufschäumen der Flüssigkeit zu verursachen.
  • Gattungsgemässe Vorrichtungen zum Erzeugen und Abgeben von Schaum, die für zusammendrückbare Flaschen vorgesehen sind, sind aus der CH-A-676 456 bekannt. In einer axialen Oeffnung eines am Stutzen der Flasche anzuordnen bestimmten Halterungsteils ist ein Mischerteil vorgesehen, der eine Mischkammeranordnung aufweist, in welche Luft- und Flüssigkeitsdurchlässe einmünden. In der Mischkammeranordnung werden die beim Zusammendrücken der Flasche hineingedrückte Luft und Flüssigkeit durchmischt, wobei Grobschaum entsteht. In einem siebartigen Verfeinerungselement wird der Grobschaum verfeinert und durch eine Kanalanordnung zu einem Auslass geleitet. Neben der axialen Oeffnung weist der Halterungsteil Oeffnungen für Sekundärluft auf, die von der Umgebung angesaugt wird, wenn sich die zusammengedrückte Flasche wieder in die ursprüngliche Form zurückverformt. Die den Schaum vom Mischerteil zum Auslass leitende Kanalanordung ist in einer Kappe angeordnet, die den Halterungsteil überdeckt und in welcher eine weitere Kanalanordnung für die Sekundärluft vorgesehen ist. Die Kappe ist mutterartig an einem Gewinde des Halterungsteils zwischen einer Offen- und einer Schliessstellung drehbar gelagert. In Schliessstellung greift ein an der Kappe angeordneter rohrförmiger Ventilkörper in einen, am Ende eines zum Leiten des Schaumes bestimmten Rohres ausgebildeten Ventilsitz am Halterungsteil ein, um das Austreten von Schaum zu verhindern. Durch Drehen der Kappe in die Offenstellung, gibt der Ventilkörper einen ringspaltartigen Durchlass zwischen sich und dem Ventilsitz frei, um beim nachträglichen Zusammendrücken der Flasche den gebildeten Schaum ausströmen zu lassen. An der Kappe ist ein weiterer Verschlusskörper vorgesehen, um in Schliessstellung das Eintreten von Sekundärluft in die Flasche zu verhindern. Zum Erzeugen und Abgeben von Schaum wird bei dieser bekannten Vorrichtung bei druckloser Flasche zuerst die Kappe von der Schliess- in die Offenstellung verdreht und dann durch Zusammendrücken der Flasche, beziehungsweise durch Pumpen von Luft in die Flasche, der Schaum erzeugt und abgegeben. Dabei wird die Schaumbildung durch nicht mehr weiteres Zusammendrücken der Flasche, beziehungsweise durch nicht mehr weiteres Einpumpen von Luft beendet. Wird nach ein- oder mehrmaliger Entnahme kein Schaum mehr benötigt, kann die Kappe in die Schliessstellung zurückgedreht werden, um die Kanalanordnung und die Oeffnung für die Sekundärluft zu verschliessen. Die bekannte Vorrichtung ist für Behälter, die vorgängig der Entnahme von Schaum mittels Pumpen unter Druck gesetzt werden oder dauernd unter Druck stehen nicht vorgesehen und nicht geeignet.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gattungsgemässe Vorrichtung derart weiter zu bilden, dass sie sich bei einfachem Aufbau zum Erzeugen und Abgeben von Schaum aus Behältern eignet, die dauernd unter Druck stehen oder welche vorgängig der Entnahme von Schaum unter Druck gesetzt werden, wobei ein die Umwelt nicht belastendes Gas, insbesondere Luft als Treibmittel dient.
  • Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemässe Vorrichtung erzielt, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist.
  • Um das schnelle Entweichen der Luft aus dem unter Druck stehenden Behälter und den damit verbundene rasche Verlust des Druckes zu vermeiden, sind in der Kanalanordnung Schikanen vorgesehen, durch welche die Strömungsgeschwindigkeit des Schaumes gebremst wird. Der Schaum selber wird quasi als "Zapfen" verwendet, um das Ausströmen der Druckluft zu vermindern. Zum gleichen Zweck sind Begrenzungsmittel vorgesehen, die die Offenstellung der Ventilanordnung derart festlegen, dass der ringspaltförmige Durchlass zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper so klein ist, dass die ausströmende Luftmenge gedrosselt ist, andererseits aber mindestens so gross ist, dass der erzeugte Schaum nicht zerstört wird.
  • Weitere bevorzugte Ausbildungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
    • Fig. 1
    einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung; und
    Fig. 2 und 3
    Querschnitte entlang den Linien II-II und III-III der Figur 1.
  • Die Vorrichtung 10 zum Erzeugen und Abgeben von Schaum weist einen Halterungsteil 12 auf, der in einen Stutzen 14 eines Behälters 16, beispielsweise einer Flasche aus Kunststoff, zapfenartig eingesetzt und mittels einer Ueberwurfmutter 18 an jenem druckdicht befestigt ist. In diesem Halterungsteil 12 ist eine in axialer Richtung verlaufende Oeffnung 20 vorgesehen, die im wesentlichen axialsymmetrisch ausgebildet ist und zwei Absetzungen oder Schultern 22, 22' aufweist. In diese Oeffnung 20 ist mittels einer Bund-Ringnut-Schnappverbindung 24 ein Mischerteil 26 im Presssitz eingesetzt. Dieser Mischerteil 26 besitzt seinerseits eine innen in Längsrichtung verrippte Oeffnung 28 in die das Ende eines Rohres 30 derart eingesteckt ist, dass es von den Scheiteln der Rippen der Oeffnung 28 festgehalten ist. Zwischen der Aussenseite des bis etwa zum nicht gezeigten Boden des Behälters 16 reichenden Rohres 30 und der Innenseite der Oeffnung 28 entsteht somit ein Kranz von Luftdurchlässen 32 der koaxial zum durchgehenden Flüssigkeitsdurchlass 34 im Rohr 30 ist.
  • Im Mischerteil 26 ist eine Mischkammeranordung 36 mit zwei hintereinander geschalteten Mischkammern 38, 40 vorgesehen. In die erste Mischkammer 38, eine Wirbelkammer, münden die Luft- und Flüssigkeitsdurchlässe 32, 34 ein und jene ist über in axialer Richtung verlaufende, eine Querschnittsverengung bildende Durchlässe 42, welche das Ende der Oeffnung 28 bilden, mit der zweiten Mischkammer 40 strömungsverbunden. Die Durchlässe 42 sind kranzförmig um einen zentralen Verdrängungskörper 44 angeordnet, der kegelförmig gegen das Rohr 30 vorsteht und für eine gute Verwirbelung der zugeführten Flüssigkeit und Luft sorgt.
  • Der Mischerteil 26 besitzt auf seiner dem Rohr 30 abgekehrten Stirnseite eine abgesetzte Ausnehmung 46, in welche die Durchlässe 42 einmünden und welche von einem siebartigen Verfeinerungselement 48 überdeckt ist. Diese Ausnehmung 46 bildet die zweite Mischkammer 40, in welche hinein ein am Verdrängungskörper 44 angeformtes, kegelartiges, an seiner Spitze stumpf ausgebildetes Stützglied 50 hineinragt. An diesem Stützglied 50 liegt das Verfeinerungselement 48 mittig auf. Umfangsseitig ist das Verfeinerungselement 48 gehalten und zu diesem Zweck in einem von der Stirnseite des Mischerteils 26 und der ersten Schulter 22 des Halterungsteils 12 gebildeten, umlaufenden Klemmspalt 52 eingeklemmt. Die erste Schulter 22 ist hinterschnitten und in diese Hinterschneidung 54 hinein steht ein von der Stirnseite des Mischerteils 26 in axialer Richtung vorstehender, umlaufender Wulst 56 vor, so dass das im Randbereich gebogene und in die Hinterschneidung 54 eingreifende Verfeinerungselement 48 fest gehalten ist. Das Verfeinerungselement 48 dient der Verfeinerung des in den Mischkammern 38 und 40 gebildeten Grobschaumes.
  • Das umfangseitig eingeklemmte und mittig vom Stützglied 50 abgestützte Verfeinerungselement 48 ist elastisch deformierbar ausgebildet und an ihm liegt auf der, der zweiten Mischkammer 40 abgewandten, stromabwärts gelegenen Seite ein scheibenartiger, ebenfalls deformierbarer Ventilkörper 58 auf. Dieser Ventilkörper 58 wirkt mit einem ringartigen Ventilsitz 60 zusammen, der am diesseitigen Stirnende eines rohrartigen Wandteils 62 des Halterungssteils 12 angeformt ist. Dieser Ventilsitz 60 bildet die zweite Schulter 22', welche ebenfalls hinterschnitten ist und so einen Ringraum 64 begrenzt, der den Ventilkörper 58 und den Ventilsitz 60 umgreift und durch einen ringscheibenartigen Durchlassbereich 66 im Verfeinerungselement 48 um den Ventilkörper 58 herum mit der zweiten Mischkammer 40 in Verbindung steht. In den Ringraum 64 hinein stehen rippenartige Stege 68 vor, um eine weitere Verfeinerung des Schaumes zu erzielen und gleichzeitig eine erste Schikane zu bilden, um die Ausströmgeschwindigkeit des in Pfeilrichtung S strömenden Schaumes zu bremsen (siehe auch Figur 3). Diese Stege 68 dienen auch der Zentrierung des Ventilkörpers 58.
  • Am rohrartigen Wandteil 62 des Halterungsteils 12 ist ein Betätigungselement 70 in axialer Richtung verschiebbar geführt. Das Betätigungselement 70 weist ein im Querschnitt kreuzförmiges Betätigungsglied 72 auf, das den Wandteil 62 in Längsrichtung durchgreift, mit den radialen Enden seiner Rippen 72' an der Innenwand des Wandteils 62 gleitend geführt ist und das am dem Ventilkörper 58 zugewandten Ende konkav ausgebildet ist, so dass es nur mit einem dem Wandteil 62 benachbartem Bereich der Rippen 72' am Ventilkörper 58 anliegt. Beim Verschieben des Betätigungsgliedes 72 entgegen der Ausströmungsrichtung S in Betätigungsrichtung B wird somit der Ventilkörper 58 aus der in der Figur 1 gezeigten Schliessstellung um das Stützglied 50 in eine Offenstellung membranartig gebogen. Der Oeffnungshub H und somit die Breite des vom Ventilsitz 60 und Ventilkörper 58 begrenzten ringförmigen Durchlasses 74 ist durch in axialer Richtung wirkende Begrenzungsmittel 76 festgelegt, welche durch einen an den Rippen 72' angeformten Anschlag 78 und das damit als Gegenanschlag 78' zusammenwirkende, diesseitige Stirnende des Wandteils 62 gebildet sind.
  • Am Betätigungsglied 72 ist ein im Querschnitt abgesetzt U-förmiger Ringteil 80 angeformt, der mit seiner in radialer Richtung gesehen, innenliegenden Wand gleitend an der Aussenwand des Wandteils 62 anliegt. Der Ringteil 80 ist in Richtung gegen das Halterungsteil 12 hin offen und zusammen mit dem Betätigungsglied 72 von einem Betätigungskopf 82 hutartig übergriffen. Der Betätigungskopf 82 ist am Ringteil 80 über eine Bund- Ringnutverbindung 84 befestigt.
  • Auf der dem Ventilkörper 58 abgewandten Seite ist das Betätigungsglied 72 von einem Sieb 86 überspannt, welches an der Stirnseite des Ringteils 80 anliegt und zwischen diesem und dem Betätigungskopf 82 festgeklemmt ist. Die Rippen 72' des Betätigungsgliedes 72 bilden Schikanen in einem ersten Kanalteil 88 einer Kanalanordnung 90, welche den Schaum von der vom Ventilsitz 60 und Ventilkörper 58 gebildeten Ventilanordnung 58' zu einem am Betätigungskopf 82 vorgesehenen Auslass 92 leitet. Dieser erste Kanalteil 88 erstreckt sich somit vom Ventilsitz 60 bis zum Sieb 86 und ist umfangseitig vom Wandteil 62 und dem Ringteil 80 begrenzt. Das Sieb 86 verfeinert den Schaum weiter und wirkt insbesondere auf diesen bremsend.
  • Im Betätigungskopf 82 ist ein etwa zylinderförmiger Hohlraum 94 vorgesehen, der durch das Sieb 86 hindurch mit dem Kanalteil 88 in Verbindung steht und welcher von einem Ringkanal 96 umgriffen ist (Figur 2), der in den Auslass 92 ausmündet. Der Hohlraum 94 und der Ringkanal 96 sind weitere Teile der Kanalanordnung 90. Die gemeinsame Wand 98 des Ringkanals 96 und Hohlraums 94 weist auf der vom Auslass 92 abgewandten Seite mehrere Ausströmungsöffnungen 100 auf, die durch als Schikanen wirkende Stege 102 von einander getrennt sind. Der in Strömungsrichtung S durch das Sieb 86 hindurch in den Hohlraum 94 einströmende Schaum findet seinen Weg durch diese Ausströmungsöffnungen 100 in den Ringkanal 96 und von diesem zum Auslass 92. Durch die Anordnung der Ausströmungsöffnungen 100 ausschliesslich auf der dem Auslass 92 abgewandten Seite und die Stege 102 wird der Schaum weiter abgebremst und gezwungen durch den gesamten Ringkanal 96 zu strömen. Um eine noch weitere Bremswirkung auf den Schaum zu erzielen, stehen in den Ringkanal 96 hinein rippenartige Schikanen 104 vor.
  • Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das Sieb 86 von der Wand 98 gegen die Stirnseite des Ringteils 80 gepresst wird. Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, kann am Betätigungskopf 82 ein Auslassstutzen 92' angeformt sein, sodass der Auslass in radialer Richtung weiter nach aussen versetzt ist. Auf diesen Auslassstutzen 92' kann gegebenenfalls eine Kanüle aufgesetzt werden, um den Schaum an schlecht zugängliche Örtlichkeiten zu verbringen.
  • Es ist zu beachten, dass entlang der gesamten Kanalanordnung 90 Schikanen und als Schikanen wirkende Teile angeordnet sind, um den Schaum zu bremsen und dadurch den schnellen Druckverlust in Behälter 16 zu verlangsamen.
  • Der Halterungsteil 12 weist einen Flanschteil 106 auf, welcher den Betätigungskopf 82 umgreift und an den umlaufende Dichtwulste 108, 108' angeformt sind, die am Stutzen 14 des Behälters 16 dichtend anliegen. Der freie Endbereich des Flanschteils 106 ist in radialer Richtung gegen aussen abgebogen und liegt am stirnseitigen Ende des Stutzens 14 an. Die Ueberwurfmutter 18 übergreift den Stutzen 14 und den Flanschteil 106 und greift mit einer rohrartigen Flanke 18' in den Spalt zwischen dem Flanschteil 106 und dem Betätigungskopf 82 ein, um den Flanschteil 106 mit seinen Dichtwulsten 108,108' und somit den Halterungsteil 12 in axialer und radialer Richtung dicht am Stutzen 14 zu halten. Zur Unterstützung der dichten Halterung wirkt die Ueberwurfmutter 18 mit einer in einer Umfangsnut 110 des Stutzens 14 angeordneten O-ringförmigen Dichtung 112 zusammen.
  • Sämtliche Teile der Vorrichtung 10 mit Ausnahme des siebartigen Verfeinerungselementes 48 und Siebes 86 sind aus Kunststoff hergestellt. Die Montage ist äusserst einfach, kann doch in die axiale Oeffnung 20 im Halterungsteil 12 das Verfeinerungselement 48 eingelegt und mittels des ebenfalls in die Oeffnung 20 eingesetzten Mischerteils 26 befestigt werden, wobei die Bund-Ringnutschnappverbindung 24 selbsttätig einrastet. Dann wird der Halterungsteil 12 mit dem daran montierten Mischerteil 26 in den Stutzen 14 des Behälters 16 eingeführt bis der abgebogene Endbereich des Flanschteils 106 am freien Ende des Stutzens 14 anliegt; dabei kommen die beiden Dichtwulste 108, 108' an der flachen Innenwand des Stutzens 14 zur Anlage. Durch Aufdrehen der Ueberwurfmutter 18 auf ein nicht gezeigtes Gewinde des Behälters 16 wird der Halterungsteil 12 an diesem Behälter 16 befestigt. Für die Montage des Betätigungselementes 70 wird das Sieb 86 in den Betätigungskopf 82 eingelegt und das Betätigungsglied 72 mit dem Ringteil 80 in den Betätigungskopf 82 eingeführt bis die Band-Ringnutverbindung 84 einrastet. Das so vormontierte Betätigungselement 70 wird auf den Halterungsteil 12 aufgesetzt, wobei das Betätigungsglied 72 in den Wandteil 62 eingeführt wird. Das Betätigungselement 70 wird am Halterungsteil 12 nur durch die Reibung zwischen dem Betätigungsglied 72 sowie dem Ringteil 80 am Wandteil 62 und die Reibung zwischen dem Betätigungskopf 82 und der Flanke 18' der Ueberwurfmutter 18 gehalten.
  • Die Funktionsweise der Vorrichtung 10 zum Erzeugen und Abgeben von Schaum ist wie folgt:
    Der teilweise mit schäumbarer Flüssigkeit gefüllte Behälter 16 wird unter Druck gesetzt indem Luft in den Behälter 16, beispielsweise mittels einer am Behälter 16 integrierten, nicht gezeigten, aber allgemein bekannten Pumpe gepumpt wird. Der dabei erzielte Druck beträgt vorzugsweise 3 * 10⁵ Pa bis 7 * 10⁵ Pa (≈ 2 - 6 atü). Auch kleinere Drücke sind möglich, die Schaumerzeugung funktioniert auch bei ca. 1,2 * 10⁵ Pa (0,2 atü). Da der Ventilkörper 58 stromaufwärts des Ventilsitzes 60 angeordnet ist wird jener durch den Ueberdruck im Innern des Behälters 16 gegen den Ventilsitz 60 gedrückt. Selbst wenn im Behälter 16 kein Ueberdruck vorhanden ist, ist der Ventilkörper 58 durch seine eigene Elastizität und die Elastizität des Verfeinerungselementes 48 infolge der zentralen Abstützung durch das Stützglied 50 und die umfangsseitige Halterung des Verfeinerungselementes 48 im Halterungsteil 12 in Schliessstellung am Ventilsitz 60 anliegend gehalten. In dieser Stellung kann keine Luft und kein Schaum aus dem Behälter 16 entweichen, so dass der Ueberdruck erhalten bleibt. Zum Entnehmen vom Schaum ist das Betätigungselement 70 in Betätigungsrichtung B hinunterzudrücken bis der Anschlag 78 an Gegenanschlag 78' zur Anlage kommt. Infolge dieses Betätigungshubes H des Betätigungsgliedes 72 wird der Ventilkörper 58 in seine Offenstellung zusammen mit dem Verfeinerungselement 48 im Bereich des ringartigen Ventilsitzes 60 gegen unten gebogen, wodurch der in seinen Abmessungen genau definierte Durchlass 74 freigegeben wird. Infolge des Ueberdrucks im Behälter 16 werden durch den Flüssigkeitsdurchlass 34 im Rohr 30 Flüssigkeit und die Luftdurchlässe 32 in der Oeffnung 28 Luft in die erste Mischkammer 38 hineingepresst. In dieser ersten Mischkammer 38 erfolgt eine Vormischung der Flüssigkeit mit der Luft welche durch den Verdrängungskörper 44 sowie die radiale Ausströmungsrichtung der Luftdurchlässe 32 und die axiale Ausströmungsrichtung des Flüssigkeitsdurchlasses 34 unterstützt wird. Dabei entsteht Grobschaum, der durch die Durchlässe 42 in die zweite Mischkammer 40 gepresst wird und sich dadurch weiterbildet und verfeinert. Der Grobschaum wird im Durchlassbereich 66 durch das siebartige Verfeinerungselement 48 hindurch in den Ringraum 64 gefördert, wodurch der Grobschaum zu einem Feinschaum verfeinert wird. Der Feinschaum durchströmt dann den Durchlass 74 zwischen dem Ventilsitz 60 und dem sich in Offenstellung befindenden Ventilkörper 58 ohne dass er dabei zerstört wird und wird durch den Kanalteil 88 hindurch zum Sieb 86 und durch dieses hindurch in den Hohlraum 94 gedrückt. Das Sieb 86 fördert die weitere Verfeinerung des Schaumes und entzieht diesem zugleich Bewegungsenergie. Anschliessend wird der Feinschaum aus dem Hohlraum 94 durch die Austrittsöffnungen 100 hindurch in den Ringkanal 96 geleitet, wo dieser durch weitere Schikanen 104 gebremst dem Auslass 92 zugeleitet wird. Zusätzlich zum Sieb 86 haben auch das Verfeinerungselement 48, die Stege 68 im Ringraum 64, der bestimmte ringartige Durchlass 74 sowie die Rippen 72' des Betätigungsgliedes 72 und die Umlenkungen, Stege 102 und Schikanen 104 im Bereich des Betätigungskopfes 82 eine bremsende Wirkung auf den ausströmenden Schaum. Das Abbremsen des Schaumes ermöglicht unter den gegebenen Druckbedingungen eine optimale Schaumbildung und verhindert gleichzeitig einen schnellen Abfall des Ueberdruckes im Behälter 16. Der Schaum wird dabei nicht aus dem Auslass 92 gesprüht, sondern fliesst quasi aus diesem aus. Sobald die gewünschte Menge Schaum ausgeströmt ist, wird das Betätigungselement 70 losgelassen, wodurch die Ventilanordnung selbsttätig schliesst, indem der Ventilkörper 58 infolge seiner eigenen und der Vorspannung des Verfeinerungselementes 48 sowie der Differenz zwischen des stromaufwärts- und stromabwärtsseitigen Druckes auf die aktive Fläche des Ventilkörpers 58 gegen den Ventilsitz 60 zu bewegt und an diesen angedrückt wird. Dabei wird das Betätigungselement 70 automatisch mitbewegt.
  • Es ist auch möglich, anstelle von Luft ein anderes Gas zu verwenden. Es ist selbstverständlich auch denkbar, den Behälter und den Halterungsteil, ähnlich wie bei bekannten Aerosolflaschen, aus dünnwandigem Metall herzustellen und krempelartig aneinander zu befestigen. Gegebenenfalls kann auf das Sieb 86 verzichtet werden; in diesem Fall ist es möglich, das Betätigungselement einstückig auszubilden.

Claims (10)

  1. Vorrichtung für einen Behälter für schäumbare Flüssigkeit zum Erzeugen und Abgeben von Schaum, mit einem am Stutzen (14) eines Behälters (16) anzuordnenden Halterungsteil (12) mit einer axialen Oeffnung (20) in der ein Mischerteil (26) mit je einem in eine Mischkammeranordnung (36) mit einem ausgangsseitig vorgesehenen siebartigen Verfeinerungselement (48) einmündenden Gas- und Flüssigkeitsdurchlass (32, 34) gehalten ist, und einer dem Verfeinerungselement (48) stromabwärts nachgelagerten Kanalanordnung (90), um den Schaum zu einem Auslass (92) zu leiten, und einer Ventilanordnung (58') mit einem Betätigungselement (70) zum Verbringen eines zusammen mit einem Ventilsitz (60) einen ringspaltförmigen Durchlass (74) begrenzenden Ventilkörpers (58) von einer Schliess- in eine Offenstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (90) Bremsmittel zum Bremsen der Strömungsgeschwindigkeit des Schaumes und das Halterungsteil (12) ausschliesslich die axiale Oeffnung (20) aufweisen, und der Ventilkörper (58) stromaufwärts des Ventilsitzes (60) angeordnet und beim Betätigen des Betätigungselementes (70) entgegen einer Vorspannung in die Offenstellung und beim Loslassen des Betätigungselementes (70) zusammen mit diesem selbstätig in die Geschlossenstellung überführbar ist, wobei in axialer Richtung wirkende Begrenzungsmittel (76) vorgesehen sind, um die Offenstellung festzulegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfeinerungselement (48) umfangsseitig gehalten und deformierbar ausgebildet ist, der scheibenförmige Ventilkörper (58) um sich herum einen ringartigen Durchlassbereich (66) im Verfeinerungselement (48) freilassend bei diesem angeordnet ist, und dieser Durchlassbereich (66) stromabwärts in einen, vorzusweise mit ersten Schikanen (68) versehenen Ringraum (64) mündet, der den Ventilsitz (60) umgibt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Ventilsitz (60) abgewandten Seite des deformierbar ausgebildeten, scheibenartigen Ventilkörpers (58) ein etwa mittig wirkendes Stützglied (50) vorgesehen ist, um den Ventilkörper (58) am Ventilsitz (60) anliegend zu halten, und das Betätigungselement (70) mit einem Betätigungsglied (72) ausgerüstet ist, das auf den Ventilkörper (58), in radialer Richtung gesehen ausserhalb des Stützgliedes (50) einwirkt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammeranordnung (36) zwei, dem Verfeinerungselement (48) vorgeschaltete Mischkammern (38,40) aufweist, die durch mehrere, eine Querschnittverengung bildende und um einen zentralen Verdrängungskörper (44) herum angeordnete Durchlassöffnungen (42) im Mischerteil (26) miteinander verbunden sind, wobei gegebenenfalls das Stützglied (50) am Verdrängungskörper (44) angeformt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Oeffnung (20) im Halterungsteil (12) stromabwärts des Verfeinerungselementes (48) durch einen rohrartigen Wandteil (62) begrenzt ist, an dessen stromaufwärtsseitigen Ende der Ventilsitz (60) ausgebildet ist, und das Betätigungsglied (72) diesen vom Wandteil (62) begrenzten Teil der axialen Oeffnung (20) durchgreift und vorzugsweise in radialer Richtung vorstehende, als Schikanen wirkende Rippen (72') aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (70) einen mit dem Betätigungsglied (72) verbundenen und den Wandteil (62) kappenartig übergreifenden Betätigungskopf (82) aufweist, an dem mit der zentralen Oeffnung (20) strömungsverbundene Teile (94,96) der Kanalanordnung (90) ausgebildet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskopf (82) einen umfangsseitig am Wandteil (62) anliegeden Ringteil (80) aufweist, der vorzugsweise von einem siebartigen Bremsglied (86) überspannt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betätigungskopf (82) ein, von einem mit dem Auslass (92) in Verbindung stehenden Ringkanal (96) umgriffener und gegebenenfalls direkt an das Bremsglied (86) angrenzender Hohlraum (94) ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (94) und der Ringkanal (96), vorzugsweise ausschliesslich auf der dem Auslass (92) abgewandten Seite, durch von schikanenartigen Stegen (102) voneinander getrennte Verbindungsöffnungen (100) in der gemeinsamen Trennwand (98) miteinander verbunden sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringkanal (96) rippenartige Schikanen (104) vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Betätigungselement (70), gegebenenfalls am Betätigungsglied (72) ein Anschlag (78) vorgesehen ist, der zum Festlegen der Offenstellung des Ventilkörpers (58) mit einem am Halterungsteil (12), gegebenenfalls an Wandteil (62) vorgesehenen Gegenanschlag (78') zusammenwirkt.
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