DE3433496A1

DE3433496A1 - In umgedrehter position betreibbares ventil fuer die verteilung einer unter druck stehenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE3433496A1
Application number: DE19843433496
Authority: DE
Inventors: Uberto Lecco Como Dubini; Günter 8500 Nürnberg Vögel
Original assignee: VARI Valvole Aerosol Research Italiana SpA
Current assignee: VARI Valvole Aerosol Research Italiana SpA
Priority date: 1983-09-12
Filing date: 1984-09-12
Publication date: 1985-03-28
Also published as: FR2551828B1; FR2551828A1

Description

VALVOLE AEROSOL RESEARCH
ITALIANA V.A.R.I. S.p.A.
Via Del Pino 10
1-22057 Olginate (Como)
Italien

In umgedrehter Position betreibbares Ventil für die Verteilung einer unter Druck stehenden Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft Ventile für unter Druck stehende Flüssigkeiten, z.B. für Aerosolbehälter. Sie bezieht sich' insbesondere auf Ventile, die sowohl in aufrechter als auch in umgedrehter Position verwendbar sind.

Derartige Ventile, die ein Betreiben von Aerosolbehältern in praktisch jeder Position ermöglichen, sind Gegenstand zahlreicher Realisierungsbemühungen, wie sie insbesondere in den US-PS'η 2 224 360 und 3 315 693 offenbart sind.

Diese Patentdokumente beschreiben

ein sowohl in aufrechter als auch in umgedrehter Position betreibbares Ventil zur Verteilung von Flüssigkeiten, die sich unter Druck in einem von dem Ventil verschlossenen Behälter befinden,

mit einem hohlzylindrischen, einseitig geschlossenen Ventilkörper, dessen offener Endbereich unter Zwischenfügung einer ringförmigen Dichtung auf dem Hals des Behälters befestigt ist,

mit einem die Dichtung durchdringenden axialen Steuerstift, in dem sich ein axialer Blindkanal befindet, dessen

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offenes Ende im Außenraum mündet und eine Verteilerdüse für die Flüssigkeit bildet, während das sich verbreiternde blinde Ende im Innern des Ventilkörpers von einer Feder gegen die Dichtung gedrückt wird, wodurch eine Ventilklappe gebildet wird und ein in dem Steuerstift ausgebildeter radialer Kanal normalerweise von dem Innenraum des Ventilkörpers getrennt wird, wobei dieser Kanal den Innenraum des Ventilkörpers mit dem axialen Kanal des Steuerstifts verbindet, wenn der Steuerstift gegen die Wirkung der Feder betätigt wird,

sowie mit einer an dem blinden Ende des Ventilkörpers vorgesehenen exzentrischen Bohrung für die Flüssigkeitszufuhr, die in einem auf dem blinden Ende des Ventilkörpers befestigten Ansatzteil mündet, die ferner mit einem bis zum Boden des Behälters reichenden Tauchrohr für die Flüssigkeitszufuhr in Verbindung steht und die über einen zusätzlichen Durchgang zur Flüssigkeitszufuhr mit dem Außenraum des Ansatzteils verbunden ist, wobei dieser zusätzliche Durchgang in aufrechter Position des Ventils von einer frei beweglichen Kugel verschlossen ist und freigegeben wird, wenn das Ventil umgedreht wird.

Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, das diese Art von Ventilen eine Reihe von Nachteilen besitzt , die insbesondere auf ihre Unsymmetrie zurückzuführen sind, die zu Schwierigkeiten bei der Montage in automatischen Maschinen führt. Außerdem tritt bei dem Betrieb in umgedrehter Position in der Höhe der Kugel ein Ansaugeffekt auf, der Turbulenzen erzeugt, durch die die Flüssigkeitsverteilung gestört, das Tauchrohr geleert und Gas in die zu versprühende Flüssigkeit eingeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Ventile vermeidet, das sich ferner in besonderer Weise für die Montage auf automatischen Maschinen eignet und das besonders zuverlässig und preiswert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,

daß die aneinanderliegenden Flächen des Ansatzteils und der Unterseite des Ventilkörpers im Bereich der in dem Ventilkörper vorgesehenen exzentrischen Bohrung zur Flüssigkeitszufuhr eine dichte ringförmige axiale Kehle bilden, die in dem Ansatzteil über einen Kanal mit einer Kammer in Verbindung steht, in welcher das axiale Tauchrohr sowie ein zusätzlicher Durchgang zur Flüssigkeitszufuhr münden, der parallel zu dem exzentrischen Kanal verläuft und mit einem exzentrischen, zylindrischen Kugelkäfig verbunden ist, dessen Tiefe und Durchmesser größer sind als der Durchmesser der Kugel,

daß der die Öffnung des genannten Durchgangs umgebende Boden des Kugelkäfigs in normaler aufrechter Position des Ventilö einem Ventilsitz für die Kugel darstellt,

daß der Kugelkäfig über eine seitliche Öffnung, deren Breite kleiner ist als der Durchmesser der Kugel, mit dem Außenraum des Ansatzteils in Verbindung steht,

und daß der Endbereich des Kugelkäfigs durch die untere Blindseite des Ventilkörpers abgedichtet ist.

Es ist vorteilhaft, wenn der exzentrische Kanal des Ansatzteils einen sichelförmigen Querschnitt besitzt und über einen radialen, bogenförmigen Ausschnitt, der in der an dem unteren blinden Ende des Ventilkörpers anliegenden Seite des Ansatzteils angebracht ist, in der ringförmigen Kehle mündet.

Um die erwähnten Turbulenzen bei Betrieb in umgedrehter Position zu vermeiden, erhält man die besten Resultate, wenn der wirksame Querschnitt des Durchgangs des Kugelkäfigs eine Fläche besitzt, die etwa viermal so groß ist wie diejenige

der in dem Ventilkörper gebildeten Bohrung für die Flüssigkeitszufuhr.

Der wirksame Querschnitt des exzentrischen Kanals in dem Ansatzteil, der wirksame Querschnitt des bogenförmigem Ausschnitts und der wirksame Querschnitt der ringförmigen Kehle sind vorzugsweise jeweils zumindest ebenso groß wie der

wirksame Querschnitt der in dem Ventilkörper vorgesehenen Bohrung für die Flüssigkeitszufuhr.

Es ist ferner von Vorteil, wenn der wirksame Querschnitt der seitlichen Öffnung des Kugelkäfigs größer ist als derjenige des in den Kugelkäfigs führenden Durchgangs, der freigegeben wird, wenn die Kugel durch Umdrehen des Ventils von ihrem Sitz entfernt ist.

Um ein ungewolltes Loslösen des Ansatzteils von dem Ventilkörper zu vermeiden, insbesondere wenn Flüssigkeit und/oder Gas unter Druck durch das auf dem Behälter montierte Ventil eingefüllt werden, ist es von Vorteil, wenn der Ventilkörper und das Ansatzteils komplementäre Verrastungsmittel aufweisen, die einer Loslösung des auf den Ventilkörper aufgerasteten Ansatzteils Widerstand entgegen setzen.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig.l zeigt eine geschnittene schematische Seitenansicht des Ventils gemäß der Erfindung,

Fig.2 zeigt eine schematische Draufsicht des Ventils von Fig.l,

Fig.3 zeigt eine Fig.2 entsprechende Ansicht des Ansatzteils des Ventils von Fig.l.

In den einzelnen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper 1, dessen sich verbreiterndes offenes Ende in herkömmlicher Weise in einer Kappe 24 gefaßt ist. Dabei befindet sich zwischen der Kappe 24 und dem Ventilkörper eine komprimierte ringförmige Dichtung 2.

Durch diese Dichtung 2 dringt ein Steuerstift 3. In

diesem befindet sich ein axialer Blindkanal 4, der in einem radialen Kanal 6 mündet. In der in Fig.l dargestellten normalen Ruheposition ist der radiale Kanal 6 vom Innenraum des Ventilkörpers 1 getrennt und mündet praktisch an der inneren Schnittfläche der Dichtung 2. Das verbreiterte blinde Ende 5 des Steuerstiftes 3 wird durch eine Feder 5 im Innern des Ventilkörpers 1 gegen die-Dichtung 2 gedrückt und bildet so eine herkömmliche Ventilklappe, wie sie bei dieser Art von Ventilen üblich ist.

Das geschlossene Ende 7 des Ventilkörpers 1 besitzt eine exzentrische Bohrung 8, durch die die Flüssigkeit in das Innere des Ventilkörper 1 gelangen kann.

Diese Bohrung 8 mündet in einer ringförmigen axialen Kehle 13, die in dem offenen Endbereich eines Ansatzteils 9 ausgebildet ist, das auf das blinde Ende 7 des Ventilkörpers 1 aufgeschnappt ist. Der Ventilkörper 1 und das Ansatzteil 9 bestehen aus Kunststoff. Das Aufschnapppen erfolgt durch komplementäre Rasteinschnitte und -kerben 21, 22, die an dem Ansatzteil 9 beziehungsweise an dem Ventilkörper 1 ausgebildet sind.

Die ringförmige Kehle 13 mündet über einen radialen bogenförmigen Ausschnitt 20 in einem exzentrischen Kanal, der parallel zur Achse des Ansatzteils 9 verläuft und dessen sichelförmiger Querschnitt 19 in Fig. 3 erkennbar ist.

Der exzentrische Kanal 14 mündet in einer axialen Kammer 15, in welcher ein mit seinem entgegengesetzten Ende bis zum Boden des Behälters reichendes Tauchrohrs 10 für die Flüssigkeitszufuhr endet.

In dieser Kammer 15 mündet außerdem ein zusätzlicher axialer Durchgang 11 für die Flüssigkeitszufuhr, der in dem Boden eines Kugelkäfig 16 angebracht ist. Dieser Kugelkäfig 16 verläuft parallel zu dem Kanal 14. Der ringförmige Teil seines Bodens, der den Durchgang 11 umgibt, bildet einen Ven-

tilsitz 17 für eine Kugel 12, die sich in dem Kugelkäfig frei bewegen kann. Die Seitenwandung des Ansatzteils 9 ist von einer Öffnung 18 durchdrungen, die in dem Inneren des Kugelkäfigs 16 mündet.

Die größte Abmessung der Öffnung 18 ist kleiner als der Durchmesser der Kugel 12. Dadurch wird verhindert, daß letztere versehentlich aus dem Kugelkäfig 16 herausfallen kann. Das offene Ende des Kugelkäfig 16 sowie die ringförmige Kehle 13 sind von der Außenseite des blinden Endes 7 des Ventilkörpers 1 verschlossen. Aufgrund der erwähnten Rastverbindung ist eine dichte Anlage gegeben.

Durch Ansätze 25 wird verhindert, daß die Kugel zufällig aus dem Kugelkäfig heraustritt, bevor das Ansatzteil 9 auf dem Ventilkörper 1 aufgerastet wird.

Der die Kammer 15 verlängernde untere Endbereich des Ansatzteils 9 dient als Träger für das Tauchrohr 10, dessen Ende dort kraftschlüssig eingesetzt ist.

Man erkennt, daß der Ventilkörper 1 sowie das Ansatzteil 9 und das Tauchrohr 10 koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch wird die Montage der Gesamtanordnung auf den in der Ventilindustrie geläufigen automatischen Maschinen erleichtert.

Wenn das Verhältnis zwischen den Querschnitten der exzentrischen Bohrung 9 des Ventilkörpers 1 und des dem Kugelkäfig 16 zugeordneten zusätzlichen Durchgangs 11 für die Flüssigkeitszufuhr zwischen 1 und 4 liegt, erhält man ein Ventil, das in jeder Position zuverlässig und regelmäßig arbeitet.

Bei einem in der Praxis realisierten Ausführungsbeispeil besitzt die exzentrische Bohrung einen Durchmesser von 1 mm und der zusätzliche Durchgang 11 einen Durchmesser von 2 mm. Der Durchmesser des zylindrischen Kugelkäfigs 16 beträgt etwa 3,10 mm. Die seine Seitenwandung durchdringende Öffnung

18 hat eine Breite von etwa 1 nun und eine Höhe von etwa 3,8 mm. Die Kugel 12 hat etwa einen Durchmesser von etwa 2,9 mm. In der in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeuteten Position, die die Kugel 12 bei umgedrehtem Ventil einnimmt, hat somit der durch die Öffnung 18 verlaufende Zutritt zu dem zusätzlichen Durchgang 11 einen Querschnitt, der größer ist als derjenige des Durchgangs 11 selbst. Die ringförmige axiale Kehle 13 besitzt eine Breite von etwa 1,5 mm bei einer Tiefe von etwa 1 mm. Der radiale bogenförmige Ausschnitt besitzt eine Breite von etwa 1,5 mm und der sichelförmige Querschnitt 19 des exentrischen Kanals 14 erstreckt sich mit einer maximalen Breite von etwa lmm über praktisch einen Halbkreis.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die größte Einengung für den Flüssigkeitsdurchtritt im Bereich der exzentrischen Bohrung 8 des Ventilkörpers 1.

Unter den vorangehend beschriebenen Bedingungen entstehen bei Benutzung des Ventils in umgedrehter Position keine Turbulenzen in dem Kugelkäfig, und es findet im Verlauf der Flüssigkeitsverteilung auch keine Entleerung des Tauchrohrs 10 statt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann je nach Anwendungszweck zahlreiche dem einschlägigen Fachmann zugängliche Varianten umfassen, ohne daß damit ihr Rahmen verlassen wird.

So kann beispielsweise die ringförmige Kehle 13 statt in dem Ansatzteil 9 auch in der blinden Unterseite 7 des Ventilkörpers 1 angebracht sein. Sie kann wahlweise auch teilweise in dem Ventilkörper und teilweise in dem Ansatzteil angebracht sein. Unabhängig von der jeweils gewählten praktischen Realisierung wird stets erreicht, daß keinerlei gegenseitige Orientierung zwischen dem Ansatzteil und dem Ventilkörper erforderlich ist.

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L e e r s e i t e --

Claims

1 ■ ,.. , ■■■ -.-IiRJ 9:2 .,£(»ri-,i .-- ··■■-■ 12> September VALVOLE AEROSOL RESEARCH ITALIANA V.A.R.I. S.p.A. Via Del Pino 10 I-22o57 OLGINATE (COMO)/Italien Patentansprüche

1. In aufrechter und in umgedrehter Position betreibbares Ventil zum Verteilen von Flüssigkeiten, die sich unter Druck in einem von dem Ventil verschlossenen Behälter befinden,

- mit einem hohlzylindrischen, einseitig geschlossenen Ventilkörper (1), dessen offener Endbereich (23) unter Zwischenfügung einer ringförmigen Dichtung (2) auf dem Hals des Behälters befestigt ist,

- mit einem die Dichtung (2) durchdringenden axialen Steuerstift (3), in dem sich ein axialer Blindkanal (4) befindet, dessen offenes Ende im Außenraum mündet und eine Verteilerdüse für die Flüssigkeit bildet, während das sich verbreiternde blinde Ende (5) im Innern des Ventilkörpers (1) von einer Feder (5) gegen die Dichtung (2) gedrückt wird, wodurch eine Ventilklappe gebildet und ein in dem Steuerstift (3) ausgebildeter radialer Kanal (6) im Ruhezustand von dem Innenraum des Ventilkörpers (1) getrennt wird, wobei dieser Kanal (6) den Innenraum des Ventilskörpers (1) mit dem axialen Kanal (4) des Steuerstifts (3) verbindet, wenn der Steuerstift (3) gegen die Wirkumg der Feder (5) betätigt wird,

- mit einer an dem blinden Ende (7) des Ventilkörpers (1) vorgesehenen exzentrischen Bohrung (8) für die Flüssigkeitszufuhr, die in einem auf dem blinden Ende (7) des Ventilkörpers (1) befestigten Ansatzteil (9) mündet, die fer-

ner mit einem bis zum Boden des Behälters reichenden Tauchrohr (1) zur Flüssigkeitszufuhr in Verbindung steht, und über einen zusätzlichen Durchgang (11) zur Flüssigkeitszufuhr mit dem Außenraum des Ansatzteils (9) verbunden ist, wobei dieser zusätzliche Durchgang (11) in aufrechter Position des Ventils von einer frei beweglichen Kugel (12) verschlossen ist und freigegeben wird, wenn das Ventil umgedreht wird,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die aneinanderliegenden Flächen des Ansatzteils (9) und der Unterseite des Ventilkörpers (1) im Bereich der im Ventilkörper (1) vorgesehenen exzentrischen Bohrung (8) zur Flüssigkeitszufuhr eine dichte ringförmige axiale Kehle (13) bilden, die in dem Ansatzteil (9) über einen Kanal (14) mit einer Kammer (15) in Verbindung steht, in welcher das axiale Tauchrohr (10) sowie ein zusätzlicher Durchgang (11) zur Flüssigkeitszufuhr münden, der parallel zu dem exzentrischen Kanal (14) verläuft und mit einem exzentrischen, zylindrischen Kugelkäfig (16) verbunden ist, dessen Tiefe und Durchmesser größer sind als der Durchmesser der Kugel (12),

- daß der die Öffnung des genannten Durchgangs (11) umgebende Boden des Kugelkäfigs (16) in normaler aufrechter Position des Ventils an einem Ventilsitz (17) für die Kugel (12) darstellt,

- daß der Kugelkäfig über eine seitliche Öffnung (18), deren Breite kleiner ist als der Durchmesser der Kugel (12) mit dem Außenraum des Ansatzteils (9) in Verbindung steht,

- und daß der Endbereich des Kugelkäfigs (16) von der unteren Blindseite (7) des Ventilkärpers (1) abgedichtet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Kanal (14) des Ansatzteils (9) einen sichelförmigen Querschnitt (19) besitzt und über einen radialen, bogenförmigen Ausschnitt (20), der in der an dem unteren blinden Ende (7) des Ventilkörpers (1) anliegenden Seite des Ansatzteils (9) angebracht ist, in der ringförmigen Kehle (13) mündet.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (11) des Kugelkäfigs (16) eine eine wirksame Querschnittsfläche besitzt, die etwa viermal größer ist als diejenige der in dem Ventilkörper (1) gebildeten Bohrung (8) für die Flüssigkeitszufuhr.

4. Ventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Querschnitt des exzentrischen Kanals (14) des Ansatzteils (9) sowie der wirksame Querschnitt des bogenförmigem Ausschnitts (20) und der wirksame Querschnitt der ringförmigen Kehle (13) jeweils zumindest ebenso groß sind wie der wirksame Querschnitt der in dem Ventilkörper (1) vorgesehenen Bohrung (8) für die Flüssigkeitszufuhr.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Öffnung (18) des Kugelkäfigs (16) einen wirksamen Querschnitt besitzt, der größer ist als derjenige des Durchgangs (11) des Kugelkäfigs (16), wenn die Kugel (12) durch Umdrehen des Ventils von ihren Sitz entfernt ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (1) und das Ansatzteil (9) komplementäre Verrastungsmittel (21, 22) aufweisen, die ein Loslösen des auf den Ventilkörper (1) aufgeschnappten Ansatzteil (9) verhindern.