DE2247023A1

DE2247023A1 - Aerosol-ventil

Info

Publication number: DE2247023A1
Application number: DE19722247023
Authority: DE
Inventors: David John Alexander; Rustom Kooverji Gamadia
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1971-09-29
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1973-04-05
Also published as: IT975111B; FR2155428A5; AU4707672A; NL7213272A; BE789194A; CH547215A; SE381190B; CA979864A; ZA726575B; AU472146B2; GB1397930A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. INC. A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN 60

WILSTORFER STR. 32 · TEL. ((Ulli 77 00 61 LUCILE-CRAHN-STR. 22 ■ TEL. ΙΟβΙΙ) 4729*7

U 433

München, 12, September 1972

M/My

Anmelder; Unilever N.V., Museumpark 1, Rotterdam, Niederlande

Aerosol-Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Aerosol-Dose und insbesondere ein solches Ventil zur Verteilung bzw. Abgabe von unter Druck stehendem Pulver aus einer Aerosol-Dose.

Ein konventionelles Ventil für eine Aerosol-Dose ist in Figur 6-1 "Principles of Aerosol Technology" von Paul A. Sanders, veröffentlicht durch VanNostrand Rheinhold Company, New York, dargestellt. Dieses Ventil besteht aus einem Gehäuse, einer elastomeren Dichtung, einem Ventilschaft und einer Ventilfeder, wobei die Dichtung und das Gehäuse mittels eines Anbauflanschs, der auch zum Einbau des Ventils in der Dose dient, zusammengehalten sind. Wenn das Ventil geschlossen ist, sind die Einlaßöffnungen am Ventilschaft durch die Dichtung abgedichtet; wenn das Ventil jedocli geöffnet ist, stehen die öffnungen mit dem unter Druck stehenden Doseninhalt in Verbindung.

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Das mit der Herstellung eines zufriedenstellenden Ventils dieser Art zur Verteilung bzw. Abgabe von unter Druck stehendem Pulver aus einer Aerosol-Dose verbundene Problem ist ein beachtliches. Pulverpartikel verfangen sich zwischen den Dichtungsflächen des Ventils, was die Wirksamkeit der erreichten Abdichtung reduziert und eventuell zu Lecks und zu Druckverlusten in der Dose führt.

Zwar wurden Versuche zur Lösung dieses Problems unternommen, und wurden einige der sich dabei ergebenden Ventile kommerziell eingesetzt. Jedoch war keinesäieser Ventile gänzlich zufriedenstellend. In einigen Fällen war es zur Vermeidung von Leckproblemen notwendig, ein diskontinuierliches Fließsystem einzusetzen bzw. anzuwenden. Diese näherungsweise Lösung ist jedoch vom Standpunkt des Benutzers in sich nicht zufriedenstellend.

Bei dem unten beschriebenen Ventil sind diese Probleme überwunden bzw. gelöst worden erstens durch Einführung eines Flüesigkeitsfilms zwischen den Dichtungsflächen des Ventils, zweitens durch physikalische Beseitigung partikelförmigen Materials vom Ventilschaft durch Abwischen bzw. Abstreifen und drittens durch Vorsehung einer doppelten ^Abdichtung zwischen dem unter Druck stehenden Doseninhalt und der Atmosphäre.

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Die Erfindung betrifft ein solches Ventil für öine Aerosol-Dose ir.it hinein Ventilgehäuse, das einen nachgiebig belasteten Ventilschaft mit Einlaß- und Auslaßöffnungen und eine elastomere Primärdichtung zur Trennung des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Atmosphäre aufweist, wobei der Ventilschaft im Gehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die elastomere Primärdichtung die Einlaßöffnung abdichtet, und einer geöffneten Stellung bewegbar iat, in der die Einlaßöffnung mit dem unter Druck stehenden Doseninhalt in Verbindung steht.

Unter einem ersten Aspekt wirJ durch die Erfindung ein Ventil der eben beschriebenen Art geschaffen, bei dem in dem Gehäuse des v/eiteren eine derart angeordnete Flüssigkeitszufuhr aufgenommen ist, daß sie die Außenseite des Ventilschafts wahrend dessen Bewegung

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berührt, so daß ein Flüssigkeitsfilm zwischen dem Schaft und der Dichtung besteht, wenn sich der Ventilschaft in der geschlossenen Stellung befindet.

Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung ist in dem Gehäuse des weiteren ein derart angeordnetes Wisch- bzw. Abstreifmaterial aufgenommen_r daß partikelförmiges Material des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Außenseite des Ventilschafts während dessen Bewegung aus der geöffneten in die geschlossene Stellung abgewischt bzw. abgestreift wird.

Unter einem dritten Aspekt der Erfindung ist in dem Gehäuse schließlich eine elastomere Sekundärdichtung aufgenommen, die in abdichtender Zusammenwirkung bzw. Berührung mit dem Ventilschaft bei einer einwärts gerichteten Stellung der Primärdichtung zur Schaffung einer doppelten Abdichtung steht, die den unter Druck stehenden.Doseninhalt von der Atmosphäre trennt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das' Wisch- bzw. Abstreifmaterial aus einem Ring aus elastischem Material bestehen, der geringfügig enger ist als der Ventilschaft und durch den der Ventilschaft während seiner Bewegung aus der geöffneten in die geschlossene Stellung hindurchbewegt wird. Das elastische Material, das Schaum mit offener.Zellstruktur, beispielsweise aus "Neoprene" (eingetragenes Warenzeichen), sein kann, kann mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit einem Silikonschmiermittel, wie "Silicone Fluid 76", imprägniert bzv/. getränkt sein. In dieser Weise kann ein Flüssigkeitsfilm auf den Ventilschaft aufgebracht und damit zwischen dem Schaft und der Primärdichtung bewirkt werden, wenn sich der Ventilschaft in der geschlossenen Stellung befindet. Zugleich kann partikelförmiges Material von der Außenseite des Ventilschafts während dessen Bewegung entfernt werden.

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Bei einem Ventil mit einer elastomeren Sekundärdichtung ist es vorteilhaft, in dem Ventilgehäuse einen steifen Napf zwischen der Primärdichtung und der Sekundärdichtung aufzunehmen, wobei der Boden des Napfs die Sekundärdichtung in Anlage gegen eine Schulter am Gehäuse derart fest* hält, daß dadurch eine Verformung der Sekundärdichtung während der Bewegung des Ventilschafts im wesentlichen verhindert ist. Bei dieser Anordnung ist es, wenn die Vorsehung eines wisch- bzw. Abstreifmaterials in der Form eines Rings aus elastischem Material gewünscht ist, zweckmäßig, dieses in dem Napf aufzunehmen.

Unabhängig davon, ob das Ventil mit der elastomeren Sekundärdichtung ausgestattet ist, wird eine verbesserte Abdichtung normalerweise erreicht, wenn in dem Gehäuse ein kopfstehender, steifer Napf zwischen der elastomeren Primärdichtung und der elastomeren Sekundärdichtung aufgenommen ist, wobei die Primärdichtung sandwichartig zwischen der Oberseite dos Napfs und einem Anbauflansch derart.angeordnet ist, daß dadurch eine Verformung der Primärdichtung während der Bewegung des Ventilflanschs im wesentlichen verhindert ist.

Die Erfindung wird weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil für eine Aerosol-Dose und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Modifikation des Ventils der Fig. 1. .

Gemäß Fig. 1 besteht das Ventil aus 6 Bauteilen innerhalb einer Umhüllung, die von einem Gehäuse 10 und einem Anbauflansch 23 gebildet ist. Das an beiden Enden offene Gehäuse 10 ist aus Azetalharz mit einer Schulter 11 zur Anlage für eine Feder 12 und mit einer zweiten Schulter 13 zur Anlage für eine elastomere Dichtung 14 (im folgenden elastomere Sekundärdichtung ge-

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nannt) aus Neoprene (Warenzeichen) durch Spritzgießen hergestellt. In dem Gehäuse 10 ist ein hohler Ventilschaft 15 mit Einlaßöffnungen 16 und Auslaßöffnungen 17 aufgenommen, der bei zusammengebautem Ventil von der zwischen der Schulter 11 am Gehäuse und einem Fuß 18 am Ventilschaft im Gehäuse unter Druck stehenden Feder 12 nach nach oben gedrückt wird.

Die Sekundärdichtung 14, die geringfügig enger ist als der Durchmesser des Ventilschafts, ist in Sandwichart zwischen der zweiten Schulter 13 am Gehäuse 10 und einem steifen Ventilnapf 19 angeordnet, wobei in dem Napf Wisch- bzw. Abstreifmaterial in der Form eines Rings 20 aus offenem Neoprene-Schaum aufgenommen ist, der mit einem flüssigen Silikonschmiermittel imprägniert bzw. getränkt ist. Die nach oben gerichtete Wand 21 des Napfs 19 erstreckt sich geringfügig über die Oberseite des Gehäuses 10 hinaus, so daß bei Anordnung einer elastomeren Dichtung 22 (im folgenden elastomere Primärdichtung genannt) auf der Oberseite des Napfs, in dem der Ring 20 aus Schaum aufgenommen ist, und bei Ansickung des Anbauflanschs 23 an einem Ansatz 24 am Gehäuse 10 der Napf nach unten bewegt wird und die Sekundärdichtung 14 gegen die Schulter 13 des Gehäuses zur Bewirkung einer Abdichtung drückt. Ein Anschlag 25 am Fuß des Ventilschafts ist gegen die Sekundärdichtung 14 durch den Druck der Ventilfeder abgedichtet, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Stellung befindet.

Toi der Verwendung ist das Ventil in das' Oberteil einer Aerosol-Dose mit Hilfe des Anbauflanschs 23 durch Einsicken eingesetzt. Das Ventil wird in der üblichen Weise durch Niederdrücken eines (nicht dargestellten) Betätigungsknopfs in eine Stellung geöffnet, in der die Einlaßöffnungen 16 im Ventilschaft unter der Unterseite der Sekundärdichtung liegen und somit mit dem Inhalt der Aerosol-Dose in Verbindung stehen. Dieser Inhalt steht unter Druck und fließt in einem (nicht dargestellten) Tauchröhrchen nach oben durch das Ventilgehäuse und den Ventilschaft hindurch und in die Atmosphäre hinaus. Das Ventil wird

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durch Loslassen des Eetätigungsknopfs geschlossen, woraufhin die Feder 12 den Fuß des Ventilschafts nach oben bewegt/ bis sich der Anschlag 25 in abdichtender Berührung mit der Sekundärdichtung 14 befindet und die Einlaßöffnungen 16 durch die Primärdichtung 22 abgedichtet sind.

Der Vorteil dieser eben beschriebenen Anordnung bzw. Ausbildung besteht darin, daß der äußere Teil des Ventilschafts, der mit dem Inhalt der Aerosol-Dose in Berührung kommt, und besonders der den Einlaßöffnungen 16 benachbarte Teil von Pulverpartikeln durch den Schaumring 20 während der Rückbewegung freigewischt werden. Flüssiges Schmiermittel wird auch auf die Außenseite des Ventilschafts während der Rückbewegung aufgebracht. Durch eine Kombination dieser beiden Faktoren wird eine gute Abdichtung an der Primärdichtung erreicht. Sogar dann, wenn irgendein Leck an der von der Sekundärdichtung bewirkten Abdichtung auftritt, sorgt die Primärdichtung für eine weitere Verteidigungs- bzw. Abdichtungslinie, und steht die Dose weiterhin unter Druck.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten Modifikation des obigen Ventils ist die nach oben gerichtete Wand 21 des Napfs 19 im wesentlichen kürzer als die benachbarte Wand des Gehäuses 10, so daß dort Platz für einen zweiten, kopfstehenden Napf 26 ist, der unter der Primärdichtung 22 einzusetzen ist. Wie beim Ventil der Figur 1 wird der Ventilschaft 15 durch einen schmiermitte lgetränkten Schaumring 20 hindurchbewegt. Jedoch ist der Ring bei dem modifizierten Ventil vollständig von den steifen Ventilnapfen 19 und 26 umgeben. Die Oberseite 27 des kopfstehenden Napfs 26 trägt einen hochgezogenen Teil 28 in der Nähe des VentilGcha*'ts IS, und die Primärdichtung 22 ist in Sandwichart zwischen diesem Teil und dem Anbauflansch 23 fest angeordnet, dessen eine Hälfte in dieser Figur dargestellt ist.

Der Vorteil dieser Ausbildung bzw. Anordnung gegenüber derjenigen der Figur 1 besteht darin, daß die Primärdichtung fest

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in einer einzigen Ebene, wie oben beschrieben, eingeklemmt ist, und somit die Wahrscheinlichkeit einer Verziehung oder Verkrumpfung der Dichtung und damit eines Leckwerdens des Materials des Ventils reduziert ist.

Eine bevorzugte Anv/endung des erfindungsgemäßen Ventils besteht in der Anwendung bei einer Aerosol-Dose gemäß der noch anhängigen deutschen Patentanmeldung P 22 19 4ÖO.9.

Die eben genannte Anmeldung beschreibt und beansprucht eine Aerosol-Verteilvorrichtung zur Verteilung bzw. Abgabe eines Stroms bzw. Strahls pulver- bzw. puderförmigen Materials unter hohem Druck; die Vorrichtung besitzt eine erste Kammer zur Aufnahme des zu verteilenden Materials zusammen mit einem Aerosol-Treibgas, ein Reservoir zur Aufnahme eines verflüssigten Treibgases unter hohem Druck und ein Verbindungsventil, das in geöffnetem Zustand für eine Verbindung zwischen dem Reservoir und der ersten Kammer sorgt und dem aus Verdampfung des verflüssigten Treibgases hervorgegangenen gasförmigen Treibgas den Durchgang vom Reservoir in die erste Kammer zur Vermehrung des Aerosol-Treibgases in der ersten Kammer gestattet.

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BAD OfUßl'rt*

Claims

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Patentansprüche

Ι.) Ventil für eine Aerosol-Dose mit einem Ventilgehäuse, in dem eine elastomere Primärdichtung zur Trennung des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Atmosphäre und ein nachgiebig belasteter Ventilschaft mit Einlaß- und Auslaßöffnungen aufgenommen sind, wobei der Schaft im Gehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die elastomere Primärdichtung die Einlaßöffnung abdichtet, und einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der die Einlaßöffnung mit dem unter Druck stehenden Doseninhalt in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) eine derart angeordnete Flüssigkeitszufuhr aufgenommen ist, daß sie die Auslaßseite des Ventilschaf^s (15) während dessen Bewegung berührt, so daß ein Flüssigkeitsfilm zwischen dem Ventilschaft (15) und der Primärdichtung (22) besteht, wenn sich der Ventilschaft (15) in der geschlossenen Stellung befindet.
2. Ventil für eine Aerosol-Dose mit einem Ventilgehäuse, in dem eine elastomere Primärdichtung zur Trennung des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Atmosphäre und ein nachgiebig belasteter Ventilschaft mit Einlaß- und Auslaßöffnungen aufgenommen sind, wobei der Schaft im Gehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die elastomere Primärdichtung die Einlaßöffnung abdichtet, und einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der die Einlaßöffnung mit dem unter Druck stehenden Doseninhalt in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein derart angeordnetes Wisch- bzw. Abstreifmaterial (20) aufgenommen ist, daß partikelförmiges Material des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Außenseite des Ventilschafts (15) während dessen Bewegung aus der geöffneten in die geschlossene Stellung abgwischt bzw. abgestreift wird.

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3. Ventil für eine Aerosol-Dose mit einem Ventilgehäuse, in dem eine elastomere Primärdichtung zur Trennung des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Atmosphäre und ein nachgiebig belasteter Ventilschaft mit Einlaß- und Auslaßöffnungen aufgenommen sind, wobei der Schaft im Gehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die elastomere.Primärdichtung die Einlaßöffnung abdichtet, und einer geöffneten Stellung bewegbar ist, in der die Einlaßöffnung mit dem unter Druck stehenden'Doseninhalt in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) eine elastomere Sekundärdichtung (14) aufgenommen ist, die in abdichtender Zusammenwirkung bzw. Berührung mit dem Ventilschaft (15) bei einer einwärts gerichteten Stellung der Primärdichtung (22) zur Schaffung einer doppelten Abdichtung steht, die den unter Druck stehenden Doseninhalt von der Atmosphäre trennt.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) des weiteren derart angeordnetes Wischbzw. Abstreifmaterial (20) aufgenommen ist, daß partikelförmiges Material des unter Druck stehenden Doseninhalts von der Außenseite des Ventilschafts (15) während dessen Bewegung aus der geöffneten in die geschlossene Stellung abgewisäit .bzw. abgestreift wird.
5. Ventil nach Anspruch 1 oder 4 bei Rückbeziehung auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) des v/eiteren eine elastomere Sekundärdichtung (14) aufgenommen ist, die in abdichtender Zusammenwirkung bzw. Berührung mit dem Ventilschaft (15) bei einer einwärts gerichteten Stellung der Primärdichtung (22) zur Schaffung einer doppelten Abdichtung steht, die den unter Druck stehenden Doseninhalt von der Atmosphäre trennt.

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6. Ventil nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wisch- bzw. Abstreifmaterial (20) aus einem Ring aus elastischem Material besteht, der enger als der Durchmesser des Ventilschafts (15) ist und durch den der Ventilschaft (15) bei seiner Bewegung aus der geöffneten in die geschlossene Stellung hindurchbewegt wird.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus elastischem Material aus Schaum mit offenen Zellen hergestellt ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum mit den offenen Zellen eine Flüssigkeitszufuhr enthält.
9. Ventil nach irgendeinem der Ansprüche 3 und 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein Napf

(19) zwischen der Primärdichtung (22) und der Sekundärdichtung (14) aufgenommen ist, wobei der Boden des Napfs

(19) die Sekundärdichtung (14) in Anlage gegen eine Schulter (13) am Gehäuse (10) derart festhält, daß dadurch eine Verformung der Sekundärichtung (14) während der Bewegung des Ventilschafts (15) im wesentlichen verhindert ist.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Napf (19) ein Ring (20) aus elastischem Material aufgenommen ist.
11. Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein kopfstehender, steifer Napf (26) zwischen der elastomeren Primärdichtung (22) und der elastomeren Sekundärlchtumj (14) aufgenommen iut, wobei die Sekundärdichtung (22) sandwichartig zwischen der Oberseite (27) α et; Napfs (26).

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und einem Anbauflansch (23) zum Anbau des Ventils an der Aerosol-Dose derart angeordnet ist, daß dadurch eine.Verformung der Primärdichtung (22) während der Bewegung des Ventilschafts (15) im wesentlichen verhindert ist.

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