DE2849034A1 - Einheitsventil - Google Patents

Einheitsventil

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DE2849034A1
DE2849034A1 DE19782849034 DE2849034A DE2849034A1 DE 2849034 A1 DE2849034 A1 DE 2849034A1 DE 19782849034 DE19782849034 DE 19782849034 DE 2849034 A DE2849034 A DE 2849034A DE 2849034 A1 DE2849034 A1 DE 2849034A1
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Description

Einheitsventil
Sprüheinrichtungen für Flüssigkeiten, insbesondere solche Einrichtungen, die handbetrieben ausgelöst werden können, weisen gewöhnlich ein Absperrventil in einer Kammer auf, das unmittelbar innerhalb des Auslasses der Sprüheinrichtung angeordnet ist und zum Absperren des Einlaßdurchganges zu der Kammer aus dem Inneren der Sprüheinrichtung dient, bis die Flüssigkeit unter Druck gesetzt ist, um den Durchgang von Flüssigkeit aus der Kammer zu blockieren, mit der Ausnahme, es durch einen gewissen Wirbel oder andere Durchlässe zum Auslaß strömen zu lassen. Beispielsweise ist in der US-PS 3 685 739 (Vanier) ein Wechselventil gezeigt, welches sich frei in einer Sprüheinrichtungsaus laßkammer bewegen kann, in welcher nach Betätigung der Sprüheinrichtung ein Teilvakuum abstromig von der Kammer veranlaßt, daß es den Lufteintritt durch die Auslaßöffnung in die Pumpeinrichtung der Sprüheinrichtung hinein dadurch blockiert, daß der Flüssigkeitszufuhrdurchgang geschlossen wird, wonach sich das Wechselventil in die entgegengesetzte Richtung bewegt, sobald der Druck des Fließmittels im Zufuhrdurchgang sich aufbaut und den Auslaß blockiert außer für Wirbeldurchgänge.
In der US-PS 3 061 202 (Tyler) ist ein Absperrventil gezeigt, welches den gleichen allgemeinen Zweck erreicht wie das zuerst
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erwähnte Ventil, das aber federbelastet derart vorgesehen ist, daß es auf seinem Sitz verbleibt, um den Flüssigkeitszufuhrdurchgang immer zu schließen, ausgenommen dann, wenn die Sprüheinrichtung betätigt wird, um einen ausreichenden Druck in dem Zuführdurchgang zu erzeugen, um die Feder zu überwinden und somit das Ventil zum öffnen zu zwingen. Die Strömung des zu versprühenden Fließmittels tritt dann in jedem Augenblick in Richtung zu einer Wirbelkammer auf, aus der es durch eine Auslaßöffnung ausgesprüht wird. Der Einlaßdurchgang 35 der letztgenannten US-PS (Tyler) wird durch eine Docke (poppet) 29 konischer Gestalt geschlossen, wobei nur flache Docken zu diesem Zweck gemäß Darstellung benutzt worden sind.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen dar und unterscheidet sich vom Bekannten dadurch, daß die Wirbelkammer-verschließplatte, die Feder und die Docke alle als eine Einheit aus einem einstückigen, geformten Aufbau bestehen, wodurch die Notwendigkeit eliminiert ist, die drei bei Tyler gezeigten getrennten Teile vorzusehen und wobei doch derselbe erwünschte Fluß und die Absperreigenschaften erreicht werden. Das Ausschalten einer Vielzahl von Teilen bedeutet eine geringere Zusammenbauzeit und somit geringere Herstellungskosten, verbesserte Einfachheit, einstückige Zuverlässigkeit und das Ausschalten von Problemen von zueinander passenden Materialien sowie Problemen, die bei Metallteilen gegeben sind, wie zum Beispiel Korrosion.
In der US-PS 3 620 421 (MacGuire-Cooper) ist ein Ventil gezeigt,
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welches eine seitliche Bewegung braucht, damit es auf seinem Sitz gekippt werden kann, um den Auslaß zu einem Produktstrom aus seinem unter dem Ventil angeordneten Behälter zu öffnen. Ein ringförmiges Federteil ist vorgesehen, um das Ventil wieder in seine geschlossene Position zurückzuführen, und dieses ringförmige Teil ist einstückig mit dem Ventilteil geformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Ventil hingegen in seiner Tätigkeit linear und weist eine einstückig geformte, geschlängelte Feder auf, welche nur nach Aufbringen des richtigen Betriebsdruckes zusammengedrückt wird, der von der Pumpe der Sprühvorrichtung zugeführt wird, und die schlangenförmige Feder ist sorgfältig ausgestaltet und geformt, um nur dann zu arbeiten, wenn der Druck zur Erzeugung eines Sprühstrahles ausreicht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Absperrventil für die Ausgangskammer einer Fließmittelsprüheinrxchtung vorzusehen, die eine sinusförmige bzw. geschlängelte Feder sowie die Federdocke aufweist, die alle in einem geformten Stück vorgesehen sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das vorstehend erwähnte Absperrventil nicht nur die sich schlängelnde Feder und die Ventildocke auf (valve poppet), sondern auch ein sich schnell drehendes Element, die alle als ein Einheitsstück geformt ,sind.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn das Absperrventil auch eine Feder in der Form eines S hat.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung hat die Anordnung mit dem geformten, einstückigen Ventil, der Feder und dem sich schnell drehenden Element eine Zuverlässigkeit einer Einheitsanordnung, ist leicht herzustellen und deshalb kostengünstig, widersteht der Korrosion und weist keine Metallteile auf.
Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, eine Befestigung für das schnell drehende Element vorzusehen, welche mögliche Formsenken in der Mitte des sich schnell drehenden Elementes verhindert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht jenes Teils der Sprühvorrichtung, welche die Erfindung aufweist, wobei die Einheitsanordnung die Feder aufweist und ein Teil der Sprühvorrichtung selbst zum Zwecke der klareren Darstellung nicht im Querschnitt sondern in ausgezogenen Linien gezeigt ist, wobei die Sprühvorrichtung sich in der normalen oder Ruhestellung befindet,
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie die der Fig. 1 mit der Ausnahme , daß die Sprühvorrichtung sich in dem unter Druck stehenden oder Sprühzustand befindet, wobei die Wirbeldurchgänge in ihrem Vorderteil gezeigt sind,
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Fig. 3 die Ansicht der Außenwandseite des sich schnell drehenden Elementes 17c, entlang der Linie mit den Pfeilen 3-3 in Fig. 1 unter Darstellung der Wirblerdurchgänge in der Oberfläche des Elementes, und
Fig. 4 eine Ansicht der Innenseite der Auslaßwand entlang der mit den Pfeilen 4-4 gesehenen Linien in Figur 2 unter Darstellung der Wirblerdurchgänge.
In Fig. 2 ist eine Sprühvorrichtung mit als Auslöser betriebener Pumpe gezeigt, wobei die Sprüheinrichtung einen Körper 10 mit einem zylindrischen Vorderteilhohlraum oder einer Bohrung 11 aufweist, in welche ein dicht eingepaßtes Vorderteilstück 12 mit einer solchen Paßkraft eingesetzt ist, daß eine fließmitteldichte Abdichtung zwischen Bohrung 11 und Stück 12 geschaffen ist. Ein Auslaß oder eine öffnung 13 ist an der vorderen oder äußeren Wand des Vorderteilstückes 12 vorgesehen, und das Innere des Vorderteilstückes 12 ist hohl als Kammer 14 gezeigt. Rechts an der Kammer 14 in Fig. 1 befindet sich ein Durchgang 15 in dem Körper lO, der sich in die Kammer 14 hinein öffnet und eine ringförmige Schulter 16 in der gezeigten Weise bildet. Innerhalb der Kammer 14 ist vor dem Eindrücken des Vorderteilstückes 12 an seinen Platz eine Einheitsform mit einer Feder, einer Ventildocke und einer Wirbelkammerabdeckung oder einem sich schnell drehenden Element eingefügt, die alle zu einer einstückigen, integralen Anordnung 17 geformt sind, die nach dem Formen zweckmäßigerweise langer ausgestaltet ist als die Kammer 14, so daß die Feder 17a zwischen die Endwände der Kammer 14 leicht kompri-
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miert wird, wenn das Vorderteilstück 12 in dem Körper 10 an seinen Platz gebracht wird.
Das Einheitsformteil 17 weist, wie oben schon erwähnt, eine Feder 17a, eine sich quer entfaltende Dockenscheibe (poppet disc) oder Ventilstück 17b und ein sich quer entfaltendes, sich schnell drehendes Auslaß-Blockierelement oder eine Scheibe 17c auf, die alle zusammen mit der Feder 17a zwischen den anderen zwei Teilen angebracht sind und mit jedem der Teile durch geformte Stützen oder Pfeiler 17d und 17e verbunden sind. Die Scheibe 17c ist vorzugsweise durch eine bogenförmige oder Bogenbrücke 17f an der Stütze 17d angebracht, die in'ihrer Mitte offen ist und die Scheibe 17c überspannt und mit dieser in der Sähe des Umfangs verbunden ist, wobei die Stütze 17d in der Mitte oder an der höchsten Stelle des Brückenbogens angebracht ist. Bei dieser Konstruktion wird die Oberfläche der Scheibe 17c gegenüber dem Auslaß flach gehalten, ohne daß irgendeine mögliche Form-"Senke' in ihrer Mitte entsteht, um eine hinreichende Formänderung zu bewirken, um sie an einem richtigen Sitz auf der Auslaßwand der Kammer 14 zu hindern.
Gemäß Fig. 1 ist die innere Auslaßwand der Kammer 14 eben und flach, aber die Scheibe 17c hat in ihrer Oberfläche einen oder mehrere kanalartige Durchgänge 18, 19 gebildet, die von ihren äußeren Enden nach innen zum Auslaß 13 hin führen und mit diesem in Verbindung stehen, jedoch tangential zu diesem ausgerichtet sind. Deutlicher sind diese Durchgänge in Fig. 3 gezeigt. Die Scheibe 17c ruht fest gegen die Oberfläche der Auslaßwand, die
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als eine Wand zur Bildung von Durchgängen 18, 19 dadurch wirkt, daß ihre sonst offenen Kanäle geschlossen sind, um einen mit vier Seiten versehenen Durchgang oder eine Leitung dieser Art herzustellen. Die Scheibe 17c hat jedoch einen kleineren Durchmesser als die Auslaßwand, so daß die äußeren oder Endteile der Durchgänge 18 zur Kammer 14 hin unbedeckt bleiben und offen sind. Jedoch können drei oder mehr kleine zu den Scheiben zentrierte und einstückig geformte Vorsprünge oder Ansätze 17g auf der Scheibe 17c benutzt werden und gleichmäßig um deren Umfang herum im Abstand derart angeordnet sein, daß sie die Scheibe von der Wand forthalten und somit irgendein mögliches Teilblockieren des Fließmittels durch Aufsitzen der Scheibe 17c gegen die innere Seitenwand des Vorderteilstückes 12 infolge einer mangelhaften Zentrierung ausschließen. Der Gesamtdurchmesser der Scheibe 17c und der Vorsprünge 17g ist kleiner als der Innendurchmesser des Vorderteilstückes 12, um ein Spiel zu belassen für die freie Bewegung der Scheibe 17c längs des Vorderteilstücks 12.
Am gegenüberliegenden Ende der Kammer 14 befindet sich eine flache, runde Scheibe oder Docke 17b, die in dem normalen und drucklosen Zustand der Sprühvorrichtung gegen die ringförmige Schulter 16 durch die Vorspannwirkung der leichten Kompression der Feder 17a gedruckt wird, um den Durchgang 15 zu blockieren und eine Flüssigkeitsströmung an dieser Stelle vorbei zu verhindern .
Bei einer anderen Ausführungsform des Vorderteilstückes 12 sind
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Wirblerdurchgänge 20, 21 in dem Vorderteil 12 selbst vorgesehen statt daß sie in dem sich schnell drehenden Element oder der Scheibe 17c vorgesehen sind, wie in der Ansicht der inneren Oberfläche der Auslaßwand in Fig. 4 gezeigt. Diese Durchgänge sind wiederum tangential zum Auslaß 13 ausgerichtet.
Es wird nun der Betrieb der Vorrichtung beschrieben. Gemäß Fig. wird die Sprühvorrichtung in der üblichen Weise dadurch betätigt, daß der Auslöser 22 vor und zurück bewegt wird, um Flüssigkeit aus einem (nicht gezeigten) Behälter in den Durchgang 15 hinein zu pumpen, wo sie einen Druck auf die Ventildocke 17b ausübt. Wenn ihr Druck ausreicht, um ferner die Feder 17a zusammenzudrücken, wird die Docke 17b in Fig. 2 nach links gedruckt, wobei die ringförmige Schulter 16 verlassen wird und somit die Möglichkeit besteht, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit bzw. das Fließmittel aus dem Durchgang 15 in die Kammer 14 hineinströmt, welche sie füllt. Wenn die Kammer 14 vollständig gefüllt ist, tritt das Fließmittel in die Wirblerdurchgänge 20, 21 und dann in die Auslaßöffnung 13 mit einer Drehbewegung oder Wirblerbewegung ein, welche durch das Kräftepaar hervorgerufen wird, und zwar infolge der tangentialen Annäherung des Fließmittels beim Strömen durch die Durchgänge 20, 21 zum Auslaß hin. Das Fließmittel wird dann mit Druck aus dem Auslaß 13 infolge des auf ihn wirkenden Druckes und des Wirblereffektes zu einem Sprühstrahl herausgepreßt.
Wenn das Fließmittel, das ursprünglich aus dem Behälter in die Sprühvorrichtung gepumpt wurde, ausgestoßen oder entleert wird,
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kann sich die Auslösevorrichtung oder der Abzug wieder in seine normale Ruheposition bewegen, woraufhin ein schwaches Vakuum im Durchgang 15 entsteht und normaler atmosphärischer Druck in der Kammer 14 die Docke 17b auf ihren Sitz auf der Schulter 16 zurückführt. Der Zyklus kann immer wieder wiederholt werden, um die Sprühvorrichtung zu veranlassen, erwünschtenfalls einen Sprühstrahl abzugeben, bis der Behälterinhalt entleert ist.
Bei der in den Figuren 1 und 3 dargestellten Ausführungsform ist der Betrieb identisch, wobei das Fließmittel anstelle in das Vorderteilstück 12 selbst nun in die Durchgänge 18, 19 in der Scheibe oder dem sich schnell drehenden Element 17c eintritt.
Es sei bemerkt, daß die Scheibe 17b bei beiden Ausführungsformen oder Gestaltungen immer auf der Innenseite der Auslaßwand auf dem Sitz verbleibt und sich nicht bewegt.
Die Ausgestaltung der Feder 17a hat vorzugsweise S-Form, wie in der Zeichnung dargestellt, aber auch andere geschlängelte Federformen können erwünschtenfalls verwendet werden, wie z.B. eine einfache Schleife, ein gespaltenes bzw. zerteiltes 3, ein doppeltes S, Schraubenform oder eine andere geschlängelte Gestalt, vorausgesetzt, daß die Feder in die Kammer 14 paßt, ohne mit ihren Wänden in Verbindung zu kommen oder in gegenseitige Beeinflussung zu kommen, insbesondere wenn die Feder unter Druck steht. Die Federkonstante oder die zur Kompression
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der Feder notwendige Kraft kann während des Formens der Anordnung dadurch verändert werden, daß die Formgesenke geändert werden, um verschiedene Maße für die Feder vorzusehen, sowie auch durch die Verwendung verschiedener Materialien unterschiedlicher elastischer Eigenschaften oder Zugfestigkeiten. Zum Beispiel kann man die Feder dadurch schwächer machen, daß man sie schmaler oder dünner macht, oder stärker machen, indem man ihre Breite und Dicke erhöht.
Es ist bevorzugt, daß die Anordnung aus einem Kunststoff geformt wird, wie z. B. Polypropylen oder Polyäthylen, wenngleich auch andere Kunststoffe verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie die erforderlichen Eigenschaften und Qualitäten haben, um eine Verträglichkeit mit den zu versprühenden Fließmitteln vorzusehen, ausreichende "laßstabilität haben, um unerwünschte Veränderungen der Federeigenschaften zu verhindern, ein Verbinden oder eine Bindung in der Kammer 14 zu verhindern oder Änderungen der Ebenheit oder Flachheit, ferner der Federeigenschaft zu verhindern, die notwendig ist, um die Federwirkung vorzusehen, und Änderungen einer guten Formfähigkeit zu verhindern.
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Claims (14)

Dr. Hans-Heinrich Willrath f Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert PATENTANWÄLTE D - 6200 WIESBADEN 1,7. Nov .1978 Postfach 6145 g Gustav-Freycag-Straße 25 ® (0 61 21) 372720 Telegrammadresse: W1IXPATENT Telex: 4-186 247 77O3-UO1 THE AFA CORPORATIOM 14201 :i. W. 60th Avenue Miami Lakes, Florida 33014, USA Einheitsventil Priorität: 14. November 1977 in USA Anmelde-Mummer 851 227 Patentansprüche :
1.) Einheitsventil zur Steuerung eines Fließmittelstromes aus einer Leitung zu einer öffnung, vorzugsweise zum Ausstoßen aus dieser als Sprühstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Einheitsformstück besteht mit einem der Leitung (15) zugeordneten Auslaßventil (17a-17f), wobei eine Vorspanneinrichtung (17a) in dem Ventil vorgesehen ist und der öffnung eine Sprüherzeugungseinrichtung (17c) zugeordnet ist.
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2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine längliche Feder (17a) ist.
3. Ventil nach Anspruch T oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschlängelte Feder (17a) vorgesehen ist und ein mit einer flachen Oberfläche versehenes Ventilteil (17b) an einem Ende der Feder (17a) angeschlossen ist und sich quer zur Feder entfaltet.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende der Feder (17a) ein Drehteil (17c) vorgesehen ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (17c) eine flache Platte aufweist, die sich quer zur Feder (17a) entfaltet und mit dieser über ein bogenförmiges Brückenteil (17f) verbunden ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die εchlangenförmige Feder (17a) ein S-förmiges Teil ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außer der sinusförmigen Feder (17a), dem Ventilteil mit flacher Oberfläche (17b) und dem sich schnell drehenden Teil (17c) mit einer flachen Platte eine solche Feder (17a) vorgesehen ist, daß an deren einem Ende das Ventilteil (17b) und an deren anderem Ende das sich schnell drehende Element (17c) an-
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geordnet sind, und daß sich sowohl das Ventilteil (17b) als auch das sich schnell drehende Element (17c) quer zum Federteil (17a) entfalten.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil ein Ventilteil mit flacher Fläche (17b) aufweist und die Feder (17a) an ihrem einen Ende mit dem Ventilteil (17b) verbunden ist.
9. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sprühstrahl erzeugende Einrichtung (17c) eine flache Platte aufweist und die Feder (17a) an ihrem anderen Ende mit der flachen Platte verbunden ist.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Platte (17c) mit dem Federteil (17a) durch ein bogenförmiges Briickenteil (17f) verbunden ist.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Federteil (17a) eine sinusförmige Gestalt hat.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein Ventilteil (17b) mit flacher Fläche, welches der Leitung (15) zugeordnet ist, ein längliches Federvorspannteil (17a). mit sinusförmiger Gestalt und durch ein eine flache Platte aufweisendes, den Sprühstrahl erzeugendes Element (17c), wobei das Federteil (17a) an einem Ende mit dem Ventilteil (17b) mit der flachen Fläche verbunden ist und am anderen Ende
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mit dem sprühstrahlerzeugenden Element (17c) mit flacher Platte verbunden ist und das Ventilteil (17b) mit flacher
Fläche sowie das den Sprühstrahl erzeugende Element (17c) mit flacher Platte beide quer zum Federteil (17a) sich entfaltend au sgeb ildet s ind.
13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteil (17a) S-förmig ist.
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