DE4326038A1 - Druckbeaufschlagter Spender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckbeaufschlagten Spender für flüssige oder viskose Zusammensetzungen, die in thixotroper Form vorliegen oder mindestens ein festes partikelförmiges Material in Suspension enthalten, wobei der Spender einen Behälter aufweist, der die abzugebende Zusammensetzung enthält und auf dessen Hals ein Abgabekopf angebracht ist, der mit einem Tauchrohr ausgestattet ist, um die Zusammensetzung zu dem Abgabekopf zu befördern.

Wenn Spender dieser Art zur Abgabe von flüssigen Zusammensetzungen verwendet werden, die Füllstoff- oder Pigmentpartikel enthalten, zum Beispiel flüssigen Fond de Teint, der vollständig in Suspension bleibt, kann die Zusammensetzung gegebenenfalls durch einfache Betätigung des Abgabekopfes abgegeben werden. Wenn dagegen die festen Partikel eher die Tendenz haben, sich abzusetzen, d. h. nicht vollständig in Suspension zu bleiben, ist eine Zusatzbehandlung nötig, um die Suspension unmittelbar vor oder eventuell während der Abgabe dieser Zusammensetzung wieder herzustellen.

Solch eine Zusatzbehandlung, die im allgemeinen durch den auf dem Behälter angebrachten Hinweis "vor Gebrauch schütteln" vom Benutzer verlangt wird, weist mindestens zwei wesentliche Nachteile auf:

Einerseits hat der Benutzer, um herauszufinden, ob die Zusammensetzung genug geschüttelt wurde, keine andere Möglichkeit als einen Abgabeversuch durchzuführen; andererseits muß er, wenn die Suspension nur für sehr kurze Zeitintervalle stabil bleibt, mit kleinen Mengen arbeiten, weil er die Zusammensetzung während der Abgabe wiederholt schütteln muß, was die Durchführung einer kontinuierlichen Abgabe unmöglich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen druckbeaufschlagten Spender zu schaffen, der es ermöglicht, flüssige oder viskose Zusammensetzungen, die in thixotroper Form vorliegen oder mindestens einen teilchenförmigen Feststoff in Suspension enthalten, abzugeben, ohne daß eine Zusatzbehandlung des Spenders durch den Benutzer nötig ist, um die Suspension wieder herzustellen oder eine Zusammensetzung mit nichtnewtonschen, z. B. thixotropen Fließeigenschaften zu homogenisieren.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein druckbeaufschlagter Spender der erwähnten Art, dessen Tauchrohr mit einer Agitiervorrichtung versehen ist, um die abzugebende Zusammensetzung im Moment ihrer Abgabe zu bewegen, wobei die Agitiervorrichtung ein Tragelement aufweist, das eine Eintrittsfläche, die mit mindestens einer Öffnung versehen ist, die den Zugang der abzugebenden Zusammensetzung ins Innere der Agitiervorrichtung ermöglicht, und eine Austrittsfläche definiert, die nach der Homogenisierung der abzugebenden Zusammensetzung deren Austritt in das Tauchrohr ermöglicht, wobei das Tragelement mit mindestens einem Ablenkelement versehen ist, um eine Turbulenz in der Strömung der abzugebenden Zusammensetzung zu erzeugen. Die Austrittsfläche der Agitiervorrichtung kann mit der Eintrittsöffnung des Tauchrohres zusammenfallen.

Vorteilhafterweise ist die Agitiervorrichtung an dem freien Ende des Tauchrohres angeordnet, d. h. an dessen Eingang in Fließrichtung der Zusammensetzung bei der Abgabe gesehen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Strömung der Zusammensetzung zum Antrieb der Agitiervorrichtung genutzt wird, um auf die Zusammensetzung, durch welches Mittel auch immer, eine Wirkung auszuüben, die dazu dient, die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung so zu agitieren, daß die gewünschte Homogenität unmittelbar vor der Abgabe der Zusammensetzung wieder hergestellt wird. Um diese Ergebnisse zu erzielen, kann man im wesentlichen zwei Lösungen betrachten. Die eine beruht darauf, die Zusammensetzung, insbesondere ihre Bestandteile, in ineinander verflochtene Bahnen zu zwingen, die in der Summe eine turbulente Strömung der abzugebenden Zusammensetzung zum Eingang des Tauchrohres darstellen. Um diese Turbulenzen zu erzeugen, kann das Tauchrohr mit einem Agitieransatz von allgemein zylindrischer Form versehen sein, dessen Innenfläche Ablenkelemente aufweist, die Turbinenschaufeln ähneln und die in einem bestimmten Winkel an der Wand befestigt sind. Gegebenenfalls können analoge Mittel im Inneren des Tauchrohres vorgesehen sein, zumindest auf einer gewissen Länge, um den durch den Agitieransatz erzeugten Effekt der Turbulenz aufrechtzuerhalten.

Die andere Möglichkeit zum Agitieren der abzugebenen Zusammensetzung beruht darauf, insbesondere am Eingang oder eventuell im Inneren des Tauchrohres ein Element vorzusehen, das in Bewegung vorzugsweise in eine Drehbewegung versetzt wird, wobei diese Bewegung dazu dient, die abgegebene Zusammensetzung im Moment ihrer Abgabe zu agitieren.

Unabhängig vom Typ der gewählten Agitiervorrichtung, ist die Anordnung solch einer Vorrichtung am Eingang des Tauchrohres dann besonders günstig, wenn die abzugebende Zusammensetzung die Tendenz aufweist, daß ihre Viskosität in Ruhephasen ansteigt, und, wenn sie aufgerührt wird, abfällt (thixotrope Zusammensetzung). In diesem Fall dient das Agitieren der abzugebenden Zusammensetzung dazu, sie wieder flüssiger zu machen.

In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spenders weist das Tragelement der Agitiervorrichtung einen Achshalter auf, an welchem ein Ablenkelement drehbar befestigt ist, das so ausgebildet ist, daß es durch die Strömung der Zusammensetzung während ihrer Abgabe in Drehung versetzt werden kann. Vorteilhafterweise hat der Achshalter die Form einer Scheibe, die von einer oder mehreren Öffnungen durchbrochen ist, die den Austritt der Zusammensetzung aus dem Agitieransatz zu dem Tauchrohr ermöglichen. Vorzugsweise ist das Ablenkelement koaxial zu der Achse des Tauchrohres angeordnet. Das Ablenkelement wird durch einen Propeller mit mindestens zwei Flügeln gebildet, wobei jeder Flügel einen Winkel mit einer Querebene bildet. In einer anderen Ausführungsform können die Propellerflügel an den von der Achse abgewandten Enden durch ein ringförmiges Element verbunden sein.

In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spenders wird die Turbulenz, die zum Agitieren der abzugebenden Zusammensetzung benötigt wird, durch mindestens ein unbewegliches Ablenkelement erzeugt, mit dem die Agitiervorrichtung versehen ist. Jedes dieser unbeweglichen Ablenkelemente stellt eine Schaufel dar, die an der Innenfläche der Vorrichtung hervorstehend befestigt oder einstückig damit verbunden ist. Durch ihre Form versetzt jede Schaufel die Strömung der Zusammensetzung in eine Drehbewegung um die Längsachse der Agitiervorrichtung, die vorzugsweise mit der Längsachse des Tauchrohrs übereinstimmt.

Unabhängig von der Ausführungsform des Spenders weist das Tragelement der Agitiervorrichtung vorteilhafterweise einen ersten Bereich von im wesentlichen kegelstumpfartiger Gestalt auf, dessen Ende mit dem kleineren Querschnitt mit einer zylindrischen Hülse verlängert ist, die den zweiten Bereich des Tragelementes darstellt und die als Element zur Befestigung der Agitiervorrichtung an dem Tauchrohr dient. Im allgemeinen stellt das Ende mit dem größeren Querschnitt die Eintrittsöffnung dar, durch welche die abzugebende Zusammensetzung in das Innere der Agitiervorrichtung gelangt, wobei das Ende mit dem kleineren Querschnitt die Austrittsöffnung darstellt. Im wesentlichen weist das Tragelement eine vollständig kreiszylindrische Form auf. Es können auch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen in der Wandung des Kegelstumpfes angebracht sein, vorzugsweise in dessen Bereich mit dem großen Querschnitt, um den festen oder flüssigen Bestandteilen den gleichzeitigen Zugang ins Innere der Agitiervorrichtung zu erleichtern.

Bei den meisten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Spenders ist die Agitiervorrichtung am freien Ende des Tauchrohres angeordnet, das heißt, in Fließrichtung der abzugebenden Zusammensetzung gesehen, an dessen Eingang. Die Vorrichtung kann aber auch im Inneren des Tauchrohres angeordnet sein, um eine gleichmäßigere Strömung der Zusammensetzung vor dem Agitieren zu erzielen. In Abhängigkeit von den hydrodynamischen Eigenschaften der Zusammensetzung kann es vorteilhaft sein, in Strömungsrichtung der Zusammensetzung und im Inneren des Tauchrohres zunächst unbewegliche Ablenkelemente und dahinter erst die propellerartige Agitiervorrichtung anzuordnen.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Agitiervorrichtung für ein Tauchrohr eines druckbeaufschlagten Spenders für flüssige oder viskose Zusammensetzungen, die in thixotroper Form vorliegen oder mindestens eine feste partikelförmige Substanz in Suspension enthalten, wobei die Agitiervorrichtung, die für den obligatorischen Durchtritt der abzugebenden Zusammensetzung, bevor diese den Abgabekopf des Spenders erreicht, bestimmt ist, ein Tragelement aufweist, das eine Eintrittsfläche, die mit mindestens einer Öffnung versehen ist, die den Eintritt der abzugebenden Zusammensetzung ins Innere der Agitiervorrichtung ermöglicht, und eine Austrittsfläche definiert, die nach der Homogenisierung der abzugebenden Zusammensetzung deren Austritt in das Tauchrohr ermöglicht, wobei das Tragelement mit mindestens einem Ablenkelement versehen ist, um eine Turbulenz in der Strömung der Zusammensetzung zu erzeugen.

Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der Erfindung werden nun beispielhaft und nicht einschränkend Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Zu den Figuren:

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spenders,

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine für den für den Spender der Fig. 1 brauchbare Agitiervorrichtung,

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine andere Ausführungsform einer Agitiervorrichtung für den erfindungsgemäßen Spender,

Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht den Achshalter, der in der Ebene IV-IV angeordnet ist, die in der Fig. 2 gezeigt ist,

Fig. 5 zeigt die perspektivische Darstellung einer Variante des Ablenkelementes, die für einen Spender gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 brauchbar ist, und

Fig. 6 zeigt im Längsschnitt eine Agitiervorrichtung mit unbeweglichen Ablenkelementen.

Der druckbeaufschlagte Spender, der in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen Behälter 1 auf, der eine Zusammensetzung P und ein Treibmittel G enthält, wobei auf dem Hals 2 ein Abgabekopf 3 angebracht ist. Ein Ventil 4, das im Inneren des Halses 2 angeordnet ist und das ausgangsseitig mit dem Abgabekopf 3 verbunden ist, ist eingangsseitig mit einem Tauchrohr 5 versehen, das sich im wesentlichen bis zum Boden des Behälters 1 erstreckt, um die Zusammensetzung P zum Abgabekopf 3 leiten zu können. An dem freien Ende des Tauchrohres 5, d. h. an seinem Eingang, ist eine Agitiervorrichtung 6 angebracht, die im folgenden Agitieransatz genannt wird, durch den die abzugebende Zusammensetzung P obligatorisch hindurchgehen muß, bevor sie in das Tauchrohr 5 gelangt.

Der Agitieransatz 6 ist im wesentlichen durch ein Tragelement dargestellt, an dem ein Ablenkelement drehbar angebracht ist. Wie man in den Fig. 2 und 3 sieht, kann das Tragelement, je nach den erwünschten Wirkungen und je nach der Beschaffenheit der abzugebenden Zusammensetzung, von allgemein kegelstumpfartiger oder kreiszylindrischer Form sein.

Fig. 2 zeigt einen Agitieransatz 6, der einen ersten Bereich 7 von im wesentlichen kegelstumpfartiger Form aufweist, der einstückig mit einem zweiten Bereich 8 von im wesentlichen kreiszylindrischer Form ist, wobei letzterer als Mittel zur Befestigung des Agitieransatzes 6 am Ende des Tauchrohres 5 dient. Der erste Bereich 7 weist nach außen eine Eintrittsfläche E auf, die von der runden Öffnung 20 des großen Durchmessers des Kegelstumpfes gebildet ist. Die Öffnung 20 ermöglicht der abzugebenden Zusammensetzung P ins Innere des Agitieransatzes (6) zu gelangen. Auf der Höhe des Übergangs von dem ersten Bereich 7 in den zweiten Bereich 8 ist ein Achshalter 9 angeordnet, der im wesentlichen die Form einer Scheibe aufweist und der im wesentlichen quer zur Längsachse des Agitieransatzes 6 gerichtet ist. Der Achshalter 9, der eine Austrittsfläche S für den Austritt der abzugebenden Zusammensetzung P darstellt, ist von zwei oder mehreren Öffnungen 10 durchbrochen (wie man in der Fig. 4 sieht, die eine Ansicht des Schnittes IV-IV aus Fig. 2 darstellt), um den Durchgang der Zusammensetzung P zum Tauchrohr 5 zu ermöglichen. Die unterschiedlichen Bereiche des Tragelementes 7, 8 und der Achshalter 9 können in einem einzigen Stück gefertigt sein.

Ein Propeller 11, der zwei Flügel 12 und 13 mit einer gemeinsamen Achse 14 aufweist, ist im Mittelpunkt des Achshalters 9 so angebracht, daß er frei drehbar um die Achse 14 ist. Die Flügel 12 und 13 sind jeder durch ein Blatt in im wesentlichen länglicher Form gebildet, das sich im wesentlichen radial in einer Ebene quer zu der Achse 14 erstreckt und das im wesentlichen um eine von der Achse 14 ausgehende radiale Linie verdrillt ist.

In der in Fig. 3 dargestellten Variante ist der Agitieransatz 106 im wesentlichen gebildet durch ein Tragelement, dessen zwei Bereiche 107 und 108 eine im wesentlichen kreiszylindrische Form aufweisen und dessen Innendurchmesser im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Tauchrohres 5 übereinstimmt, einen Achshalter 109, der mit dem Achshalter 9 übereinstimmt, der in Fig. 2 dargestellt ist, und einen Propeller 111 mit zwei Flügeln 112 und 113, die an einer Achse 114 befestigt sind, mit welcher der Propeller 111 an dem Achshalter 109 so angebracht ist, daß er frei drehbar ist. Die Flügel 112 und 113 sind gebildet durch zwei völlig ebene Blätter von im wesentlichen länglicher Form, die an der Achse 114 in einem Winkel von weniger als 90° zu einer zu der Achse 114 senkrechten Ebene angebracht sind. Der erste Bereich 107 ist mit Öffnungen 120 versehen, durch welche die abzugebende Zusammensetzung P in das Innere des Agitieransatzes 106 gelangt.

Abweichend von den dargestellten Ausführungen der Fig. 2 und 3 können die Propellerflügel an ihren äußeren Enden durch einen ringförmigen Rahmen verbunden sein. Fig. 5 zeigt solch eine Anordnung: Das Ablenkelement ist gebildet durch zwei Flügel 112 und 113, die mit ihren inneren Enden an der Achse 114 befestigt sind, wobei die Flügel und die Achse mit entsprechenden Elementen übereinstimmen, die in der Fig. 3 dargestellt sind; die Flügel 112, 113 sind mit ihren äußeren von der Achse 114 fernen Enden an einem ringförmigen Rahmen 215 befestigt. Das Ablenkelement 211 hat den Vorteil, daß es eine größere Flügelstabilität im Vergleich zu den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 aufweist. Es kann jedoch wie diese in einem einzigen Stück gefertigt werden, vorzugsweise in einem Guß durch Spritzgießen.

Zudem bewirkt der obligatorische Durchgang der Zusammensetzung P durch den Agitieransatz bei den beiden Ausführungsformen des Agitieransatzes, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, daß sich der Propeller mit solch einer Geschwindigkeit dreht, daß die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung P genügend aufgerührt werden, verursacht gemeinsam durch die Stöße, die von dem Propeller ausgeübt werden, und die Turbulenz, damit unmittelbar vor dem Eintritt der Zusammensetzung P in das Tauchrohr 5 wieder eine homogene Suspension hergestellt wird. Im Fall einer thixotropen Zusammensetzung bewirkt die Scherbeanspruchung, die durch den Propeller 11, 111, 211 hervorgerufen wird, daß die Viskosität eines Teils dieser Zusammensetzung im Moment ihrer Abgabe verringert wird.

Unabhängig von den gewählten Varianten des Agitieransatzes und des Propellers kann die in den Fig. 2 und 3 mit D bezeichnete Querebene des Ablenkelementes fast auf halber Höhe des ersten Bereiches 7, 107 des Agitieransatzes 6, 106 angeordnet sein. Vorzugsweise beträgt die Entfernung zwischen der Ebene D und dem Achshalter 9, 109 jedoch ungefähr die Hälfte der Höhe h des ersten Bereiches. Diese Anordnung gewährleistet, daß die Gesamtheit der Bestandteile während der Abgabe der Zusammensetzung P angesaugt wird, bevor sie aufgerührt wird, um die gewünschte Suspension wiederherzustellen.

Die Fig. 6 zeigt eine statische Agitiervorrichtung 306 von im wesentlichen zylindrischer Form, deren Tragelement 307 das Ablenkelement aufweist, das durch zwei Schaufeln 311 dargestellt wird. Jede dieser Schaufeln hat die Form spiralförmiger Rippen, die einstückig mit der Innenwand der Vorrichtung 306 sind, und die in einem Winkel β zur Querebene so geneigt sind, daß sie eine Gewindesteigung bilden, welche die Turbulenz der Strömung der Zusammensetzung während ihrer Abgabe bewirkt.

Claims (10)

1. Druckbeaufschlagter Spender für flüssige oder viskose Zusammensetzungen, die in thixotroper Form vorliegen oder mindestens ein festes partikelförmiges Material in Suspension enthalten, wobei der Spender einen Behälter (1) aufweist, der die abzugebende Zusammensetzung (P) enthält und auf dessen Hals (2) ein Abgabekopf (3) angebracht ist, der mit einem Tauchrohr (5) für den Transport der Zusammensetzung (P) zu dem Abgabekopf (3) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (5) mit einer Agitiervorrichtung (6, 106, 306) versehen ist, um die abzugebende Zusammensetzung (P) im Moment ihrer Abgabe zu bewegen, wobei die Agitiervorrichtung (6, 106, 306) ein Tragelement (7, 8, 107, 108, 307) aufweist, das eine Eintrittsfläche (E), die mit mindestens einer Öffnung (20, 120) versehen ist, die der abzugebenden Zusammensetzung (P) den Zugang in das Innere der Agitiervorrichtung (6, 106, 306) ermöglicht und eine Austrittsfläche (S) definiert, die nach der Homogenisierung der abzugebenden Zusammensetzung (P) deren Austritt in das Tauchrohr (5) ermöglicht, wobei das Tragelement (7, 8, 107, 108, 307) mit mindestens einem Ablenkelement (11, 111, 211, 311) versehen ist, um eine Turbulenz in der Strömung der abzugebenden Zusammensetzung (P) zu erzeugen.

2. Druckbeaufschlagter Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agitiervorrichtung (6, 106) einen Achshalter (9,109) aufweist, an welchem ein Ablenkelement (11, 111, 211) drehbar befestigt ist, das so ausgebildet ist, daß es durch die Strömung der Zusammensetzung (P) während der Abgabe in Drehung versetzt werden kann.

3. Druckbeaufschlagter Spender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (11, 111, 211) koaxial zur Achse des Tauchrohres (5) angeordnet ist.

4. Druckbeaufschlagter Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement ein Propeller (11, 111, 211) mit mindestens zwei Flügeln (12, 13, 112, 113) ist, wobei jeder Flügel einen Winkel mit einer Querebene bildet.

5. Druckbeaufschlagter Spender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (112, 113) an den von der Achse (114) abgewandten Enden durch ein ringförmiges Element (215) verbunden sind.

6. Druckbeaufschlagter Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agitiervorrichtung (306) mit mindestens einem Ablenkelement (311) versehen ist, das einstückig an der Innenfläche der Vorrichtung angebracht ist und mit einer Ebene quer zur Längsachse der Agitiervorrichtung einen Winkel (β) bildet.

7. Druckbeaufschlager Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trageelement (7, 8) einen ersten Bereich (7) von im wesentlichen kegelstumpfartiger Gestalt aufweist, dessen Ende mit dem kleineren Querschnitt durch eine zylindrische Hülse (8) verlängert ist, die den zweiten Bereich (8) des Tragelementes darstellt und die als Element zur Befestigung der Agitiervorrichtung (6) auf dem Tauchrohr (5) dient.

8. Druckbeaufschlagter Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (107, 108, 307) eine vollständig kreiszylindrische Form aufweist.

9. Druckbeaufschlagter Spender nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Agitiervorrichtung (6, 106, 306) am freien Ende des Tauchrohres (5) angeordnet ist.

10. Agitiervorrichtung für ein Tauchrohr (5) eines druckbeaufschlagten Spenders für flüssige oder viskose Zusammensetzungen (P), die in thixotroper Form vorliegen oder mindestens ein festes partikelförmiges Material in Suspension enthalten, wobei die Agitiervorrichtung für den obligatorischen Durchtritt der abzugebenden Zusammensetzung (P) bevor diese den Abgabekopf (3) des Spenders erreicht bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Tragelement (7, 8, 107, 108, 307) aufweist, das eine Eintrittsfläche (E), die mit mindestens einer Öffnung (20,120) versehen ist, die den Eintritt der abzugebenden Zusammensetzung (P) in das Innere der Agitiervorrichtung (6, 106, 306) ermöglicht, und eine Austrittsfläche (S) definiert, die nach der Homogenisierung der abzugebenden Zusammensetzung (P) deren Austritt in das Tauchrohr (5) ermöglicht, wobei das Tragelement (7, 8, 107, 108, 307) mit mindestens einem Ablenkelement (11, 111, 211, 311) versehen ist, um eine Turbulenz in der Strömung der Zusammensetzung (P) zu erzeugen.