DE60205469T2

DE60205469T2 - Ventil

Info

Publication number: DE60205469T2
Application number: DE2002605469
Authority: DE
Inventors: Geoffrey R. Hammond
Original assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Current assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: ZA200307305B; EP1373769B1; DE60205469D1; GB2376057B; CA2442107A1; GB2376057A; ES2245729T3; GB0207218D0; MXPA03008792A; GB0107858D0; EP1373769A1; WO2002079679A1; AR033075A1; CN1274985C; AU2002241103B2; CN1498321A; BR0208404A; ATE301790T1; PL365061A1; US20060175357A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil. Das Ventil ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für ein Verwenden mit einem Behälter bestimmt, der unter Druck gesetzt ist oder unter Druck gesetzt werden kann.
Von Hand betätigte Finger- oder Auslöser-Zerstäuber werden herkömmlicherweise zum Ausgeben von Haushaltsprodukten, wie z.B. Reinigern für harte Oberflächen, verwendet. Ein Problem bei solchen Zerstäubern ist, dass sie ein schlechtes Zerstäubungsmuster ergeben können, wenn der Verbraucher den Zerstäuber bei einem zu geringen Druck betätigt. Außerdem können sie tropfen. Eine Lösung für diese Probleme wird gesucht.
Außerdem wird eine Vorrichtung gesucht, die eine gepulste Abgabe von einem Sprühbehälter automatisch erzeugen kann.
Die US-A-5305783 beschreibt ein Ein-Wege-Ventil zum Ausgeben eines flüssigen Materials aus einem Behälter, welcher einen sich axial erstreckenden Ventilkörper und eine elastomere Hülse umfasst, die über den Ventilkörper in einem eng passenden Kontakt mit ihm gespannt ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil bereitgestellt, welches einen Ventilkörper und ein flexibles Element aufweist, welches den Ventilkörper umgibt, wobei der Ventilkörper einen Einlass und einen Auslass definiert, und Mittel zur Ermöglichung einer Verbindung von Einlass und Auslass, und wobei das flexible Element unter der Wirkung von Druck im Einlass von einer Stellung, in welcher die Verbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass verhindert wird, in eine Stellung, in welcher die Verbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass ermöglicht wird, verstellbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Ventilkörper aus einem synthetischen Kunststoffmaterial gegossen sein oder aus Metall hergestellt sein oder aus jedem anderen passenden Material.
Das flexible Element weist vorzugsweise eine Hülse auf, die vorzugsweise aus Gummi oder einem synthetischen Kunststoffmaterial hergestellt ist. Ein elastomeres Material wird bevorzugt. Ihre innere Oberfläche ist vorzugsweise klebrig, so dass sie an dem Ventilkörper haftet. Dies ist ein bevorzugtes Merkmal, da, während die Klebrigkeit des flexiblen Elements den Ausgangsdruck erhöhen wird, welcher zum Verstellen des flexiblen Elements aus der Stellung, in welcher eine Verbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass verhindert wird, in eine Stellung, in welcher eine Verbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass ermöglicht wird, erforderlich ist, der endgültige Druck, bei welchem das flexible Element in seine ursprüngliche Stellung zurückkehrt, unverändert ist.
Geeigneterweise kann die Hülse aus einem Material hergestellt sein, welches mehr Energie zu ihrem Verformen/Spannen erfordert als die Energie, welche die Hülse durch die Elastizität ausüben kann, um in ihre ursprüngliche Stellung zurückzukehren, wenn die Verstellkraft entfernt wird.
Entsprechend wird es eine Zeitdauer geben, während welcher ein Gas oder eine Flüssigkeit vom Einlass zum Auslass hindurchgehen kann, während der Druck vom Ausgangsdruck auf den endgültigen Druck abnimmt. Somit können, durch sorgfältige Auswahl des Materials für das flexible Element und/oder durch Anbringen einer klebrig machenden Beschichtung auf der inneren Oberfläche des Elements, die Abgabe-Eigenschaften des Ventils ausgewählt werden.
In einer Ausführungsform ist ein Ventil gemäß der Erfindung in einer unter Druck setzbaren Vorrichtung eingesetzt, z.B. einer Auslöser-Sprühdose. Das Ventil öffnet nur, wenn eine Schwellenwert-Betätigungskraft angelegt worden ist und gibt so ein hochqualitatives Spray ohne ein Tropfen oder Tröpfeln ab.
In noch einer anderen Ausführungsform ist ein Ventil gemäß der Erfindung in einer unter Druck gesetzten Vorrichtung eingesetzt, z.B. einem Sprühkanister, und ist derart angeordnet, dass Treibgas in das Ventil abgelassen wird und mit Unterbrechungen das Ventil ohne die Einwirkung eines Benutzers auslöst.
Das Mittel zum Ermöglichen einer Verbindung des Einlasses und Auslasses umfasst vorzugsweise Bohrungen, welche jeweils den Einlass und den Auslass mit der Oberfläche des Ventilkörpers verbinden. Wahlweise umfasst das Ventil mehr als eine Bohrung für entweder den Einlass oder den Auslass oder für beide.
Es sind Mittel vorgesehen zum Zurückhalten des flexiblen Elements an dem Ventilkörper. Diese Mittel umfassen vorzugsweise ringförmige Ausbildungen auf dem Ventilkörper.
Gemäß der Erfindung ist des Weiteren eine Vorrichtung vorgesehen, in welcher ein wie oben definiertes Ventil eingebaut ist. Die Vorrichtung ist wahlweise entweder unter Druck gesetzt, z.B. für eine Sprühdose, oder sie ist unter Druck setzbar. In letzterem Fall wird der Druck in der Vorrichtung im Allgemeinen manuell erzeugt (z.B. durch eine Finger-Pumpe) oder automatisch (z.B. chemisch oder durch eine mechanische Pumpe). In letzterem Fall umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine erste Kammer, welche einen unter Druck gesetzten, flüssigen Treibstoff enthält, und eine zweite Kammer, welche das von der Vorrichtung in zerstäubter Form auszugebende, flüssige Material enthält, wobei es eine beschränkte Verbindung zwischen den Kammern derart gibt, dass Treibstoff in die zweite Kammer ausströmen kann. Ein Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit der zweiten Kammer verbunden und gibt bei Verwendung einen Impuls des Materials ab, sobald der Treibstoff den Druck innerhalb der zweiten Kammer auf ein Schwellenwert-Niveau angehoben hat, das zum Betätigen des Ventils erforderlich ist.
Im Prinzip könnte die Zwei-Kammer-Vorrichtung, die soeben beschrieben wurde, mit jedem Vorkomprimierungs-Ventil (worunter wir ein Ventil verstehen, welches lediglich öffnet, wenn einmal ein gegebener Fluid-Druck erreicht wurde; und welches vorzugsweise bei einem geringeren Druck schließt) verwendet werden, wobei solch eine Zwei-Kammer-Vorrichtung mit jeder Vorkomprimier-Kammer einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das Ventil kann permanent an der Vorrichtung befestigt sein, oder es kann angebracht werden, wenn der Benutzer die unter Druck gesetzte bzw. unter Druck setzbare Einheit als eine Nachfüllung ersetzt.
Damit die Erfindung deutlicher verstanden werden kann, wird eine Ausführungsform von ihr nun beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Form eines Ventils ist;
2 eine Querschnittsansicht eines Ventils einschließlich des in 1 gezeigten Teils ist;
3 eine erste Ausführungsform einer Sprühdosen-Vorrichtung zeigt, welche ein Ventil aufweist, wie es in 2 gezeigt ist; und
4 eine zweite Ausführungsform einer Sprühdosen-Vorrichtung zeigt, welche ein Ventil aufweist, wie es in 2 gezeigt ist.
Bezugnehmend auf die Figuren umfasst das Ventil einen im Wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 1 und ein flexibles Element 2, welches die Form einer Hülse über dem Ventilkörper 1 aufweist. Der Ventilkörper 1 ist durch Spritzgießen aus einem synthetischen Kunststoffmaterial hergestellt, kann jedoch ebenso aus Me tall oder jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Der Körper definiert einen mittig angeordneten und sich axial erstreckenden Einlass 3 und Auslass 4. Der Körper 1 definiert ebenso eine Bohrung 5, welche sich von der Oberfläche des Körpers 1 zum Einlass 3 erstreckt, und eine Bohrung 6, welche sich von der Oberfläche des Körpers zum Auslass 4 erstreckt. An dem Punkt, an welchem die Bohrung 6 auf die Körperoberfläche trifft, ist eine Aussparung 7 in der Körperoberfläche ausgebildet. Die Aussparung kann von einer flachen, ausgeschnittenen Form sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann eine ringförmige Aussparung sein, welche sich um den gesamten oder einen Teil des Umfangs des Körpers 1 erstreckt. Zwei ringförmige Ausbildungen 8 und 9 sind Erweiterungen der Körperoberfläche, welche jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Aussparung 7 und Bohrung 5 angeordnet sind.
Das flexible Element 2 ist bemessen, um den Körper 1 mit einer engen Passung zu umgreifen. Die Hülse kann aus Gummi, weichgemachten Polyvinylchlorid (PVC) oder jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Das Material weist eine haftende Eigenschaft auf, welche eine anziehende Kraft zwischen dem Element 2 und dem Körper 1 bereitstellt, wenn die zwei in Kontakt miteinander sind. Alternativ kann sie aus einem Material hergestellt sein, welches mehr Energie zu ihrem Verformen/Dehnen erfordert als die Energie, welche die Hülse durch die Elastizität zum Zurückkehren in ihre ursprüngliche Stellung ausüben kann, wenn die Verstellkraft entfernt wird.
In Verwendung wird das Ventil bei unzureichendem Druck im Einlass 3 geschlossen werden, wie in 2 gezeigt. Wenn der Druck im Einlass 3 zunimmt, wird ein Wert erreicht, welcher jede anziehende Kraft zwischen dem Element 2 und dem Körper 1 und/oder die Kraft überwindet, welche durch die Elastizität der Hülse ausgeübt wird, und hebt das Element 2 weg von dem Körper 1 an, wobei es hierdurch einem Gas oder Fluid ermöglicht wird, in die Aussparung 7 und von dort über die Bohrung 6 zum Auslass 4 zu strömen. Die Strömung wird fortfahren, solange der Druck des Fluids ausreichend ist, um das Element 2 von dem Körper 1 wegzuhalten. Wenn der Druck auf einen Wert absinkt, welcher unzureichend ist, um das Element 2 von dem Körper wegzuhalten, wird sich das Element wieder abdichtend gegen den Körper 1 anlegen und somit die Strömung zwischen dem Einlass 3 und dem Auslass 4 abstellen. Der Schließdruck wird normalerweise niedriger als der Öffnungsdruck sein, bei welchem die zuvor genannte anziehende Kraft gegeben ist. Das Zusammenspiel des Elements 2 an den Ausbildungen 8 und 9 bildet jeweils Dichtungen, welche sich jeder Neigung für das Fluid oder Gas, an gegenüberliegenden axialen Enden des Elements 2 zu entweichen, entgegensetzen. Diese Ausbildungen wirken als Halterungen zum Verhindern einer axialen Bewegung des Elements 2 auf dem Körper 1 oder einen Auslass vom Ventil durch jeden anderen Weg als demjenigen durch den Auslass 4, da ein höherer Druck zum Anheben der Hülse 2 weg von den Ausbildungen 8 und 9 erforderlich sein wird, als er zum Anheben der Hülse für ein Erlauben einer Verbindung zwischen den Bohrungen 5 und 6 erforderlich sein wird. Alternativ können äußere Klemmen zum Verhindern einer Ausströmung verwendet werden.
Das Ventil kann zum Steuern des Auslasses aus einer unter Druck gesetzten oder unter Druck setzbaren Vorrichtung verwendet werden. Der Druck in der unter Druck setzbaren Vorrichtung wird im Allgemeinen entweder manuell erzeugt (z.B. durch eine Finger-Pumpe oder eine Auslöser-Pumpe) oder automatisch (z.B. durch chemische Mittel oder durch eine mechanische Pumpe). In beiden Fällen wird sich, wenn einmal der Schwellenwert eines Öffnungsdrucks des Ventils überschritten wird, das Ventil öffnen, um einen Teil des Inhalts der Vorrichtung abzugeben, und wird sich wieder schließen, sobald der Druck einmal auf den geeigneten, niedrigeren Wert gefallen ist.
3 stellt eine unter Druck gesetzte Vorrichtung 14 dar, in welcher ein Ventil gemäß der Erfindung eingebaut ist. Die Vorrichtung weist eine Haupt-Kammer 16 auf, welche ein unter Druck gesetztes, flüssiges Treibmittel 18 enthält, und eine kleinere Kammer 20 auf der Oberseite der Haupt-Kammer. Die kleinere Kammer 20 enthält eine zerstäubbare Flüssigkeit 22, z.B. einen Duftstoff. Die einzige Ver bindung zwischen den Kammern ist mittels eines senkrechten Tauch-Rohres 24 gegeben. Das untere Ende des Tauch-Rohres ist nahe bei der Bodenwand 26 der Haupt-Kammer. Das obere Ende des Tauch-Rohres ist zu einem Nadelloch 27 verjüngt. In einer alternativen Ausgestaltung kann das obere Ende des Tauch-Rohres durch eine gasdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membran verschlossen sein.
Die kleinere Kammer weist eine Auslass-Vorrichtung in Form des Ventils der 1 und 2 auf, das senkrecht zu dem obersten Auslass 4 angeordnet ist. Es wird gesehen werden, dass der Körper 4 als ein einstückiges Teil mit einer senkrechten, röhrenförmigen Ausbildung 28 innerhalb der kleineren Kammer gebildet ist, und welche durch die obere Wand von ihr hindurchgeht. Die Bohrung 32 der Ausbildung 28 ist mit dem Einlass 3 des Ventils verbunden. Das untere Ende der Ausbildung 28 ist nahe bei der Bodenwand 30 der oberen Kammer.
Im Betrieb strömt das Treibmittel in der Haupt-Kammer in die kleinere Kammer über das Tauch-Rohr 24 bei einer Rate, die durch die Abmessungen seines Nadelloch-Auslasses gesteuert wird. Wenn der Druck in der kleineren Kammer ausreichend zum Betätigen des Ventils ist, wird Flüssigkeit 22 von der Kammer in die Umgebung ausgelassen und das Ventil schließt. Dieser Vorgang tritt wiederholt auf. Demgemäß gibt die Vorrichtung eine gepulste Ausgabe von Flüssigkeit in die kleinere Kammer aus.
Die Ausführungsform der 4 ist ähnlich zu derjenigen der 3, außer dass es dort kein Tauch-Rohr gibt. Die Verbindung zwischen der Kammer erfolgt über einen kurzen, röhrenförmigen Stutzen 34, dessen unteres Ende im oberen Bereich der Haupt-Kammer in dem Gasraum-Bereich des unter Druck gesetzten Gases über dem flüssigen Treibmittel ist, dessen verjüngtes oberes Ende, das durch eine gasdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membran verschlossen ist; in dem unteren Bereich der oberen Kammer ist. Wie die Vorrichtung der 3, wird die Vorrichtung gemäß 4 betrieben zum zeitweiligen Abgeben eines Materials, herkömmlicherweise eines Duftstoffs. Ein Vorteil der Anordnung gemäß 4 ist, dass ihre Wirksamkeit durch Wechsel in der Viskosität der Flüssigkeit im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.
Es wird verstanden werden, dass die obigen Ausführungsformen nur beispielhaft beschrieben wurden und dass viele Variationen ohne ein Verlassen des Umfangs der Erfindung möglich sind. In einer Variation können anstatt einer einzigen Bohrung 5 eine Mehrzahl von umfangsbezogenen, voneinander beabstandeten Bohrungen zum Verteilen des Drucks vom Einlass-Durchgang 3 um den Körper 1 vorgesehen sein, wobei somit das Element 2 um den Umfang weg von dem Körper angehoben wird, anstatt einfach an einem Punkt.
In anderen Ausführungsformen wird die Kraft, welche zum Betätigen des Ventils erforderlich ist, durch einen Benutzer geliefert. Eine schwache Kraft, bei welcher es bei vorbekannten Vorrichtungen erwartet wird, dass ein Tropfen der Flüssigkeit erzeugt wird, erzeugt gar keinen Auslass. Eine moderate Kraft öffnet das Ventil, und der Druck ist schon ausreichend, um ein Sprühdosen-Spray in einer guten Qualität zu erzeugen.

Claims

Ventil aufweisend einen Ventilkörper (1) und ein flexibles Element (2), welches den Ventilkörper umgibt, wobei der Ventilkörper einen Einlass (3) und einen Auslass (4) definiert, und Mittel zur Ermöglichung einer Verbindung von Einlass (3) und Auslass (4), und wobei das flexible Element (2) unter der Wirkung von Druck im Einlass (3) von einer geschlossenen Stellung, in welcher eine Verbindung zwischen dem Einlass (3) und dem Auslass (4) verhindert wird, in eine offene Stellung, in welcher eine Verbindung zwischen dem Einlass (3) und dem Auslass (4) ermöglicht wird, verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche des flexiblen Elementes (2) klebrig ist, so dass sie an dem Ventilkörper (1) anhaftet, um so die Kraft zu erhöhen, die erforderlich ist, das flexible Element (2) von der geschlossenen Stellung in die offene Stellung zu verstellen, wobei die Kraft, bei welcher das flexible Element (2) in seine geschlossene Stellung zurückkehrt, unverändert ist, und/oder dadurch dass das flexible Element (2) aus einem Material konstruiert ist, welches eine größere Kraft zu seinem Verstellen aus der geschlossenen Stellung erfordert als die Kraft, die das flexible Element (2) durch die Elastizität ausüben kann, um in seine geschlossene Stellung zurückzukehren, wenn die Verstellkraft weggenommen wird.
Ventil nach Anspruch 1, in welchem der Ventilkörper (1) aus einem synthetischen Kunststoffmaterial gegossen ist, oder der Ventilkörper (1) aus Stahl hergestellt ist.
Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das flexible Element (2) eine Hülse aufweist und das flexible Element (2) vor zugsweise aus Gummi oder aus einem synthetischen Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Oberfläche des flexiblen Elementes (2) mit einer klebrig machenden Beschichtung versehen ist.
Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Mittel zur Ermöglichung einer Verbindung von Einlass und Auslass jeweilige Bohrungen aufweisen, welche den Einlass (3) und den Auslass (4) mit der Oberfläche des Ventilkörpers (1) verbinden.
Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem Mittel (8, 9) zum Zurückhalten des flexiblen Elementes (2) auf dem Ventilkörper (1) vorgesehen sind, wobei die Mittel vorzugsweise ringförmige Ausbildungen auf dem Ventilkörper (1) aufweisen.
Vorrichtung, welche ein Ventil nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, welche unter Druck setzbar ist, wobei vorzugsweise der Druck in der Vorrichtung durch eine manuelle Pumpe erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, welche einen unter Druck gesetzten Behälter aufweist, wobei die Vorrichtung vorzugsweise eine gepulste Ausgabe der Inhalte des unter Druck gesetzten Behälters bereitstellt.
Vorrichtung (14) aufweisend eine erste Kammer (16), welche eine unter Druck gesetzte Treibmittel-Flüssigkeit (18) enthält und eine zweite Kammer (20), welche ein Material (22) in Flüssigform enthält, das von der Vorrichtung in zerstäubter Form auszugeben ist, wobei es eine beschränkte Verbindung (24) zwischen den Kammern derart gibt, dass das Treibmittel in die zweite Kammer ausströmen kann und wobei ein Ventil (3), das eine zeitweilige Verbindung zwischen der zweiten Kammer und dem Äußeren der Vorrichtung bereitstellt, Impulse des Materials ausgibt, wenn einmal das Treibmittel den Druck innerhalb der zweiten Kammer auf eine Grenzwerthöhe angehoben hat, die erforderlich ist, um das Ventil auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil wie nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, ausgestaltet ist.