EP0286925A2 - Austragvorrichtung für Medien - Google Patents
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- EP0286925A2 EP0286925A2 EP88105328A EP88105328A EP0286925A2 EP 0286925 A2 EP0286925 A2 EP 0286925A2 EP 88105328 A EP88105328 A EP 88105328A EP 88105328 A EP88105328 A EP 88105328A EP 0286925 A2 EP0286925 A2 EP 0286925A2
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/0018—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam
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- B05B7/0031—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns
- B05B7/0037—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns including sieves, porous members or the like
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- B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
- B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
- B05B9/08—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type
- B05B9/0805—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material
- B05B9/0811—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material comprising air supplying means actuated by the operator to pressurise or compress the container
- B05B9/0816—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material comprising air supplying means actuated by the operator to pressurise or compress the container the air supplying means being a manually actuated air pump
- B05B9/0822—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type comprising a pressurised or compressible container for liquid or other fluent material comprising air supplying means actuated by the operator to pressurise or compress the container the air supplying means being a manually actuated air pump a discharge device being fixed to the container
Definitions
- the invention relates to a discharge device for media stored in a container, with a pump which can be actuated by pressure actuation with a handle and a pump chamber, and with an outlet channel for the medium which is open in a discharge position of the device and leads to a discharge opening and which has an inlet channel which can be closed against the discharge direction is assigned for the stored medium.
- the pump is usually designed as a thrust piston pump that acts directly on the medium to be pumped, ie, the medium in the pump chamber under delivery pressure, so that only a quantity of medium that is dependent on the size of the pump chamber can be pumped with a pump piston stroke.
- a thrust piston pump that acts directly on the medium to be pumped, ie, the medium in the pump chamber under delivery pressure, so that only a quantity of medium that is dependent on the size of the pump chamber can be pumped with a pump piston stroke.
- the invention has for its object to provide a discharge device of the type mentioned, which makes it possible in a simple manner to transfer the medium in a larger or smaller amount when transferred to a single discharge position, that is to say in a single continuous discharge process, regardless of the lifting capacity of the pump to apply.
- the pump is designed as a compressed air pump with a compressed air connection leading to the container and that the discharge channel and the inlet channel in the discharge position to form an inlet opening between a container and through the discharge opening through the media channel substantially bypassing the pump chamber are directly connected to each other.
- the preferably essentially pressure-tight container can be placed under a gas overpressure with the aid of the compressed air pump above the media level, that is to say can be charged with a substantially greater delivery capacity than the pump, for which purpose the inlet channel is kept closed. If the medium is now to be discharged, then only the channel connection between the inlet opening and the outlet opening needs to be established or opened, so that any quantity of the medium can then be discharged in one pass until the stated conveying capacity is exhausted.
- the gas which is prestressed in the manner of a capacity in the container or in the media storage space, can be fed between the inlet opening and the outlet opening at the same time as the medium flowing through the media channel in a branch flow and can thereby be admixed, the gas then supplied for example, for foaming the medium before or in the area of the closable point of the inlet channel.
- a partial stroke of the pump handle extending from the initial position of the pump over a larger part of the actuation stroke serves for the exclusive actuation of the compressed air pump, which can also be repeated over several strokes, for charging the pressure of the container, during a subsequent partial stroke, in particular extending to the end of the pump stroke serves to establish the open media channel connection between the inlet opening and the discharge opening, so that both functions can be triggered in succession with one-handed actuation of only a single handle.
- the discharge device can be designed to be particularly compact and at least substantially axially symmetrical over the entire length of the pump chamber and of the valve arrangements associated with the media channel if the media channel is guided through the pump chamber in an essentially sealed manner.
- the outlet channel can be transferred to its discharge position in simply moved together with the pump piston and transferred to its position, which is essentially close to the inlet channel, to form the media channel.
- the discharge device 1 shown in FIGS. 1 to 4 is provided for pressure-tight, possibly detachable attachment to the narrowed neck of a bottle-shaped container 2, which forms a storage space for the medium and a compressed gas storage above the media level, the discharge device 1 engaging in the container neck fills almost the entire neck.
- the discharge device 1 has an essentially axially symmetrical compressed air pump 3, which is designed as a thrust piston pump and is equipped with a device that extends across the neck of the container St Trentskappe 4, as a screw cap provided with an internal thread is centered opposite the container neck and is tensioned with the interposition of an annular seal against the end face of the container neck.
- the compressed air pump 3 has an essentially cylindrical cylinder housing 5, which is relatively closely matched to the inner cross section of the neck of the container 2 indicated by dash-dotted lines in FIG. 2 and is essentially cup-shaped.
- the cylinder housing 5 has an enlarged housing flange 6 which adjoins it via an annular disk-shaped projection, in the annular jacket part of which forms the associated end of the cylinder housing 5, an essentially annular disk-shaped cylinder cover 7 is inserted and is axially so by resilient detonation is securely fastened that the cylinder cover 7 rests with prestress on the inside of the annular disk-shaped projection and a projecting annular projection engages in the center of the cylinder housing 5.
- the associated shoulder surface of the housing flange 6 serves to support the front surface of the container neck or on the associated ring seal.
- the cylinder flange 6 engages with its outer circumference and its end face centered in an annular recessed inner recess of the fastening cap 4, with which it can be clamped against the container neck.
- the compressed air pump 3 thus forms a structural unit which can be assembled together with the cap 4.
- the cylinder housing 5 encloses a pump chamber 8 of the compressed air pump 3 that extends almost over its entire length and forms with the inner surface of its jacket a piston raceway 9 for a pot-shaped, essentially one-piece pump piston 10, the opposite with two at the ends of its jacket part obliquely directed sealing lips is guided sealed on this piston raceway 9.
- the pump piston 10 is tubular with an outgoing from its bottom and less than half in outside diameter piston shaft 11, which is so large and lies in its central axis, which protrudes essentially beyond the outside of the bottom of the pump piston 10 and penetrates a central opening of the cylinder cover 7 and the associated section of the fastening cap 4 to the outside.
- An actuating head 12 protruding from the associated end of the fastening cap 4 is fastened to the piston shaft 11, which engages in an end collar of the fastening cap 4 with a reduced diameter and can be displaced in the axial direction of the pump 3 up to the stop on the cylinder cover 7.
- the actuating head 12 has on the inside a tubular socket, in which the piston shaft 11 engages for fastening and which projects through the cylinder cover 7 into the pump chamber 8 at the end of the pump stroke.
- the pump piston 10 is loaded with a return spring 13 located within the pump chamber 8, which is designed as a helical compression spring and with one end on the inside of the bowl bottom 16 of the pump piston 10 and the other end on the ring-shoulder-shaped bowl bottom 17 of the cylinder housing 5 biased.
- a return spring 13 located within the pump chamber 8, which is designed as a helical compression spring and with one end on the inside of the bowl bottom 16 of the pump piston 10 and the other end on the ring-shoulder-shaped bowl bottom 17 of the cylinder housing 5 biased.
- the compressed air pump 3 has at least one suction check valve 14 and at least one discharge check valve 15 for filling and emptying the pump chamber 8.
- Lip, flap, ball, hose or similar valves are conceivable as valves, it being advantageous if both check valves 14, 15 are of essentially the same or similar design.
- the valve seat of the respective check valve 14 or 15 by an annular end face of the associated bottom, namely in the case of the suction check valve 14 through the inside of the cup bottom 16 of the pump piston 10 and in the case of the discharge check valve 15 through the outside of the Bottom wall 17 of the cylinder housing 5 is formed.
- the valve closing part 18 of the entire vorgesese on the pump piston 10 Henen and with this as a whole displaceable suction check valve 14 is formed by an elastic, very flat or plate-shaped annular disc that needs to be axially movable over just a little more than twice its thickness and in the closed position covers a ring of suction openings, which in Cup bottom 16 immediately adjacent to and around the piston shaft 11 are provided as through openings in such a way that outside air can be sucked in via the end collar of the cap 4 and through the central opening of the cylinder cover 7 into it and thus into the pump chamber 8.
- a disk-shaped stop ring 20 is attached to the valve closing part 18 on its side facing away from the valve seat at a correspondingly small distance in the pump piston 10 or in its cup bottom 16, the stop ring 20 being provided through openings on the outer circumference, on the inner circumference and / or is permeable to air in the area between these peripheral edges.
- the discharge check valve 15 has a corresponding, but larger in diameter valve closing part 19 and an associated stop ring 21, but these two parts are in a projecting beyond the outside of the bottom wall 17 forming an extension of the jacket wall of the cylinder housing 5 and the ring of compressed air openings is provided close to the inner circumference of the cylinder housing 5.
- the pump piston 10 When the compressed air pump 3 is actuated by depressing the actuating head 12, the pump piston 10 is moved in the direction of the bottom wall 17 against the force of the return spring 13 and with a corresponding reduction in the size of the pump chamber 8, the suction check valve 14 being automatically closed while the exhaust Check valve 15 is open so that air is pumped into the container 2 and thereby an excess pressure is generated.
- the discharge check valve 15 closes automatically, while the suction check valve 15 opens, so that air flows into the pump chamber 8 in the manner described is sucked in.
- the discharge device 1 has an outlet channel 22 which is essentially constantly closed with respect to the pump chamber 8 and which is guided through or essentially formed by the piston shaft 11 and leads at the outer end into a discharge opening 23 which leads to the outside and is provided on the actuating head 12.
- the discharge opening 23 can lie in the axis of the pump 3 or, as shown, can be formed by the end of an end channel lying at an angle to it in the actuating head 12.
- the discharge device 1 has an inlet channel 24 lying essentially in the axis of the pump 3, which has an inlet opening close to the container bottom opposite the pump 3, closed or formed in one piece with the rest of the container, and for example by a hose-like elastic or rigid Riser pipe 25 is formed, which is attached to the cylinder housing 5.
- a cup-shaped sleeve 26 protruding into the pump chamber 8 is connected in one piece to the bottom wall 17 of the cylinder housing 5 and extends approximately over half the length of the pump chamber 88 and the outside width of the pump chamber 8 is so small that the inside width is smaller the compressed air openings in the bottom wall 17 lie between the outer circumference of this sleeve 26 and the piston raceway 9.
- the return spring 13 is also guided centered on the outer circumference of the sleeve 26.
- the associated end of the riser 25 is inserted and fixed, for example, by clamping or pressing.
- the inlet end of the outlet channel 22 is in the form of a socket on the inside of the cup base 16 of the pump piston 10, on which the piston shaft 11 protrudes slightly with a corresponding extension and is surrounded by the check valve 14.
- the outlet end of the inlet channel 24 is axially aligned and opposite in the bottom of the sleeve 26.
- the outlet channel 22 has a transition opening 27 and the inlet channel 24 has a transition opening 28 which have the same width and a width which are slightly larger than that is the smallest clear width of the respective channel 22, 24.
- the transfer openings 27, 28 pass through mutually facing end faces 29, 30 on the one hand of the associated end of the piston skirt 11 and on the other hand the bottom wall of the sleeve 26.
- the inlet channel 24 and the outlet channel 22 form a media channel 31 which is continuous from the inlet end to the discharge opening 23 and which, although it passes through the pump chamber 8, is essentially sealed off from it, since the end face 29, 30, optionally with the use of additional ones Sealing members are provided as sealing surfaces.
- the outlet channel 22 can be closed with an outlet valve 32 which is expediently located in the region of its transition opening 27, while the inlet channel 24 also with one Expediently in the region of its transfer opening 28 inlet valve 33 can be closed.
- Both valves are expediently designed as conical seat valves that can be opened mechanically by pressure or axial actuation, and essentially so that the two valve closing parts 34, 35 and the associated valve springs can be mounted interchangeably.
- the outlet valve 32 closes against the overpressure in the pump chamber 8, while the inlet valve 33 closes against the overpressure in the container 2. Both valves can be opened by hand against spring force, whereby instead of a separate actuation the arrangement is such that both valves can be opened essentially simultaneously with the actuating head 12.
- valve closing part 35 of the inlet valve 33 has a driving stop 36 lying in the path of movement of an opening or stop member of the actuating head 12, which is formed by the end face of a plunger 37 projecting beyond the tapered end of the conical valve closing part 35.
- the valve closing part 34 of the outlet valve 32 has a stop 38 in the relative movement path of an opening or stop member of the part of the pump which is fixed relative to the container 2 or the cap 4, and is formed in the same way by the end of a plunger 39 on.
- the stop 36 or 38 of the one valve closing part 35 or 34 forms the opening or stop member 38 or 36 for the other valve closing part 34 or 35, so that the two valves 32, 33 are at the end of the pump stroke of the compressed air pump 3 open each other against the force of their closing spring by moving in opposite directions with respect to their valve seats.
- the stops 36, 38 and the plungers 37, 39 protrude through the transfer openings 28, 27 in the closed position over the end faces 30, 29 and are approximately in the plane in the open or discharge position according to FIGS. 3 and 4 of these abutting end faces.
- valve seat or the valve housing for the valve Closing part 34 of the outlet valve 32 is formed directly by the piston shaft 11 or the pump piston 10, the valve seat being formed by the inner boundary of an annular end wall penetrated by the transfer opening 27 and having the end face 29 on its outside.
- a collar sleeve 40 is inserted within the socket of the actuating head 12, at the inner end of which the associated end of the valve spring 41, embodied as a helical compression spring and lying within the outlet channel 22, is supported, the other end of which has a centering mandrel surrounds at the rear of the valve closing part 34.
- the valve housing 42 of the inlet valve 33 is formed by a separate, sleeve or cup-shaped component which is anchored to an outer jacket by insertion in the sleeve 26 and receives the valve closing part 35 and the associated valve spring 43 in an inner jacket, the associated one End of the riser 25 clamped between the outer and inner sheath of the valve housing 42 engages and is thereby fixed.
- the valve seat of this inlet valve 33 is formed by the inside of the bottom wall of the sleeve 26.
- a compressed air duct 44 opens into the media duct and preferably into the inlet duct 24, the inlet of which is connected to the pressure accumulator of the container 2 sunk and is therefore protected from spray liquid inside the sleeve 26, while its outlet opens transversely to the axis of the transfer opening 28 or the inlet channel 24 into the inlet valve 33 immediately adjacent to the valve seat thereof.
- the compressed air duct 44 has significantly smaller, throttled cross sections than the media duct and is formed, for example, by a helical groove on the outer circumference of the outer casing of the valve housing 42, which lies against the inner surface of the casing wall of the sleeve 26.
- This helical, directly connected to the pressure accumulator circumferential section of the compressed air channel 44 merges into an end section which is provided in the end face of the valve housing 42 abutting the bottom wall of the sleeve 26 and can have a spiral course instead of a radial course directed against the channel axis, so that the compressed air swirling into inlet channel 24 or the associated valve housing.
- the discharge device works according to the following method: By depressing the actuating head 12, the pressure in the container 2 is charged in the manner described with the compressed air pump 3, whereby actuation of the pump 3 can only avoid a partial stroke that medium is discharged. If medium is to be discharged, the actuating head 12 is pressed down as far as it will go, the plungers 37, 39 of the valves 33, 32 meeting one another and the valves 32, 33 being opened substantially simultaneously with the application of the end faces 29, 30 to one another, so that the continuous media channel is formed and is continuously open from the inlet end of the inlet channel 24 to the discharge opening 23.
- the excess pressure in the container 2 drives the medium through the inlet channel 24, bypassing the pump chamber 8, into the outlet channel 22 and from there through the discharge opening 23 into the open.
- part of the compressed air compressed in the container 2 is admixed via the compressed air duct 44 to the medium flowing through the media or inlet duct 24 in an injection-like manner, so that it can be foamed up relatively far away from the discharge opening 23 and only in the fully foamed state Discharge opening 23 leaves.
- a foaming body in the form of, for example, a sieve 45 can also be provided in the flow direction after the supply of the foaming air in the media channel, which is expediently attached as a cup-shaped body to the inner end of the collar sleeve 40 and thus in is located within the outlet channel 22 in the flow direction immediately after the outlet valve 32, so that there is also a relatively wide flow path from the sieve 45 to the discharge opening 23.
- a collecting space 46 is provided in this for this leak medium, from which a return connection leads to the container 2.
- the annular collecting space can be formed in a simple manner by the space of the pump chamber 8 adjoining the bottom wall 17 and not reached by the pump piston 10 at the end of the pump stroke, while the return connection is formed by the discharge check valve 15 or its valve openings, so that possibly Leak medium located in the pump chamber 8 is forcibly pressed out of the compressed air pump 3 and back into the container 2 at the beginning of each pump stroke.
- the cup opening of the pump piston 10 lies in the direction of the pump stroke at the front.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für in einem Behälter gespeicherte Medien, mit einer durch Druckbetätigung mit einer Handhabe betätigbaren, eine Pumpenkammer aufweisenden Pumpe und mit einem in einer Austragstellung der Vorrichtung geöffneten, zu einer Austragöffnung führenden Auslaßkanal für das Medium, dem ein gegen Austragrichtung verschließbarer Zulaufkanal für das gespeicherte Medium zugeordnet ist.
- Bei bekannten Austragvorrichtungen dieser Art ist die Pumpe meist als unmittelbar auf das zu fördernde Medium wirkende, d.h. das Medium in der Pumpenkammer unter Förderdruck setzende Schubkolbenpumpe ausgebildet, so daß mit einem Pumpkolbenhub lediglich eine von der Größe der Pumpenkammer abhängige Menge an Medium gefördert werden kann. Beim Austrag mancher Medien besteht aber auch das Bedürfnis, das Medium in einfacher Weise in größeren oder kleineren Mengen, bei spielsweise nach Augenmaß, ausbringen zu können, wie das zum Beispiel bei aufzuschäumenden kosmetischen oder ähnlichen Medien der Fall ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austragvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die es auf einfache Weise ermöglicht, das Medium bei Überführung in eine einzige Austragstellung, also in einem einzigen durchgehenden Austragvorgang, unabhängig von der Hubleistung der Pumpe in einer größeren oder kleineren Menge auszubringen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Austragvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Pumpe als Druckluft-Pumpe mit einem zum Behälter führenden Druckluftanschluß ausgebildet ist und daß der Austragkanal und der Zulaufkanal in der Austragstellung zur Bildung eines zwischen einer behälterseitigen Einlaßöffnung und der Austragöffnung durchgehenden Medienkanales im wesentlichen unter Umgehung der Pumpenkammer unmittelbar aneinander angeschlossen sind. Dadurch kann der vorzugsweise im wesentlichen druckdichte Behälter mit Hilfe der Druckluft-Pumpe oberhalb des Medienspiegels unter einen Gasüberdruck gesetzt, also mit einer gegenüber der Pumpe wesentlich größeren Förderkapazität aufgeladen werden, wofür der Zulaufkanal geschlossen gehalten wird. Soll nun das Medium ausgebracht werden, so braucht lediglich die Kanalverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung hergestellt bzw. geöffnet zu werden, so daß dann jede beliebige Menge des Mediums bis zur Erschöpfung der genannten Förderkapazität in einem Durchgang ausgebracht werden kann.
- Das nach Art einer Kapazität im Behälter bzw. im Medien-Speicherraum vorgespannte Gas kann gleichzeitig zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung dem durch den Medienkanal strömenden Medium in einem Abzweigstrom zugeführt und dadurch beigemischt werden, wobei dieses zugeführte Gas dann zum Beispiel zur Aufschäumung des Mediums bereits vor bzw. im Bereich der verschließbaren Stelle des Zulaufkanales herangezogen werden kann.
- Es ist zwar denkbar, den Austragkanal und den Zulaufkanal durch einen in jeder Stellung der Austragvorrichtung durchgehenden Kanal zu bilden bzw. den Medienkanal räumlich außerhalb die Pumpenkammer, beispielsweise unmittelbar neben diese zu legen, jedoch ergibt sich eine besonders kompakte, auch in enge Behälterhälse einsetzbare sowie in den verschiedenen Funktionen leicht bedienbare Ausbildung, wenn der Zulaufkanal und der Austragkanal aus einer im Abstand voneinander liegenden getrennten Stellung bei der Handbetätigung der Druckluft-Pumpe so zusammengeführt und gleichzeitig geöffnet werden können, daß sie den Medienkanal bilden, der dann von der Einlaßöffnung bis zur Austragöffnung durchgehend geöffnet und beim Auseinanderführen der beiden Kanäle wieder geschlossen ist. Ein von der Ausgangsstellung der Pumpe über einen größeren Teil des Betätigungshubes reichender Teilhub der Pumpen-Handhabe dient zur ausschließlichen, auch über mehrere Hübe wiederholbaren, Betätigung der Druckluft-Pumpe zur Druckaufladung des Behälters, während ein anschließender, insbesondere bis zum Förderhubende der Pumpe reichender Teilhub der Herstellung der geöffneten Medien-Kanalverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Austragöffnung dient, so daß bei einhändiger Betätigung nur einer einzigen Handhabe beide Funktionen aufeinanderfolgend ausgelöst werden können. Die Austragvorrichtung kann dabei besonders kompakt und wenigstens über die gesamte Länge der Pumpenkammer sowie der dem Medienkanal zugehörigen Ventilanordnungen im wesentlichen achssymmetrisch ausgebildet werden, wenn der Medienkanal im wesentlichen abgedichtet durch die Pumpenkammer hindurchgeführt ist. Vor allem in diesem Fall kann der Auslaßkanal zur Überführung in seine Austragstellung in einfacher Weise gemeinsam mit dem Pumpkolben bewegt und zur Bildung des Medienkanales in seine im wesentlichen dicht an den Zulaufkanal angeschlossene Stellung überführt werden.
- Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragvorrichtung in Ansicht;
- Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 im vergrößerten Axialschnitt und in Ausgangsstellung;
- Fig. 3 den Ausschnitt gemäß Fig. 2, jedoch in Austragstellung;
- Fig. 4 einen Ausschnitt der Fig. 3 in nochmals vergrößerter Darstellung.
- Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Austragvorrichtung 1 ist zur druckdichten, ggf. lösbaren Befestigung am verengten Hals eines flaschenförmigen Behälters 2 vorgesehen, der einen Speicherraum für das Medium und oberhalb des Medienspiegels einen Druckgasspeicher bildet, wobei die in den Behälterhals eingreifende Austragvorrichtung 1 annähernd den gesamten Hals ausfüllt.
- Die Austragvorrichtung 1 weist eine im wesentlichen achssymmetrische, als Schubkolbenpumpe ausgebildete Druckluft-Pumpe 3 auf, die mit einer den Behälterhals übergreifenden Befe stigungskappe 4, wie einer mit einem Innengewinde versehene Überwurfkappe gegenüber dem Behälterhals zentriert sowie unter Zwischenlage einer Ringdichtung gegen die Stirnfläche des Behälterhalses gespannt ist. Die Druckluft-Pumpe 3 weist ein im wesentlichen zylindrisches Zylindergehäuse 5 auf, das verhältnismäßig eng an den Innenquerschnitt des Halses des in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten Behälters 2 angepaßt und im wesentlichen napfförmig ausgebildet ist. An seinem offenen, über den Behälterhals vorstehenden Ende weist das Zylindergehäuse 5 einen über einen ringscheibenförmigen Ansatz an es anschließenden erweiterten Gehäuseflansch 6 auf, in dessen das zugehörige Ende des Zylindergehäuses 5 bildenden ringförmigen Mantelteil ein im wesentlichen ringscheibenförmiger Zylinderdeckel 7 eingesetzt und durch federndes Einsprengen so axial gesichert befestigt ist, daß der Zylinderdeckel 7 mit Vorspannung an der Innenseite des ringscheibenförmigen Ansatzes anliegt und ein vorspringender Ringansatz zentriert in das Zylindergehäuse 5 eingreift. Die zugehörige Schulterfläche des Gehäuseflansches 6 dient zur Abstützung gegenüber der Stirnfläche des Behälterhalses bzw. an der zugehörigen Ringdichtung. Der Zylinderflansch 6 greift mit seinem Außenumfang und seiner Stirnfläche zentriert in eine ringförmig abgesetzte Innenausnehmung der Befestigungskappe 4 ein, mit welcher er gegen den Behälterhals zu spannen ist. Die Druckluft-Pumpe 3 bildet insofern eine gemeinsam mit der Kappe 4 montierbare Baueinheit.
- Das Zylindergehäuse 5 umschließt eine annähernd über seine gesamte Länge reichende Pumpenkammer 8 der Druckluft-Pumpe 3 und bildet mit der Innenfläche seines Mantels eine Kolbenlaufbahn 9 für einen topfförmigen, im wesentlichen einteiligen Pumpkolben 10, der mit zwei, an den Enden seines Mantelteiles liegenden, entgegengesetzt schräg gerichteten Dichtlippen an dieser Kolbenlaufbahn 9 abgedichtet geführt ist. Der Pumpkolben 10 ist mit einem von seinem Boden ausgehenden, rohrförmigen und im Außendurchmesser weniger als halb so großen sowie in seiner Mittelachse liegenden Kolbenschaft 11 einteilig ausgebildet, der im wesentlichen über die Außenseite des Bodens des Pumpkolbens 10 vorsteht und eine zentrale Öffnung des Zylinderdeckels 7 sowie den zugehörigen Abschnitt der Befestigungskappe 4 nach außen durchsetzt. An dem Kolbenschaft 11 ist ein über das zugehörige Ende der Befestigungskappe 4 vorstehender Betätigungskopf 12 befestigt, der in einen im Durchmesser reduzierten Endkragen der Befestigungskappe 4 eingreift und in diesem in Achsrichtung der Pumpe 3 annähernd bis zum Anschlag am Zylinderdeckel 7 verschiebbar ist. Der Betätigungskopf 12 weist an der Innenseite einen rohrförmigen Stutzen auf, in welchen der Kolbenschaft 11 zur Befestigung eingreift und der am Ende des Pumphubes durch den Zylinderdeckel 7 bis in die Pumpenkammer 8 ragt. Zur Ausgangsstellung gemäß Fig. 2 ist der Pumpkolben 10 mit einer innerhalb der Pumpenkammer 8 liegenden Rückstellfeder 13 belastet, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und mit einem Ende an der Innenseite des Napfbodens 16 des Pumpkolbens 10 sowie mit dem anderen Ende am ringschulterförmigen Napfboden 17 des Zylindergehäuses 5 vorgespannt anliegt.
- Die Druckluft-Pumpe 3 weist zur Befüllung und Entleerung der Pumpenkammer 8 mindestens ein Ansaug-Rückschlagventil 14 sowie mindestens ein Ausstoß-Rückschlagventil 15 auf. Als Ventile sind Lippen-, Klappen-, Kugel-, Schlauch- oder ähnliche Ventile denkbar, wobei es vorteilhaft ist, wenn beide Rückschlagventile 14, 15 im wesentlichen gleich bzw. gleichartig ausgebildet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitz des jeweiligen Rückschlagventiles 14 bzw. 15 durch eine ringförmige Stirnseite des zugehörigen Bodens, nämlich im Falle des Ansaug-Rückschlagventiles 14 durch die Innenseite des Napfbodens 16 des Pumpkolbens 10 und im Falle des Ausstoß-Rückschlagventiles 15 durch die Außenseite der Bodenwand 17 des Zylindergehäuses 5 gebildet. Der Ventilschließteil 18 des vollständig an dem Pumpkolben 10 vorgese henen und mit diesem als Ganzes verschiebbaren Ansaug-Rückschlagventiles 14 ist durch eine elastische, sehr flache bzw. plättchenförmige Ringscheibe gebildet, die über nur wenig mehr als das Doppelte ihrer Dicke axial beweglich zu sein braucht und in Schließlage einen Kranz von Ansaugöffnungen abdeckt, welche im Napfboden 16 unmittelbar benachbart zu und um den Kolbensachaft 11 als Durchgangsöffnungen so vorgesehen sind, daß über den Endkragen der Kappe 4 und durch die zentrale Öffnung des Zylinderdeckels 7 in sie und damit in die Pumpenkammer 8 Außenluft angesaugt werden kann. Zur Lagesicherung in der Öffnungstellung ist für den Ventilschließteil 18 an dessen von dem Ventilsitz abgekehrten Seite mit entsprechend geringem Abstand ein scheibenförmiger Anschlagring 20 im Pumpkolben 10 bzw. in dessen Napfboden 16 befestigt, wobei der Anschlagring 20 durch Öffnungen am Außenumfang, am Innenumfang und/oder im Bereich zwischen diesen Umfangskanten luftdurchlässig ist. Das Ausstoß-Rückschlagventil 15 weist einen entsprechenden, jedoch im Durchmesser größeren Ventilschließteil 19 sowie einen zugehörigen Anschlagring 21 auf, wobei jedoch diese beiden Teile in einem über die Außenseite der Bodenwand 17 vorstehenden, eine Verlängerung der Mantelwand des Zylindergehäuses 5 bildenden Ringansatz liegen und der Kranz von Druckluftöffnungen nahe benachbart zum Innenumfang des Zylindergehäuses 5 vorgesehen ist. Bei Betätigung der Druckluft-Pumpe 3 durch Niederdrücken des Betätigungskopfes 12 wird der Pumpkolben 10 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 13 sowie unter entsprechender Verkleinerung der Pumpenkammer 8 in Richtung zur Bodenwand 17 verfahren, wobei das Ansaug-Rückschlagventil 14 selbsttätig geschlossen ist, während das Ausstoß-Rückschlagventil 15 geöffnet ist, so daß in den Behälter 2 Luft gepumpt und dadurch ein Überdruck erzeugt wird. Beim Rückhub des Pumpkolbens 10 schließt das Ausstoß-Rückschlagventil 15 selbsttätig, während das Ansaug-Rückschlagventil 15 öffnet, so daß in der beschriebenen Weise Luft in die Pumpenkammer 8 angesaugt wird. Durch Betätigen der Druckluft-Pumpe 3 über mehrere aufeinanderfolgende Pumphübe kann somit der Druck im Behälter 2 je nach Bedarf erhöht werden.
- Die Austrag-Vorrichtung 1 weist einen gegenüber der Pumpenkammer 8 im wesentlichen ständig geschlossenen Auslaßkanal 22 auf, der durch den Kolbenschaft 11 hindurchgeführt bzw. im wesentlichen durch diesen gebildet ist und am äußeren Ende in eine Austragöffnung 23 führt, die nach außen ins Freie führt und am Betätigungskopf 12 vorgesehen ist. Die Austragöffnung 23 kann in der Achse der Pumpe 3 liegen oder aber, wie dargestellt, durch das Ende eines im Winkel dazu liegenden Endkanales im Betätigungskopf 12 gebildet sein. Ferner weist die Austragvorrichtung 1 einen im wesentlichen in der Achse der Pumpe 3 liegenden Zulaufkanal 24 auf, der mit seiner Einlaßöffnung nahe von dem der Pumpe 3 gegenüberliegenden, geschlossenen bzw. einteilig mit dem übrigen Behälter ausgebildeten Behälterboden ausgeht und beispielsweise durch ein schlauchartig elastisches oder biegesteifes Steigrohr 25 gebildet ist, welches an dem Zylindergehäuse 5 befestigt ist. Zu diesem Zweck ist mit der Bodenwand 17 des Zylindergehäuses 5 einteilig eine in die Pumpenkammer 8 vorstehende, napfförmige Muffe 26 verbunden, die annähernd über die Hälfte der Länge der Pumpenkammer 88 reicht und deren Außenweite gegenüber der lichten Weite der Pumpenkammer 8 derart kleiner ist, daß die Druckluftöffnungen in der Bodenwand 17 zwischen dem Außenumfang dieser Muffe 26 und der Kolbenlaufbahn 9 liegen. Auf dem Außenumfang der Muffe 26 ist auch die Rückstellfeder 13 zentriert geführt. In die an der Außenseite der Bodenwand 17 offene Muffe 26 ist das zugehörige Ende des Steigrohres 25 eingesetzt und beispielsweise durch Klemmung bzw. Pressung lagestarr befestigt. Das Eintrittsende des Auslaßkanales 22 liegt als stutzenförmiger Ansatz an der Innenseite des Napfbodens 16 des Pumpkolbens 10, an welcher der Kolbenschaft 11 mit einer entsprechenden Verlängerung geringfügig und vom Rückschlagventil 14 umgeben vorsteht.
- Das Austrittsende des Zulaufkanales 24 liegt dazu achsgleich sowie gegenüber im Boden der Muffe 26. An diesen Enden weist der Auslaßkanal 22 eine Übertrittsöffnung 27 und der Zulaufkanal 24 eine Übertrittsöffnung 28 auf, die achsgleich zueinanderliegend gleiche Weite sowie eine Weite haben, die geringfügig größer als die kleinste lichte Weite des jeweiligen Kanales 22, 24 ist. Die Übertrittsöffnungen 27, 28 durchsetzen einander zugekehrte Stirnflächen 29, 30 einerseits des zugehörigen Endes des Kolbenschaftes 11 und andererseits der Bodenwand der Muffe 26. Obwohl auch eine anders geartete, beispielsweise gesonderte bzw. mittelbare Überführung des Auslaßkanales 22 in eine Austragstellung denkbar ist, ist durch die beschriebene Ausbildung der Auslaßkanal 22 mit dem Betätigungskopf 12 und dadurch gemeinsam mit der Pumpenbetätigung in seine Austragstellung gemäß den Fig. 3 und 4 überführbar, in welcher die Übertrittsöffnungen 27, 28 dadurch innerhalb der Pumpenkammer 8 aneinander angeschlossen sind, daß die Stirnfläche 29, 30, die auch komplementär kegelstumpfförmig ausgebildet sein könnten, im wesentlichen druckdicht in einer Ebene aneinander anliegen. In dieser Austragstellung liegt das zugehörige Ende des Pumpkolbens 10 noch mit einem geringen Abstand von der Bodenwand 17, so daß also die Endstellung des Pumphubes durch den Anschlag der beiden Stirnflächen 29, 30 aneinander begrenzt ist. In dieser Austragstellung bilden der Zulaufkanal 24 und der Auslaßkanal 22 einen vom Einlaßende bis zur Austragöffnung 23 ununterbrochen durchgehenden Medienkanal 31, der zwar die Pumpenkammer 8 durchquert, gegenüber dieser jedoch im wesentlichen abgedichtet ist, da die Stirnfläche 29, 30, ggf. unter Verwendung zusätzlicher Dichtglieder, als Dichtflächen vorgesehen sind.
- Der Auslaßkanal 22 ist mit einem zweckmäßig im Bereich seiner Übertrittsöffnung 27 liegenden Auslaß-Ventil 32 verschließbar, während der Zulaufkanal 24 mit einem ebenfalls zweckmäßig im Bereich seiner Übertrittsöffnung 28 liegenden Zulauf-Ventil 33 verschließbar ist. Beide Ventile sind zweckmäßig als mechanisch durch Druck- bzw. Axialbetätigung zu öffnende Kegelsitzventile sowie im wesentlichen so gleich ausgebildet, daß die beiden Ventilschließteile 34, 35 sowie die zugehörigen Ventilfedern gegeneinander austauschbar montiert werden können. Das Auslaß-Ventil 32 schließt gegen den Überdruck in der Pumpenkammer 8, während das Zulauf-Ventil 33 gegen den Überdruck im Behälter 2 schließt. Beide Ventile sind durch Handbetätigung gegen Federkraft zu öffnen, wobei statt einer gesonderten Betätigung die Anordnung so getroffen ist, daß beide Ventile im wesentlichen gleichzeitig mit dem Betätigungskopf 12 geöffnet werden können. Der Ventilschließteil 35 des Zulauf-Ventiles 33 weist zu diesem Zweck einen im Bewegungsweg eines Öffnungs- bzw. Anschlaggliedes des Betätigungskopfes 12 liegenden Mitnahme-Anschlag 36 auf, der durch die Endfläche eines über das verjüngte Ende des kegelförmigen Ventilschließteiles 35 vorstehenden Stößels 37 gebildet ist. In entsprechender Weise weist der Ventilschließteil 34 des Auslaß-Ventiles 32 einen im relativen Bewegungsweg eines Öffnungs- bzw. Anschlaggliedes des gegenüber dem Behälter 2 bzw. der Kappe 4 feststehenden Teiles der Pumpe liegenden, in gleicher Weise durch das Ende eines Stößels 39 gebildeten Anschlag 38 auf. Der Anschlag 36 bzw. 38 des einen Ventilschließteiles 35 bzw. 34 bildet das Öffnungs- bzw. Anschlagglied 38 bzw. 36 für den anderen Ventilschließteil 34 bzw. 35, so daß die beiden Ventile 32, 33 sich am Ende des Pumphubes der Druckluft-Pumpe 3 gegenseitig entgegen der Kraft ihrer Schließfeder dadurch öffnen, daß sie sich gegenüber ihren Ventilsitzen in entgegengesetzter Richtung bewegen. Die Anschläge 36, 38 bzw. die Stößel 37, 39 stehen zu diesem Zweck durch die Übertrittsöffnungen 28, 27 in Schließlage über die Stirnflächen 30, 29 vor und liegen in Öffnungs- bzw. Austragstellung gemäß den Fig. 3 und 4 etwa in der Ebene dieser aneinanderliegenden Stirnflächen. Der Ventilsitz bzw. das Ventilgehäuse für den Ventil schließteil 34 des Auslaß-Ventiles 32 ist unmittelbar durch den Kolbenschaft 11 bzw. den Pumpkolben 10 gebildet, wobei der Ventilsitz durch die innere Begrenzung einer von der Übertrittsöffnung 27 durchsetzten ringförmigen Stirnwand gebildet ist, welche an ihrer Außenseite die Stirnfläche 29 aufweist. In das vom Pumpkolben 10 abgekehrte Ende des Kolbenschaftes 11 ist eine innerhalb des Stutzens des Betätigungskopfes 12 liegende Bundhülse 40 eingesetzt, an deren innerem Ende das zugehörige Ende der als Schraubendruckfeder ausgebildeten, innerhalb des Auslaßkanales 22 liegenden Ventilfeder 41 abgestützt ist, deren anderes Ende einen Zentrierdorn an der Rückseite des Ventilschließteiles 34 umgibt. Das Ventilgehäuse 42 des Zulauf-Ventiles 33 ist durch einen gesonderten, muffen- bzw. napfförmigen Bauteil gebildet, der mit einem Außenmantel durch Einsetzen in der Muffe 26 verankert ist und in einem Innenmantel den Ventilschließteil 35 sowie die zugehörige Ventilfeder 43 aufnimmt, wobei das zugehörige Ende des Steigrohres 25 verspannt zwischen den Außen- und den Innenmantel des Ventilgehäuses 42 eingreift und dadurch befestigt ist. Der Ventilsitz dieses Zulauf-Ventiles 33 ist durch die Innenseite der Bodenwand der Muffe 26 gebildet.
- In den Medienkanal und zwar vorzugsweise in den Zulaufkanal 24 mündet ein in den Fig. 2 und 3 nicht näher dargestellter Druckluftkanal 44 gemäß Fig. 4, dessen an den Druckspeicher des Behälters 2 angeschlossener Einlaß versenkt und damit vor Spritzflüssigkeit geschützt innerhalb der Muffe 26 liegt, während sein Auslaß quer zur Achse der Übertrittsöffnung 28 bzw. des Zulaufkanales 24 gerichtet in das Zulaufventil 33 unmittelbar benachbart zu desen Ventilsitz mündet. Der Druckluftkanal 44 weist wesentlich kleinere, gedrosselte Querschnitte als der Medienkanal auf und ist beispielsweise durch eine wendelförmige Nut am Außenumfang des Außenmantels des Ventilgehäuses 42 gebildet, welcher an der Innenfläche der Mantelwand der Muffe 26 anliegt. Dieser wendelförmige, unmittelbar an den Druckspeicher angeschlossene Umfangsabschnitt des Druckluftkanales 44 geht in einen Stirnabschnitt über, welcher in der an der Bodenwand der Muffe 26 anliegenden Stirnfläche des Ventilgehäuses 42 vorgesehen ist und statt eines gegen die Kanalachse gerichteten radialen Verlaufes einen spiralförmigen Verlauf haben kann, so daß die Druckluft stark verwirbelnd in den Zulaufkanal 24 bzw. das zugehörige Ventilgehäuse eintritt.
- Die Austragvorrichtung arbeitet nach folgendem Verfahren: Durch Niederdrücken des Betätigungskopfes 12 wird in der beschriebenen Weise mit der Druckluft-Pumpe 3 der Druck im Behälter 2 aufgeladen, wobei durch Betätigen der Pumpe 3 nur über einen Teilhub vermieden werden kann, daß Medium ausgetragen wird. Soll Medium ausgetragen werden, so wird der Betätigungskopf 12 bis zum Anschlag niedergedrückt, wobei die Stößel 37, 39 der Ventile 33, 32 aufeinandertreffen und im wesentlichen gleichzeitig mit dem Anlegen der Stirnflächen 29, 30 aneinander die Ventile 32, 33 geöffnet werden, so daß der durchgehende Medienkanal gebildet und vom Einlaßende des Zulaufkanales 24 bis zur Austragöffnung 23 durchgehend geöffnet ist. Dadurch treibt der Überdruck im Behälter 2 das Medium durch den Zulaufkanal 24 unter Umgehung der Pumpenkammer 8 in den Auslaßkanal 22 und von dort durch die Austragöffnung 23 ins Freie. Gleichzeitig wird ein Teil der im Behälter 2 komprimierten Druckluft über den Druckluftkanal 44 dem durch den Medien- bzw. Zulaufkanal 24 strömenden Medium injektionsartig zugemischt, so daß dieses noch verhältnismäßig weit entfernt von der Austragöffnung 23 stark aufgeschäumt werden kann und erst in vollständig aufgeschäumtem Zustand die Austragöffnung 23 verläßt. Zur Unterstützung der Aufschäumung kann in Strömungsrichtung nach der Zuführung der Aufschäumluft im Medienkanal noch ein Aufschäumkörper in Form beispielsweise eines Siebes 45 vorgesehen sein, das zweckmäßig als topfförmiger Körper auf das innere Ende der Bundhülse 40 aufgesteckt ist und somit in nerhalb des Auslaßkanales 22 und zwar in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem Auslaß-Ventil 32 liegt, so daß auch vom Sieb 45 zur Austragöffnung 23 noch ein verhältnismäßig weiter Strömungsweg gegeben ist.
- Da unter Umständen, insbesondere bei nicht bestimmungsgemäßer Betätigung der Austragvorrichtung 1, kleine Mengen Leckmedium in die Pumpenkammer 8 austreten können, ist in dieser ein Sammelraum 46 für dieses Leckmedium vorgesehen, von welchem eine Rücklaufverbindung zum Behälter 2 führt. Der ringförmige Sammelraum kann in einfacher Weise durch den an die Bodenwand 17 anschließenden, am Ende des Pumphubes vom Pumpkolben 10 nicht erreichten Raum der Pumpenkammer 8 gebildet sein, während die Rücklaufverbindung durch das Ausstoß-Rückschlagventil 15 bzw. dessen Ventilöffnungen gebildet ist, so daß eventuell in der Pumpenkammer 8 befindliches Leckmedium bereits zu Beginn jedes Pumphubes zwangsweise aus der Druckluft-Pumpe 3 heraus und zurück in den Behälter 2 gepreßt wird. Die Napföffnung des Pumpkolbens 10 liegt in Richtung des Pumphubes vorne.
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