[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mündungsventil für Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber,
wie er in der deutschen Patentschrift 30 36 721 bzw. im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 beschrieben ist.
[0002] Im Hauptpatent ist ein Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber mit einem Ultraschall-Schwinger,
mit einer Arbeitsplatte, mit einer axialen Bohrung für die Flüssigkeitszuführung auf
die Oberfläche dieser Arbeitsplatte und mit einem Prallkörper beschrieben, der zur
Umlenkung und Verteilung der zugeführten Flüssigkeit auf der Arbeitsplatte dient.
Bei diesem Flüssigkeitszerstäuber des älteren Vorschlags besitzt der Prallkörper einen
Stiel, der sich in der axialen Bohrung des Schwingers unter der Arbeitsplatte befindet
und der wenigstens in demjenigen Bereich der axialen Bohrung, der sich nahe der Austrittsöffnung
der Bohrung befindet, eine Zentrierung in der Bohrung aufweist. Bei diesem Flüssigkeitszerstäuber
setzt sich der Stiel des Prallkörpers in einem Haltedraht fort, der in einem der Arbeitsplatte
gegenüberliegenden Bereich des Schwingers außerhalb desselben befestigt ist. Bei diesem
Flüssigkeitszerstäuber des älteren Vorschlags reicht dieser Haltedraht somit aus dem
dem Prallkörper entgegengesetzten Ende des Schwingers heraus.
[0003] Vorzugsweise besitzt bei diesem Flüssigkeitszerstäuber der Stiel eine Form mit mehr
als 2 Kanten und er ist insbesondere sternförmig ausgebildet, womit eine Zentrierung
des Stiels in der Bohrung erreicht ist. Der Kopf des Prallkörpers ist vorzugsweise
pilzförmig mit konvexer Außenoberfläche ausgebildet und seine der Oberfläche der Zerstäuberplatte
zugewandte (untere) Fläche besitzt einen äußeren Rand, der eine größere (radiale)
Abmessung hat als die entsprechende Abmessung (Radius) der Bohrung in der Zerstäuberplatte.
[0004] Ein wie voranstehend beschriebener Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber (nach dem Hauptpatent)
hat sich für das Zerstäuben von Flüssigkeiten, und insbesondere von ätherischen Ölen
und von Medikamentenlösungen, Kosmetika und Insektiziden, gut bewährt. Im Gegensatz
zu Wasser treten aber bei der Zerstäubung von wie als Beispiel vorgenannten Flüssigkeiten
dann noch zusätzliche Schwierigkeiten wenn auf, die Zerstäubung zeitweise unterbrochen
wird. Während der Ruhezeiten kann nämlich je nach Art der Flüssigkeit bzw. des Lösungsmittels
insbesondere durch Verdunsten ein Eindicken, Verkrusten und/oder Verkleben der für
die Flüssigkeit vorgesehenen Austrittsöffnung in der Zerstäuberplatte auftreten.
[0005] Eine Lösung dieses Problems könnte diejenige sein, die zugeführte Flüssigkeit mit
dem Beenden des Zerstäubungsvorgangs wieder zurückzuziehen, damit diese Austrittsöffnung
während der Ruhezeit frei von einer derartigen Flüssigkeit bleibt. Eine solche Maßnahme
ist aber sehr aufwendig und kann insbesondere bei Medikamentenzerstäubung auch unzulässig
sein, weil mit dem Zurückziehen in die genannte Austrittsöffnung auch Fremdstoffe
mithereinkommen könnten.
[0006] Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung für einen
Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber nach dem Hauptpatent anzugeben, mit der die obengenannten
in solchen Einzelfällen auftretenden Schwierigkeiten behoben werden können.
[0007] Diese Aufgabe wird mit einem Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs
1 gelöst.
[0008] Die vorliegende Verbesserungserfindung geht von der anhand praktischer Versuche mit
einem Zerstäuber nach dem Hauptpatent gewonnenen Erkenntnis aus, daß der für die Zerstäubung
an sich außerordentlich vorteilhafte Prallkörper das unerwünschte Verkrusten und/oder
Verkleben bevorzugt eintreten läßt und/oder verhindert, daß eine teilweise Verkrustung
bzw. ein teilweises Verkleben der Austrittsöffnung bei erneuter Betriebsaufnahme,
d.h. erneuter Flüssigkeitszufuhr, von allein wieder beseitigt wird. Es wird vermutet,
daß dies mit der ansonsten sehr vorteilhaften Flüssigkeitsumlenkung unter dem Prallkörper
und mit dem Vorhandensein des Stiels und der Zentrierung in der Bohrung zusammenhängt.
[0009] Das mit dem Prallplattenkopf realisierte Mündungsventil ist so ausgebildet, daß es
auf der Rückseite des Kopfes eine Dichtscheibe oder einen Dichtkegel besitzt, die
bzw. der den Ventilsitz an bzw. in der Öffnung der zentrischen Bohrung des Ultraschall-Schwingers
abschließt. Bei dieser Verbesserungserfindung ist der für die Prallplatte vorgesehene
Haltedraht an seinem gegenüberliegenden Ende axial verschiebbar gehalten, so daß die
Prallplatte mit ihrer der Zerstäuberoberfläche zugewandten unteren Fläche bzw. Rand
gegen diese Oberfläche der Zerstäuberplatte gezogen werden kann. Insbesondere wird
dieses Ende des Haltedrahtes, an dem der Zug zum Schlie-Ben des Mündungsventils ausgeübt
wird, in einem Abschlußstück gehalten, das mit dem Rohrstutzen 7 des Flüssigkeitszerstäubers
vorzugsweise über ein Schlauchstück verbunden ist, das ausreichende Elastizität für
axiale Relativbewegung zwischen dem Zerstäuber und dem Abschlußstück hat, wobei diese
Relativbewegung dem für das Mündungsventil erforderlichen Öffnungshub entspricht.
[0010] Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der anhand der Figur gegebenen Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels hervor.
[0011] Die Elgurzeigt eine zum Teil aufgebrochene Schnittdarstellung. Mit 1 ist der Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber
mit seinem konisch geformten Schwinger 3 und seiner Arbeitsplatte 4 sowie dem daran
fest angebrachten Wandler 2 aus piezokeramischem Material bezeichnet. Mit 5 ist auf
die axiale Bohrung im Schwinger 3 hingewiesen, in der sich der Stiel 12 der als Pilzkopf
11 ausgebildeten Prallplatte befindet. Der Stiel 12 ist in der Bohrung 5 in axialer
Richtung verschiebbar und hat zum Zweck der Zentrierung einen beispielsweise dreikantigen
Querschnitt. Die Darstellung der Fig.1 ist derart, daß die mit 12' bezeichnete Kante
an der Innenwand der Bohrung 5 anliegt. Entlang dem Stiel 12 verbleibt genügend freie
Querschnittsfläche für den mit 15 bezeichneten Durchfluß der zu zerstäubenden Flüssigkeit,
die auf die Oberfläche 4' der Zerstäuberplatte 4 zu bringen ist. Mit 6 ist auf die
Austrittsöffnung der Bohrung 5 des Schwingers 3 hingewiesen.
[0012] Auf der Unterseite des pilzförmigen Kopfes 11 ist eine Dichtungsscheibe 61 vorgesehen.
Bei einer dem Pfeil 13 entsprechenden axialen Hin- und Herbewegung des Stiels 12 mit
dem Kopf 11 läßt sich der mit 13' bezeichnete Abstand zwischen der Unterseite der
Dichtungsscheibe 61 und der Oberfläche 4' der Platte 4 auf Null verringern, d.h. das
Mündungsventil schließen. Während des Zerstäubungsbetriebs (durch Anlegen einer entsprechenden
elektrischen Anregungsspannung an die Wandlerscheibe 2) wird der Kopf 11 in die in
der Figur dargestellte Stellung mit einem entsprechenden Abstand 13' gebracht, der
die Flüssigkeit 15 auf die vom Kopf 11 nicht abgedeckte Oberfläche 4' der Zerstäuberplatte
4 gelangen läßt.
[0013] Mit 7 ist ein am Schwinger 3 angebrachter Rohrstutzen bezeichnet.
[0014] Mit dem Rohrstutzen 7 ist der Schwinger 3 und damit der Flüssigkeitszerstäuber 1
mit einer Halterung 70 verbunden, die in nicht näher dargestellter Weise in ein jeweiliges
Gerät eingebaut ist, in dem sich der Flüssigkeitszerstäuber 1 befindet. Das Rohr 17
ist in der Halterung 70 - wie dargestellt - gleitend geführt und läßt sich in Richtung
der Pfeile 13 bewegen, wozu beispielsweise an dem mit 18 bezeichneten, mit dem Rohr
17 festverbundenen Flansch entsprechende Kraft angreift. Diese Bewegung 13 ist die
gleiche, wie sie bereits oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des Zerstäubers
1 erörtert ist. Mit 19 ist ein elastischer Schlauch aus beispielsweise einem Plastikmaterial
bezeichnet, der die der Bewegung 13 bzw, dem Hub 13' entsprechende Längenänderung
zuläßt.
[0015] Innerhalb der Bohrung 5 des Rdrstutzens 7 und des Rohres 17 erstreckt sich vom unteren
Ende des zentrierten Stieles 12 des Kopfes 11 weg ein bereits im Hauptpatent beschriebener
Haltedraht 12". Er ist sowohl an dem Ende des Stieles 12 als auch an einer Stelle
des Rohrs 17 befestigt. Bei dem Zug 13 entsprechender Relativbewegung zwischen dem
Rohr 17 und dem Rohrstutzen 7 wird der Stiel 12 und damit der Kopf 11 nach unten gegen
die Oberfläche 4' der Zerstäuberplatte 4 gezogen, und zwar derart, daß die bereits
oben erwähnte Abdichtung des Mündungsventils erfolgt.
[0016] Mit 15' ist auf die Flüssigkeitszufuhr in das Rohr 17 hinein hingewiesen, nämlich
auf die Flüssigkeit, die dann als Flüssigkeitsstrom 15 auf die Oberfläche 4' gelangt.
Voranstehend ist die Kinematik im Zusammenhang mit Zug beschrieben worden. Da bzw.
soweit der Haltedraht 12' eine entsprechende Steifigkeit aufweist, kann die Kinematik
auch mit einer dem Pfeil 13 entgegengesetzten Kraft betrieben werden. Das Mündungsventil
ist dann im Ruhezustand geschlossen und wird durch diese Kraft dementsprechend geöffnet.
Mit 20 ist auf Federn hingewiesen, die je nach gewählter Kinematik Zug oder Druckfedern
sind.
[0017] Mit dem mit dem Rohr 17 fest verbundenen Ring 21 ist auf einen Anschlag hingewiesen,
der die maximale Öffnungsweite 13' festlegt.
1. Mündungsventil für einen Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber mit einem Ultraschall-Schwinger,
mit einer Zerstäuberplatte, mit einer axialen Bohrung für die Flüssigkeitszuführung
auf die Oberfläche der Zerstäuberplatte und mit einem Prallkörper zur Umlenkung und
Verteilung der zugeführten Flüssigkeit auf der Zerstäuberplatte, wobei der Prallkörper
einen Stiel besitzt, der sich in der axialen Bohrung des Schwingers und der Zerstäuberplatte
befindet, und der wenigstens in demjenigen Bereich der axialen Bohrung, der sich nahe
der Austrittsöffnung der Bohrung befindet, eine Zentrierung in dieser Bohrung aufweist,
und wobei sich der Stiel des Prallkörpers in einem Haltedraht fortsetzt, der der Zerstäuberplatte
gegenüberliegend außerhalb des Schwingers befestigt ist, nach Patent 30 36 721, dadurch
ge- kennzeichnet, daß das dem Stiel (12) entgegengesetzte Ende des Haltedrahtes (12")
an einem Teilstück (17) befestigt ist, das gegenüber der Zerstäuberplatte (4) eine
solche Bewegung (13) ausführen kann, mit der über den Haltedraht (12') und den Stiel
(12) des Kopfes (11) des.Prallkörpers (10) die Mündungsöffnung (13') über der Oberfläche
(4') der Zerstäuberplatte (4) verschlossen werden kann.
2. Mündungsventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Unterseite des
Kopfes (11) des Prallkörpers (10) eine Dichtungsscheibe (61) vorgesehen ist.
3. Mündungsventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Unterseite des
Kopfes (11) des Prallkörpers (10) ein Dichtungskegel vorgesehen ist.
4. Mündungsventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, ge- kennzeichnet dadurch, daß das Teilstück
ein Rohr (17) ist, das in einem Halteteil (70) des Flüssigkeitszerstäubers (1) gleitend
geführt ist.
5. Mündungsventil nach Anspruch 4, gekenn- zeichnet dadurch, daß das Rohr (17) mit
einem Rohrstutzen (7) des Flüssigkeitszerstäubers mit Hilfe eines elastischen Schlauchteils
verbunden ist, so daß sich eine durchgehende Flüssigkeitsleitung (15) ergibt.