Einrichtung zur Feinzerstäubung von Flüssigkeiten

Abstract

 Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zum Feinzerstäuben von Flüssigkeiten vorgeschlagen, die aus einem Gehäuse (1) mit einem Sprühmechanismus (17) und einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe (6) besteht. Dieses Gehäuse (1) ist mit einem Aufnahmebehälter (2) für eine Sprühflüssigkeit (3) durch eine Kupplung (23) verbunden, die bei gleichzeitiger Entnahme der Sprühflüssigkeit (3) eine entsprechende Luft­zufuhrmenge erlaubt. Die Kupplung (23) ist mit einer Durch­flußöffnung (34) versehen, die durch eine durchstoßbare Membran (35) verschlossen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feinzerstäubung von Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse, in dem ein Sprühmecha­nismus und eine elektromotorisch angetriebene Pumpe einge­setzt sind, und mit einem Aufnahmebehälter für die Sprüh­flüssigkeit, in den eine mit der Pumpe verbundene Sauglei­tung eingeführt ist.

[0002] Allgemein bekannt und im Handel sind bereits Sprühsysteme, bei denen eine durch Fingerdruck mechanisch zu betätigende, hydraulisch wirkende Pumpe für die Feinzerstäubung von Flüs­sigkeiten in Sprühflaschen oder Sprühdosen eingesetzt sind. Durch diese Art einer Feinzerstäubung von Flüssigkeiten wer­den insbesondere die schädlichen Treibgase vermieden, die bekannterweise eine große Umweltbelastung darstellen.

[0003] Bei einer Einrichtung aus einem Gehäuse für die Aufnahme des Sprühmechanismus und der elektromotorisch angetriebenen Pumpe und einem Aufnahmebehälter für die zu versprühende Flüssigkeit ist es erforderlich, das Gehäuse mit dem Auf­nahmebehälter derart zu verbinden, daß eine einwandfreie Entnahme der Sprühflüssigkeit möglich ist. Bei der Entnahme der Sprühflüssigkeit aus dem Aufnahmebehälter durch eine Pumpe muß dem Aufnahmebehälter für die entnommene Flüssig­keit laufend Luft zugeführt werden, da sonst die elektromo­torisch angetriebene Pumpe wegen des sich in dem Aufnahme­behälter bildenden Vakuums nach kurzer Zeit zum Stillstand käme.

[0004] Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Auf­gabe der Erfindung, eine Verbindung des Gehäuses mit dem Sprühmechanismus und der Pumpe und dem Aufnahmebehälter zu schaffen, welche eine einwandfreie Entnahme der Sprühflüs­sigkeit bei gleichzeitiger Luftzufuhr gestattet und einen problemlosen Transport des Aufnahmebehälters vor Ingebrauch­nahme und Verbindung mit dem Gehäuse erlaubt.

[0005] Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwi­schen dem Gehäuse und dem Aufnahmebehälter eine Kupplung vorgesehen ist, die bei gleichzeitiger Luftzuführung in den Aufnahmebehälter die Entnahme der Sprühflüssigkeit erlaubt. Dabei kann die Kupplung aus einem mit dem Aufnahmebehälter dicht verbundenen Kupplungskörper gebildet sein, in dem zen­tral ein axial unter der Wirkung einer Feder stehende An­schlußkörper für die Saugleitung eingesetzt ist, dessen Durchflußöffnung durch eine aufstoßbare Membran verschlossen ist, und wobei die Kupplung mit dem Gehäuse derart verbunden sein kann, daß ein mit einer Längsbohrung versehener Stößel koaxial zur Durchflußöffnung in den Anschlußkörper einführ­bar ist und in eingekuppeltem Zustand bei dichter Anlage im Anschlußkörper die Membran durchstößt.

[0006] Der Vorteil dieser neuen Kupplung besteht darin, daß der Aufnahmebehälter vor dem Zusammenfügen mit dem Gehäuse grund­sätzlich problemlos transportierbar ist, weil die Membran für einen dichten Verschluß der Austrittsöffnung sorgt. Wenn der Aufnahmebehälter mit dem Gehäuse verbunden wird, so wird durch den Stößel die Membran in der Kupplung durchgedrückt und nach unten geklappt, so daß nun Flüssigkeit in den obe­ren Raum des Stößels eingesaugt werden kann. Das obere Ge­häuse mit dem Sprühmechanismus und der Saugpumpe bleibt so­lange mit dem Aufnahmebehälter verbunden, bis der Aufnahme­behälter entleert ist. Wenn der Aufnahmebehälter für die Sprühflüssigkeit vorher entfernt wird, so ist auch dann eine völlige Abdichtung nicht erforderlich. Mit dieser neuartigen Kupplung ist es ferner möglich, daß in Abfüllanlagen die Aufnahmebehälter gefüllt und transportsicher durch die Kupp­lung abgedichtet werden können. Ein ganz wesentlicher Vor­teil der neuen Kupplung ist darin zu sehen, daß eine ein­wandfreie Luftzuführung als Ersatz für die entnommene Sprüh­flüssigkeit möglich ist. Dabei wird mit dieser Kupplung fer­ner erzielt, daß nach dem Loslassen des Sprühkopfes nicht nur der Motor mit der Pumpe zum Stillstand kommt und der Sprühvorgang dadurch beendet wird, sondern daß auch der Auf­nahmebehälter und die gesamte Einrichtung absolut dicht und damit transportabel ist.

[0007] In Ausbildung der Erfindung kann eine einwandfreie Luftzu­fuhr bei gleichzeitiger Entnahme von Sprühflüssigkeit da­durch erzielt werden, daß radial zwischen dem Kupplungskör­per und dem Anschlußkörper und zwischen dem Stößel und dem Anschlußkörper sowie zwischen dem Stößel und dem Kupplungs­körper den Aufnahmebehälter mit dem Gehäuse verbindbare Hohlräume vorgesehen sind. Die im Gehäuse einmündenden Hohlräume können in einem Luftzufuhrkanal mit eingesetztem Ventil enden, das durch den Elektromotor für den Antrieb der Pumpe beaufschlagt ist.

[0008] Die Membran kann in weiterer Ausbildung der Erfindung mit einer ringförmig umlaufenden Sollbruchstelle ausgebildet sein. Dabei kann die Sollbruchstelle der Membran bis auf einen Segmentbereich umlaufend sein indem eine dem Stößel zugewandte Kerbe eingelassen ist. Diese Ausbildungen haben den Vorteil, daß der Stößel die Membran bei Verbindung des Aufnahmebehälters mit dem Gehäuse leicht an der Sollbruch­stelle durchstoßen kann und über die Kerbe nach unten in die Durchgangsöffnung wegklappt.

[0009] Der Anschlußkörper kann in der Aufnahmebohrung für den Stößel eine ringförmig umlaufende Dichtkante aufweisen, die mit einer Ringschulter des Stößels zusammenwirkt.

[0010] Ferner kann die Kupplung einen mit dem Aufnahmebehälter dicht verbundenen Teller mit einem Schraubgewinde aufweisen, des in ein Gegengewinde des Gehäuses eingreift. Mit dieser Bauart ist eine schnelle und gute Verbindung des Gehäuses mit dem Aufnahmebehälter möglich. Statt des Schraubgewindes kann am Aufnahmebehälter für die Verbindung mit dem Gehäuse auch ein Bajonettverschluß vorgesehen sein.

[0011] Da das Gehäuse mit dem Sprühmechanismus und der elektromoto­risch angetriebenen Pumpe von einem Aufnahmebehälter abge­schraubt und auf einen anderen Aufnahmebehälter mit einer zum ersten Aufnahmebehälter unterschiedlichen Sprühflüssig­keit aufgeschraubt werden kann, ist es notwendig, Vorkehrun­gen für eine falsche Anwendung der Einrichtung zum Versprü­hen von Flüssigkeiten zu treffen. Damit ein Feinzerstäuben von lösungshaltigen Sprühmitteln nicht mit den gleichen Ein­richtungen vorgenommen werden kann, wie das Feinzerstäuben von Lebensmitteln oder Haarspray, wird als weiteres Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß entsprechend den in den Aufnahmebehälter eingefüllten Flüssigkeiten die Kupplung in den Anschlußteilen mit dem Gehäuse derart variabel aufge­baut ist, daß wahlweise der Durchmesser des Gewindes oder des Bajonettverschlusses, die Steigung und die Gangzahl des Gewindes oder der Durchmesser des Stoßels unterschiedliche Werte aufweist. Bereits kleine Differenzen in der Gewinde­steigung oder im Durchmesser machen Verwechslungen unmög­lich. Die Gangzahl des Gewindes kann nach oben variiert wer­den, solange das Gewinda als dreigängiges Gewinde noch im Bereich der Selbsthemmung liegt.

[0012] Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt schließlich darin, daß ein Nachfüllen des Aufnahmebe­hälters mit gleichen oder völlig fremden und andersartigen Medien nicht möglich ist.

[0013] Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, die sich auf ein Beispiel der Erfindung bezieht. Es zeigen:

Figur 1 eine Einrichtung zum Feinzerstäuben von Flüs­sigkeiten in schematischer Darstellung im Schnitt;

Figur 2 die Kupplung für die Verbindung des Aufnahme­behälters mit dem Gehäuse in vergrößertem Maßstab im Schnitt;

Figur 3 die Membran der Kupplung in vergrößerter Dar­stellung im Schnitt und in der Draufsicht;

Figur 4 ein Luftventil für den Einbau in die Luftlei­tung im Schnitt.

[0014] Die Einrichtung zur Feinzerstäubung von Flüssigkeiten be­steht aus einem Gehäuse 1 und einem mit diesem Gehäuse 1 verbindbaren Aufnahmebehälter 2 für eine Sprühflüssigkeit 3.

[0015] In dem Gehäuse 1 befindet sich eine Batterie 4 als Energie­quelle für den Elektromotor 5, der in dem dargestellten Bei­spiel der Figur 1 eine Zahnradpumpe 6 antreibt. Zu diesem Zweck ist der Elektromotor 5 mit seiner Abtriebswelle 7 mit einer Kupplung 8 verbunden, in die eine Antriebswelle 9 der Zahnradpumpe 6 mit den Zahnrädern 10 eingreift. Die Zahnrä­der 10 befinden sich in dem Saugkanal 11, der über einen Stößel 12 mit einer Längsbohrung 13 mit der Saugleitung 14 im Aufnahmebehälter 2 in Verbindung steht. Auf der Abtriebs­seite der Zahnräder 10 ist über einen Anschlußstutzen 15 die Druckleitung 16 angeschlossen, die zum Sprühmechanismus 17 am Kopf des Gehäuses führt. Der Sprühmechanismus 17 besteht aus einem Tellerventil 18 mit einer eingesetzten Druckfeder 19, welches bei Niederdrücken des Sprühkopfes 20 einen Kanal 21 für die Verbindung mit der Druckleltung 16 freigibt, so­daß durch die Austrittsdüse 22 ein Sprühstrahl austreten kann.

[0016] Die zwischen dem Gehäuse 1 und dem Aufnahmebehälter 2 einge­setzte Kupplung 23 besteht aus einem Ventilteller 24, der dicht mit dem Aufnahmebehälter 2 durch einen Bördelrand 25 verbunden ist. Der Mittelkranz 26 des Ventiltellers 23 be­sitzt in dem dargestellten Beispiel der Figur 1 ein Außen­gewinde 27, mit welchem die Kupplung 23 in die Bodenplatte 28 einschraubbar ist.

[0017] Innerhalb des Ventiltellers 24 befindet sich ein fest einge­bauter Kupplungskörper 29, in den axial verschieblich ein unter der Kraft einer Feder 30 stehender Anschlußkörper 31 eingesetzt ist. Der Anschlußkörper 31 steht im unbelasteten Zustand der Feder 30 ebenso wie der Kupplungskörper 29 axial an einer oberen Dichtung 32 an, die ihrerseits innen im obe­ren Deckel 33 des Ventiltellers 24 anliegt.

[0018] In der Durchflußöffnung 34 des Anschlußkörpers 31 ist eine Membran 35 eingesetzt, welche die Durchflußöffnung 34 und damit auch den Aufnahmebehälter 2 für die Flüssigkeit 3 zu­nächst dicht verschließt.

[0019] Wie aus Figur 3 deutlich erkennbar ist, besitzt die Membran 35 in Richtung zum Aufnahmebehälter 2 eine ringförmig bis auf einen kleinen Segmentbereich 37 umlaufende Sollbruch­stelle 36. Der Segmentbereich 37 ist mit einer auf der Außen­seite eingeprägten Kerbe 38 versehen.

[0020] Oberhalb der Membran 35 befindet sich koaxial zur Durchfluß­öffnung 34 ein zentraler Kanal 39 innerhalb des Anschlußkör­pers 31. Der Zentralkanal 39 besitzt eine ringförmig umlau­ fende Dichtkante 40.

[0021] Bei einem Aufschrauben des Gehäuses lauf den Aufnahmebehäl­ter 2 mittels des Gewindes 27 bewegt sich die Kupplung 23 auf das Gehäuse 1 zu, wobei gleichzeitig der Stößel 12 mit der zentralen Längsbohrung 13 in den Zentralkanal 39 ein­dringt. Dabei durchstößt die vordere Stirnfläche 41 die Mem­bran 35, die aufgrund der Kerbe 38 nach unten wegklappt, wie dies in der rechten Hälfte der Figur 2 dargestellt ist. Gleichzeitig kommt der Stößel 12 mit seiner Ringschulter 42 zur dichten Anlage an die Dichtkante 40 und schiebt bei wei­terem Einschrauben den Anschlußkörper entgegen der Feder­kraft axial nach unten, bis die Feder 30 entsprechend der rechten Darstellung in Figur 2 zwischen dem Kupplungskörper 29 und dem Anschlußkörper 31 auf Block liegt.

[0022] Die zwischen dem Kupplungskörper 29 und dem Anschlußkörper 31 sowie zwischen dem Stößel 12 und dem Anschlußkörper 31 und zwischen dem Stößel 12 und dem Kupplungskörper 29 vor­gesehenen Hohlräume 43 stellen eine durchgehende Verbindung vom Innenraum 44 des Aufnahmebehälters 2 zur Luftzuführlei­tung 45 dar. Die Luftzuführleitung 45 verläuft durch die Bo­denplatte 28 des Gehäuses 1 und steht mit einem Ventil 46 gemäß Figur 4 in Verbindung. In dem Ventil befindet sich ei­ne unter der Kraft einer Feder 47 stehende Kugel 48, die von einem Stößel 49 beaufschlagt ist, der über einen Endschalter 50 durch den Motor 5 für die Pumpe 6 axial bewegt wird. Da­bei ist die Schaltung für die Betätigung des Ventils so vor­genommen worden, daß der Motor 5 den Stößel 49 um Bruchteile von Sekunden vor dem Öffnen der Austrittsdüse 22 bewegt, da­mit sich vor der Austrittsdüse 22 ein ausreichender Flüssig­keitsdruck aufbauen kann.

[0023] Die Hohlräume 43 in Verbindung mit der Luftzuführleitung 45 erlauben eine einwandfreie Entnahme der Sprühflüssigkeit 3 durch die Pumpe 6, weil im jeweiligen Verhältnis der entnom­ menen Sprühflüssigkeit 3 eine Luftmenge in den Aufnahmebe­hälter 2 einströmt und ein Vakuum verhindert.

[0024] Um ein Füllen des Aufnahmebehälters 2 mit unterschiedlichen Sprühflüssigkeiten zu ermöglichen, kann das Gewinde 27 des Ventiltellers 24 im Durchmesser, in der Steigung und in der Gangzahl variiert werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Durchmesser des Stößels 12 für das Durchstoßen der Membran 35 zu variieren. Durch diese Möglichkeiten sind Verwechslungen bei der Verbindung des Gehäuses mit Sprühme­chanismus und Pumpe mit dem Aufnahmebehälter 2 ausgeschlos­sen. Bereits kleine Differenzen in der Gewindesteigung ma­chen beispielsweise Verwechslungen unmöglich. Außerdem kann mit der Gangzahl des Gewindes 27 nach oben so variiert wer­den, solange das Gewinde 27 beispielsweise als ein Dreigang­gewinde noch im Bereich der Selbsthemmung liegt.

[0025] Anstelle des dargestellten Gewindes 27 kann auch ein hier nicht gezeichneter Bajonettverschluß mit verschiedenen An­schlußmöglichkeiten eingesetzt werden.

[0026] Ein besonderer Vorteil der fest mit dem Aufnahmebehälter 2 verbundenen Kupplung 23 liegt darin, daß ein Nachfüllen des Aufnahmebehälters 2 mit gleichen oder mit fremden Flüssig­keiten nahezu ausgeschlossen ist.

[0027] Die Membran 35 kann sowohl senkrecht zur Längsachse der Durchflußöffnung 34 als auch in jeder beliebigen Schräglage im Anschlußkörper 31 eingesetzt, vorzugsweise eingespritzt, sein. Sie besteht ebenso wie der Anschlußkörper 31 in bevor­zugter Ausführung aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Hostaform oder einem Polyamid.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Feinzerstäubung von Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse, in dem ein Sprühmechanismus und eine elektromotorisch angetriebene Pumpe eingesetzt sind, und mit einem Aufnahmebehälter für die Sprühflüssigkeit, in den eine mit der Pumpe verbundene Saugleitung eingeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Aufnahmebahälter (2) eine Kupplung (23) vorgesehen ist, die bei gleichzeitiger Luftzuführung in den Aufnahmebehälter (2) die Entnahme der Sprühflässigkeit erlaubt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (23) aus einem mit dem Aufnahmebehälter (2) dicht verbundenen Kupplungskörper (29) gebildet ist, in dem zentral ein axial unter der Wirkung einer Feder (30) stehender Anschlußkörper (31) für die Saugleitung (14) eingesetzt ist, dessen Durchflußöffnung (34) durch eine aufstoßbare Membran (35) verschlossen ist, und daß die Kupplung (23) mit dem Gehäuse (1) derart verbindbar ist, daß ein mit einer Längsbohrung (13) versehener Stös­sel (12) koaxial zur Durchflußöffnung (34) in den An­schlußkörper (31) eingeführt ist und im eingekuppelten Zustand bei dichter Anlage im Anschlußkörper (31) die Membran (35) durchstößt.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß radial zwischen dem Kupplungskörper (29) und dem An­schlußkörper (31) und zwischen dem Stößel (12) und dem Anschlußkörper (31) sowie zwischen dem Stößel (12) und dem Kupplungskörper (29) den Aufnahmebehälter (2) mit dem Gehäuse (1) verbindbare Hohlräume (43) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Gehäuse (1) einmündenden Hohlräume (43) in ei­nem Luftzufuhrkanal (45) mit eingesetztem Ventil (46) en­den, das durch den Elektromotor (5) für den Antrieb der Pumpe (6) beaufschlagt ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (35) mit einer ringförmig umlaufenden Sollbruchstelle (36) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sollbruchstelle (36) der Membran (35) bis auf ei­nen Segmentbereich (37) umlaufend ist, in dem eine dem Stößel (12) zugewandte Kerbe (38) eingelassen ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlußkörper (31) in der Aufnahmebohrung (39) für den Stößel (12) eine ringförmig umlaufende Dichtkante (40) aufweist, die mit einer Ringschulter (42) des Stös­sels (12) zusammenwirkt.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (23) einen mit dem Aufnahmebehälter (2) dicht verbundenen Ventilteller (24) mit einem Schraubge­winde (27) aufweist, das in ein Gegengewinde des Gehäuses (1) eingreift.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (23) am Aufnahmebehälter (2) mit dem Gehäuse (1) durch Bajonettverschluß verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß entsprechend den in den Aufnahmebehälter (2) einge­füllten Flüssigkeiten die Kupplung (23) in den Anschluß­teilen mit dem Gehäuse (1) derart variabel aufgebaut ist, daß wahlweise der Durchmesser des Gewindes (27) oder des Bajonettverschlusses, die Steigung und die Gangzahl des Gewindes (27), oder der Durchmesser des Stößels (12) un­terscheidliche Werte aufweist.

Zeichnung