PL173619B1 - Puszka z substancją aerozolową - Google Patents

Abstract

1. Puszka z substancja aerozolowa zawie- rajaca cylindryczny zasobnik dla plynu i prope- lentu gazowego, przy czym zasobnik ma otwór w którym jest umieszczona sztywna kopula zaworu dozujacego, zas obwodowa krawedz zasobnika i obrzeze kopuly zaworu sa polaczone ze soba, przy czym kopula zawiera centralny otwór na którym jest osadzony zawór rozpylajacy, znamienna tym, ze stosunek grubosci scianki puszki (10) do sred- nicy puszki (10) jest zawarty w zakresie od 0,0017 do 0,0032, przy czym scianka puszki (10) ma gru- bosc przy której pusta puszka jest podatna na wgniecenia pod miejscowym naciskiem rzedu 2,27 do 4,55 kg i jest odporna na wgniecenia przy cisnieniu zawartej w niej substancji wynoszacym co najmniej 172 kP a. PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest puszka z substancją aerozolową.

Tego typu puszki stosowane są do rozpylania substancji aerozolowych w postaci pianki do golenia, dezodorantów lub korzystnie są stosowane do rozpylania środków chemicznych.

Z opisu patentowego USA nr 427991 znana jest puszka zawierająca cylindryczny zasobnik dla płynu i propelentu gazowego. Zasobnik ma otwór w którym jest umieszczona kopuła zaworu dozującego. Obwodowa krawędź zasobnika i obrzeże kopuły są połączone na zakładkę. Puszka zawiera ruchomą przegrodę w postaci tłoka połączonego z zaworem rozpylającym.

W ujawnionej w opisie patentowym USA nr 4 940171 puszce kopuła zawiera centralny otwór, na którym jest osadzony zawór rozpylający, zawierający trzon zaworowy z otworem wlotowym. Jeden koniec trzonu jest umieszczony w komorze rozpylającego przycisku, zaś drugi koniec usytuowany w komorze korpusu zaworowego i opiera się na sprężynie. Ściany

173 619 komory są tak ukształtowane, że podstawa trzonu zaworowego opiera się o obwodowy występ tej ściany.

Konstrukcja tych puszek jest związana z koniecznością wytrzymania podwyższonego ciśnienia wewnętrznego. Znane puszki stalowe o średnicy 52,4 mm są bezpieczne przy przechowywaniu sprężonej zawartości pod ciśnieniem rzędu 965 kPa gdy grubość ścianki wynosi od około 0,020 do 0,304 mm. Spód i wieczko puszki, które zwykle wybrzuszają się i wypaczają w kierunku na zewnątrz, pod wpływem zbyt wysokiego ciśnienia, mają grubość w zakresie od 0,304 do 0,457 mm.

Znane są puszki z cienkimi ściankami z aluminium stosowane na przykład, dla napojów gazowanych, a także żywności. Możliwość zastosowania tak cienkich ścianek związana jest z tym, że w przypadku napojów musujących, rozpuszczony gaz np. dwutlenek węgla, a w przypadku niegazowanej żywności, gaz np. płynny azot lub sprężone powietrze, mają ciśnienie nadające delikatnym ściankom odpowiednią sztywność. Jednak wadą ich jest to, że mogą być stosowane do dozowania zawartości pod ciśnieniem.

Puszka z substancją aerozolową, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że stosunek grubości ścianki puszki do średnicy puszki jest zawarty w zakresie od 0,0017 do 0,0032, przy czym ścianka puszki ma grubość przy której pusta puszka jest podatna na wgniecenia pod miejscowym naciskiem rzędu 2,27 do 4,55 kg i jest odporna na wgniecenia przy ciśnieniu zawartej w niej substancji wynoszącym co najmniej 172 kPa.

Puszka zawiera propelent gazowy w ilości przy której w temperaturze 21°C jego ciśnienie jest równe ciśnieniu wynoszącemu od 172 do 621 kPa.

Korzystnie ścianka puszki ma grubość, przy której ciśnienie wewnętrzne wynoszące

689,5 kPa powiększa jej średnicę co najmniej w zakresie półtorej tysięcznej części średnicy.

Korzystnie ścianki puszki z zamocowanym wieczkiem i dnem mają grubość, przy której są odporne na wgniecenia przy ciśnieniu zawartej w niej substancji wynoszącym od 172 kPa do 621 kPa.

Ścianka puszki oraz wieczko i dno mają grubość przy której są odporne na wgniecenia i pęknięcia w temperaturze 54,4°C i pod ciśnieniem półtorej wartości ciśnienia wytworzonego w tej temperaturze przez propelent gazowy.

Ze ścianką puszki jest połączony korpus zaworu rozpylającego, w którym jest ukształtowana komora, przy czym otwór wlotowy zaworu rozpylającego ma mały przekrój poprzeczny, wystarczający do przepuszczenia zmieszanej substancji z propelentem gazowym.

Korzystnie w korpusie komory zaworu rozpylającego jest usytuowany kurek parowy, który ma przekrój poprzeczny mniejszy niż przekrój poprzeczny otworu wlotowego trzonu zaworowego.

Wielkość średnicy kurka parowego jest zawarta w zakresie od 0,127 do 0,178 mm.

Rozwiązanie według wynalazku wykazało, że jest możliwe zastosowanie puszki o bardzo cienkiej ściance dla rozpylenia substancji w postaci aerozolu.

Kolejną zaletą rozwiązania jest to, że substancja w postaci aerozolu zawarta w puszce ma obniżone ciśnienie i chociaż ścianka puszki jest bardzo cienka to jednak udało się zapewnić ciśnienie wewnętrzne, wystarczające do całkowitego wydalenia zawartości materiału płynnego w postaci strugi, piany czy strumienia. Chociaż ścianka puszki jest na tyle cienka, że może zostać łatwo zniekształcona pod naciskiem palca to dzięki odpowiedniemu ciśnieniu gazu w puszce, kształt ścianki jest podtrzymany do czasu kiedy zawartość materiału płynnego puszki zostanie rozpylona, a pozostałość propelentu wypuszczona.

Puszka do wytwarzania substancji w postaci aerozolu będąca również przedmiotem wynalazku jest uwidoczniona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia puszkę z zaworem dozującym w przekroju podłużnym, fig. 2 przedstawia zawór dozujący w widoku z boku i w powiększeniu, fig. 3 - górną część zaworu, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny przycisku rozpylającego wzdłuż linii 4-4 oznaczonej na fig. 3.

Jak to przedstawiono na fig. 1 puszka 10 z zaworem dozującym zawiera zasobnik 12 mający dno 14 wygięte do środka puszki.

Korzystnie zasobnik 12 puszki jest ze stali, aluminium lub innego materiału.

173 619

Zakończony otworem 16 zasobnik 12 puszki zawiera umieszczoną w nim sztywną kopułą dozującego zaworu 40. Obwodowa krawędź zasobnika puszki i obrzeże kopuły 18 dozującego zaworu są połączone ze sobą na zakładkę za pomocą fałdy 20 ukształtowanej na obrzeżu kopuły 18, którą następnie zgrzewa się z pozostałą częścią zasobnika 12 puszki lub łączy się inną znaną metodą, tworząc szczelne złącze. Kopuła 18 jest wykonana z grubszej i sztywniejszej stali, i nie deformuje się zarówno pod ciśnieniem wewnętrznym panującym w puszce jak i zewnętrznym działaniem nacisku palca. Kopała 18 podtrzymuje zawór rozpylający i nie ulega zniekształceniu gdy rozpylający przycisk dozujący obniża się w kierunku puszki na skutek naciśnięcia przez użytkownika. Kopuła 18 zawiera centralny otwór zakończony obrzeżem 22, przy czym otwór jest zamknięty sztywną miską zaworową 25. Miska zaworowa 25 ma uformowany odgięty rowek, w którym jest umieszczone zakończenie szyjki kopuły aerozolowej. Kopuła 18 korzystnie ma otwór dopasowany do umieszczania zaworu przez co unika się stosowania miski zaworowej. Korzystnie górna krawędź kopuły jest uformowana z górnej części ścianki puszki.

Zasobnik 12 jest częściowo wypełniony płynem, korzystnie cieczą o określonej objętości 28, która stanowi materiał przeznaczony do aerozolowego rozpylania, pienienia lub rozpylania w postaci strumienia. Ciecz jest mieszana z propelentem gazowym, znanego rodzaju. Ciecz o objętości 28 osiada na dnie 14 puszki 10, zaś przestrzeń 32 pomiędzy cieczą za zaworem wypełniona jest propelentem. Ta górna przestrzeń powiększa się w zależności od ubytku dozowanej cieczy.

Zgodnie z fig. 2 miska zaworowa 25 ma dno 34, podtrzymujące zawór rozpylający 40 znanego typu, który jest przystosowany do wydajnego rozpylania cieczy o objętości 28 w formie strumienia rozpylającego, piany itp. Objętość cieczy 28 miesza się z pewną ilością propelentu gazowego i wydostaje się z zasobnika 12 poprzez otwór wlotowy 42 rurki 44 zanurzonej w cieczy. Ciśnienie w górnej przestrzeni 32 wypycha ciecz poprzez rurkę 44.

Jak to przedstawiono na fig. 2 rurka 44 jest osadzona na występie 46 korpusu 48 zaworu 40. Korpus 48 zaworu 40 jest osadzony w dnie 34 miski zaworowej 25 i jest otoczony obwodowym rowkiem 51 na część korpusu 48 zaworowego jest otwarta. Sztywne dno 34 miski zaworowej 25 jest zgięte od góry i ma postać półki 52, która zakrywa otwartą górną część korpusu 48 zaworowego. Pomiędzy półką 52 powyżej otwartej górnej części korpusu 48 zaworowego, jest usytuowana pierścieniowa uszczelka 54 oddzielająca komorę zaworową 64 oraz trzonek zaworowy 70 i zabezpiecza przed przeciekaniem płynu z komory zaworowej 64 wzdłuż trzonka zaworowego 70. Jeżeli puszka będzie używana w odwróconej pozycji to nie jest konieczne stosowanie rurki 44.

Ciecz przechodzi z rurki 44 poprzez w^^tęp 46 i dalej przez otwór 62 o mniejszej średnicy niż występ 46 do wnętrza komory zaworowej 64 korpusu 48 zaworowego. Gaz z górnej części 32 zasobnika 12 przedostaje się do komory zaworowej 64 zaworu poprzez kurek parowy 90. Ciecz przemieszczająca się przez rurkę 44 jest już zmieszana z pewną częścią propelentu gazowego, który pomaga wypełnić komorę zaworową 64, a także pomaga rozpylić ciecz na drobne kropelki.

Trzonek zaworowy 70 posiada podstawę 72 umieszczoną we wnętrzu komory zaworowej 64 i jest wypychany w kierunku do góry do pozycji zamkniętej zaworu (kiedy zawór dozujący nie działa). Podstawa 72 jest oparta o sprężynę 74, która jest zamocowana pomiędzy podstawą 72 trzonka zaworu 70 a ścianą dolną 76 korpusu 48 zaworu 40. Sprężyna 74 wypycha trzonek zaworowy 70 do góry, aż górna część 77 podstawy 72 trzonu zaworowego opiera się na spodzie uszczelki 54.

Trzonek zaworowy 70 wystaje poza korpus 48 zaworowy poprzez ściśle dopasowany otwór 78, uszczelniony uszczelką 54 trzonka zaworowego 70. Uszczelka 54 trzonka jest wykonana z elastycznego i sprężystego materiału.

Wywiera ona nacisk na obrzeża trzonka zaworowego 70, stanowiąc uszczelnienie przeciwko przeciekowi gazu, przy czym trzonek zaworowy 70 porusza się w kierunku w dół pod naciskiem palca i powraca do pozycji wyjściowej pod wpływem oddziaływania sprężyny 74.

173 619

Trzonek zaworowy 70 ma wewnętrzny kanał przepływowy 82, w którym jest uformowany otwór wlotowy 84. Otwór wlotowy 84 zapewnia połączenie komory 64 korpusu zaworowego z kanałem przepływowym 82 trzonka zaworowego 70. Otwór wlotowy 84 ogranicza ilość dozowanej cieczy i jest usytuowany tak, że kiedy trzonek zaworowy 70 obniża się do otwartej, rozpylająco dozującej, pozycji przedstawionej na fig. 2, otwór wlotowy 84 znajduje się w komorze 64 korpusu zaworowego 48 i zawartość komory stopniowo wydostaje się poprzez niego. Kiedy trzonek zaworowy 70 zajmuje górną pozycję pod wpływem działania sprężyny 74, otwór 84 jest poza komorą 64 we wnętrzu zabezpieczonym przez uszczelkę 54 tak więc kiedy otwór wlotowy 84 jest poza komorą 64 to materiał rozpylony nie wydostaje się z komory 64, korpusu zaworowego, a tym samym z zasobnika 12.

W ściance bocznej korpusu zaworowego 48 jest umieszczony kurek parowy 90 o średnicy rzędu 0,152 mm za pomocą laserowego wiercenia, które pozwala na uzyskanie otworów o średnicach od 0,127 do 0,203 mm. Dla pewnych rodzajów propelentów gazowych, takich jak: fluoropochodne chlorki węglowodorów, węglowodorów i innych cieczowych propelentów gazowych, które są łatwo rozpuszczalne w cieczy przeznaczonej do dozowania, dodatkowy otwór kurka parowego 90 nie jest konieczny. Na końcu trzonka zaworowego 70 jest usytuowany zawór wylotowy 92, połączony z komorą 98 przycisku rozpylającego 96. Przycisk rozpylający 96 umożliwia rozdrobnienie wcześniej uformowanych kropelek i pozostałej cieczy. Od góry komora 98 zwęża się i łączy się z pierścieniową wypływową komorą rozdzielczą 102, która ma postać pierścieniowego rowka usytuowanego pomiędzy powierzchnią czołową przycisku rozpylającego 96 a końcem trzonka zaworowego 70. Z komorą 98 styka się wkładka tarczowa 104 (rys. 4) zawierająca dużą ilość stycznych otworków przepływowych 106, przez które jest wydmuchiwany gaz i kropelki cieczy stycznie do kołowej komory wirowej 108, usytuowanej pomiędzy powierzchnią czołową przycisku rozpylającego i wkładką tarczową 104. Kropelki i gaz wylatują przez otwór 110 wkładki tarczowej 104 i rozpylają się na zewnątrz.

Wkładka tarczowa 104 może mieć różne kształty w zależności od jej typu.

Puszka według wynalazku ma ściankę o grubości, której stosunek do średnicy puszki jest zawarty w zakresie od 0,0017 do 0,0032, korzystnie w zakresie od 0,102 do 0,127 mm. Puszka o takiej grubości ścianki, przy temperaturze około 54,4°C, nie odkształca się trwale ani nie pęka nawet przy ciśnieniu równym półtorej wartości ciśnienia zawartości wypełniającej puszkę. Puszka jest odporna na wgniecenia przy ciśnieniu zawartej w niej substancji wynoszącym co najmniej 172 kPa.

Chociaż cienka ścianka korzystnie ulega niewielkiej deformacji pod wpływem stosunkowo lekkiego nacisku palca rzędu 2,27 4- 4,55 kg to jednak kształt puszki jest utrzymywany, dzięki napełnieniu jej gazem, który zapewnia ciśnienia wewnętrzne rzędu 172 -r- 621 kPa w temperaturze 21°. Ścianka puszki wygina się do wnętrza, kiedy nacisk palca na ściankę jest rzędu 2,27 -t- 4,55 kg a puszka jest pusta.

Aby umożliwić wytworzenie substancji w postaci aerozolu, produktu z cienkościennej puszki, zgodnie z przedmiotem wynalazku, zastosowano kombinację zaworu otworowego i parowego.

Puszka jest przystosowana do różnych zaworów dozujących. Jedynym wymaganiem jest to aby zawór nie wypuszczał za szybko cieczy i gazu a także nie naruszał ciśnienia gazu i zawartości cieczy. Zawór korzystnie ma mechaniczny przycisk rozdrabniający, który rozdrabnia materiał na kropelki w czasie rozpylania.

Dodatkowo w zaworze jest również zastosowany kurek parowy mający średnicę w zakresie od 0,127 mm do 0,203 mm. Kurek parowy 90 jest oddzielną drogą przez którą propelent gazowy wlatuje do komory zaworowej bezpośrednio przed wylotem z zaworu rozpylającego.

Dodatkowy gaz, który uchodzi poprzez kurek parowy do komory zaworowej zapewnia powstanie rozpylenia. Gdy propelent jest płynny zamiast sprężonego gazu, wówczas ten płynny propelent stanowi zabezpieczenie dla utrzymania stałego ciśnienia gazu w puszce.

173 619

Substancję przeznaczoną do rozpylenia i propelent miesza się ze sobą i wprowadza się do puszki stalowej o średnicy 52,4 mm, przy czym grubość ścianki puszki wynosi około 0,165 mm, korzystnie grubość ściankijest zawarta w zakresie od 0,102 mm do 0,127 mm.

W puszce wytwarza się ciśnienie nie większe niż około 724 kPa. W przypadkach kiedy propelentem jest początkowo płynny gaz np. propelent węglowodorowy parujący w puszce, początkowo ciśnienie obniża się do poziomu 117 * 214 kPa. Dla mieszanin płynnych i sprężonych gazów ciśnienie początkowe jest w granicach pomiędzy 138 5- 552 kPa.

Ciśnienie poniżej 724 kPa jest wystarczające dla wydozowania pozostającego w puszce produktu w postaci rozpylonej strugi, piany czy strumienia. Jest ono również wystarczające dla utrzymania puszki w stanie nieodkształconym.

Mieszaninę propelentu i substancji przeznaczonej do rozpylania wprowadza się do puszki mającej ścianę o grubości takiej, że ciśnienie zawartości puszki przy temperaturze około 54,4°C nie zniekształca jej trwale i nie pęka ona przy ciśnieniu mającym wartość równą półtorej wartości ciśnienia zawartości puszki. Ponieważ do puszki wprowadza się mieszaninę, której ciśnienie przy temperaturze 54,4°C nie przekracza 827 - 896 kPa, w związku z tym grubość ściany puszki zapewnia, że nie ulega ona pęknięciu i zniszczeniu.

Po rozpyleniu mieszaniny substancji i propelentu w postaci aerozolu w puszce panuje niskie ciśnienie.

173 619

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zi

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Puszka z substancją aerozolową zawierająca cylindryczny zasobnik dla płynu i propelentu gazowego, przy czym zasobnik ma otwór w którym jest umieszczona sztywna kopuła zaworu dozującego, zaś obwodowa krawędź zasobnika i obrzeże kopuły zaworu są połączone ze sobą, przy czym kopuła zawiera centralny otwór na którym jest osadzony zawór rozpylający, znamienna tym, że stosunek grubości ścianki puszki (10) do średnicy puszki (10) jest zawarty w zakresie od 0,0017 do 0,0032, przy czym ścianka puszki (10) ma grubość przy której pusta puszka jest podatna na wgniecenia pod miejscowym naciskiem rzędu 2,27 do 4,55 kg i jest odporna na wgniecenia przy ciśnieniu zawartej w niej substancji wynoszącym co najmniej 172 kPa.
2. 2. Puszka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera propelent gazowy w ilości przy której w temperaturze 21°C jego ciśnienie jest równe ciśnieniu wynoszącym od 172 do 621 kPa.
3. 3. Puszka według zastrz. 1, znamienna tym, że ścianka puszki (10) ma grubość przy której ciśnienie wewnętrzne wynoszące 689,5 kPa powiększa jej średnicę co najmniej w zakresie półtorej tysięcznej części średnicy.
4. 4. Puszka według zastrz. 1, znamienna tym, że ze ścianki puszki (10) z zamocowanym wieczkiem (16) i dnem (14) mają grubość przy której są odporne na wgniecenia przy ciśnieniu zawartej w niej substancji wynoszącym od 172 kPa do 621 kPa.
5. 5. Puszka według zastrz. 4, znamienna tym, że ścianka puszki (10) oraz wieczko (16) i dno (14) mają grubość przy której są odporne na wgniecenia i pęknięcia w temperaturze 54,4°C i pod ciśnieniem półtorej wartości ciśnienia wytworzonego w tej temperaturze przez propelent gazowy.
6. 6. Puszka według zastrz. 1, znamienna tym, że ze ścianką puszki (10) jest połączony korpus (48) zaworu rozpylającego (40), w którym jest ukształtowana komora (64), przy czym otwór wlotowy (84) zaworu rozpylającego (40) ma mały przekrój poprzeczny, wystarczający do przepuszczenia zmieszanej substancji z propelentem gazowym.
7. 7. Puszka według zastrz. 6, znamienna tym, że w korpusie (48) komory (64) zaworu rozpylającego (40) jest usytuowany korek parowy (90), który ma przekrój poprzeczny mniejszy niż przekrój poprzeczny otworu wlotowego (84) trzonu zaworowego (70).
8. 8. Puszka według zastrz. 7, znamienna tym, że wielkość średnicy kurka parowego (90) jest zawarta w zakresie od 0,127 do 0,178 mm.