РАЗДАТЧИК ПРОДУКТА ПОД ДАВЛЕНИЕМ И КЛАПАН ДЛЯ НЕГО Российский патент 2000 года по МПК B65D83/62 

Изобретение относится к раздатчику продукта под давлением, содержащему резервуар и установленный на нем клапан с прижимаемым посредством пружины штоком, который соединен с внутренней частью резервуара посредством канала, который может быть перекрыт клапанной частью, причем этот канал перекрывается посредством клапанной части, когда шток клапана находится в положении покоя, но он открывается, когда шток клапана находится в состоянии нажатия, при этом в резервуаре размещен эластичный мешок, внутренняя часть которого соединена с концом штока клапана, который расположен в резервуаре так, что уплотняемый канал, через который шток клапана соединен с внутренней частью резервуара, расположен снаружи мешка.

Раздатчик такого типа раскрыт в патенте США US-A-3610481. Этот раздатчик предназначен для одновременной раздачи через клапан двух продуктов - одного продукта из мешка и одного продукта из пространства в резервуаре вокруг мешка.

При этом мешок соединен с концом штока клапана посредством промежуточной, второй клапанной части, которая также перекрывается, когда шток клапана находится в состоянии покоя, и открыта, когда на шток клапана произведено нажатие.

Мешок складывается под действием давления, действующего на него в резервуаре. Это давление снижается, когда осуществляется раздача продукта из резервуара.

Такой раздатчик не может быть использован для раздачи одного продукта с помощью среды, создающей давление. Очевидно, что поскольку обе клапанные части открыты, когда на шток произведено нажатие, мешок не может быть использован для размещения в нем среды, обеспечивающей давление, которая быстро вытекала бы при раздаче продукта.

Известные раздатчики для раздачи одного продукта, например, такие, как банки с аэрозолем, не содержат мешок внутри резервуара. Среда, обеспечивающая движение под давлением, подводится в резервуар через шток клапана и открытую клапанную часть после того, как резервуар заполнен продуктом.

Таким образом среда, осуществляющая движение, входит в контакт с продуктом, что в ряде случаев нежелательно.

Задача изобретения заключается в устранении этого недостатка и в создании раздатчика, в котором находящаяся под давлением среда, осуществляющая движение, и продукт отделены друг от друга посредством относительно простой конструкции.

Согласно этому изобретению указанная задача достигается за счет того, что мешок представляет собой напорный мешок, предназначенный для размещения среды под давлением, а клапан содержит часть, представляющую собой обратный клапан, посредством которого шток клапана соединен с внутренней частью напорного мешка и которая обеспечивает направление потока к напорному мешку.

Когда раздатчик заполнен, запираемое отверстие соединяется с продуктом, который находится в резервуаре.

Напорный мешок обеспечивает нахождение продукта в резервуаре под давлением, при этом продукт может быть выпущен обычным образом посредством надавливания на шток клапана.

Если продукт расположен вокруг напорного мешка, можно вначале поместить продукт в резервуар и только затем установить клапан с напорным мешком и создать давление в резервуаре посредством заполнения напорного мешка. Таким образом, нет необходимости в том, чтобы продукт подавался через клапан.

Это делает раздатчик особенно пригодным для вязких продуктов, последовательно вспенивающихся и отверждающихся продуктов, таких отверждающихся продуктов, как полиуретановая пена, уплотняющие соединения и пищевые продукты.

При использовании таких продуктов возникают проблемы при подаче посредством клапана. Клапан может быть закупорен при отверждении продукта или может быть загрязнен им. Пищевые продукты могут загрязнить клапан бактериями.

Поскольку время заполнения является непродолжительным, а время опорожнения замедленным из-за ограниченного входного и выходного потоков через обычные клапаны вязких продуктов, наряду с иными продуктами, включающими полиуретановую пену, уплотняющие соединения и пищевые продукты, на практике эти клапаны для таких продуктов не могут быть использованы.

Изобретение позволяет избежать эти недостатки.

Кроме того, в напорном мешке может быть использован газ, который приемлем и безопасен с точки зрения окружающей среды, то есть нетоксичен, невзрывоопасен и негорюч. Такими газами являются воздух, азот и двуокись углерода.

Если раздатчик предназначен для полиуретановой пены, то для композиции требуется меньше газа под давлением, поскольку сила для выпуска осуществляется напорным мешком, в котором газ остается под давлением.

Напорный мешок устанавливают в резервуаре, когда он еще пуст. После того, как он заполнен напорной средой, а именно газом под давлением, газообразующей жидкостью или газом в жидком состоянии, он может быть перекрыт, при этом предпочтительно, чтобы клапан содержал часть в виде обратного клапана, посредством которой шток клапана соединен с внутренней частью напорного мешка и которая осуществляет поток к напорному мешку в резервуаре.

После того, как резервуар заполнен продуктом и в нем установлен напорный мешок, резервуар отсекается посредством клапана и напорный мешок может быть заполнен газом под давлением или газообразующей жидкостью через ту клапанную часть, которая образует обратный клапан.

Клапан может иметь элемент крепления на нижнем конце штока для фиксации напорного мешка, при этом часть, образующая обратный клапан, устанавливается в этом элементе крепления.

В определенном варианте осуществления конструкции клапан содержит мембрану, предпочтительно в виде уплотняющей резиновой пробки, посредством которой напорный мешок отсекается в резервуаре как раз перед тем, как этот мешок заполняется газом под давлением.

В этом варианте осуществления конструкции газ под давлением регулируется в напорном мешке посредством иглы, которую протыкают через мембрану, при этом после удаления иглы уплотнение напорного мешка посредством мембраны автоматически восстанавливается.

Для того чтобы лучше разъяснить отличительные признаки изобретения, ниже в качестве примера и без каких-либо ограничений представлены предпочтительные варианты осуществления конструкции раздатчика продукта под давлением и сконструированного для этого клапана, причем со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематически и с частичным вырезом представлен раздатчик согласно изобретению;
на фиг. 2 в увеличенном масштабе представлено сечение по линии II-II на фиг. 1;
на фиг. 3 и 4 представлены сечения, аналогичные сечению на фиг. 2, но соответственно в течение заполнения продуктом и в течение заполнения напорного мешка газом под давлением, причем они изображены в увеличенном масштабе;
на фиг. 5 представлено сечение по линии V-V на фиг. 2;
на фиг. 6-11 представлены сечения нижней части клапана раздатчика согласно изобретению, но применительно к иным вариантам клапана согласно фиг. 1-4;
на фиг. 12-15 представлены сечения по линиям XII-XII, XIII-XIII, XIV-XIV и XV-XV соответственно на фиг. 7-11;
на фиг. 16 представлено сечение, подобное сечению на фиг. 2, 3 и 4, но применительно к другому варианту осуществления изобретения;
на фиг. 17 представлено сечение по линии XVII-XVII на фиг. 16;
на фиг. 18 и 19 представлены части сечения, подобного показанному на фиг. 16, но для двух вариантов конструкции согласно изобретению.

Раздатчик, представленный на фиг. 1, состоит из резервуара 1 для выдаваемого продукта, обычно в виде жидкости, порошка, крема, геля или смеси отдельных вводимых ингредиентов, клапана 2, который установлен на нем, и эластичного напорного мешка 3, прикрепленного к внутренней части резервуара.

В представленном примере резервуар 1 имеет форму аэрозольного баллона. Однако резервуар также может иметь и иную форму, например может представлять собой эластичный мешок.

Как более подробно представлено на фиг. 2-4, клапан 2 установлен в тарелке 4, края которой завальцованы по краям отверстия 5 в верхней части резервуара 1, но клапан 2 также может быть жестко прикреплен к резервуару иным способом.

Клапан 2 содержит прижимаемый посредством пружины шток 6, который соединен с внутренней частью резервуара 1 через канал 7, состоящий из одного или нескольких отверстий, образованных в боковой стенке, и который может быть перекрыт посредством частей 8, 9 клапана.

Часть 8 закрывающего устройства 10 изготовлена из эластичного материала, в частности из резины, расположенной внутри резервуара 1, которая зажата на тарелке 4, окружает нажимной шток 6 клапана и формирует посадочное место частей 8, 9 клапана.

Клапанный элемент этих частей 8, 9 клапана состоит из буртика 9, который находится на конце штока 6 клапана под каналом 7 и соединяется с частью 8 в закрытом положении, с тем чтобы перекрыть канал 7.

Часть 11 закрывающего устройства 10, находящаяся снаружи резервуара 1, расположена между донной частью тарелки 4 и буртиком 12 на наружном конце штока 6 клапана, при этом она выполняет функцию пружины, которая противодействует нажатию на шток 6 клапана.

Наружный конец штока 6 клапана усилен посредством кожуха 13, который установлен вокруг него. На этом конце может быть установлена головка с распыляющим элементом, который не показан на чертежах, с тем чтобы распылять продукт через шток 6 клапана.

Напорный мешок 3 жестко прикреплен к штоку 6 клапана посредством элемента крепления 14, который жестко прикреплен к буртику 9, например наклеен на него, и в котором установлена клапанная часть 15, образующая обратный клапан.

Эта образующая обратный клапан часть 15 содержит элемент 16, который с некоторым зазором установлен в канале 17, который по центру проходит через элемент крепления 14 и соединяет шток 6 клапана с внутренней частью напорного мешка 3.

Пружина 18, которая установлена между этим клапанным элементом 16 и сужением канала 17, обеспечивает проталкивание клапанного элемента 16 к посадочному месту, образованному уплотнительным кольцом 19, которое утоплено в буртике 9 и частично расположено в канале 17.

Элемент крепления 14 может иметь разные формы, а также может иметь продольное сечение, представленное на фиг. 5, которое заострено по обеим концам.

Надувной мешок 3 может быть жестко прикреплен к элементу крепления 14 различными способами, например посредством сварки или приклеивания либо механически путем защелкивания, прессования, скобками и т.д.

Он может быть изготовлен из эластичного материала, но это необязательно, и может состоять из нескольких слоев, при этом он может быть оснащен, например, перегородкой для газа.

Его форма является аналогичной форме резервуара 1. Напорный мешок может быть выполнен со складным или опорным дном.

Раздатчик используется следующим образом.

В положении покоя, которое представлено на фиг. 2, части 8, 9 клапана перекрывают канал 7, при этом клапанный элемент 16 части 15, образующей обратный клапан, соединяется с уплотнительным кольцом 19 и перекрывает канал 17.

Напорный мешок 3 заполнен газом под давлением, а резервуар заполнен продуктом, который находится вокруг этого напорного мешка 3.

Для того чтобы выдавать продукт, нужно произвести нажатие или надавливание на шток 6.

В результате часть 11 закрывающего устройства 10 упруго сжимается и клапанная часть 8, 9 открывается, при этом открывается канал 7, как представлено на фиг. 3.

Вследствие давления в напорном мешке 3 часть 15, образующая обратный клапан, остается закрытой и газ не вытекает из напорного мешка 3.

Когда продукт выходит из резервуара 1, напорный мешок 3 расширяется до тех пор, пока он не заполнит почти весь резервуар, когда выпущен весь продукт.

Поскольку в напорном мешке 3 остается газ, резервуар 1 вновь может быть заполнен продуктом, после того как он опорожнен, при этом продукт будет непрерывно давить на напорный мешок 3.

Очевидно, что когда произведено нажатие на шток 6, продукт может не только выходить из резервуара, но и входить в него. Следовательно, резервуар может быть заполнен через канал 7, либо может быть введен дополнительный продукт, например компонент, вступающий в реакцию с компонентом, который уже находится в резервуаре, с тем чтобы, например, получить пену.

Клапан 2 представляет собой клапан двойного действия, а это значит, что он может быть использован как для выдачи продукта, как описано выше, так и для заполнения напорного мешка.

Посредством соединения источника газа под давлением со штоком 6 клапана без нажатия на этот шток и, если необходимо, посредством удерживания закрывающего устройства 10 прижатым к эластичному закрывающему устройству 8, часть 15, представляющая собой обратный клапан, будет открыта благодаря давлению и напорный мешок 3 может быть наполнен.

При этом на клапанный элемент 16 производится надавливание в сторону от уплотнительного кольца 19, так что газ проходит вдоль этого клапанного элемента через канал 17, как показано на фиг. 4.

Следовательно, раздатчик также может быть скомпонован следующим образом.

Вначале заполняется продуктом резервуар 1, после чего устанавливается клапан 2, причем либо с тарелкой 4, либо без нее. При этом напорный мешок 3 сложен, свернут или выполнен в виде небольшой упаковки каким-либо иным способом, так что он может быть помещен в резервуар через отверстие 5 или через тарелку 4.

После этого напорный мешок 3 заполняют газом под давлением, который подают через представляющую собой обратный клапан часть 15.

Также можно вначале вышеупомянутым способом установить клапан 2 и только затем заполнить резервуар 1 продуктом через канал 7.

Варианты раздатчика, представленные на фиг. 6-15, отличаются от варианта конструкции согласно фиг. 2-5 только тем, что клапан 2 имеет иную форму, в частности форму элемента крепления 14 и части 15, образующей обратный клапан.

Таким образом в варианте осуществления конструкции согласно фиг. 6 уплотнительное кольцо 19 расположено с нижней стороны буртика 9, при этом клапанный элемент 16 частично проходит в шток 6 клапана.

В варианте осуществления конструкции согласно фиг. 7 и 12 элемент крепления 14 изготовлен за одно целое со штоком 6 клапана и имеет сечение в форме эллипса с крыльями по концам. Кроме того, клапанный элемент 16 и пружина 18 заменены резиновой осевой деталью 20, которая перекрывает канал 17 в положении покоя, но деформируется под давлением надавливания, создавая при этом отверстие, а следовательно, и проход для газа.

Вариант осуществления конструкции согласно фиг. 8 и 13 отличается от предыдущего варианта тем, что элемент крепления 14 имеет другую форму, при этом его сечение образует круг с двумя диаметрально расположенными крыльями. Клапанный элемент 16 части 15, образующей обратный клапан, состоит из резиновой осевой детали 20 и установлен в нижнем конце элемента крепления 14.

В клапане 2 раздатчика, представленном на фиг. 9 и 14, элемент крепления 14, по меньшей мере, частично изготовлен из эластичного материала, а клапанный элемент 16 части 15, образующей обратный клапан, изготовлен из упруго деформируемой детали 23 этого элемента крепления 14.

В варианте осуществления конструкции согласно фиг. 10, 11 и 15 клапанный элемент части 15, образующей обратный клапан, также выполнен в виде резиновой осевой детали 20, однако элемент крепления 14 отделен от штока 6 клапана.

Напорный мешок 3 зажат между элементом крепления 14 и буртиком 9. На фиг. 10 этот элемент крепления 14 и буртик 9 приварены или приклеены друг к другу, в то время как на фиг. 11 элемент крепления 14 защелкнут на буртике 9 посредством выступов 24.

Напорный мешок 3 необязательно должен быть наполнен газом под давлением. Он также может быть наполнен газом в жидком состоянии или газом в растворе.

Как видно из вышеизложенного, элемент крепления 14 также может быть выполнен отдельно от буртика 9. Он даже может быть отсоединен от него, при этом между элементом крепления 14 и буртиком 9 имеется соединительная деталь. Напорный мешок 3 может быть выполнен отдельно и может быть подсоединен к соединительной детали 14 или непосредственно к штоку 6 клапана, либо к буртику 9 посредством соединительной детали или трубки, расположенной внутри мешка. В последнем случае клапанная часть 15, образующая обратный клапан, может быть расположена в соединительной детали или в трубке.

Вариант осуществления конструкции, представленный на фиг. 16-18, отличается от описанных выше вариантов осуществления конструкции тем, что образующая обратный клапан часть 15 имеет другую конструкцию.

Конструкция последней аналогична варианту осуществления согласно фиг. 7-15, при этом клапанный элемент состоит из осевой детали, но эластичная осевая деталь 25 открывается перед заполнением напорного мешка 3.

Как показано на фиг. 16 и 17, эта осевая деталь 25 может иметь клинообразную форму и по всей окружности может быть выполнена с пояском 26, посредством которого она опирается на четыре выступа 27 или зажимается между этими выступами, которые проходят в верхней части канала 17 элемента крепления 14.

Нижняя часть канала 17 имеет форму, в которую устанавливается осевая деталь 25. Эта часть канала 17 сама имеет канавку 28, в которую заходит поясок 26.

Если пространство между напорным мешком 3 и резервуаром 1 заполняется через клапан 2 продуктом или, например, таким компонентом, как вспенивающийся газ, когда пространство уже заполнено полиуретаном или чем-либо подобным ему, это будет выполняться под давлением, которое достаточно мало, чтобы осевая деталь 25 оставалась в нижней части канала.

При необходимости можно предотвратить захождение продукта или компонента в напорный мешок 3 посредством перекрытия канала 17 вокруг осевой детали 25 мембраной, которая оказывает сопротивление давлению, но через которую может проходить газ, которым заполняется напорный мешок 3.

Напорный мешок заполняется газом под давлением, достаточно высоким, чтобы обеспечить прорыв мембраны, которая может быть установлена, но тем не менее достаточно низким для того, чтобы осевая деталь 25 оставалась на своем месте. Этот газ проходит между выступами 27 по каналу 17.

Напорный мешок заполняют так, как описано выше, посредством заполняющего устройства, которое подсоединено к клапану 2, но которое, кроме того, содержит подвижной стержень 29, на который производится надавливание в штоке 6 клапана после заполнения и при помощи которого осевая деталь 25 проталкивается за выступы 27, подвергаясь при этом упругой деформации, до тех пор, пока она не будет прижата к нижнему концу канала 17, так что устойчиво и герметично перекрывает этот канал.

Вариант, представленный на фиг. 19, отличается от предшествующего варианта конструкции тем, что канал 17 и осевая деталь 25 имеют иную форму. Обе они выполнены цилиндрическими, однако в осевой детали 25 на ее нижней части образованы аксиальные канавки 30, в то время как канал 17 в его верхней части перекрывается мембраной 31.

При поступлении продукта или компонента через клапан 2 осевая деталь 25 находится на мембране 31. Когда напорный мешок 3 заполнен, эта мембрана 31 разрушается. Однако положение осевой детали 25 не изменяется, например из-за того, что ее диаметр несколько больше диаметра канала 17, либо из-за того, что она все еще подсоединена к штоку 6 клапана посредством соединительной детали.

Газ может течь через канавки 30 в канале 17. Когда напорный мешок 3 заполнен, осевая деталь 25 принудительно проталкивается в канал 17 посредством стержня 29.

Согласно варианту конструкции канал 17 может быть выполнен таким образом, что осевая деталь 25 может занимать промежуточное положение, которое она занимает после разрыва мембраны 31 и в котором она расположена, когда заполняется надувной мешок.

Как описано выше, осевая деталь 25 может представлять собой отдельный элемент. Согласно варианту конструкции она может быть выполнена в виде единой детали со штоком клапана и может, но это необязательно, отламываться от него при проталкивании стержня 29.

В варианте осуществления конструкции согласно фиг. 19 клапанная часть не представляет собой осевой элемент, а состоит из буртика 32, являющегося частью элемента крепления 14, который в этом случае может формировать единое целое со штоком 6 клапана. Этот буртик 32 окружает верхний конец канала 17 и таким образом проходит в шток 6 клапана. Он изготовлен из термоэластичного материала.

Стержень 29 механизма заполнения нагревается, а после заполнения напорного мешка 3 буртик 32 ослабляется посредством этого стержня 29 и сплющивается, перекрывая при этом отверстие канала 17.

Естественно, не предполагается ограничить изобретение теми вариантами осуществления конструкции, которые описаны и представлены на прилагаемых чертежах, напротив, такой раздатчик продуктов под давлением может быть изготовлен разным по форме и размерам, но без отклонения при этом от объема изобретения.

В частности, клапан 2 может быть оснащен устройством управления выпуском и/или устройством запирания штока 6 клапана.

Раздатчик может быть использован для выдачи из резервуара продукта с помощью среды, находящейся под давлением. Раздатчик продукта под давлением содержит резервуар и клапан, установленный на нем, с прижимаемым пружиной штоком, сообщенным с внутренней частью резервуара посредством канала. Канал перекрывается посредством частей клапана, когда шток клапана находится в положении покоя. Канал открыт, когда шток клапана находится в положении нажатия. На конце штока клапана, расположенном в резервуаре, находится эластичный напорный мешок, заполненный газом под давлением. Канал, через который шток клапана сообщен с внутренней частью резервуара, расположен снаружи напорного мешка. Клапан содержит часть в виде обратного клапана, посредством которой шток клапана связан с внутренней частью напорного мешка. Обеспечивается удобство в эксплуатации. 11 з.п.ф-лы, 19 ил.

1. Раздатчик продукта под давлением, содержащий резервуар (1) и клапан (2), установленный на нем, с пружинно нажимным штоком (6), который подсоединен к внутренней части резервуара (1) посредством канала (7), который перекрыт посредством клапанной части (8, 9), причем канал (7) перекрывается посредством клапанной части (8, 9), когда шток (6) клапана находится в состоянии покоя, и открывается, когда шток (6) клапана находится в состоянии нажатия, при этом в резервуаре (1) расположен эластичный мешок (3), причем внутренняя часть мешка (3) соединена с концом штока (6) клапана, расположенным в резервуаре (1), а уплотняемый канал (7), через который шток (6) клапана соединен с внутренней частью резервуара (1) расположен снаружи мешка (3), отличающийся тем, что мешок (3) представляет собой напорный мешок для размещения среды, создающей давление, а клапан (2) содержит часть (15), являющуюся обратным клапаном, посредством которой шток (6) клапана соединен с внутренней частью напорного мешка (3) и которая обеспечивает поток к напорному мешку (3). 2. Раздатчик по п.1, отличающийся тем, что клапан (2) содержит элемент крепления (14) у нижнего конца штока (6) клапана, а напорный мешок (3) жестко прикреплен к элементу крепления (14). 3. Раздатчик по п.2, отличающийся тем, что элемент крепления (14) образует единую деталь с штоком (6) клапана. 4. Раздатчик по п.2 или 3, отличающийся тем, что часть (15), являющаяся обратным клапаном, установлена в элементе крепления (14). 5. Раздатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что часть (15), являющая обратным клапаном, содержит клапанный элемент (16), который прижимается посредством пружины к уплотнительному кольцу (19), которое установлено у части штока (6) клапана или внутри нее. 6. Раздатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что часть (15), являющая обратным клапаном, содержит клапанный элемент (16), который образован из эластичной осевой детали (20), которая оставляет отверстие свободным под давлением. 7. Раздатчик по п.2 или 3, отличающийся тем, что часть (15), являющаяся обратным клапаном, содержит клапанный элемент (16), который образован из эластично-деформируемой части (23) элемента крепления (14). 8. Раздатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что клапан (2) содержит закрывающее устройство (10), изготовленное из эластичного материала и расположенное вокруг штока (6) клапана, тогда как клапанная часть (8, 9) содержит часть (8) закрывающего устройства (10), расположенную с внутренней стороны резервуара (1), и буртик (9), установленный на штоке (6) клапана. 9. Раздатчик по п.8, отличающийся тем, что часть (11) закрывающего устройства (10), расположенная снаружи резервуара (1), выполнена с возможностью упругого противодействия давлению на шток (6) клапана. 10. Раздатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что резервуар (1) заполнен продуктом, причем этот продукт размещен между напорным мешком и стенкой резервуара, а напорный мешок заполнен средой, создающий давление. 11. Раздатчик по п.4, отличающийся тем, что часть (15), являющаяся обратным клапаном, содержит осевую деталь (25), которая оставляет открытым канал (17) через элемент крепления (14) в первом положении, а после заполнения напорного мешка (3) осевая деталь (25) занимает закрытое положение посредством стержня (29), в котором она перекрывает канал (17). 12. Раздатчик по п.2 или 3, отличающийся тем, что элемент крепления (14) имеет буртик (32) из термопластичного материала, расположенный вокруг одного конца канала (17), который после заполнения напорного мешка (3) находится в ослабленном положении посредством нагретого стержня (29) и сплющивается для перекрытия канала (17).