АЭРОЗОЛЬНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2004 года по МПК B65D83/44 

Настоящее изобретение относится к аэрозольному клапану для выдачи продукта из контейнера под давлением, и более конкретно аэрозольного клапана, имеющего аксиально работающий выпускной шток большого объема для выпуска большого объема продукта для быстрого заполнения продукта в контейнер через шток клапана.

Уровень техники
В традиционной форме аэрозольного клапанного устройства вертикально действующий аэрозольный клапан открыт для высвобождения продукта в аэрозольном контейнере посредством вдавливания вниз кнопки или колпачка, или носика, прикрепленного к верхней части вертикально выступающего штока аэрозольного клапана. Когда кнопка, колпачок или носик высвобождается, клапан закрывается посредством пружины, действующей, чтобы вернуть клапан в закрытое положение. Шток клапана имеет кольцевую канавку в промежуточном положении с одним или более относительно небольшими отверстиями, проходящими через стенку штока клапана в месте расположения кольцевой канавки. Кольцевая прокладка, уплотняющая клапан, с центральным отверстием для штока клапана расположена в кольцевой канавке с отверстиями, расположенными над нижней поверхностью прокладки клапана, когда клапан находится в закрытом положении. Когда клапан открывается, путем нажатия кнопки, и т.д., шток клапана перемещается аксиально вниз, и его одно или более отверстий будут перемещаться к положению ниже прокладки. Продукт в аэрозольном контейнере может затем, под влиянием газа-вытеснителя, проходить вверх через традиционную трубку для погружения в корпус клапана, который окружает шток клапана, затем через одно или более отверстий в шток клапана, вверх через отверстие штока клапана и наружу через выходное сопло в кнопке, колпачке или носике, прикрепленном к верхнему участку штока клапана.

В конкретных случаях желательно осуществить использование традиционного аэрозольного клапана для выдачи продукта в большом объеме при высокой скорости, например продукт в форме распыляемого под давлением газа для очистки полупроводниковых частей, или спрея для разрушения осиных или шершневых гнезд на расстоянии и т. д. До настоящего времени существовало ограничение вследствие необходимости иметь достаточную конструкцию клапана в области кольцевой канавки для конструкционной стабильности со штоком клапана, который не имеет достаточной общей площади выпуска в его отверстиях, а также достаточной имеющейся в наличии площади внутри самого штока клапана.

Вышеописанные традиционные аэрозольные клапаны также можно использовать для заполнения продукта через шток клапана вниз, в контейнер под давлением для конечной выдачи обратно через шток клапана. Для быстрого заполнения вязкими продуктами, такими как гель для бритья, также желательно иметь достаточную площадь внутри штока клапана, а также достаточную общую площадь в отверстиях штока, чтобы обеспечить заполнение с высокой скоростью.

Однако до настоящего времени такие клапаны не были доступны по конструкционным причинам.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и заявленному техническому результату является клапан, описанный в патенте США 4165825, кл. В 65 В 1/04, 28.08.1979. В этом патенте клапан, также как и клапан согласно настоящему изобретению, открывается посредством перемещения штока из положения уплотнения с прокладкой к положению ниже прокладки. Клапан по указанному патенту также включает узкие элементы, которые расположены в основании штока клапана.

Известный клапан не обеспечивает выпуск большого объема продукта или быстрое заполнение.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков известных клапанов. Технический результат достигается посредством аэрозольного клапана, который содержит установочный колпачок, корпус аэрозольного клапана, захватываемый установочным колпачком, аксиально действующий шток клапана, установленный в корпусе, причем шток клапана имеет верхний участок, проходящий вверх и наружу из установочного колпачка, промежуточный участок, имеющий множество больших прямоугольных отверстий, и нижний участок, при этом промежуточный участок штока имеет кольцевую канавку в нем, причем кольцевая прокладка окружает и уплотняет промежуточный участок штока клапана, включающий множество больших прямоугольных отверстий, когда стержень клапана не является аксиально вдавленным, причем шток клапана имеет канал, проходящий от верха верхнего участка штока вниз через промежуточный участок штока и по существу вниз в нижний участок штока, узкие элементы, имеющие радиальные наружные края, отформованные за одно целое с верхним и нижним участками штока и занимающие канал штока от положения по существу сверху в верхнем участке штока, продолжаясь вниз через промежуточный участок штока и по существу вниз в нижний участок штока к дну канала, причем радиальные наружные края узких элементов в промежуточном участке штока определяют между ними множество больших прямоугольных отверстий в промежуточном участке штока, причем большие прямоугольные отверстия имеют расстояние между боковыми стенками, по существу превышающее расстояние от верха до низа, множество больших прямоугольных отверстий, расположенных по кругу, проходящему через радиальные наружные края узких элементов, занимают по меньшей мере семьдесят процентов периферии окружности круга.

В предпочтительном варианте в клапане выполнено четыре больших прямоугольных отверстия, занимающих по меньшей мере семьдесят пять процентов окружности круга.

Причем прямоугольные отверстия имеют соотношение расстояния между боковыми сторонами и расстояния от верха до низа по меньшей мере приблизительно три к одному.

Предпочтительно, узкие элементы в горизонтальном сечении непосредственно над промежуточным участком штока занимают меньше пятидесяти процентов имеющейся площади поперечного сечения, внутренней к штоку.

Радиальный размер узких элементов в верхнем и нижнем участках штока меньше, чем радиальный размер узких элементов в промежуточной части штока.

Предпочтительно, узкие элементы образуют крест в горизонтальном сечении.

Таким образом, прямоугольные отверстия в кольцевой канавке занимают большую часть периферии канавки, чтобы при этом обеспечить общую очень большую площадь выпускного (или заполняющего) отверстия. Даже с очень большими прямоугольными отверстиями узкие поперечные элементы, наружные края которых определяют большие прямоугольные отверстия, обеспечивают достаточную конструкцию, чтобы предотвратить повреждение штока. Это происходит вследствие того что узкие поперечные элементы проходят как по существу вверх в верхний участок стержня, так и по существу вниз в нижний участок штока. Кроме того, узкие поперечные элементы оставляют достаточную внутреннюю площадь в штоке клапана, чтобы обеспечить выпуск необходимого большого объема и быстрое заполнение. Поток продукта при выпуске, или при заполнении через шток, соответственно увеличивается согласно настоящему изобретению.

Шток клапана большого объема согласно настоящему изобретению также имеет простую конструкцию и легко формуется в виде одной детали из пластика, например нейлона.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из последующего описания, чертежей и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в аксиальном сечении устройства, показывающий клапан большого объема согласно изобретению в закрытом положении;
Фиг.2 - вид в аксиальном сечении устройства, показывающий клапан большого объема согласно изобретению в открытом положении;
Фиг. 3 - вид сбоку штока клапана большого объема согласно изобретению в частичном сечении;
Фиг. 4 - частичный аксиальный вид в сечении штока клапана вдоль 4-4 на Фиг.3;
Фиг.5 - вид сверху штока клапана большого объема согласно изобретению;
Фиг.6 - вид в горизонтальном сечении штока клапана вдоль 6-6 на Фиг.3; и
Фиг. 7 - частичный вид сбоку штока клапана в направлении стрелки 7 на Фиг.6.

Подробное описание варианта выполнения
Ссылаясь на Фиг. 1-2, аэрозольное клапанное устройство, обозначенное позицией 10, вставлено и зафиксировано в опорном участке 11 установочного закрывающего средства 12 в виде колпачка для контейнера под давлением (не показан). Контейнер под давлением удерживает газ-вытеснитель и продукт, подлежащий выдаче, или в некоторых примерах, подходящих для данного изобретения, только газ-вытеснитель для использования, например, в качестве распыляемого газа.

Клапанное устройство 10 включает корпус 13 клапана, закрывающую спиральную пружину 14 клапана, и штока 15 клапана. Шток 15 клапана содержит горизонтальные отверстия 16, проходящие снаружи штока внутрь канала штока 15. Выступ 17 проходит вниз от штока 15 клапана и захватывает и центрирует верх спиральной пружины 14.

Упругая кольцевая прокладка 18 окружает шток 15 клапана и уплотняет отверстия 16 штока, когда аэрозольный клапан закрыт (Фиг.1). Кольцевая прокладка 18 фиксируется между обратной стороной 11а опорного участка 11 установочного колпачка 12 и обращенным вверх кольцевым выступом 19 на нижнем участке штока 15 клапана. Установочный колпачок фиксируется в положении 20, чтобы удерживать аэрозольное клапанное устройство.

К верхнему участку штока 15 клапана посредством кольцевого канала прикреплен традиционный приводимый в действие выливной носик 21, имеющий внутренний проход 22 для продукта, находящийся в контакте по жидкости с полым штоком 15 клапана и имеющий выходное сопло 23 для выпуска продукта. Когда приводимый в действие носик 21 прижимается вниз против усилия пружины 14, отверстия 16 штока проходят ниже кольцевой прокладки 18 (см. Фиг.2), и продукт в аэрозольном контейнере может теперь проходить в корпус 13 клапана вверх вокруг нижнего участка штока 15 клапана, через отверстия 16 штока в шток 15 клапана, вверх через полый шток в приводимый в действие носик 21, и наружу через сопло 23. Когда приводимый в действие носик 21 высвобождается, пружина 14 толкает шток 15 клапана вверх в положение на Фиг.1, где отверстия 16 штока снова блокируются прокладкой 18. Клапан теперь закрыт, и поток продукта блокирован от выхода в шток клапана.

Обсуждение Фиг.1 и 2 выше также полностью относится к традиционным аэрозольным клапанам с аксиально действующим штоком клапана. Ссылаясь на признаки настоящего изобретения, на Фиг.3-7 показан аксиально действующий выпускной шток 15 большого объема, имеющий верхний участок 25, промежуточный участок 26 и нижний участок 27. Промежуточный участок 26 по существу является кольцевой канавкой штока, образованной поверхностью 28 в форме усеченного конуса, проходящей внутрь и вниз от верхнего участка 25 штока и кольцевого выступа 19 вверх нижнего участка 27 штока. Промежуточный участок 26 содержит большие прямоугольные отверстия 16, как более подробно описано ниже. Как было уже отмечено, кольцевая прокладка 18 (см. Фиг.1) углублена в кольцевую канавку штока промежуточного участка 26 штока.

Канал 29 штока проходит от верха верхнего участка 25 штока вниз через промежуточный участок 26 штока и по существу вниз в нижний участок 27 штока к дну 30 канала. Противозаклинивающие вертикальные ребра 31 размещены в верхнем участке 25 штока. Чашеобразное отверстие 32 проходит вверх в нижний участок 27 штока, чтобы снизить количество материала и также обеспечить более быстрое охлаждение штока клапана после его формования. Плоские участки 33 на нижнем участке 27 штока обеспечивают выход продукта из контейнера между корпусом 13 клапана и нижним участком 27 штока.

Узкие, вертикально проходящие поперечные элементы 35 отформованы в канале 29 штока и занимают канал 29 штока от положения по существу сверху в верхнем участке 25 штока, продолжаясь вниз через промежуточный участок 26 штока и по существу вниз в нижний участок 27 штока. Узкие элементы 35 заканчиваются в точке 37 в верхнем участке 25 штока и на дне 30 канала в нижнем участке 27 штока. Радиальные наружные края 36 элементов 35 отформованы за одно целое с нижним участком 27 штока и верхним участком 25 штока. В промежуточном участке 26 штока радиальные наружные края 38 четырех элементов 35 проходят радиально наружу дальше, чем края 36 выше и ниже. Радиальные наружные края 38 образуют между ними множество (предпочтительно четыре и по меньшей мере три) больших прямоугольных отверстий 16 в промежуточном участке 26 штока. Следует отметить, что большие прямоугольные отверстия имеют расстояние между боковыми стенками, по существу превышающее расстояние от верха до низа. В предпочтительном варианте выполнения размер каждого большого прямоугольного отверстия составляет 0,080 дюйм на 0,027 дюйм (0,2 см на 0,0675 см), таким образом, соотношение приблизительно равно три к одному. В круге, очереченном перпендикулярно к оси стержня, проходящей через большие прямоугольные отверстия 16 и проходящей через радиальные наружные края 38 четырех элементов 35, большие прямоугольные отверстия 16 должны занимать по меньшей мере семьдесят, и предпочтительно по меньшей мере семьдесят пять процентов окружности круга. В предпочтительном варианте выполнения окружность имеет диаметр 0,140 дюйм (0,35 см), каждый радиальный наружный край 38 имеет размер по периферии окружности 0,025 дюйм (0,0625 см), и, таким образом, большие прямоугольные отверстия 16 занимают более семидесяти пяти процентов окружности круга.

Элементы 35, проходя выше и ниже промежуточного участка 26 штока, обеспечивают прочную внутреннюю поддерживающую конструкцию штока в промежуточном участке 26, чтобы предотвратить поломку штока, несмотря на то что большие прямоугольные отверстия 16 занимают большую часть периферии промежуточного участка 26. Участок канала, проходящий вниз в нижний участок 27 штока, также обеспечивает резервуар для грязи или продукта, который иначе может накапливаться в отверстиях 16 или над ними.

Поскольку элементы 35 согласно изобретению являются очень узкими, они не занимают излишнюю площадь внутри канала 29 штока. В предпочтительном варианте выполнения элементы 35 в горизонтальном сечении непосредственно над промежуточным участком 26 штока занимают меньше пятидесяти процентов имеющейся площади сечения, внутренней к штоку. На Фиг.5 показаны четыре внутренние области в предпочтительном варианте выполнения между элементами 35, каждая из которых составляет 0,00116 квадратных дюймов (0,00725 см²), причем диаметр канала штока составляет 0,110 дюйм (0,275 см).

Для предпочтительного варианта выполнения настоящего изобретения следующий номинальный размер оси штока большого объема, в дополнение к размерам, указанным выше, обеспечивает выпуск большого объема и быстрое заполнение через шток.

Размер элементов от верха до низа - 0,190 дюйм (0,475 см).

Ширина каждого элемента 35 - 0,025 дюйм (0,0625 см).

Расстояние между боковыми сторонами, между диаметрально противоположными радиальными наружными краями 38 элементов 35 - 0,140 дюйм (0,35 см).

Расстояние между боковыми сторонами, между диаметрально противоположными радиальными наружными краями 36 элементов 35 - 0,110 дюйм (0,275 см).

Наружный диаметр верхнего участка 25 штока - 0,158 дюйм (0,395 см).

Специалисту в данной области будет понятно, что изменения и/или модификации могут быть сделаны для настоящего изобретения без изменения сущности и объема изобретения. Также должно быть понятно, что такие выражения, как "верхний", "нижний", "промежуточный", "внутренний", "наружный", "горизонтальный", "вертикальный", "верх", "низ", "выше", "ниже" и соответствующие аналогичные выражения, характеризующие положения, используемые в описании, используются и предназначены для положений, показанных на чертежах, и не предназначены для ограничения.

Изобретение касается устройств для подачи продукта из контейнера под давлением. Аэрозольный клапан с аксиально действующим штоком имеет верхний, промежуточный и нижний участки. Промежуточный участок имеет кольцевую прокладку, уплотняющую канавку с прямоугольными отверстиями, имеющими расстояние между боковыми стенками и расстояние от верха до низа в соотношении по меньшей мере приблизительно три к одному, расположенными по кругу и занимающими по меньшей мере 70% окружности круга. Изобретение обеспечивает заполнение контейнера вязкими продуктами с большой скоростью. 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Аэрозольный клапан, содержащий установочный колпачок, корпус аэрозольного клапана, захватываемый установочным колпачком, аксиально действующий шток клапана, установленный в корпусе, причем шток клапана имеет верхний участок, проходящий вверх и наружу из установочного колпачка, промежуточный участок, имеющий множество больших прямоугольных отверстий, и нижний участок, при этом промежуточный участок штока имеет кольцевую канавку в нем, причем кольцевая прокладка окружает и уплотняет промежуточный участок штока клапана, включающий множество больших прямоугольных отверстий, когда стержень клапана не является аксиально вдавленным, причем шток клапана имеет канал, проходящий от верха верхнего участка штока вниз через промежуточный участок штока и по существу вниз в нижний участок штока, узкие элементы, имеющие радиальные наружные края, отформованные за одно целое с верхним и нижним участками штока, и занимающие канал штока от положения по существу сверху в верхнем участке штока, продолжаясь вниз через промежуточный участок штока и по существу вниз в нижний участок штока к дну канала, причем радиальные наружные края узких элементов в промежуточном участке штока определяют между ними множество больших прямоугольных отверстий в промежуточном участке штока, причем большие прямоугольные отверстия имеют расстояние между боковыми стенками, по существу превышающее расстояние от верха до низа, множество больших прямоугольных отверстий, расположенных по кругу, проходящему через радиальные наружные края узких элементов, занимают по меньшей мере семьдесят процентов периферии окружности круга.2. Аэрозольный клапан по п.1, в котором выполнено четыре больших прямоугольных отверстия, занимающих по меньшей мере семьдесят пять процентов окружности круга.3. Аэрозольный клапан по п.1, в котором прямоугольные отверстия имеют соотношение расстояния между боковыми сторонами и расстояния от верха до низа по меньшей мере приблизительно три к одному.4. Аэрозольный клапан по п.1, в котором узкие элементы в горизонтальном сечении непосредственно над промежуточным участком штока занимают меньше пятидесяти процентов имеющейся площади поперечного сечения, внутренней к штоку.5. Аэрозольный клапан по п.1, в котором радиальный размер узких элементов в верхнем и нижнем участках штока меньше, чем радиальный размер узких элементов в промежуточной части штока.6. Аэрозольный клапан по п.1, в котором узкие элементы образуют крест в горизонтальном сечении.