Изобретение относится к аэрозольному баллончику с клапаном регулирования давления, расположенным между внутренним пространством баллончика и распылительным клапаном, при этом, если смотреть в направлении вытекания, за седлом клапана регулирования давления по ходу течения предусмотрена камера давления для регулирования давления, в которой перемещается поршень, закрывающий седло указанного клапана, преодолевая усилие пружины, например, цилиндрической винтовой пружины или пневматической упругой пружины, когда давление в камере давления возрастает до значений, превышающих заранее определенное давление.
Для регулирования давления в аэрозольных баллончиках, наполненных сжатыми газами, требуется установить клапан регулирования давления до распылительных клапанов по ходу течения, при этом клапан регулирования давления при давлении заполнения, составляющем приблизительно 10 бар, внутри баллончика обеспечивает стандартное давление, составляющее приблизительно 2-4 бар. Известно использование клапанов регулирования давления с подпружиненными поршнями для этой цели, при этом клапаны обеспечивают закрытие седла, регулируемого по давлению закрытия, когда регулируемое давление возрастает. Однако при использовании известных решений выходящий аэрозоль проходит вокруг узла, состоящего из цилиндра и поршня, так что требуется сложная конструкция корпуса с двойными стенками. Такое решение было описано, например, в документе WO 01/09009 A1, а также в патенте Франции 2774077 A1, при этом клапан регулирования давления, описанный в последнем документе, имеет камеру для регулирующей пружины, сообщающуюся с окружающей средой посредством отдельного канала.
Задачей настоящего изобретения является создание аэрозольного баллончика с клапаном регулирования давления, который легче изготавливать по сравнению с уже известными конструктивными решениями и в котором отсутствует необходимость выполнения дополнительной стенки корпуса для обеспечения прохода аэрозоля вокруг узла, состоящего из цилиндра и поршня, так что снижаются затраты на производство. Незначительно увеличенная толщина, например, поршневого штока, используемого для регулируемого закрытия седла, в данном случае не создает никаких проблем.
В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью аэрозольного баллончика с клапаном регулирования давления, расположенным между внутренним пространством баллончика и закрываемым распылительным клапаном, в котором, если смотреть в направлении вытекания, за седлом клапана регулирования давления по ходу течения предусмотрена камера давления для регулирования давления, в которой перемещается поршень, закрывающий седло указанного клапана, преодолевая усилие пружины, например цилиндрической винтовой пружины или пневматической упругой пружины, когда давление в камере давления возрастает до значений, превышающих заранее определенное давление, при этом соединение между седлом клапана регулирования давления и распылительным клапаном осуществляется посредством центрального канала, выполненного в поршне.
Предпочтительно камера давления расположена за пределами сквозного потока, а клапан регулирования давления установлен в аэрозольном баллончике таким образом, что обеспечивается возможность доступа к поршню снаружи и механического смещения в положение освобождения седла указанного клапана, причем для ограничения хода открытия поршня предпочтительно предусмотрен концевой упор.
Седло клапана регулирования давления выполнено между уплотнительным элементом, закрепленном на корпусе, и поршневым штоком или отдельным элементом, который смещается в аксиальном направлении через поршень, при этом уплотнительный элемент предпочтительно опирается на наружную окружную поверхность поршневого штока и в положении уплотнения герметично закрывает радиальное отверстие в центральном канале, ведущем к внутреннему пространству баллончика, или предусмотрен отдельный закрывающий элемент для образования указанного седла, который смещается с помощью поршневого штока в положение, в котором он поднимается с уплотнительного элемента, когда происходит падение давления.
Камера давления проходит по определенной части вокруг поршневого штока, при этом выполнено радиальное отверстие для соединения камеры давления с каналом, выполненном в поршневом штоке.
Предпочтительно в своей передней части поршневой шток выполнен открытым и имеет поперечные прорези.
Радиальное отверстие выполнено с возможностью его открытия во внутреннее пространство баллончика, когда давление снаружи существенно превышает давление во внутреннем пространстве баллончика, при этом уплотнительный элемент обеспечивает открытие седла клапана регулирования давления, когда давление снаружи существенно превышает давление во внутреннем пространстве баллончика.
Наружная стенка корпуса, служащая опорой для уплотнительного элемента, ограничивает камеру давления с внутренней стороны, при этом предпочтительно цилиндрическая винтовая пружина или пневматическая упругая пружина расположена между корпусом и поршнем, причем пространство между корпусом и поршнем, в котором расположена упругая пружина, предпочтительно загерметизировано относительно внутреннего пространства баллончика.
Аэрозольный баллончик имеет вставленный элемент, который сцеплен, прижат, приварен и/или приклеен к цилиндрической стенке корпуса для создания опоры для пружины в корпусе.
Поставленная задача также решается посредством клапана регулирования давления, предназначенного для использования вместе с аэрозольным баллончиком, в котором, если смотреть в направлении вытекания, за седлом клапана регулирования давления по ходу течения предусмотрена камера давления для регулирования давления, в которой перемещается поршень, закрывающий седло указанного клапана, преодолевая усилие пружины, например, цилиндрической винтовой пружины или пневматической упругой пружины, когда давление в камере давления повышается до значения, превышающего заранее определенное давление, при этом он подсоединяется до распылительного клапана по ходу течения посредством трубки, шланга или т.п., при этом соединение между седлом клапана регулирования давления и распылительным клапаном осуществляется посредством центрального канала, выполненного в поршне.
Преимуществом аэрозольного баллончика в соответствии с изобретением является то, что отсутствует необходимость в выполнении дополнительной стенки корпуса для обеспечения прохода аэрозоля вокруг узла, состоящего из цилиндра и поршня, так что снижаются затраты на производство. Незначительно увеличенная толщина, например, поршневого штока, используемого для регулируемого закрытия места закрытия, в данном случае не создает никаких проблем.
В предпочтительном варианте осуществления аэрозольного баллончика согласно изобретению отсутствует сквозной поток, выходящий из камеры давления, так что следует лишь в незначительной степени опасаться воздействия динамических явлений на точность регулирования в зоне поршня.
В более предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что обеспечивается возможность доступа снаружи к поршню клапана регулирования давления таким образом, что он может быть механически смещен в положение, в котором он освобождает седло.
Такой вариант осуществления, который может быть получен только при больших издержках, связанных с использованием клапана регулирования давления, вокруг которого имеет место наружный поток, обеспечивает возможность выполнения процесса заполнения без проблем, при этом при данном процессе заполнения предотвращается смещение поршня в его положение закрытия или, по меньшей мере, в положение, при котором площадь его открытого поперечного сечения уменьшается, что затрудняет процесс заполнения при зарядке снаружи, происходящей при очень высоком давлении. Концевой упор предпочтительно ограничивает выполняемый поршнем ход открытия, чтобы предотвратить в этом случае повреждения мест контакта между поршнем и корпусом.
В качестве альтернативы механическому смещению поршня в его положение, в котором он освобождает седло, также может быть предусмотрен конструктивный элемент, подобный разгрузочному клапану, который в случае заполнения под давлением снаружи, которое приводит к существенному повышению давления во внутреннем пространстве баллончика, освобождает отверстие, ведущее во внутреннее пространство баллончика. Однако это приводит к удорожанию конструкции.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что седло образовано между уплотнительным элементом, закрепленным на корпусе, и поршневым штоком или отдельным элементом, который может перемещаться в аксиальном направлении через поршень.
В наиболее простом случае поршень и поршневой шток могут быть выполнены в виде одной детали, при этом уплотнительный элемент предпочтительно находится против наружной периферии поршневого штока и закрывает радиальное отверстие в его центральном канале в седле. При таком решении также возможно, чтобы уплотнительный элемент освобождал седло в случае заполнения под давлением снаружи, которое существенно превышает давление внутри баллончика.
В альтернативном варианте также предусмотрено наличие отдельного закрывающего элемента для образования седла с уплотнительным элементом, при этом закрывающий элемент смещается в положение, в котором он оказывается поднятым с уплотнительного элемента с помощью поршневого штока в случае падения давления.
Соединение между камерой давления и зонами, через которые проходит поток, может быть создано или с помощью кольцевой канавки вокруг поршневого штока, которая соединена с седлом, или также с помощью радиального отверстия в поршневом штоке, которое обеспечивает наличие требуемого действующего соединения без прохода выходящего аэрозоля через камеру давления.
Варианты осуществления поршневых штоков без радиальных отверстий открыты на своих передних концах и выполнены с поперечными прорезями в этой зоне, чтобы обеспечить возможность сквозного потока аэрозоля.
Особое преимущество аэрозольного баллончика согласно изобретению заключается в том, что можно выполнить корпус для клапана регулирования давления, который служит опорой уплотнительному элементу седла и наружная стенка которого ограничивает камеру давления с внутренней стороны. Пружина клапана регулирования давления, которая выполнена в виде цилиндрической винтовой пружины или пневматической упругой пружины, расположена между корпусом и поршнем, при этом пружина предпочтительно опирается на вставленный корпусной элемент, который сцеплен, поджат, приварен и/или приклеен к цилиндрической стенке корпуса. Пространство между корпусом и поршнем, в котором расположена пружина, предпочтительно загерметизировано в направлении внутреннего пространства баллончика, чтобы избежать воздействия проникающего аэрозоля на регулирование давления. Компактная конструкция клапана регулирования давления аэрозольного баллончика согласно изобретению обеспечивает выполнение поршня с наибольшим возможным диаметром и с соответствующей адаптацией усилия пружины поршня, обеспечивая таким образом оптимальную точность регулирования. Пневматический амортизатор, который образует пневматический упругий элемент, может также быть заключен в герметизированное пространство между корпусом и поршнем.
Приведенные в качестве примера варианты осуществления будут рассмотрены более подробно ниже с помощью приложенных чертежей, на которых
фиг.1 - поперечное сечение клапана регулирования давления аэрозольного баллончика при опорожненном состоянии баллончика и отсутствии повышенного давления;
фиг.2 - клапан регулирования давления на фиг.1 в закрытом положении покоя после заполнения баллончика;
фиг.3 - поперечное сечение дополнительного варианта осуществления клапана регулирования давления при опорожненном состоянии баллончика и отсутствии повышенного давления;
фиг.4 - клапан регулирования давления на фиг.3 в положении покоя после заполнения баллончика.
На фиг.1 показан клапан 10 регулирования давления, который герметично соединен с крышкой 12 клапана, предпочтительно изготовленной из тонкого листа металла или алюминия, которая в свою очередь герметично закрывает аэрозольный баллончик (непоказанный). Распылительный клапан, не показанный более подробно, с помощью которого обеспечивается направленное распыление содержимого баллончика путем надавливания на распылительную головку, предусмотрено в верхней зоне клапана 10 регулирования давления.
Клапан 10 по существу состоит из корпуса 16, который в своей задней, выполненной с цилиндрической формой зоне 18, закрыт с помощью вставленного корпусного элемента 20, который обеспечивает соединение с крышкой 12 клапана и в котором размещен распылительный клапан 14, из подвижного поршня 22, который находится в равновесном состоянии под действием усилия, действующего со стороны пружины 24 сжатия, и регулирующего давления в камере 26 давления, действующего на поверхность поршня, и из седла 28, предназначенного для регулирования давления, которое осуществляется с помощью поршня 22 посредством поршневого штока 30. Корпус 16 образует наружную стенку камеры 26 давления и служит опорой уплотнительному элементу 32, который выполнен в виде кольцевого уплотнения и который вместе с закрывающим элементом 34, выполненным с возможностью смещения в корпусе 16 коаксиально по отношению к поршню 22, образует седло 28. Когда поршень 22 смещается под действием давления против направления действия усилия пружины 24, фиксирующая пружина 36 обеспечивает удерживание закрывающего элемента 34 в герметичном контакте с уплотнительным элементом 32.
Сообщение между камерой 26 давления и седлом 28 осуществляется посредством кольцевого канала 38, который окружает поршневой шток 30 и который ограничен снаружи удерживающей вставкой 40, образующей аксиальную опору для уплотнительного элемента 32.
На фиг.1-4 нажимная пружина представлена альтернативно в виде цилиндрической винтовой пружины 24 (правые половины фигур чертежей) и в виде закрытого пневматического упругого элемента 27 (левые половины фигур чертежей).
Герметичное уплотнение пространства 25, предназначенного для размещения цилиндрической винтовой пружины 24 и образованного между корпусом 16 и поршнем 22, осуществляется посредством кольцевого уплотнения 42, выполненного между поршнем 22 и внутренней стенкой корпуса 16, и двух дополнительных кольцевых уплотнений, расположенных между удерживающим элементом 44, вставленным в корпус и также используемым для обеспечения опоры для цилиндрической винтовой пружины 24, и внутренней стенкой корпуса 16 или наружной стенкой поршневого штока 30 в этой зоне. Упор 46 ограничивает ход поршня 22 в зоне вставленного корпусного элемента 20, в то время как второй упор 48, предусмотренный на стороне корпуса, ограничивает ход поршня 22 в открытом положении.
Выходящий поток аэрозоля сначала проходит через трубку или шланг 50, доходящий до зоны вблизи днища аэрозольного баллончика, через соединительную часть 52 корпуса, которая заканчивается в камере корпуса 16, содержащей закрывающий элемент 34, затем через сквозные прорези 54 на передней поверхности упора 48, которые обеспечивают наличие поперечного сечения для прохода потока даже в том случае, когда они "опираются" на второй упор, через продольные канавки 53 в корпусе 16, вдоль наружной стороны закрывающего элемента 34, через вторые прорези 56 в передней зоне поршневого штока 30, в центральный канал 58 в поршневом штоке и до распылительного клапана 14, который сам по себе известен, с его распылительной головкой (подробно не показанной). Регулирующее давление, которое должно быть создано между седлом 28 и распылительным клапаном 14, также действует посредством кольцевой канавки 38 в камере 26 давления без прохода аэрозоля через камеру 26 давления. Замена аэрозоля в камере 26 давления происходит за счет притока и оттока во время хода поршня 22 при его перемещении. Непрерывный поток через камеру давления также возможен, если входное отверстие центрального канала 58 расположено в зоне камеры 26 давления.
В исходном положении клапана регулирования давления, показанном на фиг.1, баллончик еще не наполнен, то есть внутреннее пространство баллончика не находится под давлением, и пружина 24 сжатия может вызвать смещение поршня 22 и закрывающего элемента 34 к второму упору 48, так что соединение между распылительным клапаном 14 и внутренним пространством баллончика будет открыто. Фиксирующая пружина 36 сжимается под действием усилия более жесткой пружины 24 поршня 22.
Для заполнения баллончика можно удерживать поршень 22 механически в этом открытом положении с помощью средства 60 нажатия, которое в данном случае образовано так называемым стержнем, чтобы обеспечить возможность заполнения баллончика с высоким давлением заполнения для ускорения процесса заполнения, без уменьшения поперечного сечения в седле 28, которое вызвано повышением давления в клапане 10 регулирования давления. В конце процесса заполнения средство 60 нажатия отпускается, так что поршень смещается в свое положение, показанное на фиг.2, под действием высокого давления во внутреннем пространстве аэрозольного баллончика. В этом положении поршневой шток 30 поднимается с передней поверхности закрывающего элемента 34, и закрывающий элемент 34 прижимается к уплотнительному элементу 32 под действием усилия фиксирующей пружины 36 и за счет давления во внутреннем пространстве аэрозольного баллончика, как только в камере 26 давления будет достигнуто заданное регулирующее давление, составляющее приблизительно 3 бар.
Если после открытия распылительного клапана 14 давление в зоне между распылительным клапаном 14 и седлом 28 падает, сила давления, действующая на поршень 22, уменьшается, так что пружина 24 сжатия снова заставляет поршень смещаться, при этом закрывающий элемент 34 смещается вместе с поршнем до тех пор, пока после "отрыва" закрывающего элемента 34 от уплотнительного элемента 32 и возможного притока аэрозоля в камере 26 давления снова не будет достигнуто регулирующее давление, которое приводит к закрытию седла 28. Равновесие достигается в зоне седла 28 во время непрерывного распыления содержимого баллончика, и при этом обеспечивается заданный перепад давлений без непрерывно повторяющегося закрывающего перемещения поршня 22.
Для повышения точности регулирования необходимо выполнить поршень с максимальным возможным диаметром, при этом жесткость пружины 24 сжатия, соответственно, должна соответствовать заданному регулирующему давлению.
Дополнительный вариант осуществления клапана 110 регулирования давления показан в поперечном сечении на фиг.З, при этом данный вариант осуществления в своих существенных элементах соответствует варианту осуществления, показанному на фиг.1 и 2. Следовательно, идентичные детали обозначены идентичными ссылочными номерами.
Различия существуют в зоне выполненного по-другому седла 128 закрытия и поршневого штока 130, модифицированного в его нижней зоне 156, которая вместе с прокладкой 132, зажатой между удерживающей вставкой 140 и уступом 141 корпуса, образует седло 128. Поршневой шток 130, который и в данном случае выполнен с каналом 58, закрыт с его переднего конца 131, при этом в зоне предусмотренного на корпусе упора 48 также выполнены прорези 154, которые позволяют потоку аэрозоля, поступающему из соединительной части 52 корпуса, проходить в кольцевую камеру 129, предусмотренную в зоне места закрытия.
Поршневой шток имеет первое радиальное отверстие 137, которое при открытом положении поршня 22 обеспечивает соединение между кольцевой камерой 129 и каналом 58 в поршне 22. Второе радиальное отверстие обеспечивает соединение между каналом 58 в поршне 22 и камерой 26 давления, чтобы обеспечить возможность выполнения заданного регулирования давления, как уже было разъяснено со ссылкой на фиг.1 и 2.
В положении, показанном на фиг.3, в котором находится клапан 110 регулирования давления, когда аэрозольный баллончик не заполнен и не находится под давлением, поршневой шток 130 поршня прилегает ко второму упору 48, предусмотренному на корпусе, под действием усилия, создаваемого пружиной 24 сжатия. В этом случае первое радиальное отверстие 137 смещено в аксиальном направлении относительно прокладки 132, так что его поперечное сечение является открытым.
После заполнения аэрозольного баллончика под давлением, которое и в данном случае при необходимости осуществляют с помощью средства 60 нажатия, прочно удерживающего поршень 22 в положении, которое обеспечивает увеличение открытого поперечного сечения седла 128, поршень занимает положение, показанное на фиг.4, в котором давление, преобладающее в камере 26 давления, вызывает смещение поршня в направлении против направления действия усилия пружины 24 сжатия, так что радиальное отверстие 137 смещается в зону, находящуюся за прокладкой 132 по ходу течения, при этом прокладка 132 с обеспечением герметичности опирается на наружную окружную поверхность поршневого штока 130 и таким образом изолирует зону высокого давления во внутреннем пространстве баллончика, которое составляет приблизительно 10 бар и преобладает в соединительной части 52 корпуса, от зон, расположенных за прокладкой 132 по ходу течения до распылительного клапана 14 и находящихся под регулирующим давлением, составляющим приблизительно 3 бар. Перемещающийся крюкообразный элемент 134, который также может быть выполнен в виде кольцевого элемента, охватывающего всю окружную периферию поршневого штока, в данном случае обеспечивает оптимальное позиционирование прокладки, чтобы гарантировать хорошую герметизацию в течение длительного времени.
Естественно, возможны другие дополнительные варианты осуществления элементов, например в варианте осуществления, представленном на фиг.1 и 2, радиальное отверстие 138 может заменить кольцевой канал 38 или оно может быть предусмотрено в качестве дополнительного элемента и, как уже было указано, также можно выполнить пневматические упругие пружины с соответствующими характеристическими линиями в дополнение к цилиндрическим винтовым пружинам. Обычно можно повысить точность регулирования путем увеличения соотношения диаметров, при этом имеются в виду диаметр седла, образованного кольцевым уплотнением 42, и диаметр уплотнительного элемента 32 или прокладки 132 в зоне мест 28, 128 закрытия. Поскольку диаметр уплотнительного элемента 32 или прокладки 132 не может быть произвольно уменьшен, целесообразным может быть увеличение диаметра поршня, однако не следует слишком сильно уменьшать объем баллончика. Оказалось, что для большинства случаев применения было достаточно использовать регулирующее давление от 2 до 3 бар, при этом колебания в пределах данного диапазона являются совершенно безопасными, и их можно легко добиться при геометрических параметрах, которые соответствуют практическим потребностям.
Клапан 10 регулирования давления необязательно должен быть объединен с распылительным клапаном в один конструктивный блок. Вместо этого можно выполнить клапан регулирования давления отдельно и затем подсоединить его до распылительного клапана по ходу течения с помощью шланга или трубки. Хотя в данном случае выполнение средства нажатия возможно лишь в ограниченной степени, существует возможность использования существующего производственного оборудования для изготовления головок клапанов с распылительными клапанами.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН | 2003 |
|
RU2329929C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДАЧИ ЖИДКОСТИ С ВЫПУСКНЫМ КЛАПАНОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СЖАТИЯ | 2015 |
|
RU2685141C2 |
ДОЗИРУЮЩЕЕ И АКТИВИРУЕМОЕ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА С ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬЮ АЭРОЗОЛЬНОГО БАЛЛОНЧИКА ("Flairosol II") | 2012 |
|
RU2683982C2 |
РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ ВЫДАЧИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2005 |
|
RU2372266C1 |
АЭРОЗОЛЬНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) | 2001 |
|
RU2268216C2 |
АЭРОЗОЛЬНЫЙ АСПИРАТОР И СПОСОБ ВСАСЫВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ | 2007 |
|
RU2411047C2 |
Насос | 1984 |
|
SU1178936A2 |
УСТРОЙСТВО РАСПЫЛЕНИЯ С ФУНКЦИЯМИ АЭРОЗОЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ("FLAIROSOL") | 2011 |
|
RU2577264C2 |
МОДУЛЬНЫЙ ПОТОЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2008 |
|
RU2479775C2 |
ПОРШНЕВОЙ НАСОС ДЛЯ МОЕЧНОГО АППАРАТА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ | 2021 |
|
RU2816770C1 |
Изобретение относится к устройствам для распыления с использованием сжатого газа. Аэрозольный баллончик, в котором для снижения давления в аэрозольном баллончике имеется расположенный до распылительного сопла по ходу течения клапан регулирования давления с седлом клапана. Соединение между седлом клапана и распылительным клапаном осуществлялось посредством центрального канала, выполненного в поршне клапана регулирования давления, при отсутствии потока через камеру давления. При этом вместо прохода через камеру давления поток проходит мимо нее. Изобретение имеет простую конструкцию, при которой можно обеспечить легкий доступ к поршню снаружи, чтобы удерживать его в открытом положении для более легкого заполнения баллончика под давлением. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
DE 29823474 U1, 29.07.1999 | |||
Распылительное устройство | 1977 |
|
SU733512A3 |
Авторы
Даты
2006-01-10—Публикация
2001-06-07—Подача