САМОЗАПИРАЮЩИЙСЯ КЛАПАН С КЛАПАННОЙ КРЫШКОЙ Российский патент 2012 года по МПК B65D47/20 F16K17/04 

Настоящее изобретение касается самозапирающегося клапана с клапанной крышкой, который служит для выпуска текучего продукта.

Типичным применением самозапирающегося клапана являются резервуары, в которых выпуск текучего содержимого осуществляется посредством сдавливания емкости. В качестве примера можно привести так называемые сплющиваемые бутылки, предназначенные для косметических средств по уходу за телом. За счет уменьшения внутреннего объема сплющиваемой бутылки, вызванного действиями пользователя, в ней повышается давление, так что содержащийся в ней продукт, например, жидкое мыло, будет выходить через клапан. В связи с тем, что клапан действует как самозапирающийся, то без повышения давления исключается возможность самопроизвольного выхода содержимого, даже в том случае, если емкость не закрыта колпачком, и если сам продукт силой своего веса оказывает давление на зону выхода клапана.

Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 10218363 A1 известен самозапирающийся клапан для выдачи жидкого или пастообразного продукта. Клапан содержит клапанную мембрану, которая имеет выпуклую форму в направлении продукта. Клапанная мембрана по краю образована кольцом-держателем, отформованном на экструдере в виде покрытия бесшовной оболочкой. Для качественной выдачи продукта клапанная мембрана подпирается деталью, которая имеет пластинчатую форму. Деталь пластинчатой формы, в свою очередь, удерживается пружинными рычагами, в результате чего имеет место увеличение затрат на сборку клапана. Еще один недостаток данного решения заключается в том, что уравновешиванию воздуха, в частности, мешает деталь пластинчатой формы, так что сосуд должен обладать значительной возвращающей силой. Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 19613130 A1 известен самозапирающееся запорное устройство с запирающей мембраной в виде укупорочной пленки для выдачи жидкого наполняющего вещества, содержащегося в сосуде, поддающемся сжатию. Запирающая мембрана, выполненная в виде укупорочной пленки, имеет в нерабочем встроенном состоянии нижний крепежный край и верхнюю запорную крышку, ориентированную, в основном, в направлении выдачи материала и выполненную вогнутой. При обычном процессе выдачи жидкости открываются пазы раскрытия в запорной мембране, начиная с определенного давления, это происходит надежно и почти неожиданно. Во время окончания раздаточного процесса происходит возврат в исходное положение самого сосуда, так что запирающая мембрана возвращается в исходное вогнутое положение. При этом происходит пролом шлицев отверстия по направлению вовнутрь, так что происходит обратное засасывание воздуха. Для того чтобы улучшить обратное всасывание воздуха, можно между запирающей мембраной, выполненной в виде укупорочной пленки, и ее опорой выполнить канавки [шлицы]. Недостаток этого решения заключается в ограниченной герметичности и в большом разрежении, которое требуется для обратного всасывания. Для того чтобы достичь сильного эффекта обратного всасывания, необходимо, чтобы емкости выполнялись с соответствующим пружинным эффектом. Это является причиной использования большого количества материала для сосуда, в результате чего повышаются расходы на изготовление.

Из описания изобретения к Европейскому патенту - ЕР 0388828 A1 известен самозапирающийся клапан с клапанной мембраной, которая имеет форму тарельчатого диска. Клапанная мембрана имеет расположенное в центре раздаточное отверстие, с помощью которого она насаживается на опорный диск, в результате чего происходит его герметизация. Это решение не дает возможности обратно всасывать воздух.

Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 4329808 C2 известен самозапирающийся запорный элемент для емкости или для тубы, у которого выходное отверстие в закрывающей крышке запирается с помощью запорного шипа. При повышении давления запорный шип нажимается вовнутрь, чтобы освободить выходное отверстие, и чтобы продукт мог выходить через выходное отверстие. Недостаток этого решения состоит в том, что требуется большое давление, для того чтобы запорный шип освободил выпускное отверстие. Кроме того, это решение не предусматривает возможности для обратного всасывания воздуха, так что оно пригодно только для определенных продуктов. Поскольку это решение связано со сравнительно высокими затратами на изготовление, то оно является малопригодным для производства массовых товаров.

Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 19580254 B4 известен самозапирающийся клапан, клапанная мембрана которого изогнута вовнутрь. Клапанная мембрана имеет опять же расположенное в середине раздаточное отверстие, которое насаживается на опорный диск, в результате чего происходит его герметизация. По направлению вверх клапанная мембрана удерживается посредством несущего фланца, к которому клапанная мембрана в зоне радиальной наружной области прилегания прилегает снизу. На опорном диске может быть выполнена цапфа, которая в положении запирания заходит в раздаточное отверстие и создает, таким образом, надежное уплотнение. Боковая область прилегания клапанной мембраны может быть выполнена таким образом, что она в случае возникновения разрежения будет деформироваться по направлению вовнутрь, в результате чего освободится путь для воздуха на случай его обратного всасывания. Такое деформирование предполагает, однако, наличие большого разрежения, так что стенки емкости должны иметь в наличие соразмерно большие восстанавливающие усилия.

Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 10200519 A1 известен клапан для нанесения жидких или, соответственно, растворенных в жидкостях лекарственных веществ, который имеет приемный корпус, в котором выполнены выпускной канал для жидкости и вентиляционный канал. В приемном корпусе размещена мембрана, которая имеет возможность упругой деформации и которая герметично запирает как выпускной канал, так и вентиляционный канал. В форме конструктивного исполнения, показанной в описании изобретения к патенту ФРГ - DE 10200519 A1, вентиляционный канал по боковому периметру запирающего элемента выступает наружу.

Из описания изобретения к патенту Великобритании - GB 2122586 A известен раздаточный запирающий элемент для сплющиваемых бутылок. Внутри запирающего элемента размещена пластина, которая держит первую трубчатую втулку. В первую трубчатую втулку выступает вторая трубчатая втулка крышки. Между крышкой и пластиной размещена клапанная мембрана. Если на сплющиваемую бутылку действует давление, то среда течет через выполненные в пластине отверстия, попадая на клапанную мембрану, в результате чего мембрана приподнимается. После этого среда через отверстия в обеих трубчатых втулках выходит наружу. В альтернативной форме осуществления решения, представленного в описании изобретения к патенту Великобритании - GB 2122586 A, клапанная мембрана своим отверстием сидит на седле клапана. Если на клапанную мембрану оказывает давление среда из внутренней полости бутылки, то она приподнимает клапанную мембрану с седла клапана, так что среда может проникать наружу между клапанной мембраной и седлом клапана.

В описании изобретения к патенту Японии - JP 11-240553 показан запорный элемент для бутылки, которая сначала имеет цилиндрический участок, который переходит в горлышко бутылки. Запорный элемент имеет фиксирующий цилиндр, с помощью которого запорный элемент сидит на горлышке бутылки. Внутри запорного элемента размещена фиксирующая пластина, на которой сидит цилиндр клапана. На цилиндр клапана надет эластичный колпачок, который в середине своей верхней закрывающей поверхности имеет отверстие для поступления воздуха. Эластичный колпачок окружен сужающимся соплом, которое лишь освобождает закрывающую поверхность эластичного колпачка. Когда среда попадает из бутылки в зону запорного элемента, то она проходит через отверстия, выполненные в фиксирующей пластине и в эластичном колпачке, в зону, расположенную между эластичным колпачком и соплом, после чего через выпускное отверстие, образовавшееся между эластичным колпачком и соплом, она выходит наружу. Если внутри бутылки действует разрежение, то через впускное отверстие для воздуха снаружи начинает поступать воздух, поток которого проходит по каналу, образовавшемуся между цилиндром клапана и эластичным колпачком, а также по каналу, образовавшемуся между фиксирующей пластиной и эластичным колпачком, чтобы потом попасть вовнутрь бутылки через отверстие в фиксирующей пластине.

Итак, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать самозапирающийся клапан, предназначенный для выдачи текучего продукта, который очень просто и дешево изготавливается и требует лишь незначительного разрежения, которое необходимо для осуществления обратного всасывания воздуха, чтобы надежно избегать улетучивания даже незначительных количеств текучего продукта.

Эта задача решается с помощью самозапирающегося клапана согласно приложенному основному пункту 1 формулы изобретения. При этом клапанная мембрана для выдачи продукта меняет свое положение из запирающего положения в положение раздачи. В запирающем положении выходное отверстие крышки клапана закрывается с помощью клапанной мембраны. В положении раздачи клапанная мембрана приподнимается с помощью крышки клапана, чтобы продукт мог выйти наружу. В положении обратного всасывания наружный воздух поступает через выходное отверстие и через направляющее отверстие клапанной мембраны между клапанной мембраной и направляющим тарельчатым диском, чтобы он достиг объема, необходимого для пополнения запасов.

Особое преимущество данного изобретения состоит в том, что одновременно могут быть достигнуты две цели: очень упрощенная конструктивная разновидность и четко улучшенная процедура отсасывания воздуха. Клапанная мембрана может быть образована простой шайбой, выполненной из пластмассы, которая может быть изготовлена очень дешево. емкость с клапаном по изобретению не должна обладать большими возвращающими усилиями. Вследствие этого, стенка емкости может быть выполнена тонкой, такой, чтобы благодаря применению клапана согласно изобретению создались благоприятные условия, которые бы позволили изготавливать емкости, экономя материал и прочие производственные расходы.

Другие преимущества, детали и усовершенствованные варианты изобретения проистекают из последующих описаний множественных форм осуществления изобретения, со ссылкой на чертежи, где:

На фигуре 1 показано изображение поперечного сечения первой формы выполнения самозапирающегося клапана согласно изобретению в положении запирания;

На фигуре 2 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 1, в положении раздачи;

На фигуре 3 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 1, в положении обратного всасывания;

На фигуре 4 - изображение поперечного сечения второй формы выполнения самозапирающегося клапана согласно изобретению в положении запирания;

На фигуре 5 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 4, в положении раздачи;

На фигуре 6 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 4, в положении обратного всасывания;

На фигуре 7 - изображение поперечного сечения третьей формы выполнения самозапирающегося клапана согласно изобретению в положении запирания;

На фигуре 8 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 7, в положении раздачи;

На фигуре 9 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 7, в положении обратного всасывания;

На фигуре 10 - изображение поперечного сечения четвертой формы выполнения самозапирающегося клапана согласно изобретению в положении запирания;

На фигуре 11 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 10, в положении раздачи;

На фигуре 12 - изображение поперечного сечения клапана, показанного на фигуре 10, в положении обратного всасывания.

Фигура 1 показывает изображение поперечного сечения первой формы выполнения самозапирающегося клапана 01 согласно изобретению в запирающем положении. В общем, для понимания фигур следует заметить, что клапан 01 сконфигурирован применительно монтажа на емкости (не показано), например, посредством установки в горлышко сплющиваемой бутылки.

Клапан 01 содержит кругообразную клапанную мембрану 02, которая имеет круглое, расположенное посередине, раздаточное отверстие 03. Клапанная мембрана 02 имеет, в основном, форму тарельчатой пружины и демонстрирует также сравнимые пружинные свойства. Клапанная мембрана 02 показана на фигуре 1 в положении, когда клапан 01 закрыт. В этом положении запирания клапанная мембрана 02 периметром своего направляющего отверстия 03 прижимается к крышке клапана 04. Образовавшаяся в результате круглая поверхность 06 прилегания производит уплотнение клапанной мембраны 02 относительно крышки 04 клапана. На стороне клапанной мембраны 02, которая расположена напротив поверхности прилегания 06, направляющее отверстие 03 имеет проходящий по всему периметру удерживающий фланец 07. Удерживающий фланец 07 прилегает с зазором к четырем направляющим цапфам, через которые сбоку проведена клапанная мембрана 02. Четыре направляющие цапфы 08 размещены на направляющем тарельчатом диске 09. Наружный периметр клапанной мембраны 02 образован проходящей по всему периметру кромкой 11. Проходящая по всему периметру кромка 11 в изображенном положении запирания опирается на наклонную, проходящую по всему периметру приемную поверхность 12 направляющего тарельчатого диска 09. Направляющий тарельчатый диск 09 и крышка 04 клапана жестко связана с круглой крепежной рамкой 13 клапана 01.

Форма клапанной мембраны в положении запирания изогнута в направлении выдачи продукта и имеет, за исключением удерживающего фланца 07, форму оболочки усеченного конуса. Клапанная мембрана 02 обладает способностью эластично деформироваться, причем за счет формы усеченного конуса и удерживающего фланца 07 запоминается предварительное напряжение, которое определяет способность к деформированию. Боковому движению клапанной мембраны 02 воспрепятствуют четыре направляющие цапфы 08. Клапанная мембрана 02 удерживается, с одной стороны, за счет прилегания к поверхности 06 прилегания, расположенной на крышке 04 клапана, а, с другой стороны, за счет прилегания к проходящей по всему периметру кромке 11 на направляющем тарельчатом диске 09. Следовательно, клапанная мембрана 02 удерживается, будучи зажатой между крышкой 04 клапана и направляющим тарельчатым диском 09. Поэтому для выполнения монтажа клапанной мембраны 02 не требуется никаких дополнительных крепежных средств. В представленной форме конструктивного исполнения направляющая цапфа 08 и направляющий тарельчатый диск 09, включая его приемную поверхность 12, переходят друг в друга, превращаясь в единое целое, в результате чего становится возможной простота в изготовлении. Однако эти составные части могут иметь и другое исполнение, т.е. состоять из множества частей. В показанной форме исполнения боковому смещению клапанной мембраны 02 воспрепятствуют четыре направляющие цапфы 08. Само собой разумеется, может быть выбрано также и другое число направляющих цапф 08, или направляющие цапфы 08 могут располагаться на крышке 04 клапана. Боковое смещение клапанной мембраны 02 можно предотвратить также, используя другие направляющие средства. Например, в направляющем отверстии 03 можно установить диск с отверстиями.

За счет конструктивного исполнения удерживающего фланца 07 на клапанной мембране 02 клапанная мембрана 02 в области поверхности прилегания 06 имеет утолщение. Таким образом, обеспечивается положение, когда поверхность прилегания 06, которая образуется в положении запирания, плотно замыкает полость, которая находится между крышкой 04 клапана и клапанной мембраной 02.

Направляющий тарельчатый диск 09 имеет в своей периферической области промежуточные отверстия 14, через которые продукт или воздух могут поступать из емкости в полость 16, которая расположена между клапанной мембраной 02 и крышкой 04 клапана. Продукт, вытекающий из емкости в направлении 17, или же присутствующий там воздух не могут утекать в изображенном положении запирания, потому что в область поверхности прилегания 06 между клапанной мембраной 02 и крышкой 04 клапана не может проникнуть ни продукт, ни воздух. Так как клапанная мембрана 02 прижата к крышке 04 клапана эластично, то небольшие значения повышения давления внутри емкости не приводят к тому, чтобы продукт или воздух мог покидать полое пространство 16 в области между клапанной мембраной 02 и крышкой 04 клапана. Например, во время открытия и во время запирания сплющиваемой бутылки с помощью запирающего колпачка за сплющиваемую бутылку можно надежно браться. При этом внутреннее давление в бутылке слегка повышается, однако, отсутствует желание выдачи продукта, что гарантируется клапаном 01 по изобретению.

Присутствующий вне емкости воздух может попадать через канал, который образуется выпускным отверстием 18 в крышке 04 клапана, направляющим отверстием 03 клапанной мембраны 02, расположенными на расстоянии направляющими цапфами 08 и зоной между клапанной мембраной 02 и направляющим тарельчатым диском 09. Воздух, текущий в направлении 19, однако, не может попасть во внутреннюю часть емкости, потому что клапанная мембрана 02, имеющая круглую кромку 11, опирается на направляющий тарельчатый диск 09. Поскольку отсутствует заметная разница в давлении между внутренней частью и наружной частью емкости, то воздух не может проникнуть между клапанной мембраной 02 и направляющим тарельчатым диском 09 насквозь в полое пространство 16.

Самозапирающийся клапан 01 является, в частности, пригодным для так называемых сплющиваемых бутылок, у которых вследствие ручного сплющивания бутылки выдается текучий продукт. В этом случае клапан 01 размещается в отверстии бутылки, предусмотренном для раздачи продукта. Показанная на фигуре 1 форма конструктивного исполнения клапана по изобретению имеет для этого кругообразную крепежную рамку 13, которую можно вставить в отверстие бутылки. Клапан, выполненный в соответствии с изобретением, может быть выполнен также в виде интегрированной составной части емкости.

На фигуре 2 представлено изображение поперечного сечения, показанного на фигуре 1, самозапирающегося клапана 01 в раздаточном положении. Фигура 2 показывает те же самые составные части, что и фигура 1, при использовании тех же самых ссылочных позиций. Раздаточное положение служит для выдачи продукта из емкости. В случае сплющиваемой бутылки раздаточное положение достигается за счет защемления бутылки. Для этого сплющиваемую бутылку обычно держат так, чтобы отверстие с клапаном было направлено вниз. Раздаточное положение занимает клапан 01 тогда, когда давление внутри емкости становится таким большим, что давление, действующее на клапанную мембрану 02 в полости 16, становится причиной деформации клапанной мембраны 02 в направлении направляющего тарельчатого диска 09. Форма усеченного конуса клапанной мембраны 02 легко сглаживается за счет этой деформации. И клапанная мембрана 02 при теперешних обстоятельствах более не прилегает к крышке 04 клапана, так что образовался зазор 21, через который уже возможен сквозной проход. Находящийся в полости 16 продукт или находящийся там воздух могут при теперешних обстоятельствах попасть через сквозной зазор 21 и через выпускное отверстие 18 наружу. Стрелка 22, указывающая направление, разъясняет направление течения продукта. Поскольку сквозной зазор 21 выполнен вокруг направляющего отверстия 03, то сквозной зазор 21 имеет достаточно большое поперечное сечение для протекания продукта. Величина направляющего отверстия 03 в данной конструктивной форме исполнения определяет величину сквозного зазора 21 и, таким образом, вместе с величиной выпускного отверстия 18 количество и скорость протекающего продукта.

Для смены положения запирания на раздаточное положение необходимо преодолеть усилие, с которым клапанная мембрана 02 прижимается к крышке 04 клапана. Поэтому для выдачи продукта следует увеличивать усилие, прилагаемое к сплющиваемой бутылке так долго, пока клапан 01 не сменит свое положение на раздаточное положение. Это влечет за собой ситуацию, когда сплющиваемая бутылка во время этой процедуры начинает внезапно разгружаться от давления до того момента, когда вызванное расплющиванием избыточное давление будет аннулировано. В этот момент определенное количество продукта будет выдано. Клапан 01 и сплющиваемая бутылка могут выйти на параметры, когда внезапно выданное количество продукта будет соответствовать типичному потребляемому количеству продукта. Таким образом, пользователь интуитивно может выдать типичное потребляемое количество продукта. Если есть желание получить большее количество, то надо после смены клапана 01 в раздаточное положение бутылки продолжать на нее давить. Поскольку усилие, необходимое для смены положения в раздаточное положение уже преодолено, то требуется меньше усилий для получения большего количества продукта. Преодоление максимума усилий для осуществления перехода в раздаточное положение является для пользователя ощутимым, а выход наружу продукта или воздуха - слышимым. Это улучшает свойства обслуживания, в частности, ощутимое схватывание сплющиваемой бутылки, снабженной клапаном, выполненным в соответствии с изобретением.

Если же усилие, воздействующее на бутылку, опустится ниже определенного порога, то клапанная мембрана 02 снова будет прилегать к крышке 04 клапана, так что клапан 01 отскочит в положение запирания. Благодаря круговому концентричному исполнению клапанной мембраны 02 и напряжению, заложенному клапанную мембрану 02, происходит - опять же внезапно - спад в положение запирания. Таким образом, имеет место определенный момент запирания, который ведет к чистому обрезанию выдавленной струи жидкости, так что в дальнейшем исключается, любое капание.

Если клапан 01 после выдачи продукта поменяет свое положение на запирающее, то внутреннее давление аннулируется благодаря выдаче продукта. Клапанная мембрана 02 к этому моменту времени снова примет исходную форму и займет исходную позицию. Эта ситуация имеет место, например, тогда когда пользователь отказывается от усилия для расплющивания бутылки, так что продукт более не выдается, но усилие все еще так высоко, что деформация бутылки еще сохраняется. В этом состоянии объем бутылки меньше, чем объем недеформированной бутылки. Если усилие по деформации бутылки полностью отсутствует, то действуют упругие усилия возвратной деформации стенки. Поскольку объем бутылки во время этого момента уменьшается, то возникает разрежение, так что клапан 01 меняет свое положение, занимая положение обратного всасывания.

На фигуре 3 показано изображение поперечного сечения, показанного на фигуре 2, клапана 01, находящегося в положении обратного всасывания. Фигура 3 показывает те же самые составные части, что и фигура 1, при использовании тех же самых ссылочных позиций. В показанном положении обратного всасывания разрежение [вакуум], возникающий в бутылке становится причиной того, что наружное избыточное давление воздуха в зоне между клапанной мембраной 02 и направляющим тарельчатым диском 09 деформирует клапанную мембрану 02. По причине этой деформации клапанная мембрана 02 поднимается по отношению к направляющему тарельчатому диску 09 в зоне круговой кромки 11, проходящей по всему периметру, в результате чего образуется круговой воздушный зазор 23, который тоже проходит по периметру. Форма же усеченного конуса клапанной мембраны 02 снова слегка притупляется по отношению положения запирания. Поскольку обширная краевая зона клапанной мембраны 02 в области круговой кромки 11, проходящей по всему периметру, не имеет дополнительной опоры и не усилена с помощью повышения жесткости или посредством аналогичной конструкции, то требуется лишь очень небольшое усилие для образования кругового воздушного зазора 23, который проходит по периметру. Следовательно, клапан 01, выполненный в соответствии с изобретением, может производить обратное всасывание воздуха уже при очень малом разрежении. Воздух имеет возможность попадать снаружи во внутреннюю часть емкости через канал, который образован выпускным отверстием 18, направляющим отверстием 03, расположенными на расстоянии друг от друга направляющими цапфами 08, зоной между клапанной мембраной 02 и направляющим тарельчатым диском 09, а также круговым воздушным зазором 23, который проходит по периметру и, наконец, полым пространством 16 и сквозными отверстиями 14. Это течение воздуха показано стрелкой 24. Поскольку воздушный зазор 23 выполнен круговым, то воздушный зазор 23 имеет достаточно большое поперечное сечение, предназначенное для обратного всасывания воздуха. Воздух может почти беспрепятственно течь снаружи вовнутрь и, тем самым, ликвидировать присутствующее там разрежение. Как только разрежение будет полностью снято, то смятая бутылка принимает снова свое исходное положение. Посредством использования кругового зазора 23 достаточное обратное засасывание воздуха будет обеспечено только тогда, когда отдельные участки зазора 23 все еще будут закупорены оставшимися компонентами продукта, который должен был быть выдан. Однaко пocpeдcтвом эффeктa обрaтнoгo всасывания также и эти компоненты продукта всасываются снова вовнутрь бутылки. Это касается также и компонентов продукта, которые остались в зоне выходного отверстия 18 или в зоне направляющих цапф 08, поскольку также и там имеет место эффект обратного всасывания.

Крышка 04 клапана имеет расположенную вокруг выходного отверстия 18 трубчатую насадку 26. Эта трубчатая насадка 26 обладает преимуществом, состоящим в том, что выдаваемый продукт достигает желаемого места, т.е. цели, так что на крышке клапана 04 в зоне выпускного отверстия 18 не остаются компоненты продукта. Если к концу процесса выдачи продукта на трубчатой насадке 26 остались компоненты продукта, то их можно, например, смахнуть рукой. К тому же, трубчатая насадка 26 защищает внутреннюю часть клапана 01.

Клапан, выполненный в соответствии с изобретением, состоит в более подробно представленной форме исполнения исключительно из трех частей. Это создает условия для простого и быстрого монтажа, поскольку лишь клапанная мембрана 02 и направляющий тарельчатый диск 09 в крепежных рамках 13 должны быть замаркированы отпечатком. Направляющий тарельчатый диск 09, предпочтительным образом, крепится с помощью фиксирующего соединения в крышке 04 клапана или в крепежной раме 13. Клапанная мембрана 02 может, предпочтительным образом, состоять из силикона или из сопоставимого мягкого эластичного пластика, в то время как крепежная рамка 13 может изготавливаться из литьевой детали из жесткого пластика.

Крепежная рамка 13, включая крышку 04 клапана, в случае варианта конструктивного исполнения может быть выполнена также как единое целое с расплющиваемой бутылкой или подобной емкостью.

В варианте конструктивного исполнения происходит боковая ориентация клапанной мембраны 02 с помощью направляющих элементов, которые с зазором прилегают к проходящей по всему периметру круговой кромке 11 клапанной мембраны 02. В этой форме исполнения можно отказаться от средств ориентации, которые вдаются в направляющее отверстие 03.

Целесообразным образом, в случае, если клапан не используется, он прикрывается запорным колпачком (не показан), который установлен известным образом на расплющиваемой бутылке. Предпочтительным образом, запорный колпачок снабжается цапфой, которая входит в трубчатую насадку 26 и запирает ее.

Фигуры 4-6 показывают изображения поперечного сечения второй формы конструктивного исполнения самозапирающегося клапана 01 согласно изобретению. На фигуре 4 изображен клапан 01 в положении запирания. На фигуре 5 изображен клапан 01 в положении раздачи, а фигура 6 показывает клапан 01 в положении обратного всасывания. Ссылочные позиции, использованные на фигурах 4-6, совпадают со ссылочными позициями, использованными на фигурах 1-3, если они характеризуют те же признаки. Форма конструктивного выполнения, показанная на фигурах 4-6, отличается от формы конструктивного выполнения, показанной на фигурах 1-3, только в том отношении, что она вместо четырех направляющих цапф имеет одну снабженную пазами направляющую цапфу 27. Снабженная пазами направляющая цапфа 27 выполнена как единое целое с направляющим тарельчатым диском 09. Снабженная пазами направляющая цапфа 27 внутри полая, в результате имеет место экономия материала. Наружная боковая поверхность направляющей цапфы 27 имеет несколько пазов 28, которые простираются от зоны выпускного отверстия 18 до направляющего тарельчатого диска 09. Снабженная пазами направляющая цапфа 27 выполняет те же функции, что и четыре направляющие цапфы, показанные на фигурах 1-3. Во-первых, снабженная пазами направляющая цапфа 27 предотвращает боковое движение клапанной мембраны 02. Во-вторых, пазы 28 направляющей цапфы 27 образуют часть канала, через который происходит отсасывание воздуха, потому что воздух может проникнуть снаружи через выходное отверстие 18 через пазы 28 в зону между направляющим тарельчатым диском 09 и клапанной мембраной 02.

Фигуры 7-9 показывают изображения поперечного сечения третьей формы конструктивного исполнения самозапирающегося клапана 01 согласно изобретению. На фигуре 7 изображен клапан 01 в положении запирания. На фигуре 8 изображен клапан 01 в положении раздачи, а фигура 9 показывает клапан 01 в положении обратного всасывания. Ссылочные позиции, использованные на фигурах 7-9, совпадают со ссылочными позициями, использованными на фигурах 1-6, если они характеризуют те же признаки. Форма конструктивного выполнения, показанная на фигурах 7-9, отличается от формы конструктивного выполнения, показанной на фигурах 4-6, только в том отношении, что клапанная мембрана 02 содержит концентрично расположенную уплотнительную фаску 29, которая противостоит отформованной в форме конуса внутренней поверхности буксы 31 выходного отверстия 18 крышки 04 клапана. Поскольку уплотнительная фаска 29 клапанной мембраны 02 входит в коническую буксу 31 с зажимом [защемлением], прижимая, таким образом, уплотнительную фаску 29 к внутренней поверхности втулки 31, то, в частности, в положении запирания обеспечивается надежное уплотнение полого пространства 16 в поверхности прилегания 06. Клапанная мембрана 02 вместо удерживающего фланца имеет направляющий диск 32, в центре которого расположено направляющее отверстие 03. Снабженная пазами направляющая цапфа 27 опять же входит в зацепление с направляющим отверстием 03 и обеспечивает, таким образом, ориентацию клапанной мембраны 02. Так как направляющее отверстие 03 по причине своего расположения в направляющем диске 32 является меньшим по размеру, чем отверстие, которое изображено в конструктивной форме исполнения, представленной на фигурах 4-6, то и снабженная пазами направляющая цапфа 27 будет иметь тогда меньший диаметр. Снабженная пазами направляющая цапфа 27 имеет на переходе к направляющему тарельчатому диску 09 подставку 33, которая, с одной стороны, стабилизирует снабженную пазами направляющую цапфу 27, а, с другой стороны, образует упор для ориентации клапанной мембраны 02. Ориентация клапанной мембраны 02 в направляющем отверстии 03 направляющего диска 32 позволяет производить беспрепятственную ориентацию [центрирование] оси, снабженной пазами направляющей цапфы 27 вплоть до подставки 33.

Между крышкой 04 клапана и направляющим тарельчатым диском 09 имеется осевой зазор 34. На основании этого осевого зазора 34 клапанная мембрана 02 в положении запирания имеет дополнительную возможность сжиматься, в результате чего может быть достигнута большее запирающее усилие как между круговой кромкой 11 клапанной мембраны 02 и направляющим тарельчатым диском 09, так и в зоне поверхности прилегания 06. Это сжатие клапанной мембраны 02 может быть вызвано сильным насаживанием бутылки на клапан 01, так как таким образом продукт своей массой и возникшим импульсом оказывает действие продуктовую сторону направляющим тарельчатым диском 09. Сжатие клапанной мембраны 02 может быть вызвано также резким [шоковым] встряхиванием или же аналогичным процессом. Если же для достижения положения раздачи давление в емкости, а следовательно, и в полом пространстве 16, повышается, то клапанная мембрана 02, снова разжимает направляющий тарельчатый диск 09 и клапанную крышку 04 в рамках осевого зазора 34. Вследствие этого уплотнительная фаска 29 клапанной мембраны 02 может приподниматься с поверхности прилегания 06 во втулке 31 крышки 04 клапана, так что продукт может течь в направлении 22.

Фигуры 10-12 показывают изображения поперечного сечения четвертой формы конструктивного исполнения самозапирающегося клапана 01 согласно изобретению. На фигуре 10 изображен клапан 01 в положении запирания. На фигуре 11 изображен клапан 01 в положении раздачи, а фигура 12 показывает клапан 01 в положении обратного всасывания. Ссылочные позиции, использованные на фигурах 10-12, совпадают со ссылочными позициями, использованными на фигурах 7-9, если они характеризуют те же признаки.

Формы конструктивного исполнения, представленные на фигурах 10-12, отличаются от форм конструктивного исполнения, представленных на фигурах 7-9, лишь в части придания клапанной мембране 02 специальной формы. Клапанная мембрана 02 в зоне между уплотнительной фаской 29 и круговой кромкой 11 имеет проходящую по всему периметру выпуклость 36, ориентированную в направлении крышки 04 клапана. Наличие этой выпуклости 36 приводит к давлению продукта, которое присутствует в полом пространстве 16 при переходе в положение раздачи, и является причиной деформации клапанной мембраны 02 в зоне между уплотнительной фаской 29 и выпуклостью 36. Эта деформация позволяет совершать дальнейший подъем клапанной мембраны 02 с поверхности прилегания 06 втулки 31 крышки 04 клапана, причем данная процедура не требует большого усилия. На фигуре 11 изображен клапан 01 в положении раздачи, при котором клапанная мембрана 02 в зоне между уплотнительной фаской 29 и выпуклостью 36 деформируется далеко в направлении направляющего тарельчатого диска 09. Эта форма конструктивного исполнения клапана 01 по изобретению обеспечивает особенно легкую и надежную выдачу продукта. Выпуклость 36 является и впредь причиной легкого подъема круговой кромки 11 клапанной мембраны 02 с направляющего тарельчатого диска 09, поскольку клапанная мембрана 02 в области между круговой кромкой 11 и выпуклостью 36 может деформироваться равным образом легко. Следовательно, в этой форме конструктивного исполнения клапана 01 по изобретению обеспечивается обратное всасывание воздуха уже при очень малом разрежении [вакууме], имеющем место внутри сосуда.

Перечень позиций

01 самозапирающийся клапан 02 клапанная мембрана 03 направляющее отверстие 04 крышка клапана 05 - 06 поверхность прилегания на крышке клапана 07 удерживающий фланец 08 направляющая цапфа 09 направляющий тарельчатый диск 10 - 11 круговая кромка клапанной мембраны 12 наклонная приемная поверхность направляющего тарельчатого диска 13 крепежная рамка 14 сквозное отверстие 16 полость между клапанной мембраной и крышкой клапана 17 течение в направлении крышки клапана 18 выпускное отверстие 19 поток воздуха, идущий к круговой кромке клапанной мембраны 21 сквозной зазор 22 направление течения продукта 23 воздушный зазор 24 течение воздуха 26 трубчатая насадка 27 снабженная пазами направляющая цапфа 28 паз 29 уплотнительная фаска 31 коническая втулка 32 направляющий диск 33 подставка 34 осевой зазор 36 выпуклость клапанной мембраны

Изобретение касается самозапирающегося клапана (01), который служит для выпуска текучего продукта из емкости. Клапан содержит крышку (04) с выпускным отверстием (18); направляющий тарельчатый диск (09), который размещен на продуктовой стороне крышки (04) на расстоянии от нее; клапанную мембрану (02), которая закреплена между крышкой (04) клапана и направляющим тарельчатым диском (09), и направляющее отверстие (03); полость (16), расположенную между крышкой (04) клапана и клапанной мембраной (02); по меньшей мере, сквозное отверстие (14), которое простирается от объема продукта до полости (16); канал для обратного всасывания воздуха, который в положении обратного всасывания воздуха образован, по меньшей мере, выпускным отверстием (18), направляющим отверстием (03), а также воздушным зазором (23), который при поднятии клапанной мембраны (02) открывается с помощью направляющего тарельчатого диска (09). Клапан по изобретению прост и дешев в изготовлении и требует незначительного разрежения, необходимого для обратного всасывания воздуха. 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Самозапирающийся клапан (01), предназначенный для выхода текучего продукта из емкости, который содержит:
крышку (04) клапана с выпускным отверстием (18);
направляющий тарельчатый диск (09), который размещен на продуктовой стороне крышки (04) клапана, но на расстоянии от нее;
клапанную мембрану (02), которая крепится между крышкой (04) клапана и направляющим тарельчатым диском (09), причем клапанная мембрана (02) на основе создаваемой разницы давлений может менять положение между положением запирания, положением раздачи и положением обратного всасывания;
полое пространство (16) между крышкой (04) клапана и клапанной мембраной (02), которое в положении запирания и в положении обратного всасывания заперто по отношению к выходному отверстию (18) посредством прилегания клапанной мембраны (02) к крышке (04) клапана, а в положении раздачи открыто по отношению к выходному отверстию за счет того, что клапанная мембрана (02) приподнята с крышки (04) клапана;
по меньшей мере, сквозное отверстие (14), которое простирается от объема продукта до полого пространства (16);
канал для отсоса воздуха, который в положении обратного всасывания образован, по меньшей мере, выпускным отверстием (18) и воздушным зазором (23), который открывается во время приподнимания клапанной мембраны (02) с направляющего тарельчатого диска (09), причем этот канал, предназначенный для обратного всасывания воздуха, в положении запирания и в положении раздачи заперт посредством прилегания клапанной мембраны (02) к направляющему тарельчатому диску (09),
отличающийся тем, что клапанная мембрана (02), далее, имеет направляющее отверстие (03), которое в положении обратного всасывания образует часть канала, предназначенного для обратного всасывания воздуха.

2. Самозапирающийся клапан (01) по п.1, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) ориентируется направляющим элементом (08; 27), причем направляющий элемент (08; 27) вдается внутрь направляющего отверстия (03) клапанной мембраны (02) и одновременно образует часть канала для отсасывания воздуха.

3. Самозапирающийся клапан (01) по п.1, отличающийся тем, что выпускное отверстие (18), клапанная мембрана (02) и направляющее отверстие (03) выполнены кругообразно и концентрично.

4. Самозапирающийся клапан (01) по п.1, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) имеет форму тарельчатой пружины, которая в положении запирания имеет форму выпуклости в направлении раздачи.

5. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что направляющее отверстие (03) клапанной мембраны (02) имеет удерживающий фланец (07), причем ориентацию клапанной мембраны (02) выполняет удерживающий фланец (07) на направляющем элементе (08; 27).

6. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) имеет концентричный направляющий диск (32), причем направляющее отверстие (03) размещено в направляющей шайбе (32)

7. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) имеет уплотнительную фаску (29), причем уплотнительная фаска (29) в положении запирания прижата к конусообразной внутренней поверхности втулки (31) выпускного отверстия (18) клапанной крышки (04).

8. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что направляющий тарельчатый диск (09) размещен с осевым зазором (34) относительно крышки клапана (04).

9. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что направляющий элемент образован множеством направляющих цапф (08), находящихся на расстоянии друг от друга и закрепленных на направляющем тарельчатом диске (09).

10. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что направляющий элемент образован снабженной пазами направляющей цапфой (27), которая имеет на своей наружной боковой поверхности, по меньшей мере, один паз (28), который одновременно образует часть канала для отсоса воздуха.

11. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) имеет круговую концентричную выпуклость (36), которая ориентирована в направлении клапанной крышки (04).

12. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) сделана из силикона или из термопластичного эластомера.

13. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная крышка (04) выполнена как единое целое с крепежной рамкой (13), которая может крепиться в отверстии горлышка расплющиваемой бутылки.

14. Самозапирающийся клапан (01) по пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная крышка (04) и крепежная рамка (13) выполнены как единое целое с расплющиваемой бутылкой.

15. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что направляющий тарельчатый диск (09) закреплен в клапанной крышке (04) и/или в крепежной рамке (13) посредством фиксирующего соединения.

16. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) в положении запирания своим наружным периметром прилегает к приемной поверхности (12) направляющего тарельчатого диска (09), которая имеет наклон в направлении клапанной мембраны (02).

17. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что выпускное отверстие (18) на своей наружной стороне имеет трубчатую насадку (26).

18. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что сквозное отверстие (14) многократно размещено на периферии направляющего тарельчатого диска (09).