BE1021068B1 - Aerosolventiel voor afgifte uit houder onder druk - Google Patents

Abstract

AEROSOLVENTIEL VOOR AFGIFTE UIT HOUDER ONDER DRUK Ventiel voor het afgeven van vloeistoffen, omvattende: (a) een ventielkop (3) met een opening en een ringvormige vouw (3C), welke een gleuf vormt in een binnenste oppervlak (3in) en een rib in een buitenste oppervlak (3out); (b) een pakkingring (2) die door de kopopening uitsteekt; (c) een ventielsteel (1) die in de pakkingring past met een buisvormig gedeelte (IA) dat een boorgat (1 C) definieert; met een uiteindeopening naar de omgeving en een tegenoverliggend uiteinde afgesloten door een uiteindebasis (1 B), waarbij het bovenste oppervlak van de basis (1 B) geschikt is voor het afsluiten tegen de pakkingringflens (2B); waarbij het bovenste oppervlak van het pakkingringflensgedeelte (2B) past in de geometrie van het binnenste oppervlak (3in) van de kop (3).

Description

AEROSOLVENTIEL VOOR AFGIFTE UIT HOUDER ONDER DRUK Technisch gebied

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op aerosolventielen van het type dat gebruikt wordt om een vochtgevoelige reactieve samenstelling in de vorm van een aérosol, zoals polyurethaanschuimen, af te geven. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een aerosolventielontwerp waarmee besparingen mogelijk worden met betrekking tot de kopdikte, terwijl een uitstekende stabiliteit van het ventiel als geheel, evenals in het bijzonder van de pakkingring, de dichtheid en betrouwbaarheid gegarandeerd zijn.

Achtergrond van de uitvinding

Kenmerkend worden aerosolventielen voor het afgeven van een vochtgevoelige reactieve samenstelling in de vorm van een aérosol, zoals een polyurethaanschuim, aan een bus onder druk bevestigd door middel van een kop die de bovenste opening afsluit met behulp van een ringvormig omtrekkanaal dat een perifere buskop insluit die de omtrek van de bovenste opening van de bus definieert. De kop omvat een centraal boorgat waardoor een buisvormige elastische pakkingring zowel boven als onder de kop uitsteekt (de uitdrukkingen “onder" en “boven” de kop betekenen hier respectievelijk naar de binnenkant en naar de buitenkant van de bus gericht). De pakkingring is ruwweg een holle cilindrische buis waarvan het centrale boorgat aan beide uiteinden open is en die aan het uiteinde dat zich onder de kop bevindt een nagenoeg ringvormige flens omvat die naar buiten uitsteekt en waarvan het bovenste oppervlak het onderste (binnenste) oppervlak van de kop raakt en geschikt is voor het afsluiten van het onderste oppervlak.

Een onbuigzame ventielsteel is strak in het centrale boorgat van de pakkingring gekoppeld en steekt onder en boven de pakkingring uit en wordt op zijn plaats gehouden door een geschikt middel (in het algemeen ringvormige flensen met daartussen de bovenste en onderste gedeeltes van de pakkingring). De ventielsteel wordt gevormd door een holle buis die aan een eerste uiteinde afgesloten wordt door een ringvormige basis die een flens vormt met een doorsnede die groter is dan die van het binnenste boorgat van de pakkingring en waarbij het bovenste oppervlak van de basisflens geschikt is voor afdichting tegen het onderste oppervlak van de pakkingringflens. De laterale wand van het buisvormige gedeelte van de steel omvat in het algemeen openingen die het binnenste boorgat van de steel in vloeistofverbinding brengen met het grensvlak tussen de steelbasis en de pakkingringflens.

Door het gedeelte van de ventielsteel dat voorbij de pakkingring uitsteekt te kantelen, wordt het afdichtende grensvlak tussen de pakkingringflens en de ventielbasis verbroken en komt het binnenste boorgat van de ventielsteel in vloeistofverbinding met de samenstelling in de bus. Aangezien de bus onder druk staat, wordt de inhoud van de bus door het ventiel afgegeven. Als het ventiel dicht is, moet deze er voor zorgen dat geen vocht van buiten in contact komt met de inhoud van de bus, als de samenstelling vochtgevoelig is. Voorbeelden van ventielontwerpen die geschikt zijn voor het afgeven van een vochtgevoelige samenstelling onder druk, zoals een polyurethaanschuim, kunnen worden gevonden in W02006/032061, US6.425.503, US4.765.516, EP0.1 02.797, W02009/042206, W096/1 7795.

Dit type bus-en-ventiel-systemen wordt bijvoorbeeld breed toegepast voor polyurethaanschuimsamenstellingen. Zij worden in het algemeen verkocht in een relatief klein formaat, kenmerkend bussen van 1 liter of minder en het zijn wegwerpvoorwerpen. Dit betekent dat de kostenverhouding tussen houder (= bus) en inhoud (= PU-schuim) behoorlijk kritisch is en dat verbeteringen die een verlaging van eerstgenoemde bewerkstelligen gunstig zijn voor zowel consumenten als schuimfabrikanten, vooropgesteld dat de betrouwbaarheid van het ventiel behouden blijft. Dit kan bereikt worden door de dikte van de buswanden te verlagen, in het bijzonder de kopdikte, maar aangezien de bussen onder druk staan, is deze oplossing nogal beperkt om voor de hand liggende mechanische redenen. Bovendien is de dichtheid van het contactoppervlak tussen, aan de ene kant het bovenste oppervlak van de pakkingringflens en het onderste oppervlak van de kop en, aan de andere hand, tussen het onderste oppervlak van de pakkingringflens en het bovenste oppervlak van de ventielsteelbasis kritisch voor het voorkomen van lekkage van ofwel samenstelling uit de houder ofwel van vocht in de houder. Vocht kan in het bijzonder de bus binnendringen tijdens gebruik van de bus als het ventiel gekanteld wordt omdat, in het geval de pakkingring niet stabiel genoeg is, de afdichting tussen de pakkingringflens en het onderste oppervlak van de kop tijdelijk kortstondig verbroken kan worden. Bovendien kunnen na een aantal malen kantelen van het ventiel haarscheurtjes ontstaan in de pakkingring waar deze de rand van het kopboorgat raakt.

Het vochtprobleem wordt aangepakt in US4.765.516, waarbij de kop een ringvormige rib met een straal kleiner dan de straal van de pakkingringflens omvat, om aldus met de laatste een ringvormig kanaal te vormen waarin eventueel vocht dat door het grensvlak tussen het kopboorgat en het buisvormige gedeelte van de pakkingring gelekt zou zijn en zich in het kanaal ophoopt, ingevangen zou zijn.

In EPO.102.797 wordt de stabiliteit van de pakkingring gegarandeerd door de kop en pakkingringflens in elkaar passende frustoconische geometriën te geven, wat voor een nauw contact tussen ten minste een deel van de twee oppervlakken zorgt, zelfs tijdens gebruik. W02009/042206 stelt voor om de flens van de rubberachtige pakkingring tussen de kop aan de bovenzijde ervan en een tweede metalen sluitring die zich helemaal van de bovenrand van de bus tot het bovenoppervlak van de basis van de ventielsteel uitstrekt, te klemmen. Dit garandeert, behalve een optimale stabiliteit van de pakkingring, dat er geen vocht door het materiaal van de pakkingring kan diffunderen. Deze oplossing is zeker zeer efficiënt voor het beschermen van de inhoud van de bus tegen vocht, maar de kosten van de bus zijn nogal hoog voor een gebruiksproduct dat in dergelijke kleine houders wordt verkocht. W096/17795 lost het probleem van dichtheid tussen pakkingring en kop op door het zodanig spuitgieten van de pakkingring dat een gedeelte van het boorgat wordt ingebed. US5762319, US2010/147897 en US5014887 beschrijven elk een ventielkop die een grotendeels vlak centraal gedeelte omvat dat door een nagenoeg verticale wand aan een tussenomtrekrand verbonden is, waarbij de nagenoeg verticale wand voorzien is van een gleuf. De tussenomtrekrand is verbonden aan een omtrekrand die geschikt is voor het luchtdicht bevestigen van de kop tegen de bovenste opening van een houder door een nagenoeg verticale tweede wand. Een pakkingring is als volgt aan de kop gekoppeld.

Een centraal buisvormig gedeelte van de pakkingring past strak door een centraal boorgat dat zich in het centrale gedeelte van de kop bevindt, terwijl een basisgedeelte van de pakkingring zich radiaal uitstrekt over het binnenste oppervlak van het nagenoeg vlakke gedeelte. Een nagenoeg verticale omtrekwand strekt zich uit van de basis van de pakkingring om in de geometrie van de nagenoeg verticale eerste wand van de kop te passen, met een gleuf die in de vouw van de wand past. Deze geometrie zorgt voor een goed contact tussen de pakkingring en de kop, maar heeft een aantal nadelen.

Ten eerste is het duur omdat er veel materiaal nodig is om de pakkingringbasis evenals de kop te vormen. Voor houders onder druk die op een schaal van een aantal miljoen eenheden per jaar geproduceerd worden, kan elke onnodige verspilling van materialen veel geld kosten. Ten tweede steekt de geometrie van de kop ver in de houder, aangezien het twee niveaus met nagenoeg verticale wanden omvat. Daaruit volgt dat voor een zelfde capaciteit, inclusief kopruimte, een houder die dergelijke omvangrijke koppen omvat iets groter moet zijn dan een houder met een kleiner kopontwerp. Hier geldt opnieuw dat een kleine verspilling van materiaal vermenigvuldigt met het productievolume in hoge onnodige productiekosten kan resulteren. Tot slot kunnen de pakkingring en de kop, vanwege het ingewikkeld in elkaar passen van de pakkingringgleuf en de kopvouw, beide op verticale wanden, niet samengesteld worden, maar moet daarentegen de pakkingring door spuitgieten over de kop heen gevormd worden. Het verminderen van de opties voor processen voor de productie van een dergelijk massavoorwerp is onvermijdelijk een nadeel voor de gebruiker.

Men ziet dat hoewel er talrijke oplossingen zijn voorgesteld voor het optimaliseren van aerosolventielen die geschikt zijn voor het afgeven van polyurethaanschuimen, er nog veel aan gedaan kan worden om de productiekosten te verlagen en tegelijkertijd een optimale stabiliteit en betrouwbaarheid van het ventiel te garanderen. Dit en andere problemen worden opgelost door de onderhavige uitvinding zoals in het vervolg wordt beschreven.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding is gedefinieerd in de bijgevoegde onafhankelijke conclusies. Voorkeursuitvoeringen zijn gedefinieerd in de afhankelijke conclusies. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een ventiel voor een doseerhouder onder druk dat geschikt is voor het afgeven van een polyurethaanschuim en dergelijke, omvattende: (a) een ventielkop voor het luchtdicht afsluiten van de houder, waarbij de kop gemaakt is uit een dunne plaat en een eerste, binnenste oppervlak en een tweede, buitenste oppervlak omvat en die verder een doorgaande opening omvat, waarbij de omtrekrand van de kop geschikt is voor het afdichtend bevestigen tegen de bovenste opening van een houder en waarbij de kop een eerste ringvormige vouw met doorsnede D omvat, die een gleuf vormt in het eerste, binnenste oppervlak (3in) en een rib in het tweede, buitenste oppervlak (3out); (b) een elastische pakkingring die aan beide zijden van de kop door de kopopening uitsteekt, waarbij de pakkingring een hol buisvormig gedeelte heeft dat een centraal boorgat definieert, waarbij de pakkingring door de kopopening aan beide zijden van de kop uitsteekt en aan een eerste uiteinde dat naar de binnenkant van de houder gericht is een ringvormig flensgedeelte omvat met een doorsnede groter dan D, waarvan het oppervlak tegen het eerste, binnenste oppervlak van de kop luchtdicht afsluit, (c) een ventielsteel die een hol buisvormig gedeelte omvat dat een centraal boorgat definieert, waarbij de ventielsteel strak in het centrale boorgat van de pakkingring past en aan beide zijden van de pakkingring uitsteekt, met een eerste uiteindeopening naar de omgeving en een tweede, tegenoverliggend uiteinde dat afgesloten wordt door een ronde uiteindebasis met een doorsnede groter dan de doorsnede van het boorgat van de pakkingring, waarbij het bovenste oppervlak van de basis (1B) geschikt is voor het luchtdicht afsluiten tegen het onderste oppervlak van de pakkingringflens;

Het begrip “dunne plaat" heeft hier betrekking op een plaat waarvan de dikte veel kleiner is dan de afmetingen in de andere richtingen, d.w.z. ten minste één order van grootte (lOx), bij voorkeur twee ordes van grootte (100X) kleiner dan de afmetingen van de hoofdoppervlakken, het eerste, binnenste en het tweede, buitenste oppervlak.

De kopgeometrie die een ringvormige vouw en een passende pakkingring omvat, verschaft een dubbel voordeel: ten eerste vormt de ringvormige vouw een verstevigingsrib die de kopstructuur versterkt, zodat metalen van lagere kwaliteit of dunnere platen kunnen worden gebruikt; ten tweede stabiliseert de pakkingring die in de vouwgeometrie van het binnenste oppervlak van de kop past de pakkingring. Bovendien heeft in het bijzonder bij kantelende ventielen, de ventielsteelbasis de neiging op het onderste oppervlak van de pakkingring te glijden, wat de druk die uitgeoefend wordt verlaagd in vergelijking met geavanceerde pakkingringen. Dit verlengt de levensduur van de pakkingring en opnieuw kan een goedkoper materiaal of een dunnere pakkingring worden gebruikt.

Bij voorkeur gebruikte ventielen zijn kantelventielen en pistoolventielen, waarbij het centrale steelboorgat in vloeistofverbinding staat met het grensvlak tussen de ventielsteelbasis en de pakkingringflens via ten minste één laterale opening, zodat het ventiel bediend kan worden door de ventielsteel respectievelijk te kantelen of neer te drukken, waardoor de afdichting op het grensvlak tussen de ventielsteelbasis en de pakkingringflens verbroken wordt om het binnenste van de houder in vloeistofverbinding met het centrale boorgat van de steel en met de omgeving te brengen.

Het verdient de voorkeur dat de rand van de kopopening afgerond is, teneinde slijtage van de pakkingring tijdens gebruik op die locatie te verminderen. In een voorkeursuitvoering omvat de kop een vrijwel plat gedeelte tussen de ringvormige vouw en de omtrekrand, om de verhouding tussen volume en hoogte van de houder te vergroten en aldus wat materiaal te besparen. Om dezelfde reden verdient het de voorkeur dat het onderste oppervlak van de steelbasis nagenoeg plat is.

In nog een andere uitvoering omvat de kop verder een tweede ringvormige vouw nabij en concentrisch ten opzichte van de eerste ringvormige vouw, die een rib vormt in het eerste, binnenste oppervlak en een gleuf in het tweede, buitenste oppervlak en waarbij het bovenste oppervlak van het flensgedeelte van de pakkingring bij voorkeur tevens in de geometrie van de tweede vouw past. Met deze geometrie is het mogelijk de kop verder te versterken en de pakkingring verder te stabiliseren.

De ventielsteel en pakkingringen kunnen afzonderlijk vervaardigd worden, kenmerkend door middel van spuitgieten en in een opvolgende montagestap worden gemonteerd. Een andere mogelijkheid is dat de ventielsteel en pakkingring vervaardigd worden door middel van een spuit-over-spuitgietproces, waarbij bij voorkeur de pakkingring over de ventielsteel wordt gespoten zoals bijv. beschreven in W0961 7795. De productiecapaciteit kan worden verhoogd en de afdichting tussen kop en pakkingring kan worden verbeterd als de pakkingring door spuitgieten over de kop wordt gevormd.

De pakkingring kan van neopreen worden gemaakt, zoals gangbaar is in dergelijke types ventielen, maar met het oog op de structurele voordelen die door de specifieke geometrie van het ventiel volgens de onderhavige uitvinding verschaft worden kunnen in plaats daarvan ook minder goed presterende materialen, zoals thermoplastische elastomeren (TPE), worden gebruikt om aldus de productiekosten aanzienlijk te verlagen. Evenzo kan de kop uit roestvrij staal of aluminium worden gemaakt, maar dunner dan geavanceerde koppen of met gebruik van staal van lagere kwaliteit of gecoate metalen, zoals met tin gecoat staal.

De onderhavige uitvinding betreft ook een houder onder druk die een af te geven vloeistof bevat, waarbij de houder een ventiel omvat zoals hierboven gedefinieerd. Het ventiel volgens de onderhavige uitvinding is het meest geschikt voor een houder, waarbij de af te geven vloeistof een vochtgevoelige samenstelling is en bij voorkeur een polyurethaanschuim is. De houder moet geschikt zijn voor gebruik bij een binnendruk tot ten hoogste 14 bar en moet veilig een druk van ten minste 18 bar, bij voorkeur ten minste 20 bar, kunnen weerstaan zoals op kan treden als de houder aan een hittebron wordt blootgesteld.

Korte beschrijving van de figuren

Voor een beter begrip van de aard van de onderhavige uitvinding wordt naar de volgende uitgebreide beschrijving verwezen in combinatie met de bijgevoegde figuren, waarbij:

Figuur 1 : een kantelventiel volgens de onderhavige uitvinding weergeeft in (a) gesloten stand en (b) open stand.

Figuur 2: een pistoolventiel volgens de onderhavige uitvinding weergeeft in (a) gesloten stand en (b) open stand.

Figuur 3: een andere uitvoering van een kantelventiel volgens de onderhavige uitvinding weergeeft.

Figuur 4: een kop volgens de onderhavige uitvinding weergeeft.

Uitgebreide beschrijving van de uitvinding

De onderhavige uitvinding betreft een ventiel, bij voorkeur een kantelventiel of een pistoolventiel. Bij voorkeur wordt het ventiel gebruikt voor het afgeven van een vochtgevoelige vloeibare samenstelling, zoals een- of tweecomponenten polyurethaanschuimsamenstellingen. Zoals weergegeven in de uitvoeringen van figuur 1 en 2, is een ventiel volgens de onderhavige uitvinding van een type dat omvat: (a) Ventielkop (3)

Het ventiel van de onderhavige uitvinding omvat een kop (3) voor het dicht afsluiten van de houder. De kop is gemaakt uit een dunne, in het algemeen ronde, plaat die een eerste, binnenste oppervlak (3in) en een tweede, buitenste oppervlak (3out) omvat. De kop is voorzien van een doorgaande opening die zich nagenoeg in het midden van de kop bevindt. De omtrekrand (3B) van de kop is geschikt voor het afdichtend bevestigen tegen de bovenste opening van een houder. Zoals weergegeven in figuur 4 omvat de kop van een ventiel volgens de onderhavige uitvinding een eerste ringvormige vouw (3C) met een doorsnede D, die een gleuf vormt in het eerste, binnenste oppervlak (3in) en een rib in het tweede, buitenste oppervlak (3out). De ringvormige vouw (3C) is bij voorkeur concentrisch ten opzichte van de kopopening, waarvan de rand bij voorkeur afgerond is om de hieronder toegelichte redenen. De eerste ringvormige vouw heeft bij voorkeur een diepte tussen 1,0 en 5,0 mm, met meer voorkeur tussenl,5 en 2,5 mm, met de meeste voorkeur is de vouw 1,8 ± 0,3 mm. Om de spanningsconcentraties op het niveau van de vouw te verminderen, omvat deze bij voorkeur geen randen met een kromtestraal kleiner dan 0,1 mm, bij voorkeur niet kleiner dan 0,2 mm.

Deze ringvormige vouw heeft reeds het voordeel van het versterken van de plaat. Bijgevolg kan een dunnere plaat worden gebruikt voor het weerstaan van de binnendruk van de houder of een andere mogelijkheid is dat een minder goed presterend en goedkoper materiaal kan worden gebruikt voor de kop. Bijvoorbeeld kan een roestvrijstalen kop volgens de onderhavige uitvinding dunner zijn dan conventionele koppen. Een andere mogelijkheid is dat aluminium kan worden gebruikt of staal van lagere kwaliteit of een ander materiaal, mogelijk gecoat tegen oxidatie en om esthetische redenen, zoals een staalplaat die met tin gecoat is.

In een voorkeursuitvoering die in figuur 3 wordt weergegeven, kan de kop (3) een tweede ringvormige vouw (3D) omvatten, die nagenoeg concentrisch is ten opzichte van de eerste vouw (3C), waarbij de tweede ringvormige vouw (3D) een rib in het eerste, binnenste oppervlak (3in) en een gleuf in het tweede, buitenste oppervlak (3out) vormt. De kop (3) wordt verder versterkt door deze tweede ringvormige vouw(3D) en de dikte van de kopplaat kan dienovereenkomstig worden verlaagd.

In een alternatieve uitvoering omvat de kop een tweede vouw die concentrisch is met de eerste vouw (3C) en dezelfde oriëntatie heeft als de laatste, d.w.z. een rib vormt op het buitenste oppervlak (3out) en een gleuf in het binnenste oppervlak (3in), waarbij de twee vouwen gescheiden worden door een nagenoeg vlak gedeelte (3A).

Om de verhouding tussen de hoogte en het volume van de houder, H / V, te verlagen, verdient het de voorkeur dat de kop (3) een nagenoeg plat gedeelte (3A) omvat tussen de buitenste ringvormig vouw (3C, 3D) en de omtrekrand (3B), teneinde niet diep in het volume van de houder in te dringen. Dit maakt aanzienlijke besparingen mogelijk in het metaal voor de houder. Bijvoorbeeld levert het als de hoogte van een bus met een doorsnede van 8 cm met 1 cm verlaagd kan worden, een besparing van iets meer dan 1250 m2 materiaal op voor het produceren van een miljoen bussen. (b) Pakkingring (2)

Het ventiel volgens de onderhavige uitvinding omvat een pakkingring (2) die is gemaakt uit een elastisch materiaal zoals een elastomeer en die aan beide zijden van de kop door de kopopening uitsteekt. De pakkingring heeft een hol buisvormig gedeelte (2A) dat een centraal boorgat definieert, en aan een eerste uiteinde dat naar de binnenkant van de houder gericht is een ringvormig flensgedeelte (2B) omvat met een doorsnede groter dan D, waarvan het bovenste oppervlak tegen het eerste, binnenste oppervlak (3in) van de kop (3) luchtdicht afsluit. De afgeronde rand van de doorgaande opening door de kop is voordelig doordat hij slijtage van de pakkingring (2) tegen de rand bij gebruik van het ventiel aanzienlijk vermindert.

Volgens de onderhavige uitvinding past het bovenste oppervlak van het flensgedeelte (2B) van de pakkingring in de geometrie van het eerste, binnenste oppervlak (3in) van de kop (3), waarbij het gedeelte (2C) van de pakkingring in de gleuf past die door de vouw (3C) wordt gevormd. Deze geometrie verbetert de stabiliteit van de pakkingring bij gebruik aanzienlijk, in het bijzonder voor kantelventielen zoals weergegeven in figuur l(b). Feitelijk kan de flens van de pakkingring niet wegglijden ten opzichte van het binnenste oppervlak van de kop bij het kantelen van het ventiel, aangezien hij stevig door de gleuf wordt vastgehouden. De onderhavige geometrie is gunstiger dan pakkingringontwerpen zoals voorgesteld in US5762319, US2010/147897 of US5014887 doordat er geen verticale omtrekwand nodig is, terwijl desalniettemin een hoge stabiliteit behouden blijft. Dit heeft twee voordelen: ten eerste staat het aanzienlijke besparingen toe. Ten tweede kan, hoewel de pakkingring volgens de onderhavige uitvinding nog steeds over de kop heen gevormd kan worden zoals beschreven in de voorgaande documenten, deze ook op de kop gemonteerd worden.

De pakkingring (2) kan van elk elastomeer worden gemaakt dat de vereiste mechanische en chemische bestendigheid heeft, zoals neopreen. Zoals uit het vervolg zal blijken, kunnen elastomere materialen van lagere kwaliteit worden gebruikt aangezien bij het gebruik de pakkingring niet zoveel compressie te verduren krijgt als bij meer traditionele ventielontwerpen. Kenmerkend is het mogelijk ventielen van hoge kwaliteit te produceren met een pakkingring die is gemaakt uit thermoplastisch elastomeer (TPE), waarvan de visco-elastische eigenschappen veel minder zijn dan van neopreen.

In de uitvoering die in figuur 3 wordt weergegeven en die een eerste en tweede ringvormige vouw (3C, 3E) omvat, verdient het de voorkeur dat het bovenste oppervlak van het flensgedeelte (2B) van de pakkingring ook in de geometrie van de tweede vouw (3E) past. Deze uitvoering levert een pakkingring met zeer hoge stabiliteit op. (c) Ventielsteel (1)

Een ventielsteel (1) die een hol buisvormig gedeelte (IA) omvat dat een centraal boorgat (IC) definieert, waarbij de ventielsteel strak in het centrale boorgat van de pakkingring past en aan beide zijden van de pakkingring (2) uitsteekt, met een eerste uiteindeopening naar de omgeving en een tweede, tegenoverliggend uiteinde dat afgesloten wordt door een ronde uiteindebasis (1B) met een doorsnede groter dan de doorsnede van het boorgat van de pakkingring (2), waarbij het bovenste oppervlak van de basis (1B) geschikt is voor het luchtdicht afsluiten tegen het onderste oppervlak van de pakkingringflens (2B).

Opnieuw verdient het de voorkeur, teneinde de verhouding tussen hoogte en volume van de houder, H / V, te verlagen dat het onderste oppervlak van de steelbasis (1 B) nagenoeg plat is. Dezelfde voordelen als hierboven besproken in verband met het platte gedeelte van de kop (3) zijn mutatis mutandis van toepassing op het onderste oppervlak van de ventielsteel.

Het centrale boorgat (IC) van de ventielsteel staat bij voorkeur in vloeistofverbinding met het grensvlak tussen de ventielsteelbasis (1B) en de pakkingringflens (2B) via ten minste één laterale opening (IE), zodat het ventiel bediend kan worden door de ventielsteel (1 ) te kantelen of neer te drukken, waardoor de afdichting op het grensvlak tussen de ventielsteelbasis (1 B) en de pakkingringflens (2B) verbroken wordt om het binnenste van de houder in vloeistofverbinding met het centrale boorgat (IC) van de steel en met de omgeving te brengen. Als het ventiel bediend wordt door het te kantelen, wordt het een kantelventiel genoemd, zoals weergegeven in figuur 1 (a)&(b). Aan de andere kant wordt het bij bediening van het ventiel door het naar beneden drukken van de ventielsteel (d.w.z. in de richting van de binnenkant van de houder) een pistoolventiel genoemd zoals weergegeven in figuur 2(a)&(b).

In ruststand is het ventiel bij montage op een drukvat zoals een aerosolbus, gasdicht. Alle grensvlakken tussen pakkingring en kop en tussen pakkingring en ventielsteel zijn luchtdicht afgedicht. De binnendruk van de houder zorgt er voor dat de basis (1 B) van de ventielsteel strak tegen het onderste oppervlak van de flens (2B) van de pakkingring wordt gedrukt. Bij het kantelen van de ventielsteel wordt de pakkingring gebogen zoals weergegeven in figuur 1 (B) en wordt de afdichting tussen de basis (1 B) van de ventielsteel en het onderste oppervlak van de flens (2B) van de pakkingring verbroken, waardoor vloeistof in de houder door de steelopeningen (1E) en door het boorgat (IC) kan stromen om bij de ventielsteeluitgang in de omgeving te komen. Eén groot voordeel van de geometrie van een kantelventiel volgens de onderhavige uitvinding is dat het bovenste oppervlak van de basis (1B) van de ventielsteel tot op zekere hoogte glijdt rond de eerste rib die is gevormd door de pakkingringflens vlak voor die in de kopgleuf (3C) steekt. Bij conventionele ontwerpen is een dergelijk glijden niet toegestaan en wordt één zijde van de pakkingringflens stevig ingedrukt door de kantelbasis van de ventielsteel. Om deze reden kan alleen materiaal met een zeer elastische component zoals neopreen worden gebruikt in traditionele kantelventielen, aangezien nadat de drukkracht afgelaten wordt, het elastomeer het grootste deel van zijn dikte terug moet krijgen. Bij kantelventielen volgens de onderhavige uitvinding is de indrukkracht tijdens het gebruik aanzienlijk lager dankzij deze rollende/glijdende beweging van de ventielsteelbasis rond de pakkingringflens (2B). Daardoor kunnen materialen met een viskeuzer gedrag worden gebruikt en wordt de mogelijkheid geschapen van het gebruik van een scala aan elastomere materialen, die traditioneel als ongeschikt worden beschouwd voor gebruik in een kantelventiel.

Het ventiel volgens de onderhavige uitvinding kan geproduceerd worden door afzonderlijk een ventielsteel (1), een pakkingring (2) en een kop (3) te vervaardigen en deze onderdelen in een afzonderlijke montagestap te monteren. Een andere mogelijkheid is dat de ventielsteel (1) en pakkingring (2) vervaardigd kunnen worden door middel van een spuit-over-spuitgietproces, waarbij bij voorkeur de pakkingring (2) over de ventielsteel (1) wordt gespoten. In nog een andere uitvoering kan de pakkingring (2) door middel van spuitgieten over de kop heen gevormd worden om voor een strak grensvlak tussen de kop en pakkingring te zorgen, in het bijzonder over het gleufgebied (3C). Deze overspuittechnieken zijn gunstig doordat zij een tijdrovende montagestap uit sparen en voor optimale grensvlakken tussen de elementen zorgen. De benodigde apparatuur is echter uitgebreider. Het ventiel volgens de onderhavige uitvinding maakt het mogelijk een tamelijk plat ontwerp van de kop te maken, dat minder ver binnendringt dan ventielen zoals beschreven in bijv. US5762319, US2010/147897 en US5014887.

De onderhavige uitvinding betreft ook een houder onder druk die een af te geven vloeistof bevat, waarbij de houder een ventiel omvat zoals hierboven gedefinieerd. In het bijzonder moet de houder geschikt zijn voor gebruik bij een binnendruk tot ten hoogste 14 bar en moet op veilige wijze een druk van ten minste 18 bar, bij voorkeur ten minste 20 bar, kunnen weerstaan. Deze eis is essentieel om veiligheidsredenen, aangezien de druk binnenin de houder zeer snel kan oplopen als de houder aan een hittebron wordt blootgesteld.

De vloeistof die zich in een houder volgens de onderhavige uitvinding bevindt is bij voorkeur een vochtgevoelige samenstelling, zoals een polyurethaanschuim, bij voorkeur een eencomponent polyurethaanschuimsamenstelling.

Claims (13)

Conclusies

1. Ventiel voor een doseerhouder onder druk die geschikt is voor het afgeven van een polyurethaanschuim en dergelijke, omvattende: (a) een ventielkop (3) omvattende een nagenoeg vlak centraal gedeelte en een omtrekrand (3B) die geschikt is voor het afdichtend bevestigen van de kop tegen de bovenste opening van een houder en aldus voor het dicht afsluiten van de houder, waarbij de kop gemaakt is uit een dunne plaat die een eerste binnenste oppervlak (3in) en een tweede, buitenste oppervlak (3out) omvat, waarbij het centrale gedeelte een doorgaande opening omvat die omgeven wordt door een eerste ringvormige vouw (3C) met diameter D, welke een gleuf vormt in het eerste binnenste oppervlak (3in) en een rib in het tweede, buitenste oppervlak (3out) van het nagenoeg vlakke centrale gedeelte; (b) een elastische pakkingring (2) die aan beide zijden van de kop door de kopopening uitsteekt, waarbij de pakkingring een hol buisvormig gedeelte (2A) heeft dat een centraal boorgat definieert, en aan eerste uiteinde dat naar de binnenkant van de houder gericht is een ringvormig flensgedeelte (2B) omvat met een doorsnede groter dan D, waarvan het bovenste oppervlak tegen het eerste, binnenste oppervlak (3in) van het nagenoeg vlakke centrale gedeelte van de kop luchtdicht afsluit; (c) een ventielsteel (1) die een hol buisvormig gedeelte (IA) omvat dat een centraal boorgat (1 C) definieert, waarbij de ventielsteel strak in het centrale boorgat van de pakkingring past en aan beide zijden van de pakkingring (2) uitsteekt, met een eerste uiteindeopening naar de omgeving en een tweede, tegenoverliggend uiteinde dat afgesloten wordt door een ronde uiteindebasis (1B) met een doorsnede groter dan de doorsnede van het boorgat van de pakkingring (2), waarbij het bovenste oppervlak van de basis (1B) geschikt is voor het luchtdicht afsluiten tegen het onderste oppervlak van de pakkingringflens (2B); met het kenmerk dat het bovenste oppervlak van het flensgedeelte (2B) van de pakkingring past in de geometrie van het eerste, binnenste oppervlak (3in) van het nagenoeg vlakke centrale gedeelte van de kop, waarbij een gedeelte (2C) van de pakkingring in de gleuf past die gevormd wordt door de vouw (3C).

2. Ventiel volgens de voorgaande conclusie, waarbij de rand (3D) van de kopopening afgerond is.

3. Ventiel volgens conclusie 1 of 2, waarbij het centrale steelboorgat (1C) in vloeistofverbinding staat met het grensvlak tussen de ventielsteelbasis (1B) en de pakkingringflens (2B) via ten minste één laterale opening (IE), zodat het ventiel bediend kan worden door de ventielsteel (1 ) te kantelen of neer te drukken, waardoor de afdichting op het grensvlak tussen de ventielsteelbasis (1 B) en de pakkingringflens (2B) verbroken wordt om het binnenste van de houder in vloeistofverbinding met het centrale boorgat (IC) en de omgeving te brengen.

4. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de kop (3) een nagenoeg plat gedeelte (3A) omvat tussen de ringvormige vouw (3C) en de omtrekrand (3B).

5. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het onderste oppervlak van de steelbasis (1B) nagenoeg plat is.

6. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de kop (3) verder een tweede ringvormige vouw (3E) omvat nabij de eerste (3C), die een rib in het eerste, binnenste oppervlak (3in) en een gleuf in het tweede, buitenste oppervlak (3out) vormt en waarbij het bovenste oppervlak van het flensgedeelte (2B, 2C en 2D) van de pakkingring bij voorkeur ook in de geometrie van de tweede vouw (3E) past.

7. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij pakkingring (2) geproduceerd wordt door een spuitgietproces, bij voorkeur wordt de pakkingring (2) over de ventielsteel (1) heen gespoten.

8. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de pakkingring (2) door middel van spuitgieten over de kop heen wordt gevormd.

9. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de pakkingring (2) uit neopreen of bij voorkeur uit een thermoplastisch elastomeer gemaakt is.

10. Ventiel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de kop uit staal, roestvrij staal, aluminium of een gecoat metaal, zoals met tin gecoat staal, gemaakt is.

11. Houder onder druk die een af te geven vloeistof bevat, omvattende een ventiel volgens een van de voorgaande conclusies.

12. Houder volgens de voorgaande conclusie, waarbij de af te geven vloeistof een vochtgevoelige samenstelling is en bij voorkeur een polyurethaanschuim is.

13. Houder volgens conclusie 11 of 12, die geschikt is voor gebruik bij een binnendruk tot ten hoogste 14 bar en die op veilige wijze een druk van ten minste 18 bar, bij voorkeur ten minste 20 bar, kan weerstaan.