CN1266410A - 用于压力容器的阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于压力容器的阀门。所述阀门包括安装到容器上的中空体(10),所述中空体(10)具有内部体积,其中至少有供给装置(14)。第一体元件(11)被保持在中空体(10)中,第一体元件(11)可以相对于中空体(10)移动,并且与供给装置(14)协同作用,以便至少在容器的预定方位,由第一体元件(11)阻塞供给装置(14)。所述阀门包括第二体元件(12),所述第二体元件(12)相对于第一体元件(11)具有相互作用的磁性力,特别是,当阀门用于粘性内装物和/或高排出速率的情况下,加强第一体元件(11)的动作。

Description

用于压力容器的阀门
技术领域
本发明涉及一种用于压力容器的阀门。
发明背景
压力容器通常包括内装物和在一起的喷射剂。喷射剂通常在容器内部产生需要的压力。所述喷射剂可以是液态或气态喷射剂。当喷射剂是液态喷射剂时，容器内部的压力由液态喷射剂的蒸汽压力产生。当容器处于直立位置时，气态喷射剂和液态喷射剂的气相物质通常位于容器的顶部空间内。容器内侧的压力高于普通的外界大气压力。借助阀门密封容器，保持容器内部具有压力。所以，一旦容器的阀门被打开，喷射剂趋于从容器内部排出。由此喷射剂驱动内装物从容器中排出。
为了使容器中的所有内装物能够排出，必须保证相对于定量的内装物，在容器中具有足够量的可以使用的喷射剂。因此，必须保证喷射剂不在不需要的时刻排出，其内装物必须与喷射剂同时排出。喷射剂可能按照需要排空压力容器，直到容器内剩余的喷射剂相对于容器内残存的剩余内装物变得非常少，要保证从压力容器内部完全分配出剩余的内装物。如果内装物不与喷射剂同时排出，剩余的内装物将不能从压力容器内部排出，这将形成浪费。
当产品所在的位置不在喷射剂和压力容器的卸料开口之间时，喷射剂不携带内装物排出。的确，必须保证喷射剂至少推动部分内装物从压力容器中排出。
通过使用三通阀门可以完成上述操作，这种三通阀门的结构包括两个输入供给装置。因此，当容器基本上处于直立位置或倒置时，由可移动的体元件至少阻塞供给之一。各供给装置处于开启位置，在此位置，当容器处于基本上直立状态时，喷射剂促使至少部分内装物通过供给装置之一向外排出，当容器处于基本上倒置位置时，喷射剂促使至少部分内装物通过另一个供给装置向外排出。在1985年5月2日公开的欧洲专利EP-0053350，在1981年7月7日公开的美国专利US-4277001，和1993年9月10日公开的法国专利FR-2688286中，公开了这种类型的阀门。
例如，在一方面，当抓握的压力容器基本上处于直立位置时，喷射剂位于内装物的上方，在另一方面，供给装置是将容器顶端的卸料开口与压力容器底部相连接的插入管，并且供给装置的开口连接位于压力容器顶端的卸料开口，当容器被倒置时，可移动的体元件阻塞件插入管，由此借助喷射剂推动内装物通过另一个供给装置，由此，当容器被倒置时，同一个可移动的体元件将阻塞顶部供给装置，从而由喷射剂推动内装物通过插入管。
可以按照下列方式分析上述结构。在所述的结构中的可移动的体元件受制于两个作用力：由重力F1产生的作用力和内装物的流动力F2产生的作用力。重力的作用力F1主要取决于和移动体元件的质量。内装物的流动牵制力F2主要取决于内装物的粘度，内装物的流动速率，以及在内装物的物流中，可移动的体元件的主横截面积，按照STOKE公式，其接近值为：
F2＝3πDνμ
其中D是垂直于物流方向的和移动体元件的横截面积，ν是流速，μ是内装物的粘度。
为了具有合适的操作功能，作用力F1必须能够克服作用力F2。如果我们考虑将内装物的粘度和内装物的流动速率作为限制该系统的两个因素，两个可以改变的量是：可移动体元件的质量和在内装物到物流中可移动体元件的主要横截面积。为了克服牵制作用力F2，可移动的体元件应当具有高质量与在内装物的物流中的小的横截面积。一般，当体元件具有较高的质量时，导致其体积较大，上述条件受到限制。因此，通常质量越高，横截面积就越大。已经发现，只有在比较低的内装物排出速率的条件下，最大限度大约为2克/秒，上述结构系统才能正常工作。
本发明的目的是增大作用力F1，克服作用力F2，以便能够以高的流动速率喷射出粘性内装物，同时具有最少的喷射剂损失。
本发明的另一个目的是补偿要被喷射的内装物的粘度和/或流动速率，同时保持阀门的操作功能。
本发明的又一个目的是提供一种有利于生态保护的、用于粘性和/或高流动速率的内装物的喷射结构系统。
本发明的又一个目的是提供一种用于粘性和/或高流动速率的内装物的喷射结构系统，其产品成本低廉。
发明概述
本发明涉及一种用于压力容器的阀门，所述阀门包括：
(A)安装到容器上的中空体10，所述中空体10具有内部体积，其中至少有供给装置14；
(B)第一体元件11被保持在中空体10中，第一体元件11可以相对于中空体10移动，并且与供给装置14协同作用，以便至少在容器的预定方位，由第一体元件11阻塞供给装置14；
其特征在于所述阀门包括：
(C)第二体元件12，所述第二体元件12可相对于中空体10移动，第二体元件12相对于第一体元件11具有相互作用的磁性力。
然后，作为单一的结构系统，在作用力F1和F2的约束条件下，分析第一体元件11和第二体元件12。在此系统中，作用力F1取决于第一体元件11和第二体元件12的质量的增加，而牵制作用力F2取决于第一体元件11的主要横截面积，这是由于第二体元件12与内装物到物流相互隔离开。因此，使用者能够自由的调整该系统到总质量，由此获得作用力F1，而不改变牵制作用力F2的量值。这可以通过改变第二体元件12的质量获得。
对本发明附图的简要描述
图1a是本发明的阀门处于直立位置的实施例的剖视图。图1b是图1a所示阀门倒置状态的剖视图。
图2b是本发明的阀门的另一个实施例处于直立位置时的局部剖视图。图2b是图2a所示阀门倒置状态的剖视图。
图3a是本发明的阀门的另一个实施例处于直立位置时的局部剖视图。图3b是图3a所示阀门倒置状态的剖视图。
本发明的用于压力容器的阀门包括安装在容器上的中空体10，所述中空体10具有内部体积，在中空体10内部的体积中具有至少一个供给装置14。第一体元件11被保持在中空体10中，所述第一体元件11可以相对于中空体10移动，并且与供给装置14相互配合，以便第一体元件11至少在容器的预定方位阻塞供给装置14，其特征是还包括第二体元件12，所述第二体元件12可以相对于中空体10移动，所述第二体元件12相对于第一体元件11产生相互作用的磁性力。
将阀门安装到压力容器上。所述压力容器通常是装填有内装物和喷射剂的容器。所述容器为中空体，其可以由任何材料，最好是由金属、塑料制成，所述塑料包括聚对苯二甲酸乙酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)或聚酰胺，还可以包括这些材料的混合物、叠层制品和其他结合形式。所述金属容器可以由薄片钢制成，或者由其他金属，例如铝制成。最好，金属容器的内表面以叠层方式设有塑料材料，或者具有由漆料或油漆形成的覆盖层。所述漆料或有其在此被用于保护容器的内表面不受腐蚀。这种腐蚀可以导致容器性能减弱，还可以导致容器内装物褪色。最好用于制作叠层和覆盖层的漆料或油漆的塑料材料是环氧酚醛树脂、聚酰胺-酰亚胺、有机溶胶、聚对苯二甲酸乙酯、定向聚丙烯、聚乙烯或它们的结合物。
任何可以流动的材料包括气化、液化或泡沫内装物都可以被装填在容器中，并且通过本发明阀门排出。当采用气化喷射剂时，被排出的内装物最好是泡沫内装物。喷射剂在内装物组分中膨胀形成许多气泡，由此形成泡沫。硬质表面清洁剂是所述泡沫内装物的一个例子。例如，在欧洲专利EP-A-546828中公开了这种泡沫内装物。按照本发明，优选的泡沫内装物时泡沫洗涤剂。所述泡沫洗涤剂的成分公开在欧洲专利EP-A-677577和共同申请的待审查的欧洲专利申请NO.95870084.1。
容器中的压力可以由喷射剂产生。一旦阀门处于开启位置，在压力容器内部的压力使可流动的材料和喷射剂从压力容器中向外喷出。因此，压力容器内部的压力高于容器外侧的大气压力。最好，在20℃条件下，容器中的压力至少为5巴，更好是在容器中的压力范围是在8～10巴之间。容纳在容器中的喷射剂含量在正确的压力条件下，基本上使所有的可流动的内装物材料，在压力容器的整个使用寿命期间，从容器中向外排出。喷射剂的含量还取决于被使用喷射剂的类型。在现有技术中，已知道的适当的喷射剂是液体或气体喷射剂。优选的喷射剂是对环境无害的气化喷射剂。如本文中所述，术语“气化”和“不可液化”，对于喷射剂来说可以互换使用。的确，气化喷射剂和不可液化的喷射剂在室温，大约为20℃条件下，呈气体状态，压力高达12巴。此外，最好使用对臭氧层无害的喷射剂，例如压缩空气、二氧化碳气体、氮气和它的氧化物，或它们的混合物。二氧化碳气体是优选的气体喷射剂。可以选择使用少量的低分子量碳氢化合物，例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷，其提供了必要的可燃性，这种碳氢化合物不可过量。各种使喷射气体产生压力的方式在现有技术中是已知的。例如，可以在包装过程中填充具有压力的气体。借助隔膜可以使内装物与压缩气体相互分隔开，例如采用具有张力的橡胶材料。另外，借助机械运动，可以提供产生气体压力的装置，即所谓“泵和喷射”系统。
所述第一体元件11可以是球状体，但是也可以是其他任何形状的物体，只要它能够与相应的供给装置14相互协同作用。这些形状包括卵形体、环形体、圆柱体或截锥曲面体。所述第二体元件12可以是球状，但是也可以是其他任何形状的物体。这些形状包括卵形体、圆柱体、环形体或截曲面体。在本发明的优选实施例中，第二体元件12呈环形体，因此第二体元件12可以完全围绕第一体元件11，施加经过进一步改善的、相互作用的磁性力。同样，第一体元件11也可以是环形体。
在第一体元件11和第二体元件12之间的相互作用的磁性力可以通过多种方式获得。在优选的实施例中，第一体元件11由软磁性材料制成，而第二体元件12由硬磁性材料制成。所述软磁性材料的剩磁基本上是零。这种材料一般包括铁、镍和钴。这种材料还包括各种等级的钢材。硬磁性材料具有的剩磁基本上不为零。这种材料包括结合或烧结的铁素体、磁钢和包含着稀土元素的各种材料，例如钕铁硼或钐钴。在本发明的另一个实施例中，第一体元件11由硬材料制成，而第二体元件由软材料制成。相互作用的磁性强度和第一体元件11与第二体元件12的机械系统的重量可以转变，以便第一体元件11能够足够快地从非阻塞位置移动到阻塞位置，或者反之。而且，当内装物流动时，使第一体元件11保持定位，而不受粘性物流的影响。通过多种方式可以改变相互作用磁性力的强度。第一种方法是，通过使用不同的材料改变相互作用的磁性力的强度。例如，硬材料与硬材料之间的相互的磁性作用的强度大于硬材料与软材料之间的相互磁性作用力强度。在另一个实施例中，一般烧结材料具有的相互的磁性作用力强度大于粘结材料。作为另一个实施例，一般包括稀土元素的材料具有的相互磁性作用力强度高于磁钢材料或铁素体材料。通过改变材料的磁性方向，是另一种可以改变相互磁性作用力强度的方法。还有一种方法是改变磁铁的形状或体积，以及磁铁的尺寸，因为随着距离的变化，相互磁性作用力的强度也将大大变化。通过选择材料、改变形状和元件体积，可以改变第一体元件和第二体元件系统的重量。考虑到各种指标，例如环境、腐蚀或价格，可以获得最佳选择条件。例如，一般铁素体材料比具有稀土元素的材料便宜。作为另一个实施例，含铁的材料在水分环境中会被腐蚀。例如，通过将第二体元件12隔离在另一个中空体13中，由此使第二体元件12不与腐蚀环境相接触，所以可以防止腐蚀。由于一定种类的内装物和/或喷射剂具有的特性，例如PL值，也会产生腐蚀。
例如，当应该防止喷射剂泄漏时，只要第一体元件11和第二体元件12位于合适的、希望的阻塞方位，第一体元件11和第二体元件12的移动不受限制。例如，第一体元件11和第二体元件12可以平行移动，如图1a，1b和图2a，2b所示，或者第二体元件12可以有放大的移动量，如图3a，3b所示，以便加强第一体元件11的阻塞强度。
图1a和1b表示按照本发明的阀门的一个实施例。所述阀门包括中空体10，供给装置14，第一体元件11和第二体元件12。
在此实施例中，供给装置14包括开口15，所述开口15连通阀门和容器，并且包括部分19，所述部分19与第一体元件11以这样方式相互协同作用，当容器被抓握，处于直立位置时，如图1a所示，由第一体元件11阻塞供给装置14。如图1b所示，容器中的内装物可以通过开启的阀门排出。在借助喷射剂的压力，从容器中喷射出可流动的内装物材料的情况下，最好通道15被设置在阀门和容器之间，使喷射剂在靠近通道1 5之前，先通过可流动的内装物材料。因此，当容器处于不希望的倾斜位置时，如图1a所示，喷射剂不会泄漏。不希望的倾斜位置包括任何倾斜位置，在此位置，喷射剂可能从容器内部向外排出，而同时不排出内装物。如上所述，当阀门开启时，喷射剂不推动内装物向外排出，将发生上述现象。在一个例子中，在一方面，当压力容器基本上处于抓握的直立位置时，如图1a所示，喷射剂位于内装物的上方。在另一方面，供给装置是开口15，所述开口15连接压力容器顶端的卸料开口16。当容器处于直立位置时，如图1a所示，第一体元件11阻塞供给装置14，只有当容器被倒置时，如图1b所示，由此喷射剂在靠近通道之前先通过流动的内装物材料，才能从容器中推出内装物，以使喷射剂的损失达到最少。在这种情况下，当容器处于直立位置时，如图1a所示，容器进入预定的方位。所以，阀门具有开启位置，如图1b所示，和相应的在预定的方位的封闭位置，如图1a所示。在图1a所示的阀门的封闭位置，基本上防止内装物和/或喷射剂从容器中泄漏。在图1b所示的阀门的开启位置，允许内装物和/或喷射剂从容器中排出。当供给装置14被阻塞时，阀门处于封闭位置，如图1a所示。
图2a和2b表示按照本发明的阀门的另一个实施例。所述阀门包括中空体10，两个供给装置14和17，第一体元件11和第二体元件12。
在此实施例中，第一供给装置14包括开口15，由开口15在阀门和容器顶部之间形成连接通道，还具有部分19，所述部分19与第一体元件协同作用，以致当容器处于直立位置时，由第一体元件11形成阻塞。第二供给装置17包括插管18，当抓握的容器中处于直立位置时，连接阀门的插管18延伸到容器的底部。在图2a所示的实施例中，处于直立位置的阀门采用两个供给装置14、17，并且在图2b中，阀门处于倒置位置。在此实施例中，当被抓握的压力容器基本上处于直立位置时，喷射剂位于内装物的上方。当容器处于图2a所示的直立位置时，第一体元件11阻塞第一供给装置14，以便防止喷射剂泄漏，同时可以由喷射剂推动内装物通过另一个供给装置17。例如图2B所示，当容器处于倒置位置时，供给装置都不受阻塞，由喷射剂推动内装物通过第一供给装置14，这是因为与通过插管18相比较，内装物更容易通过第一供给装置14。为此目的，最好插管18的横截面积小于开口15，因此喷射剂的物流在靠近阀门之前，更容易穿过可流动内装物材料，所述容器具有最小程度的喷射剂损失。
图3a和3b表示了本发明的阀门的另一个实施例。所述阀门包括中空体10，两个供给装置14、17，第一体元件11和第二体元件12。
在此实施例中，第一供给装置14包括开口15，由开口15在阀门和容器顶端之间形成连接通道，还设有部分19，所述部分19与第一体元件11协同作用，当抓握的容器处于直立位置时，如图3a所示，由第一体元件11形成阻塞。第二供给装置17包括插管18，当被抓握的容器处于直立位置时，连接阀门的插管18延伸到容器的底部，而且部分19’以这样方式与第一体元件11协同作用，即，当抓握的容器处于倒置位置时，如图3b所示，由第一体元件11形成阻塞。在图3a所示的阀门的直立位置，和图3b所示的倒置位置，采用两个供给装置14、17。在此实施例中，当抓握的压力容器基本上处于直立位置时，喷射剂位于内装物的上方。如图3a所示，当容器处于直立位置时，第一体元件11将阻塞第一供给装置14，以便防止喷射剂损失，同时由喷射剂推动内装物通途第二供给装置17。如图3b所示，当容器处于倒置位置时，第一体元件11将阻塞第二供给装置17，以便防止产生喷射剂泄露，同时，由喷射剂推动内装物通过第一供给装置14。因此，在所有倾斜位置，喷射剂在靠近具有最小喷射剂损失的阀门之前，喷射剂必须通过可流动的内装物材料。

Claims (13)

1、一种压力容器的阀门，其包括：
(A)安装到容器上的中空体(10)，所述中空体(10)具有内部体积，其有至少一个供给装置(14)；
(B)第一体元件(11)被保持在中空体(10)中，第一体元件(11)可以相对于中空体(10)移动，并且与供给装置(14)协同作用，以便至少在容器的预定方位，由第一体元件(11)阻塞供给装置(14)；
其特征在于所述阀门包括：
(C)第二体元件(12)，所述第二体元件(12)可相对于中空体(10)移动，第二体元件(12)相对于第一体元件(11)具有相互作用的磁性力。
2、按照权利要求1所述的阀门，其特征在于：在容器中装有喷射剂和可流动的内装物材料。
3、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：在所述内部体积中，具有第二供给装置(17)。
4、按照权利要求3所述的阀门，其特征在于：当容器基本上倒置时，第一供给装置(14)对可流动的内装物材料开启，并且，当容器基本上处于直立位置时，第二供给装置(17)对可流动的内装物材料开启，并且，当容器基本上处于直立位置时，第一体元件(11)阻塞第一供给装置(14)。
5、按照权利要求3所述的阀门，其特征在于：至少在容器的第二预定方位，第一体元件(11)阻塞第二供给装置(17)。
6、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述喷射剂是气体。
7、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述可流动的内装物材料具有的粘度至少为100厘泊(cps)。
8、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：分配可流动的内装物材料的流速至少为2克/秒。
9、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述可流动的内装物材料是泡沫材料。
10、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述可流动的内装物材料包括表面活化剂为5～50％，最好为10～30％。
11、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：当容器基本上处于直立位置时，喷射剂位于可流动的内装物材料上方。
12、按照权利要求2所述的阀门，其特征在于：第二体元件(12)不与可流动的内装物材料相接触。
13、按照权利要求1所述的阀门，其特征在于：第一体元件(11)和/或第二体元件(12)是磁性体。
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