CN1617820A - 密封塞 - Google Patents

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Abstract

一种具有外螺纹的密封塞(1，60)，用于紧密密闭圆桶、罐等运输储存容器的带内螺纹的开口部。所述密封塞呈杯状，具有底壁(2)和终止于圆周状扩大的边缘(4)的带螺纹的圆柱形侧壁(23)。紧邻密封塞的边缘下方是由密封塞边缘下表面(4a)、密封塞侧壁以及位于平行于密封塞边缘下表面的平面内的环形垫圈定位凸缘(9，61)限定的垫圈座(8，64)。在实际应用中，密封塞旋入或旋出具有内螺纹段(28)和无螺纹段(30)的容器壁开口部，密封垫圈(12)挤压在无螺纹的开口部和密封塞垫圈座(8，64，72)之间，并紧邻内螺纹。垫圈座用于防止密封垫圈(12)与开口部内螺纹段(28)的互相啮合。

Description

密封塞
技术领域
本发明涉及一种改进的容器密封塞，尤其是涉及一种具有独特的垫圈定位部件的螺纹密封塞。
背景技术
在运输容器行业中，制造具有一个或多个出料口和/或注料口的圆桶、罐等是极为普通的。此类容器的开口部具有并入无螺纹垫圈密封面的内螺纹。一携带有环形密封垫圈的外螺纹密封塞与容器开口部螺纹啮合。当密封密封塞时，密封塞垫圈就紧压到无螺纹的垫圈密封面上，从而提供对容器的有效密封。当众多的圆桶和其它容器使用上述方式进行密封时，就会产生本发明所提到的偶然问题。该问题不仅涉及密封，而且也涉及容器开口部旋下密封塞。一方面，在密封塞及其垫圈之间存在临界关系，另一方面，容器开口部螺纹并入开口部衬垫垫圈座面中。这样的位置关系以致于在实践中，当施加必要的力矩将密封塞密封进入容器开口部时，密封塞垫圈向开口部内螺纹的开始位置楔入。当旋下密封塞时，通常所有发生的是密封塞垫圈向开口部螺纹楔入的行为紧紧握住密封塞垫圈。当旋松行为继续时，随之产生脱力(tenuous)的情形。最为显著的是，当密封塞脱离开口部时，垫圈可能仍然陷在内开口部螺纹上，以致于垫圈从密封塞的垫圈座上脱落。当垫圈在啮合的螺纹间阻塞时，继续旋转密封塞就变得很困难。更有甚者，垫圈自身也会由于碾压而严重损坏，且这种碾压将进一步削弱垫圈的密封的作用。
这种垫圈的卡住情形的另一个负面效应是：在扭转密封塞时，垫圈倾向于从垫圈座翻出。当密封塞垫圈围绕开口部的无螺纹垫圈座的运动受阻、造成垫圈堆聚并形成一个从开口部边缘突起的环时，该问题随之产生。产生上述受阻的一种情形是：当将密封塞旋入开口部时，密封塞垫圈将再次陷入开口部螺纹开始处。由此导致的“圈结(looping)”情形无疑会产生泄漏通道且很可能会给衬垫垫圈造成严重的损坏。在“卡住(gripping)”与“圈结”问题之间的共同性当然是将密封塞垫圈定位在其所属的密封塞垫圈座上的适当位置且由此防止垫圈在螺纹相互啮合时被拖动的能力。
现有技术已经考虑了这样的需要：广泛提供一些用于将密封塞垫圈保持在适当位置的实际的机械定位装置。例如，Stolzman的美国专利US5211304公开了一种密封塞结构，其中使用一个机械联锁装置将垫圈可靠地定位在密封塞边缘的下表面上。然而，该装置将垫圈径向地设置在密封塞螺纹的外面，而且与任何垫圈的“卡住”或“圈结”问题都不存在什么关系。另一个现有技术的例子在Marchyn的美国专利US2906429中可以找到，该专利中考虑了“圈结”问题，但是未能提供一个十分令人满意的解决方案。在该专利中，密封塞在螺纹与垫圈座的接界处具有一种特殊的螺纹结构。特别地，该密封塞具有持续环绕垫圈座的下缘的递减螺纹，而且该递减螺纹在标准密封塞螺纹上作为部分屏障。然而，这种改进的螺纹结构，对“卡住”现象未能提供足够的防护，这一点在下文中能够很清楚地注意到。
发明目的
本发明的一个目的在于，提供一种克服密封垫圈的卡住和圈结问题的密封塞。本发明的一个实施例的进一步的目的在于，提供一种适用于各种容器开口部的密封塞。
发明概述
根据本发明，密封塞由一具有螺纹并终止于圆周状加大的边缘的圆柱形侧壁和一个紧邻密封塞边缘下方环形垫圈座形成，其中，在密封塞垫圈座和侧壁螺纹之间插入有连续的圆周状径向向外延伸的垫圈定位凸缘。
根据本发明的一个实施例，垫圈定位凸缘基本上与螺纹牙底直径轴向对准。
根据本明的另一实施例，垫圈定位凸缘具有小于侧壁螺纹牙顶的径向向外的延伸部分的径向延伸部分，且还具有小于螺纹牙底直径的内牙底直径。
根据本明的另一实施例的一种变型，垫圈座径向向外并向上逐渐扩张并与边缘会合。
根据本明的另一实施例的另一变型，垫圈座在垫圈定位凸缘的牙底处设有一个环形凹槽。
根据本发明进一步的特征，一密封垫圈定位在垫圈座上。该密封垫圈可以是弹性的，并可以拉伸越过密封塞以紧抱住垫圈座。根据这另一实施例的所述变型的密封塞，密封垫圈采用扩张的垫圈座的形状。
同样根据本发明，密封塞与具有内螺纹段和无螺纹段的容器壁开口部相配，密封垫圈挤压在开口部的无螺纹段与密封塞垫圈座之间并紧邻内螺纹，其中，在密封塞垫圈座和侧壁螺纹之间插入连续的圆周状径向向外延伸的垫圈定位凸缘，用于防止密封垫圈与开口部内螺纹段的相互啮合；借此实现将密封塞和密封垫圈保持原状无阻碍地旋出。
本发明的密封塞，以简单直接的方式提供了一种人们长久以来一直寻求的针对上述“卡住”和“圈结”问题的解决方案。
在一个例子中，密封塞由圆柱形的螺纹侧壁和圆盘状的底壁构成。侧壁终止于圆周状扩大的边缘，并具有紧邻边缘下方形成的环形垫圈座。在密封塞垫圈座和侧壁螺纹间插入了垫圈定位凸缘。具有弹性的密封垫圈拉伸越过密封塞，从而占据了密封塞边缘与定位凸缘之间的垂直空间。上述密封塞旋入一个具有内螺纹一面向内的垫圈密封面的容器壁开口部。现有技术中，存在于密封塞垫圈和容器开口部螺纹之间的临界关系现在变得无关紧要。当密封塞从带螺纹的容器开口部旋出时，垫圈定位凸缘将垫圈控制在密封塞垫圈座的适当位置。因而发生的密封塞垫圈与容器开口部的完全分离构成了对现有技术的重大改进。
因此，本发明的重要特征是：提供一种适用于工业规模的容器的改进的螺纹密封塞。
另一特征是：提供一种具有新的、改进的垫圈座结构的螺纹密封塞。
更详细的特征是：提供一种密封塞垫圈座，该垫圈座具有这样的结构，该结构在在旋入和旋出密封塞的过程中确定能将密封塞垫圈定位其上。
当结合相关附图对本发明进行继续说明时，更多的和更详细的特征将会部分变得更明显和突出。
附图说明
本发明的上述的以及更多的特征将在所附的权利要求中阐明，并在附图中进行说明。其中所述的附图如下：
图1是本发明的一个实施例的密封塞局部剖视立面图。
图2是包含有图1所示的密封塞的容器密封结合的顶视平面图。
图3是图1所示的密封塞旋入容器开口部的局部剖视的立面图。
图4与图3类似，仅仅是密封塞具有局部无螺纹段。
图5与图4类似，所例举的是现有技术。
图6是本发明第二个实施例的密封塞的局部剖视详图。
图7是与图6类似，包括了一密封垫圈。
图8是本发明第三个实施例的密封塞旋入容器开口部的局部剖视立面图。
图9是与图8类似，仅仅是密封塞具有局部无螺纹段。
图10是本发明第三个实施例的密封塞的局部剖视详图。
本发明的详细说明
根据本发明的第一实施例，密封塞如图1至图4所示，图中通常以数字1来表示，该密封塞由合成塑料树脂模制而成，具有由柱形侧壁3包围的圆盘状的底壁2，该侧壁3终止于圆周状扩大的边缘4。密封塞1内具有一系列用作扳手(wrench)的连接耳5，用于向密封塞施加旋紧或旋松力矩。密封塞侧壁3具有由底壁2向上延伸的引导段6、外螺纹7以及紧邻密封塞边缘4下方垫圈座8。这里值得注意的是，垫圈座8位于轴向上对准于密封塞的螺纹牙底直径的平面内。这种位置关系有利于在密封塞和与之配合的容器开口部的表面之间保证了足够的垫圈空间，从而封闭任何泄漏通路。密封塞侧壁3具有位于螺纹7上端的圆周状定位凸缘9，该凸缘9径向向外延伸到与螺纹顶轴向对准的位置。在图1中可以很清楚地看出，密封塞螺纹开始并终止于凸缘9内的一位置10，由此形成一个面向上的均匀的连续环形表面11，该环形表面位于平行于密封塞边缘4的下表面4a的平面上，并紧邻螺纹终止位置10之上。具有基本呈正方形的截面的弹性环形密封垫圈12拉伸越过密封塞以便紧抱垫圈座8。这样的定位的垫圈隐蔽地夹紧在密封塞边缘4的下表面4a与定位凸缘9的上表面11之间，使得垫圈12极难从垫圈座8中脱出。
密封塞1在容器壁开口部的内部与之螺纹啮合，如图3中清楚地示出，该容器壁开口部由容器壁20构成，在该容器壁20内用传统方法嵌入了通常用数字21表示的衬套。衬套21具有圆周状延伸的多边形基座22，以及由基座向上延伸、并终止于径向向外的卷曲卷边24的柱形壁23。容器壁20用一个相配的凸起25覆盖在多边形基座22的上面，且具有一基本上直立的柱形颈26，该延伸到衬套卷边24内。衬套垫圈27挤压在衬套21和容器壁20的包围面之间。在由基座22延伸至卷边24的起点处的螺纹开始位置29的衬套壁23上形成内螺纹28。紧邻螺纹开始位置29的上方，向上延伸的无螺纹的卷边部分形成一个光滑的垫圈密封面30。
如图3所示，在充足的扭矩作用下，在密封塞1和衬套21之间的密封关系显示出密封塞垫圈12紧紧地挤压在密封塞垫圈座8和衬套密封面30之间。特别值得一提的是，垫圈12也轴向地限制在边缘下表面4a和定位凸缘9的上表面11之间。而且还可以看出，处于该紧固位置的垫圈12与衬套的螺纹开始和终止位置29接触。定位凸缘的连续环形上表面与边缘下表面4a之间保持一个恒定的轴向距离，且防止垫圈12从任何位置陷入衬套螺纹28中。如图4所示，当旋出密封塞时，垫圈定位凸缘9无疑地举起密封塞垫圈12，使其远离衬套螺纹28，并向上离开垫圈密封面30。正是由于密封塞垫圈与其周围衬套面的完全分离，才消除了至今存在的普通的垫圈“卡住”和垫圈“圈结”问题。
图5作为比较，示出了一种典型的现有技术情形，其中，现有技术中的密封塞40从内螺纹容器壁开口颈41旋出。这里，密封塞垫圈42位于在密封塞螺纹的内径处形成的垫圈座43上，但是，密封塞螺纹44在逼近垫圈座43时仅仅逐渐减小，该减小螺纹由数字45表示。在在这些现有技术情形下，可以知道，当密封塞旋出时，垫圈42几乎得不到来自减小螺纹45的轴向支撑。因此，垫圈很容易陷入相互啮合的闭合螺纹中，并从垫圈座拖出，从而严重妨碍了正常的闭合功能的实现。
图6至7和图8至9分别描述的本发明的第二和第三实施例，是参照图1至4描述的第一实施例的变体，对于相同的部件给予与第一实施例相同的参考。如图6和7所示，一个例子中的金属密割塞60是由1.15毫米的圆桶端钢(drum end steel)切削滚压而成的。垫圈定位凸缘61滚压成具有坡口角度为55度的三角形螺纹状横断面，以及小于螺纹7的牙顶外径延伸部分D2的径向延伸部分D1，且该垫圈定位凸缘61位于平行于密封塞边缘4的下表面4a的平面上。定位凸缘61的上侧面在螺纹7上方形成一个连续的面向上且向外的面。凸缘61的内牙底63直径D3小于螺纹牙底直径D4。垫圈座64径向向外、向上逐渐扩张，以便在与第一实施例中垫圈座8和边缘会合的基本相同的位置与边缘4会合。由三元乙丙橡胶(E.P.D.M.)、炭黑腈橡胶(black nitrile)或聚乙烯(P.E.)制成的常规的垫圈12延伸到垫圈座64上，并且采用与垫圈座有大致相同的扩张形状，如图7所示。
第二实施例中所改变的几何形状的结果在于：凸缘61具有与第一实施例的凸缘9基本相同的径向延伸部分D1-D3，且因比保持了垫圈的撑起、抗卡住和抗圈结功能。减小的凸缘直径使得密封塞可适用于更多容器的开口部。逐渐扩张的垫圈座64具有两个优点。首先，它在密封塞凸缘61和容器密封衬套21的垫圈密封面30之间的区域内为密封衬垫12提供了增大的空间，其次，在将密封塞旋入衬套21时，由伸长的垫圈12所采用的截头圆锥体形状在垫圈和垫圈密封面30之间提供增大的接触面积。由于垫圈的前端最初受到较小的(甚至为零)压力，密封垫圈“喂入”到位于衬套密封面30和密封塞座64之间的空间内。因此，更具优越性的是，垫圈和密封衬套之间的初始接触带部分位于垫圈侧面上方。这一点在图8和图9可以很清楚地看到，其中，密封塞螺纹、边缘和凸缘61具有与图6和7所示的实施例相似的几何形状，只是密封塞由适用的塑料材料制成。这种加大的接触面和低的垫圈前端压力的作用是进一步阻碍了向密封塞施加扭矩时的垫圈的圈结。
用于凸缘61的几何形状的另一个优点在于：它使密封塞的性能得以加强，从而使得图6和7所示的密封塞在仍保有同等的结构完整性的同时，可以使用与现有技术相比更细的量具钢制成。
若使用标准垫圈，当密封塞60充足扭转回起始位置时，对于凸缘61来说，在衬套螺纹开始位置29的区域内直接与密封衬套壁23接触是可能的。如果需要，可以使用大规格的垫圈来防止这种金属与金属的接触。
图10示出了本发明的第四实施例，其中，金属密封塞66具有与第二实施例中的凸缘61相同几何形状的凸缘68。它们的区别在于：在垫圈座72内滚压出环行凹槽70，且该凹槽70位于凸缘68的牙底处，从而使得垫圈座72的其余部分成为圆柱形。此种几何形状为凸缘68提供了与第一实施例至第三实施例中的凸缘9和61同样的径向延伸部分，而且凹槽70为垫圈12提供了增大的的空间。
可以在本发明的垫圈定位密封塞基础上的进行改变或对本发明的垫圈定位密封塞的进行改进。例如，第一实施例中的密封塞可以用金属制成，而第二和第四实施例中的密封塞可以用合成塑料树脂模制而成。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1、一种密封塞，由具有外螺纹(7)的圆柱形侧壁(3)、圆周状扩大的边缘(4)和紧邻所述密封塞边缘下方的环形的垫圈座(43)构成，在所述密封塞垫圈座(8，64，72)和所述侧壁螺纹(7)之间插入一连续的圆周状的径向向外延伸的垫圈定位凸缘(9，61，68)，其特征在于，所述垫圈定位凸缘(9，61，68)具有与所述侧壁螺纹(7)的牙顶(D2)相齐或比所述侧壁螺纹(7)的所述牙顶(D2)小的径向延伸部分(D1)。
2、如权利要求1所述的密割塞，其特征还在于，垫圈定位凸缘(9，61，68)位于平行于所述密封塞边缘(4)的下表面(4a)的平面内。
3、如权利要求1或2所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈定位座(8)基本上与所述螺纹牙底直径轴向对准。
4、如权利要求1至3任意一项所述的密封塞，其特征还在于，侧壁螺纹(7)开始形成并终止于所述定位凸缘(9)内的一位置(10)；同时，在紧邻所述螺纹终止位置的上方形成一个面向上均匀的环形表面(11)。
5、如权利要求1或2所述的密封塞，其特征还在于，所述的垫圈定位凸缘(61，68)具有小于所述侧壁螺纹(7)的牙顶的向外径向延伸部分(D2)的径向延伸部分(D1)和小于所述螺纹牙底直径(D4)的内牙底(63)直径(D3)。
6、如权利要求5所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈座(64)径向向外并向上扩张并与边缘(4)会合。
7、如权利要求5所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈座(72)在所述垫圈定位凸缘(68)的牙底(70)处设有环形凹槽(70)。
8、如权利要求1至7任意一项所述的密封塞，其特征还在于，所述密封塞(1，60，66)由金属或模制的合成塑料树脂制成。
9、如权利要求1至7任意一项所述的密割塞，其特征还在于，密封垫圈(12)定位在垫圈座(8，64，72)上。
10、如权利要求9所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)是有弹性的，并且可拉伸越过密封塞(1，60，66)以便抱紧垫圈座(8，64，72)。
11、如权利要求9或10所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)紧紧与由所垫圈定位凸缘(9)、垫圈座(8)以及所述密封塞边缘下表面(4a)形成的所述径向开口环形凹槽结合。
12、如权利要求6和10所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)采用扩张的垫圈座(64)的形状。
13、如权利要求1至12任意一项所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)是由三元乙丙橡胶、炭黑腈橡胶或者聚乙烯制成的。
14、如权利要求9到13任意一项所述的密封塞与具有内螺纹段(28)和无螺纹段(30)的容器壁开口部的结合体，所述密封垫圈(12)挤压在无螺纹的开口部和密封塞垫圈座(8，64，72)之间并紧邻内螺纹，其特征在于，在所述密封塞垫圈座(8，64，72)和所述侧壁螺纹(7)之间插入一连续的圆周状径向向外延伸的垫圈定位凸缘(9，61，68)，以防止所述密封垫圈(12)与所述开口部内螺纹段(28)之间的相互啮合；借此实现将密封塞(1，60，66)和密封垫圈保持原状无阻碍地旋出。
15、如权利要求14所述的结合体，其特征还在于，所述容器壁无螺纹段(30)从所述垫圈定位凸缘(9，61，66)向上且径向向外延伸。

Claims (15)

1、一种密封塞，由具有外螺纹(7)的圆柱形侧壁(3)、圆周状扩大的边缘(4)和紧邻所述密封塞边缘下方的环形的垫圈座(43)构成，其特征在于，在所述密封塞垫圈座(8，64，72)和所述侧壁螺纹(7)之间插入一连续的圆周状的径向向外延伸的垫圈定位凸缘(9，61，68)。
2、如权利要求1所述的密封塞，其特征还在于，垫圈定位凸缘(9，61，68)位于平行于所述密封塞边缘(4)的下表面(4a)的平面内。
3、如权利要求1或2所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈定位凸缘(9)基本上与所述螺纹牙底直径轴向对准。
4、如权利要求1至3任意一项所述的密封塞，其特征还在于，侧壁螺纹(7)开始形成并终止于所述定位凸缘(9)内的一位置(10)；同时，在紧邻所述螺纹终止位置的上方形成一个面向上均匀的环形表面(11)。
5、如权利要求1或2所述的密封塞，其特征还在于，所述的垫圈定位凸缘(61，68)具有小于所述侧壁螺纹(7)的牙顶的向外径向延伸部分(D2)的径向延伸部分(D1)和小于所述螺纹牙底直径(D4)的内牙底(63)直径(D3)。
6、如权利要求5所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈座(64)径向向外并向上扩张并与边缘(4)会合。
7、如权利要求5所述的密封塞，其特征还在于，所述垫圈座(72)在所述垫圈定位凸缘(68)的牙底(70)处设有环形凹槽(70)。
8、如权利要求1至7任意一项所述的密封塞，其特征还在于，所述密封塞(1，60，66)由金属或模制的合成塑料树脂制成。
9、如权利要求1至7任意一项所述的密封塞，其特征还在于，密封垫圈(12)定位在垫圈座(8，64，72)上。
10、如权利要求9所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)是有弹性的，并且可拉伸越过密封塞(1，60，66)以便抱紧垫圈座(8，64，72)。
11、如权利要求9或10所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)紧紧与由所垫圈定位凸缘(9)、垫圈座(8)以及所述密封塞边缘下表面(4a)形成的所述径向开口环形凹槽结合。
12、如权利要求6和10所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)采用扩张的垫圈座(64)的形状。
13、如权利要求1至12任意一项所述的密封塞，其特征还在于，所述密封垫圈(12)是由三元乙丙橡胶、炭黑腈橡胶或者聚乙烯制成的。
14、如权利要求9到13任意一项所述的密封塞与具有内螺纹段(28)和无螺纹段(30)的容器壁开口部的结合体，所述密封垫圈(12)挤压在无螺纹的开口部和密封塞垫圈座(8，64，72)之间并紧邻内螺纹，其特征在于，在所述密封塞垫圈座(8，64，72)和所述侧壁螺纹(7)之间插入一连续的圆周状径向向外延伸的垫圈定位凸缘(9，61，68)，以防止所述密封垫圈(12)与所述开口部内螺纹段(28)之间的相互啮合；借此实现将密封塞(1，60，66)和密封垫圈保持原状无阳碍地旋出。
15、如权利要求14所述的结合体，其特征还在于，所述容器壁无螺纹段(30)从所述垫圈定位凸缘(9，61，66)向上且径向向外延伸。
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