EA005758B1

EA005758B1 - Самогерметизирующийся затвор емкости

Info

Publication number: EA005758B1
Application number: EA200401321A
Authority: EA
Inventors: Вольфганг Хойкамп
Original assignee: Рпц Вико Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-06-30
Also published as: EP1513734B1; EP1513734A1; CN100430303C; ATE332850T1; WO2004000672A1; EA200401321A1; CN1662424A; DE20209615U1; US20050139620A1; ES2265113T3; DE50304238D1

Abstract

Для выдачи продуктов от жидких до пастообразных из гибких емкостей, например бутылок или тюбиков, известны затворы, которые при сжатии емкости автоматически открываются для выдачи продуктов, а затем автоматически снова закрываются за счет возвратного усилия емкости. Для того чтобы по окончании процесса выдачи и после закрывания затвора произошла полная продувка емкости, согласно изобретению предложено, что затвор (1) состоит из корпуса (5) с расположенной посередине аксиально подвижной упругой кольцевой шайбой (2) и расположенной по центру под ней, аксиально смещаемой уплотнительной цапфой (3), причем для ограничения осевого перемещения кольцевой шайбы (2) вниз и уплотнительной цапфы (3) вверх в корпусе (5) расположены упорные ребра (6).

Description

Изобретение относится к затвору для гибких емкостей, содержащих продукты от жидких до пастообразных, например бутылок или тюбиков, причем при сжатии емкости затвор подобно клапану автоматически открывается для выдачи продуктов и автоматически снова закрывается за счет возвратного усилия емкости.

Для выдачи продуктов от жидких до пастообразных известны различные устройства для выдавливания продукта из емкости через используемое отверстие, которые принципиально отличаются по конструктивному выполнению и принципу действия.

Из ЕР 0048420 В1 известно одно трудоемкое устройство, состоящее из полой цилиндрической емкости, содержащей дозирующую головку с дозирующим насосом, причем за счет направленного вниз внешнего давления на дозирующий насос находящийся в емкости продукт выдавливается наружу из емкости через отверстие.

Поскольку, как правило, емкости после их опорожнения вновь не наполняют, а утилизируют, следствием этого является придание большего значения как можно более дешевому и простому изготовлению «одноразового дозатора». Поэтому известны дозаторы в особенно простом выполнении, у которых выдача продукта осуществляется из отверстия емкости за счет ее сжатия, причем в зависимости от назначения и вязкости продукта отверстие емкости направляют вниз. Для открывания и закрывания отверстия служит простой колпачок, резьбовой затвор или установочный штифт.

Хотя используемые в таких емкостях затворы функционируют, в целом, удовлетворительно, тем не менее, существует потребность в усовершенствованном затворе, что привело к разработке гибкого, самогерметизирующегося выпускного клапана, размещенного над отверстием емкости. При сжатии емкости этот клапан открывается за счет повышенного внутреннего давления, и жидкий продукт выпускается через клапан.

Подобный затвор емкости описан в ΌΕ 69202466 Т2. Он состоит из закрытого крышкой тела затвора, например, навинчиваемого на горлышко емкости. Посередине в теле затвора на вогнутом несущем органе находится снабженный прорезями выпуклый упругий клапан. При воздействии внешнего усилия на емкость жидкий продукт выдавливается снизу к среднему участку клапана, в результате чего он деформируется наружу. Жидкий продукт может вытекать теперь наружу через открывающиеся прорези. По окончании воздействия внешнего усилия на емкость клапан за счет своей упругости снова возвращается в свое нормальное, лишенное напряжения герметизирующее положение.

Недостатком этого известного затвора помимо его дорогой и сложной конструкции относительно принципа его действия является то, что оставшееся в емкости по окончании приложения внешнего давления пониженное давление, если оно вообще имеется, неудовлетворительно уменьшается.

Исходя из этого уровня техники, задачей изобретения является выполнение затвора описанного типа с простой конструкцией и простым в изготовлении, так чтобы помимо автоматического открывания и закрывания происходила полная продувка емкости по окончании процесса выдачи продукта.

Поставленная задача решается дозатором описанного выше типа с отличительными признаками п.1 формулы изобретения за счет того, что затвор состоит из корпуса с расположенной посередине, аксиально подвижной упругой кольцевой шайбой и расположенной по центру под ней аксиально смещаемой уплотнительной цапфой, причем осевое перемещение кольцевой шайбы вниз ограничено несколькими упорными ребрами, а осевое перемещение уплотнительной цапфы вверх ограничено по меньшей мере одним упорным ребром.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.

За счет соответствующего изобретению расположения упругой кольцевой шайбы на уплотнительной цапфе простыми средствами между этими обоими уплотнительными элементами образуется закупориваемое выпускное отверстие. В процессе выдачи продукта за счет давления на емкость выдаваемый продукт выдавливается снизу к упругой кольцевой шайбе, которая приподнимается посередине наружу от уплотнительной цапфы, в результате чего между кольцевой шайбой и уплотнительной цапфой открывается выпускная щель. По окончании процесса выдачи кольцевая шайба вследствие имеющегося в емкости пониженного давления садится на уплотнительную цапфу и тем самым снова закупоривает емкость. Упругость уплотнительной шайбы согласована при этом с вязкостью выдаваемого продукта и с возвратным усилием емкости, с тем чтобы обеспечить полный возврат кольцевой шайбы.

За счет того, что согласно изобретению не только уплотнительная шайба, но и уплотнительная цапфа выполнены с возможностью осевого смещения, возможно не только автоматическое открывание и закрывание затвора, но и желаемая полная продувка емкости по окончании процесса выдачи, причем уплотнительная цапфа за счет имеющегося в емкости пониженного давления смещается внутрь и открывает продувочную щель между кольцевой шайбой и уплотнительной цапфой. Следовательно имеет место попеременное осевое смещение кольцевой шайбы и уплотнительной цапфы в противоположных направлениях.

Для того чтобы это попеременное осевое смещение было возможным, ограничивающие осевое смещение кольцевой шайбы и уплотнительной цапфы упорные ребра расположены между кольцевой шайбой и кольцеобразным выступом уплотнительной цапфы. При осевом смещении уплотнительной

- 1 005758 шайбы наружу во время выдачи продукта они препятствуют смещению уплотнительной цапфы в том же направлении, а после осуществленной выдачи продукта движению кольцевой шайбы вслед за смещенной внутрь уплотнительной цапфой. Альтернативно возможно также, что одно упорное ребро направлено посередине сверху через кольцевую шайбу на уплотнительную цапфу и препятствует ее смещению вверх во время выдачи продукта.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, уплотнительная цапфа установлена на пружинящем элементе, посредством которого уплотнительная цапфа прижимается снизу к упорным ребрам и к кольцевой шайбе. Пружинящее усилие пружинящего элемента рассчитано при этом так, что возвратного усилия емкости и вызванного этим пониженного давления достаточно, чтобы сместить внутрь уплотнительную цапфу, преодолевая пружинящее усилие.

В качестве пружинящих элементов могут использоваться различные, аксиально действующие пружины, например спиральные пружины или радиально расположенные пластинчатые пружины.

За счет взаимодействия кольцевой шайбы и уплотнительной цапфы в сочетании с упорными ребрами возможны, таким образом, следующие положения:

- закрытое положение: в этом исходном положении емкость неподвержена действию давления; кольцевая шайба плотно прилегает к уплотнительной цапфе и упорным ребрам, а уплотнительная цапфа за счет пружинящего элемента прилегает снизу к упорным ребрам;

- положение выдачи: за счет приложения внешнего усилия к емкости в ней имеется повышенное давление; за счет давящего снизу продукта кольцевая шайба приподнята от уплотнительной цапфы и упорных ребер, а уплотнительная цапфа за счет пружинящего элемента продолжает прилегать снизу к упорным ребрам; выдача продукта осуществляется через образовавшуюся вверху щель между кольцевой шайбой и уплотнительной цапфой;

- положение продувки: за счет возвратного усилия емкости в ней имеется пониженное давление; за счет своей упругости кольцевая шайба снова прилегает к упорным ребрам, уплотнительная цапфа смещена вниз против действия пружинящего усилия пружинящего элемента, продувка емкости осуществляется через образовавшуюся внизу щель между кольцевой шайбой и уплотнительной цапфой, причем возможные остатки продукта (капли) снова втягиваются в емкость, затвор остается чистым. После выравнивания давления уплотнительная цапфа возвращается в свое исходное положение.

Другие преимущества, отличия и свойства изобретения более подробно поясняются ниже вариантами осуществления, схематично изображенными на чертежах, на которых представлено:

на фиг. 1 - в вертикальном разрезе затвор емкости в исходном положении;

на фиг. 2 - затвор емкости по фиг. 1 в положении выдачи;

на фиг. 3 - затвор емкости по фиг. 1 в положении продувки;

на фиг. 4 - в вертикальном разрезе затвор емкости по фиг. 1, расположенный в возможной дозирующей головке;

на фиг. 5 - пружинящий элемент из И-образных пластинчатых пружин;

на фиг. 6 - пружинящий элемент из ровных пластинчатых пружин;

на фиг. 7 - пружинящий элемент из радиально отогнутых пластинчатых пружин;

на фиг. 8 - альтернативный вариант осуществления затвора емкости, расположенного в возможной дозирующей головке, вид сверху;

на фиг. 9 - затвор емкости по фиг.8 в вертикальном разрезе;

на фиг. 10 - увеличенный фрагмент затвора емкости по фиг. 9.

На фиг. 1-3 представлен соответствующий изобретению затвор 1 емкости в различных, вызванных внутренним давлением в емкости закрытых и открытых положениях. На фиг. 1-3 сама емкость не показана.

Представленный на фиг. 1 в исходном, т.е. закрытом положении затвор 1 емкости состоит из внешнего кольцеобразного корпуса 5 с радиально расположенными на верхнем конце упорными ребрами 6. Изнутри - на чертеже снизу - к этим упорным ребрам 6 посредством центральной головки 17 пружинящего элемента со спиральной пружиной 4 прижата уплотнительная цапфа 3, причем кольцеобразный выступ 9 на нижнем конце уплотнительной цапфы 3 ограничивает возможное, выходящее за пределы осевое смещение наружу - на чертеже вверху.

Наверху на упорных ребрах 6 и на уплотнительной цапфе 3 находится упругая кольцевая шайба 2. Внутренний диаметр кольцевой шайбы 2 соответствует при этом внешнему диаметру кольцеобразной канавки 10 уплотнительной цапфы 3, так что кольцевая шайба 2 и уплотнительная цапфа 3 образуют одну общую верхнюю поверхность и герметичный затвор.

На фиг. 2 затвор 1 по фиг. 1 находится в положении выдачи. За счет повышенного внутреннего давления в емкости, вызванного сжатием емкости, выдаваемый продукт выдавливается снизу к упорным ребрам 6, уплотнительной цапфе 3 и кольцевой шайбе 2. Поскольку прочно соединенные с корпусом 5 упорные ребра 6 и прилегающая к упорным ребрам 6 уплотнительная цапфа 3 не могут следовать за этим давлением продукта, то кольцевая шайба 2 выгибается наружу. В результате этого между кольцевой шайбой 2 и уплотнительной цапфой 3 образуется выпускная щель 7, через которую продукт выходит из затвора 1 наружу согласно стрелке 11.

- 2 005758

На фиг. 3 затвор 1 по фиг. 1 находится в положении продувки по окончании процесса выдачи. За счет возвратного усилия емкости в ее внутреннем пространстве возникло пониженное давление, в результате чего продукт через выпускную щель 7 снова был втянут в емкость. Кольцевая шайба 2 за счет своей упругости возвращается в свое исходное положение по фиг. 1 и снова плашмя прилегает к упорным ребрам 6. За счет пониженного давления уплотнительная цапфа 3 была втянута внутрь против направления действия усилия спиральной пружины 4 пружинящего элемента. Между уплотнительной цапфой 3 и прилегающей плашмя кольцевой шайбой 2 образовалась изображенная на фиг. 3 продувочная щель 8, через которую воздух снаружи поступает в емкость согласно стрелке 12. После выравнивания давления пружинящий элемент снова прижимает уплотнительную цапфу 3 назад в ее исходное положение по фиг. 1.

На фиг. 4 представлено возможное расположение соответствующего изобретению затвора 1 в дозирующей головке 20 емкости. Дозирующая головка 20 состоит из внешнего кольцеобразного корпуса 21 с защелкиваемой сверху крышкой 23. На верхнем конце внутри дозирующей головки 20 находится внутреннее кольцо 22 с резьбой для закрепления на соответственно выполненной емкости. Внутри этого внутреннего кольца 22 находится кольцеобразная внутренняя камера 24, в которую помещен собранный затвор 1. Внешний кольцеобразный корпус 21, внутреннее кольцо 22 и кольцеобразная внутренняя камера 24 изготовлены в данном примере выполнения за одно целое.

Пружинящий элемент, используемый для выдавливания вверх уплотнительной цапфы 3 на фиг. 1-4, состоит из внешнего кольца 16 с расположенными в нем спиральной пружиной 4 и центральной головкой 17, которая посредством спиральной пружины 4 давит снизу на уплотнительную цапфу 3. Верхний конец спиральной пружины 4 закреплен на центральной головке 17, а нижний конец - на внешнем кольце 16. Состоящий из пружины 4, центральной головки 17 и внешнего кольца 16 пружинящий элемент образует, тем самым, конструкционный блок, вставленный снизу в корпус 5.

Другие возможности выполнения пружинящего элемента, который может быть использован в соответствующем изобретению затворе, изображены на фиг. 5-7. Эти пружинящие элементы также состоят из внешнего кольца 16 с центральной головкой 17, причем здесь центральная головка 17 соединена с внешним кольцом 16 не спиральной пружиной 4, а радиально направленными внутрь пластинчатыми пружинами 18, 19, 25. По отношению к центральной головке пластинчатые пружины 18, 19, 25 расположены таким образом, что они после встраивания пружинящего элемента прижимают ее сжимающим напряжением снизу к уплотнительной цапфе 3. Возможные варианты осуществления при этом представляют собой, например, ровные пластинчатые пружины 18 (фиг. 6), И-образные, вогнутые вниз пластинчатые пружины 19 (фиг. 5) или радиально отогнутые пластинчатые пружины 25 (фиг. 7).

На фиг. 8-10 представлен альтернативный вариант осуществления затвора. Фиг. 8 и 9 показывают на виде сверху (фиг. 8) и в вертикальном разрезе (фиг. 9) возможную дозирующую головку 20' с корпусом 21, в котором расположен подобный альтернативный затвор 1'. В противоположность затвору 1 у затвора 1' кольцевая шайба 31 не образует с уплотнительной цапфой 30 общее в виде плоской поверхности верхнее замыкание затвора 1', где они могут быть легко повреждены, а лежат здесь на нижнем конце открытого вверх воронкообразного дозирующего отверстия 35 и, тем самым, защищены внутри верхней части затвора 1'. В центре воронкообразного дозирующего отверстия 34 расположено шиповидное упорное ребро 33, которое посредством трех опорных ножек 34 неподвижно соединено с корпусом 5', направлено сверху на уплотнительную цапфу 30 и ограничивает ее осевое смещение вверх. Уплотнительная цапфа 30 прижата при этом снизу пружинящим усилием пружинящего элемента к этому шиловидному упорному ребру 33. Кольцевое пространство, оставшееся между уплотнительной цапфой 30 и открытым воронкообразным дозирующим отверстием 35, закрыто кольцевой шайбой 31, которая своим внешним краем зажата между упорными ребрами 32 снизу и кольцеобразной стенкой 36 воронкообразного дозирующего отверстия 35 сверху.

На фиг. 10 в виде увеличенного фрагмента фиг. 9 изображены подробности этого затвора 1'. При таком же принципе действия, что и затвора 1 (фиг. 1-4), у затвора 1' прилегающая к упорным ребрам 32 и к уплотнительной цапфе 30 кольцевая шайба 31 в положении выдачи выгнута наружу посередине за счет исходящего от емкости повышенного давления, в результате чего таким же образом, что и у затвора 1, между уплотнительной цапфой 30 и кольцевой шайбой 31 образуется выпускная щель, через которую дозируемый продукт выходит вверх. Уплотнительная цапфа 30 не может при этом следовать за осевым смещением кольцевой шайбы 31 вверх, поскольку осевое смещение вверх предотвращено шиловидным упорным ребром 33, прочно соединенным опорными ножками 34 с корпусом 5'.

В положении продувки, в котором кольцевая шайба 31 за счет вызванного емкостью пониженного давления всасывается снова в свое исходное положение, расположенные под кольцевой шайбой 31 упорные ребра 32 препятствуют аксиальному смещению кольцевой шайбы 31 вниз или выгибу внутрь. Зато уплотнительная цапфа 30 смещается аксиально вниз против действия пружинящего усилия пружинящего элемента 4 и открывает, тем самым, как и у затвора 1, продувочную щель между уплотнительной цапфой 30 и кольцевой шайбой 31, в результате чего вплоть до выравнивания давления имеющийся еще в воронкообразном дозирующем отверстии 35 продукт всасывается обратно в емкость. В последующем за выравниванием давления без наличия давления в закрытом положении кольцевая шайба 31 прилегает сна

- 3 005758 ружи к упорным ребрам 32 и внутри к уплотнительной цапфе 30, тогда как уплотнительная цапфа 30 прижимается пружинящим усилием пружинящего элемента 4 снизу к шиловидному упорному ребру 33.

Изображенный в представленных вариантах осуществления затвор емкости представляет собой не единственную возможность выполнения соответствующего изобретению затвора. В зависимости от продукта и приспособленной для него емкости его можно варьировать в широких пределах в отношении размера, не отступая от концепции изобретения с его формулой.

Перечень ссылочных позиций

1, 1' - затвор емкости;

2, 31 - кольцевая шайба;

3, 30 - уплотнительная цапфа;

- пружинящий элемент со спиральной пружиной;

5,5' - корпус;

6, 32 - упорные ребра;

- выпускная щель;

- продувочная щель;

- кольцеобразный выступ;

- кольцеобразная канавка;

- путь выдачи;

- путь продувки;

- внешнее кольцо;

- центральная головка;

- ровная пластинчатая пружина;

- и-образная пластинчатая пружина;

20, 20' - дозирующая головка;

- корпус;

- внутреннее кольцо;

- крышка;

- внутренняя камера;

- радиально отогнутая пластинчатая пружина;

- шиповидное упорное ребро;

- опорные ножки;

- дозирующее отверстие;

- кольцеобразная стенка.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Затвор (1, 1') для гибких емкостей, содержащих продукты от жидких до пастообразных, например бутылок или тюбиков, причем при сжатии емкости затвор (1, 1') подобно клапану автоматически открывается для выдачи продуктов и автоматически снова закрывается за счет возвратного усилия емкости, отличающийся тем, что состоит из корпуса (5, 5') с расположенной посередине аксиально подвижной упругой кольцевой шайбой (2, 31) и расположенной по центру под ней аксиально смещаемой уплотнительной цапфой (3, 30), причем осевое перемещение кольцевой шайбы (2, 31) вниз ограничено несколькими упорными ребрами (6, 32), а осевое перемещение уплотнительной цапфы (3, 30) вверх ограничено по меньшей мере одним упорным ребром (6, 33).
2. Затвор (1) по п.1, отличающийся тем, что упорные ребра (6) расположены между кольцевой шайбой (2) и кольцеобразным выступом (9) уплотнительной цапфы (3).
3. Затвор (1') по п.1, отличающийся тем, что упорное ребро (33) направлено посередине сверху через кольцевую шайбу (31) на уплотнительную цапфу (30).
4. Затвор (1, 1') по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что для возможной продувки емкости (20, 20') уплотнительная цапфа (3, 30) установлена на пружинящем элементе (4, 18, 19, 25), посредством которого уплотнительная цапфа (3, 30) прижимается снизу к упорным ребрам (6, 33) и к кольцевой шайбе (2, 31).
5. Затвор (1, 1') по п.4, отличающийся тем, что пружинящий элемент (4) представляет собой спиральную пружину.
6. Затвор (1, 1') по п.4, отличающийся тем, что пружинящий элемент (4) образован ровными (18) или и-образно согнутыми (19), радиально расположенными пластинчатыми пружинами.
7. Затвор (1, 1') по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что кольцевая шайба (2, 31) и уплотнительная цапфа (3, 30) расположены во взаимодействии с упорными ребрами (6, 32, 33) так, что возможны следующие положения:

закрытое положение с неподверженной давлению емкостью: кольцевая шайба (2, 31) плотно прилегает к уплотнительной цапфе (3, 30) и упорным ребрам (6, 32), а уплотнительная цапфа (3, 30) прилегает снизу к упорным ребрам (6, 33);

- 4 005758 положение выдачи с повышенным давлением в емкости: кольцевая шайба (2, 31) приподнята от уплотнительной цапфы (3, 30) и упорных ребер (6, 32), а уплотнительная цапфа (3, 30) продолжает прилегать снизу к упорным ребрам (6, 33); выдача продукта осуществляется через образовавшуюся вверху выпускную щель (7) между кольцевой шайбой (2, 31) и уплотнительной цапфой (3, 30);

положение продувки с пониженным давлением в емкости: кольцевая шайба (2, 31) снова прилегает к упорным ребрам (6, 32), уплотнительная цапфа (3, 30) смещена вниз против действия пружинящего усилия пружинящего элемента (4, 18, 19, 25), продувка емкости осуществляется через образовавшуюся внизу продувочную щель (8) между кольцевой шайбой (2, 31) и уплотнительной цапфой (3, 30).
8. Затвор (1, 1') по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что упругость кольцевой шайбы (2, 31) и пружинящее усилие пружинящего элемента (4, 18, 19, 25) согласованы с выдаваемым продуктом и упругостью или возвратным усилием емкости.