ES2249578T3 - Dispositivo de valvula para la abertura de un deposito con mecanica de ventilacion de retorno. - Google Patents
Dispositivo de valvula para la abertura de un deposito con mecanica de ventilacion de retorno.Info
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Abstract
Dispositivo de válvula para su disposición en la zona de una abertura de un recipiente y para la descarga dosificada de un fluido desde el recipiente, con una primera válvula (5) que sella la abertura del recipiente para el fluido mientras la diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es menor que un primer valor límite predeterminado, y que abre la abertura del recipiente para el fluido cuando la diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es mayor que el primer valor límite predeterminado, así como con una segunda válvula (6) que abre la abertura del recipiente para una retroaireación mientras la diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es menor que un segundo valor límite predeterminado, y que sella la abertura del recipiente para una retroaireación cuando la diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es mayor que el segundovalor límite predeterminado, caracterizado porque una de las válvulas está integrada en la otra válvula, y se prevén dos vías separadas para la descarga del medio y para la retroaireación, estando dispuesta la zona de entrada de aire de la segunda válvula por fuera de la zona de descarga de producto.
Description
Dispositivo de válvula para la abertura de un
depósito con mecánica de ventilación de retorno.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de válvula para su disposición en la zona de una abertura de un
recipiente y para la descarga dosificada de un fluido desde el
recipiente.
Muchos productos cosméticos fluidos y cremosos,
aunque también otros del ámbito de la alimentación, la medicina, el
hogar, la química y la técnica, se ofrecen en botellas elásticas de
plástico (o recipientes similares, tales como tubos de plástico,
bidones, etc.). La mayoría de estos recipientes están provistos de
un cierre, preferentemente de plástico. Para su vaciado, el
recipiente se inclina y, particularmente en caso de productos
viscosos, para extraer dicho producto se presiona el recipiente. Un
ejemplo de ello es el champú, que se expulsa a través de una
abertura relativamente pequeña presionando el recipiente, y en el
que el recipiente está provisto de una así designada tapa abatible.
Una vez se ha extraído champú suficiente, se disminuye la presión y
el recipiente retoma su forma original. El volumen extraído se
compensa por succión de aire. Los restos de producto que se
encuentran en la zona de la abertura de vaciado se ven succionados
de nuevo hacia dentro de la botella. En el ejemplo del champú, estos
restos de producto, por lo general, están contaminados de
salpicaduras de agua, ya que el producto se utiliza en la bañera o
bajo la ducha. También es posible, sin embargo, que los restos de
champú que se encuentran alrededor de la abertura de vaciado se
hayan barrido con la mano, por lo que también se ven succionados el
sudor, restos de piel u otras sustancias presentes sobre la
piel.
En el ámbito de la medicina, existen sprays
nasales que se venden en botellas elásticas. En esta aplicación,
resulta posible que se succionen al interior de la botella
secreciones nasales con presencia de virus. En las aplicaciones de
lociones reparadoras, o de leches o aceites solares, resulta
igualmente posible que tras la aplicación del producto sobre la piel
se succionen, además, de aire, otras sustancias (arena, agua del
mar, sustancias de limpieza) hacia el interior del recipiente.
Una aplicación particular consiste en la
utilización de cabezas de masaje para aplicar un producto de ducha y
masajear la piel. En este caso, aumenta la posibilidad de que,
durante el masaje, se disuelvan sustancia de la piel y se vean
succionadas a través de la abertura de la cabeza de masaje. En el
ámbito alimenticio, el problema de contaminación del contenido del
recipiente aparece, por ejemplo, en la aplicación de mayonesa en
ensaladas o bocadillos de salchicha, o de mostaza sobre salchichas
fritas. A menudo, las sustancias succionadas pueden contener
bacterias, virus o gérmenes fungosos. De este modo, resulta posible
que, particularmente las bacterias y hongos, se reproduzcan en el
contenido del recipiente, haciéndolo poco apetitoso, incomestible o
incluso, en el caso extremo, tóxico.
La solución más comúnmente aplicada hasta el
momento en estos productos, ya que, además, es, en general, la
solución más económica frente a esta problemática, consiste en la
utilización de sustancias conservantes y estabilizadoras (ácido
benzoico, sustancias liberadoras de formaldehído, nitratos,
nitritos, antioxidantes, ácido ascórbico, etc.).
Otros esfuerzos se dirigen al ámbito de
desarrollar una prevención técnica o constructiva contra la
contaminación de los contenidos del recipiente.
La utilización de cierres con aberturas
relativamente pequeñas y una geometría adecuada en combinación con
estas sustancias permite mayoritariamente mantener el problema
dentro de unos límites asumibles. Una geometría adecuada significa
que el cierre se conforma de tal modo que se dificulta el contacto
con la piel u otras superficies contaminantes.
Asimismo, resulta posible conformar el recipiente
de tal modo que no succione aire; estas formas de realización se
designan como sistemas airless. Mayoritariamente, los sistemas
airless están provistos de una bomba y un recipiente con un volumen
variable, por ejemplo, émbolos de arrastre o bolsas interiores
(extracción por aire a presión). Estos sistemas también resultan
adecuados para sistemas de varias cámaras. Mayoritariamente, el
aumento de esfuerzo comporta unos costes mucho más elevados que en
el caso de una botella de plástico elástica. Además, en estos
sistemas la extracción de los últimos restos suele ser muy mala.
Los sistemas provistos de una bomba extraen la
sustancia de la botella con un tubo ascendente. La compensación del
volumen se produce a través de aire, el cual penetra en la botella a
través de un canal separado. Generalmente, el canal se monta de tal
modo que únicamente está abierto con la bomba accionada. Esto
significa que dicho canal está cerrado durante el estado de reposo
de la bomba (generalmente por fluido del propio émbolo de la bomba),
y que, con ello, existe una protección adicional contra la
contaminación por parte de sustancias extrañas.
Los sistemas con bomba son algo más económicos
que los sistemas airless, aunque siguen siendo más costosos que las
simples botellas provistas de cierre. además, el coste de envasado
es también superior.
Otro desarrollo para sistemas dispensadores de
recipientes se refiere a la construcción de sistemas de válvula para
controlar la extracción de sustancias fluidas o similares. En los
recipientes de válvula de membrana que se pueden encontrar en el
mercado, la abertura del recipiente se cierra mediante una válvula
elástica. Al presionar la botella, aumenta la presión dentro del
recipiente y la válvula se abre. Si disminuye la presión, la válvula
se vuelve a cerrar automáticamente. Sin embargo, también en este
caso resulta necesaria una retroaireación, y ésta tiene lugar a
través de esta válvula con la correspondiente presión negativa
dentro de la botella, con lo que para una construcción de válvula de
este tipo también se succionan restos de producto y, eventualmente,
contaminaciones. En este sistema se garantiza que el recipiente está
cerrado cuando no se utiliza, sin que salga producto ni penetren
sustancias extrañas. Además, generalmente, estas válvulas están
conformadas de tal modo que el flujo de sustancia extraída se
interrumpe cuando no se alcanza una presión de salida
correspondiente, ya que, en este caso, la válvula retorna de golpe y
cierra la abertura. Este comportamiento permite que la abertura de
salida se contamine poco y, con ello, también la contaminación que
se succione sea menor.
El documento WO 00/06460 describe un dispositivo
de válvula para un recipiente montado en la zona de la abertura para
una descarga dosificada de un medio. Los documentos WO 00107899 y WO
00/07900 muestran sistemas de válvula que trabajan con diafragmas.
En el documento WO 00/48921 se muestra una válvula con función de
dos vías en la que la descarga de un líquido y la entrada de aire se
garantiza con la apertura simultánea de ambas vías.
El documento US 3.319.836 describe un cierre de
botella a prueba de derrames, en cuya válvula de salida se integra
una válvula de retroaireación. Las vías de salida y de aireación,
sin embargo, no están separadas entre sí, de tal modo que el fluido
que se extrae se vuelve a succionar parcialmente hacia el interior
del recipiente durante la retroaireación.
La presente invención se propone el objetivo de
dar a conocer un dispositivo de válvula para un recipiente que
garantice una salida del contenido del recipiente, haga posible una
retroaireación y que evite un retorno del producto al interior del
recipiente. Deberán superarse las desventajas del estado de la
técnica.
Sorprendentemente, se ha comprobado que resulta
excelente para la consecución del objetivo integrar dos válvulas
permeables en sentidos contrarios una dentro de la otra.
Correspondientemente, la reivindicación principal
se refiere a un dispositivo de válvula para su disposición en la
zona de una abertura de un recipiente y para la descarga dosificada
de un fluido desde el recipiente, con una primera válvula (válvula
de salida) que sella la abertura del recipiente para el fluido
mientras la diferencia de presión entre el interior del recipiente y
el exterior del recipiente es menor que un primer valor límite
predeterminado, y que abre la abertura del recipiente para el fluido
cuando la diferencia de presión entre el interior del recipiente y
el exterior del recipiente es mayor que el primer valor límite
predeterminado, así como con una segunda válvula (válvula de
aireación) que abre la abertura del recipiente para una
retroaireación, mientras la diferencia de presión entre el interior
del recipiente y el exterior del recipiente es menor que un segundo
valor límite predeterminado, y que sella la abertura del recipiente
para una retroaireación cuando la diferencia de presión entre el
interior del recipiente y el exterior del recipiente es mayor que el
segundo valor límite predeterminado, estando integrada una de las
válvulas en la otra válvula.
Para evitar malinterpretaciones, se define la
diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior
del recipiente como la presión interna del recipiente menos la
presión externa al recipiente en las magnitudes matemáticamente
correctas, es decir, provistas de signo. La indicación sobre las
magnitudes matemáticas provistas de signo es asimismo válida para la
indicación del primer y el segundo valores límite
predeterminados.
Para el segundo valor límite predeterminado se
selecciona básicamente un valor negativo.
De este modo, la primera válvula está
ventajosamente cerrada mientras una diferencia de presión en el
interior del recipiente, eventualmente en forma de pequeña
sobrepresión, respecto al exterior del recipiente, es menor que un
primer valor límite predeterminado, y está abierta cuando la
sobrepresión es mayor que el primer valor límite predeterminado.
Correspondientemente, la segunda válvula está abierta para una
presión negativa en el interior del recipiente respecto al exterior
del recipiente, y ventajosamente cerrada cuando no existe dicha
presión negativa. Por consiguiente, para alcanzar una presión
negativa en el interior del recipiente, el segundo valor límite
predeterminado es menor que cero.
En una primera forma de realización destacada del
dispositivo de válvula, según la invención, la segunda válvula
(válvula de aireación) está integrada en la primera válvula (válvula
de salida).
En un perfeccionamiento del dispositivo de
válvula, según la invención, la válvula de salida consiste en una
válvula de émbolo, e independientemente de ello, aunque se ha
revelado particularmente favorable, la válvula de aireación en
combinación con la anterior, consiste en una válvula de disco.
En una segunda forma de realización destacada del
dispositivo de válvula, según la invención, la primera válvula
(válvula de salida) está integrada en la segunda válvula (válvula de
aireación).
En este caso, resulta ventajosa la válvula de
aireación como válvula de émbolo y/o la válvula de salida como
válvula de disco.
Para la salida del fluido y para la
retroaireación se prevén dos vías separadas.
La invención se describe con mayor detalle a
partir de las figuras 1 a 3, sin pretender limitarla
innecesariamente con la elección de las formas de realización
representadas. Las representaciones se refieren a la primera forma
de realización y sus ampliaciones. Las figuras individuales
representan:
La figura 1, un recipiente para sustancias
fluidas con un cierre de tapa abatible con el dispositivo de
válvula, según la invención,
la figura 2, el recorrido de salida del producto
en el recipiente según la figura 1,
la figura 3, el recorrido de aireación durante la
retroaireación en el recipiente según la figura 1.
La figura 1 muestra un recipiente compuesto por
un cuerpo del recipiente 3, una pieza interior del recipiente 17 con
el dispositivo de válvula, según la invención, y una pieza de
cubierta 2, y con una abertura de recipiente que puede cerrarse
adicionalmente mediante una tapa 1. El dispositivo de válvula,
formado por una válvula de émbolo, por un émbolo 5 configurado para
desplazarse hacia arriba y hacia abajo dentro de un canal de émbolo
51 constituido por un cilindro 16, y una válvula de disco 6
integrada en el émbolo 5. Un resorte 11, en la forma de realización
representada un resorte helicoidal, provoca que el émbolo repose
sobre un tope 7 cuando no se ejerce ninguna presión externa sobre el
cuerpo del recipiente 3, es decir, cuando la diferencia de presión
entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es
menor que el primer valor límite predeterminado. En este estado, la
válvula de émbolo está cerrada para la salida de un fluido desde el
interior del émbolo, y la abertura de salida 10, que se encuentra en
el cilindro 16 que constituye la pared del canal de émbolo 51, está
cerrada. Esta abertura de salida 10 representa una parte de la
abertura del recipiente.
Si se está por debajo de un segundo valor límite,
predeterminado entre el interior del recipiente y el exterior del
recipiente, que puede ser idéntico al primer valor límite, aunque es
preferentemente menor, y puede ser particularmente negativo, se abre
la válvula de disco 6. Particularmente, éste es el caso cuando la
presión en el interior del recipiente es menor que la presión del
exterior del recipiente.
Si se aumenta la presión del interior del
recipiente, por ejemplo, por apriete del cuerpo del recipiente 3, el
émbolo 5 se desplaza en el cilindro 16 contra el resorte 11 hasta
que se libera lateralmente, en la pared del cilindro 16, la abertura
de salida 10 (ver también la figura 2). A continuación, a través de
esta abertura de salida 10 puede introducirse el fluido en el canal
de salida 4. En lugar de una única abertura de salida 10, para
aumentar la cantidad de salida se pueden prever varias aberturas de
salida en la pared del cilindro 16.
La tapa 1 está configurada preferentemente como
tapa abatible. Esta tapa está fijada móvil mediante una bisagra 12 a
una pieza de cubierta 2 del cuerpo del recipiente 3. El canal de
salida 4 se puede abrir levantando la tapa 1, con lo que se extrae
una espiga de cierre 9 fuera del canal de salida 4.
Si la diferencia de presión entre el interior del
recipiente y el exterior del recipiente desciende por debajo del
primer valor límite, el émbolo 5 retorna, ayudado por la fuerza de
retorno del resorte 11, y cierra de nuevo la abertura (ver figura
3).
Si la diferencia de presión entre el interior del
recipiente y el exterior del recipiente desciende aún más, por
debajo del segundo valor límite, y particularmente de tal modo que
aparece una presión negativa en la botella, el émbolo se desplaza
contra el tope 7, haciendo funcionar la válvula de disco 6 en la
base del émbolo 5, que hace que entre aire en la botella. El sistema
está conformado de tal modo que, normalmente, no puede penetrar
ningún producto en el canal de aireación 51 constituido por el
cilindro 16. Las válvulas que constituyen el dispositivo de válvula
(el émbolo 5 y la válvula de disco 6) son respectivamente permeables
únicamente en una dirección, y únicamente para las relaciones de
presión indicadas.
En caso de que, gracias al diseño constructivo,
el recorrido de aireación se optimice respecto a la suciedad, se
hace muy difícil una contaminación. El recorrido del aire entrante
durante la retroaireación se produce, en este ejemplo, por debajo de
los apoyos 13 y a través de las piezas de fijación 14 y 15 para la
pieza de cubierta 2, las cuales son permeables al aire gracias a una
pequeñas interrupciones no representadas. La pieza de cubierta 2
está fijada al cuerpo del recipiente 3, en este ejemplo, a través de
un sistema de piezas de fijación (ganchos de fijación 14 y ganchos
de encaje 15). Para ello, el estado de la técnica ofrece otras
posibilidades ventajosas (roscas, cintas de encaje, engarces a
presión, etc.).
La pieza interior de recipiente 17 que contiene
el canal de salida 4, se sujeta al cuerpo del recipiente 3 mediante
los apoyos 13, y se sella sobre éste mediante una falda obturadora
8. Para el diseño de este sellado se consideran distintas
realizaciones (tonel, cono, láminas, cilindro). Resulta ventajosa la
introducción de un anillo de obturación o de un disco.
La figura 2 muestra el procedimiento de salida a
través del dispositivo de válvula, según la invención al aumentar la
presión en el interior del recipiente. El émbolo 5 está desplazado
hacia arriba y comprime el resorte 11. La válvula de disco está
cerrada. El recorrido de salida a través de la abertura de salida
10, representado por la flecha gruesa, está abierto.
En la figura 3 se indica el recorrido del aire
entrante durante el procedimiento de retroaireación mediante una
flecha gruesa. El aire pasa a través de unos pasos en la zona de las
piezas de fijación 14 y 15, luego a través de unos pasos en la zona
de los apoyos 13, y penetra en el interior del recipiente a través
de la válvula de disco 6 abierta.
En este caso, la válvula de disco 6 puede estar
conformada ventajosamente de tal modo que, tras equilibrarse
correctamente la presión entre el interior del recipiente y el
exterior del recipiente, se cierre de nuevo. De este modo se impide
una introducción adicional de contaminaciones.
Este tipo de cierre permite, por ejemplo,
integrar un aplicador y excluir de forma segura que haya sustancias
que vuelvan a penetrar en el recipiente desde la superficie de
aplicación.
En el caso de la segunda forma de realización y
sus ampliaciones, se puede colocar una válvula de émbolo conectada
en sentido contrario (ahora, la abertura 10 sirve como abertura de
aireación) como válvula de retroaireación, en la que se integra una
válvula de disco (la dirección de paso se puede conmutar de dentro
hacia fuera.
Sin embargo, también se pueden realizar otras
formas de realización de la invención representada en la
reivindicación principal.
El dispositivo de válvula, según la invención, o
una de sus formas de realización, se construyen de tal modo que no
es posible que el producto, una vez suministrado, pueda volver al
recipiente desde la superficie del aplicador. Por ello, son
adecuadas para recipientes para sustancias fluidas de todo tipo,
aunque ofrecen, además, grandes ventajas para recipientes previstos
para la dispensación de sustancias fácilmente deteriorables o que
deben cumplir exigentes requisitos higiénicos.
Algunos ejemplos de los ámbitos de aplicación de
este tipo, sin pretensión de exhaustividad, son:
- -
- cepillos de dientes con abertura de dispensación integrada,
- -
- cepillos de limpieza con recipientes de almacenamiento integrados,
- -
- aplicadores de abrasivos y pulidores en el correspondiente recipiente de agente auxiliar,
- -
- aplicadores de gel de ducha, particularmente también con cabezas de masaje,
- -
- cepillos de rímel,
- -
- aplicadores de crema de zapatos u otras sustancias de limpieza y cuidado/conser- vantes, particularmente las provistas de un cepillo o una esponja sobre el recipiente para la limpieza de ropa,
- -
- desodorante roll-on,
- -
- aplicadores de esmalte de uñas o líquido corrector,
- -
- aplicadores de adhesivos,
- -
- aplicadores de colorantes, lacas protectoras, decapantes.
Además, el dispositivo de válvula resulta
destacadamente adecuado para los cierres de recipiente y aplicadores
habituales. Por ejemplo, se incluyen recipientes para sustancias de
limpieza y cuidado (champú, gel de ducha, leche solar, loción
reparadora, etc.). Gracias a la práctica eliminación de
contaminación en el contenido se puede reducir significativamente la
proporción de sustancias conservantes y estabilizadoras.
Otra aplicación para el dispositivo de válvula,
según la invención, se refiere al ámbito alimenticio, por ejemplo,
confituras, miel, ketchup, mayonesa, mostaza, salsas y alimentos
similares.
Gracias a la integración de la válvula de
retroaireación en el sistema de válvula de dispensación, resulta
posible garantizar una gran exactitud y precisión con el
procedimiento de moldeo por inyección utilizado habitualmente para
la producción de este tipo de objetos. La calidad del producto
aumenta. El dispositivo de válvula también puede fabricarse
adecuadamente de una pieza; de este modo se puede reducir el número
de etapas de producción y los costes de producción, y se pueden
mejorar la alineación de ajuste y la funcionalidad.
Como variación del principio, la válvula para la
aireación se puede integrar en el cuerpo de botella en lugar de en
el émbolo.
Además, para la aireación se puede utilizar una
válvula de émbolo y configurarse la salida con una válvula de
disco.
Claims (7)
1. Dispositivo de válvula para su disposición en
la zona de una abertura de un recipiente y para la descarga
dosificada de un fluido desde el recipiente, con una primera válvula
(5) que sella la abertura del recipiente para el fluido mientras la
diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior
del recipiente es menor que un primer valor límite predeterminado, y
que abre la abertura del recipiente para el fluido cuando la
diferencia de presión entre el interior del recipiente y el exterior
del recipiente es mayor que el primer valor límite predeterminado,
así como con una segunda válvula (6) que abre la abertura del
recipiente para una retroaireación mientras la diferencia de presión
entre el interior del recipiente y el exterior del recipiente es
menor que un segundo valor límite predeterminado, y que sella la
abertura del recipiente para una retroaireación cuando la diferencia
de presión entre el interior del recipiente y el exterior del
recipiente es mayor que el segundo valor límite predeterminado,
caracterizado porque una de las válvulas está integrada en la
otra válvula, y se prevén dos vías separadas para la descarga del
medio y para la retroaireación, estando dispuesta la zona de entrada
de aire de la segunda válvula por fuera de la zona de descarga de
producto.
2. Dispositivo de válvula, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda válvula (6)
está integrada en la primera válvula (5).
3. Dispositivo de válvula según, por lo menos,
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la primera válvula (5) consiste en una válvula de émbolo.
4. Dispositivo de válvula, según, por lo menos,
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la segunda válvula (6) consiste en una válvula de disco.
5. Dispositivo de válvula, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la primera válvula
está integrada en la segunda válvula.
6. Dispositivo de válvula, según, por lo menos,
una de las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizado porque la
segunda válvula consiste en una válvula de émbolo.
7. Dispositivo de válvula según, por lo menos,
una de las reivindicaciones 1, 5 ó 6, caracterizado porque la
primera válvula consiste en una válvula de disco.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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