ES2253239T3 - Valvula de cierre automatico. - Google Patents

Abstract

Válvula de cierre automático para la extracción de medios fluidos de un recipiente con una membrana convexa (82) cuya convexidad está orientada hacia el medio fluido en la posición de cierre y que al acumularse una presión en el recipiente se abomba hacia afuera en una posición de extracción, una sección de sujeción (86) a través de la cual la válvula se sujeta en dicho recipiente, una pared de unión (84) dispuesta entre esta membrana (82) y dicha sección de sujeción (86), un grupo de ranuras (16) previsto en la membrana (82) que se abre en la posición de extracción, y estando dispuesto dicho grupo de ranuras (16) de tal modo que, con la deformación de la membrana (82) de la posición de cierre a la posición de extracción provocada por la presión en el recipiente, dentro de la membrana se acumulan fuerzas de retroceso elásticas que, cuando se descarga la presión, provocan el retroceso de la membrana desde dicha posición de extracción a la posición de cierre, y presentando la pared de unión (84) entre dicha sección de sujeción y la membrana (82) una sección anular que está dispuesta esencialmente en un plano común con la sección de sujeción (86) o en un plano paralelo a éste, y estando configurada una zona de transición (90) entre dicha pared de unión (84) y la membrana (82) de tal manera que la membrana y la pared de unión están desacoplas en cuanto a los momentos, presentando la membrana (82) en sección transversal una pared de delimitación con curvatura continua superior y otra inferior, siendo dicho espesor de pared esencialmente constante en esta zona, caracterizada porque este espesor de pared es mayor que el espesor de pared de la pared de unión (84) cuyo radio de curvatura está orientado hacia afuera con respecto a la membrana (82).

Description

Válvula de cierre automático.

La presente invención se refiere a una válvula de cierre automático para la extracción de medios fluidos de un recipiente.

Existen numerosos líquidos y productos similares a líquidos que se venden a los usuarios en recipientes adecuados.

Entre estos líquidos se encuentran por ejemplo productos para la limpieza y el cuidado del cuerpo humano, como jabones líquidos, geles de ducha, champús, aceites para la piel y muchos otros productos. Otro grupo de este tipo de productos está formado por alimentos y condimentos, por ejemplo ketchup, mostaza, miel y similares. Un tercer grupo de este tipo de productos está constituido por líquidos de uso corriente, como por ejemplo aceites técnicos, etc.

Los productos mencionados tienen en común que el usuario los saca del recipiente en cantidades relativamente pequeñas.

Para ello, los recipientes convencionales presentan una caperuza de cierre enroscada sobre un cuello de recipiente. Para sacar el líquido se vuelca el recipiente y el líquido sale. Existen numerosas configuraciones diferentes dependiendo de la viscosidad del líquido y del uso previsto, por ejemplo recipientes con pequeñas aberturas de extracción y recipientes elásticos que se aprietan para sacar el líquido.

En la literatura de patentes existen numerosas propuestas para configurar un cierre de recipiente de este tipo con una válvula de cierre automático. Una válvula de este tipo tiene la ventaja de que el usuario no ha de aflojar una caperuza de cierre cada vez que va a sacar líquido.

Sin embargo, los requisitos impuestos a un cierre automático son muy estrictos. El cierre se ha de poder accionar de forma sencilla, ya que de lo contrario no ofrece ninguna ventaja frente a los cierres de rosca convencionales, y además ha de disponer de una hermeticidad suficiente para el uso previsto correspondiente.

En el documento EP-A-0 545 678 se propone una caperuza de cierre con un cierre automático en la que se utiliza una membrana convexa que está unida con un borde de sujeción a través de una pared de unión. La pared de unión está dispuesta entre la membrana y el borde de sujeción de tal modo que, para abrir la membrana, se desenrolla y ejerce sobre la membrana una fuerza de apertura que ha de provocar la apertura de la misma.

Partiendo del estado actual de la técnica, la presente invención tiene por objetivo crear una válvula de cierre automático con buenas propiedades de apertura y hermeticidad, que requiera poco espacio, que se pueda disponer en una caperuza de cierre de configuración sencilla y que se pueda fabricar de forma simple y económica.

Este objetivo se resuelve según la invención mediante el objeto de la reivindicación 1.

Las subreivindicaciones indican perfeccionamientos ventajosos de la invención.

Mediante la solución según la invención se obtiene una válvula de cierre automático que se abre de forma fiable cuando se aplica presión sobre el recipiente en la posición de extracción y que por otra parte se cierra de forma fiable y hermética.

La válvula según la invención presenta una pared de unión anular que está dispuesta de forma esencialmente perpendicular al eje longitudinal del cierre del recipiente o, en otras palabras, que es esencialmente paralela al plano en el que se extiende la membrana de cierre. La movilidad de la membrana se logra mediante una configuración a modo de bisagra entre la pared intermedia y la pared lateral de la membrana, que produce una suspensión de la membrana más o menos flácida a la flexión y con ello impide que se transmitan momentos desde la pared intermedia a la membrana y viceversa.

La invención prevé una membrana convexa cuya convexidad está orientada hacia el interior del recipiente en la posición de cierre. Si se aprieta el recipiente en la posición invertida, es decir, con la válvula hacia abajo, dentro del recipiente se produce una sobrepresión y la membrana se abomba hacia afuera. Esto hace que se abran ranuras en la membrana que permiten el paso del líquido.

La membrana y las ranuras están adaptadas entre sí de tal modo que, cuando la membrana se deforma hacia afuera, en ella se acumulan fuerzas de retroceso elásticas que provocan el cierre de la válvula cuando se descarga la presión.

Preferentemente, la membrana y la pared de unión están configuradas con simetría de rotación. En una forma de realización de este tipo, la sección de sujeción preferentemente también está configurada con simetría de rotación.

Preferentemente, la membrana está configurada de tal modo que en la posición de reposo presenta aproximadamente la forma de un segmento esférico. No obstante, la expresión "segmento esférico" sólo se emplea aquí como referencia de la configuración básica y no implica ninguna definición geométrica exacta de la forma de la membrana.

La membrana está provista de ranuras para poder abrirla.

En particular, en caso de una membrana con simetría de rotación se pueden prever cuatro o cinco ranuras que se extienden respectivamente desde el eje de rotación hacia afuera, es decir, hacia la pared de unión.

De acuerdo con un perfeccionamiento preferente de la invención está prevista una ranura que se extiende a través del eje de rotación en dirección radial.

No obstante, de forma especialmente preferente la membrana presenta tres ranuras. En caso de una configuración de membrana con simetría de rotación, estas ranuras están dispuestas de tal modo que se extienden desde el eje de rotación en dirección radial hacia afuera. Preferiblemente, las ranuras presentan en cada caso la misma distancia angular entre sí, siendo ésta de 120º.

La utilización de tres ranuras tiene ventajas especiales.

La realización de tres, cuatro o cinco ranuras divide la membrana en una cantidad correspondiente de lóbulos terminados en punta. Después de la deformación y apertura, estos lóbulos han de retroceder de tal modo que sus límites de corte se apoyen uno contra el otro en la posición exacta. Una ligera desorientación de los lóbulos provoca un solapamiento de los mismos, principalmente en el área de sus puntas, lo que impide un contacto hermético entre los lóbulos.

Este problema no se plantea si se utiliza únicamente una ranura central, dado que en ese caso no se forma ningún lóbulo del tipo anteriormente descrito.

La construcción especialmente preferente con tres ranuras se basa en el conocimiento de que un lóbulo de este tipo que abarca un sector angular de 120º está mucho mejor protegido contra los desplazamientos laterales y desorientación que un lóbulo que sólo abarque 90 grados o menos.

De acuerdo con otro perfeccionamiento especialmente preferente de la invención, que es adecuado en caso de una ranura, pero preferentemente también en caso de tres, cuatro, cinco o más ranuras, las ranuras están configuradas de tal modo que dentro de ellas queda como mínimo un puente de material.

Este o estos puentes de material actúan dentro de la membrana elástica como resortes de tracción elásticos y contraen la ranura al volver a cerrarla.

Tal como se explicará más adelante, mediante esta configuración se logra un cierre que, a pesar de requerir fuerzas de apertura reducidas, presenta fuerzas de cierre elevadas y origina un guiado seguro de los lóbulos de cierre para que se apoyen entre sí con sus cantos laterales respectivos.

La membrana y la pared de unión están desacopladas en cuanto a los momentos, es decir, las fuerzas y en particular los momentos que la pared de unión pueda transmitir a la membrana influyen en la menor medida posible en el movimiento de la membrana.

Esto se logra mediante una unión a modo de charnela ente la pared de unión y la membrana. Esta charnela se puede fabricar de diferentes modos. De forma especialmente preferente, en la zona de unión entre la pared de unión y la membrana está dispuesta una zona delgada que rodea la membrana si ésta está configurada con simetría de rotación. Preferentemente, dicha zona delgada está configurada con una sección transversal en forma de "S" para reforzar el efecto de charnela.

Tal como se ha descrito anteriormente, la zona de transición entre la pared de unión y la membrana está configurada de tal modo que en particular no se transmite ningún momento desde la pared de unión a la membrana. De acuerdo con una configuración preferente, esta zona de transición también se puede crear previendo un material heterogéneo en dicha zona, es decir, por ejemplo utilizando un material diferente o influyendo en las propiedades del material en esa zona de modo adecuado para lograr la reducción deseada de la capacidad de transmisión de momentos.

La válvula según la invención se puede producir con cualquier material que presente valores adecuados en cuanto a la deformación elástica y la fuerza de retroceso elástica.

De forma especialmente preferente, la membrana y/o la pared de unión se fabrican con un material de silicona. La membrana y/o la pared de unión también se pueden producir con un elastómero termoplástico. Preferentemente, la pared de unión, la sección de sujeción y la membrana son del mismo material y configuran un cuerpo de válvula.

De forma especialmente preferente, la sección de sujeción de la válvula de cierre automático está reforzada por un dispositivo de plástico, un anillo de plástico si la válvula está configurada con simetría de rotación, que, en comparación con el material de la pared de unión y la membrana, está producido con un material de plástico más rígido y en caso dado también más económico.

De acuerdo con una forma de realización preferente, en la sección de sujeción se moldea por inyección un anillo de refuerzo de un plástico más duro. Preferentemente, el anillo de refuerzo se produce en un proceso de fabricación previo independientemente de la válvula de cierre automático y en este anillo de refuerzo se prevén numerosas aberturas en las que puede entrar el material de la válvula durante el proceso de moldeo por inyección, de modo que se forma una unión íntima, firme y además económica entre el anillo de refuerzo y el cuerpo de válvula.

Preferentemente se utiliza poliamida como material para el anillo de refuerzo.

El proceso de inyección se puede desarrollar de tal modo que el anillo de poliamida y la membrana de silicona se inyecten de forma consecutiva de la siguiente manera: en primer lugar se inyecta la poliamida en el molde de inyección, a continuación se abre el molde de inyección y se monta con una disposición diferente de las cavidades, y después se inyecta la silicona en estas cavidades modificadas. Al mismo tiempo, en una segunda cavidad, o en una cantidad determinada de segundas cavidades, si como es preferente la inyección se realiza en varias válvulas al mismo tiempo, se inyecta a su vez el material de poliamida para la producción del anillo.

De este modo resulta una primera fase en la que sólo se inyectan anillos de poliamida y después se inyectan de forma rítmica anillos de poliamida y al mismo tiempo la silicona sobre los anillos de poliamida que han sido inyectados en la fase anterior, de modo que en cada caso se produce rítmicamente una válvula acabada o la cantidad total de válvulas acabadas que se han de inyectar en una fase.

Se ha de señalar que este procedimiento no está limitado a los materiales de poliamida y silicona, sino que también se puede realizar con otros materiales, elastómeros termoplásticos, etc.

Por los conceptos "fluido", "líquidos" y "medio" o "medio fluido" utilizados en la presente descripción, se ha de entender cualquier sustancia cuya viscosidad, independientemente de si la viscosidad se determina como viscosidad dinámica o como viscosidad cinemática, permita una salida de la sustancia de un recipiente, en caso dado mediante la aplicación de presión adicional. Por consiguiente, dichos conceptos no sólo incluyen las sustancias que fluyen por sí solas, como por ejemplo sustancias acuosas, sino también las sustancias que sólo fluyen cuando se les aplica una presión, como por ejemplo sustancias grasas y pastosas.

Según una primera utilización preferente, el cierre se utiliza para alimentos, y en este caso alimentos pertenecientes a un grupo que incluye los siguientes: jugos de verdura y fruta y otras bebidas; salsas de condimento de todo tipo, como salsa de soja y similares; condimentos viscosos, como mostaza, ketchup, mayonesa; alimentos viscosos, como miel, jaleas, mermeladas; productos lácteos, como leche, leche condensada, nata y similares.

La válvula también se utiliza preferentemente en el envasado de productos para el cuidado y la limpieza corporal, como jabón líquido o pastoso, geles de ducha, aceites para la piel, protectores antisolares, champús, tintes para el cabello, cremas para la piel, desodorantes, etc.

La válvula también se utiliza preferentemente para otros productos de mantenimiento y limpieza, como detergentes, materiales de limpieza universales, betunes, agentes de pulimento, quitamanchas, detergentes líquidos y similares.

El cierre también se utiliza preferentemente para productos farmacéuticos, y preferiblemente para productos utilizados en pequeñas cantidades, como por ejemplo colirios, gotas nasales, desinfectantes, y todas las formas de productos farmacéuticos, independientemente de que estén concebidas para administración interna o externa.

También es preferente la utilización para productos técnicos, por ejemplo para pinturas, lacas, disolventes, lubricantes y otras sustancias químicas y mezclas de sustancias técnicas.

Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación de la presente invención se desprenden de la descripción de ejemplos de realización en relación con los dibujos.

Los dibujos muestran:

- Figura 1: Una sección a través del cierre de un recipiente boca abajo, estando dispuesto en el cierre un primer ejemplo de realización de una válvula de cierre automático de acuerdo con el estado actual de la técnica.

- Figura 2: Una vista desde abajo del ejemplo de realización según la figura 1.

- Figura 3: El ejemplo de realización según la figura 1 en la posición abierta.

- Figura 4: Una vista en planta de la representación según la figura 3.

- Figura 5: Una representación en sección de un ejemplo de realización de una válvula.

- Figura 6: Una vista desde abajo de la válvula según la figura 5, vista en la dirección del anillo de sujeción.

- Figura 7: Una representación en sección de un detalle de la válvula según la figura 5.

- Figura 8: Una representación en sección de un ejemplo de realización de la válvula según la invención.

El cierre mostrado en la figura 1 está designado en su totalidad con la referencia V. El cierre está enroscado en un cuello 1 de un recipiente 2 provisto de una rosca convencional. En el interior de este recipiente, representado con el número de referencia 3, se encuentra el fluido o medio designado simbólicamente con el número de referencia 4, cuya viscosidad se elige de tal modo que puede salir por un cierre del tipo en cuestión. La pared del recipiente consiste total o parcialmente en un material flexible, que puede ser comprimido por el usuario.

El cuello 1 del recipiente 2 tiene una configuración cilíndrica, el recipiente puede presentar una forma diferente. Sobre el cuello 1 está enroscada una caperuza de cierre cilíndrica 31 que presenta una parte cilíndrica 32 provista de una rosca interior correspondiente a la rosca exterior del cuello 1.

Se ha de señalar que no es obligatorio que la caperuza de cierre se pueda enroscar sobre el cuello del recipiente. También se pueden concebir otras construcciones, por ejemplo una caperuza de cierre sujeta en el cuello del recipiente mediante resaltes y encajada o fijada de forma elástica, o fijada de cualquier otro modo por fricción, encolado o similares, sobre el cuello del recipiente o sobre el propio recipiente.

En esta caperuza de cierre 31 está prevista una abertura central 6 a través de la cual puede fluir el medio 4.

La válvula de cierre automático, designada en conjunto con el número de referencia 5, impide este flujo del medio 4.

La válvula 5 presenta una membrana 7 que, cuando la válvula se encuentra en la posición cerrada, tal como se muestra en la figura 1, está abombada hacia adentro a modo de segmento esférico hacia el interior del recipiente 3 y el medio 4.

Unida a la membrana 7 se encuentra la pared de unión 8, que está unida también con la sección de sujeción 10 a través de una zona de curvatura 9. Cuando está montada, esta sección de sujeción 10 está sujeta por dos brazos cilíndricos 11 conformados en la zona de tapa 12, que tiene esencialmente forma de corona circular, del cierre 31. El cuerpo de válvula consiste en la membrana, la pared de unión y la sección de sujeción y está configurado en una pieza. La tapa 12 está configurada de tal modo que el recipiente se puede conservar boca abajo apoyado sobre la tapa, y por consiguiente sobre el cierre.

Este tipo de conservación, o la configuración técnica correspondiente que permite dicho tipo de conservación, tiene la ventaja de que el espacio situado sobre la membrana siempre está lleno de líquido, de tal modo que, también en caso de medios viscosos, para el proceso de extracción no es necesario que primero fluya el líquido hasta la válvula.

Tal como se explicará más adelante, la membrana 7 no está configurada con un espesor de pared uniforme, sino que el espesor de pared disminuye hacia el centro.

En este ejemplo de realización, la propia pared de unión 8 es claramente más delgada que la membrana.

La pared de unión consiste en la parte "a", que se encuentra directamente junto a la membrana, y la parte "b", que está unida con la parte "a" a través de la zona arqueada 9. En la posición de cierre, las zonas "a" y "b" delimitan un ángulo \alpha de aproximadamente 45º, tal como se indica en la figura 1.

En la zona "b" de la pared intermedia está configurado un reborde anular 13 en una pieza con la pared de unión, que sobresale de ésta radialmente hacia afuera.

Cuando la válvula está abierta, tal como se puede observar en la figura 3, el reborde anular se apoya en un resalte 14 de un reborde anular 15 que sobresale de la tapa de la caperuza de cierre hacia adentro y que está configurado esencialmente con simetría de rotación.

El resalte 14 está configurado de tal modo que su inclinación corresponde directamente al ángulo del reborde anular 13 en la posición abierta.

El reborde anular 15 se ensancha cónicamente hacia afuera en el lado opuesto al interior del recipiente 3, con lo que configura una guía que guía la zona "a" de la pared intermedia durante la apertura de la válvula.

Adicionalmente, pero de forma no representada en la figura 1, se puede prever una tapa plegable que sujete la membrana en la posición mostrada en la figura 1, por ejemplo con una pieza semiesférica sobrepuesta, y sirva como seguro durante el transporte.

La membrana 7 presenta ranuras, tal como se describe adicionalmente a continuación con referencia las figuras 2 a 4.

La válvula y la membrana están configuradas en conjunto con simetría de rotación, correspondiendo el eje de rotación en la figura 1 a la línea A-A.

Tal como se puede observar en la figura 2, la membrana presenta en total tres ranuras que salen del punto en el que el eje de rotación atraviesa la membrana, teniendo dicho punto el número de referencia 18.

La tres ranuras también están dispuestas simétricamente y definen entre sí un ángulo de 120º. La longitud de las ranuras en relación con la membrana se desprende de la representación de la figura 1, según la cual una ranura ocupa aproximadamente una zona entre 3/5 y 4/5 del radio de la membrana. Las ranuras están cortadas con una herramienta de cuchilla, estando ejecutado el corte preferentemente en la posición de la válvula mostrada en la figura 1. Las ranuras se extienden entonces en un plano que es perpendicular a la tapa de caperuza 12 y que incluye el eje de simetría A-A.

Todas las ranuras de apertura 16 tienen en total la misma longitud, que en la representación según la figura 2 está formada por las longitudes parciales x + y + z.

En el ejemplo de realización, cada ranura consiste en una sección interior II, que preferentemente representa más de la mitad de la longitud total de la ranura, a la que se une un puente de material 19 no cortado. La ranura continúa después en la sección I. La primera sección II tiene la longitud de ranura "x", el puente de material tiene la longitud de ranura "y", y la ranura que sale de éste tiene la longitud "z". Preferentemente, el puente de material 19 y en consecuencia la longitud "y" es algo más pequeño que la longitud I.

Esta configuración de las ranuras tiene ventajas considerables para la apertura y el cierre de las mismas.

Como es sabido por la, así llamada, teoría de membranas, dentro de una membrana elástica sometida a carga se forma un estado de tensión multiaxial complejo. La distribución de las tensiones en la membrana dificulta principalmente el cierre de ésta, ya que, en caso de un componente de tensión que genere una fuerza en una dirección no paralela a la ranura correspondiente, los lóbulos 20 individuales definidos por las ranuras tienden a superponerse con sus cantos.

Mediante el puente de material 19 y la posterior sección de ranura I se produce un estado de tensión definido que favorece claramente el cierre de los lóbulos.

Esto tiene lugar, por una parte, gracias a que el puente de material 19 está sometido esencialmente a una única tensión de un solo eje en dirección perpendicular a la ranura correspondiente. De este modo, al abrir los lóbulos individuales, el puente de material 19 actúa como un resorte de tracción simple que no puede generar ninguna fuerza de desplazamiento de las ranuras entre sí, sino que actúa como una goma elástica que se expande con la apertura de los lóbulos y, debido a la fuerza de retroceso, tiende a juntar de nuevo los lóbulos.

La sección de ranura I que se encuentra detrás del puente de material 19 refuerza esta tendencia, dado que mantiene apartadas del puente de material 19 las tensiones no perpendiculares al plano de la ranura. De este modo se asegura que dentro del puente de material 19 esencialmente sólo actúen fuerzas perpendiculares al plano de la ranura.

A continuación se describe el funcionamiento de este cierre, en particular con referencia a las figuras 3 y 4.

Si el usuario desea extraer líquido del recipiente 2, abre una tapadera existente en caso dado (no representada en las figuras), con lo que la abertura de paso 6 de la tapa de cierre queda al descubierto.

Después aprieta con la mano las paredes flexibles del recipiente 2, con lo que se crea una sobrepresión en el interior del recipiente. Esta sobrepresión hace que la sección "b" de la pared de unión "a" se pliegue hacia abajo y el reborde anular 13 se apoye en el resalte 14. Este proceso es muy fácil y seguro de realizar, dado que consiste en un movimiento de pliegue y no requiere ningún movimiento de rodadura de la membrana.

Finalmente, la presión es tan grande que supera la fuerzas de retroceso elásticas de la membrana y los lóbulos se abren hacia afuera, tal como se muestra en la figura 4, con lo que se forma la abertura O.

El material comienza entonces a fluir a través de la abertura O. El flujo continúa mientras el usuario siga generando una sobrepresión en el interior del recipiente mediante la compresión de las paredes de éste.

Cuando el usuario deja de apretar las paredes del recipiente, éstas se ensanchan, la presión cae y los lóbulos se cierran. Los puentes de material 19 facilitan considerablemente el movimiento de cierre. Estos puentes de material presentan grandes fuerzas de retroceso elásticas cuando los lóbulos se desplazan sobre el plano perpendicular al eje de simetría de rotación A-A y provocan un cierre fuerte de los lóbulos, cuyas superficies de corte son apretadas una contra otra en la posición de cierre, con lo que configuran un cierre seguro. En el proceso de cierre, debido a la presión negativa reinante en el recipiente 3, incluso el material que todavía se encuentra en la zona de la abertura es absorbido al interior del recipiente, con lo que en la parte exterior de los lóbulos 20 no queda adherido ningún resto del medio que pudiera caer hacia abajo. Especialmente mediante la configuración triangular con tres ranuras, los cantos de los lóbulos 20 se amoldan entre sí de forma autocentrante e impiden que quede ninguna abertura en el área del eje de rotación 18 (figura 2).

El efecto que implica la configuración de ranuras utilizada consiste en particular en un aumento de la fuerza de retroceso de la válvula, y ello independientemente del grado de ventilación, dado que los puentes de material 19, como ya se ha mencionado, actúan como gomas elásticas que hacen que la válvula vuelva con fuerza a su posición original. De este modo, al final de cada extracción, la válvula se cierra de nuevo por completo. La previsión de diferentes parámetros entre la longitud de las secciones I y II y la longitud del puente de material 19 medida en esa dirección resulta útil para poder utilizar la válvula para diferentes medios. Por ejemplo, interrumpiendo los puentes se reducen aun más las fuerzas de apertura. De hecho, basta con utilizar puentes de material bastante estrechos. Por otra parte, según otra configuración no es necesario interrumpir las ranuras de apertura si la fuerza de retroceso se logra simplemente reduciendo los parámetros x + y + z sin que ello influya negativamente en las fuerzas de apertura. En un caso, la versión presenta las ranuras interrumpidas con las medidas z, y, x. Las medidas varían a lo largo de todo el diámetro de la tapa de cierre 7. Según otra versión, las ranuras de apertura 16 no están interrumpidas, sino que únicamente tienen longitudes diferentes, es decir, la medida z + y + x varía en todo el diámetro de la membrana 7.

Tal como se infiere de lo anteriormente expuesto, la configuración de las ranuras tiene una influencia esencial en la capacidad de apertura y cierre de la membrana.

La utilización de tres ranuras tiene la ventaja especial de que las ranuras se pueden apoyar una contra otra de forma autocentrante. La utilización de puentes de material tiene la ventaja de poder generar fuerzas de retroceso elásticas a través de un estado de tensión de un solo eje.

La longitud de las ranuras y la anchura de dichos puentes de material, y también la cantidad de puentes de material (también se pueden prever dos o más puentes de material por ranura), se pueden variar para adaptar el comportamiento de apertura y cierre a los diferentes medios.

En una configuración con tres, cuatro, cinco o más ranuras, todas las ranuras pueden presentar la misma longitud. Esto es preferible en caso de una configuración con simetría de rotación de la membrana de válvula y una disposición con simetría de rotación del punto central de una configuración de ranuras en estrella con tres, cuatro, cinco o más ranuras.

No obstante, en caso de una configuración de ranuras en estrella con tres, cuatro, cinco o más ranuras, las ranuras individuales pueden tener longitudes diferentes, de tal modo que la propia configuración de las ranuras no tenga simetría de rotación. Además, también en caso de una membrana configurada con simetría de rotación, las ranuras se pueden disponer de tal modo que el punto común de todas las ranuras de la membrana no coincida con el eje de rotación de ésta. En una configuración con tres, cuatro, cinco o más ranuras también se puede prever una configuración en estrella con ranuras de longitud igual o diferente, en la que los ángulos entre las ranuras individuales no sean iguales. Por ejemplo, en caso de cuatro ranuras, éstas pueden estar configuradas de tal modo que con una de las ranuras adyacentes definan un ángulo > 90º y con la otra ranura adyacente definan un ángulo < 90º.

Por último, en la membrana también se pueden prever varias ranuras que no estén unidas entre sí, de tal modo que en caso de una aplicación de presión sobre la membrana se forme más de una abertura O.

Mediante la forma de la membrana abombada hacia adentro en la posición de cierre, los cantos de corte de los lóbulos 20 se apoyan uno contra otro de forma abovedada, con lo que se producen grandes fuerzas de sujeción. Sin embargo, al mismo tiempo es suficiente la acción de fuerzas pequeñas para abrir los lóbulos hacia adentro por presión negativa, lo que favorece la aspiración del medio de vuelta al interior del recipiente.

Más arriba se ha descrito la configuración de las ranuras con puentes de material en relación con una membrana con tres ranuras. Sin embargo, se ha de señalar que también se puede realizar una configuración de ranuras correspondiente con puentes de material si sólo hay una ranura presente, que en este caso se extiende atravesando el eje de rotación, pero también si hay presentes cuatro o cinco ranuras. En este caso también se adaptan entre sí de modo correspondiente la longitud de las ranuras y los puentes de material.

Las figuras 5, 6 y 7 muestran otra válvula de cierre. Esta válvula de cierre se puede introducir de modo similar en una caperuza de cierre, tal como ocurre en el caso de la válvula de cierre según las figuras 1 - 4. Sin embargo, esta válvula de cierre presenta algunas diferencias con respecto a la válvula de cierre de las figuras 1 - 4, que se explican detalladamente a continuación.

En primer lugar se ha de señalar que la configuración de la membrana y en particular las diferentes realizaciones de las ranuras son las mismas que en el caso de la válvula según las figuras 1 - 4. Por ello no se vuelve a entrar en detalles con respecto a la configuración de las ranuras.

La válvula designada en conjunto con el número de referencia 50 presenta un anillo de sujeción 51, una pared de unión 52 y una membrana designada en conjunto con el número de referencia 53.

El anillo de sujeción 51 está configurado con forma anular y presenta un bisel cónico 51a en su perímetro exterior.

El anillo de sujeción 51 está unido en una sola pieza con la pared de unión 52.

El anillo de sujeción, la pared de unión y la membrana están configurados con simetría de rotación, designándose el eje de rotación con el número de referencia 55.

El anillo de sujeción 51 se encuentra en un plano perpendicular al eje de rotación 55.

La pared de unión 52 consiste en una parte delantera anular 52a que se extiende esencialmente en el mismo plano que el anillo de sujeción 51, es decir, también perpendicularmente al eje de rotación 55 de la válvula. En la parte delantera de la pared de unión 52 está prevista la zona 52b que se extiende hacia arriba curvada en un ángulo obtuso (en la representación según la figura 5), es decir, alejándose del interior del recipiente cuando la válvula está colocada sobre éste.

A continuación de esta zona 52b curvada hacia arriba de la pared de unión 52 se encuentra la parte de charnela 56, que se transforma después en la membrana 53 a través de una zona de unión 57.

Vista desde el lado del recipiente, la parte de charnela 56 presenta una entalladura aguda 58 que, vista en sección transversal, está configurada en forma de trapecio.

La pared inferior 58a de esta entalladura (el borde superior en la representación de la figura 5)es relativamente estrecha en relación con la profundidad de la entalladura, correspondiendo ventajosamente a la mitad, de forma especialmente ventajosa entre un tercio y un quinto, de la profundidad de la entalladura.

La forma de la membrana representada en la figura 5 es ventajosa para el funcionamiento del cierre. La zona de unión 57 presenta junto a la entalladura 58 una pared lateral que se extiende esencialmente en línea recta y cuya prolongación imaginaria delimita con el eje 55 un ángulo agudo preferentemente entre 60 y 85º. A continuación de esta pared lateral se encuentra un segmento de arco corto cuya extensión principal delimita con el eje 55 un ángulo obtuso de 140 a 170º. La parte superior de la zona de unión 57 alejada de la entalladura 58 presenta una configuración esencialmente en forma de "S".

Como se puede reconocer en la figura 5, la zona de unión 57 no está dispuesta simétricamente en la pared lateral 60 de la membrana, sino que en la figura 5 está desplazada hacia arriba, es decir, alejada del interior del recipiente.

Además, la superficie 61 de la membrana, que está orientada hacia el exterior, presenta una curvatura esencialmente continua que se aproxima preferentemente a una función cuadrática.

La pared opuesta 62, que está orientada hacia el interior del recipiente, consiste en una placa 62a con forma de placa circular y una zona de transición 62b que se extiende linealmente en la representación en sección transversal y que delimita un ángulo agudo con el eje 55, a la que se une la pared lateral 60 ya mencionada. El ángulo agudo oscila preferentemente entre 40 y 80º, de forma especialmente preferente entre 50 y 60º.

Debido a la configuración de la sección transversal de las paredes de membrana arriba descrita, el espesor de la membrana aumenta de forma continua desde su punto central, por el que pasa el eje de rotación 55, hacia la pared lateral.

El espesor de la membrana en el área en la que la pared lateral 62a con forma de placa circular, que configura un plano perpendicular el eje de rotación 55, se transforma en la zona cónica 62b, cuya sección transversal delimita un ángulo agudo con el eje de rotación 55, es aproximadamente el doble de grande que el espesor de la membrana en el área del eje de rotación. La pared lateral exterior 60 de la membrana presenta un espesor que, medido paralelamente al eje de rotación 55, corresponde aproximadamente a 3 - 4 veces el espesor de la membrana en el centro.

Preferentemente, la membrana está hecha de un material de silicona, pero también entran en consideración otros materiales de plástico, como elastómeros termoplásticos, etc.

Mediante experimentos se ha comprobado que una membrana de un material de silicona producida tal como se describe más arriba, con una configuración de ranuras tal como se ha descrito en relación con las figuras 2 y 4, presenta propiedades especialmente buenas con respecto a la apertura y el cierre. Una membrana configurada de este modo se abre fácilmente y con un diámetro de abertura relativamente grande, pudiendo mantenerse la posición de apertura con poca sobrepresión, y se cierra de forma segura y hermética en cuanto desaparece la sobrepresión, y además los residuos del medio que se encuentran en la zona de la abertura son aspirados de vuelta al interior del recipiente durante el proceso de cierre.

Otra particularidad de la configuración según la figura 6 consiste en el anillo de sujeción adicional 70. Tal como se puede observar en la figura 6, este anillo de sujeción presenta numerosas aberturas 71 dispuestas en dirección periférica, cuya sección transversal, tal como se puede observar principalmente en la figura 5, se ensancha hacia abajo, es decir, en sentido opuesto a la zona de contacto con la sección de sujeción 51a de la válvula representada en la figura 5.

El anillo de sujeción 70 consiste en un material plástico más duro y menos elástico que el material de la membrana propiamente dicha.

La válvula según las figuras 5 y 6 se produce de la siguiente manera:

En primer lugar se moldea por inyección el anillo de sujeción 70 con el material plástico correspondiente en una operación independiente.

A continuación, el anillo de sujeción se introduce en el molde de inyección del cuerpo de válvula y, como en el ejemplo de realización, en dicho molde se inyecta material de silicona. En este proceso, el material de silicona penetra en las aberturas 71.

El material de silicona se recuece durante un período prolongado a las temperaturas adecuadas.

Una vez producido el cuerpo de válvula se practican las ranuras en la válvula, tal como se muestra en la figura 2.

A continuación, la válvula se introduce en una caperuza de cierre similar a la representada en la figura 1, que está configurada de forma que aloja el anillo de sujeción 70 del modo correspondiente.

La figura 8 muestra un ejemplo de realización de una válvula de cierre según la invención que se puede introducir en una caperuza de cierre de modo similar a la válvula de cierre según las figuras 1 a 4. El funcionamiento y la configuración de la membrana y en particular de las ranuras de ésta son similares principalmente a los ya explicados en el marco de la descripción de las figuras 1 a 4.

Sin embargo, la válvula según la figura 8 presenta algunas particularidades que se describirán a continuación.

La válvula, que se extiende esencialmente con simetría de rotación con respecto al eje 80, presenta una membrana 82 en la que está conformada en una pieza una pared de unión 84 dispuesta en lo esencial radialmente en la parte interior del primer anillo de sujeción 86, que está unido en una pieza con la pared de unión 84 y también con la membrana 82. El primer anillo de sujeción 86 está en contacto con un segundo anillo de sujeción 88 que, cuando la válvula está montada, está dispuesto sobre el lado del primer anillo de sujeción 86 orientado hacia el recipiente.

La membrana está configurada en forma de segmento esférico hueco o su configuración se aproxima a esa forma. Las líneas de unión que se extienden desde los puntos dispuestos radialmente en la parte exterior de la membrana 82 hacia el centro de curvatura abren preferentemente un cono cuyo ángulo de apertura oscila entre 45 y 135º y que corresponde de forma especialmente preferente a aproximadamente 90º. La pared de la membrana 82 presenta un espesor constante como mínimo en su mayor parte. En la zona de transición 90 entre la membrana 82 y la pared de unión sobresalen elevaciones 92 que se extienden en dirección al interior del recipiente y que están configuradas principalmente en punta.

Como lado o dirección orientado en sentido contrario al recipiente se designará en lo sucesivo el lado o la dirección orientado hacia el eje 80 de la parte exterior del recipiente cuando la válvula está montada sobre un recipiente. Correspondientemente, la dirección o el lado orientado hacia el interior del recipiente en la dirección del eje 80 se designará como la dirección o el lado orientado hacia el interior del recipiente o como lado interior, para simplificar.

La elevación anular 92 está delimitada principalmente en la dirección del eje 80 por una sección cuyo componente es una superficie esférica y/o que se une a una superficie esférica, de tal modo que esta sección está ligeramente inclinada hacia afuera con respecto a la zona de extremo esférica orientada a dicha sección, de forma que la sección delimita un ángulo con el eje 80 que es más obtuso que el ángulo delimitado por las tangentes en la zona de extremo de la superficie esférica con dicho eje 80. En el lado opuesto al eje 80, la elevación 92 está delimitada por una superficie que cae esencialmente con una gran inclinación y que delimita un ángulo con el eje 80 que preferentemente es menor de 45º, de forma especialmente preferente menor de 10º. La superficie de válvula exterior se extiende en dirección radial hacia afuera a continuación de dicha elevación 92 de forma esencialmente curvada, en particular curvada de forma ondulada o en forma de "S". A continuación de la elevación 92 se encuentra una entalladura 94 cuyo fondo orientado hacia el recipiente tiene una configuración redondeada y a la que se une en dirección radial hacia afuera un reborde 96 redondeado que sobresale hacia la parte exterior del recipiente. A este reborde 96 se le une radialmente hacia afuera una zona 98 configurada a modo de placa, presentando la transición entre el reborde 96 y la zona en forma de placa 98 una configuración esencialmente curvada. La zona en forma de placa 98 se extiende de modo esencialmente perpendicular al eje 80. A esta zona en forma de placa se le une radialmente hacia afuera una segunda zona en forma de placa que configura el primer anillo de sujeción 86, encontrándose la superficie de limitación de estas zonas en forma de placa orientada hacia el interior del recipiente esencialmente en el mismo plano y encontrándose la superficie de limitación de estas zonas en forma de placa orientada hacia el exterior del recipiente esencialmente en distintos planos, en particular de tal modo que el primer anillo de sujeción 86 es más grueso que la zona en forma de placa 98 de la pared de unión 84.

La superficie de limitación del primer anillo de sujeción 86 orientada hacia el interior del recipiente y también la superficie de limitación de la zona en forma de placa de la pared de unión 84, que también está orientada hacia el interior del recipiente, se extienden de forma esencialmente perpendicular al eje 80. Unida a la superficie de limitación inferior de la zona anular 98 de la pared de unión 84 se encuentra una entalladura anular 100 dispuesta radialmente en la parte interior orientada hacia el recipiente, cuya zona de fondo 102 está configurada con una forma esencialmente redondeada. La superficie de limitación 104 que se extiende desde la zona de fondo 102 de dicha entalladura 100 en dirección hacia el eje 80 presenta una configuración convexa y en particular forma parte de la superficie de limitación de la membrana 82 orientada hacia el interior del recipiente.

La superficie de limitación 106 dispuesta más allá de la zona de fondo 102 de la entalladura 100 vista desde el eje 80, que se extiende desde la zona en forma de placa 98 hacia la zona de fondo 102 de la entalladura 100, también presenta una configuración convexa, en particular como mínimo similar a un segmento esférico cuyo centro de curvatura está situado en sentido opuesto al recipiente.

La pared de unión 84 es particularmente más delgada que la membrana 82.

El segundo anillo de sujeción 88 configurado en forma de placa, está unido en dirección hacia el recipiente con el primer anillo de sujeción 86 y presenta preferentemente un diámetro exterior mayor que el del primer anillo de sujeción 96.

La válvula está configurada preferentemente de forma plana, de modo que el diámetro exterior de la válvula es como mínimo dos veces más grande, preferentemente como mínimo tres veces más grande, de forma especialmente preferente como mínimo cinco veces más grande y de forma particularmente preferente como mínimo siete veces más grande, que el espesor máximo de la válvula en la dirección del eje 80, que se indica esquemáticamente mediante la flecha doble 108.

Preferentemente, el reborde 96 está desplazado en dirección radial con respecto a la zona de fondo 102 de la entalladura 100.

De forma especialmente preferente, la zona de fondo 102 de la entalladura 100 está dispuesta en dirección radial entre el reborde 96 y la entalladura 94.

Preferentemente, el segundo anillo de sujeción está hecho de polipropileno o poliamida. La parte restante de la válvula, o la membrana 82, la pared de unión 84 y también el primer anillo de sujeción 86 y sus zonas de transición, están hechos preferentemente de silicona o un elastómero termoplástico.

En este contexto es especialmente preferente la combinación de materiales de silicona y poliamida o la combinación de materiales de un elastómero termoplástico y polipropileno.

Estos materiales o combinaciones de materiales también son preferentes para otras formas de realización de la invención.

Claims (16)

1. Válvula de cierre automático para la extracción de medios fluidos de un recipiente con

una membrana convexa (82) cuya convexidad está orientada hacia el medio fluido en la posición de cierre y que al acumularse una presión en el recipiente se abomba hacia afuera en una posición de extracción,

una sección de sujeción (86) a través de la cual la válvula se sujeta en dicho recipiente,

una pared de unión (84) dispuesta entre esta membrana (82) y dicha sección de sujeción (86),

un grupo de ranuras (16) previsto en la membrana (82) que se abre en la posición de extracción, y

estando dispuesto dicho grupo de ranuras (16) de tal modo que, con la deformación de la membrana (82) de la posición de cierre a la posición de extracción provocada por la presión en el recipiente, dentro de la membrana se acumulan fuerzas de retroceso elásticas que, cuando se descarga la presión, provocan el retroceso de la membrana desde dicha posición de extracción a la posición de cierre, y

presentando la pared de unión (84) entre dicha sección de sujeción y la membrana (82) una sección anular que está dispuesta esencialmente en un plano común con la sección de sujeción (86) o en un plano paralelo a éste, y

estando configurada una zona de transición (90) entre dicha pared de unión (84) y la membrana (82) de tal manera que la membrana y la pared de unión están desacoplas en cuanto a los momentos,

presentando la membrana (82) en sección transversal una pared de delimitación con curvatura continua superior y otra inferior, siendo dicho espesor de pared esencialmente constante en esta zona,

caracterizada porque este espesor de pared es mayor que el espesor de pared de la pared de unión (84) cuyo radio de curvatura está orientado hacia afuera con respecto a la membrana (82).

2. Válvula de cierre automático según la reivindicación 1, caracterizada porque la zona de transición (90) entre la pared de unión (84) y la membrana (90) está configurada a modo de charnela.

3. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la membrana y la pared de unión (84) están configuradas esencialmente con simetría de rotación.

4. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el grupo de ranuras (16) está configurado de tal modo que presenta una única ranura (16').

5. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dicho grupo de ranuras (16) presenta tres ranuras (16') que preferentemente están configuradas en forma de estrella y preferiblemente presentan en cada caso la misma distancia angular entre sí.

6. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dicho grupo de ranuras presenta cuatro, cinco o más ranuras (16') que preferentemente están configuradas en forma de estrella y preferiblemente presentan en cada caso la misma distancia angular entre sí.

7. Válvula de cierre automático según la reivindicación 3 y una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque dicho grupo de ranuras (16) está configurado con simetría de rotación con respecto al eje de rotación.

8. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque como mínimo una de estas ranuras (16') está interrumpida de tal modo que se forma un puente de material, siendo la longitud de esta interrupción de ranura (19) menor, de forma preferente considerablemente menor, que la longitud total de la ranura (16) correspondiente.

9. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizada porque como mínimo una ranura presenta como mínimo dos o más interrupciones.

10. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque está previsto un anillo de refuerzo (88) dispuesto en la zona de la sección de sujeción (51), anillo que está hecho de un material de plástico más duro que el material de la membrana.

11. Válvula de cierre automático según la reivindicación 10, caracterizada porque en caso de un cuerpo de válvula con simetría de rotación dicho anillo de refuerzo (88) está configurado con simetría de rotación y presenta numerosas aberturas en las que se encuentra material de la sección de sujeción (51) cuando la válvula está completamente montada.

12. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el cuerpo de válvula es de un material de silicona.

13. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el cuerpo de válvula es de un elastómero termoplástico.

14. Válvula de cierre automático según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula está hecha de elastómero termoplástico y polipropileno o de silicona y poliamida.

15. Válvula de cierre automático según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la membrana (82) está conformada en forma de segmento esférico hueco.

16. Válvula de cierre automático según como mínimo una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el diámetro de la válvula es como mínimo el doble que el espesor de la válvula.