ES2295888T3

ES2295888T3 - Dispositivo de control de presion.

Info

Publication number: ES2295888T3
Application number: ES04744171T
Authority: ES
Inventors: Phil Regan; Roy Van Swieten
Original assignee: Intelligent Packaging Systems Group SA
Current assignee: Intelligent Packaging Systems Group SA
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: RU2329188C2; CA2559019C; EP1725476B1; CN1906097A; DE602004009836T2; US20070125809A1; WO2005082744A1; JP2007519578A; DK1725476T3; JP4364907B2; CA2559019A1; AU2004316447B2; RU2006131127A; EP1725476A1; CN100519363C; US7708171B2; PT1725476E; AU2004316447A1; DE602004009836D1; ATE376967T1

Abstract

Dispositivo de control de presión (1) en un sistema de control de presión para mantener una sobrepresión predeterminada constante dispuesto en un contenedor dispensador de líquido (50; 60), dicho dispositivo de control de presión comprendiendo un cilindro (15) con una extremidad abierta y un extremidad cerrada, y un pistón (13) móvil dentro de dicho cilindro que define una primera cámara (16) que debe ser llenada con un gas para ejercer dicha sobrepresión predeterminada, una segunda cámara (7), una vía de paso desde la segunda cámara (7) al exterior del dispositivo dirigiéndose al contenedor dispensador de líquido (50; 60), una válvula (18, 23) para abrir y cerrar dicha vía de paso, donde la segunda cámara (7) está formada por un contenedor bajo alta presión (2) con una extremidad cerrada (34) y una extremidad abierta provista con una parte de reborde (4) y dicho contenedor (2) estando llenado con un gas bajo una presión superior a dicha sobrepresión predeterminada, y dicho pistón (13) posee unos medios para accionar dicha válvula dependiendo de la diferencia de presión entre la primera cámara (16) y el contenedor dispensador de líquido (50; 60), de tal manera que si la presión de fluido en el contenedor cae por debajo de la sobrepresión predeterminada, el gas fluye desde la segunda cámara (7) al contenedor hasta que la presión del contenedor sea aproximadamente la misma que dicha presión predeterminada, donde un cierre (5) está montado sobre la parte de reborde (4) del contenedor de alta presión (2) para cerrar la segunda cámara (7), donde la primera cámara (16) forma parte del cierre para que el contenedor bajo alta presión (2) rodee el cilindro (15) de la primera cámara (16).

Description

Dispositivo de control de presión.

La presente invención se refiere a un dispositivo de control de presión para mantener una sobrepresión predeterminada constante en un contenedor dispensador de líquido según el preámbulo de la reivindicación 1. La presente invención se refiere también a un método de fabricación de un dispositivo de control de presión según el preámbulo de la reivindicación 18.

Tal contenedor con un dispositivo de control de presión es conocido, por ejemplo según la solicitud de patente PCT WO-A-99/62791. El dispositivo descrito aquí está provisto para mantener una presión predeterminada constante en un contenedor que está dispuesto para dispensar un líquido. El dispositivo de control de presión tiene una primera cámara y una segunda cámara, así como un elemento de cierre móvil con respecto a la segunda cámara para abrir y cerrar una conexión de líquido entre la primera cámara y el contenedor en función de la posición del elemento de cierre con respecto a la segunda cámara. La primera cámara es llenada con un gas que, en uso, tiene una presión superior a la presión en el contenedor. La segunda cámara está cerrada y contiene un gas a una presión predeterminada o de referencia y está situada fuera de la primera cámara. En una primera forma de realización según la Fig. 2, la primera cámara está provista como un soporte cupulado que está situado al revés en el contenedor y con su borde longitudinal unido a la parte inferior y la pared lateral vertical del recipiente o contenedor. En la figura 3 se muestra una segunda forma de realización donde el diámetro de la primera cámara cupulada es mucho más pequeño que el diámetro interno del contenedor. La cámara está dispuesta centralmente en el contenedor y unida en su borde longitudinal con el fondo del contenedor. En la figura 4 se muestra una tercera forma de realización donde esa misma primera cámara de la figura 3 está dispuesta excéntricamente con respecto al contenedor. En la figura 5 un disco está provisto ligeramente por debajo de la mitad de la altura del recipiente y es estanco al gas conectado con la pared interna del vaso a través de un anillo de estanqueidad. Este disco divide el recipiente en dos partes (dispuestas fijas). Se muestra una construcción similar en las Figuras 6a y 6b. Además, en la figura 7, la primera cámara del dispositivo de control de presión está diseñada en forma de émbolo sellado a la pared interna del contenedor con un anillo de estanqueidad y que puede ser desplazado en dirección axial en el interior del contenedor. De esta manera, el émbolo divide el contenedor en dos partes, donde la parte superior es llenada con el líquido que debe ser dispensado. La conexión de líquido de la primera cámara se termina en la parte inferior. Cuando la presión en el contenedor cae debido a que el líquido ha sido dispensado por el botón pulsador en la parte superior del contenedor, el émbolo se desplaza hacia arriba gracias a la diferencia de presión entre la parte inferior y la parte superior hasta obtener otra vez una presión de equilibrio entre la parte inferior y la parte superior. En consecuencia se reduce la presión en la parte inferior de tal forma que la presión en la segunda cámara es mayor y el elemento de cierre abre la conexión de líquido entre la primera cámara y la parte inferior, para que la presión en la parte inferior aumente. El émbolo será movido después de nuevo hacia arriba hasta conseguir un equilibrio de presión correspondiente a la presión predeterminada o de referencia en la segunda cámara. Finalmente, en la forma de realización según la figura 8, la primera cámara tiene un diseño cilíndrico y un diámetro exterior correspondiente al diámetro interno del contenedor y por consiguiente dispuesta ajustada en el contenedor.

Sólo el dispositivo de presión de la figura 7 es móvil en dirección axial. En todos los otros ejemplos el dispositivo de presión está dispuesto fijo dentro del contenedor. Todo el dispositivo de control de presión de la figura 7 está diseñado en forma de émbolo y funciona en forma de pistón móvil expulsando el líquido de dispensación. No obstante, el diseño del dispositivo de control de presión presenta inconvenientes por sus grandes dimensiones de tal modo que una pequeña parte del contenedor puede ser usada para dispensar líquido.

Otro problema importante de los dispositivos de control de presión descritos anteriormente en forma de módulo separado es que la primera y la segunda cámaras deben ser presurizadas antes de ser instaladas en un contenedor. En la práctica esto puede ser muy difícil y costoso de conseguir por ejemplo con envases de aerosol de aluminio fabricados en una sola pieza y donde las líneas de producción funcionan con rendimientos máximos. Otra desventaja más importante es que se ha comprobado que la presión, en un dispositivo de control de presión separado que será montado después en un contenedor, cae en gran parte durante un periodo de algunos meses que es necesario para el almacenamiento y la distribución en la cadena de alimentación comercial. Además, la presurización del dispositivo de control de presión tiene que ser realizada con la conexión de líquido cerrada para obtener una presión de la cantidad prescrita. De esta manera, los dispositivos de control de presión conocidos no son adecuados para una aplicación a gran escala industrial.

Un objeto de la presente invención consiste por consiguiente en proporcionar un contenedor con un dispositivo de control de presión más simple en cuanto a su construcción y al proceso de fabricación, de tal manera que el volumen del contenedor pueda ser usado en mayor medida. Otro objeto de la invención consiste en proporcionar un dispositivo de control de presión para un contenedor que puede ser presurizado fácilmente después de ser ensamblado con el contenedor. Este y otros objetos de la presente invención son obtenidos por un sistema de control de presión según la reivindicación 1 y por un método de fabricación según la reivindicación 18.

Una ventaja principal de la presente invención es que el dispositivo de control de presión puede ser presurizado después de la realización y el llenado de la botella dispensadora de líquido. Como la segunda cámara circunda a la primera cámara, se obtiene un dispositivo de control de presión muy compacto de tal forma que el espacio total utilizable en la botella es mucho más importante que en las formas de realización conocidas. Como el dispositivo de control de presión puede ser fabricado anteriormente y puede ser realizado fácilmente en botellas de plástico existentes, los procesos de producción y de llenado existentes por ejemplo para productos cosméticos pueden ser mantenidos con la adición de sólo algunos dispositivos a la cadena de producción.

Otras ventajas de la invención están descritas en las reivindicaciones dependientes y en la descripción siguiente en la que se describe una forma de realización ejemplar de la invención con respecto a los dibujos anexos. Estos muestran en

La Fig. 1 una vista del dispositivo de control de presión en perspectiva y en sección transversal, donde la válvula está cerrada,

La Fig. 2 el mismo dispositivo de control de presión, donde la válvula está abierta,

La Fig. 3 el mismo dispositivo de control de presión que en la Fig. 1 sólo en sección transversal,

La Fig. 4 una vista fragmentada del dispositivo de control de presión de la Fig. 1,

La Fig. 5 un contenedor de dispensación de líquido con el dispositivo de control de presión y un pistón móvil, donde la válvula está cerrada,

La Fig. 6 el mismo contenedor que en la Fig. 5, donde la válvula está abierta y

La Fig. 7 un contenedor de dispensación de líquido con el dispositivo de control de presión y una válvula de pulverización con una disposición de tubo inmersor.

Se usarán números específicos dedicados a elementos definidos con respecto a una figura particular constantemente en todas las figuras si no se especifica lo contrario.

En las figuras 1 y 2 un dispositivo de control de presión 1 para mantener una sobrepresión predeterminada constante en un contenedor es mostrado en sección transversal y en una vista en perspectiva. El dispositivo 1 consiste en un contenedor sustancialmente cilíndrico 2 con una parte de cuello estrechado 3 y un reborde 4, sobre el que se monta un elemento de inserción anular o cierre 5 con un embudo escalonado 6. El cilindro 2 - indicado como "el segundo cilindro" en las reivindicaciones - forma una segunda cámara 7 del dispositivo de control de presión 1. El reborde externo 8 del elemento de inserción 5 tiene una parte anular externa dirigida hacia abajo 9A y una parte anular interna dirigida hacia abajo 9B, cuyas partes anulares incluyen una ranura 10. El elemento de inserción 5 es montado en el reborde 4 del cilindro 2 mediante una soldadura por ultrasonido. Por esta razón la superficie interna de la ranura 10 del elemento de inserción 5 tiene una estructura en dientes de sierra o estriada utilizada en forma de orientadores de energía durante el proceso de soldadura para una junta muy hermética. La extremidad inferior 11 del embudo 6 está cerrada con una pequeña abertura central 12. Un pistón en forma de copa 13 con una junta externa o junta tórica 14 es insertado en un cilindro con forma de copa 15. El espacio entre el pistón 13 y el cilindro con forma de copa 15 - indicado como "el primer cilindro" en las reivindicaciones - define una primera cámara 16. El pistón 13 tiene un vástago sobresaliente 17 hacia abajo con una porción de extremidad cilíndrica más ancha 18. El diámetro de la abertura central 12 es ligeramente mayor al diámetro de la porción de extremidad cilíndrica 18, para que esta porción 18 pueda deslizarse a través de la abertura 12. El embudo 6 tiene una porción de fijación cilíndrica 19 hacia abajo con una punta anular 20 que fija un cilindro anular 21. La extremidad superior 22 del cilindro anular 21 pinza un elemento de sellado o junta tórica 23. En la figura 1 el reborde superior 24 de la parte final cilíndrica 18 está dispuesto contra la junta tórica 23, que representa la posición cerrada de una válvula 24, que está formada por un pistón 13 con el vástago 17 y una porción de final cilíndrica 18 y un elemento de sellado pinzado o junta tórica 23.

El cilindro en forma de copa 15 está rodeado por un medio de fijación cilíndrico 26 que comprende una copa cilíndrica 27 que rodea exactamente el cilindro en forma de copa 15 y tiene una corona superior 28 con aberturas 29 entre los dientes 30. La copa 27 tiene en su cierre superior tres orificios de ventilación 31, de los cuales sólo se puede ver uno en las Figs. 1 y 2. Además, varias proyecciones pequeñas o nervios en forma de L (no mostrados) están provistos en el interior del embudo 6, los cuales están separados a la misma distancia entre sí. Las proyecciones o nervios están provistos en el lado lateral e inferior del embudo 6. Por consiguiente, existe un espacio entre la copa cilíndrica 27 y el embudo 6, que define una vía de paso desde la abertura 12 hasta el lado superior del elemento de inserción 5.

El cilindro 2 es ensanchado gradualmente hacia su extremidad y tiene una parte de extremidad más ancha 32 con un reborde en proyección hacia dentro 33 sobre el que descansa la porción de extremidad de un contenedor (ver Figs. 5 y 6). La parte inferior 34 del cilindro tiene una depresión en forma de anillo 35, que está reforzada en el lado interno del cilindro 2 con una abertura central 36, donde un tapón llamado de Nicholson 37 hecho de caucho es prensado. La parte inferior 34 puede haber sido reforzada por nervios de soporte radial, para resistir a la deformación provocada por la presión alta en condiciones de almacenamiento a temperatura elevada. En vez de un tapón Nicholson, otros tipos de elementos de sellado pueden ser usados, por ejemplo un tipo alternativo de un tapón de caucho, o arandelas en forma de champiñón o las llamadas juntas de cuerda de caucho, ensamblaje por calor o uso de un cojinete de bola como los que se usan en mecheros.

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La figura 2 muestra la válvula 25 del dispositivo de control de presión 1 en la posición abierta. La figura 3 es una sección transversal del dispositivo de control de presión 1 tal como está representado en la figura 2.

En la figura 4 se muestra una vista fragmentada de los elementos del dispositivo de control de presión 1. Especialmente se puede ver la formación de la copa 27 con la corona 28 más adecuadamente. También se puede ver que el vástago 17 tiene dos hendiduras 40 y 41, que están provistas en los lados opuestos del vástago 17. En prolongación de las ranuras 40 y 41, están provistas en direcciones opuestas dos ranuras 42 y 43 en el lado inferior del pistón 13. De esta manera, en la posición abierta de la válvula 25, donde el pistón 13 se dispone sobre el fondo del embudo 6, hay una vía de paso desde la válvula abierta 25 a lo largo del fondo interno y el lado del embudo 6 sobre las aberturas 29 de la corona 28 hasta la parte superior del elemento de inserción 5.

En la figura 5, el dispositivo de control de presión 1 está montado en un contenedor 50 que tiene una válvula de presión conocida en sí 51 y un pistón flexible 52 hecho de un material termoplástico apropiado tal como el polietileno de alta densidad que es móvil en el interior del contenedor 50. El pistón flexible 52 está formado en forma de cilindro con forma de copa o cúpula siguiendo más o menos el contorno superior del elemento de inserción 5. El pistón 52 tiene también una junta amplia en forma de cilindro anular 53, que está en contacto con la pared interna del contenedor 50 con un labio de sellado superior 53 y un labio de sellado inferior 54. El labio de sellado superior 53 está provisto en forma de rascador con un borde afilado para que el líquido introducido en el contenedor 50 sea rascado de la pared interna del contenedor 50, para que ningún material o como máximo sólo una película de líquido muy fina permanezca en la pared interna. También se puede considerar una junta tórica de caucho separada ensamblada alrededor del pistón 52 cuando sea necesaria una junta estanca al gas. El labio de sellado 54 está en forma de cuña y tiene un área de contacto bastante mayor al labio de sellado superior 53. Como se puede observar el contenedor 50 está formado en forma de botella cilíndrica. El cilindro 2 del dispositivo de control de presión 1 está ensanchado en su extremidad de tal manera que exista una conexión de presión por apriete entre el lado interno de la botella 50 y el lado externo del cilindro 2. Además, cerca de fa porción de extremidad 55 la botella 50 está soldada al cilindro 2 por láser proporcionando un cierre muy firme y hermético. Aunque aquí se muestre una botella cilíndrica anular 50, otras bases como una elipse o un cuadrante pueden ser usadas para la botella cilíndrica. La botella puede tener también una forma ovalada. La forma del cilindro 2 del dispositivo de control de presión 1 debería entonces ser adaptada adecuadamente.

Funcionamiento

La función del dispositivo de control de presión descrito anteriormente es tal como se indica a continuación: la segunda cámara 7 es llenada con un gas inerte, especialmente aire normal, con una sobrepresión como se requiera aunque preferiblemente entorno a 8 bares. La válvula 24 está en su posición cerrada (Fig. 1). La primera cámara 16 es llenada con un gas, especialmente aire normal, con una sobrepresión predeterminada constante de 1,5 a 2,0 bares, preferiblemente de 2,0 bares. Si la presión en el contenedor 50 cae por debajo de la presión predeterminada o excesiva, lo cual ocurre cuando el líquido en el contenedor 50 es dispensado por la válvula 51, la presión en la vía de paso también cae. Así ya no hay equilibrio de presión entre la primera cámara 16 y la vía de paso, y el pistón 13 se desplaza hacia abajo desde la posición cerrada de la válvula 25 (Fig. 1) hasta la posición abierta (Fig. 2). Como existe una sobrepresión en la segunda cámara 7 del cilindro 2, una corriente de aire estará presente sobre la vía de paso hacia el contenedor 50, es decir debajo del pistón flexible 52 que será desplazado hacia arriba hasta tener de nuevo un equilibrio de presión entre la primera cámara 16 y la vía de paso (o contenedor 50). En la situación de equilibrio, la válvula 25 es cerrada de nuevo y la presión de debajo y la presión sobre el pistón flexible 52 serán iguales. El pistón 13 es movido de manera reciproca u oscilante para abrir y cerrar la válvula 25 hasta alcanzar la situación de equilibrio. Como el pistón 13 y el vástago 17 son ligeros, el movimiento oscilante entre la posición abierta y cerrada de la válvula 25 es muy rápido, de manera que se obtiene la situación de equilibrio casi inmediatamente.

Para dispensar completamente todo el líquido del contenedor a una presión constante o con un nivel de flujo continuo, se debe mantener una sobrepresión hasta el final en el contenedor. Esto puede conseguirse sólo si al final cuando la última gota de líquido deba ser dispensada, la sobrepresión en la segunda cámara 7 es al menos igual a la sobrepresión predeterminada de la primera cámara 16. Esto significa que debería cumplirse la siguiente ecuación:

P_{2} \geq P*_{1}(1 + V_{1}/V_{2})

en la que

P_{1} = la sobrepresión predeterminada

P_{2} = la presión inicial en la segunda cámara

V_{1}= el volumen del contenedor

V_{2} = el volumen de la segunda cámara

Esto significa que cuanto más pequeño es el volumen V_{2} con respecto al volumen V_{1}, más alta es la sobrepresión P_{2}. Por consiguiente, dado que el diseño del cilindro 2 es más critico con presiones más altas, existe un límite práctico del tamaño de cilindro más pequeño 2 que depende de las propiedades del material, los métodos de fabricación, etc.

En un ejemplo práctico el volumen del contenedor V_{1} es 150 ml, donde el volumen del líquido que debe ser dispensado es de un máximo del 90% del volumen de contenedor, es decir 135 ml. La sobrepresión P_{2} de la segunda cámara 7 es inicialmente 8,0 bares y la sobrepresión predeterminada o de funcionamiento P_{1} es de 2,0 bares. El volumen V_{2} de la segunda cámara 7 es 50 ml.

La presión de funcionamiento requerida P_{1} depende de la viscosidad u otras propiedades físicas del líquido que debe ser dispensado. Una presión de funcionamiento típica necesaria para un gel o crema de viscosidad baja o media (por ejemplo cosméticos) es de 1,5 a 2,0 bares, para un gel espuma en una formulación presurizada es de 3,0 bares, para una carga de alta viscosidad (por ejemplo de resina acrílica) es de 2,0 a 2,5 bares, un spray de líquido húmedo es de
3,0 bares, un spray de líquido fino es de 4,0 a 5,0 bares, y un spray de líquido seco a muy seco es superior a 6,0 bares.

En este último caso la sobrepresión P_{2} es de 24,0 bares si el volumen V_{1} del contenedor es de 150 ml y el volumen V_{2} de la segunda cámara 7 es de 50 ml. En consecuencia, la construcción del cilindro 2 del dispositivo de control de presión 1 tiene que ser muy estable para resistir tales excesos de presión elevados. También se deben cumplir las normas gobernativas para recipientes presurizados, con respecto a la estabilidad y elección del material usado para el cilindro 2, etc. Así, el proceso para producir el dispositivo de control de presión descrito anteriormente 1, que se describe a continuación, es también muy importante.

En la figura 7 un contenedor dispensador de líquido 60 es mostrado en sección transversal, donde el dispositivo de control de presión 1 está montado de la misma manera que en el contenedor 50 de las Figs. 5 y 6. En la extremidad superior 61 del contenedor 60 una válvula dispensadora convencional 62 con un accionador de botón pulsador 63 comprendiendo una boquilla pulverizadora 64 es montada mediante un reborde en forma de anillo circunferencial 65 cuya extremidad superior 61 está ondulada. La extremidad inferior 67 de la válvula 62 está provista con un tubo inmerso vacío 68 de un material plástico tal como el polipropileno o polietileno. La longitud del tubo inmerso 68 es lo suficientemente larga para que la extremidad inferior 69 esté simplemente en contacto con la copa cilíndrica 27 del dispositivo de control de presión 1 (ver Fig. 1). El tubo inmerso también puede estar situado entre el exterior del cilindro y el interior de la pared del contenedor. La extremidad del tubo inferior 69 puede ser cortada oblicuamente para prevenir un bloqueo de éste por un contacto demasiado cercano con la superficie de la copa cilíndrica 27. El funcionamiento del contenedor 60 es similar al del contenedor 50 de las Figs 5 y 6.

Se ha comprobado en una serie de pruebas prácticas que la presión en el contenedor 50 ó 60 permanece constante independientemente del nivel de llenado, es decir que durante la dispensación del producto de líquido, la sobrepresión predeterminada permanece constante hasta que todo el líquido haya sido dispensado.

Evidentemente, el contenedor 50 con el pistón flexible 52 es más adecuado para un líquido con una viscosidad más elevada como una crema o un gel, mientras que el contenedor 60 con la boquilla pulverizadora 64 es más adecuado para un líquido de viscosidad baja como ambientadores, desodorantes, pinturas en spray y similares.

Proceso de fabricación

El cilindro 2 del dispositivo de control de presión 1 es de polietileno tereftalato (PET) moldeado preferiblemente por inyección y soplado. Las ventajas principales del proceso de moldeo por inyección y soplado para producir el cilindro 2 es que se pueden producir tamaños diferentes con el mismo utillaje, o con unos cambios mínimos, y que la orientación del material PET estirado durante el proceso de soplado produce una estructura cristalina superior que proporciona una resistencia alta y buenas propiedades de barrera para el gas. Se ha comprobado que la construcción del cilindro 2 con una porción de cuello 3, reborde 4 y porción de extremidad ensanchada o más ancha 32 con un espesor de pared de normalmente 1,5 a 2,0 mm es muy sólida y más adecuada para contener presiones de gas elevadas.

La porción de cuello 3 es la misma para todos los tamaños del cilindro 2 lo que permite la estandarización eficaz de los componentes y procesos de fabricación y del equipamiento de ensamblaje. La abertura central o agujero 35 está hecha en el fondo del cilindro 2. Esta puede ser realizada por perforación, lo cual es más apropiado, durante el proceso de moldeo por inyección y soplado ya que la forma externa de la herramienta de moldeo tiene una espiga en el fondo para formar la abertura central o agujero 35. Para el proceso de soldadura por láser mencionado anteriormente, un área terminada en punta sobre el diámetro exterior del cilindro está provista para obtener una presión por apriete óptima con el contenedor o la botella 50.

Las otras partes de elemento de inserción 5, es decir el embudo 6, el pistón de tipo copa 13, el cilindro anular 21 y los medios de fijación cilíndricos 26, están hechos por moldeado por inyección de cualquier material sintético adecuado como PET o similar. El cilindro en forma de copa 15 hecho de aluminio es colocado en la posición correcta sobre el pistón 13 con una junta tórica circundante 14 bajo presión de aire, y tres o cuatro indentaciones hacia dentro están hechas en la extremidad abierta del cilindro 15 para impedir que el pistón 13 se escape. De esta manera la primera cámara 16 es mantenida a la sobrepresión predeterminada. Después, el medio de fijación cilíndrico 26 es dispuesto sobre el cilindro 15, mientras que el aire entre el cilindro 15 y la copa cilíndrica 27 se escapa a través de los orificios de ventilación 31, y se bloquea en posición en el embudo 6. Como se puede observar en las Figuras 1 y 2, se ha provisto por esta razón una pequeña ranura anular 60, donde las partes anulares externas 61 de los dientes de la corona 30 pueden ser ajustadas. De manera alternativa, el cilindro en forma de copa 15 también puede estar hecho de PET o de cualquier otro material sintético duro. En vez de indentaciones, el borde externo del cilindro 15 puede ser ensamblado en posición por soldadura con ultrasonidos o cualquier otro método adecuado.

El contenedor o botella 50 es moldeado por inyección y soplado (ISBM) a partir de una preforma apropiada hecha de cualquier material sintético adecuado como PET o similar. La preforma de PET ya presenta la forma de una botella en un formato más pequeño. Las preformas pueden estar hechas primero separadamente en una escala de producción de salida muy importante y en consecuencia ser muy económicas. El proceso de ISBM tiene las mismas ventajas que el proceso de moldeo por inyección y soplado mencionado anteriormente usado para producir el cilindro 2, pero con la ventaja adicional importante de que el material PET es estirado biaxialmente, es decir en ambas direcciones radial y longitudinalmente, lo cual permite la mejora del estirado y de las propiedades de barrera para el gas incluso con un espesor de pared fina de normalmente 0,3 a 0,6 mm según el diseño del contenedor. Después del moldeo por soplado y estirado, la parte de extremidad de la botella de contenedor 50 puede ser cortada para proporcionar una extremidad abierta para recibir el pistón 52 y el cilindro.

El pistón flexible 52 es ensamblado dentro de la botella 50 y la botella 50 con su parte de extremidad abierta 50 es dispuesta sobre el cilindro 2 del dispositivo de control de presión 1. Para obtener un cierre hermético entre la botella 50 y el cilindro 2, la botella 50 es soldada por láser al cilindro 2. Por esta razón la botella 50 es hecha de un material plástico transparente como PET y el cilindro 2 es al menos impregnado en una distancia corta desde la parte de extremidad de botella 53 en un circunferencia cilíndrica anular con un material absorbente de infrarrojos o de energía láser conocido como "negro carbón". La botella 50 con el cilindro 2 gira sobre su eje longitudinal mientras que un rayo láser es dirigido perpendicularmente hacia la superficie externa de la botella 50. El equipamiento láser semiconductor usado es el sistema NOVALAS-C de Leister Process Technologies, Sarnen, Suiza, con una longitud de onda de 820 nm. La potencia del rayo láser usado fue de 25 vatios (continua), la velocidad de rotación fue de 3,5 revoluciones/seg y el rayo láser fue aplicado durante aproximadamente 10 revoluciones.

Aunque se haya comprobado que una soldadura por láser produce los mejores resultados para unir el dispositivo de control de presión a la botella 50, se pueden usar también otros métodos adecuados de unión, como una soldadura ultrasónica o encolado con un adhesivo plástico apropiado.

Las ventajas principales del método de fabricación descrito son que el dispositivo de control de presión puede ser producido y su primera cámara puede ser presurizada y entregada al fabricante del contenedor, y el fabricante puede producir el contenedor o botella mediante el moldeo por inyección, soplado y estirado, como proceso estándar conocido, el corte del fondo del contenedor o botella, la unión del dispositivo de control de presión con la botella por ejemplo por soldadura por láser, la inserción de la válvula de presión 51, el llenado con líquido de la válvula de presión 51, y finalmente la presurización del segundo cilindro a través del tapón de caucho 37 de manera convencional. Las fases de producción adicionales pueden ser introducidas fácilmente en los procesos de producción y de llenado conocidos para recipientes aerosoles tales como los que se usan con cosméticos o similares, donde por ejemplo el producto líquido es introducido a través del cuello abierto del contenedor o a través de la válvula dispensadora 51.

Otra ventaja de la invención es que, debido a que sólo se usa aire normal u otro gas inerte adecuado cualquiera para el llenado de presión, las instalaciones del proceso, equipamiento y entorno de fabricación y los procedimientos operativos no necesitan tener en cuenta las necesidades de seguridad especiales normalmente necesarias con propulsores inflamables peligrosos.

Lista de números de referencia

1: dispositivo de control de presión

2: contenedor cilíndrico

3: porción de cuello estrechado

4: reborde

5: elemento de inserción anular

6: embudo escalonado

7: segunda cámara

8: reborde externo

9A: parte anular externa

9B: parte anular interna

10: ranura

11: extremidad de embudo inferior

12: abertura central

13: pistón en forma de copa

14: sello o junta tórica

15: cilindro en forma de copa

16: primera cámara

17: vástago saliente

18: porción de extremidad cilíndrica

19: porción de fijación cilíndrica

20: punta anular

21: cilindro anular

22: extremidad superior

23: sello o junta tórica

24: válvula

26: medios de fijación del cilindro

27: copa cilíndrica

28: corona superior

29: abertura

30: dientes

31: orificio de ventilación

32: porción de extremidad ensanchada

33: reborde en proyección hacia dentro

34: parte inferior

35: depresión anular

36: abertura central

37: tapón Nicholson

40: ranura

41: ranura

42: ranura

43: ranura

50: contenedor, botella

51: válvula de presión conocida

52: pistón flexible

53: labio de sellado superior

54: labio de sellado inferior

55: porción de extremidad

60: contenedor dispensador, botella

61: extremidad superior

62: válvula de presión

63: botón pulsador

64: boquilla pulverizadora

65: reborde anular

67: extremidad de válvula inferior

68: tubo inmerso

69: extremidad de tubo inferior.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citada por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector. No forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.

Documentos de patente citados en la descripción

- WO 9962791 A [0002]

Claims

1. Dispositivo de control de presión (1) en un sistema de control de presión para mantener una sobrepresión predeterminada constante dispuesto en un contenedor dispensador de líquido (50; 60), dicho dispositivo de control de presión comprendiendo un cilindro (15) con una extremidad abierta y un extremidad cerrada, y un pistón (13) móvil dentro de dicho cilindro que define una primera cámara (16) que debe ser llenada con un gas para ejercer dicha sobrepresión predeterminada, una segunda cámara (7), una vía de paso desde la segunda cámara (7) al exterior del dispositivo dirigiéndose al contenedor dispensador de líquido (50; 60), una válvula (18, 23) para abrir y cerrar dicha vía de paso, donde la segunda cámara (7) está formada por un contenedor bajo alta presión (2) con una extremidad cerrada (34) y una extremidad abierta provista con una parte de reborde (4) y dicho contenedor (2) estando llenado con un gas bajo una presión superior a dicha sobrepresión predeterminada, y dicho pistón (13) posee unos medios para accionar dicha válvula dependiendo de la diferencia de presión entre la primera cámara (16) y el contenedor dispensador de líquido (50; 60), de tal manera que si la presión de fluido en el contenedor cae por debajo de la sobrepresión predeterminada, el gas fluye desde la segunda cámara (7) al contenedor hasta que la presión del contenedor sea aproximadamente la misma que dicha presión predeterminada, donde un cierre (5) está montado sobre la parte de reborde (4) del contenedor de alta presión (2) para cerrar la segunda cámara (7), donde la primera cámara (16) forma parte del cierre para que el contenedor bajo alta presión (2) rodee el cilindro (15) de la primera
cámara (16).

2. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 1, donde el volumen de la primera cámara (16) es sustancialmente inferior al volumen de la segunda cámara (7).

3. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 1 ó 2, donde el contenedor de alta presión (2) es un segundo cilindro.

4. Dispositivo de control de presión según una de las reivindicaciones 1 a 3, donde la presión inicial del gas en la segunda cámara (7) está definida por la fórmula:

P_{2} \geq P*_{1}(1+V_{1}/V_{2})

donde

P_{1} = es el exceso de presión predeterminado

P_{2} = es la presión inicial en la segunda cámara

V_{1} = es el volumen del contenedor dispensador de líquido

V_{2} = es el volumen de la segunda cámara

5. Dispositivo de control de presión según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde el cierre (5) comprende un elemento de cierre (9A, 9B) proporcional a la parte de reborde (4) del contenedor bajo alta presión (2) y unos medios (26) para montar el primer cilindro (15) de la primera cámara en el cierre (5).

6. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 5, donde la extremidad superior del contenedor de alta presión (2) tiene una porción de cuello estrechada (3).

7. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 6, donde el cierre (5) comprende un embudo escalonado (6) dirigido hacia el interior de la porción de cuello (3).

8. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 5 ó 6, donde el elemento de cierre es una ranura circular interna (10) del cierre (5) que está instalada en la parte de reborde (4) del contenedor de alta presión por medio de una soldadura por vibración o ultrasonidos.

9. Dispositivo de control de presión según una de las reivindicaciones 1 a 8, donde el contenedor bajo alta presión (2) tiene una abertura de fondo central (36) bloqueada por un tapón (37) para presurizar la segunda cámara (7) con un gas.

10. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 1, donde el contenedor bajo alta presión (2) está hecho de un material plástico por moldeo por inyección y soplado.

11. Dispositivo de control de presión según la reivindicación 10, donde el contenedor bajo alta presión (2) está hecho de PET.

12. Sistema de control de presión comprendiendo un dispositivo de control de presión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, y un contenedor dispensador de líquido (50; 60), donde el contenedor está formado a partir de un material plástico en forma de botella y el contenedor bajo alta presión (2) está soldado a la pared interna del contenedor, mientras que el lado interno de la botella y el lado externo del contenedor bajo alta presión (2) se adaptan para formar una conexión de presión por apriete.

13. Sistema de control de presión según la reivindicación 12, donde el contenedor bajo alta presión (2) es soldado por láser a la pared interna del contenedor dispensador de líquido (50, 60).

14. Sistema de control de presión según la reivindicación 12 ó 13, donde el contenedor dispensador de líquido (50) tiene una abertura de dispensación con una válvula dispensadora (51), y un pistón móvil (52) está provisto en el contenedor entre el dispositivo de control de presión y la abertura de dispensación, cuyo pistón separa el líquido y el gas y puede desplazarse hacia la abertura de dispensación por la sobrepresión presente en el contenedor.

15. Sistema de control de presión según la reivindicación 14, donde el pistón móvil (52) está diseñado en forma de cúpula con nervios de sellado anulares (53, 54).

16. Sistema de control de presión según la reivindicación 15, donde el pistón móvil (52) está hecho de un material plástico elástico.

17. Sistema de control de presión según la reivindicación 12 ó 13, donde el contenedor (60) tiene una abertura de dispensación (61) con una válvula dispensadora (62), y un tubo inmerso (68) está provisto desde la entrada de la válvula dispensadora (62) hasta la extremidad superior del dispositivo de control de presión (1) para liberar el líquido a través del tubo inmersor por la sobrepresión presente en el contenedor.

18. Sistema de control de presión según la reivindicación 17, donde la válvula dispensadora (62) tiene una boquilla pulverizadora (64).

19. Método de fabricación de un dispositivo de control de presión (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, donde se forma un primer cilindro (15); el pistón (13), los elementos de válvula (18, 23) y el contenedor bajo alta presión (2) con la extremidad cerrada y la parte de reborde (4) de la extremidad abierta, y el cierre (5) son formados con un material sintético de alta estabilidad; una abertura central (36) está formada en el fondo del contenedor (2); el pistón (13) es ensamblado con un anillo de sellado (14) en el primer cilindro (15), mientras que un gas llena la primera cámara (16) bajo una presión predeterminada; el primer cilindro (15) se instala con respecto a la válvula (18, 23), de tal manera que el medio de accionamiento del pistón (13) se sitúe correctamente con respecto a la válvula; el cierre (5) siendo montado en el contenedor bajo alta presión (2).

20. Método de fabricación según la reivindicación 19, donde el cierre (5) es montado en el contenedor bajo alta presión (2) por medio de una soldadura por vibración o por ultrasonidos.

21. Método de fabricación según la reivindicación 20 6 21, donde el contenedor bajo alta presión (2) es formado de un material sintético por moldeo por inyección y soplado.

22. Método de fabricación según la reivindicación 21, donde el material sintético es PET.

23. Método de fabricación de un sistema de control de presión según una de las reivindicaciones 12 a 18 y según el método de una de las reivindicaciones 19 a 22, donde un contenedor dispensador de líquido (50; 60) es formado; el fondo del contenedor es cortado: y el contenedor bajo alta presión (2) y el contenedor dispensador de líquido (50, 60) son ensamblados en sus respectivas áreas de fondo.

24. Método de fabricación según la reivindicación 23, donde el contenedor dispensador de líquido (50, 60) es formado a partir de un material sintético por moldeo por inyección, estirado y soplado.

25. Método de fabricación según la reivindicación 23 o 24, donde el contenedor bajo alta presión (2) y el contenedor dispensador de líquido (50, 60) son ensamblados por soldadura láser.

26. Método de fabricación según la reivindicación 25, donde el contenedor dispensador de líquido (50, 60) es hecho de un material plástico transparente y el contenedor bajo alta presión (2) es hecho de un material plástico absorbente de energía láser.

27. Método de fabricación según una de reivindicaciones 23 a 26, donde el contenedor bajo alta presión (2) es presurizado con un gas inerte inmediatamente después del llenado del contenedor dispensador de líquido (50; 60) con un líquido.