ES2298674T3 - Dispositivo de cierre. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cierre (1) para cerrar un recipiente para fluidos (3), que comprende: - una pieza de soporte (2) para fijar el dispositivo (1) a dicho recipiente para fluidos (3); - un tapón de cierre (4) fijado a dicha pieza de soporte (2) a lo largo de un perímetro de dicho tapón (4), estando dotado el tapón de cierre (4) de una abertura de salida (5); - un obturador (6) acoplado a dicha pieza de soporte (2), en correspondencia con dicha abertura de salida (5) de dicho tapón de cierre (4) para cerrar dicha abertura de salida (5) en una posición de cierre, - pudiendo moverse dicho tapón de cierre (4), bajo la influencia de una sobrepresión en el recipiente para fluidos, en la dirección axial del obturador (6), entre dicha posición de cierre y una posición de salida que deja libre la abertura de salida (5) con respecto al obturador (6), caracterizado porque - dicha pieza de soporte (2) comprende un recinto (7) dispuesto alrededor de dicho tapón de cierre (4) y que aloja un elementode válvula (11) que se apoya contra una pared de dicho recinto (7) para formar un dispositivo de válvula para devolver flujo de aire (12) al interior del recipiente (3), comprendiendo dicho recinto (7) una microperforación (13) que permite el paso del flujo de aire al interior de dicho recipiente y que protege dicho elemento de válvula (11) de dicho fluido en dicho recipiente (3).
Description
Dispositivo de cierre.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de cierre para cerrar un recipiente para productos
fluidos, según el preámbulo de la reivindicación 1; es decir, que
comprende una pieza de soporte para fijar el dispositivo a dicho
recipiente para fluidos; un tapón de cierre fijado a dicha pieza de
soporte a lo largo de un perímetro de dicho tapón, estando dotado
el tapón de cierre de una abertura de salida; un obturador acoplado
a dicha pieza de soporte, en correspondencia con dicha abertura de
salida de dicho tapón de cierre para cerrar dicha abertura de
salida en una posición de cierre, y pudiendo moverse dicho tapón de
cierre, bajo la influencia de una sobrepresión en el recipiente
para fluidos, en la dirección axial del obturador, entre dicha
posición de cierre y una posición de salida que deja libre la
abertura de salida con respecto al obturador.
Un recipiente de este tipo es conocido por la
publicación de Patente europea EP700353 y sirve para almacenar y
utilizar fluidos que incluyen sustancias viscosas, tales como
jabones y champús y similares.
El tapón de cierre conocido está hecho de
material plástico y comprende varios pliegues concéntricos
destinados a hacer que dicho tapón de cierre lleve a cabo un mejor
movimiento axial a lo largo del obturador. De esta manera, el
cierre mejora y el tapón de cierre puede moverse hacia atrás y hacia
adelante como un acordeón.
Aunque en dicha publicación se presentan algunas
soluciones de ventilación para rellenar el recipiente con aire a
efectos de sustituir el fluido que está saliendo por la abertura de
salida, dichas soluciones de ventilación son bastante complejas en
su construcción y requieren, por ejemplo, un dispositivo de válvula
independiente montado de manera opuesta con respecto al dispositivo
de cierre.
Además, el documento JP 09039990 A también da a
conocer un dispositivo de cierre según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Asimismo, en la publicación de Patente alemana
DE10109064 se da a conocer un dispositivo de ventilación. Alrededor
de un elemento de tope que puede moverse axialmente está dispuesto
un recinto concéntrico, que aloja un elemento de válvula que se
apoya contra una pared de dicho recinto para formar un dispositivo
de válvula para devolver flujo de aire al interior del
recipiente.
Este dispositivo de ventilación presenta varios
inconvenientes y parece ser demasiado grande para su aplicación en
combinación con el dispositivo de tapón de cierre descrito
anteriormente. Otro inconveniente consiste en que un elemento de
válvula presente en el dispositivo de válvula parece depender
demasiado de su posición con respecto a una cara de asiento para
obtener un cierre fiable. No obstante, parece difícil obtener dicha
precisión en la posición. Además, en trabajos de investigación, se
ha comprobado que, debido a la acción del contenido (que comprende
normalmente un elemento volátil que afecta al plástico utilizado a
tal efecto), el comportamiento dinámico de la válvula puede
resultar alterado ya que, por ejemplo, el grosor y flexibilidad del
dispositivo de válvula pueden quedar afectados. Esto puede provocar
un bloqueo o fugas en el elemento de válvula, lo que afecta a la
fiabilidad del producto y a la satisfacción del consumidor con el
mismo.
Otro inconveniente del tapón de cierre conocido
consiste en que la dosis obtenida depende de manera muy importante
del tipo de fluido contenido en el recipiente. En consecuencia, con
un fluido relativamente menos viscoso, puede salir del recipiente
una cantidad de fluido demasiado grande, y con un fluido
relativamente más viscoso puede salir menos fluido, o puede
resultar necesaria una presión considerablemente mayor para obtener
la dosis de fluido necesaria. Otro objetivo de la invención es
evitar este inconveniente y dar a conocer un recipiente para
fluidos de fabricación menos costosa, conformado por menos
componentes, y que ofrece un cierre muy fiable, siendo dicho cierre
virtualmente independiente del tipo de fluido presente en el
recipiente o de la presión aplicada en dicho recipiente.
Por lo tanto, uno de los objetivos de la
invención es dar a conocer un dispositivo de cierre que mejora las
soluciones de cierre y ventilación conocidas y que permite obtener
un dispositivo de ventilación compacto que sigue permitiendo un
cierre fiable.
Este objetivo se alcanza mediante un dispositivo
de cierre del tipo anterior y que comprende además las
características de la reivindicación 1. De manera específica, en un
dispositivo de cierre según la invención, dicha pieza de soporte
comprende un recinto dispuesto alrededor de dicho tapón de cierre y
que aloja un elemento de válvula que se apoya contra una pared de
dicho recinto para formar un dispositivo de válvula para devolver
flujo de aire al interior del recipiente. De manera más específica,
dicho recinto comprende una microperforación que permite el paso
del flujo de aire al interior de dicho recipiente y que protege
dicho elemento de válvula de dicho fluido en dicho recipiente.
Mediante un dispositivo de válvula de este tipo,
el elemento de válvula se mantiene generalmente seco con respecto
al fluido contenido en el recipiente, principalmente porque el
fluido puede ser evacuado del recinto durante una acción de
ventilación. En reposo, el flujo de fluido hacia el interior del
recinto queda bloqueado debido a la presencia de dicha
microperforación, y a una presión estática leve relativa de la
columna de fluido sobre el recinto. El recinto puede estar diseñado
para permitir que partes específicas en la circunferencia
comprendan microperforaciones de ventilación. Al ser presionado, el
elemento de válvula queda bloqueado, de modo que el aire se
mantiene encerrado en el recinto de válvula. Al liberarlo, el
elemento de válvula realiza la ventilación, de modo que el aire
puede circular hacia el interior del recinto, ventilando el
recipiente y presionando el líquido hacia afuera de dicho recinto.
Por lo tanto, la solución propuesta mantiene el elemento de válvula
generalmente seco y en condiciones fiables de funcionamiento.
Preferentemente, a efectos de obtener una
construcción compacta y sencilla, el tapón está fijado a una pared
interior de dicho recinto y dicho elemento de válvula está
conformado integralmente con dicho tapón. Además, preferentemente,
para reducir la interferencia entre la parte de tapón que puede ser
cerrada y el elemento de válvula, dicho elemento de válvula está
desacoplado de dicha parte móvil de dicho tapón por un
debilitamiento.
Según otro aspecto de la invención, en una
realización más preferente, dicho elemento de válvula se extiende
cónicamente hacia afuera para quedar apoyado contra una pared
cilíndrica exterior de dicho recinto. Además, preferentemente,
dicho recinto tiene forma de U en sección transversal. En una
realización de este tipo, las paredes opuestas están conformadas
integralmente a partir de un molde, lo que optimiza la precisión de
fabricación del elemento de válvula con respecto a una pared de
asiento del recinto. Con respecto a la forma de "U", un
experto en la materia entenderá que dicha forma comprende cualquier
configuración con dos paredes opuestas acopladas por una pared de
conexión, no necesariamente simétricas con respecto a un eje
central.
En otra realización preferente, dicho recinto se
extiende por debajo de dicho tapón, y dicho elemento de válvula se
extiende de manera curvada hacia el interior para quedar apoyado
contra un asiento dispuesto debajo de dicho tapón en dicho recinto.
Esta realización presenta la ventaja de que, durante su producción,
el elemento de válvula queda protegido por la circunferencia
exterior y las partes de soporte del tapón de cierre, lo que mejora
la fiabilidad en la fabricación. Además, durante su montaje, el
tapón de cierre y el elemento de válvula (conformados
preferentemente de manera integral) pueden ser presionados
axialmente contra la pieza de soporte hasta que dicho elemento de
válvula queda situado contra el asiento circular.
Además, preferentemente, el dispositivo de
cierre está conformado para formar un soporte para dicho recipiente
para fluidos. En este caso, preferentemente, el recinto es ventilado
a través de un suministro de aire separado de un plano de base de
dicho soporte. Una configuración de este tipo evita que, en un piso
mojado, el dispositivo de cierre absorba accidentalmente agua en
vez de aire al interior del dispositivo de válvula.
En otro aspecto de la invención, el tapón de
cierre comprende una zona de encaje elástico para sufrir una
deformación relativamente repentina y moverse hacia la posición de
salida bajo la influencia de una primera sobrepresión relativamente
alta, y para mantenerse en dicha posición de salida bajo la
influencia de una segunda sobrepresión relativamente baja.
A continuación se describirá la invención
haciendo referencia a los dibujos, en los que:
la figura 1 muestra una vista lateral,
esquemática, de una realización preferente de la invención;
la figura 2 muestra una vista en perspectiva,
esquemática, de una sección transversal del tapón de cierre
mostrado en la figura 1;
la figura 3 muestra una vista en perspectiva,
esquemática, de una sección transversal de un dispositivo de cierre
que comprende el tapón de cierre de la figura 2;
la figura 4 muestra una vista lateral,
esquemática, de otra realización de la invención;
la figura 5 muestra una configuración de
producción de un dispositivo de obturador acoplado de manera
flexible;
la figura 6 muestra una configuración de trabajo
del dispositivo de la figura 5;
la figura 7 muestra una vista en sección
transversal, en perspectiva, de otro dispositivo de obturador
acoplado de manera flexible;
la figura 8 muestra otra vista en sección
transversal, en perspectiva, de un dispositivo de obturador acoplado
de manera flexible;
la figura 9 muestra una vista lateral,
esquemática, de una configuración de soporte para montar el tapón de
cierre en una pieza de soporte;
la figura 10 muestra una vista detallada de otra
configuración de soporte para montar el tapón de cierre en una
pieza de soporte;
la figura 11 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, el recipiente para fluidos, mostrando aspectos de
la invención;
la figura 12 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, el recipiente para fluidos, mostrando aspectos de
la invención, con el tapón de cierre en posición de cierre;
la figura 13 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, un recipiente para fluidos con el tapón de cierre
en posición de salida;
la figura 14 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, un recipiente para fluidos en el que se absorbe
aire hacia adentro en la posición de salida;
la figura 15 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, un recipiente para fluidos en el que se absorbe
aire hacia adentro a través de una válvula de retorno;
la figura 16 muestra, esquemáticamente, una
realización alternativa del recipiente para fluidos;
la figura 17 muestra, esquemáticamente, en
alzado lateral, el recipiente para fluidos según la figura 6;
la figura 18 muestra, en sección transversal, un
tapón de cierre según la realización preferente;
la figura 19a muestra, esquemáticamente, el
comportamiento de reacción elástica del tapón de cierre de la
figura 18;
la figura 19b es un diagrama de
fuerza-distancia que muestra el comportamiento de
reacción elástica en la posición A-A de la figura
19a.
En las figuras, las mismas o similares piezas se
indican mediante los mismos numerales de referencia.
Haciendo referencia a la figura 1, se describe
una vista lateral esquemática de un dispositivo de cierre (1) de la
invención. El dispositivo de cierre (1) muestra una pieza de soporte
(2) para fijar dicho dispositivo a un recipiente para fluidos (3)
(a efectos de claridad, solamente se muestra esquemáticamente el
contorno del recipiente (3), ver también el recipiente (39) de la
figura 12). En la posición mostrada en la figura 1, el tapón de
cierre (4) está orientado hacia abajo. El tapón de cierre (4) está
fijado a dicha pieza de soporte (2) a lo largo de su perímetro, y
comprende una abertura de salida (5) (ver la configuración abierta
del tapón (4), en línea discontinua) que se cierra mediante un
obturador (6) acoplado a la pieza de soporte (2). En la posición de
cierre del tapón (4), el obturador (6) se corresponde con la
abertura de salida (5) de dicho tapón de cierre (4), a efectos de
cerrar dicha abertura de salida (5).
Tal como se explicará haciendo referencia a la
figura 10 y otras, dicho tapón de cierre (4) puede moverse bajo la
influencia de una sobrepresión en el recipiente para fluidos. La
pieza de soporte (2) comprende un recinto (7) dispuesto alrededor
de dicho tapón de cierre (4). El recinto está conformado según unas
paredes cilíndricas concéntricas (8), (9) separadas por un perfil
con forma de U (10). El recinto aloja un elemento de válvula (11)
que se apoya contra una pared (9) de dicho recinto para formar un
dispositivo de válvula para devolver el flujo de aire (12) al
interior del recipiente. Preferentemente, a efectos de restringir la
circulación de fluido al interior del recinto, dicho recinto
comprende solamente una pequeña microperforación (13) que permite
la entrada del flujo de aire (12) en dicho recipiente y protege
dicho elemento de válvula (11) de dicho fluido en dicho recipiente.
Debido a que solamente hay una perforación (13), el aire retenido en
el recinto (7) solamente puede escapar a través de dicha
microperforación mediante el intercambio de fluidos. Dado que la
resistencia a la circulación del flujo de fluido en la
microperforación es alta, este proceso solamente se produce
lentamente y cada vez que el recinto (7) es ventilado, el flujo de
aire (12) es forzado a través de dicho recinto (7), quedando libre
de este modo el recinto de fluido. De esta manera, el funcionamiento
de la válvula mejora considerablemente, ya que el elemento de
válvula puede moverse libremente y su movimiento no se verá
limitado por restos de fluido. Además, el elemento de válvula (11)
se mantiene seco, y resulta menos dañado por la acción de los
elementos volátiles del fluido que afectan al comportamiento
dinámico del mismo. Asimismo, el elemento de válvula (11) no
quedará enganchado debido al fluido que se seca al entrar en el
recinto (7). La figura 1 muestra además el tapón (4) fijado a una
pared interior (8) de dicho recinto (7), estando conformado dicho
elemento de válvula (11) de manera integral y concéntrica con dicho
tapón (4).
Haciendo referencia de manera específica a la
figura 2, el tapón (4) se muestra en una vista en sección, en
perspectiva. En este contexto, el "tapón" se refiere a un
conjunto integral que comprende tres zonas. En primer lugar, un
elemento de válvula (11) que se extiende hacia afuera cónicamente
para quedar apoyado contra una pared cilíndrica exterior (9) de
dicho recinto (7). En segundo lugar: una pieza de soporte (14)
anular relativamente rígida y gruesa que se fija alrededor de una
pared interior del recipiente (7). A efectos de mejorar la fijación
y evitar que el fluido sea presionado hacia afuera entre la pared
(8) y la pieza de soporte (14), unos nervios acoplables (15) están
conformados en dicha pieza de soporte y en la pared (8). En tercer
lugar, el tapón (4) comprende la auténtica parte de cierre de dicho
tapón, en forma de diafragma (16), elaborándose de manera
específica una realización de reacción elástica ventajosa de la
misma en las secciones que hacen referencia a la figura 11 y otras.
La figura 2 muestra el elemento de válvula (11), con un grosor que
disminuye hacia el perímetro, y desacoplado mecánicamente de la
pieza de soporte (14) y del diafragma (16) por un debilitamiento
(17). El elemento de válvula (11) está dimensionado para apoyarse en
una línea de contacto contra la pared exterior (8), formando de
este modo un cierre óptimo cuando el recipiente es presionado; y
separándose de la pared (8) cuando se absorbe aire al interior de
dicho recipiente.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva,
esquemática, de una sección transversal de un dispositivo de cierre
que comprende el tapón de cierre (4) de la figura 2. Para una mejor
comprensión, se han dibujado unas líneas (18) para ilustrar
esquemáticamente los límites entre el recipiente, separando de este
modo el interior (19) de dicho recipiente de una zona ambiente (20)
de la que se puede tomar aire ambiente (12) (ver también la figura
1). El plano de base liso (21) del dispositivo de cierre (1) permite
soportar el recipiente de manera inversa (es decir, con la abertura
de salida orientada hacia abajo). No obstante, en pisos mojados o
entornos húmedos, puede existir un riesgo de entrada de agua a
través de la entrada (22) de la válvula. Por lo tanto, el recinto
(7) es ventilado a través de un suministro de aire (23) que está
separado del plano de base (21).
La figura 4 muestra una vista lateral
esquemática de otra realización de la invención, en la que un
recinto (7) está conformado extendiéndose por debajo (en el dibujo:
encima) de dicho tapón (4), y dicho elemento de válvula (11) se
extiende de manera curvada hacia adentro para quedar apoyado contra
un asiento circular (24) dispuesto debajo de dicho tapón (4) en
dicho recinto (7). Esta variante ofrece un contacto de cierre fiable
cuando es presionada por el fluido del recipiente, y permite la
fácil ventilación del aire al interior del recipiente cuando se
aplica una depresión, incluso en un recinto en el que no se dispone
ninguna protección con respecto al fluido. Además, esta realización
se monta fácilmente y tiene una gran tolerancia de diseño,
empujando simplemente el tapón (4) (incluyendo el elemento de
válvula -11-) de manera axial y hacia abajo mientras el elemento de
válvula queda apoyado contra el asiento (24). Además, las partes
delgadas vulnerables del elemento de válvula (11) quedan protegidas
por la pieza de soporte (14) durante su producción, minimizando de
este modo pérdidas de producción.
Las figuras 5 y 6 muestran una configuración de
producción (25A) y una configuración de trabajo (25B),
respectivamente, de un dispositivo de obturador (25) acoplado de
manera flexible. La suspensión flexible del obturador (6) ofrece la
ventaja de que permite obtener una resistencia a sacudidas en
impactos (movimientos cortos y repentinos) del recipiente. Para
minimizar la posibilidad de fugas de fluido por la abertura de
salida en caso de sacudidas, el obturador (6) queda acoplado
inicialmente con el movimiento de la pieza de soporte (2) y el tapón
(4) (no mostrado) al ser acelerado, manteniendo de este modo el
tapón cerrado. Esta resistencia a sacudidas se explica más
detalladamente haciendo referencia a la figura 16. La realización
mostrada en la figura 6 presenta un funcionamiento muy fiable y,
debido a los elementos de resorte laminares tangenciales (26), es de
manera óptima flexible. Los elementos de resorte (26) están
montados entre elementos rígidos axiales (27) del obturador (6) y
una pared interior (8) de la pieza de soporte (2). Por lo tanto, los
elementos rígidos (27) definen el movimiento axial del obturador
(6) en dicha pieza de soporte (2). La configuración de producción
está diseñada de modo que pueda ser extraída de un molde. En esta
configuración de producción, los elementos de resorte laminares
(26) definen una forma cónica en dirección axial a lo largo del
obturador. La pared interior (8) de dicha pieza de soporte (2)
comprende elementos de tope (28) para encerrar dichos elementos
rígidos (27) con un movimiento axial limitado. Esta limitación
puede estar diseñada para resistir un impacto normal, manteniéndose
el obturador (6) suficientemente fijado para obtener una fácil
separación con respecto al tapón en utilización normal.
En la figura 6, los elementos de resorte
laminares (26) se disponen en una forma cónica inversa en
comparación con la configuración de producción. Una vez hecho esto,
los elementos rígidos (27) giran con respecto a los elementos de
tope (28). La dirección de giro inversa se muestra en la figura 6
mediante la flecha (P). Por lo tanto, al girar los elementos
rígidos (27), los mismos quedan "retenidos" por los elementos
de tope (28) en una configuración de trabajo.
La figura 7 muestra una vista en sección
transversal, en perspectiva, de otro dispositivo de cierre (29), en
el que se dispone un acoplamiento entre una pieza de soporte (2) y
un obturador (6) formado por una serie de elementos de resorte
laminares radiales (30) dispuestos en forma de estrella que acoplan
dicho obturador a dicha pieza de soporte, estando formados en este
caso los elementos de resorte radiales a partir de piezas rígidas
(31) conectadas a través de articulaciones con capacidad de doblado
(32). En los elementos de resorte (30) están dispuestos unos
elementos de tope (33) con forma de martillo que hacen tope contra
la pared interior (8) de la pieza de soporte (2). La figura 8
muestra otra vista en sección transversal, en perspectiva, de una
disposición de dispositivo de cierre (34) con otro acoplamiento
flexible entre el obturador (6) y la pieza de soporte (2). En esta
disposición, los elementos de resorte laminares (35) tienen forma
doblada y son flexibles.
Las figuras 9 y 10 muestran realizaciones
alternativas de montaje del tapón (4) en la pieza de soporte (2).
En la figura 9, se dispone una pieza de soporte (14) que comprende
una pestaña flexible (36) que encaja a presión con una parte de
pestaña fija (37) dispuesta en la pieza de soporte (2). De manera
alternativa, según la figura 10, el tapón (4) queda encerrado por
una parte de pestaña cónica (38) que adopta una forma cónica
inversa (ver flecha -P-) al doblar dicha pestaña. En esta
configuración inversa, el tapón queda fijado por la parte de
pestaña.
En las figuras restantes 11-19,
se describirán aspectos del comportamiento de reacción elástica del
tapón de cierre.
Haciendo referencia a las figuras 11 y 12, se
muestra esquemáticamente un recipiente para fluidos (39) (una parte
del mismo). En la figura 11, el dispositivo de cierre (40) se
muestra en perspectiva; la figura 12 muestra una vista en sección
transversal. Preferentemente, el recipiente para fluidos (39) está
fabricado a partir de un plástico económico, por ejemplo, LEP o
LLDPE, y puede comprender además numerosos tipos de fluidos (no
mostrados), mientras que el material del revestimiento puede
ajustarse al tipo de fluido contenido. En adelante, se entenderá
que el fluido también comprenderá diversas sustancias viscosas y
semi-fluidos, tales como jabones, champús y
similares. El recipiente (39) se cierra mediante un dispositivo de
cierre (40). A efectos de claridad, el recipiente y el dispositivo
de cierre se muestran de manera no proporcional. El dispositivo de
cierre (40) comprende una pieza de soporte (41) de material
relativamente rígido. La pieza de soporte está acoplada a lo largo
de un perímetro (42) a un tapón de cierre flexible (43) que
comprende una abertura de salida central (44). En la figura 12, la
pared (45) se muestra formando parte del recipiente para fluidos
(39). Normalmente, esta pared (45) está reforzada en cierta medida
o, como mínimo, está fabricada a partir de material rígido y, según
la realización de ejemplo de la figura 12, forma una cavidad
cilíndrica en la que la pieza de soporte (41) y el tapón de cierre
(43) pueden quedar fijados, quedando retenido dicho tapón de cierre
entre dicha pieza de soporte (41) y dicha pared (45). Aunque en la
vista en alzado lateral de la figura 12 la pieza de soporte (41) y
el tapón de cierre (43) parecen comprender componentes separados,
dichos componentes están conectados entre sí fuera del plano del
dibujo, y ambas piezas están conformadas preferentemente de manera
conjunta. A través de las combinaciones de una pieza de soporte
relativamente rígida y un tapón de cierre (43) de un material
relativamente más flexible, mediante la construcción mostrada, puede
obtenerse un buen cierre cerca del perímetro (42). En la
realización preferente, el tapón de cierre comprende además un labio
(46) que, conjuntamente con una ranura (47) en la pieza de soporte
(41), forma una válvula de retorno (48) cuya función se explicará
más detalladamente haciendo referencia a la figura 15.
En la pieza de soporte (41) está conformada una
abertura (49), es decir, el fluido puede circular a través de una
abertura (49) en dicha pieza de soporte, y el perímetro de la pieza
de soporte es como mínimo sustancialmente contiguo a la pared (45)
del recipiente para fluidos (39). Además de un paso (49) para la
circulación del fluido, la pieza de soporte (41) comprende un
obturador (50) que está conectado como mínimo a través de una pieza
transversal (51) al perímetro de dicha pieza de soporte (41) a
efectos de posicionar dicho obturador (50). Según el ejemplo, el
obturador queda posicionado de manera central en la abertura (49) y
el fluido puede circular totalmente a través de una configuración
con forma de estrella de la pieza transversal (51) en contacto con
el obturador (50). También son posibles otras configuraciones, por
ejemplo, una configuración en la que el obturador (12) queda
posicionado más cerca del perímetro del soporte y solamente ofrece
un paso en un lado para permitir la circulación del fluido a través
del mismo.
Tal como se explicará de manera más detallada
haciendo referencia a las figuras 13-15, el tapón de
cierre (43) está dispuesto de manera desplazable axialmente sobre
el obturador (50). En la figura 2, el tapón de cierre se muestra en
una posición de cierre. En esta posición, el tapón de cierre (43)
cierra el recipiente para fluidos (39) y dicho fluido no puede
salir del mismo, ya que dicho tapón de cierre (43) forma un cierre
ajustado alrededor del obturador (50). Esta posición constituye la
posición de reposo; es decir, el tapón de cierre solamente puede
moverse de esta posición mediante el suministro de una sobrepresión
al recipiente (39), por ejemplo, apretándolo.
La figura 13 muestra la manera en la que el
tapón de cierre (43) queda dispuesto en la posición de salida. En
este caso, se aplica una sobrepresión relativamente grande en la
botella, apretándola durante un instante. En consecuencia, el tapón
de cierre (43) se deforma y se mueve de la posición de cierre
mostrada en la figura 12 a la posición de salida mostrada en la
figura 13. En este momento, el tapón de cierre (43) se ha movido en
dirección axial a lo largo del obturador (50), alejándose de este
modo de dicho obturador (50). Por lo tanto, se crea un espacio (52)
alrededor del obturador, de modo que el fluido puede salir del
recipiente para fluidos (39). El tapón de cierre (43) está diseñado
de modo que sufre una deformación relativamente repentina al
apretar el recipiente para fluidos (39), y se mueve hasta la segunda
posición de salida mostrada. Una vez dispuesto en dicha posición,
el tapón de cierre (43) puede mantenerse en la posición de salida
bajo la influencia de una segunda sobrepresión relativamente baja.
Por lo tanto, no es necesario que el consumidor siga apretando
fuerte el recipiente.
Las figuras 14 y 15 también muestran el
movimiento de retorno del tapón de cierre cuando, después de apretar
el recipiente para que salga el fluido, la presión se reduce, de
modo que dicho tapón de cierre vuelve a la posición de reposo
mostrada en la figura 12, en la que dicho tapón de cierre (43) se
encuentra en posición de cierre. No obstante, antes de quedar
dispuesto en dicha posición, puede circular cierta cantidad de aire
al interior de la botella a través de la abertura de salida (44),
tal como muestran las flechas (P). En la realización preferente,
tal como se muestra en la figura 15, se ha dispuesto una válvula de
retorno (48) en la pieza de soporte, de modo que el aire pueda ser
absorbido al interior del recipiente para fluidos (39). Aunque son
posibles otras realizaciones, una válvula de retorno (48) de este
tipo puede conformarse fácilmente mediante un labio (46), que forma
parte del tapón de cierre (43). El labio (46) queda dispuesto en el
interior de una ranura (47) y cierra el recipiente con respecto al
aire del entorno por un lado (53). En la posición de reposo, o
mientras se aplica cierta sobrepresión, o cuando el fluido ejerce
presión contra el mismo, el labio es empujado contra el lado (53),
de modo que dicho labio cierra el recipiente. No obstante, tal como
se muestra en la figura 15, por la presencia de una depresión en el
recipiente, el labio (46) puede moverse hacia el lado (54) opuesto
con respecto al lado (53), de modo que el aire circula al interior
del recipiente a través de la ranura (47), tal como se muestra
mediante la flecha (Q). Debido a que el aire ya puede ser absorbido
al interior del recipiente (39) con una depresión relativamente
pequeña, dicho recipiente puede fabricarse a partir de un material
menos rígido, lo que reduce los costes de producción.
Las figuras 16 y 17 muestran una modificación
del concepto mostrado en la figura 15, en la que el obturador (50)
también puede moverse de manera flexible gracias a que está montado
en una pieza transversal flexible (55). La pieza transversal
flexible (55) puede comprender una forma ligeramente curvada, por
ejemplo, una suspensión con forma de estrella, de modo que el
obturador (50) intermedio rígido puede realizar un movimiento
ligeramente axial, por ejemplo, bajo la influencia de una
aceleración repentina, por ejemplo, por una sacudida provocada por
la caída de la botella al suelo o por una presión repentina sobre
dicha botella. Inicialmente, esta realización evita que la abertura
de salida (44) se abra ya que, en este caso, el obturador se mueve
con el tapón de cierre (43), de modo que dicha abertura de salida
(44) permanece cerrada. Solamente después de que el obturador
vuelve a su posición, o si el tapón de cierre se mueve más en
dirección axial de lo que dicho obturador (50) puede moverse, se
forma una abertura de salida (44).
Las figuras 16 y 17 muestran el obturador con
una forma cónica. La abertura de salida del tapón de cierre puede
comprender un reborde vertical (56) que, en posición de cierre,
forma un cierre ajustado sobre una longitud alrededor del
obturador. Además, en el obturador, puede disponerse un
ensanchamiento concéntrico (no mostrado) para obtener un cierre
lineal.
La figura 18 muestra otra vista en perspectiva
de una sección transversal del tapón de cierre (43). El tapón de
cierre (43) comprende una zona de reacción elástica (57) para sufrir
una deformación relativamente repentina y moverse hacia una
posición de salida bajo la influencia de una primera sobrepresión
relativamente alta, y para mantenerse en dicha posición de salida
bajo la influencia de una segunda sobrepresión relativamente baja.
En la figura, la zona de reacción elástica (57) se muestra como una
parte intermedia anular que comprende una curva en la que, durante
la aplicación de una sobrepresión en el recipiente, puede producirse
una acumulación de presión. Aunque la figura muestra una zona de
reacción elástica anular (57) sustancialmente uniforme, puede
obtenerse un efecto similar con otras geometrías, tales como zonas
con forma de estrella o similares. Un análisis muestra que, entre
otras cosas, la curva, el grosor y la geometría de la zona de
reacción elástica (57) tienen influencia en el efecto de reacción
elástica relacionado con la invención, de modo que, en la práctica,
un experto en la materia, mediante un análisis de elementos
finitos, entre otros, puede ser capaz de ajustar los perímetros
mencionados a efectos de controlar un comportamiento de reacción
elástica óptimo del tapón de cierre (43). Tal como puede observarse
en la figura, la zona de reacción elástica (57) también está dotada
de un grosor relativamente menor que la parte (58) situada más cerca
del perímetro del tapón de cierre (43). En consecuencia, las
fuerzas de presión pueden quedar concentradas en la zona de reacción
elástica, lo que provoca un efecto de reacción elástica controlable
y reproducible.
Finalmente, las figuras 19a y 19b muestran otra
realización preferente del tapón de cierre (43). En este caso, el
reborde vertical es más corto. Gracias a este acortamiento, el
chorro de fluido se interrumpe mejor durante el movimiento de
cierre, de modo que se evita el goteo de dicho fluido o la presencia
de fugas del mismo. En posición de reposo, el reborde vertical (56)
es sustancialmente contiguo a la pared del obturador (no mostrado).
La parte acortada (59) comprende una superficie superior (60)
orientada de manera sustancialmente transversal con respecto a la
pared vertical. Hay una zona de transición afilada (61) entre la
superficie superior (60) y el reborde vertical (56).
En la figura, el tapón de cierre (43) se muestra
en posición de reposo (62) (posición de cierre), en la que dicho
tapón de cierre comprende una forma cónica cóncava. En la misma
figura, se muestra la posición de salida (63). En esta posición, se
ha producido una reacción elástica (64), de modo que el tapón de
cierre puede permanecer estable, manteniendo una sobrepresión
relativamente ligera en el recipiente. La figura 19b muestra el
diagrama de fuerza)distancia obtenido por análisis de
elementos finitos en la configuración mostrada en la figura 19a. En
este caso, en la posición de la línea A-A, se ha
aplicado una variación de grosor. De manera general, de la figura
19b se deriva que un movimiento requiere al inicio relativamente
mucha fuerza (indicada mediante la letra -F-), hasta que se
sobrepasa un punto de reacción elástica, después del cual la fuerza
aplicada de manera relativamente repentina disminuye
considerablemente. Mediante la variación del grosor, puede ajustarse
la fuerza máxima requerida, mostrando la línea superior (65) una
curva de fuerza-distancia con un grosor
relativamente grande del tapón de cierre, y mostrando la línea
inferior (66) la curva de fuerza-distancia con un
grosor relativamente menor de dicho tapón de cierre en la posición
de la línea (A-A). De manera similar, un diagrama
de fuerza-distancia puede verse influenciado por la
aplicación de un debilitamiento (67), que puede estar dispuesto en
cierta posición a lo largo de la línea (R) de la zona de reacción
elástica. También parece ser que la variación del grosor del tapón
de cierre (43) en la posición de las partes perimetrales (B) y (C)
puede influenciar en el comportamiento de la reacción elástica.
Aunque la invención se ha descrito haciendo
referencia a las realizaciones mostradas en los dibujos, las mismas
pueden comprender modificaciones sin apartarse del espíritu y el
ámbito de dicha invención. Resulta posible que la pieza de soporte
(41) y el tapón de cierre (43) estén formados a partir de un
material por moldeado. También resulta posible que se apliquen una
serie de obturadores. Se considera que dichas modificaciones están
incluidas dentro del ámbito de la invención según las
reivindicaciones adjuntas.
A continuación se describen consideraciones
adicionales con respecto a la invención (o partes de la misma): En
la técnica es conocido un efecto "anca de rana" ("frog
leg") en sí mismo, y genera una deformación bastante brusca
mediante la utilización de materiales y formas específicos, pudiendo
adoptar el tapón de cierre dos formas relativamente estables y
diferentes entre sí. Este comportamiento puede compararse con la
reacción elástica de objetos rectos, cilíndricos, con paredes
delgadas, sometidos a presión, que se deforman repentinamente
cuando se excede la carga de deformación, sin una deformación previa
visible. En estado cerrado, el tapón de cierre es presionado contra
el obturador bajo una ligera tensión previa. La ventaja de un cierre
de este tipo es que es necesaria una fuerza relativamente grande
para abrir el recipiente, de modo que un ligero aumento de la
presión no provoca directamente una fuga del recipiente. No
obstante, si la botella se abre, utilizando esta técnica de diseño,
puede aplicarse una fuerza menor, más cómoda para el usuario, para
mantener abierta la abertura y dosificar más fácilmente el fluido.
Además, dicho efecto de reacción elástica ofrece la ventaja de que
el dispositivo de cierre reacciona elásticamente, y de este modo
queda cerrado de manera relativamente rápida, de manera que resulta
difícil que se produzcan goteos o fugas que resultan molestos, ya
que el chorro de fluido queda interrumpido.
Debe observarse que el tapón de cierre de la
publicación de Patente EP700353 no tiene ninguna zona de retención
elástica, ya que dicho tapón de cierre no se mueve entre una
posición con retención elástica y otra sin retención elástica, sino
que tiene varios pliegues permanentes.
En una realización preferente, la zona de
reacción elástica comprende una parte intermedia anular que
comprende una curva en la que, durante la aplicación de una
sobrepresión en el recipiente, puede producirse una acumulación de
presión. La zona de reacción elástica puede comprender un
debilitamiento. Dicho debilitamiento ofrece la oportunidad de
conseguir una reacción elástica más fiable y reproducible, que
siempre se produce sustancialmente bajo las mismas condiciones y
prácticamente en la misma posición.
Un análisis muestra que en dicha ubicación se
produce una concentración de fuerzas de presión, de modo que el
tapón de cierre puede deformarse de manera instantánea debido al
aumento de presión, prácticamente sin ningún cambio gradual previo.
Preferentemente, la zona de reacción elástica tiene un grosor más
pequeño que una parte del tapón de cierre situada más cerca del
perímetro. Preferentemente, el tapón de cierre tiene una forma
cónica hacia adentro en la posición de cierre, y una forma cónica
hacia afuera en la posición de salida. Gracias a una forma cónica
hacia adentro de este tipo, mediante un movimiento axial, el tapón
de cierre quedará ligeramente comprimido, de modo que puede
aumentar la acumulación de presión.
Esto hace posible que el dispositivo de cierre
comprenda una válvula de retorno de modo que el aire puede ser
aspirado al interior del recipiente para fluidos para compensar el
fluido que ha sido expulsado. En cierres convencionales,
normalmente era necesario utilizar paredes de recipiente
relativamente rígidas para facilitar este flujo de retorno.
Mediante la utilización de la válvula mencionada anteriormente, el
recipiente puede tener un diseño más delgado y, por lo tanto, más
económico, ya que la válvula de retorno es accionada más
fácilmente, sin ningún riesgo de fugas. En este contexto, la válvula
de retorno tiene la función de una denominada "doble
ventilación", mediante la cual el aire entra por la abertura de
salida cuando la sobrepresión en la botella disminuye debido a que
el usuario deja de apretarla. Debido a la posición de apertura
semi-estable del tapón de cierre, el aire puede
regresar inicialmente a través de la abertura de salida, de modo que
el chorro de fluido queda interrumpido. A continuación, se lleva a
cabo la ventilación mediante la apertura de la válvula de retorno,
de modo que la presión se normaliza. Esto permite que el aire
circule al interior del recipiente y que el chorro de fluido quede
interrumpido con un movimiento brusco, sin que se produzcan goteos
o fugas de fluido que resultan molestos. La válvula de retorno puede
estar diseñada con una ranura dispuesta en una pieza de soporte que
se conecta al perímetro del tapón de cierre, pudiendo cerrarse dicha
ranura mediante una tira conectada al tapón de cierre flexible.
En una realización adicional, el obturador
comprende medios para realizar un ligero movimiento axial. Dichos
medios pueden comprender una parte transversal flexible en la que
está dispuesto el obturador. Dicho obturador con un diseño flexible
puede funcionar como una válvula de retorno en la que, cuando el
aire circula a la inversa, y debido a una depresión en el
recipiente, dicho obturador lleva a cabo un ligero movimiento hacia
adentro. Además, un obturador flexible de este tipo puede evitar
que, con aumentos de presión o aceleraciones demasiado grandes, el
dispositivo de cierre pueda abrirse involuntariamente, de modo que
el fluido pueda escaparse en grandes dosis. En un caso de este
tipo, utilizando la suspensión flexible, el obturador se mueve
inicialmente con el tapón de cierre, y se produce un retraso o una
disminución de velocidad en dicho fenómeno, de modo que el
dispositivo de cierre presenta un ligero efecto de demora con
respecto a las fuerzas aplicadas sobre el mismo. Esto facilita la
utilización del recipiente y evita que el mismo se vacíe
involuntariamente.
A efectos de mejorar el cierre y las
posibilidades de dosificación, el obturador puede tener un diseño
cónico. En este caso, la abertura de salida del tapón de cierre
puede comprender un reborde vertical que, en posición de cierre,
forma un cierre ajustado sobre una longitud alrededor del obturador.
Preferentemente, el reborde vertical está acortado a efectos de
interrumpir el chorro de fluido durante el movimiento de cierre, y
formar de este modo un cierre limpio sin goteos o fugas de
fluido.
Aunque la invención se ha descrito haciendo
referencia a las realizaciones preferentes mostradas en los dibujos,
la misma puede incluir modificaciones sin apartarse del espíritu y
el ámbito de dicha invención. Por ejemplo, resulta posible que la
pieza de soporte (3) y el tapón de cierre (5) estén formados a
partir de un material por moldeo por inyección. Además, también
resulta posible la utilización de varios obturadores. Se considera
que dichas modificaciones están incluidas dentro del ámbito de la
invención, definida en las siguientes reivindicaciones.
Claims (22)
1. Dispositivo de cierre (1) para cerrar un
recipiente para fluidos (3), que comprende:
- -
- una pieza de soporte (2) para fijar el dispositivo (1) a dicho recipiente para fluidos (3);
- -
- un tapón de cierre (4) fijado a dicha pieza de soporte (2) a lo largo de un perímetro de dicho tapón (4), estando dotado el tapón de cierre (4) de una abertura de salida (5);
- -
- un obturador (6) acoplado a dicha pieza de soporte (2), en correspondencia con dicha abertura de salida (5) de dicho tapón de cierre (4) para cerrar dicha abertura de salida (5) en una posición de cierre,
- -
- pudiendo moverse dicho tapón de cierre (4), bajo la influencia de una sobrepresión en el recipiente para fluidos, en la dirección axial del obturador (6), entre dicha posición de cierre y una posición de salida que deja libre la abertura de salida (5) con respecto al obturador (6), caracterizado porque
- -
- dicha pieza de soporte (2) comprende un recinto (7) dispuesto alrededor de dicho tapón de cierre (4) y que aloja un elemento de válvula (11) que se apoya contra una pared de dicho recinto (7) para formar un dispositivo de válvula para devolver flujo de aire (12) al interior del recipiente (3), comprendiendo dicho recinto (7) una microperforación (13) que permite el paso del flujo de aire al interior de dicho recipiente y que protege dicho elemento de válvula (11) de dicho fluido en dicho recipiente (3).
2. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 1, en el que dicho tapón (4) está fijado a una pared
interior de dicho recinto (7) y dicho elemento de válvula (11) está
conformado integralmente y de manera concéntrica con dicho tapón
(4).
3. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 1 ó 2, en el que dicho elemento de válvula (11) está
desacoplado de dicha parte móvil de dicho tapón (4) por un
debilitamiento.
4. Dispositivo de cierre (1), según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de
válvula (11) se extiende cónicamente hacia afuera para quedar
apoyado contra una pared cilíndrica exterior de dicho recinto
(7).
5. Dispositivo de cierre (1), según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho recinto (7)
tiene forma de U en sección transversal.
6. Dispositivo de cierre (1), según las
reivindicaciones 1-3, en el que dicho recinto (7) se
extiende por debajo de dicho tapón (4) y dicho elemento de válvula
(11) se extiende de manera curvada hacia el interior para quedar
apoyado contra un asiento dispuesto debajo de dicho tapón (4) en
dicho recinto (7).
7. Dispositivo de cierre (1), según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de
cierre (1) está conformado para formar un soporte para dicho
recipiente para fluidos, y en el que dicho recinto es ventilado a
través de un suministro de aire separado de un plano de base de
dicho soporte.
8. Dispositivo de cierre (1), según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha parte móvil
comprende una zona de reacción elástica (57) para sufrir una
deformación relativamente repentina y moverse hacia la posición de
salida bajo la influencia de una primera sobrepresión, y para
mantenerse en la posición de salida bajo la influencia de una
segunda sobrepresión más pequeña que dicha primera sobrepresión.
9. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 8, caracterizado porque la zona de reacción
elástica (57) comprende una parte intermedia anular que comprende
una curva en la que, durante la aplicación de una sobrepresión en
el recipiente, puede producirse una acumulación de presión.
10. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la zona de
reacción elástica (57) comprende un debilitamiento (67).
11. Dispositivo de cierre (1), según las
reivindicaciones 8-10, caracterizado porque
la zona de reacción elástica (57) tiene un grosor más pequeño que
una parte del tapón de cierre (4) situada más cerca del perímetro de
dicho tapón (4).
12. Dispositivo de cierre (1), según como mínimo
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el tapón de cierre (4) tiene una forma cónica hacia adentro en la
posición de cierre, y porque el tapón de cierre tiene una forma
cónica hacia afuera en la posición de salida.
13. Dispositivo de cierre (1), según como mínimo
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque,
en el obturador (17), está dispuesto un ensanchamiento concéntrico
para obtener un cierre lineal.
14. Dispositivo de cierre (1), según como mínimo
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el tapón de cierre (4) es un producto de un elastómero termoplástico
moldeado por inyección.
15. Dispositivo de cierre (1), según como mínimo
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el recipiente (3) está fabricado a partir de un material flexible
relativamente delgado.
16. Dispositivo de cierre (1), según como mínimo
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el obturador (6) comprende un acoplamiento flexible a dicha pieza de
soporte (2) para obtener un ligero movimiento axial.
17. Dispositivo de cierre (29), según la
reivindicación 16, en el que dicho acoplamiento flexible comprende
una serie de elementos de resorte laminares radiales (30) que
acoplan dicho obturador (6) a dicha pieza de soporte (2).
18. Dispositivo de cierre (29), según la
reivindicación 17, en el que dichos elementos de resorte laminares
(30) tienen forma doblada y son flexibles.
19. Dispositivo de cierre (29), según la
reivindicación 17, en el que dichos elementos de resorte laminares
(30) comprenden partes rígidas (31) conectadas a través de
articulaciones con capacidad de doblado (32).
20. Dispositivo de cierre (29), según la
reivindicación 19, en el que como mínimo uno de dichos elementos de
resorte (30) comprende un elemento de tope (33) que hace tope contra
una pared interior (8) de dicho soporte (2), limitando de este modo
el movimiento axial del obturador (6).
21. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 16, en el que dicho obturador (6) comprende una serie
de elementos rígidos que se extienden radialmente (27) que se
apoyan en una pared interior (8) de dicha pieza de soporte (2),
definiendo de este modo el movimiento axial del obturador (6) en
dicha pieza de soporte (2), comprendiendo dicha pared interior (8)
de dicha pieza de soporte (2) elementos de tope (28) para encerrar
dichos elementos rígidos (27) con un movimiento axial limitado, y
acoplándose de manera flexible dichos elementos rígidos (27) a
dicha pieza de soporte (2) mediante elementos de resorte laminares
tangenciales (26).
22. Dispositivo de cierre (1), según la
reivindicación 21, en el que dichos elementos de resorte laminares
tangenciales (26), en una configuración de producción, están
orientados con una forma cónica en dirección axial a lo largo del
obturador (6), y en el que los elementos de resorte laminares (26),
en una configuración de trabajo, mediante el movimiento axial del
obturador (6), pasan a tener una forma cónica inversa, girando de
este modo dichos elementos rígidos (27) y dichos elementos de tope
(28) entre sí para encerrar dichos elementos rígidos (27) mediante
dichos elementos de tope (28).
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