ES2330080T3 - Valvula dispensadora de fluidos. - Google Patents
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Abstract
Una válvula dispensadora de fluidos que consta de: un cuerpo de válvula (13) con una entrada (15) y una salida de descarga (16); al menos un orificio de válvula (17a; 17a'') en medio de dicha entrada (15) y dicha salida de descarga (16); una junta de válvula elástica (19) que puede moverse desde una posición cerrada en la cual dicha junta de válvula (19) ocluye dicho orificio de válvula (17a; 17a''), a una posición abierta en la cual dicha junta de válvula (19) no ocluye dicho orificio de válvula (17a; 17a''); y un elemento de émbolo (21) montado de manera recíproca dentro de dicho cuerpo de válvula (3) y que incluye un extremo exterior (23) y un extremo interior (22), donde dicho extremo exterior (23) está conectado a un actuador elástico (24), donde dicho actuador elástico (24) está conectado de forma operativa a dicha junta de válvula elástica (19) y engancha de forma operativa dicho cuerpo de válvula (13) para que dicho actuador elástico (24) ejerza una fuerza de cierre sobre dicha junta de válvula elástica (19), haciendo que dicha junta de válvula elástica (19) alcance dicha posición cerrada, en donde dicho actuador elástico (24) presenta una relación no linear entre dicha fuerza de cierre y el desplazamiento de dicha junta de válvula elástica (19) con respecto a dicha posición de cierre; dicho actuador elástico (24) es configurado además de modo tal que se ejerza al menos algún tipo de fuerza de cierre sobre dicha junta de válvula elástica (19) cuando dicha junta de válvula elástica (19) se encuentre en dicha posición abierta, dicha posición cerrada, y en cualquier posición intermedia; y dicho actuador elástico (24) está configurado de modo tal que dicha relación no linear provoque que la fuerza de cierre disminuya después del desplazamiento de dicha junta de válvula elástica (19) a dicha posición abierta desde una posición intermedia entre dicha posición abierta y dicha posición cerrada, caracterizado porque: dicho actuador elástico (24) consta de un elemento elástico de forma cónica, dicho extremo interior (22) de dicho elemento de émbolo (21) está unido a dicha junta de válvula elástica (19), y la válvula dispensadora consta adicionalmente de: medios (28, 29) para suprimir el movimiento de apertura de dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19) cuando dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19) alcanzan dicha posición abierta.
Description
Válvula dispensadora para fluidos.
La presente invención hace referencia a una
válvula dispensadora para fluidos y, de forma más particular, a una
válvula dispensadora relativamente simple, de gran resistencia, bajo
coste y fácil accionamiento para dispensar fluidos desde una fuente
de dicho fluido, dicha válvula que puede soportar procedimientos de
esterilización incluyendo la irradiación hasta 5.0 MRAD (50
Kilogray) y procesos de esterilización química y de vapor a altas
temperaturas, sin la degradación de la integridad de la estructura u
operación de la válvula, por lo que puede ser utilizada para
dispensar una gran variedad de productos, desde productos asépticos
(libres de microorganismos), y productos esterilizados, hasta
productos sin esterilizar.
Las patentes estadounidenses Nº 3,187,965;
3,263,875; 3,493,146; 3,620,425; 4,440,316; 4,687,123; 5,299,718; y
5,918,779 muestran válvulas dispensadoras para dispensar fluidos
desde envases (a modo de contendor) de fluidos, sistemas, u otras
fuentes de dichos fluidos. Dichas válvulas pueden emplearse, por
ejemplo, en un sistema para dispensar bebidas u otros líquidos
utilizados por los consumidores en el hogar. La confiabilidad, bajo
coste y fácil utilización de la acción de la válvula son
consideraciones significativas en estas aplicaciones. El bajo coste
es particularmente importante si la válvula va a ser vendida como un
artículo desechable, como por ejemplo cuando la válvula se
proporciona con un envase lleno de fluido y es luego descartada
junto con el envase cuando el fluido ha sido consumido.
En la patente estadounidense Nº 3, 187, 965 se
muestra una válvula dispensadora para un envase de leche que cuenta
con un cuerpo de válvula generalmente integral conectado en un
extremo al envase de leche. El cuerpo de válvula tiene un conducto
en forma de L formado en su interior que define una abertura de
entrada en un extremo en comunicación con el envase de leche, y en
un extremo opuesto una salida de descarga para descargar la leche
hacia el exterior del envase. Un orificio de émbolo en el cuerpo de
la válvula proporciona un medio para montar de manera deslizable un
elemento de émbolo. Una junta de válvula, conectada de manera fija
al extremo interior del elemento de émbolo, puede moverse por el
elemento de émbolo para abrir y cerrar la abertura de la entrada.
El extremo opuesto o exterior del elemento de émbolo se prolonga
hacia el exterior del envase de leche. Un botón pulsador con un
diámetro sustancialmente mayor al elemento de émbolo es montado al
extremo exterior de un elemento de émbolo y dispuesto en el cuerpo
de la válvula, de modo tal que el botón pulsador quede al
descubierto para ser enganchado por el dedo de un usuario. Un
resorte de compresión es enganchado entre el botón pulsador y el
cuerpo de válvula. Por lo tanto, cuando se ejerce una fuerza contra
el botón pulsador para mover la junta de válvula y abrir la
abertura de entrada para dispensar la leche del envase, el resorte
ejerce en todo momento una fuerza opuesta considerable sobre el
botón pulsador para hacer que la junta de válvula retorne a la
posición cerrada. La fuerza ejercida por el resorte de compresión
tiende a incrementarse de manera directa con el desplazamiento
hacia el interior del elemento de émbolo. Por lo tanto, el
usuario debe ejercer una fuerza hacia el interior considerable sobre el botón pulsador para mantener la válvula abierta.
usuario debe ejercer una fuerza hacia el interior considerable sobre el botón pulsador para mantener la válvula abierta.
El cierre mostrado en la patente estadounidense
Nº 5,299,718 utiliza un botón pulsador actuador elástico conectado
a un vástago de válvula con un faldón rígido de sellado que coactúa
con un asiento de válvula con forma de cono truncado para controlar
el fluido de líquido de un envase. La parte superior elástica de
presión proporciona una fuerza de restauración para hacer que el
vástago de válvula y el faldón retornen a una condición cerrada,
donde la presión de fluidos dentro del envase actúe con el faldón
para evitar el escape de líquido del envase.
Otra válvula, mostrada en la patente
estadounidense Nº 3,263,875, también utiliza un elemento de émbolo y
un cuerpo de válvula similares a los de la patente '965. Un
diafragma elástico, con una porción periférica enganchada con el
cuerpo de válvula, actúa tanto como resorte de retorno y como botón
pulsador. Desafortunadamente, las válvulas disponibles en el
mercado con dichos elementos actuadores diafragmáticos han requerido
en el pasado que el usuario ejerza una fuerza considerable para
mantener la válvula abierta al dispensar el líquido.
Asimismo, se han realizado intentos comerciales
para proporcionar válvulas dispensadoras de bajo coste para su
utilización en envases desechables, pero el éxito de dichos
esfuerzos ha sido limitado. Por ejemplo, Waddington & Duval
Ltd. proporciona un grifo a presión para ser utilizado con envases
desechables (como cajas de vino, botellas de agua, y envases de
detergente líquido para lavar la ropa) bajo las designaciones de
modelo COM 4452 y COM 4458, las cuales proporcionan un botón
actuador que se puede apretar, conectado de forma operativa a un
cierre de válvula para alejar el cierre de válvula de un asiento de
válvula para dispensar fluidos. Desafortunadamente, las
construcciones de válvula están configuradas de forma tal que el
fluido a ser dispensado permanezca dentro de la cámara dispensadora
de la válvula, detrás del asiento de válvula después de su
utilización, y por lo tanto fuera de cualquier envase refrigerado o
aislado en el cual el líquido está almacenado, incrementando así el
riesgo de descomposición del volumen de fluido que permanece dentro
del cuerpo de válvula después de cada uso. Además, muchas
aplicaciones de dispensación de fluidos exigen enérgicos
procedimientos de esterilización antes de la utilización del equipo
de dispensación, incluyendo la irradiación a exposiciones de hasta
5.0 MRAD (50 Kilogray), y procedimientos de esterilización química
y de vapor a altas temperaturas. La delgada estructura de
polietileno de los cuerpos de válvula de las válvulas dispensadoras
de Waddington & Duval no es capaz de soportar dichos
procedimientos de esterilización, y de hecho se vuelve quebradiza y
con tendencia a la rotura al ser expuesta a dichos procedimientos,
limitando así, en gran manera, su utilización para dispensar
productos alimenticios. Aún más, el cierre de válvula de polietileno
de la estructura de válvulas dispensadoras de Waddington &
Duval es sumamente térmicamente conductiva, por lo que la
transferencia de calor puede ocurrir fácilmente entre el exterior
del envase de fluido y el contenido del envase simplemente a través
de la estructura de válvula, aumentando una vez más el riesgo de
descomposición del contenido.
De manera similar, Jefferson Smurfit Group
proporciona un grifo semejante para su utilización con envases
desechables bajo la designación de modelo VITOP. De nuevo, la
estructura del grifo de Jefferson Smurfit Group está configurada de
forma tal que el fluido a ser dispensado permanezca dentro de la
cámara dispensadora de la válvula, detrás del asiento de válvula,
después de su utilización y por lo tanto fuera de cualquier envase
refrigerado o aislado en el cual el líquido está almacenado,
incrementando así el riesgo de descomposición del volumen de fluido
que permanece dentro del cuerpo de válvula después de cada uso. Del
mismo modo, la delgada estructura de polietileno del cuerpo de
válvula de las válvulas dispensadoras de Jefferson Smurfit Group no
es capaz de soportar los procedimientos de esterilización descritos
arriba, y también se vuelve quebradiza y con tendencia a la rotura
al ser expuesta a dichos procedimientos, limitando así en gran
manera su utilización para dispensar productos alimenticios.
Además, como se mencionó anteriormente, el cierre de polyester
elastómero de la estructura de válvula dispensadora de Jefferson
Smurfit Group, es sumamente térmicamente conductiva, por lo que la
transferencia de calor puede ocurrir fácilmente entre el exterior
del envase de fluido y el contenido del envase simplemente a través
de la estructura de válvula, aumentando una vez más el riesgo de
descomposición del contenido.
La válvula descrita en la patente GB 24,597
emplea un vástago de válvula de dos piezas y un disco de caucho
elástico para regular el cierre de la válvula. El vástago de válvula
de dos piezas tiene un botón pulsador que puede ser operado para
abrir la válvula. El cierre es ejecutado por la presión de fluidos
actuando sobre el cierre de la válvula. El disco de caucho evita
que el cierre se lleve a cabo con demasiada rapidez.
Así, aunque se ha dedicado un esfuerzo
considerable en el arte hasta ahora con la intención de desarrollar
válvulas de bajo coste de este tipo general, aún existe la necesidad
de contar con una válvula que sea fácil de usar y que no requiera
que el usuario ejerza dichas fuerzas prolongadas para mantener la
válvula abierta. Este problema resulta complicado por el hecho de
que el resorte u otro elemento elástico, debería proporcionar la
fuerza necesaria para asegurar un asiento hermético de la junta de
válvula cuando el elemento de émbolo se encuentra en la posición
cerrada. Asimismo, aún existe la necesidad de contar con una válvula
desechable que sea lo suficientemente resistente como para soportar
enérgicos procedimientos de esterilización, y que reduzca la
transferencia de calor a través de la válvula entre el interior y el
exterior del envase de fluidos, y que no retenga fluidos fuera del
recipiente de almacenamiento entre los ciclos de dispensación.
Además, en el caso de una válvula dispensadora
proporcionada como componente de un envase de fluidos desechable,
resultaría de gran ventaja proporcionar una válvula dispensadora
fácil de usar que ofrezca al usuario la seguridad de que la válvula
no ha sido alterada ni utilizada con anterioridad, y que la
integridad de los contenidos del envase de fluidos no se ha visto
comprometida. Desafortunadamente, las válvulas dispensadoras de
artes anteriores no han logrado satisfacer la necesidad de contar
con dicha característica.
Existe aún la necesidad de contar con una
válvula que pueda ser adaptada, durante su fabricación, para
proporcionar la velocidad de flujo de líquido deseado para un
conjunto particular de condiciones, como por ejemplo la viscosidad
del líquido y la presión del líquido o "cabeza" disponible para
forzar el líquido a través del cuerpo de válvula. Una válvula que
descarga un fluido espeso de alta viscosidad, como el jarabe de arce
frío, o el concentrado de zumo de naranja, a una velocidad deseada
descargará un fluido de baja viscosidad, como agua o vino, bajo la
misma presión a una velocidad considerablemente superior. Resultaría
beneficioso proporcionar una válvula que pueda ser fabricada
fácilmente utilizando técnicas de producción habituales, como por
ejemplo el moldeo por inyección en una serie de configuraciones,
con diferente resistencia al flujo de fluidos, para prever estas
diferentes condiciones. Resultaría particularmente beneficioso
proporcionar una válvula que pueda ser fabricada en estas
diferentes configuraciones con mínimas modificaciones en los moldes
y demás herramientas utilizadas para realizar la válvula.
Es, por lo tanto, un objeto de la presente
invención proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que
evite las desventajas del arte anterior.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que requiera de una
fuerza mínima para mantener la válvula en la posición abierta, a la
vez que proporcione un cierre hermético de la válvula al asentarse
en una posición cerrada.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que pueda ser
fabricada en una variedad de configuraciones para permitir la
aplicación efectiva a fluidos de diversas viscosidades, con mínimas
modificaciones en el equipo de fabricación utilizado para realizar
la válvula.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que provea al
usuario de un medio para determinar si la válvula ha sido accionada
con anterioridad o no, y si se ha comprometido posiblemente la
integridad del fluido a ser dispensado.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que presente una
estructura lo suficientemente resistente como para soportar
procedimientos de esterilización incluyendo la exposición a altos
niveles de radiación y esterilización química y por vapor a altas
temperaturas sin degradar el rendimiento o integridad de la
estructura de válvula.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que reduzca la
transferencia de calor desde el exterior de un envase de líquidos al
cual la válvula está unida, al interior del envase.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula dispensadora de fluidos que evite el
almacenamiento de fluido detrás del cierre de válvula y fuera del
envase de fluidos después de cada ciclo de dispensación.
De acuerdo a los objetos mencionados
anteriormente, la invención proporciona una válvula dispensadora de
fluidos según lo reivindicado en la reivindicación 1 y en las
reivindicaciones dependientes.
La válvula dispensadora de la invención
proporciona facilidad de uso, dado que requiere que se ejerza sólo
una mínima fuerza sobre el actuador de la válvula para mantener la
válvula en una posición abierta, y ofrece un diseño simple y
ergonómico, y una funcionalidad resistente capaz de dispensar una
gran variedad de productos. En una primera realización, el cuerpo
de válvula y el actuador se encuentran formados de un copolímero de
polipropileno, con un grosor de pared medio de aproximadamente
0,0625 pulgadas (1,58 mm), y la junta de válvula está formada de un
caucho termoplástico que presenta un grosor medio de alrededor de
0,032 pulgadas (0,8 mm). Dichas características dimensionales y
materiales permiten que la válvula dispensadora soporte la más alta
imposición de esterilización aséptica conforme a lo estipulado por
la Administración de Alimentos y Fármacos de EE.UU. (FDA, por sus
siglas en inglés) y mantenga la esterilidad de un producto según lo
especificado por las normas de la Fundación Nacional de Saneamiento
(NSF, por sus siglas en inglés). Más específicamente, el aparato
dispensador es capaz de soportar tanto irradiación gamma como
irradiación de cobalto en una dosis máxima de 5.0 MRAD (50
Kilogray) en la primera etapa del proceso de esterilización. El
aparato dispensador es entonces capaz de soportar las altas
temperaturas asociadas a los procesos de esterilización química y
por vapor requeridos en el proceso de llenado. El aparato
dispensador es capaz de soportar estos regímenes combinados de
esterilización sin degradar la estructura u operación de la válvula.
De esta manera, la válvula de la presente invención puede ser
utilizada para dispensar diversos productos, desde productos
asépticos (libres de microorganismos), incluyendo, pero sin
limitarse a, lácteos, zumo al 100% y productos derivados de la soja
y productos comercialmente antisépticos incluyendo, pero sin
limitarse a, productos como el zumo en conserva o café, hasta
fluidos sin esterilización como solventes químicos.
Para que sólo sea necesario ejercer una fuerza
mínima para mantener la válvula en una posición abierta, un
actuador de válvula elástico con las características de un resorte
no linear es proporcionado en un extremo del actuador del cuerpo de
válvula y es conectado de forma operativa a un émbolo, con el
extremo opuesto del émbolo habiéndose montado sobre una junta de
válvula elástica. Una salida de descarga intermedia es posicionada
entre el extremo del actuador y la junta de válvula, y dicha salida
de descarga está situada en comunicación fluida con el interior del
envase de fluidos, al cual la válvula está unida cuando la válvula
se encuentra en una posición abierta. Una pared del orificio de
válvula es posicionada entre la junta de válvula y la cámara
dispensadora, proporcionando una pluralidad de orificios para
controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de válvula, cuando
la válvula se encuentra en una posición abierta. La válvula y la
pared del orificio de válvula son posicionadas de manera tal que
cuando la válvula es instalada en un envase para líquidos,
prácticamente nada de líquido es atrapado por la estructura de
válvula fuera del envase aislado, evitando así la descomposición de
una dosis de líquido restante en la válvula después de cada ciclo de
dispensación. Se proporciona un botón pulsador para accionar la
válvula dispensadora y está expuesto al exterior de un envase de
fluido, al cual la válvula dispensadora está unida. En una
realización de la presente invención, el botón pulsador es montado
de manera concéntrica dentro de un borde circular de separación. Al
utilizar la válvula dispensadora por primera vez, un usuario
presiona el botón pulsador, desprendiendo el borde circular del
botón, y por lo tanto ofreciendo evidencia de que la válvula ha
sido abierta, proporcionando así un actuador con precinto de
garantía de no alteración. La válvula puede ser fabricada con una
variedad de configuraciones de orificio para hacer posible la
dispensación de fluidos de diversas viscosidades.
La simplicidad y funcionalidad de la válvula
dispensadora de la presente invención permite su fabricación y
ensamblaje automático con moldes de alta cavidad, lo cual a su vez
reduce los costes de fabricación y ofrece al mercado una solución
de dispensación de bajo coste. La simplicidad y funcionalidad del
diseño también permite que el aparato dispensador pueda ser
fácilmente personalizado en el proceso de fabricación para adaptarse
a una gran variedad de envases dispensadores como un paquete
flexible, una bolsa flexible, o un envase de plástico semirrígido.
La válvula dispensadora de la presente invención también está
configurada para adaptarse con facilidad a una gran variedad de
máquinas de llenado y condiciones de llenado de todo el mundo.
Otros objetos, características y ventajas de la
presente invención resultarán más evidentes a partir de la
siguiente descripción detallada de la realización preferente, y de
ciertas modificaciones de la misma, al analizarlas junto con los
dibujos anexos en los cuales:
La Figura 1 muestra un envase de fluidos con
una válvula dispensadora, según una realización de la presente
invención, para la dispensación manual de fluidos del envase.
La Figura 2 es una vista ampliada en perspectiva
de la válvula dispensadora mostrada en la Figura 1.
La Figura 3 es una vista posterior del extremo
actuador del cuerpo de válvula dispensadora mostrado en las Figuras
1 y 2.
La Figura 4 es una vista del extremo de entrada
del cuerpo de válvula dispensadora mostrado en las Figuras 1 y
2.
La Figura 5 es un corte transversal ampliado de
la válvula dispensadora mostrada en la Figura 2, con una
característica añadida que muestra evidencia ante posibles
alteraciones.
La Figura 5a es un corte transversal ampliado de
la válvula dispensadora mostrada en la Figura 2 sin una
característica añadida que muestre evidencia ante posibles
alteraciones.
La Figura 6 es una vista despiezada de ciertos
componentes de la válvula dispensadora mostrada en las Figuras
1-5.
La Figura 7 es un alzado de la junta de válvula
mostrada en las Figuras 5 y 6.
La Figura 8a es un gráfico que ilustra ciertas
fuerzas actuando durante la operación de la válvula de las Figuras
1-7, donde el actuador se encuentra formado de
copolímero de polipropileno.
La Figura 8b es un gráfico que ilustra ciertas
fuerzas actuando durante la operación de la válvula de las Figuras
1-7, donde el actuador se encuentra formado de
tereftalato de polietileno.
La Figura 9 es una vista similar a la Figura 4,
pero representa un cuerpo de válvula según una realización
adicional de la invención.
En referencia a los dibujos, la Figura 1 muestra
un envase o cuba 10 con zumo u otro fluido. Una válvula
dispensadora 12 según una realización de la presente invención es
conectada para dispensar el fluido en el envase 10. Aunque la
válvula dispensadora 12 se muestra para dispensar el fluido bajo el
flujo de gravedad, aquellas personas experimentadas en el arte
reconocerán de inmediato que sólo se trata de fines ilustrativos y
que no supone ningún tipo de limitación. La válvula dispensadora 12
también es aplicable para dispensar fluidos donde la fuente de
fluido se encuentra bajo una carga de presión proporcionada por una
fuente distinta de la gravedad.
Como se muestra además en las Figuras 2 a 7 de
los dibujos, la válvula dispensadora 12 tiene un cuerpo de válvula
generalmente tubular 13 con una pared exterior 13a y una pared
interior 13b. El cuerpo de válvula tiene un extremo interior o de
entrada 7, y un extremo exterior o actuador opuesto 9, y una
dirección axial que se extiende entre estos extremos. Aunque el
cuerpo de válvula se muestra, por lo general, con la forma de un
tubo cilíndrico redondeado, el cuerpo de válvula puede ser redondo,
cuadrado, octagonal, o presentar otra forma adaptada a la
aplicación a la cual la válvula dispensadora 12 será aplicada. El
cuerpo de válvula 13 es proporcionado con características 14 para
conectar el cuerpo de válvula al envase 10, u a otra fuente de
fluidos a ser dispensados, para hacer que se forme la abertura de
entrada 15 (Figura 5) en el cuerpo de válvula 13 en comunicación
con el fluido a ser dispensado. Las características particulares de
conexión 14 representadas en los dibujos, incluyen nervaduras que
rodean el exterior del cuerpo de válvula cerca del extremo de
entrada 7. Estas nervaduras están dispuestas de modo tal que formen
una conexión hermética y a presión entre el exterior del cuerpo de
válvula y el interior de una entrada proporcionada en el envase. Es
posible utilizar otras características apropiadas de conexión y
sellado además de, o en lugar de, las nervaduras. Por ejemplo, el
cuerpo de válvula puede estar provisto de roscas o características
de bloqueo tipo bayoneta que puedan acoplarse con características
del envase. Además, los elementos de sellado auxiliares, como los
anillos tóricos elásticos u otro tipo de junta, pueden ser
proporcionados en el envase o en el cuerpo de válvula para que se
produzca un enganche entre el cuerpo de válvula y el envase.
Una salida de descarga 16 está conformada en el
cuerpo de válvula en una ubicación del cuerpo de válvula entre el
extremo de entrada 7 y el extremo actuador 9. La salida 16 es
dispuesta fuera del envase o de otra fuente de fluido cuando el
cuerpo de válvula es enganchado con el envase. La salida de descarga
16 tiene, por lo general, la forma de un elemento que se extiende
en dirección perpendicular a la dirección axial del cuerpo de
válvula, y se comunica con el interior del cuerpo de válvula.
Además, un anillo de posicionamiento 14a es
proporcionado circunscribiendo el cuerpo de válvula por encima de
las características de conexión 14. Cuando la válvula dispensadora
de la presente invención es instalada en un envase para fluidos, el
anillo de posicionamiento 14a linda con la pared exterior del
envase. Como se describirá en mayor detalle a continuación, una
salida de descarga 16 se extiende desde una pared de orificio en el
interior del cuerpo de válvula, donde dicha pared de orificio es
cerrada comúnmente con una junta de válvula. En su posición cerrada
(asentada contra la pared de orificio), la junta de válvula es
posicionada a una corta distancia axial con respecto al anillo de
posicionamiento 14a, preferentemente a no más de 0,25 pulgadas
(6,35 mm), para limitar la cantidad de líquido, contenido dentro de
la porción de la válvula fuera del envase de fluido, al volumen
dentro del extremo de entrada de la válvula, entre el anillo de
posicionamiento 14a y la junta de válvula. Al limitar la cantidad
de fluido que puede ser contenido dentro de la estructura de
válvula después de un ciclo de dispensación, es posible reducir el
riesgo de someter una dosis de líquido conservado dentro de la
válvula, después de un ciclo de dispensación, a las fluctuaciones de
temperatura, reduciendo a su vez el riesgo de dispensar una dosis
de líquido en mal estado al inicio del siguiente ciclo de
dispensación.
Como se muestra más particularmente en las
Figuras 4 y 5, la pared del orificio de válvula 17, se extiende a
través del interior del cuerpo 13 entre la abertura de entrada 15 y
la salida de descarga 16. La pared del orificio de válvula define
un conjunto de huecos u orificios de válvula 17a, como así también
un asiento de válvula 18 que rodea los orificios de válvula 17a y
mira hacia la abertura de entrada 15. La pared del orificio de
válvula también define una abertura guía de émbolo 17b, adyacente al
eje central del cuerpo de válvula. Como se aprecia mejor en la
Figura 5, una pared de soporte de guía de émbolo 5 se extiende a
través del cuerpo de válvula, justo hacia el exterior de la
abertura de descarga 16, para que la pared de soporte de guía de
émbolo 5 permanezca entre la abertura de descarga y el extremo
actuador del cuerpo de válvula. Una guía de émbolo tubular 20 se
extiende hacia afuera desde la pared de soporte de guía de émbolo,
hacia el extremo actuador 9 del cuerpo de válvula. La guía de
émbolo 20 es alineada con la abertura guía de émbolo 17b de la pared
de orificio de válvula. El cuerpo de válvula también tiene un par
de alas de agarre 30 y 31 que se proyectan hacia afuera desde la
porción restante del cuerpo de válvula, en el extremo actuador 9.
Las alas de agarre 30 y 31 se extienden, por lo general, en
direcciones perpendiculares a la dirección axial del cuerpo de
válvula y de forma perpendicular a la dirección de la abertura de
descarga 16. El cuerpo de válvula 13 se encuentra formado, de
manera preferente, de un material polimérico compatible con el
fluido a ser dispensado como, por ejemplo, un termoplástico como el
polipropileno u otra poliolefina. En una realización preferente, el
cuerpo de válvula 13 se encuentra formado de un copolímero de
polipropileno.
Un elemento de émbolo 21 es montado de manera
deslizable en una guía de émbolo 20. El elemento de émbolo 21 está
hecho, preferentemente, de polipropileno u otro material plástico.
En una realización preferente, un elemento de émbolo 21 se
encuentra formado de igual modo de un copolímero de polipropileno.
El elemento de émbolo 21 tiene un extremo inferior 22 que se
extiende a través de la pared de soporte de guía de émbolo 5, hasta
la salida de descarga 16 y hasta la abertura de guía de émbolo 17b
de la pared de orificio de válvula 17, hacia el interior de la
abertura de entrada 15.
Una junta de válvula elástica 19 en forma de
elemento semi cónico es conectado de manera fija al extremo inferior
22 del elemento de émbolo, por medio de un elemento de acoplamiento
22a que puede ser encajado a presión con una abertura de dimensión
especial 19a en la junta de válvula 19 debido a la naturaleza
elástica de los materiales con los que la junta de válvula 19 y el
émbolo 21 están fabricados. La junta de válvula 19 puede formarse
básicamente a partir de cualquier material elástico, el cual no
reaccionará con ni contaminará el fluido a ser dispensado, y que no
se derretirá ni degradará bajo las condiciones posibles de uso. Por
ejemplo, un elastómero termoplástico o termoendurecible u otro
material flexible, por lo general en un rango de dureza de
aproximadamente 30 a 80 en durómetro Shore A, y más preferiblemente
de aproximadamente 50 a 80 en durómetro Shore A, puede ser
utilizado en aplicaciones típicas de dispensación de bebidas. En una
realización preferente, la junta de válvula 19 se forma de un
caucho termoplástico. El perímetro de la junta de válvula 19 recubre
el asiento de válvula 18 y se asienta contra el asiento de válvula
cuando la válvula se encuentra en la posición cerrada representada
en la Figura 5.
El grosor de la junta de válvula dependerá del
material y de las condiciones de operación. Sólo a modo de ejemplo,
en una válvula para dispensar bebidas bajo presión por gravedad [por
ejemplo, en el orden de una presión de 0,5 a 1 libra por pulgada
cuadrada (3,45 a 6,9KPa)], la junta de válvula tiene aproximadamente
1 pulgada (25,4 mm) de diámetro y alrededor de 0,020 (0,5) a 0,040
pulgadas (1mm) de grosor, más preferentemente alrededor de 0,032
pulgadas (0,8 mm) de grosor, en su perímetro.
Un elemento cilíndrico de tope 28 y un actuador
24 están conformados de manera integral con el elemento de émbolo
21, en el extremo exterior 23 del elemento de émbolo 21 apartado del
extremo inferior 22. El actuador 24 tiene una sección elástica con
forma de cúpula 25, con un tamaño tal que permite que el perímetro
26 de esta sección con forma de cúpula pueda ser montada o
contenida por un saliente o surco 27 dispuesto en la pared interior
13b de la válvula 13, en el interior del extremo actuador del cuerpo
de válvula 13. Las dimensiones del actuador son seleccionadas para
proporcionar la acción elástica y las características de
fuerza/deflexión deseadas como se analiza más adelante. En una
realización a modo de ejemplo, el émbolo, el elemento de tope y el
actuador que incluye un elemento elástico 25 son moldeados como una
unidad con polipropileno. El elemento elástico 25, por lo general,
es cónico y tiene alrededor de 1 pulgada (25,4 mm) de diámetro, con
un ángulo incluido de aproximadamente 160º. Es decir, la pared de
la sección cónica elástica se encuentra en un ángulo A (Figura 6)
de 10º con respecto al plano perpendicular a la dirección axial del
elemento de émbolo. El elemento elástico 25 tiene aproximadamente
0,012 pulgadas (0.3 mm) de grosor en su perímetro, y alrededor de
0,018 pulgadas (0,45 mm) de grosor en su unión con el elemento de
tope 28. El elemento de tope 28 tiene aproximadamente 0,292
pulgadas (7,5 mm) de diámetro. Por lo tanto, la relación entre la
extensión axial x de la sección cónica elástica y el grosor
promedio de la sección elástica es de aproximadamente 4.
El elemento de tope 28 coactúa con un hombro de
tope 29 formado por el extremo exterior de la guía de émbolo 20.
Así, la distancia que el émbolo 21 puede moverse cuando se ejerce
fuerza sobre el elemento de émbolo en el actuador 24 será
determinada por la distancia que el elemento de tope 28 puede
recorrer antes de entrar en contacto con el hombro de tope 29.
En funcionamiento, la válvula se monta en el
envase como se muestra en la Figura 1. La abertura de descarga
apunta hacia abajo fuera del envase, mientras que las alas de agarre
30 y 31 se proyectan de forma horizontal. Por lo general, la
válvula permanece en la posición completamente cerrada como se
ilustra en la Figura 5. En esta posición, la elasticidad del
actuador 24 presiona el émbolo 18 hacia afuera, hacia el extremo
actuador 9 del alojamiento, y hace que la junta de válvula 19
permanezca enganchada con el asiento 18, para que la cabeza bloquee
el flujo proveniente de la abertura de entrada 15 hacia los
orificios 17a y la abertura de descarga 16. En esta condición, la
presión del líquido 11 en el envase tiende a forzar la cabeza contra
el asiento 18, cerrando por lo tanto la válvula de manera más
hermética. Las porciones 17c de la pared de orificio de válvula 17
que rodean inmediatamente los orificios 17a soportan la junta de
válvula y evitan que se hunda hacia el interior de la abertura de
descarga 16. Esto ayuda a asegurar que el sellado no se romperá en
el caso de que se apliquen grandes presiones de fluido, como podría
ocurrir, por ejemplo, si el envase 10 se cae o es agitado. Dicho de
otro modo, la cabeza 19 puede ser tan blanda y flexible que si las
porciones de apoyo 17c de la pared de orificio de válvula
estuvieran ausentes, la cabeza sería susceptible a dicho
hundimiento. Esta capacidad de utilizar una cabeza flexible y
blanda, sin miedo al goteo, bajo condiciones extremas facilita a su
vez la formación de un sellado efectivo en el asiento 18. La pared
de orificio de válvula también proporciona una guía adicional para
el émbolo 21, la cual facilita el movimiento de deslizamiento del
émbolo, reduce toda tendencia del émbolo a trabarse, y mantiene la
cabeza 19 concéntrica con el asiento 18.
El usuario puede abrir la válvula sujetando las
alas de agarre 30 y 31 con sus dedos y presionando su pulgar contra
la sección central del botón 61 para mover de manera intencionada el
actuador 24, el elemento de émbolo 21 y la junta de válvula 19 en
una dirección de apertura alineada con el eje central del cuerpo de
válvula y transversal a la pared de orificio de válvula 17. Dicho
movimiento lleva al elemento de émbolo y a la junta de válvula
desde la posición normalmente cerrada hacia una posición abierta, en
la cual el elemento de tope 28 del émbolo engancha la pared de tope
29 en el orificio de émbolo del cuerpo de válvula. En esta posición
abierta, la junta de válvula está lejos de la pared de orificio de
válvula 17 y lejos del asiento 18, para que la junta de válvula no
ocluya los orificios 17a y por lo tanto el fluido pueda fluir desde
el envase 10 hacia la abertura de descarga 16.
A medida que el usuario fuerza el émbolo hacia
adentro y hacia la posición abierta, el elemento elástico 25 es
deformado. La fuerza exterior o de cierre aplicada por el elemento
elástico 25 puede aumentar a medida que el émbolo es desplazado.
Sin embargo, la fuerza de cierre no se incrementa de forma linear
con el desplazamiento interior hacia la posición abierta. Como se
muestra de forma esquemática en el gráfico de la Figura 8a, la
curva de fuerza de cierre 46 de la válvula, como se describió
anteriormente, primero aumenta con el desplazamiento de abertura de
la posición cerrada 40a, pero luego el incremento del desplazamiento
de abertura por unidad de fuerza de cierre disminuye hasta que el
elemento de émbolo y la junta de válvula alcanzan un punto de máxima
fuerza de cierre en una posición intermedia 42a, en cuyo punto la
fuerza exterior o de cierre comienza a disminuir con el aumento del
desplazamiento de abertura. La válvula exhibe de manera preferente
una fuerza de cierre máxima de 2 a 2,5 libras (13900 a 17250 Pa) en
una posición intermedia 42a. La fuerza exterior o de cierre
ejercida por la sección elástica 25 continúa disminuyendo con el
posterior desplazamiento de abertura. Sin embargo, el émbolo
alcanza la posición totalmente abierta 44a, donde un elemento de
tope 28 engancha la pared de tope 29 (Figura 5) e interrumpe el
desplazamiento de abertura antes de que la fuerza exterior o de
cierre disminuya a cero. En dicha posición totalmente abierta 44a,
la válvula requiere de forma preferente una fuerza de agarre de
sólo 0,75 libras (5175 Pa). Dicho de otro modo, la sección cónica
elástica o con forma de cúpula 25 proporciona una característica de
resorte no linear con secciones de fuerza que aumentan y disminuyen.
La distancia de recorrido dispuesta por el elemento de tope 28 y la
pared de tope 29 es seleccionada para que la posición completamente
abierta permanezca en la sección de fuerza descendente de la curva
característica, con una fuerza de abertura inferior al máximo
alcanzado durante el recorrido. En la realización a modo de ejemplo
descrita arriba, el recorrido total de la posición completamente
cerrada a la posición completamente abierta es de aproximadamente
0,25 pulgadas (6,35 mm) a 0,75 pulgadas (19 mm).
En una primera realización alternativa,
representada por la curva de fuerza 47a, se proporciona un elemento
elástico 25 con un grosor promedio mayor de aproximadamente 0,0155
pulgadas (0,39 mm), requiriendo a su vez una mayor fuerza de cierre
de aproximadamente 3-3,5 libras
(20700-24150 Pa) en la posición intermedia 42a', y
exhibiendo después una fuerza de cierre descendente hasta alcanzar
un mínimo de aproximadamente 0,75 libras (5175 Pa) para mantener la
válvula en una posición abierta. Se ha demostrado que dicha fuerza
de cierre intermedia incrementada proporciona un mayor efecto de
cierre a presión después de liberar la válvula de la posición
completamente abierta, reduciendo así el riesgo del uso involuntario
de la válvula.
En una segunda realización alternativa
representada por la curva de fuerza 46b de la Figura 8b, el elemento
elástico 25 se encuentra formado de tereftalato de polietileno
(PET-C) y dimensionado, como se analizó con
anterioridad, con un grosor promedio de 0,015 pulgadas (0,38 mm).
Dicha estructura para el elemento elástico 25 requiere de una
fuerza de cierre aún mayor de aproximadamente 4-4,5
libras (27600-31050 Pa) en una posición intermedia
42b, y exhibiendo después una fuerza de cierre descendente hasta
alcanzar una vez más un mínimo de aproximadamente 0,75 libras (5175
Pa) para mantener la válvula en una posición abierta.
Aún en una tercera realización alternativa
representada por la curva de fuerza 47b de la Figura 8b, un elemento
elástico 25 se encuentra nuevamente formado de
PET-C y dimensionado con un grosor promedio de
aproximadamente 0,0155 pulgadas (0,39 mm), requiriendo a su vez una
mayor fuerza de cierre de aproximadamente 5-5,5
libras (34500-37950 Pa) en la posición intermedia
42b', y exhibiendo después una fuerza de cierre descendente hasta
alcanzar otra vez un mínimo de aproximadamente 0,75 libras (5175 Pa)
para mantener la válvula en una posición abierta.
Por lo tanto, utilizando polímeros y grosores
alternativos del actuador 24, la curva de fuerza versus
desplazamiento puede ser modificada como se muestra en las
distintas curvas de fuerza de las Figuras 8a y 8b, para que durante
el desplazamiento interior desde la posición completamente cerrada
40 a la posición completamente abierta 44, las posiciones
intermedias 42 exhiban mayores fuerzas de cierre, incrementando así
el efecto de cierre a presión después de la liberación del actuador
de válvula.
Además, construyendo cada uno de los elementos
de válvula como se analizó con anterioridad, a saber, formando el
cuerpo de válvula con un copolímero de polipropileno con un grosor
de pared promedio mínimo de 0,0625 pulgadas (1,59 mm), y formando
la junta de válvula con caucho termoplástico con un grosor promedio
de alrededor de 0,032 pulgadas (0.8 mm), la estructura de válvula
puede ser sometida a vigorosos procesos de esterilización
necesarios para utilizar la válvula en aplicaciones alimenticias,
incluyendo la irradiación de la estructura hasta a 5.5 MRAD y
sometiendo la estructura a procesos de esterilización química y por
vapor a altas temperaturas, sin causar que la estructura de la
válvula se vuelva quebradiza, o que de otro modo se comprometa la
integridad de la estructura u operación de la válvula.
La característica de resorte no linear
proporciona numerosas ventajas significativas. Puede proporcionar
una fuerza de cierre considerable en la posición totalmente
cerrada, y por lo tanto un sellado efectivo, con una baja fuerza de
retención en la posición completamente abierta. El usuario puede
mantener la válvula abierta mientras el líquido está fluyendo sólo
con un esfuerzo moderado. Las fuerzas de accionamiento más altas son
alcanzadas sólo de forma breve, durante el recorrido de la posición
cerrada a la posición abierta, y no tienden a causar fatiga. En
contraste, en una válvula con un resorte linear convencional, las
más altas fuerzas de cierre son alcanzadas en la posición
completamente abierta, para que el usuario deba resistir de forma
continua dichas fuerzas mientras el líquido está fluyendo. Además,
la acción de resorte no linear proporciona una "sensación"
agradable o de interacción táctil, que confirma al usuario que la
válvula está abierta, incluso si el usuario no puede ver el flujo o
no está mirando en dirección al flujo.
Dado que los elementos de agarre 30 y 31 se
extienden por lo general de forma transversal a la salida de
descarga 16, y se extienden por lo general de manera horizontal
durante el uso de la válvula, los dedos del usuario se apoyarán por
encima del extremo inferior de la abertura de descarga, lejos del
flujo de fluido descargado desde la abertura. Así, si se está
dispensando un fluido caliente, éste no lastimará al usuario.
En la realización de la presente invención
mostrada en la Figura 5, se proporciona un elemento de botón
pulsador individual 60 para el enganche manual por parte de un
usuario para que opere la válvula dispensadora. El botón pulsador
60 está formado, de manera preferente, como un disco generalmente
con una superficie superior plana 61, y una superficie inferior 62
en el lado opuesto de la superficie superior 61. Extendiéndose hacia
abajo y ubicada de manera central en la superficie inferior 62 se
encuentra una clavija de enganche 63. En la realización de la
presente invención representada en la Figura 5, la sección elástica
con forma de cúpula 25 del actuador 24 está provista de una
abertura central 64 de un tamaño apropiado para recibir la clavija
de enganche 63 en la misma, y para mantenerla en su lugar mediante
un ajuste por fricción. Así, presionar el elemento de botón
pulsador 60 hacia abajo y hacia el interior del cuerpo de volumen
tubular 13 hace que el elemento de émbolo 21 y la junta de válvula
19 se muevan en una dirección de abertura alineada con el eje
central del cuerpo de válvula y transversal a la pared de orificio
de válvula 17, precisamente como se describió arriba. De manera
preferente, a la clavija de enganche 63 se le proporciona un anillo
circunferencial 63a posicionado alrededor de la clavija 63,
adyacente al punto en el cual la clavija 63 se fija a la superficie
inferior 62. El anillo 63a define un reborde 63a generalmente
paralelo a la superficie inferior 62. Al ser insertada en el
actuador 24, la clavija 63 se ajusta entonces de forma adecuada
dentro de la abertura central 64 en el actuador 24, mientras que el
reborde 63b permanece a nivel contra la cara superior del actuador
24. Así, cuando el elemento de botón pulsador 60 es presionado
hacia abajo, sólo el reborde 63b entra en contacto con el actuador
24, asegurando de esta forma que la sección elástica con forma de
cúpula no pierda su forma o su característica de resorte no linear
cuando el botón sea accionado.
En una realización alternativa de la presente
invención, el elemento de botón pulsador 60 consta adicionalmente
de un anillo extraible indicador de alteración 70 que rodea al
elemento de botón pulsador 60. El anillo indicador de alteración 70
es definido por una pared vertical exterior 71, una pared superior
72 y una pared corta vertical interior 73, de menor dimensión
vertical que la pared exterior 71. La pared vertical exterior 71
tiene un grosor 71a, de modo tal que la parte inferior de la pared
vertical exterior 71 defina una superficie plana de tamaño
correspondiente para asentarse contra el extremo de accionamiento 9
del cuerpo de válvula tubular 13 que rodea al actuador 24. La pared
vertical interior 73 está provista de una pluralidad de pestañas 74
que se extienden hacia el interior del anillo indicador de
alteración 7, donde cada pestaña 74 tiene una sección terminal
angosta 75 en su extremo inferior, cuyas secciones terminales 75
están fijadas al borde superior y exterior del elemento de botón
pulsador 60. Las pestañas 74 son configuradas, de manera preferente,
para posicionar el elemento de botón pulsador 60 básicamente debajo
del plano definido por el alcance mayor de la pared superior 72, de
modo tal que cuando el elemento de botón pulsador 60 sea ensamblado
con el actuador 24 dentro de la válvula dispensadora 12, el punto
externo del extremo de accionamiento 9 sea la pared superior 72.
Así, empotrando el botón pulsador 60 en la estructura de la válvula
dispensadora 12 y debajo de la pared superior 72, es posible evitar
el accionamiento accidental o involuntario de la válvula (a través
del bombeo contra una superficie, etc.).
En uso, una nueva válvula dispensadora 12 se
proporciona en un envase sin usar con el elemento de botón pulsador
60 instalado en el actuador 24, con el anillo indicador de
alteración 70 intacto. Después del primer accionamiento de la
válvula al oprimir el botón pulsador 60, el movimiento del anillo
indicador de alteración 70 es bloqueado por el borde superior del
cuerpo de válvula tubular 13, de modo tal que el movimiento del
elemento de botón pulsador 60 hacia el cuerpo de válvula 13
provoque que el anillo indicador de alteración 70 se separe del
elemento de botón pulsador 60 y se desprenda de la válvula
dispensadora 12. Por lo tanto, el accionamiento previo de la
válvula 12 puede ser claramente evidente ante los ojos del usuario,
basándose ya sea en la presencia o en la ausencia del anillo
indicador de alteración 70 del elemento de botón pulsador 60.
La resistencia de flujo de fluido de la válvula
en la posición abierta es controlada en gran medida por la
resistencia de fluido de los orificios 17a. Así, la resistencia de
flujo de fluido de la válvula puede ser seleccionada para adaptarse
a la aplicación, determinando la cantidad y el tamaño de los
orificios. La cantidad y el tamaño de los orificios 17a, puede
variar con sólo una leve modificación del aparato de moldeo por
inyección (por ejemplo, variando las posiciones movibles de clavija
dentro de dicha estructura de molde). Esto permite al fabricante
realizar válvulas para casi cualquier aplicación sólo con
insignificantes costes de mecanización. Los orificios 17a no deben
ser redondos necesariamente; también es posible considerar otras
formas, incluyendo orificios curvos 17a' (Figura 9) que se
extienden parcialmente alrededor del centro del cuerpo de válvula y
parcialmente alrededor de la abertura guía de émbolo 17b', con los
componentes apropiados intercambiables de moldeo por inyección.
Dado que la válvula dispensadora 12 descrita con
anterioridad es fabricada sólo con unas cuantas piezas, formadas
mediante técnicas simples y convencionales de moldeo, es
relativamente simple de utilizar y asequible de fabricar. Es fiable
intrínsecamente, y no requiere de una precisión extrema durante la
fabricación.
Aquellas personas experimentadas en el arte del
diseño de resortes reconocerán de inmediato que también pueden
utilizarse otras formas de elementos elásticos 25 del actuador, como
formas rectangulares, cruciformes y octagonales, sin apartarse del
alcance de la presente invención. Además, como se analizó con
anterioridad, el elemento elástico 25 puede ser dispuesto en el
extremo expuesto o de actuador del émbolo, para que la sección
elástica actúe como parte del botón pulsador y cierre el extremo
actuador de la cubierta. Sin embargo, esto no es esencial, y el
elemento elástico puede ser dispuesto dentro del cuerpo de válvula,
en una ubicación inaccesible para el usuario, como se explicó en
detalle con anterioridad mediante el uso del elemento de botón
pulsador 60. Además, aunque es altamente ventajoso formar el
elemento elástico de manera integral con el elemento de émbolo,
esto no resulta esencial. Por el contrario, la junta de válvula 19
puede conformarse de manera integral con el elemento de émbolo, en
lugar de ser ensamblada al elemento de émbolo como se analizó con
anterioridad, con el elemento elástico anexado más tarde. Además,
el elemento elástico puede estar formado opcionalmente de plástico o
metal.
Habiendo expuesto por completo las realizaciones
preferentes y ciertas modificaciones del concepto subyacente de la
presente invención, resultará evidente para aquellas personas
experimentadas en el arte la posibilidad de incrementar otras
realizaciones, además de ciertas variaciones y modificaciones de las
realizaciones aquí mostradas y descritas, tras familiarizarse con
dicho concepto subyacente. Debería comprenderse, por lo tanto, que
la invención puede practicarse de manera distinta a la expuesta de
forma específica en el presente documento.
Para la aplicación industrial de las válvulas
dispensadoras a prueba de alteraciones, es deseable proporcionar
una estructura de válvula que sea más fácil de utilizar que las
válvulas dispensadoras tradicionales, que no requiera que el
usuario ejerza fuerzas excesivas para mantener la válvula abierta, y
que a la vez asegure un asiento hermético de la válvula cuando se
encuentre en la posición cerrada. También es deseable proporcionar
una válvula que esté adaptada para una fabricación inmediata,
utilizando técnicas usuales de producción, como el moldeo por
inyección en una variedad de configuraciones con diferentes
resistencias a flujos de fluido para que pueda ser utilizada con
distintas viscosidades de fluido y presión, y que ofrezca al usuario
la seguridad de que la válvula no ha sido utilizada o alterada
previamente, y que la integridad de los contenidos del envase de
fluidos no se ha visto comprometida. Se revela aquí una válvula
dispensadora de fluidos que permite una fácil utilización y
requiere ejercer sólo una fuerza mínima en el actuador de válvula
para mantener la válvula en la posición abierta, proporcionando un
actuador de válvula elástico con las características de un resorte
no linear que está conectado de forma operativa a un émbolo, con el
extremo opuesto del émbolo que consta de una cabeza de válvula
elástica montada en el mismo. Una salida de descarga intermedia es
posicionada entre el extremo del actuador y la cabeza de válvula y
en comunicación fluida con el interior del envase de fluidos. Una
pared de orificio de válvula es posicionada entre la cabeza de
válvula y la cámara dispensadora, proporcionando una pluralidad de
orificios para restringir el flujo de fluido a través del cuerpo de
válvula cuando la válvula se encuentra en una posición abierta. Se
proporciona un actuador de botón pulsador expuesto al exterior de
un envase de fluidos, al cual la válvula dispensadora está conectada
para accionar la válvula dispensadora, donde el actuador consta de
una pestaña de seguridad indicadora de alteración anexada a un botón
pulsador.
Claims (15)
1. Una válvula dispensadora de fluidos que
consta de:
- \quad
- un cuerpo de válvula (13) con una entrada (15) y una salida de descarga (16); al menos un orificio de válvula (17a; 17a') en medio de dicha entrada (15) y dicha salida de descarga (16);
- \quad
- una junta de válvula elástica (19) que puede moverse desde una posición cerrada en la cual dicha junta de válvula (19) ocluye dicho orificio de válvula (17a; 17a'), a una posición abierta en la cual dicha junta de válvula (19) no ocluye dicho orificio de válvula (17a; 17a'); y
- \quad
- un elemento de émbolo (21) montado de manera recíproca dentro de dicho cuerpo de válvula (3) y que incluye un extremo exterior (23) y un extremo interior (22), donde dicho extremo exterior (23) está conectado a un actuador elástico (24), donde dicho actuador elástico (24) está conectado de forma operativa a dicha junta de válvula elástica (19) y engancha de forma operativa dicho cuerpo de válvula (13) para que dicho actuador elástico (24) ejerza una fuerza de cierre sobre dicha junta de válvula elástica (19), haciendo que dicha junta de válvula elástica (19) alcance dicha posición cerrada,
- \quad
- en donde dicho actuador elástico (24) presenta una relación no linear entre dicha fuerza de cierre y el desplazamiento de dicha junta de válvula elástica (19) con respecto a dicha posición de cierre;
- \quad
- dicho actuador elástico (24) es configurado además de modo tal que se ejerza al menos algún tipo de fuerza de cierre sobre dicha junta de válvula elástica (19) cuando dicha junta de válvula elástica (19) se encuentre en dicha posición abierta, dicha posición cerrada, y en cualquier posición intermedia;
- \quad
- y
- \quad
- dicho actuador elástico (24) está configurado de modo tal que dicha relación no linear provoque que la fuerza de cierre disminuya después del desplazamiento de dicha junta de válvula elástica (19) a dicha posición abierta desde una posición intermedia entre dicha posición abierta y dicha posición cerrada, caracterizado porque:
- dicho actuador elástico (24) consta de un elemento elástico de forma cónica,
- dicho extremo interior (22) de dicho elemento de émbolo (21) está unido a dicha junta de válvula elástica (19), y
- la válvula dispensadora consta adicionalmente de:
- medios (28, 29) para suprimir el movimiento de apertura de dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19) cuando dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19) alcanzan dicha posición abierta.
2. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, en donde dicho actuador elástico (24) está configurado
adicionalmente de modo tal que dicha fuerza de cierre se incremente
después del desplazamiento de dicha junta de válvula elástica (19)
desde dicha posición cerrada a dicha posición intermedia.
3. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, que consta adicionalmente de:
- \quad
- un elemento de tope (28) en dicho elemento de émbolo (21) y un elemento de tope (29) en dicho cuerpo de válvula (13), donde dichos elementos de tope se enganchan entre sí para suprimir el movimiento de apertura de dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19), cuando dicho elemento de émbolo (21) y dicha junta de válvula elástica (19) alcanzan dicha posición abierta.
4. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, en donde dicho actuador elástico (24) está conformado de manera
integral con dicho elemento de émbolo (21).
5. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, en donde dicho extremo exterior (23) de dicho elemento de émbolo
(21) está expuesto para el enganche manual por parte de un usuario
para abrir dicha válvula dispensadora, y dicho actuador elástico
(24) forma al menos parte de un botón pulsador (60) para el enganche
manual por parte del usuario.
6. La válvula dispensadora de la reivindicación
5, en donde dicho cuerpo de válvula (13) tiene un extremo de
accionamiento (9) apartado de dicha entrada (15) y una abertura de
actuador en dicho extremo de accionamiento (9), donde dicho botón
pulsador (60) ocluye de manera considerable dicha abertura de
actuador.
7. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, donde dicho actuador elástico (24) tiene una porción central
conectada a dicho elemento de émbolo (21) y una porción periférica
(26) enganchada con dicho cuerpo de
válvula (13).
válvula (13).
8. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, que consta adicionalmente de:
- \quad
- un elemento de botón pulsador (60) expuesto para el enganche manual por parte de un usuario para abrir dicha válvula dispensadora, dicho elemento de botón pulsador (60) que es sostenido por fricción por dicho actuador elástico (24).
9. La válvula dispensadora de la reivindicación
8, dicho elemento de botón pulsador (60) que consta adicionalmente
de un disco por lo general plano con una superficie superior (61) y
una superficie inferior (62), una clavija de enganche (63) que se
prolonga hacia afuera desde dicha superficie inferior (62), y un
anillo (63a) que rodea una porción de dicha clavija de enganche
(63) adyacente a dicha superficie inferior (62) y que define un
saliente (63b) por lo general paralelo a dicha superficie inferior
(62).
10. La válvula dispensadora de la reivindicación
9, estando dicha clavija (63) sostenida por fricción dentro de una
abertura en una superficie superior de dicho actuador elástico (24),
y dicho saliente ensamblando con dicha superficie superior de dicho
actuador elástico (24) adyacente a dicha abertura.
11. La válvula dispensadora de la reivindicación
8, dicho elemento de botón pulsador (60) que consta adicionalmente
de un anillo indicador de alteración (70) que rodea a dicho elemento
de botón pulsador (60) y está fijado a éste de manera extraíble.
12. La válvula dispensadora de la reivindicación
11, donde dicho anillo indicador de alteración (70) consta de una
pared vertical exterior (71), una pared superior (72), una pared
inferior, y una pared vertical interior (63), y una pluralidad de
pestañas (74) en dicha pared vertical interior (73), con una porción
frágil (75) que sostiene de manera extraíble dicho elemento de
botón pulsador (60).
13. La válvula dispensadora de la reivindicación
12, donde dicha pluralidad de pestañas (74) sostienen de manera
extraíble una superficie superior (61) de dicho botón pulsador (60)
en una posición vertical debajo de dicha pared superior (72) de
dicho anillo indicador de alteración (70).
14. La válvula dispensadora de la reivindicación
1, que consta adicionalmente de:
- \quad
- una pared de orificio de válvula (17) en medio de dicha entrada (15) y dicha salida de descarga (16), donde dicho, al menos, un orificio de válvula (17a; 17a') se prolonga a través de dicha pared de orificio de válvula (17), y donde dicha pared de orificio de válvula (17) define un asiento de junta de válvula (18) que rodea al, al menos, un orificio de válvula (17a, 17a') y donde dicho asiento de junta de válvula (18) evita que dicha junta de válvula (19) ceda bajo la influencia de la presión de fluidos aplicada a dicha entrada (15) cuando dicha junta de válvula (19) se encuentra en dicha posición cerrada.
15. La válvula dispensadora de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde dicho cuerpo de válvula (13),
dicho orificio de válvula (17a; 17a'), dicha junta de válvula
elástica (19), y dicho actuador elástico son realizados con
materiales elegidos por su capacidad de soportar la exposición a una
irradiación gamma y de cobalto de al menos 5.0 MRAD.
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