ES2829501T3 - Válvula de aerosol con trayectorias de flujo definidas - Google Patents

Abstract

Válvula de aerosol (40, 70, 90) para dispensar una formulación de producto desde un recipiente, comprendiendo la válvula de aerosol (40, 70, 90): una copela de montaje (50) en el recipiente para orientar la válvula de aerosol (40, 70, 90) en el recipiente; una junta de estanqueidad (52) situada en la copela de montaje (50); una carcasa de vástago de válvula (48) situada debajo de la copela de montaje (50) y adyacente a la junta de estanqueidad (52), la carcasa de vástago de válvula (48) definida por una cámara interna que tiene una base, una parte superior definida por un primer diámetro, una parte inferior definida por un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro, y una parte media de un diámetro variable que disminuye entre la parte superior y la parte inferior, teniendo la parte media de la carcasa de vástago de válvula (48) una superficie a lo largo de toda una circunferencia interna de la carcasa de vástago de válvula (48), estando la superficie inclinada para conectar la parte superior a la parte inferior para crear una superficie de tope duro anular (49); un vástago de válvula (46, 76, 96) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) de modo que una parte superior sobresale a través y por encima de la junta de estanqueidad (52), comprendiendo el vástago de válvula (46, 76, 96) una abertura de vástago de válvula (58), un orificio central (54) y un miembro (59), en donde el vástago de válvula (46, 76, 96) se puede mover desde una posición superior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está en una posición cerrada no accionada, a una posición inferior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está completamente accionada; un resorte de compresión (44, 74) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) y para soportar el vástago de válvula (46, 76, 96) mediante el miembro (59), comprendiendo el resorte de compresión (44, 74): una espiral de resorte que, en una primera posición, forma una pluralidad de espacios (45) con cada espacio (45) entre espiras adyacentes de la espiral de resorte; un espacio central circunscrito por la espiral de resorte con un diámetro de espacio central, en donde la espiral de resorte y la carcasa de vástago de válvula (48) definen una primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) y una segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) cuando la formulación de producto en el depósito fluye hacia arriba bajo presión, y en donde la primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) está dentro y a través del espacio central del resorte de compresión (44, 74), alrededor del exterior del vástago de válvula (46, 76, 96), entrando en la abertura de vástago de válvula (58) y en el orificio central (54), caracterizada por que la abertura de vástago de válvula (58) está dispuesta radialmente a través del vástago de válvula (46, 76, 96), el orificio central (54) se extiende desde la parte superior hasta al menos la abertura de vástago de válvula (58) para proporcionar comunicación fluida entre la carcasa de vástago de válvula (48) y el vástago de válvula (46, 76, 96), el miembro (59) está dispuesto alrededor de una circunferencia del vástago de válvula (46, 76, 96) debajo de la abertura de vástago de válvula (58), la junta de estanqueidad (52) cubre la abertura de vástago de válvula (58) cuando el vástago de válvula (46, 76, 96) está en la posición cerrada no accionada, la superficie de tope duro anular (49) de la carcasa de vástago de válvula (48) y el miembro (59) son estructuras de interferencia que evitan que la espiral de resorte tenga sus espiras completamente juntas, en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) está dentro y a través de las espiras de la espiral de resorte y los espacios (45) entre ellas.

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de aerosol con trayectorias de flujo definidas

ANTECEDENTES DE LA DIVULGACIÓN

1. Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere al campo de las válvulas de aerosol para el suministro de formulaciones de producto que tienen sólidos. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a una válvula de aerosol que tiene un vástago de válvula, un resorte de compresión y un tope duro que evita la compresión total del resorte de compresión cuando el consumidor presiona el vástago de válvula para dispensar las formulaciones de producto que tienen sólidos, creando trayectorias de flujo definidas.

2. Descripción de la técnica relacionada

Las estructuras de válvulas de aerosol para formulaciones de producto que contienen sólidos pueden fallar debido a la aglomeración (aglutinación) de sólidos en los pasajes de flujo en el espacio interno de la carcasa de vástago de válvula. Los diseños convencionales de válvulas de aerosol a menudo emplean trayectorias de flujo que tienen canales largos y estrechos, cambios bruscos en la dirección del flujo y zonas de recirculación - cualquiera o todos los cuales pueden hacer que los sólidos en la formulación de producto se aglutinen y obstruyan las trayectorias de flujo.

Además, las válvulas de aerosol convencionales tienen un resorte de compresión que está completamente comprimido (es decir, las espiras de resorte individuales están presionadas firmemente entre sí) cuando un consumidor presiona completamente el vástago de válvula para dispensar o rociar el producto. Sin embargo, las espiras de resorte comprimidas forman una barrera para la formulación de producto que fluye hacia arriba y, por lo tanto, obligan al producto y al propulsor a seguir una trayectoria de flujo que se encuentra casi en su totalidad a lo largo del exterior de las espiras de resorte completamente comprimidas, ya que hay poco o no hay espacio entre las espiras de resorte para permitir que la formulación de producto y el propulsor fluyan entre las espiras de resorte o accedan al volumen en el centro del resorte de compresión. Por lo tanto, un resorte de compresión completamente comprimido (es decir, con las espiras juntas) en la válvula de aerosol convencional proporciona poca o ninguna mezcla de producto, o poca superficie para romper grumos de sólidos que pueden acumularse y obstruir las trayectorias de flujo.

Además, debido a que las espiras de resorte de compresión juntas forman una barrera que mantiene la mayor parte del flujo de producto en el exterior, la abertura (toma de vapor) solo incide en una pequeña parte de la trayectoria de flujo del producto y, por lo tanto, no absorbe la cantidad potencial máxima de producto o propulsor.

El documento US 5 605 258 A desvela una válvula de aerosol de este tipo que comprende una copela de montaje, una empaquetadura que tiene una abertura central, una carcasa de válvula, un vástago de válvula y un cuerpo de válvula, en donde el vástago de válvula y el cuerpo de válvula se mueven dentro de la carcasa de válvula en respuesta a presión sobre el vástago de válvula. El cuerpo de válvula comprende una pared cilíndrica que define un rebaje en el cuerpo de válvula. La pared cilíndrica tiene al menos una región delgada que se extiende desde un resalte superior de la pared, definiendo la región delgada y la pared cilíndrica una ranura debajo de la región delgada. La ranura se comunica con el interior del recipiente cuando la válvula es accionada. La solución desvelada en el documento US 5605258 A mejora la mezcla y reduce la obstrucción al proporcionar una cámara de turbulencia con aberturas tangenciales. Al entrar en la cámara de turbulencia a través de las dos aberturas tangenciales dispuestas en lados opuestos de la cámara, el aerosol entra en un movimiento turbulento que rompe las aglomeraciones.

RESUMEN DE LA DIVULGACIÓN

La presente divulgación proporciona una válvula de aerosol que proporciona una trayectoria de flujo adicional para el producto y el propulsor que mejora la mezcla de la formulación de producto.

La presente divulgación también proporciona una válvula de aerosol de este tipo que proporciona una trayectoria de flujo adicional para el producto y el propulsor que mejora la mezcla de la formulación de producto, reduce la aglomeración de sólidos en el producto que de otro modo podría obstruir las trayectorias de flujo en la válvula de aerosol, aumenta la turbulencia de la formulación de producto a medida que fluye a través de la válvula de aerosol y alimenta más del producto directamente a la abertura para una mejor dispensación del producto.

La presente divulgación proporciona además una válvula de aerosol que tiene un vástago de válvula, carcasa, resorte de compresión y un tope duro entre el vástago de válvula y la carcasa. El tope duro evita que el resorte de compresión se comprima por completo (con las espiras juntas) cuando el consumidor presiona el vástago de válvula para dispensar un producto, de modo que haya espacios abiertos entre las espiras adyacentes del resorte de compresión.

La presente divulgación proporciona además que los espacios abiertos resultantes entre las espiras del resorte de compresión crean una trayectoria de flujo adicional para la formulación de producto y el propulsor que proporciona acceso al producto y al propulsor al espacio central circunscrito por el resorte de compresión.

La presente divulgación también proporciona que el resorte de compresión tiene estos espacios abiertos que pueden funcionar como un deflector y un mezclador estáti

en la formulación de producto a medida que fluyen a través de la válvula de aerosol.

La presente divulgación proporciona además que los espacios entre las espiras del resorte de compresión también aumentan la turbulencia en la trayectoria del flujo y pueden romper las aglomeraciones de sólidos en la formulación de producto que de otro modo podrían obstruir la trayectoria del flujo.

La presente divulgación aún proporciona además que la estructura de la válvula de aerosol dirige la entrada del producto para que fluya preferentemente a través del centro del diámetro del resorte y salga como una cascada a través de las espiras abiertas sobre el extremo superior del resorte de compresión.

La presente divulgación proporciona todavía además que la abertura (toma de vapor) se sitúa adyacente a las espiras de resorte abiertas para maximizar el impacto del producto y el propulsor en el centro del flujo de fluido en el espacio interior formado por el resorte de compresión.

La presente divulgación también proporciona que la válvula de aerosol tiene un vástago de válvula con grandes pasajes de sección transversal que permiten que la formulación de producto fluya directamente desde el tubo de inmersión a través del centro del resorte de compresión. Esta configuración permite que el flujo de producto se desvíe suavemente alrededor del vástago de válvula, lo que reduce la contrapresión (resistencia).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una válvula de aerosol de la técnica anterior en carrera completa, que ilustra las trayectorias de flujo alrededor del exterior del resorte de compresión completamente comprimido (con las espiras unidas).

La figura 2 es una vista lateral de una realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación, con un corte que muestra algunas de las estructuras interiores en la válvula de aerosol.

La figura 3 es una vista lateral del exterior de la parte de vástago de válvula de la válvula de aerosol de la figura 2.

La figura 4A es una vista lateral de la parte de carcasa de vástago de válvula de la válvula de aerosol de la figura 2. La figura 4B es un corte de una parte de la figura 4A para mostrar algunas de las estructuras interiores en la carcasa de vástago de válvula de aerosol.

La figura 5 es una sección transversal de una realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación en una posición cerrada (modo de reposo) y asentada en la parte superior de un recipiente de aerosol.

La figura 6 es una sección transversal de la válvula de aerosol de la figura 5 en una posición abierta (completamente accionada).

La figura 7 es una vista en despiece ordenado de una parte de la válvula de aerosol de la figura 6, que ilustra los contactos entre el vástago de válvula y el resorte de compresión, y el tope duro entre el vástago de válvula y la carcasa de vástago de válvula.

La figura 8 es una ilustración que muestra cómo se mezclan el gas y el líquido en la válvula de aerosol.

Las figuras 9A, 9B, 9C y 9D son vistas en perspectiva en sección transversal de una realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación que muestra las trayectorias de flujo primario y secundario en diversas posiciones del vástago de válvula de aerosol. La figura 9A muestra la válvula de aerosol en su posición cerrada (modo de reposo). La figura 9B muestra la válvula de aerosol cuando la válvula está ligeramente entreabierta a una posición abierta. La figura 9C muestra la válvula de aerosol en una posición parcialmente abierta (media carrera). La figura 9D muestra la válvula de aerosol en una posición completamente abierta (carrera completa).

Las figuras 10A, 10B y 10C son vistas laterales en sección transversal adicionales de una realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación, en una posición cerrada (modo de reposo), una posición parcialmente abierta (media carrera) y una posición completamente abierta (modo completamente accionado), respectivamente.

Las figuras 11A, 11B, 11C y 11D son vistas en perspectiva en sección transversal de otra realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación que muestra las trayectorias de flujo primario y secundario en diversas posiciones del vástago de válvula de aerosol. La figura 11A muestra la válvula de aerosol en su posición cerrada (modo de reposo). La figura 11B muestra la válvula de aerosol cuando la válvula está ligeramente entreabierta a una posición abierta. La figura 11C muestra la válvula de aerosol en una posición parcialmente abierta (media carrera). La figura 11D muestra la válvula de aerosol en una posición completamente abierta (carrera completa).

Las figuras 12A, 12B y 12C son vistas laterales en sección transversal de otra realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación, en una posición cerrada (modo de reposo), una posición parcialmente abierta (media carrera) y una posición completamente abierta (modo completamente accionado), respectivamente.

Las figuras 13A, 13B, 13C y 13D son vistas en perspectiva en sección transversal de otra realización ejemplar más de una válvula de aerosol de la presente divulgación que muestra las trayectorias de flujo primario y secundario en diversas posiciones del vástago de válvula de aerosol. La figura 13A muestra la válvula de aerosol en su posición cerrada (modo de reposo). La figura 13B muestra la válvula de aerosol cuando la válvula está ligeramente entreabierta a una posición abierta. La figura 13C muestra la válvula de aerosol en una posición parcialmente abierta (media carrera). La figura 13D muestra la válvula de aerosol en una posición completamente abierta (carrera completa).

La figura 14 es una vista en sección transversal de otra realización ejemplar más de una válvula de aerosol de la presente divulgación en una posición cerrada (modo de reposo).

Las figuras 15A y 15B son vistas en perspectiva en sección transversal de otra realización ejemplar más de una válvula de aerosol de la presente divulgación que muestra las trayectorias de flujo primario y secundario cuando la válvula está abierta y cerrada. La figura 15A muestra la válvula de aerosol en su posición cerrada (modo de reposo). La figura 15B muestra la válvula de aerosol cuando la válvula está completamente inclinada (carrera completa).

Las figuras 16A y 16B son vistas en perspectiva en sección transversal de otra realización ejemplar de una válvula de aerosol de la presente divulgación que muestra las trayectorias de flujo primario y secundario cuando la válvula está abierta y cerrada. La figura 16A muestra la válvula de aerosol en su posición cerrada (modo de reposo). La figura 16B muestra la válvula de aerosol cuando la válvula está completamente inclinada (carrera completa).

La figura 17A es una ilustración de pruebas de CFD (dinámica de fluidos computational para mostrar las corrientes de flujo del producto y el propulsor a través de y sobre las espiras del resorte de compresión dentro de la carcasa de vástago de válvula de una realización de la válvula de aerosol de la presente divulgación. La figura 17B es otra vista de las corrientes de flujo de la figura 17A, sin las estructuras de válvula de aerosol circundantes, por lo que las corrientes de flujo se muestran claramente.

La figura 18A es una ilustración de las pruebas de CFD para mostrar las corrientes de flujo del producto y el propulsor a través de las espiras del resorte de compresión dentro de la carcasa de vástago de válvula de otra realización de la válvula de aerosol de la presente divulgación que tiene el asiento de resorte lleno. La figura 18B es otra vista de las corrientes de flujo de la figura 18A, sin las estructuras de válvula de aerosol circundantes, por lo que las corrientes de flujo se muestran claramente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA DIVULGACIÓN

Con referencia a los dibujos y, en particular, a la figura 1 que es una válvula de aerosol convencional o de la técnica anterior representada generalmente por el número de referencia 10. La válvula 10, que se muestra en la figura 1 en carrera completa, muestra la trayectoria de flujo de la formulación de producto alrededor del exterior del resorte de compresión antes de que la formulación pueda entrar en el orificio (abertura) central del vástago de válvula.

La válvula de aerosol 10 incluye un tubo de inmersión 12, un resorte de compresión 14, un vástago de válvula 16, una carcasa de vástago de válvula 18, una copela de montaje 20 y una junta de estanqueidad 22. El vástago de válvula 16 está encerrado en la carcasa del vástago de válvula 18. El vástago de válvula 16 tiene un par de aberturas (no mostradas en la figura 1) a través de las cuales pasa una formulación de producto presurizada con alto contenido de sólidos para entrar en el orificio central 24 del vástago de válvula 16. La copela de montaje 20 orienta y estabiliza la válvula de aerosol 10 en su posición adecuada sobre el producto. El vástago de válvula 16 contacta con el resorte de compresión 14 en el punto de contacto 26.

El resorte de compresión 14 ejerce una presión hacia arriba sobre la carcasa de vástago de válvula 18, que es presionada contra la junta de estanqueidad 22 que está ubicada en la cara interna de la copela de montaje 20. El vástago de válvula 16 tiene una parte superior que sobresale a través de la junta de estanqueidad 22 y la copela de montaje 20, y que es presionada por el consumidor para rociar la formulación de producto.

Cuando el consumidor presiona el vástago de válvula 16 para rociar el producto, la formulación de producto fluye hacia arriba a través del espacio interno de la carcasa de vástago de válvula 18 en una trayectoria de flujo 30.

Como se muestra en la figura 1, el resorte de compresión 14 está completamente comprimido (es decir, completamente accionado), empujando juntas las espiras individuales del resorte de compresión 14 de modo que hay poco o ningún espacio entre cualquiera de las espiras individuales. En esta configuración, las espiras del resorte de compresión 14 actúan como una barrera para el espacio que está dentro del resorte de compresión, requiriendo que la formulación de producto fluya hacia arriba por una larga trayectoria a través de la carcasa de vástago de válvula 18 que está casi completamente a lo largo del exterior del resorte de compresión 14. Esta trayectoria de flujo primario larga y tortuosa aumenta la probabilidad de que los sólidos en la formulación de producto se aglomeren y obstruyan la trayectoria de flujo, haciendo que el paso de la formulación de producto en la trayectoria de flujo se ralentice o bloquee por completo, lo que provocará el fallo del producto.

Las figuras 2 a 10 muestran varias realizaciones ejemplares de una válvula de aerosol 40 de la presente divulgación.

Las figuras 2 a 4 muestran una primera realización de la válvula de aerosol 40 que incluye un tubo de inmersión 42, un resorte de compresión 44, un vástago de válvula 46, una carcasa de vástago de válvula 48, una copela de montaje 50 y una junta de estanqueidad 52. El vástago de válvula 46 está encerrado en la carcasa de vástago de válvula 48. El vástago de válvula 46 tiene una abertura de vástago de válvula 58 que está dispuesta radialmente a través del vástago de válvula 46 y a través de la cual pasa una formulación presurizada de producto con alto contenido de sólidos para entrar en el orificio central 54 del vástago de válvula 46. El orificio central 54 se extiende desde la parte superior del vástago de válvula 46 hasta al menos la abertura de vástago de válvula 58 para proporcionar comunicación fluida entre la carcasa de vástago de válvula 48 y el vástago de válvula 46. El miembro 59 del vástago de válvula 46 está dispuesto alrededor de una circunferencia del vástago de válvula 46 debajo de la abertura de vástago de válvula 58. La junta de estanqueidad 52 cubre la abertura de vástago de válvula 58 cuando el vástago de válvula 46 está en la posición cerrada no accionada.

Las figuras 5 y 6 muestran una copela de montaje 50 que orienta y estabiliza la válvula de aerosol 40 en su posición adecuada sobre el recipiente de aerosol. El resorte de compresión 44 ejerce una presión hacia arriba sobre la carcasa de vástago de válvula 48, que se presiona contra la junta de estanqueidad 52 que está situada en una cara interna de la copela de montaje 50. El vástago de válvula 46 tiene una parte superior que sobresale a través de la junta de estanqueidad 52 y la copela de montaje 50, y que es presionada por el consumidor para dispensar (rociar) la formulación de producto.

La figura 7 muestra que la válvula de aerosol 40 tiene un tope duro 49 entre el vástago de válvula 46 y la carcasa de vástago de válvula 48. La carcasa de vástago de válvula 48 está definida por una cámara interna que tiene una base, una parte superior definida por un primer diámetro, una parte inferior definida por un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro y una parte media de un diámetro variable que disminuye entre la parte superior y la parte inferior, teniendo la parte media de la carcasa de vástago de válvula 48 una superficie a lo largo de toda una circunferencia interna de la carcasa de vástago de válvula 48, estando la superficie inclinada para conectar la parte superior a la parte inferior para crear una superficie de tope duro anular 49. La superficie de tope duro anular 49 de la carcasa de vástago de válvula 48 y el miembro 59 son estructuras de interferencia. El vástago de válvula 46 contacta con el resorte de compresión 44 en el punto de contacto 56. El tope duro 49 evita que el vástago de válvula 46 comprima completamente el resorte de compresión 44 de modo que, incluso cuando el consumidor presiona completamente el vástago de válvula 46 para dispensar (rociar) la formulación de producto, las espiras individuales del resorte de compresión 44 conservan algo de espacio entre ellas; es decir, incluso cuando el vástago de válvula 46 se acciona por completo, el resorte de compresión 44 no se "junta sus espiras" (es decir, tiene poco o ningún espacio entre las espiras adyacentes del resorte).

La válvula de aerosol 40 tiene menos cambios bruscos en la dirección del flujo, en comparación con las trayectorias de flujo de válvulas de aerosol de la técnica anterior. Esto reduce la propensión de los sólidos en la formulación de producto a aglomerarse en las trayectorias de flujo, proporcionando menos lugares en los que las partículas pueden acumularse y, por lo tanto, reduce los fallos del producto.

Una realización del vástago de válvula 46 tiene cuatro (4) pasajes (no mostrados) que son grandes en sección transversal, para minimizar el arrastre y así reducir la aglomeración de los sólidos en la formulación de producto a medida que el producto pasa, reduciendo la incidencia de fallos del producto.

Los pasajes permiten fácilmente que la formulación de producto fluya directamente desde el tubo de inmersión 42 a través del espacio central dentro del resorte de compresión 44, y se desvíe suavemente alrededor del vástago de válvula 46. El vástago de válvula 46 es, preferentemente, un cuerpo de vástago de válvula adelgazado. Estas estructuras y configuración reducen la contrapresión (resistencia) al flujo de la formulación de producto antes de que alcance la o las aberturas de vástago de válvula 58. Esta es una ventaja respecto a las trayectorias de flujo de válvulas convencionales, que requieren cambios bruscos en la dirección del flujo y el paso a través de canales largos y estrechos antes de llegar a las aberturas de vástago de válvula.

Como se muestra en las figuras 5 y 6, el resorte de compresión 44, cuando no está completamente comprimido, tiene espacios abiertos 45 formados entre las espiras adyacentes del resorte de compresión. Esto permite que las espiras del resorte de compresión 44 funcionen como un "deflector" y/o como un "mezclador estático" para los componentes de la formulación de producto.

Los espacios 45 entre las espiras individuales en el resorte de compresión 44 aumentan la turbulencia a lo largo de las trayectorias de flujo del producto y del propulsor. Esta turbulencia puede romper las aglomeraciones de sólidos en la formulación de producto a medida que se mueve a lo largo de la trayectoria de flujo, reduciendo así la probabilidad de que los sólidos se aglomeren y obstruyan cualquiera de las trayectorias de flujo. De esta manera, las espiras del resorte de compresión 44 pueden "atomizar" los sólidos en la formulación de producto; es decir, mantener los sólidos en su tamaño de partícula individual más pequeño, en promedio, con pocos o cero "grumos" de sólidos.

Los espacios 45 entre las espiras del resorte de compresión 44 también mejoran la mezcla de la formulación de producto cuando los sólidos fluyen a través de la válvula de aerosol 40.

Los espacios 45 entre las espiras del resorte de compresión 44 (cuando están abiertas para el rociado) también dirigen la entrada de la formulación de producto para que fluya preferentemente a través del centro del resorte de compresión 44 y salga como una cascada a través de las espiras abiertas y sobre el extremo superior del resorte de compresión 44.

Los espacios 45 entre las espiras del resorte de compresión 44 crean una trayectoria de flujo definida adicional para el producto y el propulsor que mejora la mezcla de la formulación de producto, reduce la aglomeración de sólidos que de otro modo podrían bloquear la trayectoria de flujo, aumenta la turbulencia de la formulación de producto a medida que fluye a través de la válvula de aerosol y alimenta más producto directamente a la abertura para una mejor dispensación del producto.

La junta de estanqueidad 52 es un material flexible que sella el espacio entre la copela de montaje 50 y la carcasa de vástago de válvula 48. La junta de estanqueidad 52 está hecha, preferentemente, de caucho o un material flexible similar. La junta de estanqueidad 52 tiene, preferentemente, la forma de una empaquetadura. Un sellado entre la junta de estanqueidad 52, la carcasa de vástago de válvula 48 y la copela 50 de montaje se produce por compresión durante el engarce de la copela 50. Presionar sobre el vástago de válvula 46 puede deformar algo la junta de estanqueidad similar a una empaquetadura entre la junta de estanqueidad 52 y la carcasa de vástago de válvula 48, así como entre la junta de estanqueidad 52 y la copela de montaje 50.

El tubo de inmersión 42 es el punto de acceso para la formulación de producto almacenada en el recipiente (no mostrado) a la válvula de aerosol 40.

La válvula de aerosol 40 forma, preferentemente, las mayores secciones transversales de la trayectoria de flujo posibles que son viables, dadas las limitaciones de la carcasa de vástago de válvula, la geometría del resorte de compresión y la capacidad de moldeo del vástago de válvula (para resistencia y moldeabilidad).

La figura 8 muestra cómo el flujo de líquido y el gas se mezclan entre sí en las válvulas de aerosol de la presente descripción (mostradas como la válvula de aerosol 40, con la carcasa de vástago de válvula 48 y el orificio central 54 etiquetados como referencia).

Las figuras 9A, 9B, 9C y 9D muestran las trayectorias de flujo primario y secundario a través de la válvula de aerosol 40 en diversas posiciones del vástago de válvula 46. La figura 9A muestra la válvula de aerosol 40 en su posición cerrada (modo de reposo) cuando no hay flujo. La figura 9B muestra la válvula de aerosol 40 en una posición ligeramente entreabierta, donde el vástago de válvula 46 presiona ligeramente sobre el resorte de compresión 44, creando una trayectoria de flujo primario 60 y una trayectoria de flujo secundario 62 entre las espiras individuales en el resorte de compresión 44. La figura 9c muestra la válvula de aerosol 40 en una posición parcialmente abierta (media carrera), que ilustra la trayectoria de flujo primario 60 y la trayectoria de flujo secundario 62 cuando el vástago de válvula 46 presiona algo más completamente sobre el resorte de compresión 44. La figura 9D muestra la trayectoria de flujo primario 60 y la trayectoria de flujo secundario 62 cuando la válvula de aerosol 40 está en una posición completamente abierta (carrera completa). El vástago de válvula 46 se acciona completamente y alcanza un tope duro (no mostrado) para comprimir parcial, pero no completamente, el resorte de compresión 44. El tope duro puede ser, pero no tiene que ser, parte de la superficie interior de la carcasa de vástago de válvula 48 que interactúa (por ejemplo, contacta) con el vástago de válvula 46. El resorte de compresión 44 no junta sus espiras y se mantiene algo de espacio entre las espiras individuales del resorte de compresión para formar una trayectoria de flujo para el producto y el propulsor.

Las figuras 10A, 10B y 10C muestran secciones transversales de una realización de la válvula de aerosol 40 en sus diversas etapas cuando el consumidor presiona el vástago de válvula. La figura 10A muestra la válvula de aerosol 40 en una posición cerrada no accionada (modo de reposo). La figura 10B muestra la válvula de aerosol 40 en una posición parcialmente abierta (media carrera). La figura 10C muestra la válvula de aerosol 40 en una posición completamente abierta (modo completamente accionado).

Las figuras 11A, 11B, 11C y 11D muestran las trayectorias de flujo primario y secundario a través de otra realización de la válvula de aerosol 40 en diversas posiciones del vástago de válvula 46. La figura 11A muestra la válvula de aerosol 40 en su posición cerrada (modo de reposo), cuando no hay flujo. La figura 11B muestra la válvula de aerosol 40 en una posición ligeramente entreabierta, donde el vástago de válvula 46 presiona ligeramente el resorte de compresión 44, creando una trayectoria de flujo primario 60. La figura 11C muestra la válvula de aerosol 40 en una posición parcialmente abierta (media carrera), que ilustra la trayectoria de flujo primario 60 cuando el vástago de válvula 46 presiona algo más completamente sobre el resorte de compresión 44. La figura 11D muestra la trayectoria de flujo primario 60 cuando la válvula de aerosol 40 está en una posición completamente abierta (carrera completa). En esta posición, el vástago de válvula 46 se acciona completamente y alcanza un tope duro (no mostrado) para comprimir parcialmente el resorte de compresión 44. Como se señaló anteriormente, el tope duro puede ser, pero no tiene que ser, parte del interior de la carcasa de vástago de válvula 48 que contacta con el vástago de válvula 46.

Las figuras 12A, 12B y 12C muestran secciones transversales de otra realización más de una válvula de aerosol de la presente divulgación, representada generalmente como válvula de aerosol 70. La válvula de aerosol 70 se muestra en sus diversas etapas cuando el consumidor presiona el vástago de válvula. La figura 12A muestra la válvula de aerosol 70 en una posición cerrada no accionada (modo de reposo). La figura 12B muestra la válvula de aerosol 70 en una posición parcialmente abierta (media carrera). La figura 12C muestra la válvula de aerosol 70 en una posición completamente abierta (modo completamente accionado).

Las figuras 13A, 13B, 13C y 13D muestran las trayectorias de flujo primario y secundario a través de la válvula de aerosol 70 en diversas posiciones del vástago de válvula 76. La figura 13A muestra la válvula de aerosol 70 en su posición cerrada (modo de reposo) cuando no hay flujo. La figura 13B muestra la válvula de aerosol 70 en una posición ligeramente entreabierta, donde el vástago de válvula 76 presiona ligeramente sobre el resorte de compresión 74, creando una trayectoria de flujo primario 80 y una trayectoria de flujo secundario 82 entre las espiras individuales del resorte de compresión 74. La figura 13C muestra la válvula de aerosol 70 en una posición parcialmente abierta (media carrera), que ilustra la trayectoria de flujo primario 80 y la trayectoria de flujo secundario 82 cuando el vástago de válvula 76 presiona algo más completamente sobre el resorte de compresión 74. La figura 13D muestra la trayectoria de flujo primario 80 y la trayectoria de flujo secundario 82 cuando la válvula de aerosol 70 está en una posición completamente abierta (carrera completa). Como antes, en esta posición, el vástago de válvula 76 se acciona completamente y alcanza un tope duro (no mostrado) para comprimir parcialmente el resorte de compresión 74. Sin embargo, el resorte de compresión 74 no se junta sus espiras, y se mantiene algo de espacio entre las espiras individuales del resorte para formar una trayectoria de flujo para el producto y el propulsor.

La figura 14 muestra otra realización más de una válvula de aerosol de la presente divulgación, representada generalmente como válvula de aerosol 90. La válvula de aerosol 90 se muestra en una posición cerrada no accionada (modo de reposo).

La figura 15A y la figura 15B muestran las trayectorias de flujo primario y secundario a través de otra realización de la válvula de aerosol cuando la válvula de aerosol 90 está en una posición cerrada y en una posición completamente abierta (inclinada), respectivamente. En esta realización, la válvula de aerosol 90 se acciona inclinando el vástago de válvula. Como se usa en esta solicitud, "inclinado" significa que el vástago de válvula está inclinado lejos de su posición vertical en reposo, e "inclinar" significa empujar contra la parte superior del vástago de válvula de modo que el vástago de válvula esté inclinado lejos de su posición vertical en reposo. Por ejemplo, el vástago de válvula se puede inclinar entre aproximadamente un 5 % y aproximadamente un 10 % desde la posición vertical para accionar la válvula de aerosol. La figura 15A muestra el vástago de válvula 96 en su posición cerrada (modo de reposo) y no hay trayectorias de flujo. La figura 15B muestra la válvula de aerosol cuando el vástago de válvula 96 está completamente inclinado (es decir, carrera completa), y la trayectoria de flujo primario 100 y la trayectoria de flujo secundaria 102 resultantes.

De manera similar, la figura 16A y la figura 16B muestran otra realización de la válvula de aerosol 90 cuando la válvula de aerosol está en una posición cerrada y en una posición completamente abierta (el vástago de válvula está inclinado), respectivamente. La figura 16A muestra la válvula de aerosol y el vástago de válvula 96 en una posición cerrada (modo de reposo), y no hay trayectorias de flujo. La figura 16B muestra la válvula de aerosol cuando el vástago de válvula 96 está completamente inclinado (es decir, carrera completa), y la trayectoria de flujo primario 100 y la trayectoria de flujo secundaria 102 resultantes.

En otra realización, la formulación de producto de la presente divulgación es una mezcla de dos tipos de medios, tal como una mezcla de un polvo (sólidos) y un propulsor. [0046] También se proporciona un procedimiento de uso de la válvula de aerosol descrita anteriormente para el suministro de una formulación de producto. El procedimiento usa la válvula de aerosol que tiene un tope duro que evita la compresión total del resorte de compresión cuando el consumidor presiona el vástago de válvula para dispensar el producto. Los espacios resultantes entre las espiras del resorte de compresión crean una trayectoria de flujo adicional para el producto y el propulsor y pueden actuar como un deflector y/o un mezclador estático. El procedimiento mejora la mezcla de la formulación de producto, reduce la aglomeración de sólidos que de otro modo podrían bloquear la trayectoria de flujo, aumenta la turbulencia de la formulación de producto a medida que fluye a través de la válvula de aerosol y alimenta más producto directamente a la abertura para una mejor dispensación del producto. La estructura de la válvula de aerosol también permite cargar el producto y el propulsor en el recipiente de aerosol en una sola línea de producción, aumentando la velocidad de fabricación y reduciendo el uso de material.

PARTE EXPERIMENTAL

Probar la válvula de aerosol propuesta con formulaciones de productos con alto contenido de sólidos no ha dado como resultado casos registrables de fallo del producto a dispensar durante la prueba de vida completa. Esto contrasta con las pruebas de laboratorio con diseños de válvulas de aerosol conocidos que fallaron debido a la aglomeración con una formulación con alto contenido de sólidos que mostró una propensión a aglomerarse.

Las figuras 17A y 17B proporcionan los resultados de una prueba de CFD que muestran las corrientes de flujo del producto y el propulsor a través de y sobre las espiras del resorte de compresión dentro de la carcasa de vástago de válvula de una realización de la válvula de aerosol de la presente divulgación. La trayectoria de flujo primario 60 muestra el flujo de producto y propulsor a medida que pasa por y a través de los resortes de compresión 44 y la carcasa de vástago de válvula 48 cuando el vástago de válvula 46 se presiona (se abre) para la prueba. La figura 17B es otra vista de las corrientes de flujo de la figura 17A, sin las estructuras de válvula de aerosol circundantes, por lo que las corrientes de flujo se muestran claramente.

Las figuras 18A y 18B proporcionan los resultados de otra prueba de CFD que muestra las corrientes de flujo del producto y el propulsor a través de las espiras del resorte de compresión dentro de la carcasa de vástago de válvula de otra realización de la válvula de aerosol de la presente divulgación que tiene el asiento del resorte lleno. La trayectoria de flujo primario 60 muestra el flujo de producto y propulsor a medida que pasa por y a través de los resortes de compresión 44 y la carcasa de vástago de válvula 48 cuando el vástago de válvula 46 se presiona (se abre) para la prueba. La figura 18B es otra vista de las corrientes de flujo de la figura 18A, sin las estructuras de válvula de aerosol circundantes, por lo que las corrientes de flujo se muestran claramente.

Como se usa en esta solicitud, la palabra "aproximadamente" para dimensiones, pesos y otras medidas significa un intervalo que es ± 10 % del valor expresado, más preferentemente ± 5 % del valor expresado, y más preferentemente ± 1 % del valor expresado, incluidos todos los subintervalos entre ellos.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Válvula de aerosol (40, 70, 90) para dispensar una formulación de producto desde un recipiente, comprendiendo la válvula de aerosol (40, 70, 90):

una copela de montaje (50) en el recipiente para orientar la válvula de aerosol (40, 70, 90) en el recipiente; una junta de estanqueidad (52) situada en la copela de montaje (50);

una carcasa de vástago de válvula (48) situada debajo de la copela de montaje (50) y adyacente a la junta de estanqueidad (52), la carcasa de vástago de válvula (48) definida por una cámara interna que tiene una base, una parte superior definida por un primer diámetro, una parte inferior definida por un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro, y una parte media de un diámetro variable que disminuye entre la parte superior y la parte inferior, teniendo la parte media de la carcasa de vástago de válvula (48) una superficie a lo largo de toda una circunferencia interna de la carcasa de vástago de válvula (48), estando la superficie inclinada para conectar la parte superior a la parte inferior para crear una superficie de tope duro anular (49);

un vástago de válvula (46, 76, 96) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) de modo que una parte superior sobresale a través y por encima de la junta de estanqueidad (52), comprendiendo el vástago de válvula (46, 76, 96) una abertura de vástago de válvula (58), un orificio central (54) y un miembro (59), en donde el vástago de válvula (46, 76, 96) se puede mover desde una posición superior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está en una posición cerrada no accionada, a una posición inferior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está completamente accionada;

un resorte de compresión (44, 74) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) y para soportar el vástago de válvula (46, 76, 96) mediante el miembro (59), comprendiendo el resorte de compresión (44, 74):

una espiral de resorte que, en una primera posición, forma una pluralidad de espacios (45) con cada espacio (45) entre espiras adyacentes de la espiral de resorte;

un espacio central circunscrito por la espiral de resorte con un diámetro de espacio central,

en donde la espiral de resorte y la carcasa de vástago de válvula (48) definen una primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) y una segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) cuando la formulación de producto en el depósito fluye hacia arriba bajo presión, y

en donde la primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) está dentro y a través del espacio central del resorte de compresión (44, 74), alrededor del exterior del vástago de válvula (46, 76, 96), entrando en la abertura de vástago de válvula (58) y en el orificio central (54),

caracterizada por que

la abertura de vástago de válvula (58) está dispuesta radialmente a través del vástago de válvula (46, 76, 96), el orificio central (54) se extiende desde la parte superior hasta al menos la abertura de vástago de válvula (58) para proporcionar comunicación fluida entre la carcasa de vástago de válvula (48) y el vástago de válvula (46, 76, 96), el miembro (59) está dispuesto alrededor de una circunferencia del vástago de válvula (46, 76, 96) debajo de la abertura de vástago de válvula (58),

la junta de estanqueidad (52) cubre la abertura de vástago de válvula (58) cuando el vástago de válvula (46, 76, 96) está en la posición cerrada no accionada,

la superficie de tope duro anular (49) de la carcasa de vástago de válvula (48) y el miembro (59) son estructuras de interferencia que evitan que la espiral de resorte tenga sus espiras completamente juntas,

en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) está dentro y a través de las espiras de la espiral de resorte y los espacios (45) entre ellas.

2. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) aumenta la mezcla de la formulación de producto y rompe las aglomeraciones de sólidos en la formulación de producto mediante una interacción de la formulación de producto con el resorte de compresión (44, 74).

3. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) reduce las incidencias de bloqueo y, por lo tanto, disminuye la tasa de fallo de producto de la válvula de aerosol (40, 70, 90) mediante una mayor mezcla de la formulación de producto y la ruptura de las aglomeraciones de sólidos en la espiral de resorte.

4. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la posición inferior comprime parcial, pero no completamente, las espiras de la espiral de resorte.

5. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) tiene pocos cambios bruscos en la dirección del flujo para disminuir la resistencia y la contrapresión del flujo de formulación de producto a su través.

6. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) tiene pocos lugares en los que la formulación de producto puede aglomerarse e impedir el flujo de la formulación de producto.

7. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) es a través de las espiras del resorte helicoidal no comprimido y los espacios (45) entre las espiras para provocar una trayectoria de flujo turbulento.

8. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde las espiras y los espacios (45) entre ellas dirigen la formulación de producto para que fluya hacia adentro y hacia arriba a través del espacio central del resorte de compresión (44, 74), de modo que la formulación de producto sale como una cascada a través de un extremo superior del resorte de compresión (44, 74) donde entra en la abertura de vástago de válvula (58) y fluye hacia el orificio central (54), aumentando así una cantidad de la formulación de producto que entra en la abertura de vástago de válvula (58) y el orificio central (54).

9. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde toda, o sustancialmente toda, la formulación de producto fluye dentro y a través de los espacios (45) entre las espiras de la espiral de resorte antes de entrar en la abertura de vástago de válvula (58).

10. Válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la parte inferior del vástago de válvula (46, 76, 96) está conformada para formar un pasaje de flujo a través del cual fluye la formulación de producto cuando la válvula de aerosol (40, 70, 90) es accionada.

11. La válvula de aerosol (40, 70, 90) según la reivindicación 1, en donde la formulación de producto comprende una mezcla de una composición química y un propulsor.

12. Válvula de aerosol (90) según la reivindicación 1, en donde el vástago de válvula (46, 76, 96) es vertical en una posición cerrada no accionada, y se inclina alejándose de la vertical cuando la válvula de aerosol (90) es accionada.

13. Válvula de aerosol (90) según la reivindicación 12, en donde el vástago de válvula (46, 76, 96) está inclinado entre aproximadamente un 5 % y aproximadamente un 10 % desde una posición vertical en la copela de montaje (50) para accionar la válvula de aerosol (90).

14. Procedimiento para usar una válvula de aerosol (40, 70) para dispensar una formulación de producto desde un recipiente, comprendiendo el procedimiento:

presionar un vástago de válvula (46, 76, 96) de la válvula de aerosol (40, 70) para accionar la válvula de aerosol (40, 70) para dispensar la formulación de producto, en donde la válvula de aerosol (40, 70) comprende:

una copela de montaje (50) en el recipiente que orienta la válvula de aerosol (40, 70) en el recipiente; una junta de estanqueidad (52) situada en la copela de montaje (50);

una carcasa de vástago de válvula (48) situada debajo de la copela de montaje (50) y adyacente a la junta de estanqueidad (52), la carcasa de vástago de válvula (48) definida por una cámara interna que tiene una base, una parte superior definida por un primer diámetro, un parte inferior definida por un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro, y una parte media de un diámetro variable que disminuye entre la parte superior y la parte inferior, teniendo la parte media de la carcasa de vástago de válvula (48) una superficie a lo largo de toda una circunferencia interna de la carcasa de vástago de válvula (48), estando la superficie inclinada para conectar la parte superior a la parte inferior para crear una superficie de tope duro anular (49);

un vástago de válvula (46, 76, 96) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) de modo que una parte superior sobresale a través y por encima de la junta de estanqueidad (52), comprendiendo el vástago de válvula (46, 76, 96) una abertura de vástago de válvula (58), un orificio central (54) y un miembro (59), en donde el vástago de válvula (46, 76, 96) se puede mover desde una posición superior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está en una posición cerrada no accionada, a una posición inferior cuando la válvula de aerosol (40, 70) está completamente accionada;

un resorte de compresión (44, 74) situado en la carcasa de vástago de válvula (48) y para soportar el vástago de válvula (46, 76, 96) mediante el miembro (59), comprendiendo el resorte de compresión (44, 74):

una espiral de resorte que, en una primera posición, forma una pluralidad de espacios (45) con cada espacio (45) entre espiras adyacentes; y

un espacio central circunscrito por la espiral de resorte con un diámetro de espacio central, en donde la espiral de resorte y la carcasa de vástago de válvula (48) definen una primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) y una segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) cuando la formulación de producto en el depósito fluye hacia arriba bajo presión,

y

en donde la primera trayectoria de flujo (60, 80, 100) está dentro y a través del espacio central del resorte de compresión (44, 74), alrededor del exterior del vástago de válvula (46, 76, 96), entrando en la abertura de vástago de válvula (58) y en el orificio central (54),

y

soltar el vástago de válvula (46, 76, 96) para detener la dispensación de la formulación de producto, caracterizado por que

la abertura de vástago de válvula (58) está dispuesta radialmente a través del vástago de válvula (46, 76, 96), el orificio central (54) se extiende desde la parte superior hasta al menos la abertura de vástago de válvula (58) para proporcionar comunicación fluida entre la carcasa de vástago de válvula (48) y el vástago de válvula (46, 76, 96),

el miembro (59) está dispuesto alrededor de una circunferencia del vástago de válvula (46, 76, 96) debajo de la abertura de vástago de válvula (58),

la junta de estanqueidad (52) cubre la abertura de vástago de válvula (58) cuando el vástago de válvula (46, 76, 96) está en la posición cerrada no accionada,

la superficie de tope duro anular (49) de la carcasa de vástago de válvula (48) y el miembro (59) son estructuras de interferencia que evitan que la espiral de resorte tenga sus espiras completamente juntas,

en donde la segunda trayectoria de flujo (62, 82, 102) está dentro y a través de las espiras de la espiral de resorte y los espacios (45) entre ellas.