ITVI950037A1

ITVI950037A1 - Pompa dosatrice in plastica per l'erogazione di prodotti da conteni- tori

Info

Publication number: ITVI950037A1
Application number: IT95VI000037A
Authority: IT
Inventors: Evans Santagiuliana
Original assignee: Taplast Srl Ora Taplast S P A
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-09-10
Also published as: EP0758927A1; WO1996028257A1; JPH09508581A; ITVI950037A0; IT1280284B1; CA2189997A1; CA2189997C

Abstract

L'invenzione realizza una pompa dosatrice (1; 300) per liquidi da applicare ad un contenitore, comprendente: una camera cilindrica (13; 330) comunicante con detto contenitore; un primo pistone (12; 320) scorrevole assialmente in detta camera cilindrica (13; 330); un secondo pistone (120; 360) disposto all'interno di detta camera cilindrica (13; 330) e coassiale a detto primo pistone (12); mezzi valvolari di ritenuta (20, 22, 18; 180, 322); almeno un soffietto elastico (40; 500; 400) per il recupero elastico di detti pistoni nella posizione di riposo. Ciascuna delle eliche (80; 510) che formano detta superficie laterale (50; 600) conformata a spirale, presenta in sezione longitudinale le pareti (60) aventi un profilo simmetrico rispetto all'asse (70; 700) di inclinazione dell'elica (80; 510) stessa.

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:" POMPA DOSATRICE IN PLASTICA PER L’EROGAZIONE DI PRODOTTI DA CONTENITORI".

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne una pompa dosatrice in plastica particolarmente adatta per l’erogazione di sostanze liquide o dense da contenitori.

Come e' noto per la dosatura e l’erogazione di sostanze liquide o cremose quali saponi, creme cosmetiche, detergenti e simili, sono diffusamente impiegate pompe di erogazione che vengono applicate al recipiente che contiene dette sostanze.

La maggior parte delle pompe attualmente in uso sono realizzate impiegando sia materiali plastici e sia materiali metallici, questi ultimi essendo soprattutto impiegati per realizzare la molla di ritorno del pistone che compone la pompa.

La presenza di tali materiali metallici comporta problemi per il riciclaggio. Infatti se la pompa fosse totalmente realizzata con materiali plastici, eventualmente anche differenti tra di loro ma reciprocamente compatibili, sarebbe possibile recuperare integralmente il materiale di cui la pompa e’ composta procedendo direttamente alla macinazione della pompa stessa. Viceversa la presenza di materiali eterogenei tra di loro ed in particolare la presenza di materiali metallici, impedisce tale macinazione diretta e richiede, per l’eventuale riciclaggio del materiale plastico, una preventiva separazione delle parti metalliche. La difficolta’ ed i costi connessi a tale operazione di cernita, fanno si' che le pompe di erogazione, quando non vengono piu’ utilizzate, sono eliminate come rifiuto con l’inconveniente di sprecare materiale plastico che potrebbe essere recuperato e di far aumentare la quantità’ di materiali non degradabili presenti nei rifiuti.

Sono anche note pompe che anziché’ utilizzare una molla realizzata in materiale metallico, utilizzano come elemento elastico un soffietto realizzato in materiale plastico ottenuto con il procedimento di formatura per soffiatura.

Detto elemento a soffietto e’ costituitop da una pluralità’ di elementi sostanzialmente toroidali e sovrapposti tra di loro cosi’ che il profilo del soffietto, in sezione, si presenta con una serie di espansioni e di restringimenti disposti su piani orizzontali tra loro sostanzialmente Daralleli.

Tale tipo di profilo può’ essere realizzato solo effettuando lo stampaggio secondo il procedimento di soffiatura, poiché’ l'impossibilita’ di estrarre il maschio dal soffietto dopo lo stampaggio ne’ impedisce la realizzazione secondo il metodo di stampaggio ad iniezione. La possibilità’ di realizzare il soffietto con il metodo di stampaggio ad iniezione anziché’ per soffiaggio, consentirebbe una serie di vantaggi, uno dei quali consiste nella riduzione dei costi di produzione essendo lo stampaggio per iniezione piu’ rapido rispetto allo stampaggio per soffiatura.

Oltre a questo lo stampaggio del soffietto per iniezione permetterebbe di ottenere un profilo ingrossato nei punti di piegatura sottoposti a maggior sforzo e quindi consentirebbe di realizzare un soffietto con maggiore resistenza meccanica.

E' nota la realizzazione di un soffietto realizzato in materiale plastico ed impiegato nel settore delle valvole di distribuzione per la protezione degli elementi scorrevoli delle valvole stesse, descritto nel brevetto belga 7181 18. Il soffietto realizzato secondo gli insegnamenti del brevetto citato presenta la superficie laterale conformata a spirale cosi' da poter ottenere il soffietto per stampaggio ad iniezione in quanto il profilo a spirale permette l’estrazione del maschio di formatura.

I soffietti di tale tipo presentano in sezione longitudinale un profilo dell’elica che non risulta simmetrico rispetto al piano di inclinazione dell’elica stessa cosicché’ essi presentano una limitata resistenza quando sono sottoposti a schiacciamento per azione di uno sforzo assiale che si traduce in un minor accumulo di energia elastica e quindi in un minor ritorno elastico quando vengono rilasciati.

Si comprende che tale fatto costituisce un fattore negativo per l'impiego di tali soffietti nel settore delle pompe per dosatori ove sono richieste forze di ritorno elastico di entità’ piuttosto consistente poiché’ il pistone della pompa, quando ritorna in posizione di riposo dopo l’erogazione, deve effettuare l’aspirazione del liquido per predisporre la pompa per la successiva erogazione.

La presente invenzione intende superare tale limitazioni, E’ in particolare uno degli scopi dell’invenzione di realizzare una pompa dosatrice in plastica per l’erogazione di sostanze liquide o cremose da recipienti nella quale l’elemento elastico che realizza il ritorno del pistone in posizione di riposo e’ un soffietto elastico che rispetto a soffietti elastici di tipo noto ad esso equivalenti presenta un maggior coefficiente di elasticità’ nei confronti dello schiacciamento assiale.

E’ ulteriore scopo che il soffietto elastico che realizza detta pompa dosatrice sia provvisto di un ritorno elastico superiore rispetto a soffietti equivalenti di tipo noto.

Gli scopi descritti sono raggiunti mediante la realizzazione di una pompa dosatrice per liquidi da applicare ad un contenitore che in accordo con la rivendicazione principale comprende:

- una camera cilindrica comunicante per il tramite di una foro di alimentazione con detto contenitore ed atta a ricevere detto liquido da erogare contenuto in detto contenitore;

- un primo pistone scorrevole assialmente in detta camera cilindrica e provvisto internamente di una camera tubolare; - un secondo pistone disposto all’interno di detta camera cilindrica e coassiale a detto primo pistone;

- mezzi valvolari di ritenuta;

- almeno un soffietto elastico realizzato in materiale plastico ed avente la superficie laterale conformata a spirale atto a far ritornare per recupero elastico detti pistoni nella posizione di riposo ad erogazione avvenuta, ed e’ caratterizzata dal fatto che ciascuna delle eliche che formano detta superficie laterale conformata a spirale presenta in sezione longitudinale le pareti aventi un profilo simmetrico rispetto all’asse di inclinazione dell'elica stessa. Secondo una preferita forma di realizzazione, il soffietto elastico che compone detta pompa dosatrice presenta un profilo cilindrico.

Secondo un’ulteriore forma realizzativa il soffietto presenta un profilo tronco-conico.

Vantaggiosamente l’esecuzione simmetrica di ciascuna elica che forma la superficie laterale del soffietto rispetto all’asse di inclinazione dell’elica stessa, consente di ottenere un forte recupero elastico del soffietto quando la pompa viene rilasciata dopo la dosatura.

Altrettanto vantaggiosamente il profilo a spirale consente la realizzazione del soffietto per stampaggio ad iniezione e permette di incrementare lo spessore delle spirali in corrispondenza delle zone di piegatura ove maggiore risulta la sollecitazione.

Gli scopi ed i vantaggi descritti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell’invenzione data a titolo indicativo ma non limitativo e rappresentata nelle allegate tavole di disegno ove:

- in fig. 1 si osserva la pompa dell’invenzione in vista prospettica;

- in fjg. 2 si osserva una sezione longitudinale della pompa dell’invenzione;

- in fig. 3 si osserva la pompa di aspirazione di fig. 2 in fase di erogazione;

- in fig. 4 si osserva in sezione il soffietto della pompa dell’invenzione realizzato con profilo conico;

- in fig. 5 si osserva la vista laterale non sezionata del soffietto di fig. 4;

- in fig. 6 si osserva in sezione una variante esecutiva del soffietto appartenente alla pompa dell’invenzione e realizzato con profilo cilindrico;

- in fig. 7 si osserva una vista laterale non sezionata del soffietto di fig. 6;

- in fig. 8 si osserva in sezione il profilo ingrandito di una delle eliche che formano la superficie laterale del soffietto appartenente alla pompa dosatrice dell'invenzione.

La pompa dell’invenzione e' rappresentata in fig. 1 , ove e’ indicata complessivamente con 1 , e si osserva che essa comprende un collare cilindrico 1 1 , al quale e' connessa nella parte inferiore una camera cilindrica 13 e nella parte superiore un soffietto elastico 40. La camera cilindrica 13 viene inserita nel collo di un recipiente, non rappresentato, che contiene il prodotto da distribuire ed il collare cilindrico 1 1 viene avvitato al collo del recipiente stesso. Un elemento dispensatore 10, provvisto di un canale interno di erogazione 21 , e’ collegato alla parte superiore del soffietto elastico 40, come si osserva anche in fig. 2, e permette la distribuzione del prodotto contenuto nel recipiente.

Si osserva in fig. 2 che l’elemento dispensatore 10 e’ collegato al corpo tubolare 121 di un primo pistone 12 il quale scorre all’interno di detta camera cilindrica 13 che e’ in comunicazione con il recipiente al quale la pompa dosatrice e’ accoppiata per il tramite di un foro di alimentazione 14 praticato nel fondo 130 di detta camera cilindrica 13.

Internamente a detto corpo tubolare 121 e’ definita una camera tubolare 160 nella quale scorre lo stelo 16 di un secondo pistone 120, detto stelo 16 essendo provvisto di primi elementi valvolari costituiti da una sfera 22 atta ad intercettare il condotto 122 che mette in comunicazione detta camera tubolare 160 con detta camera cilindrica 13 e di secondi elementi valvolari costituiti da uno smusso 18 realizzato nella parte terminale di detto secondo pistone 120.

Si osserva ancora in fig. 2 che dalla parte opposta di detto condotto 122 realizzato in detto corpo tubolare 121 sono presenti terzi mezzi valvolari costituiti da una sfera 20 che intercetta la comunicazione di detta camera tubolare 160 con il condotto di erogazione 21 praticato nell’elemento distributore 10.

Si osserva infine che detto elemento distributore 10 e' meccanicamente connesso a detto collare 1 1 per il tramite dell’interposizione di detto soffietto elastico 40 il quale presenta una prima estremità’ 41 fissata a detto elemento distributore 10 ed una seconda estremità’ 42, opposta alla precedente, collegata a detto collare 1 1. Detto soffietto consente il movimento elastico reciproco di detto elemento distributore 10 e di detto collare 1 1 .

Quando l’elemento dispensatore 10 viene schiacciato verso il basso, esso trascina verso il basso anche il corpo tubolare 121 al quale e’ collegato, unitamente al primo pistone 12 che scorre internamente alla camera cilindrica 13. Quando detto primo pistone 12 scende, spinge detto secondo pistone 120 verso ii basso in maniera che detti secondi elementi valvolari 18 intercettino il loro di alimentazione 14.

Quando l'elemento dispensatore 10 viene rilasciato, il recupero elastico del soffietto 40 fa risalire ii primo pistone 12 creando all’interno della camera cilindrica 13 una depressione e quindi un sollevamento del secondo pistone 120 per la pressione del liquido che sale dal contenitore con direzione 140 e che attraverso il foro di alimentazione 14 ed i fori 15 praticati nel secondo pistone 120, riempie la camera cilindrica 13.

A questo punto premendo nuovamente l’elemento dispensatore verso il basso, il primo pistone 12 si abbassa unitamente al secondo pistone 120 i cui secondi elementi valvolari 18 intercettano nuovamente il foro di alimentazione 14. La discesa del primo pistone 12 comprime il liquido presente nella camera 13 il quale, come si osserva in fig. 3, attraverso il condotto 122 libero dalla presenza della sfera 22, fluisce con direzione 131 dalla camera cilindrica 13 nella camera tubolare 160. La pressione del liquido all’interno di detta camera tubolare 160 solleva detti primi mezzi valvolari 20 ed entra nel canale di erogazione 21 , dal quale esce.

Ad erogazione ultimata, il rilascio dell’elemento distributore 10 permette la risalita dell'elemento distributore 10 stesso in posizione di riposo per azione del recupero elastico del soffietto 40, ottenendo nuovamente il riempimento della camera cilindrica 13 con liquido proveniente dal recipiente. La pompa dosatrice 1 e' cosi’ pronta per effettuare una nuova erogazione non appena l’elemento distributore 10 viene nuovamente Dremuto verso il basso.

E' importante osservare che il soffietto elastico 40 descritto e rappresentato nelle figg. 1 , 2 e 3 e’ rappresentato anche nelle figg. 4 e 5, presenta un profilo conico e la sua superficie laterale, complessivamente indicata con 50, e’ conformata a spirale. In particolare detta conformazione a spirale consente la realizzazione del soffietto 40 per stampaggio ad iniezione in quanto la forma spiraliforme permette per rotazione l’estrazione del maschio dal soffietto una volta stampato.

Si osserva in particolare in fig. 8 che ciascuna delle eliche 80 che formano detta superficie laterale 50, presenta in sezione longitudinale un profilo simmetrico rispetto all’asse 70 di inclinazione dell’elica 80 stessa rispetto all’asse longitudinale 400 del soffietto 40 medesimo. Tale conformazione simmetrica di ciascuna spirale 80 e’ tale da consentire il massimo accumulo di energia elastica durante lo schiacciamento, la quale viene ceduta quando il soffietto ritorna elasticamente in posizione di riposo al cessare della spinta assiale che ne ha provocato lo schiacciamento. Questa elevata quantità’ di energia elastica accumulata permette, durante il ritorno dell’elemento distributore 10 in posizione di riposo, un forte risucchio di liquido dal recipiente all’interno della camera cilindrica 13 ad opera del primo pistone 1 2.

Piu’ in particolare la possibilità’ del soffietto di accumulare e successivamente di cedere un’altra quantità’ di energia elastica, e’ dovuto al fatto che, come si osserva in fig. 8, le pareti 60 di ciascuna elica 80 oltre ad essere simmetriche rispetto all’asse 70 di inclinazione dell’elica, presentano anche profili curvi 62 con convessità’ rivolta verso l’esterno che fanno si’ che ciascuna spirale assuma sostanzialmente la configurazione di una molla a tazza la quale permette una spinta assiale ottimale dopo lo schiacciamento. Con tale conformazione del soffietto elastico 40 e’ possibile quindi ottenere ritorni elastici di valori paragonabili a quelli ottenibili impiegando molle metalliche con il vantaggio di realizzare, nel contempo, anche la possibilità’ di un totale ed immediato recupero e riciclaggio del materiale che compone la pompa dosatrice.

Il soffietto elastico inoltre, come si osserva, presenta ingrossamenti 63 in corrispondenza dei punti di flessione che sono ottenibili poiché’ il soffietto viene realizzato per iniezione e che conferiscono ad esso maggiore resistenza ed elasticità’ proprio nei punti di maggiore sollecitazione. In una differente forma esecutiva, come si osserva nelle figg. 6 e 7, il soffietto dell'invenzione, complessivamente indicato con 500, può’ anche essere realizzato con profilo cilindrico pur mantenendo ciascuna spirale 510 che forma la sua superficie laterale 600, il profilo simmetrico rispetto all’asse di inclinazione 700 dell'elica.

Una variante esecutiva della pompa dell’invenzione e’ rappresentata nelle figg. 9 e 10 ove che tale pompa, indicata complessivamente con 300, prevede una differente esecuzione dei pistoni che la equipaggiano. Si osserva infatti che quando l’elemento dispensatore 100 viene schiacciato verso il basso, esso trascina anche un primo pistone 320 ad esso collegato che presenta internamente una camera tubolare 321 e che scorre internamente ad una camera cilindrica 330 per il tramite dell'interposizione di un secondo pistone 360. Detto primo pistone 320, durante la sua corsa di discesa, trascina tramite i risalti 421 anche il secondo pistone 360 cosi’ da provocare la chiusura del passaggio 240 per il tramite dell’elemento valvolare costituito dalla sfera 180.

Quando l’elemento dispensatore 100 viene rilasciato, per effetto del ritorno elastico del soffietto 800 avviene anche il ritorno verso l’alto del primo pistone 320 e del secondo pistone 360 che creano all’interno della camera cilindrica 330 una depressione. Tale depressione genera il richiamo dal sottostante recipiente di liquido che fluisce attraverso il passaggio 240 lasciato libero dall’elemento valvolare 180 e che riempie ia camera ciiindrica 330.

Effettuando un nuovo schiacciamento verso il basso del dispensatore 100, il liquido contenuto nella camera cilindrica 330 viene compresso ed entra con direzione 331 airinterno del primo pistone 320 attraverso il foro 322 praticato nel primo pistone 320 che funge da elemento valvolare cooperando con detto secondo pistone 360. Il liquido fluisce quindi all'esterno attraverso il dispensatore 100.

Anche in tale variante di esecuzione il soffietto 800 presenta la superficie laterale conformata a spirale cosi’ da poter essere realizzato per stampaggio ad iniezione. Inoltre ciascuna delle eliche che formano la superficie laterale di detto soffietto, presenta in sezione longitudinale un profilo simmetrico rispetto all’asse di inclinazione dell’elica stessa in modo da realizzare un forte ritorno elastico e quindi una rapida risalita dei pistoni e conseguentemente un alto grado di depressione all’interno della camera 330 quando il soffietto 400 ritorna in posizione di riposo.

Si comprende in base a quanto descritto che la pompa dosatrice dell’invenzione provvisto del soffietto elastico descritto, raggiunge tutti gli scopi prefissati e consente anche di ottenerne tutti i vantaggi detti.

E’ evidente che la pompa dosatrice dell’invenzione potrà’ essere realizzata con forme e dimensioni differenti per quanto concerne per esempio l’elemento distributore oppure il collare di appi cazione al contenitore. Quest’ultimo infine potrà’ assumere forme e misure le piu’ diverse e potrà’ essere impiegato per contenere liquidi piu’ o meno densi, Le varianti dette ed altre eventuali sono comunque tutte da ritenersi protette dalla presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Pompa dosatrice (1 ; 300) per liquidi da applicare ad un contenitore, comprendente: - una camera cilindrica (13; 330) comunicante per il tramite di un foro di alimentazione (14; 240) con detto contenitore ed atta a ricevere detto liquido da erogare contenuto in detto contenitore; - un primo pistone (12; 320) scorrevole assialmente in detta camera cilindrica (13; 330) e provvisto internamente di una camera tubolare (160; 321 ); - un secondo pistone (120; 360) disposto all’interno di detta camera cilindrica (13; 330) e coassiale a detto primo pistone ( 12; 320); - mezzi valvolari di ritenuta (20, 22, 18; 180, 322); - almeno un soffietto elastico (40; 500; 800) in materiale plastico ed avente la superficie laterale (50; 600) conformata a spirale atta a far ritornare per recupero elastico detti pistoni nella posizione di riposo ad erogazione avvenuta, caratterizzata dal fatto che ciascuna delle eliche (80; 510) che formano detta superficie laterale (50; 600) conformata a spirale, presenta in sezione longitudinale le pareti (60) aventi un profilo simmetrico rispetto all’asse (70; 700) di inclinazione dell’elica (80; 510) stessa.
2) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che le pareti (60) di ciascuna delle eliche (80; 510) che formano la superficie laterale (50; 600) del soffietto elastico (40; 500; 800) presentano un profilo curvo (62) con convessità’ rivolta verso l'esterno.
3) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detto soffietto (500) presenta una forma cilindrica.
4) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dai fatto che detto soffietto (40; 800) presenta una forma tronco-conica.
5) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) oppure 4) caratterizzata dal fatto che dette pareti (60) di ciascuna di dette eliche (80; 510) che formano detto soffietto (40; 400, 800) presentano ingrossamenti (63) in corrispondenza della zona di piegatura situata nel punto di giunzione tra due spirali tra loro adiacenti.
6) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detta camera tubolare (160) di detto primo pistone (12) da un lato e’ connessa con detta camera cilindrica (13) e dal lato opposto e’ connessa al condotto di erogazione (21 ) di un elemento distributore (10) per il tramite dell'interposizione di detti mezzi valvolari di ritenuta (20).
7) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 6) caratterizzata dal fatto che detti mezzi valvolari di ritenuta comprendono terzi mezzi valvolari di ritenuta costituiti da una sfera (20) interposta tra detto condotto di erogazione (21 ) e detta camera tubolare (160).
8) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detta camera tubolare (321 ) di detto primo pistone (320), da un lato e’ connessa con detta camera cilindrica (330) e dal lato opposto e’ connessa al condotto di erogazione (150) di un elemento distributore (100).
9) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detto secondo pistone (120) presenta uno stelo (16) scorrevole assialmente in detta camera tubolare (160) di detto primo pistone (12), detto secondo pistone (120) essendo provvisto di mezzi valvolari di ritenuta (18, 22) per l’Intercettazione di detto foro di alimentazione (14) e di un condotto (122) di comunicazione di detta camera cilindrica (13) con detta camera tubolare (160).
10) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 9) caratterizzata dai tatto che detti mezzi valvolari di ritenuta comprendono: - primi mezzi valvolari di ritenuta composti da una sfera (22) disposta all’estremità’ di detto stelo (16) di detto secondo pistone (120), detta sfera (22) essendo disposta internamente a detta camera tubolare (160) per l’intercettazione di detto condotto (122); - secondi mezzi valvolari di ritenuta comprendenti smussi (18) praticati nella parte terminale di detto secondo pistone (120) per l’intercettazione di detto foro di alimentazione (14).
11 ) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che detto secondo pistone (360) e’ compreso tra detto primo pistone (320) e detta camera cilindrica (330) con i quali e’ coassiale, detto primo pistone (320) e detta camera cilindrica (330) presentando detti mezzi valvolari di ritenuta (322; 180) per detto foro di alimentazione (240) di detta camera cilindrica (330) e per la comunicazione di detta camera cilindrica (330) con detta camera tubolare (321 ).
12) Pompa dosatrice secondo la rivendicazione 1 1 ) caratterizzata dal fatto che detti mezzi valvolari di ritenuta comprendono: - un foro passante (322) praticato in detto primo pistone (360) e cooperante con detto secondo pistone (320) atto a porre in comunicazione detta camera cilindrica (330) con detta camera tubolare (321 ); - una sfera (180) disposta in detto foro di alimentazione (240).