BARRIL CON TAPA DE PLÁSTICO
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un barril con tapa de plástico que comprende un cuerpo de barril cubierto por una tapa del barril con una empaquetadura insertada y un anillo de abrazadera como cierre, según se especifica en la reivindicación 1 de la patente. Un barril similar se conoce, por ejemplo, a través de la patente US 5 427 264. TÉCNICA ANTERIOR En un barril con tapa de plástico convencional la empaquetadura de la tapa es retenida por la pared lateral externa vertical de la tapa y el anillo interior vertical de la tapa (compárese la Fig. 2) . En ensayos de caida (= dejar caer el barril) o en ensayos de presión interna, el disco central de la tapa tiende a abombarse hacía arriba provocando que el anillo interior vertical de la tapa se deforme hacía adentro y arriba desde su posición vertical, debido a lo cual se alivia la presión sobre la empaquetadura, la cual pierde su asiento estanqueizante con respecto al borde de la boca del barril, pudiéndose producir fugas en casos extremos. PROBLEMÁTICA A RESOLVER La tarea de la presente invención es la de Ref. 125375 proporcionar un barril con tapa del tipo bajo consideración que mediante un emplame reforzado entre la tapa del barril y el borde de la boca del barril tenga propiedades de estanqueización mejoradas, en particular en el caso de una elevada presión interna o de la caida del barril (presión de oscilación) . SOLUCIÓN En el barril con tapa de acuerdo a la invención la tapa del barril comprende dentro del borde en forma de U de la tapa un alma obturadora circundante adicional, rotativamente simétrica, siendo que la empaquetadura se dispone entre la pared lateral anular exterior de la tapa y el alma obturadora, mientras que entre la pared obturadora y la pared lateral anular interior de la tapa se forma un receso anular abierto hacia abajo, siendo que el alma obturadora y la pared lateral anular interna de la tapa están espaciados uno de otro y solamente unidos a través de un puente superior. Mediante esta conveniente medida, la cual mejora notablemente la desventaja del estado de la técnica, en la tapa del barril no se alivia la presión sobre la empaquetadura debido a que la pared obturadora sigue permaneciendo vertical aún con una deformación considerable del anillo interior vertical de la tapa hacia adentro y arriba. De hecho el alma vertical que colinda con la cara interna de la empaquetadura proporciona en principio una mejor retención axial y radial de la empaquetadura, la cual incluso bajo condiciones extremas de esfuerzo del barril con tapa obtura con seguridad el borde de la boca del barril contra la tapa del barril debido a la reducción de las deformaciones en el zona estanqueizante. En otra variante de la solución, en la superficie inferior de la tapa se proporciona en yuxtaposición a la pared lateral interior periférica del borde de la tapa, un elemento de refuerzo que se extiende en la dirección de la circunferencia y que tiene una sección transversal autocontenida, cuyo interior es hueco o esta relleno de espuma. El elemento de refuerzo hueco o relleno de espuma se puede moldear mediante técnica de inyección de gas mientras el plástico caliente se inyecta a presión en el molde. Alternativamente el elemento de refuerzo también puede ser una pieza de plástico anular independiente, fabricada por separado, internamente hueca pero autocontenida que se aplica mediante soldadura. Mediante la disposición del elemento de refuerzo resistente a la torsión alrededor del perímetro de la tapa del barril que penetra en la boca del barril y se apoya por dentro contra esta se evita en forma correspondiente que la empaquetadura de la tapa se vea aliviada en mayor medida que la admisible en el caso de la deformación de la tapa, y pierda su efecto obturador. En perfeccionamiento de la invención se prevé que el borde interior superior de la boca del barril tenga adicionalmente a la cubrejunta circundante, y a corta distancia de ella, un perfil anular vertical que con la tapa del barril colocada penetra en el receso anular entre el alma obturadora y la pared lateral interior anular de la tapa. Mediante esto, incluso en el caso de una gran deformación del anillo interior de la tapa ya no existe el peligro de la deformación hacia adentro y arriba del alma obturadora vertical adicional, puesto que el alma obturadora vertical adicional de la tapa del barril es agarrada por detrás y retenida por el perfil anular vertical adicional del borde superior del cuerpo del barril. Cuando la tapa del barril se encuentra colocada, cerrada y zunchada con el anillo de abrazadera, el perfil anular vertical y el alma obturadora orientada hacia abajo se traslapan por al menos 5 mm. El perfil anular vertical puede tener configuración segmentada, es decir interrumpida, o ser un perfil anular continuo, siendo que en este último caso de preferencia se le proporciona una perforación que se extiende a través del área de su base para que pueda escurrir el líquido que eventualmente se encuentra adentro. En una forma de realización preferida, en el receso entre el alma obturadora y la pared lateral interna anular de la tapa se inserta una empaquetadura circundante adicional en la tapa, la cual en la condición cerrada de la tapa del barril contra el borde superior del perfil anular vertical circundante, proporciona una obturación complementaria entre el borde de la boca del barril y el borde de la tapa del barril. Mediante esto se logra un efecto estanqueizante todavía mejor en el caso de esfuerzos extremos . La tapa de barril de conformidad con la invención se distingue además por las siguientes características y ventajas sustanciales: el perfil anular vertical adicional en el cuerpo del barril esta segmentado para poder desaguar la ranura formada por él; - el perfil anular vertical adicional en el cuerpo del barril se configura alargado para una mejor retención del alma obturadora vertical adicional; el perfil anular vertical adicional en el cuerpo del barril obtura adicionalmente la zona tapa del barril/borde del barril en combinación con una empaquetadura en la tapa del barril; la unión del disco interno de la tapa con el perímetro interno del borde en forma de U de la tapa se conforma a la altura del borde inferior de la pared lateral exterior de la tapa o mas abajo;
la unión del disco interno de la tapa con el perímetro interno del borde en forma de U de la tapa se efectúa mediante una ranura para asir de base plana, sustancialmente con forma de U, abierta hacia arriba, siendo que la altura del disco interno de la tapa o bien al menos el área central del disco de la tapa se alinea aproximadamente al ras con el plano de altura del perímetro del borde superior de la tapa o resaltando hacia arriba por arriba de este. La invención se explica y se describe con mas detalle a continuación en base a los ejemplos de realización representados en los dibujos. Muestran: la figura 1 una representación en perspectiva de un barril con tapa de acuerdo a la invención (barril FRH Vanguard II), la figura 2 una representación en corte parcial del área de empalme entre el perímetro de la tapa del barril y la boca del cuerpo del barril de un barril con tapa convencional, la figura 3 en representación en corte amplificada, el perímetro de la tapa del barril de una tapa de barril sencilla de acuerdo a la invención, la figura 4 en representación en corte amplificada, otro perímetro de tapa de barril con la boca del cuerpo del barril y el anillo de abrazadera, la figura 5 a la 11 otras modalidades del perímetro de la tapa del barril con la boca del cuerpo del barril y el anillo de abrazadera, la figura 12a un barril esquemático con deformación al momento del impacto con el piso (ensayo de caida del recipiente) , la figura 12b una representación en corte parcial del eje de impacto I-I del área de empalme entre el perímetro de la tapa del barril y la boca del cuerpo del barril, según la figura 12a, la figura 13a un barril . esquemático con deformación al momento del impacto sobre el piso (ensayo de caida del recipiente) , y la figura 13b una representación en corte parcial a aproximadamente 45° II-II con respecto al eje de impacto del área de empalme entre el perímetro de la tapa del barril y la boca del cuerpo del barril, según la figura 13a. En la figura 1 se designa con el símbolo de referencia 10 un barril con tapa que comprende un cuerpo 12 de barril, una tapa 14 de barril y un anillo 16 de abrazadera. La tapa 14 del barril está constituida por material sintético termoplástico de alto peso molecular
(HDPE) y se fabrica mediante el proceso de moldeado por inyección. El cuerpo 12 del barril esta constituido igualmente por material sintético termoplástico de alto peso molecular (HDPE) y se fabrica mediante el proceso de moldeado por inyección pero preferiblemente mediante el proceso de moldeado por soplado. El anillo 16 de abrazadera esta hecho de chapa de acero o de plástico. En el borde de la tapa y el borde del cuerpo del barril se proporcionan las características especiales de acuerdo a la invención. La figura 2 ilustra el efecto de deformación de una presión interna elevada, en particular sobre la tapa 14 de un barril con tapa convencional. En este barril con tapa, en el borde 18 superior de la boca del barril masivamente reclacada y engrosada el cuerpo 12 del barril comprende una cubrejunta 24 circundante y la tapa 14 del barril tiene un borde 20 de la tapa en forma de U abierto hacia abajo. El borde 20 de la tapa tiene una pared 26 externa anular y una pared 28 interna anular, siendo que entre ambas paredes 26, 28 de la tapa se coloca una empaquetadura 22 (espumada o insertada) . El anillo 16 de abrazadera tiene una sección transversal abierta hacia el interior sustancialmente en forma de trapecio y en la condición cerrada agarra por arriba con su ala 30 superior el borde 20 en forma de U de la tapa y con su ala 32 inferior agarra por abajo una brida 34 de la envoltura que resalta sustancialmente radial hacia afuera en la proximidad del borde 18 superior de la boca del barril. En la condición cerrada del anillo 16 de abrazadera la empaquetadura 22 de la tapa se presiona contra la cubrejunta 24 del borde 18 superior de la boca de la tapa para desarrollar su efecto obturador. Debido al efecto de la presión interna, el disco 42 central de la tapa 14 del barril se abomba fuertemente hacia afuera en la dirección axial. Debido a ello la pared 28 interna del borde 20 de la tapa es retraída hacia adentro - como se caracteriza mediante las flechas dibujadas - y levantada y presionada hacia arriba. Esto tiene por consecuencia un creciente alivio de la presión sobre la superficie interior de la empaquetadura 22 de la tapa, la cual cede hacia adentro y pierde su efecto obturador. De manera muy similar sucede con una caida del barril por el extremo de la tapa del barril, en que el mayor flexionamiento ocurre en el borde de la boca del barril. Este comportamiento de obturación desventajoso se contrarresta mediante una modalidad de la invención mostrada en la figura 3. En esta, entre la pared 26 lateral exterior y la pared 28 lateral interior del borde 20 con forma de U invertida de la tapa se proporciona un alma 36 obturadora adicional orientada axialmente hacia abajo. Ahora la empaquetadura 22 de la tapa se encuentra dispuesta y fija entre la pared 26 lateral exterior de la tapa y el alma 36 obturadora adicional, siendo que el alma 36 obturadora adicional esta conformada a solo poca distancia de la pared 28 lateral interna, formando un angosto intersticio distanciado aproximadamente 2-4 mm de la pared 28 lateral interior de la tapa, y sólo se encuentra unida elásticamente con ella a través de una unión 40 superior comparativamente delgada. Abajo, el disco 42 interno de la tapa plano o abombado hacia afuera se une al borde inferior de la pared 28 lateral interior de la tapa. La unión del disco 42 interior de la tapa por el lado interno del borde 20 en forma de U de la tapa se puede localizar a la altura del borde inferior de la pared 26 lateral exterior de la tapa o - como se representa en la figura 4 - mas abajo de este. En el lado inferior del disco 42 de la tapa se pueden proporcionar adicionalmente como elemento 54 de refuerzo dos secciones 64, 66 anulares internas que se proyectan axialmente hacia abajo (compárese la figura 5) o una parte 56 de plástico hueca circular autocontenida . Otra modalidad muestra en la figura 4 una tapa 14 de barril con anillo 16 de abrazadera asociado y el borde 18 sencillo de la boca del barril de un cuerpo 12 de barril. En este caso la tapa del barril esta provista con una ranura 44 para asir y un disco 42 interno de la tapa elevado. La ranura 44 para asir tiene una profundidad de al menos 15 mm y un base 46 de ranura plana con una extensión (anchura) radial de al menos 10 mm para enganchar la uña superior de una herramienta para asir barriles. Unido por el lado interno a la base 46 de la ranura se alza un segmento 70 anular de extensión sustancialmente axial o cónicamente inclinada como elemento de conexión al disco 42 central de la tapa cuyo diámetro es menor. La altura del disco 42 interno de la tapa, o bien al menos del área central abombada del disco 42 de la tapa - como se representa - puede estar alineada aproximadamente al ras con la altura del borde 20 superior de la tapa o resaltar hacia arriba por arriba de este (compárese la figura 10) . Una modalidad preferida con un borde de la boca del barril configurado de manera reforzada se representa en la figura 5. En este caso, el borde 18 superior de la boca del barril comprende interiormente en adición a la cubrejunta 24 circundante y a distancia de ella, un perfil anular 48 verticalmente vertical que con la tapa del barril colocada y cerrada encaja en el receso 38 anular entre el alma 36 obturadora y la pared 28 lateral interna circular de la tapa. Entre el perfil anular 48 vertical y el alma 36 obturadora se proporciona una ranura 52 de retención circundante en el lado interior de borde 18 superior de la boca del barril, en la cual encaja el alma 36 obturadora de la tapa del barril. Con el fin de obtener un apoyo mutuo suficiente se prevé que el perfil 48 anular vertical y el alma 36 obturadora se solapen por al menos 5 mm en la dirección axial cuando la tapa 14 del barril esta colocada y cerrada con el anillo 16 de abrazadera. En el caso de esta modalidad la unión 40 de la pared 28 lateral interna con el borde 20 superior de la tapa por arriba del receso 38 se configura en gran medida flexible y elástica, por ejemplo con un rebajo (a manera de una bisagra) . El perfil 48 anular vertical en este caso esta configurado como anillo 48 continuo provisto con al menos una perforación 50 que se extiende a través del área de su base, de manera que el contenido líquido que posiblemente pudiera entrar en la ranura de retención pueda volver a escurrir al interior del cuerpo del barril. En la modalidad modificada que se representa en a figura 6 el perfil 48 anular vertical únicamente se configura en forma segmentada, es decir interrumpido, de manera que en la ranura 52 de retención no se puede acumular el contenido líquido. En este caso también se ensanchó la superficie de asiento para el ala 32 inferior del anillo 18 de abrazadera por el hecho de que en la brida 34 de la envoltura se proporciona un alargamiento 62 del borde de la brida que sobresale hacia afuera por al menos 3 mm. La pared 28 lateral interna circular de la tapa se prolonga hacia abajo mas alia del punto de unión del disco 42 central de la tapa y de la base 46 de la ranura 44 para asir, para formar la sección axial externa del anillo 64 interior. Además, por el lado inferior de la tapa del barril, a una distancia radial de al menos 10 mm de la sección axialmente externa del anillo 64 interior se configura una segunda sección del segundo anillo 66 interior. Con la tapa del barril colocada como se muestra en la ilustración, la sección 64 axialmente externa del anillo interior puede sobresalir por al menos 5 mm mas hacia el interior del cuerpo del barril que la segunda sección 66 del anillo interior. En un diseño conveniente y con el fin de rigidizar el borde exterior de la boca del barril, el anillo 16 de .abrazadera tiene una prolongación a manera de falda 68 a continuación de su ala 32 inferior que se extiende sustancialmente en dirección axial y que asienta contra la pared exterior del barril. En forma conveniente esta falda 68 de extensión encaja en un rebajo en la pared exterior del barril de manera que al elevarse y efectuar el agarre, un portabarriles o bien su gancho de agarre inferior no se puede atorar en el borde inferior de la falda de extensión que se extiende al ras de la pared exterior del barril. En esta representación se puede apreciar además la característica esencial de la invención de que en el caso de una carga por apilamiento del barril con tapa, cuando se estiban uno sobre otro, por ejemplo tres de estos barriles cerrados, la pared 26 lateral externa de la tapa descansa sobre la prolongación 62 del borde de la brida y el alma 36 obturadora en la base de la ranura 52 de sujeción, siendo que en dirección axial queda por arriba de la cubrejunta 24 un intersticio de al menos 2 mm para la empaquetadura 22 de la tapa, de manera que incluso en el caso de una sobrecarga no le puede suceder un daño permanente a la empaquetadura 22 de la tapa. En la modalidad de la invención que se representa en la figura 7, se le proporciona a la tapa por el lado inferior un elemento 54 de refuerzo con sección transversal hueca autocontenida, circundante en la dirección de la circunferencia, conectado a la pared 28 lateral interna anular del borde 20 de la tapa. Este elemento 54 de refuerzo hueco pero muy resistente a la torsión se puede fabricar mediante la en si conocida técnica de inyección de gas durante el proceso de moldeo por inyección. La modalidad de acuerdo a la figura 8 muestra un elemento 54 de refuerzo autocontenida de configuración espumada. El elemento de refuerzo espumado se puede fabricar inyectando a través de una boquilla un agente espumante en el molde de moldeo por inyección o bien en la cavidad para el elemento de refuerzo. Finalmente la figura 9 muestra una variante de realización en la cual el elemento 54 de refuerzo se puede configurar internamente hueco pero autocontenido mediante la soldadura de una parte 56 anular de plástico prefabricada independiente (compárese también la figura 3) . En este ejemplo de realización se proporciona arriba de la cubrejunta 24 una pequeña tira 70 de levas erecta que encaja a presión en la empaquetadura 22 de la tapa y la asegura adicionalmente contra un desplazamiento lateral. La figura 10 muestra una modalidad en la cual por dentro del disco 42 interno de la tapa se proporciona al menos un tapón 60 lateral de envasado del barril, como tapón de aproximadamente 50.8 mm (2 pulgadas) o tapón de aproximadamente 76.2 mm (3 pulgadas) . De la misma manera se podría también proporcionar dentro del disco 42 interior de la tapa un tapón central de envasado del barril, con un tamaño correspondiente del tapón. Las tapas de barril de acuerdo a la invención tienen un diámetro comparativamente grande de mas de 300 mm. En el caso de un barril con tapa sustancialmente cilindrico, con una capacidad de aproximadamente 132.5 litros (35 galones US), el diámetro exterior de la tapa es de aproximadamente 472 mm con una altura del barril de 860 mm, en tanto que en el caso de un barril con tapa (compárese la figura 1) con una capacidad de aproximadamente 208 litros (55 galones US) el diámetro externo de la tapa es de aproximadamente 576 mm con una altura del barril de aproximadamente 898 mm. Estos barriles tienen una boca del barril aproximadamente 15% mas grande que los barriles con tapa abombados convencionales. En el caso de tapas mas pequeñas y rígidas (menores de 200 mm) o en el caso de tapas roscadas no se presenta con tanta gravedad la problemática de un abombamiento de la tapa cuando hay presión interior. En el caso de la forma de tapa representada, se proporciona al menos una perforación 72 en la zona de la base de ambas seciones 64, 66 del anillo interior. Mediante ello es posible dejar escapar el aire detrás de las secciones del anillo interior cuando el barril con tapa se llena completamente con un líquido, por ejemplo a través del tapón 60 de envasado. Las perforaciones 72 permiten asimismo un escurrimiento del líquido residual que se encuentra detrás de las secciones 64, 66 del anillo interior con una posición de cabeza ligeramente inclinada para vaciar los residuos. En el ejemplo de realización preferido según la figura 11, en el receso 38 entre el alma 36 obturadora y la pared lateral circular interna de la tapa se inserta una segunda empaquetadura 58 circular en la tapa, la cual con la tapa 14 del barril cerrada empuja contra el borde superior del perfil 48 anular circundante vertical y proporciona una obturación adicional entre el borde de la boca del barril y el borde de la tapa del barril. Esta doble obturación es en particular buena para esfuerzos debidos a presiones de oscilación, por ejemplo en el caso de caídas del barril. En el barril representado esquemáticamente en la figura 12a con la mayor deformación al momento del impacto sobre el piso (= caida de la envoltura) se indica una línea de corte I-I a lo largo del eje de impacto. La influencia del esfuerzo mutuo entre el borde de la tapa del barril y el borde del cuerpo del barril en este punto se explica en la representación en corte parcial de acuerdo a la figura 12b. Debido a la energía del impacto, la tapa 14 con su pared 28 lateral interior de la tapa presiona contra la pared interior del borde 18 de la boca del barril y el alma 36 obturadora contra la cubrejunta 24 del borde de la boca del barril. No obstante que aqui el disco 42 central de la tapa se abomba fuertemente hacia afuera, en este punto no existe un peligro excepcional de un alivio de la presión en la empaquetadura, con desestanqueización del barril con tapa. Este peligro se presenta mas bien en el barril representado esquemáticamente en la figura 13a con la mayor deformación al momento del impacto contra el piso (= caida con la envoltura) en las áreas de la línea de corte II-II inclinada aproximadamente por 45° con respecto al eje de impacto. La reacción del esfuerzo mutuo entre el borde de la tapa del barril y el borde del cuerpo del barril en este punto critico se explica en la representación en corte parcial según la figura 13b. El cuerpo 12 del barril no es tan rígido en la dirección radial como la tapa 14 del barril. El cuerpo 12 del barril se deforma particularmente en la región del borde 18 de la boca del barril fuertemente hacia afuera y ejerce una carga adicional sobre la unión entre el borde de la boca del barril y el borde de la tapa del barril. La tapa 14 del barril no puede dilatarse de la misma manera y se tensa para quedar muy plana, en particular en el punto de unión entre la ranura 44 para asir y el disco 42 central de la tapa. Hasta ahora existía el peligro de que la empaquetadura 22 de la tapa sufriera un alivio de presión por el lado interno y de que el borde de la tapa del barril se saliera por debajo del anillo 16 de abrazadera. Sin embargo, en el caso de la construcción de la tapa conforme a la invención esto ya no es el caso en virtud de que la pared 26 lateral exterior de la tapa es retenida lateralmente por la cubrejunta 24 en el borde 18 superior de la boca del barril y el alma 36 obturadora del lado de la tapa es retenida en arrastre de forma por el perfil anular 48. O sea que el borde de la tapa es contrasujetado por partida doble y no se modifica el asiento o bien la posición mutua de los componentes directamente adyacentes alrededor de la empaquetadura 22 de la tapa, de manera que convenientemente se conserva completo el efecto obturador sin menoscabo alguno. Se sobreentiende que es posible combinar una con otra ingeniosamente las características de construcción especiales ilustradas en las diversas modalidades. Lista de símbolos de referencia 10 Barril con tapa 12 Cuerpo del barril 14 Tapa del barril 16 Anillo de abrazadera 18 Borde de la boca del barril (12) 20 Borde de la tapa (14) 22 Empaquetadura (20) (34) 24 Cubrejunta (20) 26 Pared lateral exterior de la tapa (20) 28 Pared lateral interior de la tapa (20) 30 Ala superior (16) 32 Ala inferior (16) 34 Brida de la envoltura (12) 36 Alma obturadora (20) 38 Receso (28, 36) 40 Unión (28, 36) 42 Disco interior de la tapa 44 Ranura para asir 46 Base de la ranura (44) 48 Perfil anular (18) 50 Perforación (48) 52 Ranura de retención (18) 54 Elemento de refuerzo (42) 56 Parte anular de plástico 58 Segunda empaquetadura de la tapa 60 Tapón lateral de envasado 62 Prolongación del borde de la brida 64 Sección axialmente externa del anillo interior
66 Sección axialmente interna del anillo interior
68 Extensión de la falda (16) 70 Tira de levas (24) 72 Perforación (64, 66)