Шприц и патрон для уплотнения швов с предотвращением подтекания после нагнетания

 

Представленная комбинация шприца и патрона предназначена для уплотнения швов. Патрон имеет трубчатый корпус, переднее напорное отверстие на передней части трубчатого корпуса и заднюю стенку с возможностью перемещения внутри трубчатого корпуса. Шприц для уплотнения швов имеет лоток для размещения патрона и поршень с возможностью перемещения параллельно лотку. Рычаг управления используется для выдвижения задней стенки вперед внутри трубчатого корпуса и уменьшения объема камеры в патроне. Задняя стенка скользит свободно внутри трубчатого корпуса благодаря уменьшению диаметра задней стенки по отношению к внутреннему диаметру трубчатого корпуса. Стенка начинает движение назад, когда объем корпуса начинает уменьшаться в радиальном направлении после срабатывания. В качестве альтернативы корпус патрона может быть защищен от расширения или даже принудительно зажат. Предложенные изобретения позволяют не допустить подтекания уплотняющего состава, вызываемого уменьшением объема корпуса трубы. 3 с. и 7 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к шприцам уплотнения швов и к нагнетательным патронам и, в частности, к типу сложных нагнетателей, в которых патрон вставляется в шприц, и поршень перемещает плунжер от задней части патрона вперед, тем самым уменьшая внутреннее пространство патрона, предназначенное для уплотняющего состава, и выдавливает состав из открытого наконечника, расположенного на передней части патрона.

У шприцев для уплотнения швов этого типа имеется недостаток - нежелательное подтекание состава, то есть во внутренней полости патрона все еще сохраняется повышенное давление, несмотря на то, что плунжер уже прекратил движение вперед и, в результате, из патрона выдавливаются дополнительные количества состава.

Признаны две основные причины явления подтекания. Во-первых, обычный тонкостенный патрон имеет тенденцию к расширению во время работы плунжера, и согласно закону физики такие системы всегда стремятся расслабиться и вернуться в первоначальное положение. После прекращения движения плунжера напряжение стенки патрона ослабевает. В силу того, что задние стенки патронов в современных устройствах конструируются таким образом, чтобы удерживать свое выдвинутое вперед положение, и учитывая, что плунжер шприца для уплотнения швов обычно стопорится с целью недопущения движения в обратную сторону, расслабление стенки патрона приводит к подтеканию, то есть к просачиванию состава через нагнетательный наконечник. Во-вторых, большинство уплотняющих составов имеет высокую степень вязкости и, по меньшей мере, обладают слабой сжимаемостью, что при работе плунжера создает значительное внутреннее давление, которое после остановки плунжера также приводит к просачиванию состава через нагнетательный наконечник.

В контексте известного уровня техники вышеупомянутая проблема подтекания решается за счет быстрого освобождения плунжера шприца для уплотнения швов и отодвигания его назад, как только выдавлено необходимое количество состава.

В патенте США N 5.236.105 Гейлекс предлагает новую систему для предупреждения выброса состава. По его системе обычные шприцы для уплотнения швов модифицированы за счет введения нескольких элементов, а именно: охватывающего элемента, охватываемого элемента, возвратной пружины и ограничителя. Пружина используется в качестве элемента принудительного действия, который энергично втягивает назад заднюю стенку в патроне и, таким образом, создает относительный вакуум внутри патрона.

В патенте США N 4.834.268 Кеплер описывает плунжерную систему, в которой упругое уплотнительное кольцо упирается во внутреннюю поверхность стенки патрона радиальной составляющей силы, которая давит на плунжер с возможностью движения вперед в режиме нагнетания. Когда плунжер прекращает движение, уплотнительное кольцо слегка расслабляется и позволяет плунжеру уменьшить внутреннее давление в патроне.

Первый из вышеупомянутых способов предотвращения подтекания явно неудовлетворителен. Системы, описанные в двух вышеприведенных патентах, довольно сложны и, следовательно, чрезмерно дороги.

Целью изобретения, соответственно, является представление шприца и патрона для уплотнения швов с предотвращением подтекания после нагнетания, в которых будут устранены недостатки устройств известного уровня техники и способов этого общего типа. Основной целью является разработка простой и недорогой системы, которая может быть применена к широкому ряду патронов и шприцев для уплотнения швов и которая надежно предотвращает подтекание и выброс состава.

Учитывая вышеупомянутые и другие цели, в соответствии с изобретением представлен усовершенствованный патрон для уплотнения швов, относящийся к типу, имеющему, в основном, трубчатый корпус, переднее нагнетательное отверстие на передней части трубчатого корпуса, заднюю стенку с возможностью передвижения внутри трубчатого корпуса, трубчатый корпус, имеющий стенку с внутренней поверхностью стенки, определяющей внутренний диаметр трубчатого корпуса, и трубчатый корпус, определяющий размер камеры, ограниченной этой внутренней поверхностью стенки, переднюю часть и заднюю стенку. Усовершенствование определяется тем, что диаметр задней стенки меньше внутреннего диаметра трубчатого корпуса для уплотнения швов, а между внутренней поверхностью стенки и контуром задней стенки определяется, в основном, свободный кольцевой промежуток.

В соответствии с дополнительной особенностью изобретения величина зазора может быть, по меньшей мере, 0,2 мм и может превышать 1,0 мм.

В соответствии с еще одной особенностью изобретения на периферии задней стенки отформованы распорные выступы, соприкасающиеся с внутренней поверхностью стенки трубчатого корпуса и определяющие величину кольцевого промежутка.

Учитывая вышеприведенные и другие цели, в соответствии с изобретением представлен комбинированный шприц для уплотнения швов и патрон. Патрон имеет, в основном, трубчатый корпус, переднее нагнетательное сопло на передней части трубчатого корпуса, заднюю стенку с возможностью перемещения внутри трубчатого корпуса, трубчатый корпус, определяющий размер камеры, расположенной между передней частью и задней стенкой. Таким образом, шприц для уплотнения швов состоит из корпуса, образующего поток для размещения патрона, и поршня с возможностью перемещения его параллельно лотку для проталкивания вперед задней стенки внутри трубчатого корпуса и уменьшения объема камеры в патроне. Трубчатый корпус имеет стенку с внутренней поверхностью стенки, определяющей внутренний диаметр трубчатого корпуса, и заднюю стенку, имеющую диаметр меньше, чем внутренний диаметр трубчатого корпуса, и определяющий, в основном, свободный кольцевой промежуток между внутренней поверхностью стенки и задней стенкой.

В соответствии с еще одной особенностью изобретения предусмотрены средства, действующие совместно с трубчатым корпусом патрона для предотвращения расширения трубчатого корпуса во время перемещения поршнем задней стенки вперед. Эти предохранительные средства могут быть представлены в виде жесткой трубчатой гильзы, плотно насаженной на трубчатый корпус, например, путем вставления патрона в гильзу.

В соответствии с еще одной особенностью изобретения трубчатая гильза изготавливается из твердого материала, отбираемого из группы, включающей поливинилхлорид, волокнит и металл.

В соответствии с еще одной особенностью изобретения предусмотрено предохранительное средство в виде зажимного устройства, расположенного у лотка шприца для уплотнения швов для избирательного закрепления трубчатого корпуса патрона.

В соответствии с сопутствующей особенностью изобретения шприц для уплотнения швов имеет рычаг управления, передвигающий поршень вперед при нагнетании уплотняющего состава, а зажимное устройство подсоединено к рычагу управления шприца для уплотнения швов таким образом, чтобы зажим трубчатого корпуса осуществлялся одновременно с началом выдвижения поршнем задней стенки вперед.

Другие черты, которые считаются характерными для изобретения, сформулированы в прилагаемой формуле изобретения.

Несмотря на то, что изобретение проиллюстрировано и описано здесь применительно к осуществлению в виде шприца и патрона для уплотнения швов с предотвращением подтекания после нагнетания, тем не менее предполагается, что его применение не ограничено лишь показанными примерами, поскольку, не отходя от духа изобретения и в пределах возможностей и границах эквивалентов формулы, возможны модификации и структурные изменения.

Однако лучшее понимание изобретения для практического применения с учетом дополнительных целей и преимуществ будет достигнуто после ознакомления с нижеследующим описанием специфического осуществления изобретения при использовании прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 представлено перспективное изображение шприца для уплотнения швов известного уровня техники.

На фиг. 2 представлен продольный разрез патрона для уплотнения швов.

На фиг. 3 показан продольный разрез патрона для уплотнения швов согласно первому варианту осуществления изобретения.

На фиг. 4 показан вертикальный разрез задней стенки патрона для уплотнения швов второго варианта осуществления изобретения (вид сзади).

На фиг. 5 показан разрез по линии V-V фиг. 4.

На фиг. 6 показан вертикальный разрез поршня, соответствующего варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 4 и 5 (вид спереди).

На фиг. 7 представлен продольный разрез жесткой гильзы согласно третьему варианту осуществления изобретения.

На фиг. 8 представлено схематическое изображение лотка шприца для уплотнения швов (вид спереди).

На фиг. 9 представлена вертикальная проекция шприца для уплотнения швов с зажимным устройством (вид сбоку).

Обратимся сейчас к рассмотрению чертежей и, прежде всего, к фиг. 1, на котором изображен обычный шприц для уплотнения швов. Передняя часть корпуса 1 имеет лоток 2 для размещения нагнетательного патрона. Стержень 3 поршня толкает головку 4 плунжера вперед в направлении стенки 5 передней части лотка 2. Запорная защелка 6 препятствует движению стержня 3 в обратном направлении, и пружина 7 удерживает защелку 6 в застопоренном положении. При повороте защелки 6 вперед почти в вертикальное положение разблокировки стержень 3 освобождается и начинает движение в обратном направлении.

На фиг. 2 представлен обычный шприц для уплотнения швов известного уровня техники, который имеет трубчатый корпус 8. Корпус обычно формируется в виде цилиндрической трубы 8 из бумажного ламината, волокнита, листов прокатанного металла из материалов им подобным. Цилиндрическая труба 8 относительно мягкая, и при повышении давления в ее внутренней камере она расширяется в радиальном направлении. На передней стенке 10 закрытия имеется наконечник 9 сопла. Герметичность трубы 8 в задней части обеспечивается задней стенкой 11. Внешний цилиндрический фланец 12 задней стенки 11 имеет наружный радиус, который соответствует внутреннему радиусу трубы 8. Фланец 12 образует подвижное уплотнение между внутренней поверхностью стенки трубы 8 и задней стенкой 11. Окантовочное кольцо 14 с цилиндрическим фланцем 15 уплотнения зажимается на задней кромке трубы 8. При хранении задняя стенка 11 располагается рядом с кольцом 14 таким образом, чтобы фланец 12 находился в зажатом положении под фланцем 15 уплотнения. Только после того, как будет проколота передняя стенка 10 и срезан наконечник 9 сопла с образованием нагнетательного отверстия, задняя стенка 11 начинает движение вперед для нагнетания уплотняющего состава 13.

Как только задняя стенка 11 выталкивается вперед и фланец 12 начинает скользить по внутренней поверхности стенки трубы 8, уплотняющий состав 13 выдавливается из нагнетательного наконечника за счет повышенного давления, создаваемого в камере трубы. Одновременно с выдавливанием состава 13 из напорного наконечника повышенное давление также вызывает расширение объема корпуса трубы в радиальном направлении. Фактически можно показать, что радиальное давление на стенку цилиндрической трубы точно в два раза выше осевого давления, действующего в направлении нагнетательного отверстия. Такое радиальное "дыхание" трубы 8 вызывает подтекание, когда поршень 4 останавливается, и труба 8 постепенно уменьшает свой увеличенный диаметр до достижения первоначального состояния.

На фиг. 3 показан первый вариант осуществления изобретения, когда наружный диаметр (OD) цилиндрического фланца 12 меньше, чем внутренний диаметр (ID) трубы 8 на величину кольцевого промежутка Δ D. Кольцевой промежуток Δ D выбирается в зависимости от уплотняющего состава 13, то есть от вязкости и показателя реакции с воздухом. Другими словами, чем выше вязкость состава, тем больше величина кольцевого промежутка Δ D. Далее, чем инертнее состав по отношению к атмосфере, тем больше величина промежутка Δ D. Вообще, для труб кремнийорганических полимеров, глицериновых эфиров и смоляных кислот и им подобным кольцевой промежуток может составлять Δ D = 1 мм.

Трубы для составов с большей вязкостью могут иметь Δ D ≅ 0,2 мм. Должная величина кольцевого промежутка может быть подобрана опытным специалистом.

Фланец 12 и внутренняя поверхность стенки трубы 8 создают свободное уплотнение благодаря небольшому количеству уплотняющего состава, просачивающемуся между ними. В силу того, что площадь нагнетательного отверстия значительно больше, чем площадь, определяемая (приблизительно) величиной кольцевого промежутка помноженной на величину окружности, лишь небольшому количеству уплотняющего состава удается просочиться по этой трассе. Как только давление на поршень ослабевает и поршень начинает движение в обратном направлении, стенка 11 следует за ним, пока стенка трубы не примет своего обычного положения. Поскольку уплотняющий состав, находящийся в кольцевом промежутке между фланцем 12 и трубой, еще свежий (его вязкость почти у своего максимума), задняя стенка 11 скользит легко. Вскоре после того, как задняя стенка займет свое обычное положение (то есть после спада напряжения на корпусе трубы), оставшийся уплотняющий состав пол воздействием воздуха затвердевает и, таким образом, создает соответствующее уплотнение. Оставшийся состав в камере патрона находится в загерметизированном пространстве и не подвержен воздействию воздуха.

После изготовления, то есть во время хранения на полке до первого применения, задняя стенка 11 герметизируется подобно обычным известным системам.

Система уплотняющей трубы с величиной кольцевого промежутка Δ D>0.0 мм может с первого взгляда показаться нелогичной, поскольку составы, содержащиеся в таких трубах, отверждевают при контакте с воздухом, и любое их применение не соответствует здравому смыслу. Однако, изобретатель смог убедиться, что после приведения этой системы в действие между фланцем 12 и внутренней поверхностью стенки трубы 8 образуется уплотнительное кольцо из затвердевшего состава. По мере того как поршень 4 проталкивает заднюю стенку 11 вперед во время следующей операции нагнетания, это временное уплотнение разбивается и за счет поступления свежего состава создается скользящее уплотнение между фланцем 12 и внутренней поверхностью стенки трубы 8. Когда давление стержня 3 на поршень 4 снимается сразу после окончания нагнетания, сжимающее усилие трубы 8 в состоянии вытолкнуть заднюю стенку 11 назад и не способствовать образованию нежелательного подтекания.

На фиг. 4 представлен второй вариант осуществления изобретения, который может быть использован и в первом варианте осуществления изобретения и который определяется особенностью принудительного оттягивания. На фланце 12 имеются две оппозитно расположенные защелки 16. Как только поршень 4 выдвигается в положение, определяемое фланцем 12, происходит сцепление его с защелками 16. При таком типе зацепления задней стенки 11 возможен принудительный отвод назад задней стенки 11 путем оттягивания ее на стержне 3. В предпочтительном варианте осуществления изобретения (фиг. 6) плунжер 4 поршня может иметь вырезы 17, которые позволяют производить избирательное зацепление поршня 4 с защелками 16.

На фиг. 4 также видно, что кольцевой промежуток между внутренней поверхностью стенки трубы и фланцем 12 может быть определен выступами 19, отформованными на периферии стенки 11, то есть на фланце 12.

В третьем варианте осуществления изобретения труба 8 предохраняется от расширения в радиальном направлении жесткой гильзой 18, надеваемой на трубу 8. Гильза 18 может быть изготовлена из поливинилхлорида, волокнита, металла или из любого подобного материала. Внутренний диаметр гильзы 18 подбирается таким образом, чтобы он соответствовал наружному диаметру трубы 8. Более того, гильза 18 изготавливается настолько тонкой, чтобы можно было вставить ее в лоток 2 шприца для уплотнения швов.

На фиг. 8 показано, что жесткая гильза может быть заменена верхней крышкой 20, которая шарнирно закреплена на боковой части лотка 1 корпуса шприца для уплотнения швов. Поскольку крышка 20 закрывается и закрепляется с помощью крюка 21, жесткая гильза формируется для трубы с уплотняющим составом.

И, наконец, в четвертом варианте осуществления изобретения труба 8 дополнительно обжимается для операции нагнетания посредством выдвижения вперед задней стенки 11. После окончания нагнетания напряжение с трубы 8 снимается. В предпочтительном конструктивном варианте осуществления изобретения на шприце для уплотнения швов также предусмотрено зажимное устройство, которое обжимает трубу одновременно с выдвижением задней стенки 11 вперед. На фиг. 8 и 9 видно, что крышка 20 крепится двумя пленками 22, подсоединенными с одной стороны к защелке 21 и с другой стороны к корпусу 1 лотка. При постановке рычага 23 управления в положение для приведения поршня 4 в движение клинья 24 выдвигаются ниже планок 22. В результате, планки плотнее подтягивают крышку 20 и тем самым принудительно зажимают уплотнительную трубу 8. Предпочтительно, чтобы крышка 20 имела несколько больший диаметр, чем диаметр лотка. Благодаря этому пространство, в котором размещается патрон с уплотняющим составом, имеет слегка овальное поперечное сечение.

Термины "шприцы для уплотнения швов" и "уплотняющие составы", использованные в этом материале, следует понимать как термины, общепринятые в известной области техники, а именно: любые раздаточно-дозирующие устройства с поршнем, уменьшающим объем в трубчатых контейнерах, и составы любого типа, требующие решения вышеупомянутых проблем подтекания.

Формула изобретения

1. Патрон для уплотнения швов, относящийся к типу, имеющему в основном трубчатый корпус, переднее напорное отверстие на передней части трубчатого корпуса, заднюю стенку с возможностью перемещения внутри трубчатого корпуса, трубчатый корпус, имеющий стенку с внутренней поверхностью стенки, определяющей внутренний диаметр трубчатого корпуса, и трубчатый корпус, определяющий там камеру, ограниченную внутренней поверхностью стенки, переднюю часть и заднюю стенку, отличающийся тем, что задняя стенка имеет меньший диаметр, чем внутренний диаметр трубчатого корпуса, и определяющий в основном свободный кольцевой промежуток между внутренней поверхностью стенки и контуром задней стенки.

2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что вышеупомянутый кольцевой промежуток составляет по меньшей мере 0,2 мм.

3. Патрон по п.1, отличающийся тем, что вышеупомянутый кольцевой промежуток составляет по меньшей мере 1,0 мм.

4. Патрон по п.1, отличающийся тем, что дополнительно имеет распорные выступы, отформированные на периферии помянутой задней стенки, при этом распорные выступы соприкасаются с внутренней поверхностью стенки упомянутого трубчатого корпуса и определяют упомянутый кольцевой промежуток.

5. Комбинация шприца для уплотнения швов и патрона, содержащая упомянутый патрон, имеющий в основном, трубчатый корпус, переднее нагнетательное сопло в передней части упомянутого трубчатого корпуса, заднюю стенку с возможностью перемещения внутри упомянутого трубчатого корпуса, упомянутый трубчатый корпус, определяющий камеру между упомянутыми передней частью и задней стенкой, упомянутый шприц для уплотнения швов, включающий корпус, образующий поток для размещения упомянутого патрона, и поршень с возможностью перемещения параллельно упомянутому лотку для выдвижения упомянутой задней стенки вперед внутри упомянутого трубчатого корпуса и уменьшения объема внутри упомянутой камеры в упомянутом патроне, упомянутый трубчатый корпус, имеющий стенку с внутренней поверхностью, определяющей внутренний диаметр упомянутого трубчатого корпуса, отличающаяся тем, что и упомянутая задняя стенка имеет меньший диаметр, чем внутренний диаметр трубчатого корпуса, и определяющий в основном свободный кольцевой промежуток между внутренней поверхностью стенки и задней стенкой.

6. Комбинация шприца для уплотнения швов с патроном, относящаяся к типу, в котором патрон имеет в основном трубчатый корпус, переднее напорное отверстие на передней части трубчатого корпуса, заднюю стенку с возможностью перемещения внутри трубчатого корпуса и шприц для уплотнения швов имеет лоток для размещения патрона и поршень с возможностью перемещения параллельно лотку для выталкивания задней стенки внутри трубчатого корпуса и для уменьшения объема внутри трубчатого корпуса и уменьшения объема внутри камеры патрона, отличающаяся тем, что она включает средства, действующие совместно с трубчатым корпусом патрона для предупреждения радиального расширения трубчатого корпуса во время выдвижения поршнем задней стенки вперед, и задняя стенка трубчатого корпуса имеет диаметр меньше, чем внутренний диаметр трубчатого корпуса, и определяющий, по существу, свободный кольцевой промежуток между внутренней поверхностью стенки и задней стенкой.

7. Комбинация по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые предохранительные средства определяются жесткой трубчатой гильзой, плотно насаженной на трубчатый корпус.

8. Комбинация по п.7, отличающаяся тем, что упомянутая трубчатая гильза изготавливается из твердого материала, выбранного из группы, включающей поливинилхлорид, волокнит и металл.

9. Комбинация по п.6, отличающаяся тем, что предохранительное устройство представлено в виде зажимного устройства, расположенного у лотка шприца для уплотнения швов для избирательного закрепления трубчатого корпуса патрона.

10. Комбинация по п.9, отличающаяся тем, что шприц для уплотнения швов имеет рычаг управления, передвигающий поршень вперед при нагнетании уплотняющего состава, а упомянутое зажимное устройство подсоединено к рычагу управления шприца для уплотнения швов так, чтобы зажим трубчатого корпуса осуществлялся одновременно с началом выдвижения поршнем задней стенки вперед.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9