Самозапирающийся клапан
Самозапирающийся клапан, предназначенный для выхода текучего продукта, содержит клапанную мембрану, диск с упорами, упорное кольцо и боковую направляющую. Клапанная мембрана имеет форму тарельчатой пружины, с раздаточным отверстием и плоской круговой кромкой, проходящей по наружному периметру, при этом по причине создаваемой разницы давлений клапанная мембрана может менять свое положение между запирающим положением, раздаточным положением и положением обратного всасывания. Лежащий поперек оси симметрии клапана диск с упорами имеет поверхность прилегания, к которой прилегает клапанная мембрана, находясь в запирающем положении и в положении обратного всасывания так, что раздаточное отверстие закрыто, и который приподнимает это отверстие, переводя его в раздаточное положение. Клапан имеет упорное кольцо, к которому прилегает с уплотнением круговая кромка клапанной мембраны, находясь в раздаточном положении и в положении запирания, при этом упорное кольцо приподнимает раздаточное отверстие, переводя его в положение обратного всасывания. Клапан имеет боковую направляющую, которая проходит в осевом направлении параллельно оси симметрии клапана, ей по всему периметру противостоят, по меньшей мере, части круговой кромки клапанной мембраны, причем круговая кромка, проходящая по всему периметру, имеет возможность смещения в осевом направлении вдоль боковой направляющей, для того чтобы произошла смена положения на положение обратного всасывания, в котором освобождается зазор между проходящей по всему периметру кромкой и боковой направляющей. Выполненная в форме тарельчатой пружины клапанная мембрана в положении запирания имеет выпуклую форму в направлении диска с упорами, а в положении раздачи имеет выпуклость, занимающую обратное положение по отношению положения запирания. Изобретение направлено на создание нового самозапирающегося клапана для раздачи текучего продукта, требующего всего лишь незначительного вакуума, необходимого для обратного всасывания воздуха, а также обладающего хорошей герметичностью, для того чтобы надежно избегать улетучивания даже незначительных количеств текучего продукта. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение касается самозапирающегося клапана, который служит для выдачи текучего продукта.
Типичным применением самозапирающегося клапана являются резервуары, в которых выход текучего продукта осуществляется посредством сдавливания емкости. В качестве примера можно привести так называемые сплющиваемые бутылки, предназначенные для средств по уходу за телом. За счет уменьшения внутреннего объема сплющиваемой бутылки, вызванного действиями пользователя, в ней повышается давление, так что содержащийся продукт, например жидкое мыло, выходит через клапан. В связи с тем, что клапан действует как самозапирающийся, то без повышения давления исключается возможность самопроизвольного выхода содержимого, даже в том случае, если емкость не закрыта колпачком и если сам продукт силой своего веса оказывает давление на зону выхода клапана.
Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 10218363 А1 известен самозапирающийся клапан для выдачи жидкого или пастообразного продукта. Клапан содержит клапанную мембрану, которая в направлении продукта имеет выпуклую форму. Клапанная мембрана по краю образована кольцом-держателем, отформованным на экструдере в виде покрытия бесшовной оболочкой. Для качественной выдачи продукта клапанная мембрана подпирается деталью пластинчатой формы. С другой стороны, деталь пластинчатой формы удерживается пружинным кронштейном, в результате чего имеет место увеличение затрат на сборку клапана. Еще один недостаток данного решения заключается в том, что компенсации воздуха, в частности, мешает деталь пластинчатой формы, так что сосуд должен обладать значительной возвращающей силой.
Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 19613130 А1 известен самозапирающийся механизм с запорной мембраной для выдачи жидкого наполняющего вещества, содержащегося в сосуде, поддающемся сжатию. Запорная мембрана имеет во встроенном, но нерабочем состоянии нижний крепежный край и верхнюю, простирающуюся, в основном, в направлении выдачи, выполненную вогнутой запорную крышку. При обычном процессе выдачи открываются пазы раскрытия в запорной мембране; начиная с определенного давления это происходит надежно и почти неожиданно. После окончания раздаточного процесса происходит возврат в исходное положение самого сосуда, так что запорная мембрана возвращается в исходное вогнутое положение. При этом происходит провал шлицев отверстия вовнутрь, так что воздух засасывается назад. Для того чтобы улучшить обратное всасывание воздуха, можно между запорной мембраной и ее опорой выполнить канавки. Недостаток этого решения заключается в ограниченной герметичности и в большом вакууме, который требуется для обратного всасывания. Для того чтобы достичь сильного эффекта обратного всасывания, необходимо, чтобы емкости выполнялись с соответствующим пружинным эффектом. Это является причиной использования большого количества материала для сосуда, в результате чего повышаются расходы на изготовление.
Из описания изобретения к Европейскому патенту - ЕР 0388828 А1 известен самозапирающийся клапан с клапанной мембраной, которая имеет тарельчатую форму. Клапанная мембрана имеет посередине раздаточное отверстие, которое насаживается на опорный тарельчатый диск, в результате чего происходит его герметизация. Это решение не создает возможности для обратного всасывания воздуха.
Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 4329808 С2 известен самозапирающийся запорный элемент для емкости или для тубы, у которого выходное отверстие в закрывающей крышке запирается с помощью запорного шипа. При повышении давления запорный шип должен перемещаться вовнутрь, так чтобы освободить выходное отверстие и чтобы продукт мог выходить как раз через это выходное отверстие. Тем не менее, для этого воздух в закрытой полости, расположенной под запорным шипом, должен быть сжат, потому что он не может проникнуть наружу. Следовательно, требуется очень большое давление, для того чтобы запорный шип освободил выпускное отверстие, так что этот клапан едва ли применим. Кроме того, это решение не предусматривает возможности для обратного всасывания воздуха, так что без этого оно было бы пригодным только для определенных продуктов.
Из описания изобретения к патенту ФРГ - DE 19580254 В4 известен самозапирающийся клапан, имеющий изогнутую вовнутрь клапанную мембрану. Клапанная мембрана имеет опять же расположенное в середине раздаточное отверстие, за счет которого насаживается на опорный тарельчатый диск, в результате чего происходит его герметизация. Сверху клапанная мембрана удерживается посредством несущего фланца, к которому клапанная мембрана в зоне радиальной наружной области прилегания прилегает снизу. На опорном диске может быть выполнена цапфа, которая в положении запирания заходит в раздаточное отверстие и создает, таким образом, надежное уплотнение. Боковая область прилегания клапанной мембраны может быть выполнена таким образом, что она в случае возникновения вакуума будет деформироваться по направлению вовнутрь, в результате чего освободится путь для воздуха на случай обратного всасывания. Такое деформирование предполагает, однако, наличие большого вакуума, так что стенки емкости должны будут иметь в наличии соразмерно большие восстанавливающие силы.
Итак, задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы создать и предложить вашему вниманию самозапирающийся клапан, который предназначен для раздачи текучего продукта, причем упомянутый самозапирающийся клапан очень просто и дешево изготавливается и требует всего лишь наличия незначительного вакуума, который необходим для обратного всасывания воздуха. Кроме того, было бы желательно, чтобы клапан обладал хорошей герметичностью, для того чтобы надежно избегать улетучивания даже незначительных количеств текучего продукта.
Эта задача решается с помощью самозапирающегося клапана согласно приложенному основному пункту 1 формулы изобретения. У самозапирающегося клапана клапанная мембрана для выдачи продукта меняет свое положение из запирающего положения в положение раздачи. В запирающем положении отверстие раздачи с помощью упора приподнимается и освобождается. Наружный периметр клапанной мембраны образует круговую кромку, которая в положении выдачи продукта уплотняет упорное кольцо, прижимая его. Между круговой кромкой и боковой направляющей имеется зазор, через который при декомпрессии емкости, которая закрывается клапаном, воздух может отсасываться.
Особое преимущество данного изобретения состоит в том, что одновременно достигаются две цели: очень упрощенная конструктивная разновидность и явно улучшенная процедура отсасывания воздуха. Клапанная мембрана может быть образована простой шайбой, выполненной из пластмассы, изготовление которой может быть очень дешево. Емкость с клапаном по изобретению не должна иметь больших возвращающих усилий. Вследствие этого стенка емкости может быть выполнена такой тонкой, что благодаря применению клапана согласно изобретению создаются благоприятные условия, которые позволяют изготавливать емкости, экономя материал и прочие производственные расходы.
Другие преимущества, подробности и усовершенствованные варианты изобретения проистекают из последующих описаний многих форм осуществления изобретения, со ссылкой на чертежи.
На них показано:
на фигуре 1 изображения поперечного разреза самозапирающегося клапана согласно изобретению в четырех фазах во время перехода в положение раздачи;
на фигуре 2 изображения поперечного разреза клапана, показанного на фигуре 1, в трех фазах во время обратного всасывания воздуха;
на фигуре 3 перспективное изображение крепежной рамы с клинообразными опорными перемычками;
на фигуре 4 перспективное изображение варианта крепежной рамы с опорными штифтами;
на фигуре 5 перспективный детальный вид формы исполнения клапанной мембраны, обладающей повышенной жесткостью;
на фигуре 6 перспективный детальный вид измененной формы исполнения (варианта) клапанной мембраны.
Фигура 1 показывает изображения поперечного сечения предпочтительной формы конструктивного исполнения самозамыкающегося клапана 01 согласно изобретению в четырех фазах во время перехода от запирающего положения в положение раздачи. Изображение а) фигуры 1 показывает клапан 01 в запирающем положении. Изображения б) и с) фигуры 1 показывают клапан 01 в раздаточном положении. В общем, для понимания фигур следует отметить, что клапан сконфигурирован для установки на емкости (не показано), например, для установки в горлышко сплющиваемой бутылки.
Клапан 01 содержит округлую клапанную мембрану 02 с круглым средним раздаточным отверстием 03. Клапанная мембрана 02 имеет, в основном, форму тарельчатой пружины и показывает также сравнимые пружинные свойства. На изображении а) фигуры 1 показана клапанная мембрана 02 в положении, когда клапан 01 закрыт.В этом закрытом положении клапанная мембрана 02 лежит на диске 04 с упорами своим раздаточным отверстием 03. Образовавшаяся в результате этого круглая поверхность 06 прилегания на диске 04 с упорами запирает раздаточное отверстие 03. Далее, уплотнительная фаска 07 клапанной мембраны 02 с зазором лежит на цапфе 08 диска 04 с упорами, поскольку цапфа 08 вдается в раздаточное отверстие 03. Оболочка цапфы 08 имеет форму усеченного конуса и соответствует в направляющей зоне 09 внутренней поверхности уплотнительной фаски 07. Форма клапанной мембраны 02 в показанном запорном положении образует искривление в форме свода, направленного вовнутрь, и имеет, за исключением уплотнительной фаски 07, форму оболочки усеченного конуса.
Клапанная мембрана 02 обладает способностью эластично деформироваться, причем за счет формы усеченного конуса и уплотнительной фаски 07 запоминается предварительное напряжение, которое определяет способность к деформированию. Внешний периметр клапанной мембраны 02 образован круговой кромкой 11, проходящей по всему периметру. Круговая кромка 11 в положении запирания (изображение а) прилегает к упорному кольцу 12. Клапанная мембрана 02 сверху удерживается упорным кольцом 12. Боковое движение клапанной мембраны 02 ограничено боковой направляющей 13. В представленной форме исполнения упорное кольцо 12 и боковая направляющая 13 переходят друг в друга, превращаясь в единое целое, в результате чего становится возможной простота в изготовлении. Однако упорное кольцо 12 и боковая направляющая 13 могут быть выполнены также разъемными, состоящими из двух частей. В представленной форме осуществления изобретения боковая направляющая 13 и диск 04 с упорами выполнены как раз разъемными, состоящими из двух частей. Однако боковая направляющая 13 и диск 04 с упорами могут также переходить друг в друга, превращаясь в единое целое. Боковая направляющая 13 в том виде, как она представлена в своей форме конструктивного исполнения, выполнена округлой. Однако боковая направляющая может быть конструктивно выполнена также таким образом, что она будет направлять клапанную мембрану 02 только в некоторых точках, расположенных по периметру, или на отдельных участках. В показанной форме конструктивного исполнения упорное кольцо 12 имеет наклонную плоскость поперечного сечения. Однако упорное кольцо 12 может быть выполнено также и перпендикулярно по направлению к боковой направляющей 13. Проходящая по всему периметру кромка 11 клапанной мембраны 02 прилегает под упорным кольцом 12 таким образом, что клапанная мембрана 02 оказывается уплотненной относительно упорного кольца 12. Продукт, создающий запасы во внутренней части емкости (не показан), или воздух могут перетекать в направлении 16 в зону, расположенную под клапанной мембраной 02, через отверстия 14, выполненные в диске 04 с упорами.
Проходящая по всему периметру кромка 11 клапанной мембраны 02 имеет, предпочтительным образом, ту же толщину материала, что и основная деталь клапанной мембраны 02. Круговая кромка 11 не усилена и не имеет особого формообразования, например, путем дополнительных уплотнительных фасок. Проходящая по всему периметру кромка 11 клапанной мембраны 02 служит одновременно в качестве верхнего и бокового упора для клапанной мембраны 02. Между боковой направляющей 13 и проходящей по всему периметру кромкой 11 клапанной мембраны 02 имеется зазор 15. Зазор 15 проходит в представленной форме осуществления изобретения по всему периметру. В других формах осуществления изобретения паз может быть представлен по частям, в том случае, если клапанная мембрана 02, например, имеет боковую ориентацию только в отдельных пунктах.
Самозапирающийся клапан 01 является, в частности, пригодным для так называемых сплющиваемых бутылок, у которых вследствие ручного сплющивания бутылки выдается текучий продукт. В этом случае клапан 01 размещается в отверстии бутылки, предусмотренном для раздачи продукта. Представленная на фигуре 1 форма исполнения клапана по изобретению имеет для этого кругообразную крепежную раму 21, которую можно вставить в отверстие бутылки. Клапан, выполненный в соответствии с изобретением, может быть выполнен также в виде интегрированной составной части емкости.
На изображении б) фигуры 1 клапан 01 представлен в состоянии, когда давление внутри емкости повышается незначительно. Это, например, имеет место, когда используется ручной процесс сплющивания для извлечения продукта из сплющенной бутылки. Незначительное повышения давления может иметь место, однако, тогда, когда вследствие обращения с бутылкой на нее воздействует усилие, при этом выдача продукта является нежелательной. За счет незначительно повышенного внутреннего давления усилие воздействует на клапанную мембрану 02 в направлении 16. В результате этого клапанная мембрана 02 незначительно деформируется. По причине деформации клапанной мембраны 02 уплотнительная фаска 07 заклинивается в направляющей зоне 09 цапфой 08, имеющей форму усеченного конуса, так что обеспечивается надежная герметизация между цапфой 08 и уплотнительной фаской 07. За счет деформации клапанной мембраны 02 одновременно повышается усилие прилегания клапанной мембраны 02 к упорному кольцу 12, в результате чего усиливается уплотняющее действие клапанной мембраны 02 по отношению к упорному кольцу 12. Таким образом, клапан 01, выполненный в соответствии с изобретением, обладает преимуществом, состоящим в том, что незначительные повышения давления не приводят к выдаче продукта. Например, во время открытия сплющиваемой бутылки и во время ее закрытия колпачком сплющиваемую бутылку можно уверенно брать в руки. При этом внутреннее давление в бутылке слегка повышается, но отсутствует желание в получении продукта из бутылки. Далее, вследствие первоначальной деформации клапанной мембраны повышается герметизация клапанной мембраны 02 по отношению к цапфе 08, так как уплотнительная фаска 07 будет сильнее прижиматься к цапфе 08. За счет деформации клапанной мембраны 02 увеличивается расширение ее поперечного сечения, так что еще сохраняется уплотняющее прилегание цапфы 08. Поэтому в центральной зоне клапанной мембраны 02 сохраняется герметизация только при незначительном повышении давления, даже если мембрана должна будет отведена от поверхности прилегания 06.
Изображение с) на фигуре 1 показывает клапан 01 в ситуации, когда в емкости еще раз повышается внутреннее давление. Клапан 01 вот-вот поменяет положение запирания на положение раздачи продукта. Повысившееся внутреннее давление является причиной возникновения деформации клапанной мембраны 02, которая приводит к четкому притуплению формы усеченного конуса. Это, в частности, обусловлено тем, что вследствие повысившегося внутреннего давления усилие действует в направлении 17, а именно на клапанную мембрану 02 ниже уплотнительной фаски 07, которая клапанную мембрану 02 в этой зоне четко приподнимает. Однако цапфа 08 все еще уплотнена относительно уплотнительной фаски 07.
Изображение d) на фигуре 1 показывает клапан 01 в ситуации, когда внутреннее давление стало так велико, что клапан 01 меняет свое положение запирания на раздаточное. Клапанная мембрана 02 уже почти достигла плоской формы, за исключением уплотнительной фаски 07. В показанной форме конструктивного исполнения она имеет форму очень плоского усеченного конуса, причем этот усеченный конус направлен в противоположном направлении по отношению к форме усеченного конуса в положении запирания.
Клапан 01 может быть также выполнен таким способом, что клапанная мембрана 02 в раздаточном положении будет иметь форму усеченного конуса, которая будет соответствовать совсем другой форме усеченного конуса запирающего положения, но будет иметь четко выраженный меньший шаг. При смене положения клапанной мембраны 02 из запирающего в раздаточное происходит, таким образом, выворачивание клапанной мембраны 02. Конструктивное решение клапанной мембраны 02 способствует тому, что в процессе упомянутого выворачивания должен быть преодолен максимум усилий, воздействующих на клапанную мембрану 02. Превышение максимума усилий при выворачивании является для пользователя как ощутимым, так и слышимым. Это улучшает качество обслуживания, в частности, удобство в обращении со сплющиваемой бутылкой, которая оборудована клапаном 01, выполненным в соответствии с изобретением. Как только клапанная мембрана 02 меняется на обратную форму усеченного конуса, то она застывает в этой форме, даже если воздействующее усилие снова становится меньше. Если значение усилия опускается ниже определенного порогового значения, то клапанная мембрана 02 молниеносно возвращает себе форму усеченного конуса запирающего положения. Таким образом, имеет место определенный запирающий момент, который ведет к чистому обрезанию выжатой струи жидкости, так что исключается дальнейшее капание.
В положении раздачи, которое изображено на фигуре d), уплотнительная фаска 07 четко приподнимается относительно цапфы 08, так что между уплотнительной фаской 07 и цапфой 08 образуется большое отверстие. Продукт выдается через отверстия 14, выполненные в упорном диске, и через раздаточное отверстие 03. Стрелка-указатель 18 направления делает нагляднее направление течения продукта. Диаметр цапфы 08 определяет диаметр раздаточного отверстия 03 и, таким образом, количество и скорость протекающего продукта.
Смена запирающего положения на раздаточное положение осуществляется в показанном варианте осуществления изобретения сама по себе. Это является следствием того, что сплющиваемая бутылка с таким клапаном 01 во время этого процесса мгновенно сбрасывает давление, как только избыточное давление, вызванное сплющиванием, ликвидируется. В этот момент выдается определенное количество продукта. Клапан 01 и сплющиваемая бутылка могут иметь такие размеры, что неожиданно выдаваемое количество продукта соответствует типичному потребляемому количеству продукта. Таким образом, пользователь интуитивно может выдать обычно потребляемое количество продукта. Если есть желание получить большее количество продукта, то после самопроизвольного перехода клапана 01 в раздаточное положение следует продолжать надавливать на бутылку. Поскольку максимум усилия для смены на раздаточное положение уже преодолено, то надо приложить всего лишь немного усилий, чтобы выдать большее количество продукта.
На фигуре 2 показаны изображения поперечного сечения самозамыкающегося клапана 01, показанного на фигуре 1, он представлен в трех фазах во время перехода от запирающего положения в положение обратного всасывания. Изображение а) фигуры 2 показывает клапан 01 в положении запирания. Изображение а) фигуры 2 показывает клапан 01 в запирающем положении. Изображение б) фигуры 2 показывает клапан 01 в запирающем положении. Изображение б) фигуры 2 показывает переход в положение обратного всасывания, а изображение c) фигуры 2 показывает клапан 01 в положении обратного всасывания.
Запирающее положение, которое показано на изображении а) фигуры 2, наступает после того, как закончена выдача продукта. В этом состоянии за счет выдачи продукта происходит уменьшение повышенного внутреннего давления. Клапанная мембрана 02 опять же принимает свою исходную форму и позицию. Это имеет место, например, тогда, когда пользователь отказался от усилий по сплющиванию бутылки, так что продукт более не выдается, однако усилие все еще так же велико, что деформация бутылки еще сохраняется. В этом состоянии объем бутылки меньше, чем объем недеформированной бутылки. Если полностью отказаться от усилия для осуществления деформации бутылки, то тогда будут действовать упругие силы обратной деформации стенки. Поскольку объем бутылки в этот момент уменьшается, то в бутылке возникает разрежение.
На изображении б) фигуры 2 показано первое последствие разрежения. Поскольку клапанная мембрана 02 имеет еще и уплотнение поверхности 06 прилегания на диске 04 с упорами, а также против упорного кольца 12, то разрежение не может быть компенсировано входящим воздухом и возникает незначительная деформация клапанной мембраны 02. Поэтому клапанная мембрана 02 имеет очень легкую выпуклость по направлению вовнутрь. Эта выпуклость при увеличении разрежения не будет увеличиваться, поскольку обширная краевая зона клапанной мембраны 02 уступит внутреннему давлению.
Изображение c) фигуры 2 показывает клапан 01 после того, как обширная краевая зона клапанной мембраны 02 уступила внутреннему разрежению. Так как обширная краевая зона клапанной мембраны 02 не совершила крутого падения и не имеет усиления с помощью повышения жесткости или посредством аналогичного конструктивного исполнения, то для этого нужно лишь очень маленькое усилие. Следовательно, благодаря клапану 01, выполненному в соответствии с изобретением, уже при очень малом разрежении возможно обратное всасывание воздуха. Находясь в этом положении обратного всасывания, клапанная мембрана 02 приподнимается с помощью упорного кольца 12, так что она более не уплотнена против упорного кольца 12. Следовательно, воздух может входить снаружи через образовавшееся отверстие и проходить вовнутрь. Этому потоку ничего не мешает, поскольку между клапанной мембраной 02 и боковой направляющей 13 имеется проходящий по периметру зазор 15. Воздух может почти беспрепятственно течь по направлению снаружи вовнутрь и сбрасывать присутствующее там разрежение. Стрелка-указатель направления 19 показывает направления течения воздуха. Как только вакуум полностью будет ликвидирован, то сплющиваемая бутылка опять придет в свою исходную форму. Через проходящий по периметру зазор 15 достаточное обратное всасывание воздуха гарантируется только тогда, когда участки зазора 15 все еще заняты оставшимися частями раздающегося продукта. Однако благодаря обратному всасыванию воздуха эти компоненты продукта будут тоже всасываться обратно во внутреннюю часть бутылки. Это касается также компонентов продукта, которые остались на наружной части клапанной мембраны 02, так как и там имеет место явление обратного всасывания.
Клапан, выполненный в соответствии с изобретением, состоит в своей ранее более подробно представленной форме исполнения исключительно из двух частей. Это позволяет осуществлять простой и быстрый монтаж, так как лишь клапанная мембрана должна иметь клеймо, выдавленное на крепежной раме. Мембрана, предпочтительным образом, может быть сделана из силикона или из аналогичного мягкого эластичного искусственного материала, в то время как крепежная рама может быть изготовлена в виде литого изделия из жесткого полимера.
Фигура 3 показывает перспективный вид несколько видоизмененной формы конструктивного исполнения крепежной рамы 21. Для лучшего представления особенностей крепежной рамы клапанная мембрана не нарисована. На диске 04 с упорами закреплено множество опорных перемычек 22, которые в показанной здесь форме исполнения простираются от расположенной в центре цапфы 08 в радиальном направлении до внутренней стороны крепежной рамы 21. Эти опорные перемычки 22 служат, в первую очередь, для стабилизации положения клапанной мембраны, которая в запирающем положении клапана своими частями опирается на опорные перемычки 22. Кроме того, опорные перемычки 22 повышают стабильность общей клапанной системы.
Фигура 4 показывает перспективный вид несколько видоизмененной формы исполнения крепежной рамы 21. Существенная разница с формой исполнения, представленной на фигуре 3, состоит в том, что вместо опорных перемычек применяется множество опорных штифтов 23, которые крепятся к диску 04 с упорами. Опорные штифты 23 выполнят ту же самую функцию, что и названные ранее опорные перемычки, а именно стабилизацию положения клапанной мембраны в положении запирания клапана. Естественно, внутри крепежной рамы могут быть предусмотрены и другие профилирования, для того чтобы контролировать положение клапанной мембраны и поддерживать ее во время состояния запирания. В зависимости от конструктивного исполнения и собственной жесткости клапанной мембраны для этих целей предусмотрены многие различные поддерживающие дополнительные места.
Крепежная рама, включая боковую направляющую и диск с упорами, могут быть выполнены в измененной форме исполнения как единое целое со сплющиваемой бутылкой или с аналогичной емкостью.
Фигура 5 показывает перспективный детальный вид несколько видоизмененной формы исполнения клапанной мембраны 02. Для определенных веществ /сред, которые должны выдаваться из резервной емкости через самостоятельно запирающийся клапан, было бы предпочтительно, если бы жесткость клапанной мембраны и/или вид деформирования при открытии клапана были бы приведены в соответствие. Для этого в зоне поверхности клапанной мембраны 02 предусмотрены элементы 24 жесткости, которые, например, простираются в радиальном положении и равномерно распределяются по периметру клапанной мембраны. В вариантах формы исполнения можно также предусмотреть ослабление материала, чтобы осуществлять помощь процессу деформации мембраны на соответствующих местах.
Фигура 6 показывает в перспективном детальном виде еще одну возможность несколько видоизменить форму исполнения клапанной мембраны 02. Вместе с тем, в зоне раздаточного отверстия 03 предусмотрены контурные формообразующие средства 25, которые вдаются внутрь поперечного сечения раздаточного отверстия 03, которое, впрочем, является открытым, или предусмотрены в стенке в пределах раздаточного отверстия 03. В процессе выдачи среды через САМОЗАПИРАЮЩИЙСЯ клапан происходит струйное формование с помощью контурных формообразующих средств 25. Предусмотрено много самых разных контурных формообразующих средств 25, которые приведены в соответствие в части их формы. Предпочтительным образом, контурные формообразующие средства 25 находятся на внешней кромке раздаточного отверстия 03, если смотреть в направлении течения. Однако в случае видоизмененной формы исполнения контурные формообразующие средства могут в направлении потока также переместиться дальше вовнутрь, например, путем профилирования или частичного прорезывания вдоль стенки. Такое прорезывание (вдоль) создает, кроме того, преимущество, которое состоит в том, что облегчается переход мембраны от замыкающего положения в положение раздачи, потому что в краевой зоне раздаточного отверстия 03 может происходить изменение поперечного сечения.
Целесообразным образом, клапан в случае, если им не пользуются, закрывается еще и колпачком, который известным образом пристраивается к сплющиваемой бутылке.
Перечень позиций
01 самозапирающийся клапан
02 клапанная мембрана
03 раздаточное отверстие
04 диск с упорами
05 -
06 поверхность прилегания на упоре
07 уплотнительная фаска
08 цапфа
09 зона направляющей цапфы
10 -
11 проходящая по всему периметру кромка
12 упорное кольцо
13 боковая направляющая
14 отверстие в диске с упорами
15 зазор
16 течение в направлении клапанной мембраны
17 течение в направлении уплотнительной фаски
18 направление вытекающего продукта
19 направление обратного всасывания потока воздуха
20 -
21 крепежная рамка
22 опорные перемычки
23 опорные штифты
24 элементы жесткости
25 контурные формообразующие средства
1. Самозапирающийся клапан (01), предназначенный для выхода текучего; продукта, содержащий:
клапанную мембрану (02), которая имеет форму тарельчатой пружины, с раздаточным отверстием (03) и плоской круговой кромкой (11), проходящей по наружному периметру, при этом по причине создаваемой разницы давлений клапанная мембрана (02) может менять свое положение между запирающим положением, раздаточным положением и положением обратного всасывания;
лежащий поперек оси симметрии клапана диск (04) с упорами, имеющий поверхность прилегания (06), к которой прилегает клапанная мембрана (02), находясь в запирающем положении и в положении обратного всасывания так, что раздаточное отверстие (03) закрыто, и который приподнимает это отверстие, переводя его в раздаточное положение;
упорное кольцо (12), к которому круговая кромка (11) клапанной мембраны (02), находясь в раздаточном положении и в положении запирания, прилегает с уплотнением, и которое приподнимает это отверстие, переводя его в положение обратного всасывания;
боковую направляющую (13), которая проходит в осевом направлении параллельно оси симметрии клапана, и которой по всему периметру противостоят, по меньшей мере, части круговой кромки (11) клапанной мембраны (02), причем круговая кромка (11), проходящая по всему периметру, имеет возможность смещения в осевом направлении вдоль боковой направляющей (13), для того чтобы произошла смена положения на положение обратного всасывания, в котором освобождается зазор (15) между проходящей по всему периметру кромкой (11) и боковой направляющей (13);
при этом выполненная в форме тарельчатой пружины клапанная мембрана (02) в положении запирания имеет выпуклую форму в направлении диска (04) с упорами, а в положении раздачи имеет выпуклость, занимающую обратное положение по отношению положения запирания.
2. Самозапирающийся клапан (01) по п.1, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) и раздаточное отверстие (03) конструктивно выполнены кругообразно и концентрично.
3. Самозапирающийся клапан (01) по п.2, отличающийся тем, что диск (04) с упорами имеет цапфу (08) с наружной боковой поверхностью в форме усеченного конуса, причем цапфа (08) в положении запирания вдается вовнутрь раздаточного отверстия (03).
4. Самозапирающийся клапан (01) по п.3, отличающийся тем, что раздаточное отверстие (03) имеет уплотнительную фаску (07), проходящую по периметру отверстия, при этом, по меньшей мере, части внутренней поверхности уплотнительной фаски (07) соответствуют форме усеченного конуса цапфы (08).
5. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что клапанная мембрана (02) изготавливается из силиконового полимера или из термопластичного эластомера.
6. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что диск (04) с упорами, упорное кольцо (12) и боковая направляющая (13) выполнены как единое целое.
7. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что диск (04) с упорами, упорное кольцо (12) и боковая направляющая (13) выполнены как единое целое с наружной крепежной рамой (21), которая может крепиться в отверстии горлышка сплющиваемой бутылки.
8. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что диск (04) с упорами, упорное кольцо (12), боковая направляющая (13) и наружная крепежная рама (21) выполнены как единое целое с емкостью, в которой создан запас текучего продукта.
9. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на диске (04) с упорами предусмотрены и другие опорные средства (22, 23), на которые частями опирается клапанная мембрана (02) в положении запирания.
10. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на клапанной мембране (02) предусмотрены элементы (24) жесткости.
11. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что элементы (24) жесткости размещены между поверхностью (06) прилегания и проходящей по периметру кромкой (11).
12. Самозапирающийся клапан (01) по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на клапанной мембране (02) предусмотрены контурные формообразующие средства (25), которые вдаются вовнутрь раздаточного отверстия (03) и/или размещены в стенке раздаточного отверстия (03).
