Устройство для регулирования давления, дозатор, содержащий указанное устройство для регулирования давления, и способ производства
Изобретение относится к устройству регулирования давления для поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды и способу его производства. Устройство состоит из цилиндра, имеющего открытый конец и закрытый конец, и стопора, выполненного с возможностью перемещения внутри цилиндра для ограничения первой камеры, второй камеры, охватывающей цилиндр первой камеры и выполненной с возможностью заполнения газом, который имеет более высокое давление, чем давление в контейнере. Устройство также состоит из соединения для текучей среды между второй камерой и контейнером и закрывающего элемента, выполненного с возможностью перемещения относительно цилиндра для открывания и закрывания соединения для текучей среды между второй камерой и контейнером в зависимости от положения закрывающего элемента относительно первой камеры. Положение закрывающего элемента относительно второй камеры зависит от преобладающего давления в контейнере для дозирования текучей среды и преобладающего давления в первой камере. Соединение для текучей среды расположено снаружи цилиндра и обращено торцевой частью к закрывающему элементу. Группа изобретений обеспечивает надежную работу системы регулирования давления. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 54 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования давления для поддержания постоянного заданного избыточного давления в контейнере для дозирования текучей среды. Настоящее изобретение также относится к способу производства устройства для регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Изобретение имеет особое значение в областях техники, связанных с аэрозольными распылителями. Этот тип распылителя находит применение в дозаторах пенообразующих материалов, туалетных принадлежностях и косметических средствах.
Устройства согласно изобретению, особенно полезны в качестве замены систем на основе хлорфторуглеродных пропеллентов, смесей летучих углеводородов или эфиров, поскольку они могут обеспечить более экологически чистую альтернативу на основе сжатого воздуха или инертного газа. Предпочтительно контейнер изготавливается из пластика; он также может представлять собой алюминиевую банку.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройства дозирования на основе пропеллентов известны. Пропелленты наносят ущерб окружающей среде и на их использование налагаются запреты. Недавно на рынке была представлена альтернативная технология на основе сжатого воздуха. Эта система регулирования давления, согласно описанию, например, в ЕР 1725476, содержит устройство для регулирования давления и контейнер для дозирования текучей среды. Давление регулируется с помощью клапанного механизма, в котором для динамического открытия или закрытия уплотнительного материала используется плунжер с более широкой цилиндрической концевой частью, выступающей из поршня. Клапанный механизм этого типа дозатора чувствителен к повреждению, в частности, на этапе сборки, что может привести к нестабильности рабочего давления, иногда приводя к сбою в работе системы. Кроме того, этот механизм состоит из большого количества деталей и требует трудоемкого производственного процесса. Следовательно, желательно внесение улучшений.
Задачей настоящего изобретения является создание системы регулирования давления, которая менее чувствительна к неисправностям в работе и, следовательно, более надежна. Еще одной задачей является сокращение количества деталей и уменьшение количества этапов в процессе производства, что делает процесс и устройство менее дорогостоящими.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С учетом предпосылок изобретения это изобретение реализуется в устройстве для регулирования давления для поддержания постоянного заданного давления в контейнере по п. 1.
Устройство регулирования давления согласно изобретению характеризуется механизмом открытия/закрытия, который расположен снаружи цилиндра, где находится стопор, но он контролируется движениями стопора и, следовательно, находится под контролем эталонного давления. Представляемая концепция имеет меньше деталей и менее сложна, чем системы предшествующего уровня техники. Поэтому она дешевле и делает массовое производство доступным.
Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что в устройство для регулирования давления может быть подано давление после введения и заполнения бутыли для дозирования текучей среды. Поскольку вторая камера окружает первую камеру, будет создано очень компактное устройство регулирования давления, чтобы общее полезное пространство в бутыли было намного больше, чем в известных вариантах осуществления. Поскольку устройство регулирования давления может быть изготовлено заранее и может быть легко реализовано в существующих пластиковых бутылях, можно сохранить существующие процедуры производства и наполнения. Поскольку для сборки требуется меньшее количество деталей, можно добиться экономии затрат. Это обеспечивает дальнейшие экономические и экологические выгоды.
В другом аспекте изобретение предусматривает систему регулирования давления, содержащую контейнер для дозирования текучей среды и устройство для регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения, согласно п. 11.
В еще одном аспекте изобретение предусматривает способ поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды, по п. 15.
В еще одном аспекте изобретение предусматривает способ производства системы регулирования давления согласно варианту осуществления изобретения, по п. 16.
Дополнительные преимущества изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и в представленном далее описании, в котором описывается пример осуществления изобретения согласно прилагаемым чертежам.
ФИГУРЫ
На Фигурах 1 и 3 представлены графические изображения устройств для регулирования давления (1) в соответствии с вариантом осуществления изобретения, в котором канал подачи текучей среды (9) снабжен кольцевым выступом (6) в форме полой иглы (26). На Фигуре 1 изображено устройство для регулирования давления (1) в открытом положении; на Фигуре 3 оно изображено в закрытом положении. Фигуры 2 и 4 представляют собой графическое изображение устройства для регулирования давления (1) в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которое дополнительно снабжено так называемым ножом (13). На Фигурах 5-15 представлены трехмерные изображения или их поперечные сечения устройств для регулирования давления (1) на Фигурах 1-3 и Фигурах 2-7. На Фигурах 16-17 показаны схематические представления экспериментальных данных. На Фигурах 18-49 представлены графические изображения альтернативных вариантов осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Если не указано иное, все термины, используемые при описании изобретения, включая технические и научные термины, имеют значение, которое обычно понимается обычным специалистом в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Путем дальнейших указаний включены определения терминов для лучшего понимания идеи настоящего изобретения.
Используемые здесь термины имеют следующие значения: неопределенные артикли и определенный артикль, используемые в тексте документа, относятся как к единственному, так и ко множественному числу, если контекст явно не указывает на иное. Например, «отсек» относится к одному или нескольким отсекам.
«Около» в настоящем документе, когда относится к измеряемому значению, такому как параметр, количество, продолжительность во времени и т.п., предназначено для охвата вариаций +/-20% или менее, предпочтительно +/-10% или менее, более предпочтительно +/-5% или менее, еще более предпочтительно +/-1% или менее, и еще более предпочтительно +/-0,1% или менее от упомянутого значения, в зависимости от того, насколько такие вариации подходят для применения в описываемом изобретении. Однако следует понимать, что значение, к которому относится модификатор «около», также специально описывается. «Содержащийся», «содержащий», «содержит» и «содержат» в настоящем документе являются синонимами «включать», «включая», «включает» или «содержать», «содержать», «содержит», и заключают в себе или представляют собой открытые термины, которые указывают на наличие того, что следует, например, компонентов, и не исключают или не запрещают наличие дополнительных, не перечисленных компонентов, признаков, элементов, составляющих, этапов, известных в данной области техники или раскрытых в ней.
Указание числовых диапазонов по конечным точкам включает в себя все числа и дробные части чисел, включенные в этот диапазон, а также заданные конечные точки.
Под термином «текучая среда» в настоящем документе понимается вещество, такое как жидкость или газ, способное течь, не имеющее фиксированной формы и мало сопротивляющееся внешнему воздействию.
Изобретатели разработали решения для преодоления проблем с диспенсерами предшествующего уровня техники. Улучшение состоит в представлении нового устройства для регулирования давления.
В частности, изобретение предусматривает устройство для регулирования давления для поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды, который предназначен для дозирования текучей среды, содержащейся в контейнере, из контейнера для текучей среды при упомянутом давлении, при этом это устройство для регулирования давления содержит цилиндр, имеющий открытый конец и закрытый конец, и стопор, выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра для ограничения первой камеры, вторую камеру, охватывающую цилиндр первой камеры, при этом вторая камера, выполнена с возможностью заполнения газом, который при использовании имеет более высокое давление, чем упомянутое давление в контейнере, по меньшей мере, одно соединение для текучей среды между второй камерой и контейнером, а также закрывающий элемент, выполненный с возможностью перемещаться относительно цилиндра для открывания и закрывания упомянутого соединения для текучей среды между второй камерой и контейнером для дозирования текучей среды в зависимости от положения закрывающего элемента по отношению к цилиндру; положение закрывающего элемента относительно второй камеры, по меньшей мере, зависит от преобладающего давления в контейнере для дозирования текучей среды и преобладающего давления в первой камере, при этом при использовании соединение для текучей среды открывается, когда давление в контейнере для дозирования текучей среды уменьшается ниже заданного давления, таким образом, что газ перетекает из второй камеры в контейнер для дозирования текучей среды и давление в контейнере для дозирования текучей среды увеличивается до тех пор, пока соединение для текучей среды не будет закрыто закрывающим элементом в результате повышенного давления в контейнере для дозирования текучей среды, характеризующееся тем, что упомянутое соединение для текучей среды предусмотрено снаружи упомянутого цилиндра и обращено торцевой стороной к упомянутому закрывающему элементу.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутое соединение для текучей среды представляет собой отверстие в стенке второй камеры, обращенное торцевой стороной к контейнеру для текучей среды, и упомянутое отверстие снабжено кольцевым выступом, проходящим от внешней стороны стенки к контейнеру для дозирования текучей среды.
В другом предпочтительном варианте осуществления выступ предусмотрен на закрывающем элементе для воздействия на упомянутое соединение для текучей среды.
Наличие выступа имеет преимущество, поскольку оно обеспечивает легкий подъем закрывающего элемента, когда давление в контейнере падает. Устройство не основано на клапанном механизме, в котором используется плунжер, на который действует сжатый воздух в резервуаре под давлением. Давление до 8 бар может воздействовать на плунжер устройства регулирования давления, известного из предыдущего уровня техники (1 бар = 105 Па).
В предпочтительном варианте осуществления указанный выступ выдается на 0,2-1,0 мм, более предпочтительно - на 0,3-0,8 мм от внешней стороны стенки или от закрывающего элемента. В более предпочтительном варианте осуществления выступ выдается на 0,4-0,7 мм. Наиболее предпочтительно, чтобы выступ составлял 0,6 мм.
Когда выступ расположен на стенке второй камеры, то есть на сосуде, находящимся под давлением, он выступает вокруг отверстия, предусмотренного в соединении для текучей среды. Выступ не прерывается, чтобы избежать утечек, то есть он кольцевой. Когда выступ расположен на закрывающем элементе, в нем не предусмотрено соединение с текучей средой. Предпочтительно, чтобы выступ, присутствовал с одной из сторон, но в альтернативном варианте он может также присутствовать с обеих сторон, на закрывающих элементах и на второй камере.
В предпочтительном варианте осуществления выступ представляет собой выпуклость, усеченно-конической формы, кубической или прямоугольной формы, как это предусмотрено иглой. Фактически подходит любая форма, которая обеспечивает небольшую поверхность и подходит для закрытия соединения для текучей среды. Игла предпочтительно имеет диаметр 0,1-2,0 мм; более предпочтительно 0,1-0,5, еще более предпочтительно 0,3-0,45 мм, как правило, 0,40 мм.
Если соединение для текучей среды снабжено выступом, то оно представляет собой кольцевой выступ, то есть он проходит вокруг отверстия без перерывов. Это предотвращает утечки.
В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением упомянутый кольцевой выступ сформирован полой иглой, вставленной в соединение для текучей среды. В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением упомянутый кольцевой выступ сформирован выпуклостью с отверстием, сообщающимся с упомянутым соединением для текучей среды.
В предпочтительном варианте осуществления цилиндр и соединение для текучей среды являются интегрированной частью второй камеры. Преимущество выполнения единой детали заключается в том, что она может быть изготовлена за одну операцию, например, путем литья под давлением. В случае их выполнения отдельными деталями потребовались бы отдельные этапы производства. Также это дает преимущество за счет того, что требуется сборка меньшего количества деталей. Кроме того, детали было бы необходимо соединить, чтобы обеспечить герметичную вторую камеру. При этом специалист в данной области понимает, что эта модификация также относится к изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения цилиндр и/или соединение для текучей среды выполнены в виде вставки. Это дает то преимущество, что сверление отверстий для обеспечения соединения для текучей среды может быть выполнено отдельно от производства второго контейнера. В случае нарушений качества будет необходимо отбраковать лишь меньшую часть, но не полностью вторую камеру с цилиндром и соединениями для текучей среды.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутый стопор содержит хомут или одну, или несколько деталей хомута, предпочтительно две детали хомута, для приведения в действие упомянутого соединения для текучей среды; предпочтительно для приведения в действие упомянутого кольцевого выступа. Предпочтительно, чтобы хомут, или одна или несколько деталей хомута, и/или горловина стопора, или стопор были снабжены или изготовлены из эластомерного материала.
В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением упомянутый стопор содержит в себе деталь обода или хомут, снабженные эластомерным материалом для приведения в действие упомянутого кольцевого выступа. Предпочтительно упомянутый эластомерный материал представляет собой силиконовый или резиновый материал. Этот тип материала является деформируемым, что является преимуществом для закрытия упомянутого отверстия. В качестве альтернативного варианта можно использовать ленточный материал.
Термин «эластомер» в настоящем документе означает резиновый материал, состоящий из длинноцепочечных молекул, или полимеров, которые способны восстанавливать свою первоначальную форму после значительного растяжения, отсюда название «эластомер», как производное от «эластичного полимера». Эластомеры включают в себя полиизопрен, полимерный компонент из натурального каучука и синтетического материала, такой как стирол-бутадиеновый каучук, бутадиеновый каучук, сополимер акрилонитрил-бутадиен (нитрильный каучук), сополимер изобутилен-изопрен (бутилкаучук), полихлоропрен (неопрен), полисульфид (тиокол), полидиметилсилоксан (силикон), фторэластомер, полиакрилатный эластомер, полиэтилен (хлорированный хлорсульфонированный), стирол-изопрен-стирол (SIS), стирола-бутадиен-стирола (SBS) блок-сополимер, полипропиленовая резиновая смесь на основе этилен-пропиленового каучука (EPDM). Предпочтительно упомянутый эластомерный материал представляет собой акрилонитрил-бутадиеновый каучук (NBR). Он имеет преимущество, состоящее в воздухонепроницаемости. Другим предпочтительным эластомером является фторэластомер, доступный на рынке под торговой маркой Viton.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутый эластомерный материал имеет твердость по Шору А 50-95, более предпочтительно 60-90, еще более предпочтительно 65-80, наиболее предпочтительно 70. Предпочтительно используется материал из акрилонитрил-бутадиенового каучука с твердостью 70 по Шору А или фторэластомер с твердостью 75 по Шору А. Шкала Шора А используется для измерения твердости эластомеров, резиноподобных материалов и пластомерных материалов, таких как полиуретан. Чем выше число, тем тверже материал. Метод измерения с использованием дюрометра описан в стандарте ISO 7619-1:2010.
Предпочтительно хомут имеет одну или несколько деталей хомута, предпочтительно две. Количество деталей хомута составляет, по меньшей мере, одну, предпочтительно - две. Это обеспечивает экономию материала по сравнению со стопором, где хомут окружает горловину стопора. Экономия материала относится к материалу стопора, но также и к материалу закрывающего элемента. Материал закрывающего элемента может быть очень хорошо позиционирован и может располагаться очень локально. Это означает, что не требуется дорогостоящее О-образное уплотнительное кольцо. Вместо этого его можно заменить локально позиционированным уплотнением в виде небольшого цилиндра, шара или даже куска ленты.
В предпочтительном варианте осуществления стопор изготавливается с использованием двухкомпонентного процесса литьевого формования, при котором может быть очень локально введено небольшое количество герметизирующего полимера, такого как силикон или NBR. Еще более предпочтительно, поскольку соединение для текучей среды очень мало, то весь стопор может выступать в качестве закрывающего элемента. Это дает то преимущество, что отдельный закрывающий элемент не нужно добавлять, чтобы закрыть соединение для текучей среды, поскольку сам стопор служит закрывающим элементом.
Более предпочтительно, одно или несколько направляющих средств предусмотрены для направления упомянутой одной или более деталей хомута. Количество направляющих средств составляет, по меньшей мере, одно, предпочтительно - два. Это предпочтительно для позиционирования стопора в цилиндре.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения стопор, имеющий две детали хомута, и цилиндр, оснащенный двумя направляющими средствами для упомянутых двух деталей хомута, используются в комбинации.
Вариант осуществления, в котором вторая камера оснащена прерывающейся кольцевой стенкой в направлении контейнера для дозирования текучей среды, и в то же время стопор оснащен радиальными протяженными выступами в форме «ушей», которые сопрягаются с перерывами этой стенки, является высоко преимущественным.
Это сочетание выступов, стенки и перерывов стенки предпочтительно формируется таким образом, чтобы детали были хорошо сопряжены между собой. Это позволяет комбинации действовать как прямой направляющий механизм при приведении в действие стопора. Этот прямой направляющий механизм предотвращает опрокидывание стопора. Если бы произошло опрокидывание, это привело бы к неравномерному приводному пути стопора, потенциальной утечке пропеллента во время приведения в действие или даже полностью воспрепятствовало бы приведению в действие стопора. Поскольку это оказывает серьезное негативное влияние на точность и эффективность устройства регулирования давления, преимуществом является возможность избежать этого.
Предпочтительно, горловина стопора изготовлена из уплотнительного материала или снабжена уплотнительным материалом; предпочтительно нижняя часть горловины снабжена уплотнительным материалом. Уплотнительным материалом может быть О-образное или Х-образное уплотнительное кольцо или половина Х-образного уплотнительного кольца. В последнем случае сторона плоской поверхности направлена к горловинной части стопора. Использование Х-образного уплотнительного кольца предпочтительно перед использованием О-образного уплотнительного кольца, поскольку можно избежать скручивания кольца из-за движения стопора.
В одном варианте осуществления устройство для регулирования давления согласно изобретению снабжено двумя О-образными уплотнительными кольцами, одно находится в хомуте стопора для герметизации соединения для текучей среды, а другое -в нижней части горловины стопора для герметизации первой камеры. Предпочтительно О-образное уплотнительное кольцо внизу стопора обрабатывается для уменьшения трения. Тефлоновый спрей можно нанести на слой пленки на кольце, чтобы уменьшить трение. Поскольку это дорогостоящий этап, полезно иметь возможность избежать этого.
В другом варианте осуществления изобретения устройство для регулирования давления снабжено плоским уплотняющим материалом и О-образным уплотнительным кольцом, при этом плоский уплотнительный материал устанавливается в хомуте стопора для герметизации соединения для текучей среды, а О-образное уплотнительное кольцо - в нижней части горловины стопора для герметизации первой камеры.
В еще одном и наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство для регулирования давления снабжено плоским уплотняющим материалом и Х-образным уплотнительным кольцом, при этом плоский уплотнительный материал устанавливается в хомуте стопора для герметизации соединения для текучей среды, а Х-образное кольцо - в нижней части горловины стопора для герметизации первой камеры.
Уплотнительный материал или О-образное уплотнительное кольцо, которые предусмотрены в хомуте стопора, могут быть прикреплены к стопору или могут быть установлены для движения вокруг горловины стопора и действовать как барьер для текучей среды. Преимущества этого варианта осуществления изобретения поясняются на Фигуре 34.
В другом варианте осуществления изобретения применяется уплотнительный материал с литьевым формованием 2K. В качестве альтернативного варианта, горловина в целом изготовлена из уплотнительного материала.
Предпочтительно горловина снабжена двумя или более выступами, предпочтительно одинаково распределенными по окружности горловины, и контейнер снабжен средствами приема для упомянутых двух или более выступов, таким образом, что стопор может перемещаться между первым положением I, в котором деталь хомута закрывает соединение для текучей среды, и вторым положением II, в котором деталь хомута открывает соединение для текучей среды.
В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением первая и вторая камеры изготовлены из пластика, предпочтительно полиэтилентерефталата, сокращенно обозначенного как ПЭТ, или полиэтиленфураноата, сокращенно обозначенного как ПЭФ. Предпочтительно, стопор также изготавливается из полиэтилентерефталата или полиэтиленфураноата, что является преимуществом для повторной переработки компонентов устройства и системы регулирования давления. В другом варианте осуществления стопор изготавливается из полиоксиметилена (ПОМ). Преимущество ПОМ заключается в том, что этот твердый материал менее чувствителен к расширению в пределах используемого диапазона температур.
В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением упомянутая первая камера имеет диаметр 15,0-30,0 мм, предпочтительно 18,0-28,0 мм, более предпочтительно 20,0-25,0 мм, наиболее предпочтительно 22,0-24,0 и/или упомянутый стопор от упомянутой первой камеры имеет высоту h 5,0-15,0 мм, предпочтительно 7,0-13,0 мм, более предпочтительно 8,0-12,0 мм, еще более предпочтительно 9,0-11,0 мм, наиболее предпочтительно 10,0 мм. Эти относительно большие диаметры обладают тем преимуществом, что трение уплотнительных средств, в частности на О-образном уплотнительном кольце, минимизировано.
Вторая камера предпочтительно изготавливается из прозрачного пластика. Она может состоять из прозрачной пластиковой колоколообразной части и непрозрачной, например, черной, нижней части. Это дает преимущество, так как позволяет приваривать нижнюю часть к верхней части с помощью лазерной сварки. Черная часть поглощает энергию лазера, тогда как верхняя часть - нет.
В предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением упомянутая стенка первой камеры, обращенная торцевой частью к контейнеру для текучей среды, снабжена ножеобразным выступом, устроенным концентрично вокруг контейнера первой камеры и позиционированным между стенкой контейнера и упомянутым соединением для текучей среды, при этом выступ имеет равную высоту Н с кольцевым выступом соединения для текучей среды.
В другом предпочтительном варианте осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением устройство снабжено одним или несколькими из следующих признаков: жидкостным барьером, средствами для вентиляции.
Жидкостный барьер в сочетании с аэрозольным контейнером с сифонной трубкой является предпочтительным, особенно с продуктами с низкой вязкостью. В противном случае продукт с низкой вязкостью может попасть в соединение для текучей среды. В случае использования жидкостного барьера жидкость не может попасть во вторую камеру, даже если стопор находится в «открытом» положении, в котором закрывающий элемент не закрывает соединение для текучей среды. В предпочтительном варианте осуществления жидкостный барьер состоит из фрагмента плоского уплотнительного материала, который частично прикреплен к сосуду под давлением. Это позволяет осуществлять поворотное движение уплотнительного материала, допуская открытие и закрытие соединения для текучей среды. Более предпочтительно, присоединение осуществляется путем сварки, такой как лазерная сварка или ультразвуковая сварка, или склеиванием.
Установка средств для вентиляции в устройстве для регулирования давления имеет то преимущество, что позволяет осуществлять сборку деталей устройства таким образом, что первая камера остается открытой, то есть в контакте с атмосферой, не под избыточным давлением, а при атмосферном давлении. Это противоположно «закрытому» положению, когда первая камера закрыта уплотнительным элементом и, таким образом, подвергается ее внутреннему первичному давлению.
Это имеет некоторые основные преимущества. Пока устройство регулирования давления «открыто», оно менее чувствительно к внешним манипуляциям, таким как дальнейшая сборка, транспортировка или хранение. Если бы устройство регулирования давления было закрыто, эти манипуляции могли бы привести к различиям в контрольном положении стопора или давлении, например, обычно между сборкой и заполнением пустые устройства хранятся в течение длительного периода времени до одного года или больше. Вариант осуществления настоящего изобретения со средствами для вентиляции позволяет «закрывать» первую камеру в момент наполнения.
Определяющими элементами для этого являются одно или несколько средств для вентиляции. Они могут позиционироваться в верхней части цилиндра первой камеры. Эти средства для вентиляции обеспечивают локальные перерывы в цилиндрической стенке первой камеры. Стопор, который перемещается в цилиндре, снабжен уплотнительным механизмом, например, О-образным уплотнительным кольцом, которое имеет предварительное натяжение определенного диаметра с цилиндром для достижения закрытия первой камеры. В результате прерывания верхней части первого цилиндра средствами для вентиляции, уплотнительный механизм стопора все еще имеет предварительное натяжение с цилиндром, чтобы удерживать его механически на месте, но он не герметизирует из-за наличия средств для вентиляции. Это позволяет собирать стопор и механически удерживать его на месте, сохраняя при этом первую камеру открытой для давления окружающей среды. Только когда стопор проталкивается дальше в цилиндр, в положение ниже средств для вентиляции, он будет эффективно герметизировать первую камеру.
Эти средства для вентиляции могут присутствовать в разных формах и в разных количествах. Требуется как минимум одно средство для вентиляции, предпочтительно -два или более. Средства для вентиляции могут присутствовать в виде канавки в верхней части стенки цилиндра, как показано на Фигуре 45. Но, когда стенка цилиндра выступает над верхней частью второй камеры, они также могут присутствовать в виде отверстия в стенке цилиндра. Особенно предпочтительный вариант осуществления показан на Фигурах 41 и 43. Стенка цилиндра выступает над второй камерой, где она прерывается два раза. Специальный стопор с двумя деталями обода находится между перерывами. Стенки и перерывы удлиненного цилиндра дают преимущество в виде направления стопора.
В другом аспекте изобретение обеспечивает систему регулирования давления, содержащую контейнер для дозирования текучей среды и устройство для регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Контейнер может представлять собой пластиковый контейнер, предпочтительно из ПЭТ, или металлическую банку. Предпочтительно контейнер из ПЭТ получают путем литья под давлением с раздувом и ориентированием. Литье под давлением с раздувом и ориентированием включает в себя следующие этапы: литье преформы под давлением, литье с раздувом преформы в форму контейнера, отсечение нижней части для получения контейнера с отверстием внизу. Упомянутый контейнер с отверстием может быть размещен над устройством для регулирования давления согласно изобретению.
В альтернативном варианте контейнер может быть изготовлен из различных биаксиально растягиваемых пластмасс, таких как полиэтиленнафталат (ПЭН), полиэтилен-коизосорбит терефталат (ПЭИТ), полиэтиленфураноат (ПЭФ), политриметиленфурандикарбоксилат (ПТФ), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полипропилен (ПП), полиамиды, полистирол, поливинилхлорид (ПВХ), циклический олефиновый сополимер (ЦОС).
В другом варианте осуществления контейнер может быть изготовлен посредством процесса экструзии. В этом случае корпус трубки экструдирован и обрезан по требуемой длине. Это имеет то преимущество, что остаточный материал не обрезается, в противоположность обрезке дна контейнеров, изготовленных методом литья под давлением с раздувом и ориентированием. Это обрезание дна - дорогостоящий отход. Если контейнерная трубка создается экструзией, необходимо добавить отдельную деталь горловины, чтобы обеспечить закрывание.
В предпочтительном варианте осуществления давление внутри второго контейнера и внутри контейнера для текучей среды имеет соотношение 1:4 - 1:3. Обычно давление внутри второго контейнера составляет от 6 до 8 бар, а давление внутри контейнера для текучей среды составляет 2 бар.
Обычно диспенсер с содержанием 200 мл имеет реальное содержание 240 мл текучей среды и 80 мл пропеллента. 80 мл пропеллента находится под давлением до 8 бар. Он способен обеспечить 2 бар, чтобы вытеснить общее содержимое в 320 мл и опорожнить диспенсер.
В предпочтительном варианте осуществления системы регулирования давления в соответствии с изобретением контейнер для дозирования текучей среды имеет дозирующее отверстие с дозирующим клапаном, при этом в контейнере предусмотрен перемещаемый поршень между устройством для регулирования давления и дозирующим отверстием; этот поршень разделяет текучую среду и газ и способен перемещаться в направлении дозирующего отверстия из-за избыточного давления, преобладающего в контейнере.
Предпочтительно подвижный поршень сконструирован в виде купола с кольцевыми ребрами. Более предпочтительно подвижный поршень выполнен из пластмассового материала.
В другом предпочтительном варианте осуществления системы регулирования давления в соответствии с изобретением контейнер имеет дозирующее отверстие с дозирующим клапаном, и сифонная трубка предусмотрена от входа дозирующего клапана до верхнего конца устройства регулирования давления, чтобы дозировать текучую среду через сифонную трубку посредством избыточного давления, преобладающего в контейнере.
В еще одном варианте осуществления системы регулирования давления контейнер имеет дозирующее отверстие с дозирующим клапаном, и на упомянутом клапане предусмотрен мешок для удержания текучей среды. Этот тип упаковки с мешком на клапане (bag-on-valve) может получить преимущество от комбинации с устройством для регулирования давления согласно изобретению для обеспечения постоянного и заданного давления для откачки продукта.
В предпочтительном варианте осуществления системы регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения дозирующий клапан имеет распылительное сопло.
В предпочтительном варианте осуществления системы регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения используемая система получает давление сжатого воздуха до давления в контрольной камере на уровне 0,5-5,5 бар, предпочтительно 1,0-5,0 бар, более предпочтительно 1,5-4,5 бар, еще более предпочтительно 2,0-4,0 бар, наиболее предпочтительно 2,1-3,0 бар. Система регулирования давления согласно предшествующему уровню техники подготовлена для содержания давления минимум 1,7 бар, предпочтительно 2,2 бар, чтобы обеспечить давление в 1,5 бар после периода хранения. Настоящая система имеет то преимущество, что она может превысить уровень в 3 бар, в то время как система предшествующего уровня техники ограничена 2,5 бар. Это дает преимущество для обеспечения лучшей откачки продукта, например, вязких продуктов. Ее также можно использовать для распыления дольше, чем это было возможно ранее. Для распылителей преимуществом является применение более высокого давления, поскольку оно обеспечивает лучшую форму распыла струи с улучшенным распылением.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения давление во второй камере составляет 3,1-5,0 бар, предпочтительно 3,3-4,7 бар, более предпочтительно 3,6-4,5 бар, наиболее предпочтительно 3,8-4,2 бар.
Желаемое давление может быть легко достигнуто либо изменением размеров камеры регулирования давления, либо высоты выступа, окружающего соединение для текучей среды. Предпочтительно устройство для регулирования давления содержит контейнер, изготовленный из пластмассы, предпочтительно из прозрачной пластмассы. Упомянутая пластмасса может состоять из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Однако она может также состоять из другой пластмассы, такой как полиолефины, полиэфиры, ПЭТГ, ПТБ, ПЭН, ПЭИТ, ПТФ, полиэтиленфураноат (ПЭФ) или полиамидов, полистирола, ПВХ или ЦОС, при условии, что она подходит для герметизации. При соответствующем выборе пластмассы можно держать под контролем неподходящие деформации. Для применений под высоким давлением, например, для 15 бар и более, может стать преимуществом добавление стекловолокон к пластмассовой композиции. Литье под давлением позволяет использовать стекловолокна, в то время как такая технология, как выдувное формование, этого не позволяет.
Предпочтительно система регулирования давления содержит контейнер из ПЭТ для дозирования текучей среды. В соответствии с еще одним преимущественным вариантом осуществления изобретения контейнер для дозирования текучей среды производится из преформы, изготовленной из первичного пластмассового материала, которая сформирована из биаксиально растягиваемого материала, в частности, ПЭТ.
Более предпочтительно, упомянутый контейнер прикрепляется к упомянутому устройству для регулирования давления сваркой, предпочтительно лазерной сваркой, более предпочтительно - двойным швом, наиболее предпочтительно - один из упомянутых швов проходит по окружности вокруг нижнего отверстия упомянутого контейнера из ПЭТ. Наиболее предпочтительно - один из упомянутых швов позиционирован на краю упомянутого контейнера для текучей среды.
В еще одном аспекте изобретение обеспечивает способ изготовления устройства для регулирования давления согласно варианту осуществления изобретения. В частности, этот процесс включает в себя следующие этапы:
- формирование из синтетического материала, обладающего высокой устойчивостью к деформации под давлением, упомянутой второй камеры со стенкой цилиндрической формы для приема стопора, снабженного закрывающим элементом, предназначенного для ограничения первой камеры;
- выполнение в упомянутой второй камере соединения для текучей среды и нижнего отверстия, закрывающегося при помощи закрывающего средства;
- вставка в стенку цилиндрической формы упомянутой второй камеры упомянутого стопора для ограничения первой камеры;
- установка стопора и закрывающего элемента по отношению к соединению для текучей среды таким образом, чтобы сообщение между второй камерой и внешней средой могло быть закрыто.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутое закрывающее средство представляет собой заглушку Николсона (Nicholson plug). Преимущественно она изготовливается из резины, такой как нитрилбутадиеновый каучук (НБК).
Вторая камера предпочтительно изготавливается литьем под давлением; предпочтительно литьем под давлением из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Это простой, промышленно применимый одноэтапный процесс, который может осуществляться в больших масштабах.
Для получения соединения для текучей среды отверстие просверливается в отлитой под давлением детали после изготовления или отлитая под давлением деталь изготавливается таким образом, чтобы соединение для текучей среды было доступно немедленно. Размер и форма могут быть скорректированы позже, например, посредством обеспечения вставки.
Вторая камера предпочтительно имеет форму купола. Изогнутые края являются предпочтительными для обеспечения прочной, устойчивой конструкции. Для обеспечения прочности требуется меньше материала по сравнению с прямоугольной конструкцией. Вторая камера в форме купола имеет преимущество для установки в куполообразный поршень. Следовательно, занято меньше места и доступно больше места для наполнения контейнера продуктом.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения вторая камера образована многокамерной системой, состоящей по меньшей мере из двух камер. Каждая из камер может иметь свое соединение для текучей среды и закрывающий элемент для воздействия на соединение для текучей среды.
В другом варианте осуществления вторая камера имеет цилиндрическую форму, у которой цилиндр имеет диаметр, который меньше диаметра контейнера, так что продукт может занять пространство между ними. При такой конфигурации продукт может заправляться в нижнюю часть контейнера, покрывая устройство для регулирования давления. Потребитель видит контейнер, наполненный продуктом. Это создает впечатление, что контейнер больше заполнен.
Нижнее отверстие выполнено в нижней части второй камеры. Это может быть сделано путем сверления или, что более предпочтительно, во время процесса выдувного формования, при котором внешняя форма формовочного инструмента имеет штифт внизу для формирования нижнего отверстия. Нижнее отверстие предпочтительно расположено в центральном положении нижней пластины.
В еще одном аспекте изобретение предусматривает способ изготовления системы регулирования давления, при котором устройство для регулирования давления, изготовленное согласно варианту осуществления изобретения, расположено внутри контейнера для дозирования текучей среды, предпочтительно сформированного из синтетического материала путем формования выдуванием под давлением или из металлического листа, предпочтительно алюминиевого листа.
Контейнер или бутыль предпочтительно изготавливаются путем литья под давлением с раздувом и ориентированием (ЛДРО) из надлежащей преформы, изготовленной из любого подходящего пластмассового материала, такого как ПЭТ или подобный материал. Преформа уже имеет форму бутылки в меньшем формате. Преформы сначала могут быть изготовлены отдельно с очень высокой производительностью продукции и поэтому они являются очень экономичными. Процесс ЛДРО имеет те же преимущества, что и вышеупомянутый процесс выдувного формования, который используется для изготовления цилиндра, но с дополнительным важным преимуществом, заключающимся в том, что пластиковый материал растягивается биаксиально, то есть как радиально, так и продольно, что приводит к улучшению свойств эластичности и газонепроницаемости даже при тонкой стенке с типовой толщиной 0,15-1 мм в зависимости от конструкции контейнера. После выдувного формования концевую часть контейнерной бутылки можно отрезать, чтобы обеспечить открытый конец для размещения поршня и цилиндра. Процесс обрезки может обеспечить цилиндры разных размеров с помощью тех же инструментов или с минимальными изменениями.
Предпочтительно упомянутый контейнер для дозирования текучей среды и упомянутое устройство для регулирования давления соединены лазерной сваркой.
Бутыль с открытой концевой частью помещена на цилиндр устройства для регулирования давления. С целью получения герметичного уплотнения между бутылью и цилиндром бутыль предпочтительно приварена лазером к цилиндру. По этой причине бутыль изготовлена из прозрачного пластмассового материала, такого как ПЭТ, а цилиндр, по меньшей мере, пропитан на небольшом расстоянии от концевой части бутыли на кольцевой-цилиндрической периферической части материалом, поглощающим инфракрасную или лазерную энергию, известного как «термическая сажа». Бутыль с цилиндром поворачивается вдоль своей продольной оси, в то время как лазерный луч направлен перпендикулярно к внешней поверхности бутыли.
Хотя доказано, что лазерная сварка дает наилучший результат для соединения устройства для регулирования давления с бутылью, также могут быть использованы другие подходящие способы соединения, такие как ультразвуковая сварка или склеивание с помощью подходящего клея для пластмассы.
Основными преимуществами описанного способа изготовления является то, что устройство для регулирования давления может быть изготовлено, а его первая камера может быть заправлена давлением и доставлена производителю контейнера, производитель может изготовить контейнер или бутыль путем литья под давлением с раздувом и ориентированием, которое представляет собой стандартный известный процесс, отрезать низ контейнера или бутыли, присоединить устройство для регулирования давления к бутыли, например, путем лазерной сварки, вставить нагнетательный клапан, заполнить жидкостью выше уровня нагнетательного клапана, и наконец, подать давление во второй цилиндр через резиновую заглушку обычным способом. Дополнительные производственные этапы могут быть легко введены в известные процессы производства и наполнения аэрозольных контейнеров, используемые в косметических средствах и т.п., где, например, жидкий продукт заливается внутрь через открытую горловину контейнера или через дозирующий клапан.
Дополнительным преимуществом изобретения является то, что, поскольку для заполнения давлением используется только обычный воздух или любой другой подходящий инертный газ, технологические установки, оборудование и производственная среда и рабочие процедуры не должны учитывать особые требования безопасности, которые обычно необходимы для опасных воспламеняющихся пропеллентов.
В способе производства системы регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения устройство для регулирования давления, произведенное в соответствии с вариантом осуществления изобретения, размещают внутри контейнера для дозирования текучей среды, предпочтительно выполненного из синтетического материала посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием; упомянутый контейнер для дозирования текучей среды снабжен текучей средой для дозирования; упомянутый второй контейнер заполнен сжатым воздухом, а закрывающее средство для нижнего отверстия установлено в нижнем отверстии второго контейнера.
В еще одном аспекте изобретение обеспечивает способ поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды, выполненном с возможностью дозирования текучей среды, содержащейся в контейнере, из этого контейнера для текучей среды при упомянутом давлении, способ включает в себя:
- обеспечение устройства для регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения для обеспечения упомянутого постоянного заданного давления;
- открывание соединения для текучей среды устройства для регулирования давления, когда давление в контейнере для дозирования текучей среды уменьшается ниже заданного давления; и
- закрывание соединения для текучей среды, когда давление в контейнере для дозирования текучей среды достигает заданного давления.
В другом аспекте изобретение предоставляет способ производства системы регулирования давления согласно варианту осуществления изобретения, в котором устройство для регулирования давления согласно варианту осуществления изобретения размещено внутри контейнера для дозирования текучей среды, предпочтительно изготовленного из синтетического материала посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием; при этом упомянутый контейнер для дозирования текучей среды снабжен текучей средой для дозирования; и упомянутый второй контейнер заполнен пропеллентом, предпочтительно сжатым воздухом. Этот способ позволяет сначала заполнить контейнер текучей средой, а затем добавить пропеллент. В качестве альтернативы сжатому воздуху могут использоваться другие пропелленты, такие как N2, СО2 или NO2 или жидкие пропелленты, такие как изобутен или изопентан.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутое устройство для регулирования давления снабжено жидкостным барьером. Это приводит к тому, что соединения для текучей среды защищены от жидкости на стадии заполнения, жидкостный барьер препятствует проникновению жидкости во вторую камеру. Это дает особое преимущество для жидких сред с низкой вязкостью. Это обеспечивает то преимущество, что устройство регулирования давления не нужно закрывать, то есть закрывающие элементы закрывают соединение для текучей среды. Стопор можно расположить в цилиндре таким образом, чтобы первая камера находилась под атмосферным давлением.
В предпочтительном варианте осуществления способ производства системы регулирования давления согласно изобретению включает в себя следующий этап: вставка стопора в цилиндр, снабженный средствами для вентиляции, тем самым оставляя первую камеру под атмосферным давлением.
Как описано выше, использование одного или нескольких средств для вентиляции позволяет проводить сборку устройства регулирования давления в «открытом» положении, то есть когда первая камера находится при давлении окружающей среды. Поскольку возможна установка устройства для регулирования давления в открытом положении, его также необходимо закрыть, чтобы обеспечить его функционирование. Это «закрывающее» действие может осуществляться посредством внешней силы, толкающей стопор в исходное положение ниже средства для вентиляции в цилиндре первой камеры. В конкретном варианте осуществления поршень используется для предоставления силы, необходимой для активации устройства регулирования давления, то есть для перемещения стопора из открытого в закрытое положение внутри первой камеры. Это можно сделать, придав поршню и верхней части второй камеры такую форму, чтобы, когда поршень был нажат на устройство для регулирования давления, он толкал стопор в исходное положение. Для этого требуются специальные конструктивные элементы поршня, предпочтительно одно или несколько ребер внизу поршня. Предпочтительно верхняя часть второй камеры также имеет признак, обеспечивающий активацию, такой как гребень, на который может надавливать поршень. Предпочтительно размеры этого гребня формируют исходное положение стопора. В предпочтительном варианте осуществления этот гребень является продолжением цилиндра, выполненный таким образом, что он образует комбинацию с прерванным расширенным цилиндром для вентиляции и направления стопора. Этап толкания может осуществляться (1) во время окончательной сборки системы регулирования давления, когда поршень расположен сверху устройства для регулирования давления, и они вталкиваются в контейнер для текучей среды, или (2) во время наполнения, когда поршень собирают в верхней части контейнера для текучей среды и вталкивают во время процесса наполнения.
В предпочтительном варианте осуществления способ производства системы регулирования давления согласно изобретению дополнительно включает в себя следующий этап: вставка подвижного поршня в упомянутое устройство для регулирования давления перед расположением в упомянутом контейнере для дозирования текучей среды или размещение подвижного поршня внутри упомянутого контейнера для дозирования текучей среды с последующей вставкой упомянутого устройства для регулирования давления.
В предпочтительном варианте осуществления способ производства системы регулирования давления согласно изобретению дополнительно включает в себя следующий этап: соединение деталей сваркой; предпочтительно лазерной сваркой; более предпочтительно - нижняя пластина приваривается ко второй камере; еще более предпочтительно - вторая камера и контейнер для дозирования текучей среды привариваются к нижней пластине.
В предпочтительном варианте осуществления контейнер для текучей среды выбирают с толщиной стенки сравнимой с толщиной стенки упомянутого сосуда под давлением: 1:1 - 1:5, предпочтительно ориентировочно 1:3.
В другом предпочтительном варианте осуществления способ сборки аэрозольного распылителя (100) включает в себя следующие этапы:
- предоставление цилиндрического сосуда под давлением;
- предоставление нижней пластины для упомянутого сосуда;
- прикрепление упомянутой нижней пластины к упомянутому цилиндрическому сосуду под давлением;
- вставка одного или нескольких средств для регулирования давления в упомянутую цилиндрическую вкладку упомянутого цилиндрического сосуда под давлением, тем самым обеспечивая систему регулирования давления;
- установка контейнера для текучей среды на упомянутую систему регулирования давления и прикрепление его к нижней пластине;
- заполнение упомянутого контейнера текучей средой;
- обеспечение упомянутого контейнера для текучей среды дозирующей головкой; и
- подача давления и закрытие упомянутого цилиндрического сосуда под давлением,
тем самым создавая упомянутый аэрозольный распылитель,
отличающийся тем, что упомянутый сосуд постоянным образом соединен с нижней пластиной сваркой, и упомянутый контейнер постоянным образом соединен с нижней пластиной сваркой; при этом упомянутую сварку выполняют как отдельную стадию перед опрессовкой упомянутого сосуда под давлением, или упомянутая сварка проводится последовательно с упомянутым прикреплением.
В конечном аспекте изобретение обеспечивает применение устройства и системы регулирования давления в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Система регулирования давления согласно варианту осуществления изобретения может использоваться в аэрозольной упаковке, предпочтительно в барьерной упаковке. Термин «барьерная упаковка», в соответствии со значением в данном документе, означает упаковку, в которой жидкость и пропеллент хранятся отдельно. Предпочтительно упомянутый барьер обеспечивается подвижным поршнем или мешком на клапане (bag-on-valve). Устройство и система согласно изобретению предпочтительно используются в дозаторе крема для бритья, дозаторе освежителя воздуха, дозаторе дезодоранта, аэрозольном распылителе краски. Их можно также использовать для продуктов питания, кормов, напитков, бытовых средств, косметики и фармацевтических препаратов.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение без ограничения его применения.
Первый вариант осуществления устройства для регулирования давления (1) в соответствии с изобретением представлен на Фигурах 1 (открытое положение) и 3 (закрытое положение). Устройство для регулирования давления (1) для поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды (не изображено) содержит стенку, выполненную в форме контейнера, представляющего собой цилиндр (40), имеющий открытый конец и закрытый конец, и стопор (8), выполненный с возможностью перемещаться внутри упомянутого цилиндра (40) для ограничения первой камеры (4). Вторая камера (3) охватывает цилиндр (40) первой камеры (4). Она заполняется газом, предпочтительно сжатым воздухом, который при использовании имеет более высокое давление, чем давление в контейнере для текучей среды (не изображено). По меньшей мере, одно соединение (9) для текучей среды выполнено между второй камерой (3) и контейнером для текучей среды. Закрывающий элемент (7), выполненный с возможностью перемещения относительно первой камеры (4) для открытия и закрытия упомянутого соединения для текучей среды (9), предусмотрен между второй камерой (3) и контейнером для дозирования текучей среды. Положение закрывающего элемента (7) относительно второй камеры (3), по меньшей мере, зависит от преобладающего давления в контейнере для дозирования текучей среды и преобладающего давления в первой камере (4). При использовании соединение для текучей среды (9) открывается, когда давление в контейнере для дозирования текучей среды снижается ниже заданного давления, так что газ перетекает из второй камеры (3) в контейнер для дозирования текучей среды, при этом давление в контейнере для дозирования текучей среды увеличивается, до тех пор, пока соединение для текучей среды (9) не закрывается закрывающим элементом (7) под воздействием повышенного давления в контейнере для дозирования текучей среды. Упомянутое соединение для текучей среды (9) характеризуется отверстием в стенке второй камеры (3), расположенным торцевой частью к контейнеру для текучей среды, при этом упомянутое соединение для текучей среды (9) снабжено кольцевым выступом (6), выступающим над наружной стороной стенки в направлении к контейнеру для дозирования текучей среды на высоту Н равную 0,1-2,0 мм.
Фигуры 2 и 4 представляют собой графическое изображение устройства для регулирования давления (1) в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которое дополнительно снабжено так называемым ножом (13).
Как показано на Фигуре 5, система содержит нижнюю пластину (изображена черным цветом; 2), контейнер или резервуар под давлением (3) с приемным резервуаром (изображен прозрачным; 40) и соответствующим ему по форме стопором (изображен белым цветом; 8). Детали и место их расположения: камера направления рабочего цикла: = полное пространство над стопором (белая область, ссылочный номер 8); направляющая камера (40): = пространство, в которое помещен стопор; камера (регулирования) давления (4): является составляющей частью направляющей камеры (40) и представляет собой пространство от О-образного уплотнительного кольца (в котором находится стопор) до нижней части направляющей камеры; резервуар под давлением (3): = пространство между направляющей камерой (40) и нижней пластиной (2).
На Фигуре 6 изображено трехмерное представление стопора (8). Стопор состоит из горловины (34) и хомута (15). Под хомутом (15) предусмотрен закрывающий элемент (7). В нижней части горловины (35) предусмотрено углубление (71), в котором устанавливается О-образное уплотнительное кольцо (5). Под хомутом (15) горловина стопора снабжена тремя профилированными выступающими полосами (10). На изображенном стопоре показаны три профилированных выступающих полосы (10) на периферии горловины (34) стопора. Они расположены на равном расстоянии друг от друга. Стопор (8) изготовлен из пластика. Он может быть произведен методом литья под давлением. О-образное уплотнительное кольцо (5), изготовленное из силикона, резины или другого эластичного и закрывающего материала, предпочтительно производится одновременно со стопором (8).
На Фигуре 7 показано трехмерное представление направляющей камеры (40), образованной стенкой резервуара под давлением (3), выполненной в форме контейнера. Она по форме соответствует стопору (8) и обеспечивает, среди прочего, приемку стопора (8). Направляющая камера (40) снабжена резервуаром с приподнятым краем. Край, по меньшей мере, снабжен соединением для текучей среды (9). Предпочтительно этот воздушный канал снабжен полой иглой (26). Полая игла (26) несколько выступает над краем, например, на 0,3 мм. В качестве альтернативного варианта, полая игла (26) может быть заменена небольшой сферой или узлом / выступом в виде поперечного сечения сферы с отверстием.
Если предусмотрено несколько соединений для текучей среды (9), они предпочтительно равномерно распределены по окружности обода камеры (17). Соединения для текучей среды (9) соединяют объем камеры под давлением с объемом камеры направления рабочего цикла.
Под верхним ободом (17) направляющая камера снабжена хомутом с канавками (11). Они по форме совпадают с выступающими полосами (10) на стопоре (8). Когда стопор сдвигается в направляющей камере (40), и стопор поворачивается на 60°, принимающие средства (11) выступают в качестве каналов для принятия ребер / выступающих полос (10) на хомуте стопора. После поворота на 60° в случае трех ребер равно распределенных на хомуте стопора, стопор фиксируется бампером (12).
Стопор (8) в направляющей камере (40) действует как поршень. По сравнению со старой системой поршень выполняют больше, чем клапан (плунжер / О-образное уплотнительное кольцо) в старой системе предыдущего уровня техники. Это имеет то преимущество, что достигается меньшее сопротивление трению относительно поверхности на О-образном уплотнительном кольце (5). Это исключает деформацию и делает систему более надежной, менее критической.
На Фигуре 8 показана направляющая камера (40), снабженная стопором (8). Полая игла (26) / соединение для текучей среды (9) свободны. Под стопором расположен объем сжатого воздуха. Воздух может свободно вытекать из контейнера под давлением (3) в камеру рабочего давления.
На Фигуре 9 представлена направляющая камера (40), в которой полностью заключен стопор (8). Это представляет собой закрытое положение. Как видно, закрывающее кольцо (5), в этом случае О-образное уплотнительное кольцо, контактирует с иглой и закрывает ее.
На Фигуре 10 представлено поперечное сечение ситуации, изображенной на Фигуре 8. На этой Фигуре хорошо видно, как полая игла (26) слегка выступает за обод (17) камеры, как она расположена в соединении для текучей среды (9), которое соединяет контейнер под давлением (3) и камеру рабочего давления.
На Фигуре 11 представлено поперечное сечение ситуации, изображенной на Фигуре 9. Здесь видно, как полая игла (26) закрыта в закрытом положении камер. Кроме того, можно видеть, как выступ / бампер (12) на внутренней стороне обода (17) служит тормозом для выступа на горловине стопора (8).
О-образное уплотнительное кольцо обеспечивает закрытие стопора сбоку. Это обеспечивает хранение оставшегося воздуха под стопором (8) и его сжатие. О-образное уплотнительное кольцо может устанавливаться отдельно при сборке системы или его можно напылить во время процесса литьевого формования. Ребра (44-46) на боковых стенках хомута стопора обеспечивают позиционирование и направление стопора (8) в направляющей камере (40).
Предпочтительно кромка или нож (13) дополнительно предусмотрены на ободе направляющей камеры в направлении стопора, как показано на Фигурах 12-14; 2 и 4. Сечение и детали показаны на Фигурах 14 (открытое положение) и 15 (закрытое положение). Также можно видеть, что игла выступает так же сильно, как и заостренный край (13). В закрытом положении выступающий край (13) обеспечивает уплотнение между направляющей камерой (40) и камерой рабочего давления и дополнительную защиту после потенциальной потери давления по сравнению с О-образным уплотнительным кольцом (и по сравнению с камерой регулирования давления; 4).
Если О-образное уплотнительное кольцо повреждено, устройство для регулирования давления остается открытым, в отличие от системы предыдущего уровня техники. При повреждении О-образного уплотнительного кольца воздух медленно утекает под стопором (8). Пустая камера (4) регулирования давления более не может обеспечивать толкающий эффект.
С механизмом изобретения небольшая разность давлений на внешней стороне камеры регулирования давления по-прежнему является достаточной для подъема стопора. В системе известного уровня техники клапан больше не функционирует в случае небольшого повреждения или малейшего дефекта / неисправности, из-за чего дозатор становится непригодным. С новой системой дозатор остается пригодным для использования.
На Фигуре 12 представлен вид увеличенного выступающего гребня (13) на направляющей камере. На нем видно выступающую полую иглу (26). Кроме того, можно увидеть канавки / принимающие средства (11) на внутренней стороне направляющей камеры, которые предусмотрены для приема ребер / выступающих полос (10) на хомуте стопора после того, как стопор сдвигается в направляющей камере и поворачивается на 60°. Направляющая камера (40) достаточно широка, чтобы стопор (8) двигался назад и вперед, а также для обеспечения функции всасывания. После поворота на 60° стопор больше не может отсоединяться от резервуара. С гладким краем, потенциально без прерываний, это также может быть достигнуто и потенциально функционировать как система защелкивания.
Функционирование устройства для регулирования давления (1) в соответствии с вариантом осуществления изобретения дополнительно показано на схематических чертежах, представленных на Фигурах 1-4.
Через отверстие в нижней части (41) воздух подается в контейнер под давлением (3) до достижения давления около 7 бар. Посредством сообщения текучей среды через соединение для текучей среды (9), оснащенного полой иглой (26), выступающей над ободом (6), воздух перетекает из контейнера регулирования давления (3) в камеру рабочего давления (50), где повышается давление воздуха. Когда достигаются желаемые условия, и давление от контейнера под давлением (3) получено, тогда воздух давит на стопор (8), расположенный в направляющей камере (4). Стопор (8) перемещается в направлении контейнера под давлением. Когда закрывающий элемент (7) касается выступающего края контейнера под давлением (3), игла (6) и соединение для текучей среды (9) закрыты. Отверстие в нижней крышке закрывается резиновым стопором (1).
При приведении в действие распылительной бутыли текучая среда выходит из контейнера для хранения. Под давлением воздуха подвижная крышка перемещается к отверстию дозатора. Давление в камере рабочего давления уменьшается за счет увеличения объема. Уменьшенное давление на стопор и сжатый воздух в камере регулирования давления (4) под стопором (8) обеспечивают подъем стопора в направлении к отверстию дозатора. Соединение для текучей среды (9) открывается, воздух вытекает из камеры рабочего давления, и давление повышается. Стопор (8) перемещается к нижней крышке (42), и камера рабочего давления (3) снова закрывается.
Функционирование устройства регулирования давления (1), описанное выше, дополнительно поясняется с помощью результатов измерений, представленных на Фигурах 16 и 17. Рабочее давление повышается до желаемого уровня, на графике соответствующем примерно 1,85 бар. Желаемое значение получается при нисходящем движении. Как только достигается желаемый уровень, соединение между внешней и внутренней стороной контейнера под давлением и камерой рабочего давления закрывается.
При выпуске давления или продукта, канал для сообщения текучей среды открывается, и давление уменьшается (первый нисходящий пик на графике). Когда добавляется давление, достигается заданное давление (второй случай достижения 1,85 бар), а затем поддерживается. Этот цикл повторяется несколько раз. На графике видно, что каждый раз при падении давления происходит быстрое нарастание давления. Каждый раз заданное значение достигается снова. Кроме того, обеспечивается быстрое нарастание давления (плечо к восходящему пику). Этот эксперимент показывает функционирование и повторяемость механизма создания давления. Механизм не разрушается после (повторной) потери давления.
График на Фигуре 17 показывает аналогичный тест. Узкие пики показывают, что цикл закрытия происходит практически незамедлительно. Давление нарастает до заданного давления. Видно немедленное закрытие (пики без плеча). Разница с экспериментом на предыдущем графике заключается в выборе материала для силиконового кольца. Оно не может быть слишком жестким, предпочтительно оно должно быть эластичным. Эластичный материал окружает иглу и хорошо закрывается. Когда используется жесткое резиновое кольцо, система работает менее точно. Но и этого достаточно, чтобы закрыть иглу.
Отверстие иглы предпочтительно составляет 0,5 мм в диаметре. Чем меньше отверстие, тем легче его закрывать, тем оно точнее, но и тем медленнее нарастает давление.
Когда система известного уровня техники имеет давление 2,2 бар для обеспечения требуемого давления 1,5 бар для продукта, такого как концентратор пены, в настоящей системе достаточно давления 1,5 бар. Необходимость в запасе отсутствует. Если система известного уровня техники ограничена давлением не более 3 бар, в новой системе может быть предусмотрено большее давление. Это может обеспечить доступ к новым применениям. Части предпочтительно изготавливаются из пластика, более предпочтительно из ПЭТ (полиэтилентерефталата). Вариант осуществления, в котором части устройства регулирования давления изготовлены из прозрачного пластика, имеет то преимущество, что потребитель может видеть механизм при использовании системы регулирования давления. В качестве альтернативного варианта игла изготавливается из металла.
На Фигурах 18-20 показаны другие варианты осуществления устройства для регулирования давления в соответствии с изобретением. На Фигуре 18 показано альтернативное устройство для регулирования давления с механизмом защелкивания, обеспеченным с помощью уплотнительного кольца крестообразного сечения. Термин «уплотнительное кольцо крестообразного сечения», в значении, используемом в настоящем документе, означает сплошное эластомерное кольцевое уплотнение с крестообразным поперечным сечением, также известным как Х-образное уплотнительное кольцо. Использование уплотнительного кольца крестообразного сечения несет преимущества, поскольку четыре конца создают большую герметичность и в то же время формируют канавку для смазки, что очень благоприятно для динамического уплотнения. Наиболее важным преимуществом является высокая стабильность при динамическом использовании. В ситуации, когда О-образное уплотнительное кольцо скатывается в канавке и создает деформацию кручения, уплотнительное кольцо крестообразного сечения будет скользить без отрицательных результатов. Обеспечивается большая устойчивость к спиральному скручиванию.
Этот вариант осуществления по сравнению с вариантом осуществления, изображенным на Фигуре 5, не имеет выступов (10) на горловине стопора. Хомут служит направляющим средством. В данном случае хомут служит для закрытия, системы защелкивания и направления.
Как видно на Фигуре 18, резервуар под давлением (3) изготовлен из прозрачного пластика в форме колокола. Стена в верхней части колокола имеет форму цилиндрического контейнера (40). Цилиндрический контейнер имеет закрытый низ и открытый верх. Окружность верхнего конца снабжена ободом, из которого выступают зубчатые выступы (70). На концах зубчатые выступы немного толще. Колоколообразный резервуар под давлением имеет открытый низ. Это дно по форме совпадает с нижней пластиной (2). Нижняя пластина установлена на открытом нижнем конце колоколообразного резервуара под давлением (3). Он приварен к нижней пластине методом лазерной сварки. Устройство для регулирования давления дополнительно содержит стопор (8) с хомутом, снабженным плоским закрывающим средством из эластомерного материала. Горловина (34) стопора снабжена половиной Х-образного уплотнительного кольца из эластомерного материала (5). Плоская сторона Х-образного уплотнительного кольца расположена в направлении горловины стопора. Обод контейнера снабжен соединением для текучей среды (9), соединяющим внутреннюю часть напорного резервуара (3) с внешней стороной. Он оснащен иглой, слегка выступающей за поверхность обода. В отношении зубчатых выступов (70) соединение текучей среды предусмотрено внутри круга, образованного зубчатыми выступами (70). Зубчатые формы обеспечивают гибкость при вставке стопора (8). Когда стопор (8) со щелчком вставляется в цилиндрический контейнер, зубчатые формы (70) слегка отклоняются наружу и затем возвращаются в исходное положение. На Фигуре 23 показаны секции устройства для регулирования давления (1) в открытом положении (верхняя фигура, слева) и закрытом положении (нижняя фигура справа). Утолщенные выступы (58) удерживают стопор на месте.
На Фигуре 19 показан вариант осуществления, в котором стопор (8) выполнен с помощью хомута (15), имеющего три выступа (44, 45, 46), которые по форме совпадают с пространством между зубчатыми выступами (70) на открытом конце цилиндрического контейнера (40). Хомут стопора не снабжен эластомерным уплотнительным средством, нанесенным на окружность обода. Вместо этого он предусмотрен в трех частях, равномерно распределенных по ободу. Они осуществлены в виде заглушек (47, 48, 49) в хомуте стопора. Заглушки изготовлены из эластомерного материала.
На Фигуре 20 представлен вариант осуществления, в котором стопор (8) оснащен подвижным закрывающим кольцом (7). После расположения стопора (8) в контейнере (40) закрывающее кольцо (7) закрывает иглу. Продукт может быть заполнен в контейнер с этим устройством, без риска попадания продукта в контейнер под давлением (3). После наполнения продуктом контейнер под давлением можно наполнять воздухом. Давление будет нарастать, и соединение для иглы (26) / текучей среды (9) будет высвобождено. Давление будет накапливаться снаружи контейнера под давлением (3). Когда давление снаружи контейнера больше, чем в первой камере (4), стопор проталкивается вниз в цилиндр (40), а хомут (15) стопора (8) перемещается к закрывающему кольцу (7). Уплотнительное кольцо восстанавливается в своем исходном положении. Оно функционирует как механизм возврата.
На Фигурах 21 и 22 представлено поперечное сечение вариантов осуществления, представленных на Фигурах 18 и 19. Хомут стопора перемещается между положением I, где он закрывает соединение для текучей среды, и положением II, где он останавливается напротив утолщенного обода (58) зубчатых выступов (70).
На Фигуре 23 показан еще один вариант осуществления компактного устройства для регулирования давления (1). Стопор (8) имеет короткую горловину и оснащен плоским поверхностным эластомерным материалом (7) на ободе, чтобы воздействовать на соединение для текучей среды (9). На нижней части горловины (35) стопор (8) снабжен закрывающим кольцом, в этом случае Х-образным уплотнительным кольцом (5). На открытом конце цилиндрического контейнера (40) на внутренней стороне выполнено утолщение (58). Это предотвращает проход стопора через это препятствие. Данный вариант осуществления дополнительно оснащен так называемым ножом (13), выступом с острыми краями, между горловиной стопора (34) и соединением для текучей среды (9). Он имеет равную высоту Н с выступами (6), окружающими соединение для текучей среды (9). Он обеспечивает защиту.
На Фигурах 24-27 представлены напорные контейнеры для текучей среды (60), содержащие устройство для регулирования давления (1) в соответствии с вариантом осуществления изобретения и клапан дозирования текучей среды (51). Система регулирования давления (100) дополнительно оснащена либо сифонной трубкой (68), либо подвижным поршнем (52) с ребрами (53-57). Отверстия в нижней части (41) снабжены заглушками Николсона (42). Нижние пластины на Фигурах 24-26 изогнуты и оснащены разделителями (69). Это имеет особое преимущество для устойчивости к деформациям при удерживании сжатого воздуха. Как видно на Фигурах 26 и 27, сифонная трубка может быть выполнена таким образом, чтобы доходить до нижней пластины (2). Размеры резервуара под давлением можно отрегулировать так, чтобы он мог быть окружен текучей средой. Это создает у потребителя впечатление, что контейнер полностью используется (Фиг. 27). На Фигуре 24 видно, что стопор может быть выполнен таким образом, чтобы он по форме соответствовал углублению (65) в подвижном поршне (52). Это позволяет реализовать компактный комплект. Он обеспечивает оптимальное использование пространства для хранения продукта. Системы регулирования давления, показанные на Фигурах 24-27, дополнительно снабжены клапаном дозирования текучей среды (50) и распылительной головкой с дозирующим отверстием (64).
На Фигурах 28-30 показаны отдельные части устройства для регулирования давления (1) перед сборкой. На Фигуре 28 изображен колоколообразный резервуар под давлением (3) с соответствующей по форме нижней пластиной (2) с центральным отверстием в нижней части (41) и отходящими от центрального отверстия разделителями (69). Верхняя сторона колоколообразной формы снабжена зубчатыми выступами (70). Эти выступы являются кольцевыми по отношению к отверстию цилиндрического контейнера (40). На внутренней части обода находится отверстие (9), соединяющее внутреннюю часть резервуара под давлением (3) с внешней стороной. Также предусмотрен стопор (8), снабженный снизу Х-образным уплотнительным кольцом (5). Стопор (8) оснащен хомутом (15), из которого три выступа (44-46) радиально выходят наружу. Они служат для позиционирования стопора (8). В ободе стопора предусмотрены три эластомерных заглушки (47, 48, 49). Стопор (8) должен быть расположен так, чтобы, по меньшей мере, одна из заглушек (47) могла воздействовать на отверстие в ободе резервуара под давлением (3).
На Фигуре 29 представлены детали для сборки устройства для регулирования давления (1), содержащего промежуточную часть стопора, цилиндр с двумя открытыми концами и нижнюю пластину. Внутренняя часть нижней пластины по форме соответствует отверстию цилиндра. Внешняя часть нижней пластины по форме соответствует отверстию контейнера для текучей среды (не изображена). Цилиндр был изготовлен посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием. После технологической обработки часть вырезается дважды, чтобы отрегулировать длину до требуемого размера. Ориентация растянутого материала во время процесса выдувания приводит к более высокой кристаллической структуре, которая обеспечивает высокую прочность и хорошие газобарьерные свойства.
На Фигуре 30 представлено компактное устройство для регулирования давления, включающее в себя стопор с короткой горловиной, колоколообразный резервуар под давлением (3), который охватывает цилиндрический контейнер (40). На ободе колоколообразного резервуара и контейнера предусмотрены три отверстия для текучей среды (6, 6', 6''), окруженные тремя выступами. Предусмотрена нижняя пластина (2), содержащая заглушку (42), которая закрывает центральное отверстие в нижней части (41). Радиально от центрального отверстия расположены пластинчатые разделители (69). Нижняя пластина (2) по форме соответствует отверстию напорного резервуара (3).
На Фигурах 31-34 представлены несколько стопорных (8) приспособлений, которые могут быть преимущественно использованы в устройствах для регулирования давления в соответствии с изобретением. Стопор на Фигуре 31 снабжен двумя О-образными уплотнительными кольцами. (7, 5). Хомут стопора снабжен первым О-образным уплотнительным кольцом (7) для работы с соединением для текучей среды (9). Нижняя часть стопора снабжена углублением для приема второго О-образного уплотнительного кольца (5) для герметизации первой камеры (4).
Стопор на Фигуре 32 имеет короткую горловину. Он оснащен в нижней части половиной Х-образного уплотнительного кольца, плоская сторона поверхности обращена к горловине стопора. Обод стопора снабжен плоским эластомерным покрытием.
Стопор (8) на Фигуре 33 оснащен в нижней части половиной Х-образного уплотнительного кольца (5). Обод стопора снабжен тремя заглушками из эластомерного материала, которые равномерно распределены по окружности обода. Из обода радиально выступают три выступа, которые служат для позиционирования стопора, так что заглушки могут воздействовать, по меньшей мере, на один канал сообщения текучей среды между контейнером под давлением (3) и внешней частью.
Стопор на Фигуре 34 снабжен выступом на горловинной части стопора. На этом выступе расположено плоское кольцо из эластомерного материала. Это кольцо будет смещаться к нижней стороне обода стопора при вставке стопора в напорный контейнер и закрытии этого контейнера.
На Фигуре 35 представлено схематическое изображение системы (100) регулирования давления, содержащей контейнер для текучей среды (50) для удержания текучей среды под давлением, подвижный поршень (52) с ребрами (53, 54, 55, 56, 57), с центральной частью поршня (52), лежащей на центральном отверстии стопора (8) с короткой горловиной. Поршень сконструирован таким образом, что он опирается на плечо цилиндра под давлением (3) и не закрывает преждевременно соединение для текучей среды (9). Горловина стопора снабжена Х-образным уплотнительным кольцом (5), заключенным в цилиндрический контейнер (40), тем самым образуя первую камеру (4). Цилиндрический контейнер является частью стенки цилиндра под давлением (3), в котором содержится воздух под давлением. В стенке, в верхней части, обращенной к контейнеру для текучей среды и поршню, находится отверстие для текучей среды, снабженное иглой, которая слегка выступает из стенки цилиндра под давлением. Выступ и отверстие покрыты слоем эластомерного материала как и закрывающий элемент (7), предусмотренный на ободной части стопора (8), обращенной к отверстию (9). В закрытом положении эластомерный материал (7) воздействует на отверстие (8) и закрывает его. Нижняя пластина (2) контейнера под давлением изогнута. Она по форме совпадает с отверстием контейнера под давлением (3). Когда материал накладывается друг на друга, нижняя пластина приваривается к контейнеру под давлением (3). Центральное отверстие (41) нижней пластины (2) закрывается заглушкой Николсона (42). Нижняя пластина снабжена разделителями (69).
На Фигуре 36 представлено схематическое изображение системы регулирования давления (100), содержащей открытое устройство для регулирования давления (1). Представленный здесь стопор имеет более длинную горловину (8). В ободной части он снабжен заглушкой (47), которая может воздействовать на выступ (6) и отверстие (9) между контейнером под давлением (3) и внешней стороной, обращенной к подвижному поршню (52). Поршень выполнен таким образом, что он опирается на утолщенный обод (58) зубчатых выступов (70). Таким образом, он не может проталкивать стопор внутрь, тем самым преждевременно закрывая соединение для текучей среды (9).
На Фигуре 37 показан вариант осуществления с тремя выступами, показанными в форме усеченного конуса, предусмотренными на плоской кромке (97) второго контейнера (40) (слева) и различные варианты выступов (6) (справа): выпуклость (16), игла (26). Не требуется, чтобы все выступы обеспечивали соединение для текучей среды (9) между вторым контейнером (3) и контейнером для текучей среды (50). Одно соединение для текучей среды (9) является достаточным. В варианте осуществления слева также показан нож, который имеет равную высоту с выступами (6, 6', 6''). В варианте осуществления справа выступы (6, 6', 6'') предусмотрены в стенке с зубьями (81) и отверстиями (82). Эта функция обеспечивает возможность совпадения по форме со стопором (8, не отображается).
На Фигуре 38 показан вариант осуществления, в котором выступы (71) выполнены на стопоре (8). Соединение для текучей среды расположено напротив выступов (9). На чертежах представлены поперечные сечения через стопор (8), первую камеру (4) и вторую камеру (3). На чертежах слева изображено устройство для регулирования давления в открытом положении. Справа оно изображено в закрытом положении. Выступ (70) может быть частью формы хомута стопора (8), как показано на верхних чертежах, или они могут быть отдельной частью, предусмотренной в стопоре (8), как показано на нижних чертежах.
На Фигуре 39 показан вариант осуществления устройства для регулирования давления с отдельной вкладкой (230), включающей в себя цилиндр (40) и соединение (9) для текучей среды. Соединение для текучей среды снабжено кольцевым выступом (6). Вкладка объединена со второй камерой, как показано слева. Вторая камера теперь охватывает первую камеру.
Чтобы этот сосуд мог быть герметичным, вкладка должна быть соединена со второй камерой. Это может быть достигнуто при помощи сварки, предпочтительно лазерной сварки. Для улучшения лазерной сварки вкладка, может быть, по меньшей мере, частично снабжена чистым углеродом. Стопор (8) оснащен хомутом (15). Вторая камера имеет форму купола, на верхней части купола располагается третий цилиндр (81). Он служит направлением для стопора (8). Утолщенная кромка (79) на границе третьего цилиндра (81) служит для удерживания стопора на месте.
На Фигуре 40 показан вариант осуществления, на котором представлены различные этапы сборки устройства для регулирования давления. Сосуд под давлением (3) соединяется с нижней пластиной (2) с ребрами жесткости (69). Комбинация с сосудом обеспечивает дополнительную поддержку при повышении давления. Нижняя пластина снабжена отверстием (41) для приема заглушки (42). Стопор (8) может быть объединен с сосудом под давлением (3) до или после комбинации с нижней пластиной (2). Предпочтительно нижняя пластина сконструирована таким образом, что она обеспечивает щелчковое соединение с сосудом под давлением (3). Это обеспечивает временное соединение. Как только конструкция будет завершена и самое позднее до повышения давления, сосуд под давлением постоянно соединяют с нижней пластиной (2), например, посредством лазерной сварки. Предпочтительно стопор вставляется таким образом, что вторая камера (4) все еще находится под атмосферным давлением. Это приводит к тому, что он менее чувствителен к повреждению во время транспортировки. Это может быть преимуществом, если сборка деталей не производится на одном предприятии, а осуществляется на разных площадках. На следующем этапе устройство для регулирования давления снабжается поршнем (52). Поршень имеет форму (215), совпадающую со стопором и имеет признак (220), позволяющий предотвратить преждевременное закрытие стопора (8). На Фигуре поршень (52) лишь слегка надавливает на стопор. Затем контейнер (50) вставляется сверху устройства для регулирования давления (не отображается). Контейнер заполняется текучей средой сверху. Сосуд под давлением заполняется пропеллентом, предпочтительно воздухом, снизу, через заглушку Николсона. Закрытие клапана завершает сборку системы регулирования давления.
На Фигуре 41 показан вариант осуществления, в котором хомут (8) стопора выполнен в виде двух частей (15). Обе будут снабжены уплотнительной лентой (7). Горловина хомута (8) имеет канавку для захвата уплотнительного кольца. Предпочтительно стопор оснащен небольшим внутренним вырезом (80) или внутренний вырез отсутствует (80'). Изобретатели выяснили, что внутренний вырез требуется, чтобы предотвратить сдвигание уплотнительного кольца назад, пока стопор движется вверх, когда используется устройство для регулирования давления. Однако с помощью внутреннего выреза или канавки стопор (8) невозможно изготовить с помощью литьевого формования с использованием одной пресс-формы. Это требует использования пресс-штемпеля. Вариант осуществления стопора, изображенного справа (8'), не имеет внутреннего выреза. Изобретатели обнаружили, что увеличение поперечного диаметра уплотнительных колец (5') обеспечивает уплотнительное кольцо, которое следует за перемещениями стопора (8').
На Фигуре 42 показан принцип литьевого формования с использованием пресс-штемпеля (401, 402) для изготовления стопора (8) с канавкой (403). Для стопора без внутреннего выреза (8') может использоваться пресс-форма без пресс-штемпеля. Это изображено справа.
На Фигуре 43 показан вариант осуществления, в котором сосуд под давлением (3) имеет форму купола с плоским кольцом сверху и с дополнительным цилиндрическим объемом, обеспечиваемым двумя стенками (70, 70'). Стенки обеспечивают направляющие средства для стопора с двухсекционным ушным хомутом, как показано на Фигуре 41. Соединение для текучей среды (9) было получено путем сверления с использованием двух разных диаметров сверла. Выступ (6), который охватывает соединение для текучей среды, покрыт жидкостным барьером (86). Этот жидкостный барьер (86) на одной стороне прикреплен к опоре (87). На противоположной стороне он не прикреплен. При заполнении контейнера для текучей среды продуктом соединение для текучей среды защищено. Жидкость не может попасть в сосуд под давлением (3). Стопор может оставаться в положении, которое оставляет первую камеру (4) открытой, то есть при атмосферном давлении. Вторая камера (3) была получена методом литья под давлением с использованием центральной точки впрыска. Вертикальный литниковый канал все еще виден. Его можно удалить при производстве. Точка впрыска также может быть выбрана ближе к дну второй камеры (4).
На Фигуре 44 показан вариант осуществления с альтернативным жидкостным барьером (7). В этом примере закрывающее кольцо отделяется от ободной части (15) стопора (8). После сборки оно защитит соединение для текучей среды (9) от заполнения текучей средой. Когда устройство для регулирования давления активировано, стопор перемещается вниз, а ободная часть (15) прижимается к закрывающему кольцу (7). При использовании ободная часть (15) и закрывающее кольцо (7) будут перемещаться вместе. Нижняя часть горловины стопора оснащена Х-образным уплотнительным кольцом (5). Этот закрывающий элемент закрывает первую камеру от окружающей среды.
На Фигуре 45 показан вариант осуществления, в котором вторая камера (3) охватывает цилиндр (40) и предназначена для приема стопора (8). Соединение для текучей среды (9) предусмотрено снаружи цилиндра (40). Цилиндр (40) снабжен отверстиями для вентиляции (72). Они служат для удерживания цилиндра (40) под атмосферным давлением, когда стопор (8) лишь слегка вставлен в цилиндр (40), чтобы сформировать первую камеру (4). Вторая камера (3) оснащена вторым цилиндром (81) поверх купола. Этот цилиндр обеспечивает регулирование стопора (8). Его утолщенная кромка (79) не позволяет стопору выйти из первой камеры (4) при использовании. Вторая камера (3) снабжена нижней пластиной (2) с ребрами жесткости (69). В пластине имеется форма усеченного конуса (96) с отверстием (41). Отверстие может быть загерметизировано заглушкой, предпочтительно заглушкой Николсона (не показано).
На Фигуре 46 показан вариант осуществления с цилиндром под давлением (3), оборудованным двумя концентрическими цилиндрами (500, 70, 70'). Наружный цилиндр не прерывается. Внутренний цилиндр имеет два отверстия, которые служат в качестве направляющих средств для ободных частей стопора. Также предусмотрен подвижный поршень (52) с кольцевыми уплотнительными ребрами (53-57). С внутренней стороны поршень (52) оборудован ребрами жесткости (502), опорой поршня (501) и расположенным по центру поршневым выступом (215). Поршневой выступ (215) обеспечивается с соответствием стопору (8). Поршневая опора (501) изготовлена таким образом, чтобы ее можно было установить на стопор (8), она опирается на вторую камеру (3). Таким образом, стопор не проталкивается слишком далеко вниз. Этот вариант осуществления является предпочтительным для транспортировки. Устройство для регулирования давления (1) защищено поршнем (52).
Они могут быть отправлены вместе в место, где изготавливаются контейнеры для текучей среды (50). Там они могут быть вставлены в контейнер для производства аэрозольных распылителей. В качестве альтернативного варианта поршень удаляется из второй камеры (3), вставляется в контейнер для текучей среды (50), а контейнер с поршнем (52) помещается над устройством регулирования давления (1).
На Фигуре 47 показаны несколько этапов процесса сборки дозатора. Здесь визуально представляется процесс активации устройства регулирования давления путем нажатия на поршень во время наполнения. Слева находится система регулирования давления, состоящая из контейнера для текучей среды (50) с поршнем (52) в верхней части, расположенным над устройством для регулирования давления (1). Устройство для регулирования давления включает в себя вторую камеру (3), заключающую в себе цилиндр (40), который может содержать стопор (8) с уплотнительным кольцом для формирования первой камеры (4). Вторая камера оснащена, по меньшей мере, одним соединением для текучей среды (9) между второй камерой (3) и контейнером для текучей среды (50). Оно может быть закрыто и открыто движением стопора (8) внутри цилиндра (40). Средства для регулирования давления (7) установлены напротив соединения для текучей среды (9). При введении текучей среды в контейнер (50) поршень (52) двигается вниз во вторую камеру (3). Контейнер для текучей среды оснащен в верхней части дозирующей головкой (84), например, путем обжима колпачка корпуса аэрозольного клапана на горловину (83) контейнера для текучей среды. Вторая камера (3) заполнена воздухом и доводится до заданного давления. Вторая камера укупорена заглушкой, предпочтительно заглушкой Николсона.
На Фигуре 48 изображен контейнер для текучей среды (50), оснащенный устройством для регулирования давления (1), содержащим сосуд под давлением (3), закрытый изогнутой нижней пластиной (2) с ребрами жесткости (69). Сосуд под давлением соединен с нижней пластиной (2), а стенка контейнера для текучей среды соединена с нижней пластиной (2). На своем основании контейнер для текучей среды (50) имеет два шва (404, 405), полученных при сварке. Показан предпочтительный вариант осуществления, где швы расположены близко друг к другу. Предпочтительно иметь шов вблизи кромки контейнера для текучей среды. Это приводит к тому, что если части откалываются при тесте на падение, они остаются прикрепленными к контейнеру. Это обеспечивает повышенную безопасность.
На Фигуре 49 изображены средства для вентиляции, которые предусмотрены в качестве перерывов в стенке удлиненного второго цилиндра. Удлиненная стенка цилиндра (91, 91') прерывается два раза (90). Это также обеспечивает направление при расположении стопора. Это облегчает расположение закрывающего элемента (элементов) напротив соединения (соединений) для текучей среды (9, 9').
На Фигуре 50 представлено схематическое изображение испытания давлением. Оно показывает ноутбук (300), подключенный к измерительному датчику (301). Измерительный датчик (301) соединен с контейнером для текучей среды (60) при помощи соединительной части (302). Устройство для регулирования давления прикреплено к контейнеру для текучей среды (60) болтом (303). Соединение для текучей среды (9) соединено с внешним резервуаром (305) соединителем (304). Внешний резервуар (305) имеет объем, соответствующий объему, который в ином случае был бы второй камерой (3). Также отображаются измерительный прибор (306) и кран (307). Дозатор оснащен обычной дозирующей головкой (64) от освежителя воздуха (64) с корпусом аэрозольного клапана (240) и дозирующим клапаном (62).
На Фигуре 51 графически отображается результат испытания давлением при 15 бар. Внешний сосуд (3, 305) был опрессован при 15,2 бар (ссылка А на графике). Через 21 час давление в контейнере для текучей среды (60) измеряли с помощью измерительного датчика (301). Рабочее давление составляло 2,155 бар (ссылка В). После сброса давления в течение 10 секунд рабочее давление составляло 1,9 бар (ссылка G). После 28 часов оно составило 2,1 бар (ссылка С). После сброса давления в течение 10 секунд рабочее давление составляло 1,9 бар (ссылка Н). Через 40 часов рабочее давление составляло 2,1 бар (ссылка D). После сброса давления в течение 10 секунд рабочее давление снизилось до 1,9 бар (ссылка I). После 55 часов рабочее давление составляло 2,1 бар (ссылка Е). После полного опорожнения контейнера для текучей среды и удаления содержащейся в нем текучей среды в течение примерно 3 минут 30 секунд рабочее давление составляло 1,9 бар (ссылка J). Через 64 часа рабочее давление составляло 2,0 бар (ссылка F). Этот эксперимент показывает, что регулирование давления также работает при высоком давлении, то есть равном или выше 15 бар.
1. Устройство для регулирования давления (1) для поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды (50, 60), который предназначен для дозирования текучей среды, содержащейся в контейнере, из контейнера для текучей среды под упомянутым давлением, причем устройство для регулирования давления (1) содержит
цилиндр (40), имеющий открытый конец и закрытый конец, и стопор (8), выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра (40) для ограничения первой камеры (4),
вторую камеру (3), охватывающую цилиндр (40) первой камеры (4), причем вторая камера (3) выполнена с возможностью заполнения газом, который при использовании имеет более высокое давление, чем упомянутое давление в контейнере (50, 60),
по меньшей мере одно соединение для текучей среды (9) между второй камерой (3) и контейнером (50, 60) и закрывающий элемент (7), выполненный с возможностью перемещения относительно цилиндра (40) для открывания и закрывания упомянутого соединения для текучей среды (9) между второй камерой (3) и контейнером для дозирования текучей среды (50, 60) в зависимости от положения закрывающего элемента (7) относительно первой камеры (4),
положение закрывающего элемента (7) относительно второй камеры (3) по меньшей мере зависит от преобладающего давления в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60) и преобладающего давления в первой камере (4),
при использовании соединение для текучей среды (9) открывается, когда давление в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60) уменьшается ниже заданного давления, так что газ поступает из второй камеры (3) в контейнер для дозирования текучей среды (50, 60), и давление в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60) увеличивается до тех пор, пока соединение для текучей среды (9) не закрывается закрывающим элементом (7) в результате повышения давления в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60), отличающееся тем, что упомянутое соединение для текучей среды (9) расположено снаружи упомянутого цилиндра (40) и обращено торцевой частью к закрывающему элементу (7).
2. Устройство для регулирования давления по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое соединение для текучей среды (9) снабжено кольцевым выступом (6), выступающим от внешней стороны стенки (17) второй камеры (3), обращенной торцевой стороной к контейнеру для дозирования текучей среды (50, 60); предпочтительно он выступает на высоту H1 в 0,1-2,0 мм.
3. Устройство для регулирования давления по п. 1 или п. 2, отличающееся тем, что упомянутый закрывающий элемент (7) снабжен выступом (71) для воздействия на упомянутое соединение для текучей среды (9); предпочтительно упомянутый выступ имеет высоту Н2 в 0,1-2,0 мм.
4. Устройство для регулирования давления (1) по п. 2, в котором упомянутый выступ (6) представляет собой выпуклость (16), форму усеченного конуса, кубическую или прямоугольную форму, такую как предусмотрено иглой (26).
5. Устройство для регулирования давления по любому из пп. 1, 2, 4, отличающееся тем, что цилиндр (40) и/или соединение для текучей среды (9) выполнены в виде вставки (230).
6. Устройство для регулирования давления (1) по любому из пп. 1, 2, 4, в котором упомянутый стопор (8) содержит хомут (15) или одну или несколько частей хомута, предпочтительно две части хомута, для приведения в действие упомянутого соединения для текучей среды (9); предпочтительно для приведения в действие упомянутого кольцевого выступа (6).
7. Устройство для регулирования давления (1) по п. 6, в котором хомут (15) или одна или более частей хомута и/или горловины стопора (34) или стопор (8) оснащены или изготовлены из эластомерного материала (7).
8. Устройство для регулирования давления (1) по п. 6, в котором предусмотрено одно или несколько направляющих средств (70) для направления упомянутой одной или более деталей хомута.
9. Устройство для регулирования давления (1) по любому из пп. 1, 2, 4, в котором горловина стопора (34) изготовлена из уплотнительного материала или снабжена уплотнительным материалом (5); предпочтительно О-образным или Х-образным уплотнительным кольцом.
10. Устройство для регулирования давления (1) по любому из пп. 1, 2, 4, в котором содержатся один или несколько жидкостных барьеров (7, 86), и/или средств для вентиляции (72), и/или направляющих средств для направления одного или нескольких средств регулирования давления (70, 70').
11. Система регулирования давления (100), содержащая контейнер для дозирования текучей среды (50, 60) и устройство для регулирования давления (1) по любому из пп. 1-10; предпочтительно упомянутый контейнер представляет собой изготовленный из ПЭТ контейнер или металлическую банку.
12. Система регулирования давления (100) по п. 11, в которой контейнер для дозирования текучей среды (50) имеет дозирующее отверстие с клапаном дозирования текучей среды (51), а подвижный поршень (52) расположен в контейнере между устройством для регулирования давления (1) и дозирующим отверстием, причем подвижный поршень (52) отделяет текучую среду от газа и он выполнен с возможностью перемещения в направлении дозирующего отверстия за счет избыточного давления, преобладающего в контейнере для дозирования текучей среды (50); предпочтительно подвижный поршень (52) выполнен в виде купола с кольцевыми ребрами (53, 54).
13. Система регулирования давления (100) по п. 11, в которой контейнер (60) имеет дозирующее отверстие (64) с дозирующим клапаном (62), и на упомянутом клапане расположен клапанный мешок для удержания текучей среды.
14. Система регулирования давления (100) по любому из пп. 11-13, в которой упомянутый контейнер (50) для дозирования текучей среды, изготовленный из ПЭТ, прикреплен к устройству для регулирования давления (1) посредством сварки, предпочтительно лазерной сварки, более предпочтительно двойным швом, наиболее предпочтительно, когда один из упомянутых швов проходит по окружности вокруг нижнего отверстия упомянутого контейнера, изготовленного из ПЭТ.
15. Способ поддержания постоянного заданного давления в контейнере для текучей среды (50, 60), предназначенном для дозирования текучей среды, содержащейся в контейнере, из контейнера для текучей среды при упомянутом давлении, при этом способ включает:
подготовку устройства для регулирования давления (1) по любому из пп. 1-10 для обеспечения упомянутого постоянного заданного давления;
открывание соединения для текучей среды (9) устройства для регулирования давления (1), когда давление в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60) снижается ниже заданного давления; и закрывание соединения для текучей среды (9), когда давление в контейнере для дозирования текучей среды (50, 60) достигает заданного давления.
16. Способ производства системы регулирования давления (100) по любому из пп. 11-14, в котором устройство для регулирования давления (1) по любому из пп. 1-10 располагают внутри контейнера (50, 60) для дозирования текучей среды; предпочтительно сформированного из синтетического материала посредством литья под давлением с раздувом и ориентированием или формования из металлического листа; упомянутый резервуар для дозирования текучей среды (50) снабжают текучей средой для дозирования и упомянутый второй контейнер (3) заполняют пропеллентом, предпочтительно сжатым воздухом.
17. Способ производства системы регулирования давления (100) по п. 16, в котором упомянутое устройство для регулирования давления (1) оснащают жидкостным барьером (7, 86).
18. Способ производства системы регулирования давления (100), описанной в п. 12, по п. 16 или п. 17, включающий следующий этап: вставку подвижного поршня (52) в упомянутое устройство для регулирования давления (1) перед размещением в упомянутом контейнере для дозирования текучей среды (50) или размещение подвижного поршня (52) внутри упомянутого контейнера для дозирования текучей среды с последующей вставкой упомянутого устройства для регулирования давления (1).
19. Способ производства системы регулирования давления (100) по любому из пп. 16 или 17, включающий следующий этап: вставку стопора в цилиндр (40), снабженный средствами для вентиляции, тем самым оставляя первую камеру (4) под атмосферным давлением.
20. Способ производства системы регулирования давления (100) по любому из пп. 16-19, при котором части соединены сваркой; предпочтительно лазерной сваркой; более предпочтительно нижнюю пластину (2) приваривают ко второй камере (3); наиболее предпочтительно и вторую камеру (3), и контейнер для дозирования текучей среды (50, 60) приваривают к нижней пластине (2).
