ОБРАТНЫЙ КЛАПАН
CHECK VALVE

Настоящее изобретение относится к обратному клапану, предназначенному для выпуска жидкости из емкости, причем клапан содержит внешний колпачок, который крепится к горлышку емкости и содержит выходной канал для жидкости.
Известны многочисленные обратные клапаны этого типа. Например, в ЕР 1499538 В1 описан обратный клапан, в котором седло клапана вставлено в горлышко емкости, накрытой телом клапана из упругого материала. При приложении давления к емкости содержимое емкости вытекает между выступом гнезда клапана и телом клапана через выпускное отверстие во внешнем колпачке, накрывающем указанный обратный клапан.
Целью настоящего изобретения является предложение обратного клапана простой конструкции, который может быть изготовлен с низкими затратами. Обратный клапан должен, в частности, подходить для выпуска небольших количеств жидкости из емкости, как, например, в случае с глазными каплями, однако изобретение не должно ограничиваться этим.
Эта цель достигается согласно изобретению за счет признаков, изложенных в независимом пункте 1 Формулы изобретения.
Предпочтительные усовершенствования изобретения указаны во вспомогательных пунктах.
Согласно настоящему изобретению тело клапана из упругодеформируемого материала, такого как LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности), PUR (полиуретан), силикон, причем этот список ни в коем случае не является полным, расположено между емкостью и внешним колпачком, причем тело клапана проходит над отверстием, предпочтительно над всем отверстием в горлышке емкости, и содержит предпочтительно центральный выступ, который выступает в выпускной канал внешнего колпачка и расположен в нем с возможностью перемещаться возвратно-поступательно по его продольной оси, и, кроме того, между внутренней стенкой выпускного канала и наружной окружностью выступа остается пространство, и по меньшей мере один вырез или надрез разделяет стенку клапана, через который жидкость проходит в упомянутое пространство выпускного канала в случае приложения давления к емкости и выходит из его отверстия. После приложения давления к емкости или к содержимому емкости по меньшей мере один разрез раскрывается, так что жидкость может пройти через надрез и, таким образом, через тело клапана, а при отсутствии давления разрез закрывается снова за счет упругости материала, из которого изготовлен корпус емкости. Этот принцип также подходит для выдачи вязкого или сметанообразного вещества; длина разреза, который предпочтительно идет вдоль участка круговой дуги, должна быть здесь приспособлена к количеству жидкости, которая должна быть выпущена, и к консистенции содержимого емкости, которое должно быть выпущено.
В предпочтительном варианте реализации изобретения по меньшей мере один разрез в стенке тела клапана предпочтительно выполняется без удаления или обрезания полосы тела клапана - хотя это также входит в объем изобретения; в этом случае «разрез» может затем полностью закрываться при отсутствии давления. Желательно, однако, чтобы разрез выполнялся ножом, без обрезания материала стенки, причем нож предпочтительно должен иметь форму клина, если смотреть в поперечном разрезе. Это может, например, быть сделано под воздействием тепла таким образом, чтобы небольшой клиновидный входной зазор оставался для жидкости, в то время как с выходной стороны материал стенки прилегает при отсутствии давления. В принципе разрез, например, может быть выполнен лазером.
Тело клапана может, например, быть зажато в кольцевом пазу, который радиально отделен промежутком от выходного канала, с нижней стороны внешнего колпачка. Однако желательно, чтобы тело клапана лежало своей краевой частью на кромке горлышка емкости и было прочно зажато внешним колпачком, прочно надетым или навинченным на горлышко емкости, так что внешний колпачок герметизирован телом клапана относительно горлышка емкости. Это имеет то преимущество, что не требуется специального уплотнения, так что обратный клапан состоит только из двух компонентов, а именно внешнего колпачка и тела клапана. Обратный клапан имеет особенно простую конструкцию и может быть изготовлен с низкими издержками.
Кроме того, он обладает тем преимуществом, что выступ тела клапана, который предпочтительно имеет форму по существу сходящегося на конус стержня, снабжен на верхней концевой части окружающей ее уплотнительной кромкой, которая в первоначальном состоянии тела клапана при отсутствии давления плотно прилегает к стенке выходного канала. Выходной канал внешнего колпачка предпочтительно несколько сходится на конус по направлению к уплотнительной кромке тела клапана, где может быть помещен конически расширяющийся уступ выходного канала, к которому плотно прилегает при отсутствии давления имеющая соответствующую форму уплотнительная кромка. Следующая концевая часть выходного канала может несколько расширяться конически в направлении выходного отверстия, так, чтобы открывать небольшой кольцевой зазор для выпуска содержащейся в емкости жидкости между стенкой выходной части и наружной окружностью уплотнительной кромки при продвижении вперед выступа в выходной канал.
Тело клапана отступает в первоначальном состоянии от верхнего края внешнего колпачка, что дает то преимущество, что после выпуска содержащейся в емкости жидкости в состоянии при отсутствии давления капля, которая остается на выходном отверстии выходного канала, всасывается в концевую часть выходного канала за счет возвращения тела клапана в первоначальное положение. Это предотвращает загрязнение внешнего колпачка остатками жидкости.
Согласно другому предложению изобретения перемещение выступа в направлении отверстия выходного канала определяет ограничитель. Это достигается за счет предпочтительного развития изобретения, при котором участок кольцевого уступа, который отделен промежутком от задней краевой части выходного канала внешнего колпачка в первоначальном состоянии при отсутствии давления и находится напротив нее, выступает из внешней окружности выступа. Этот ограничитель не допускает выпуска содержащейся в емкости жидкости при нежелательно высоком давлении и/или в нежелательно большом количестве, поскольку выступ прижимается в этом случае к ограничителю в выходном канале и прерывает поток жидкости к выпускному отверстию внешнего колпачка. При подходящих размерах можно с помощью ограничителя добиться того, чтобы каждый раз выдавалась только одна капля жидкости. Это может быть особенно желательно, когда обратный клапан применяется во флаконе для глазных капель.
Выступ тела клапана предпочтительно делают полым и открытым в направлении внутренней полости емкости, в то время как выступ со стороны выходного отверстия, конечно, закрыт.
Описанный выше обратный клапан особенно подходит для так называемых безвоздушных емкостей, в которых во внешней емкости размещается мягкий внутренний мешок, причем указанный внутренний мешок сжимается во время выпуска содержащейся в емкости жидкости без поступления во внутренний мешок окружающего воздуха для компенсации давления. Вместо этого окружающий воздух проходит через подходящие отверстия в наружной емкости в пространство между мягким внутренним мешком и наружной емкостью. В такой безвоздушной системе не требуется никаких предохраняющих средств для содержимого емкости.
Обратный клапан согласно изобретению применяется, однако, также в связанной с атмосферой простой емкости, в которую после выпуска содержащейся в емкости жидкости для компенсации давления поступает окружающий воздух. С этой целью предлагается, чтобы наружный колпачок содержал по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, и чтобы тело клапана содержало по меньшей мере один дополнительный разрез в стенке, через который воздух, поступающий через наружное вентиляционное отверстие, мог бы поступать внутрь емкости. С этой целью предлагается удобная конфигурация, при которой внешнее вентиляционное отверстие ведет в кольцевой вентиляционный канал, открытый в направлении внутренней полости внешнего колпачка, по меньшей мере с одним дополнительным разрезом, предпочтительно выполненным в радиальном направлении снаружи по меньшей мере одного другого разреза, через который выходит содержащаяся в емкости жидкость.
В то время как воздух не проходит через разрез или надрез, через который проходит жидкость, поскольку без приложения давления к содержимому емкости разрез или надрез остаются полностью и плотно закрытыми, воздух снаружи может поступать во внутреннюю полость емкости через расположенный в радиальном направлении другой разрез или надрез, через который не может выходить никакая содержащаяся в емкости жидкость. Эти односторонние разрезы могут быть выполнены там, где внутренний в радиальном направлении разрез может быть сформирован изнутри наружу, т.е. начиная из внутренней полости емкости, с ножом, предпочтительно имеющим в поперечном разрезе клиновидную форму, в то время как внешний в радиальном направлении разрез выполняется в противоположном направлении, т.е. с внешней стороны внутрь. Предполагается, что очень небольшой зазор, который замыкает клиновидную конфигурацию и в который поступает среда, которая раскрывает разрез или надрез - за счет избыточного давления или отрицательного давления - остается благодаря клиновидной форме ножа со стороны входа жидкости или воздуха, соответственно.
Разрезы могут проходить через плоскую часть тела клапана. Предпочтительным является, однако, выполнение внутреннего в радиальном направлении разреза с кривизной, выпуклой относительно внутренней полости емкости, причем особенно предпочтительным является выполнение разреза в самой верхней части дуги, в то время как проход для воздуха должен быть выполнен в изогнутом в обратном направлении месте, т.е. при кривой, вогнутой относительно внутренней полости емкости. Избыточное давление, воздействующее на содержимое емкости, имеет то действие, что разрез или надрез раскрывается в направлении части с выпуклой кривизной, в то время как надрез на выемке (видимой изнутри емкости) прочно сжимается вместе. Когда после выпуска жидкости пользователь больше не прикладывает давления к емкости, отрицательное давление в емкости оказывает действие, при котором внешний разрез раскрывается, в то время как внутренний в радиальном направлении разрез сжимается отрицательным давлением и не допускает прохождения воздуха.
Внутренний в радиальном направлении надрез также открывается благодаря деформации тела клапана в этой области, когда насадка проталкивается вперед, в выходной канал. Вот почему надрез может быть также сформирован на выемке, вогнутой относительно емкости.
Разрезы могут быть выполнены не только по вертикали в стенке тела клапана, но и под наклоном.
Согласно дополнительному предложению согласно изобретению во внешнем колпачке может быть расположен также воздушный фильтр; воздух, поступающий внутрь емкости, проходит при этом через фильтр. Если, как это предпочитается, внешнее вентиляционное отверстие ведет в кольцевой вентиляционный канал, фильтр соответствующим образом помещается в указанном канале.
Предлагается также, чтобы тело клапана между по меньшей мере одним внутренним в радиальном направлении разрезом или надрезом и по меньшей мере одним внешним в радиальном направлении разрезом или надрезом содержало кольцевой выступ или кольцевой паз, который герметично соединяется с соответствующим пазом или соответствующим выступом внешнего колпачка. Поэтому участок клапана, из которого производится выпуск жидкости, герметично отделяется от участка, на котором воздух может поступать во внутреннюю полость емкости для компенсации давления. Это гарантирует, что жидкость не сможет протекать между телом клапана и внешним колпачком в часть, сохраняемую для воздуха, и не сможет загрязнить фильтр, который может быть здесь размещен.
Как уже упоминалось выше, обратный клапан согласно изобретению по существу выполнен только из одного внешнего колпачка, который может, например, быть изготовлен из одобренного для применения в фармацевтической промышленности полипропилена или полиолефина, и из тела клапана, исключая возможно применяемый фильтр. Изобретение может применяться таким образом, что тот же внешний колпачок и то же тело клапана используются в трех различных видах устройств дозирования жидкости, таких как флаконы для глазных капель; в теле клапана в случае безвоздушной системы отказываются по меньшей мере от одного внешнего разреза. Конечно, вместо безвоздушной системы можно использовать внешний колпачок без вентиляционного отверстия и, возможно, кольцевого вентиляционного канала.
Другие подробности изобретения станут очевидными из следующего описания предпочтительных вариантов реализации обратного клапана и со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг.1-3 показан первый вариант реализации в трех различных состояниях; и
на фиг.4 показан второй вариант реализации изобретения.
На фиг.1-3 показан обратный клапан для емкости с безвоздушной системой, в которой после выпуска жидкости из емкости никакого воздуха не выходит через клапан для компенсации давления.
Окружающий утолщенный имеющий форму валика край тела клапана 6 размещается на верхнем краю горлышка контейнера 1. Внешний колпачок 3 из жесткого пластика, прочно охватывающий горлышко емкости 1, зафиксирован в окружающем пазу 5. Здесь внешний колпачок 3 крепко сжимает имеющий форму валика край 2 тела клапана 6 в качестве уплотнения на горлышке емкости 1.
Внешний колпачок 3 содержит центральный выпускной канал 7 с круглым поперечным сечение, который сходится на конус по направлению кверху, т.е. по направлению к отверстию 8, сначала конически, когда верхняя концевая часть профиля стенки 9 выполнена как конически расширяющийся уступ 9, за которым следует расширенный концевой участок 10, который также расширяется кверху несколько коническим образом.
Кольцевидная перемычка 11 выступает вниз от нижней стороны внешнего колпачка 3, причем перемычка 11 входит на определенном расстоянии в радиальном направлении в горлышко емкости 1 и закрывает имеющий форму валика край 2 тела клапана 6. Тело клапана 6 содержит центральный выступ 12, который выступает вверх почти до выходного отверстия 8 в выходной канал 7 внешнего колпачка 3, переходит, образуя одно целое, через изогнутые в поперечном разрезе участки 13 и 14 в имеющий форму валика край 2. Выступ 12 сделан полым почти до верхней уплотнительной кромки 15, выступающей в стороны. Короткий компактный головной участок 16 клапана 6, который в первоначальном состоянии емкости при отсутствии давления, как показано на фиг.1, отводится назад от плоскости выходного отверстия 8, помещается над уплотнительной кромкой 15.
Тело клапана 6 имеет круговое расположение, т.е. валики 13 и 14 имеют выпуклую кольцевую форму при наблюдении из емкости. На самом низком месте валика 13 на фигурах имеется короткий по окружности разрез 17 в стенке тела клапана 6, причем указанный разрез 17 располагается только на коротком отрезке круговой дуги. Разрез может иметь длину только в несколько миллиметров в случае небольшого флакона для глазных капель стандартного размера.
Выступ 12 тела клапана 6 содержит выступающую по горизонтали наружу кольцевую уплотнительную поверхность 18, расположенную напротив и на определенном расстоянии от участка стенки 19 на краю выходного канала 7 внешнего колпачка 4 в первоначальном состоянии, показанном на фиг.1. В этом состоянии верхняя уплотнительная кромка 15 плотно прилегает к коническому уступу 9 внешнего колпачка 3.
На фиг.2 показано состояние, при котором к содержимому емкости для выпуска жидкости из емкости прикладывают давление Р1. Кроме того, иллюстрация на фиг.2 отличается от фиг.1 тем, что два диаметрально противоположных разреза или надреза 17 разрывают тело клапана 6 на коротком отрезке.
Благодаря приложению давление Р1 выступ 12 тела клапана 6 вдавливается дальше во внешний колпачок 3, так что верхний концевой участок тела клапана 6 поднимается с конического уступа 9 и освобождает выходное отверстие 8 для выпуска жидкости. Упругая деформация тела клапана 6 во время продвижения во внешний колпачок 3, вместе с давлением жидкости, открывает разрез 17 или два разреза 17, так что жидкость может проходить через тело клапана 6 и вытекать через выходной канал 7 и его отверстие 8. Уплотняющая поверхность 18 отделена здесь промежутком от противоположного участка стенки 1 внешнего колпачка 3, как показано на фиг.2.
Когда к содержимому емкости, как показано на фиг.3, прикладывается избыточное давление Р2, тело клапана 6 продвигается настолько, что уплотняющая кромка 18 прижимается к противоположному участку стенки 19, за счет чего происходит герметизация пространства между выступом 12 тела клапана 6 и внутренней стенкой выпускного канала 7 внешнего колпачка 3. В этом случае из емкости не может быть выпущено никакой жидкости.
После освобождения емкости тело клапана автоматически вернется в положение, показанное на фиг.1, в котором разрез 17 (разрезы 17) закрывается и уплотнительная кромка 15 прилегает на конической части стенки 9.
На фиг.4 показан вариант реализации обратного клапана для простой емкости, в которую для компенсации давления после выпуска содержащейся в емкости жидкости поступает воздух. Для этого внешний колпачок 3 включает в себя вентиляционное отверстие 20, которое оканчивается в кольцевом воздушном канале 21, который открывается вниз, т.е. в направлении тела клапана 6.
Под вентиляционным каналом 21 тело клапана 6 содержит кольцевой выступающий вниз валик 22, через самую нижнюю часть которого (видимую в поперечном разрезе) идет разрез 23, который разрывает стенку тела клапана 6. Благодаря этому разрезу 23 и после выпуска содержимого емкости во внутреннюю полость емкости поступает воздух, в то время как во время приложения давления к содержимому емкости для выпуска жидкости разрез 23 остается плотно закрытым.
В вентиляционном канале 21 на участке вентиляционного отверстия 20 размещается воздушный фильтр, так что во внутреннюю полость емкости поступает только стерильный воздух.
Радиально внутри валика 22 тело клапана 6 включает в себя выступающий вверх кольцевой выступ 24, который фиксируется в соответствующем кольцевом пазу 25 внешнего колпачка 3. Такая конфигурация сопровождается в радиальном направлении внутрь еще одной изогнутой кольцевой частью 26 тела клапана 6, которая, как показано, может быть или изогнута вниз, или может иметь противоположную кривизну. Эта часть 23 включает в себя по меньшей мере один разрез 17, через который содержащаяся в емкости жидкость может выходить при приложении давления к содержимому емкости.