ЗАТВОР ДЛЯ СОДЕРЖАЩЕГО ТЕКУЧИЙ ПРОДУКТ СОСУДА
GATE FOR VESSEL CONTAINING FLUID PRODUCT

Изобретение относится к затвору для содержащего текучий продукт сосуда согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Ограничительная часть пункта 1 формулы изобретения учитывает известный из DE 44 17 569 А1 уровень техники, в котором приводится описание затвора для содержащего текучий продукт сосуда. Этот затвор имеет неподвижную нижнюю часть, которая выполнена с возможностью герметичного закрепления на горловине сосуда, и крышку с выступающим наружу штуцером, при этом подвижная верхняя часть выполнена с возможностью коаксиального перемещения на нижней части между наружным положением и внутренним положением. Имеющий форму стакана мембранный клапан из эластичного на изгиб материала прилегает с герметизацией (за исключением положения выпуска воздуха) своим верхним краем к нижней стороне верхней части, имеет проемы в своем дне, которые в положении покоя верхней части закрыты, и постоянно подпружинивает верхнюю часть в направлении ее наружного положения. За счет нажатия на сосуд можно заполнять боковое пространство затвора находящимся под давлением продуктом. Это приводит к тому, что верхний край клапана прижимается с герметизацией к верхней части и клапан за счет давления на свои боковые стенки выпячивается через выпускное отверстие и открывается для выдачи продукта.
В СН 275 750 приводится описание сосуда с устройством для выдачи ограниченных количеств жидкости, в котором устройство снабжено состоящим из упругого податливого материала запирающим органом, который имеет, по меньшей мере, один проем, автоматически закрывающийся под действием упругости. Имеется нажимной элемент для деформации запирающего органа для уменьшения объема сосуда и открывания проема для выхода жидкости. Запирающий орган выполнен в виде мембраны, в то время как нажимной элемент расположен с возможностью сдвига перед мембраной, так что за счет сдвига нажимного элемента мембрана прогибается к внутреннему пространству сосуда. За счет этого открывается проем и одновременно уменьшается объем внутреннего пространства сосуда, так что определенное количество жидкости выдавливается через проем.
В затворах для содержащих текучий продукт сосудов часто трудность представляет дозирование подлежащего выдаче текучего продукта в зависимости от его вязкости, потому что часто точное регулирование подвижной верхней части не только является сложным и трудным, но и требует много времени. Кроме того, необходимые для точного регулирования конструктивные издержки в таких затворах часто представляются неоправданными с экономической точки зрения.
Поэтому в основу данного изобретения положена задача создания затвора, который обеспечивает очень точную выдачу желаемых количеств содержащегося в сосуде текучего средства при чрезвычайно простой конструкции затвора.
Эта задача решена согласно изобретению тем, что диаметр дна мембранного клапана больше поперечного сечения в свету штуцера, наружный конец которого постоянно подпирает дно мембранного клапана, так что за счет оказания осевого давления на верхнюю часть в направлении сосуда дно мембранного клапана выгибается наружу и открываются проемы в дне.
Согласно изобретению процессом открывания мембранного клапана можно очень точно управлять, соответственно его контролировать за счет воздействия на верхнюю часть затвора. Затвор в зависимости от вида сосуда, который состоит из стекла или пластмассы с жесткими или гибкими служащими для выдавливания содержимого сосуда стенками, можно применять как в положении вниз головой, так и в более или менее вертикальном положении для выдачи текучего продукта различной вязкости. Верхняя часть, которая содержит отверстие для выдачи текучего продукта, может быть снабжена откидной крышкой для закрывания отверстия выдачи, которая при необходимости может быть соединена с верхней частью через пленочный шарнир и образовывать с ней единую деталь. Кроме того, можно применять защитный колпачок для закрывания верхней части, который расположен съемно на нижней части. Наконец, можно дополнительно использовать пружинный элемент между нижней частью и верхней частью, который усиливает воздействующее на верхнюю часть подпружинивающее усилие мембранного клапана. Дополнительно к этому, затвор можно, как обычно, навинчивать, надвигать или сваривать с сосудом, или же он может быть предусмотрен в виде составной части сосуда.
Модификации изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Ниже приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены примеры выполнения:
фиг.1 - первый вариант выполнения затвора в закрытом состоянии с боковым отверстием выдачи в верхней части в изометрической проекции;
фиг.2 - центральный продольный разрез затвора по фиг.1;
фиг.3 - другой центральный продольный разрез затвора по фиг.1, который повернут относительно разреза на фиг.2 на 90°;
фиг.4 - второй вариант выполнения затвора с измененной верхней частью с открытой крышкой согласно изобретению в изометрической проекции;
фиг.5 - центральный продольный разрез затвора по фиг.4;
фиг.6 - затвор по фиг.5 с зажатым между нижней частью и верхней частью пружинным элементом;
фиг.7 - затвор по фиг.6 в рабочем открытом положении;
фиг.8 - мембранный клапан на виде сверху; и
фиг.9 - верхняя часть затвора с вентиляционным отверстием в изометрической проекции.
На фиг.1 показан затвор 10 для неизображенного сосуда, который содержит текучий продукт, такой как солнцезащитный крем или масло, крем или гель для бритья, соусы, кетчуп или т.п. Сосуд обычно имеет снабженную выходным отверстием горловину, при этом затвор может быть закреплен на выходном отверстии сосуда посредством навинчивания, насаживания или сварки. При необходимости сосуд и затвор могут быть выполнены также как единое целое. Сосуд может состоять из твердого материала, такого как стекло или керамика, а также из пластмассы, при этом стенки пластмассового сосуда могут быть жесткими или гибкими. Сосуд можно опорожнять предпочтительно в положении головой вниз.
Как показано, в частности, на фиг.2 и 3, затвор 10 состоит из неподвижной нижней части 12 и подвижной верхней части 14, при этом затвор 10 расположен, как указывалось выше, нижней частью 12 на выходном отверстии сосуда. Нижняя часть 12 имеет форму колпачка с окружным кожухом 16, который является предпочтительно круглым или овальным, но может иметь также другие формы, например угловатые. Кожух 16 может быть снабжен внутренней резьбой, которую можно навинчивать на наружную резьбу сосуда, или же на внутренней поверхности кожуха 16 могут быть предусмотрены дугообразные или кольцеобразные фиксирующие утолщения для надавливания или захвата соответствующих выступов на горловине сосуда для крепления затвора на сосуде. Кроме того, затвор может быть также сварен или склеен с сосудом или же изготовлен с сосудом в виде единого целого, как это известно из уровня техники.
Нижняя часть 12 снабжена перекрытием 18, которое имеет ступенчато сужающийся внутрь и наружу конусный штуцер 20, который заканчивается центральным коаксиальным главной оси х-х проходным отверстием 22. Цилиндрический направляющий патрубок 24 проходит наружу с радиальным зазором относительно штуцера 20, но с образованием кольцевого опорного уступа 26 на радиальном расстоянии от периметра кожуха 16 до высоты штуцера 20. Наружная сторона направляющего патрубка 24 на наружном конце снабжена, по меньшей мере, одним выполненным в виде утолщения выступом 28, который проходит на одинаковой высоте кольцеобразно или дугообразно вокруг направляющего патрубка 24.
Верхняя часть 14 имеет также форму колпачка и снабжена направляющим кожухом 30, который охватывает снаружи направляющий патрубок 24 и может перемещаться коаксиально по нему вверх и вниз. Внутренняя окружная поверхность направляющего кожуха 30 на внутреннем конце также снабжена, по меньшей мере, одним выполненным в виде утолщения выступом 32, который проходит на одинаковой высоте кольцеобразно или дугообразно вокруг направляющего кожуха 30, но, как показано на фиг.2 и 3, расположен ниже выступа 28.
Как показано на фиг.2 и 3, по меньшей мере, один выступ 28 нижней части 12 и, по меньшей мере, один выступ 32 верхней части 14 образуют упорное или запирающее устройство, которое определяет наружное или верхнее исходное положение верхней части 14. Упорный уступ 26 нижней части 12 ограничивает рабочий ход верхней части 14. Естественно, также возможно, но менее целесообразно предусмотреть вхождение направляющего кожуха 30 верхней части 14 в направляющий патрубок 24 нижней части 12 и прохождение по его внутренней стенке.
Верхняя стенка 34 верхней части 14 проходит перпендикулярно главной оси х-х затвора 10 и снабжена в середине своей нижней стороны входным отверстием 36 для текучего содержимого сосуда. Входное отверстие 36 выходит в канал 38 выдачи (фиг.3), который проходит через верхнюю стенку 34 радиально наружу и заканчивается отверстием 40 выдачи.
Предпочтительно кольцеобразный держатель 52 для мембранного клапана 42 выступает из внутренней или нижней стороны 54 верхней стенки 34 на небольшую осевую длину и на радиальном расстоянии от направляющего кожуха 30.
Мембранный клапан 42 расположен между нижней частью 12 и верхней частью 14 и имеет, как показано на фиг.2 и 3, чашеобразную или стаканообразную часть 44 с примерно цилиндрической наружной стенкой 46, слегка изогнутым внутрь или вниз дном 48, а также фланцеобразным усиленным радиально наружу наружным краем 50. Мембранный клапан 42 или, по меньшей мере, его дно 48 состоят из упругого на изгиб материала, такого как силикон, резина или каучук, или соответственно из пластмассы, такой как полиэтилен, или другого эластомерного материала.
На фиг.2 и 3 показано, что наружный край 50 мембранного клапана 42 своей наружной стороной прилегает с герметизацией к нижней стороне 54 верхней стенки 34, а также к кольцеобразной внутренней поверхности держателя 52 своей радиально наружной поверхностью. Мембранный клапан 42 опирается своим дном 48 на верхний выход штуцера 20 и герметично закрывает в показанном на фиг.2 и 3 положении закрывания штуцер 20 и тем самым расположенный ниже не изображенный на чертежах сосуд. Мембранный клапан 42 зажат в осевом направлении между нижней частью 12 и верхней частью 14 так, что подвижная верхняя часть постоянно подпружинена мембранным клапаном в направлении своего показанного на фиг.2 и 3 и фиксированного с помощью выступов 28, 32 положения закрывания. Вследствие этого дно 48 мембранного клапана 42 также с предварительным натяжением прижимается к штуцеру 20 в смысле надежной герметизации проходного отверстия 22 штуцера 20 в закрытом положения затвора 10.
Как показано на фиг.7 и, в частности, на фиг.8, дно 48 в своей середине на радиальном расстоянии от кольцеобразной линии или поверхности контакта с верхней торцевой стороной 43 штуцера 20 снабжена, по меньшей мере, одним щелеобразным проемом 45, который выполнен так, что он открывается, когда верхняя часть перемещается пользователем в направлении открывания, т.е. в направлении сосуда соответственно внутрь или вниз, как будет подробно описано ниже. Дно 48 предпочтительно содержит несколько щелеобразных проемов 45, которые расположены на поверхности дна 48, размер которых меньше поперечного сечения в свету проходного отверстия 22 штуцера 20. На фиг.8 показано несколько щелей 47, которые проходят диаметрально в виде звезды через середину дна 48 на равных угловых расстояниях друг от друга. Концы щелей 47 лежат на определенном радиальном расстоянии от кольцеобразной торцевой стороны 43 штуцера и имеют вследствие этого небольшую длину по сравнению с поперечным сечением в свету проходного отверстия 22 штуцера 20. Поэтому щели 47 ограничивают треугольные закрывающие лепестки 49 (фиг.7 и 8), вершина которых лежит в области середины дна 48 мембраны и которые могут подниматься куполом или изгибаться наружу (фиг.7).
При приложении пользователем давления к верхней части 14 в направлении нижней части 12 усилие давления от фланцеобразного наружного края 50 мембранного клапана 42 через его цилиндрическую стенку 46 передается на лежащий снаружи торцевой стороны штуцера 20 наружный край 51 дна 48 мембранного клапана 42. Вследствие этого наружный край 51 дна 48 мембранного клапана 42 вдавливается внутрь или вниз торцевой стороной 43 штуцера 20 на его наружной стороне и за его торцевую сторону 43 и дно 48 изгибается наружу над проходным отверстием 22 штуцера 20 с растягиванием упругого на изгиб материала, по меньшей мере, дна 48 мембраны, так что образованные щелеобразными проемами треугольные закрывающие лепестки 49 в дне 48 мембранного клапана 42 покидают свое лежащее примерно в плоскости дна 48 закрывающее положение и изгибаются вокруг своего основания наружу и за счет этого открываются, так что текучий продукт может выдаваться из сосуда в количестве, определяемом степенью открывания дна 48 мембраны. Если пользователь отпускает верхнюю часть, то вследствие упругих свойств мембранный клапан 42 снова принимает свою чашеобразную или стаканообразную форму, и при этом верхняя часть 12 поднимается в свое наружное или верхнее исходное положение или положение покоя. Таким образом, дно 48 снова возвращается обратно в свое показанное на фиг.2 и 3 положение закрывания, при этом закрывающие лепестки 49 снова закрываются в плоскости дна 48 и герметизируют проходное отверстие 22 штуцера 20.
Таким образом, можно видеть, что мембранный клапан 42 наряду с функцией собственно клапана выполняет дополнительные функции, а именно герметизации внутреннего пространства сосуда на штуцере 20 снаружи, а также в качестве возвратной пружины - постоянного приложения подпружинивающего усилия к подвижной части верхней части 14 в направлении ее верхнего заданного положения покоя.
Понятно, что вместо или в комбинации с расположенными звездообразно щелями 47 могут быть при необходимости предусмотрены также точечные проемы в мембранном клапане 42, если обеспечивается их способность надежно герметизировать проходное отверстие 22 штуцера 20 при закрытом мембранном клапане 42 и достаточно открываться при приведении в действие верхней части 14.
Второй вариант выполнения изобретения, показанный на фиг.4 и 5, в котором совпадающие с первым вариантом выполнения части обозначены одинаковыми позициями, отличается от первого варианта выполнения лишь измененной формой верхней части 60, в то время как нижняя часть 12 и мембранный клапан 42 соответствуют первому варианту выполнения. На фиг.4 и 5 показано, что верхняя часть 60 имеет верхнюю стенку 62, от которой проходит центральный направленный наружу штуцер 64 выдачи, который подходит также в качестве патрубка для питья в случае, когда содержимым сосуда является напиток. На верхнем внутреннем конце штуцер 64 выдачи снабжен кольцеобразным уплотнительным утолщением. На высоте верхней стенки 62 через пленочный шарнир 68 к верхней части 60 шарнирно присоединена откидная крышка 70, при этом пленочный шарнир 68 вызывает положение верхней мертвой точки, при преодолении которой при открывании и закрывании крышки 70 шарнирный клапан 68 оказывает дополнительное усилие в направлении закрывания и соответственно в направлении открывания на откидную крышку 70. Откидная крышка 70 имеет верхнюю сторону, от наружной кромки которой проходит кожух 74, который при закрытой откидной крышке 70 сцепляется с наружной ступенчатой плечевой поверхностью 76 верхней стенки 62 верхней части 60 и находится на одной линии с ее окружной поверхностью. На внутренней стороне откидной крышки в середине расположена цилиндрическая уплотнительная пробка 78, которая в закрытом положении 70 входит с герметизацией в штуцер 64 выдачи.
На фиг.6 и 7 показан третий вариант выполнения затвора, который по существу идентичен затвору, показанному на фиг.4 и 5 за исключением того, что дополнительно пружинный элемент 80 в виде винтовой пружины сжатия усиливает подпружинивающее усилие верхней части 60 в направлении открывания. Верхний конец пружинного элемента 80 прилегает к внутренней или нижней стороне 61 верхней стенки 60 между наружной окружной поверхностью кольцеобразного держателя 52 и внутренней окружной поверхностью направляющего кожуха 30. Нижний конец пружинного элемента 80 опирается на перекрытие 18 между коническим ступенчатым трубным патрубком 20 и направляющим патрубком 24 нижней части 12. Применение пружинного элемента 80 целесообразно в тех случаях, в которых, например, по техническим причинам, которые, среди прочего, можно свести к свойствам, например, вязкости текучего продукта, мембранный клапан 42 не может длительно оказывать такое усилие подпружинивания, соответственно такое возвратное усилие на верхнюю часть 60, которое необходимо и желательно для надежной работы затвора.
Другое изменение в третьем варианте выполнения затвора согласно изобретению, показанное на фиг.6 и 7, относится к выполнению проходного отверстия 22 в штуцере 20. В этом случае оно частично закрыто перфорированной стенкой 77, в которой содержится множество отверстий 79, при необходимости различной величины и формы. Перфорированная стенка 77 выполняет функцию опоры для дна 48 мембранного клапана 42 в тех случаях, в которых, например, из-за большого диаметра проходного отверстия 22 штуцера 20 представляются необходимыми дополнительные защитные меры для обеспечения функции закрывания запирающих лепестков 49.
В показанном на фиг.8 виде сверху мембранного клапана 42 наружная стенка 46 дна 48 мембраны, а также наружная торцевая сторона 43 штуцера 20 изображены пунктирными линиями, чтобы показать ось изгиба, которая представляет собой наружную кромку торцевой стороны 43, когда при приведении в действие верхней части 14 затвора 10 за счет относительно жесткой наружной стенки 46 мембранного клапана 42 наружная кромка вдавливается внутрь и на основания запирающих лепестков 49 воздействует крутящий момент в направлении открывания запирающих лепестков 49.
На фиг.9 частично показан вид сверху нижней части 12 в изометрической проекции, так что видно вентиляционное отверстие 82, которое расположено вблизи проходного отверстия 22 и обеспечивает вентиляцию сосуда во время и после выдачи текучего продукта. Величина вентиляционного отверстия 82 выбрана так, что хотя оно и пропускает воздух, но не пропускает текучий продукт в сосуде.
Перечень позиций
10 Затвор
12 Нижняя часть
14 Верхняя часть
16 Кожух
18 Перекрытие
20 Штуцер
22 Проходное отверстие
24 Направляющий патрубок
26 Опорный уступ
28 Выступ
30 Направляющий кожух
32 Выступ
34 Верхняя стенка
36 Входное отверстие
38 Канал выдачи
40 Отверстие выдачи
42 Мембранный клапан
43 Верхняя торцевая сторона
44 Чашеобразная или стаканообразная часть
45 Проем
46 Наружная стенка
47 Щели
48 Дно
49 Запирающие лепестки
50 Наружная стенка
51 Наружный край дна мембраны
52 Держатель
54 Внутренняя или нижняя сторона (верхней стенки)
60 Верхняя часть
61 Внутренняя или нижняя сторона
62 Верхняя стенка
64 Штуцер выдачи
66 Уплотнительное утолщение
68 Пленочный шарнир
70 Откидная крышка
72 Верхняя сторона
74 Кожух
76 Плечевая поверхность
77 Перфорированная стенка
78 Уплотнительная пробка
79 Отверстия
80 Пружинный элемент
82 Вентиляционное отверстие