УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ В РАСПЫЛИТЕЛЯХ ЖИДКОСТЕЙ СКОРОСТНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА

Техническое решение относится к области средств создания газового потока в установках распыления жидких и газообразных веществ и может быть использовано в качестве автономного устройства для распыления различных веществ, в частности дезодорантов, лаков, красок, масел, пен, лекарственных препаратов, биологически активных веществ и т.д., используемых в парфюмерной, фармацевтической, лакокрасочной отраслях промышленности, средствах пожаротушения, а также сельском хозяйстве и в быту.
Известен (RU, патент 2023637) аэрозольный баллончик, состоящий из корпуса с распыляемым веществом и сжиженным газом, распылительной головки с форсункой, сообщенного с ней посредством канала выпускного клапана и расположенной в корпусе с зазором емкости, выполненной из мягкого гибкого материала, причем распыляемое вещество и сжиженный газ размещены в емкости, в корпусе образованы отверстия для сообщения полости между емкостью и корпусом с атмосферой, выпускной клапан снабжен трубкой, размещенной в емкости, а между последней и корпусом расположены прокладки, выполненные из упругого материала. В одном из вариантов реализации данной конструкции емкость герметично разделена на две части, расположенные одна над другой, при этом верхняя часть емкости заполнена распыляемым веществом, а нижняя - сжиженным газом, при этом верхняя часть емкости
выполнена в виде сильфона, а нижняя снабжена расположенным в ней, по меньшей мере, одним гибким выворачиваемым рукавом для взаимодействия с верхней частью емкости, в нижней части корпуса установлена опора для крепления нижней части емкости и ее рукава.
Недостатком известной конструкции следует признать ее сложность, а также невозможность использования одной порции сжатого газа для распыления различных веществ.
Известен (RU, патент 50629) баллон стальной сварной для сжиженных углеводородных газов, содержащий корпус с полостью для газа, горловину с запорным устройством, расположенную в верхней части корпуса, воротник, башмак, закрепленный на нижней части корпуса, причем выступающая часть горловины под сварку относится к утопленной в корпусе, как 1:2,5, в воротнике симметрично оси корпуса выполнены проемы для транспортировки, а башмак выполнен с равномерно расположенными по его диаметру чередующимися выступами и впадинами, равными по высоте и ширине.
Недостатком известного баллона следует признать его значительные размеры, что исключает возможность его использования в быту, кроме случаев сжигания газа, а также отсутствие в горловине нажимного клапана, обеспечивающего управляемую подачу потока газа.
Известен (RU, патент 2205705) распылитель жидкого продукта. Он содержит контейнер для распыляемого жидкого продукта, контейнер с клапаном, содержащий пропеллент, и соединительную перемычку для соединения контейнеров. Перемычка выполнена с возможностью крепления к обоим контейнерам и содержит внутренний канал для прохода пропеллента и отверстие, через которое жидкий продукт проходит в перемычку из контейнера с
жидким продуктом. В отверстии перемычки расположена сопловая вставка, имеющая заднюю, промежуточную и переднюю части. Промежуточная часть вставки содержит трубку Вентури с выходным отверстием для пропеллента. Смежно с ней поперек продольной оси вставки расположены два канала для жидкого продукта. Передняя часть сопловой вставки содержит расширительную камеру, входной диаметр которой значительно превышает диаметр выходного отверстия трубки Вентури. Находящееся вокруг промежуточной части вставки внутреннее пространство перемычки сообщено с отверстием для распыляемого жидкого продукта и с указанными поперечными каналами. Выход трубки Вентури окружен плавно переходящей на конус поверхностью. Задние поверхности поперечных каналов и коническая поверхность выполнены без выступающих участков. Выход трубки Вентури расположен на расстоянии в продольном направлении от входа в расширительную камеру для предотвращения попадания пропеллента в продуктовые каналы.
Недостатком известного устройства следует признать его сложность, а также использование недезодорированого пропеллента, что исключает возможность его использования в быту.
Техническая задача, решаема посредством разработанного устройства, состоит в обеспечении распыления жидкого продукта без изменения его запаха.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного устройства, состоит в упрощении конструкции средства для хранения сжиженного газа, применяемого в установках распыления при одновременном улучшении экологической обстановки в зоне распыления за счет использования дезодорированного газа, а также обеспечении возможности распыления различных продуктов одним разработанным устройством.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство для создания в распылителях жидкостей скоростного газового потока, содержащее металлическую емкость с горловиной, выполненную с возможностью работы при избыточном внутреннем давлении. На внутреннюю поверхность емкости нанесено, по меньшей мере, одно защитное покрытие, а в горловине металлической емкости с использованием уплотнительного элемента завальцован нажимной механический клапан, имеющий, по меньшей мере, одно входное и, по меньшей мере, одно выходное отверстие. В металлическую емкость помещен, по меньшей мере, один дезодорированный сжиженный газ. При этом устройство выполнено с возможностью выхода газообразного потока через выходное отверстие открытого клапана в том случае, если начало входного отверстия клапана, находящееся внутри металлической емкости, расположено выше горизонтальной плоскости поверхности находящегося в металлической емкости, по меньшей мере, одного сжиженного газа. В этом случае за начало входного отверстия клапана принято начало ближайшего отверстия, через которое внутри металлической емкости начинается движение газообразного потока к выходному отверстию клапана.
Указанная металлическая емкость с горловиной может быть выполнена из жести. В этом случае обычно ее боковая поверхность имеет форму цилиндра и содержит соединительный шов, который может быть осуществлен путем сварки концов листа жести или быть клепанным. В предпочтительном варианте реализации устройства с емкостью, выполненной из жести, ее внутренняя поверхность покрыта оловосодержащим сплавом. Однако возможно использование покрытия из органического химически стойкого материала (лака или краски).
Указанная металлическая емкость может быть выполнена из алюминиевого сплава в виде безшовного изделия. В этом случае предпочтительно внутренняя поверхность может быть изолирована как естественным слоем оксида алюминия, так и дополнительно чехлом из полимерного материала.
В предпочтительном варианте реализации днище металлической емкости с горловиной имеет вогнутую внутрь емкости поверхность. Поскольку в любом случае для сосудов, работающих под избыточным давлением, днище всегда имеет эллиптическую форму либо наружу, либо внутрь, вогнутость внутрь позволяет иметь в пересечении плоскости днища и боковой поверхности плоский круг, который обеспечивает вертикальную устойчивость устройства при его постановке на горизонтальную поверхность. В одном из вариантов реализации разработанной конструкции внутренний диаметр горловины металлической емкости выполнен меньше высоты металлической емкости, измеренной от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины. Это позволяет упростить конструктивное исполнение устройства и обеспечить возможность и обеспечить отбор из внутреннего пространства устройства газообразной фазы. Кроме того, внутренний диаметр горловины металлической емкости может быть меньше наружного диаметра днища металлической емкости, измеренного по боковой поверхности металлической емкости до начала скругляющих радиусов. Это позволяет повысить вертикальную устойчивость наполненного газом устройства при нахождении на горизонтальной поверхности за счет положения центра тяжести.
В предпочтительном варианте реализации отношение расстояния между началом входного и концом выходного отверстий клапана к высоте металлической емкости с горловиной, измеренной
от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины не превышает 1,5, при этом за конец выходного отверстия клапана принят конец отверстия конструктивного элемента клапана, выполненный с возможностью присоединения элемента последующей транспортировки газообразного потока. Это позволяет при заданной степени заполнения устройства, по меньшей мере, одним сжиженным газом иметь внутри устройства определенный свободный объем, в котором находится газообразная фаза сжиженного газа, и именно из этого пространства формируется газообразный поток.
В качестве материала уплотнительного элемента при завальцовке клапана в горловине металлической емкости использован любой полимерный химически стойкий материал, в частности, полиуретан или фторопласт.
В разработанной конструкции может быть использован клапан вертикального нажимного действия, в котором нажимной элемент выходной части клапана исполнен в виде конструкции, в которой во внешнее пространство из клапана выступает цилиндрический шток, имеющий, по меньшей мере, одно радиальное отверстие и соединяющееся с ним, по меньшей мере, одно осевое отверстие, через которое при вертикальном нажатии на шток газообразный поток поступает во внешнее пространство, либо в виде конструкции, в которой внутри клапана установлен цилиндрический полый стакан, при нажатии на внутреннюю часть которого открывается кольцевой зазор, через который газообразный поток поступает к выходному отверстию клапана и далее во внешнее пространство.
Также может быть использован клапан бокового нажимного действия, в котором нажимной элемент выходной части клапана исполнен в виде конструкции, в которой во внешнее пространство из клапана выступает цилиндрический шток, имеющий, по меньшей
мере, одно радиальное отверстие и соединяющееся с ним, по меньшей мере, одно осевое отверстие, через которое при боковом нажатии на шток и его отклонении от вертикальной оси клапана газообразный поток поступает во внешнее пространство.
В обоих вариантах реализации предпочтительно конструкция выходной части клапана должна иметь средство для присоединения трубчатых элементов для транспортировки получаемого в выходном отверстии клапана газового потока. Это обеспечить надежное ее соединение со средством распыления.
В одном из вариантов реализации для предотвращения образования крупных пузырей и выброса через выходное отверстие клапана жидкой фазы сжиженного газа при закипании газа внутри устройства при соединении внутреннего пространства устройства с атмосферой при полном открытии клапана, внутри устройства размещен, по меньшей мере, один фрагмент материала, способствующего образованию на его поверхности большого количества мелких пузырьков при кипении. В качестве указанного материала может быть использован гранулированный активированный уголь или поролон.
Также для рассекания образующихся крупных пузырей при кипении сжиженного газа и предотвращения выброса через выходное отверстие клапана жидкой фазы сжиженного газа при соединении внутреннего пространства устройства с атмосферой при полном открытии клапана, внутрь устройства помещен, по меньшей мере, один элемент механического рассекания пузырей газа. В предпочтительном варианте указанный элемент механического рассекания пузырей газа закреплен в непосредственной близости от начала входного отверстия клапана.
Использование металлической емкости с горловиной, выполненной с возможностью работы при избыточном внутреннем давлении, обеспечивает безопасность использования устройства, поскольку подобный вариант реализации наиболее прочен на разрыв. Нанесение на внутреннюю поверхность емкости, по меньшей мере, одного защитного покрытия обеспечивает защиту от коррозии металла, обусловленной взаимодействием металла емкости и содержимым емкости, в том числе, и остаточной влагой в сжиженном газе. Использование в горловине металлической емкости завальцованного с применением уплотнительного элемента нажимного механического клапана обеспечивает надежную работу устройства с предотвращением потерь газа через соединение клапана и горловины. Наличие в металлической емкости, по меньшей мере, одного дезодорированного сжиженного газа обеспечивает длительный ресурс работы при одновременном обеспечении возможности использования устройства для распыления продукта в помещение без ухудшения экологии (отсутствие появления запаха газа). Кроме того, дезодорированный газ позволяет использовать устройство для распыления косметических, фармацевтических и других средств, наносимых на кожу или в ротовую или носовую полость человека или животного. Выполнение устройства с возможностью выхода газообразного потока через выходное отверстие открытого клапана в том случае, если начало входного отверстия клапана, находящееся внутри металлической емкости, расположено выше горизонтальной плоскости поверхности находящегося в металлической емкости, по меньшей мере, одного сжиженного газа, позволяет получать газообразный поток как при расположении устройства по вертикальной оси клапаном вверх, так и при отклонении под углом к вертикальной оси. За начало входного отверстия клапана принято
начало ближайшего отверстия, через которое внутри металлической емкости начинается движение газообразного потока к выходному отверстию клапан. Пример 1.
Металлическая емкость устройства выполнена из жести, боковая поверхность емкости имеет форму цилиндра и имеет соединительный шов, внутренняя поверхность емкости имеет покрытие оловосодержащим материалом, днище металлической емкости имеет вогнутую внутрь емкости поверхность. Внутренний диаметр горловины - 25,4 мм, высота емкости - 170 мм, диаметр емкости - 45 мм. В горловину емкости через резиновое уплотнительное кольцо завальцован клапан вертикального нажимного действия, во внешнее пространство из клапана выступает цилиндрический шток, имеющий одно радиальное отверстие и соединяющееся с ним одно осевое отверстие, в нижней части клапана, расположенной внутри металлической емкости, имеется одно входное отверстие, отношение расстояния между началом входного и концом выходного отверстий клапана к высоте металлической емкости с горловиной, измеренной от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины составляет 0,19. Внутрь устройства помещена смесь двух сжиженных и предварительно дезодорированных газов, состоящая из 70% пропана и 30% изобутана. Количество смеси сжиженных газов, помещенное в устройство, составляет 80% по объему от общего внутреннего объема устройства. На шток клапана надета трубка из прозрачного полимерного материала. Устройство расположено вертикально клапаном вверх. Начало входного отверстия клапана расположено выше горизонтальной плоскости поверхности находящейся в устройстве смеси сжиженных газов. При вертикальном нажатии на шток клапана из выходного отверстия клапана поступает
газообразный поток, который выходит во внешнее пространство через свободный конец присоединенной трубки.
Пример 2.
Металлическая емкость устройства выполнена из жести, боковая поверхность емкости имеет форму цилиндра и имеет соединительный шов, внутренняя поверхность емкости имеет покрытие оловосодержащим материалом, днище металлической емкости имеет вогнутую внутрь емкости поверхность. Внутренний диаметр горловины - 25,4 мм, высота емкости - 169 мм, диаметр емкости - 65 мм. В горловину емкости через резиновое уплотнительное кольцо завальцован клапан вертикального нажимного действия, внутри клапана установлен цилиндрический полый стакан, на нижнюю часть клапана, расположенную внутри металлической емкости, надета трубка из прозрачного полимерного материала, имеющая на своем противоположном конце одно входное отверстие, которое в данном случае является входным отверстием клапана, отношение расстояния между началом входного и концом выходного отверстий клапана к высоте металлической емкости с горловиной, измеренной от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины составляет 1,0. Внутрь устройства помещен один дезодорированный сжиженный газ - диметиловый эфир. Количество сжиженного газа, помещенное в устройство, составляет 75% по объему от общего внутреннего объема устройства. Внутрь устройства помещено 3 таблетки активированного угля. В цилиндрический полый стакан в выходной части клапана вставлена металлическая трубка. Устройство расположено вертикально клапаном вниз. Начало входного отверстия клапана расположено выше горизонтальной плоскости поверхности находящегося в устройстве сжиженного газа. При вертикальном нажатии на внутреннюю часть цилиндрического
стакана из выходного отверстия клапана поступает газообразный поток, который выходит во внешнее пространство через свободный конец присоединенной металлической трубки.
Пример 3.
Металлическая емкость устройства выполнена из алюминиевого сплава в виде безшовного изделия, боковая поверхность емкости имеет форму цилиндра, внутренняя поверхность емкости имеет покрытие лаком, устойчивым к воздействию находящихся в устройстве дезодорированных сжиженных газов, днище металлической емкости с горловиной имеет вогнутую внутрь емкости поверхность. Внутренний диаметр горловины - 25,4 мм, высота емкости - 180 мм, диаметр емкости - 45 мм. В горловину емкости через резиновое уплотнительное кольцо завальцован клапан бокового нажимного действия, во внешнее пространство из клапана выступает цилиндрический шток, имеющий одно радиальное отверстие и соединяющееся с ним одно осевое отверстие, в нижней части клапана, расположенной внутри металлической емкости, имеется одно входное отверстие, отношение расстояния между началом входного и концом выходного отверстий клапана к высоте металлической емкости с горловиной, измеренной от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины составляет 0,17. Внутрь устройства помещена смесь трех сжиженных дезодорированных газов, состоящая из 60% пропана, 30% изобутана и 10% бутана. Количество смеси сжиженных газов, помещенное в устройство, составляет 70% по объему от общего внутреннего объема устройства. Внутрь устройства помещен круглый кусок поролона диаметром 30 мм и толщиной 5 мм. На шток клапана надета трубка из прозрачного полимерного материала. Устройство расположено вертикально клапаном вверх. Начало входного отверстия клапана расположено
выше горизонтальной плоскости поверхности находящейся в устройстве смеси сжиженных газов. При боковом нажатии на шток клапана из выходного отверстия клапана поступает газообразный поток, который выходит во внешнее пространство через свободный конец присоединенной трубки.
Пример 4.
Металлическая емкость устройства выполнена из жести, боковая поверхность емкости имеет форму цилиндра и имеет соединительный шов, внутренняя поверхность емкости имеет покрытие оловосодержащим материалом, днище металлической емкости имеет вогнутую внутрь емкости поверхность. Внутренний диаметр горловины - 25,4 мм, высота емкости - 170 мм, диаметр емкости - 45 мм. В горловину емкости через резиновое уплотнительное кольцо завальцован клапан вертикального нажимного действия, во внешнее пространство из клапана выступает цилиндрический шток, имеющий одно радиальное отверстие и соединяющееся с ним одно осевое отверстие, в нижней части клапана, расположенной внутри металлической емкости, имеется одно входное отверстие, на нижнюю часть клапана, расположенную внутри металлической емкости, надет цилиндр диаметром 20 мм и высотой 30 мм из сетчатого материала, отношение расстояния между началом входного и концом выходного отверстий клапана к высоте металлической емкости с горловиной, измеренной от горизонтальной плоскости днища до горизонтальной плоскости горловины составляет 0,19. Внутрь устройства помещена смесь одного сжиженного дезодорированного газа - пропана. Количество сжиженного газа, помещенное в устройство, составляет 80% по объему от общего внутреннего объема устройства. На шток клапана надета трубка из прозрачного полимерного материала. Устройство расположено под углом 45° к вертикальной оси клапаном вверх.
Начало входного отверстия клапана расположено выше горизонтальной плоскости поверхности находящегося в устройстве сжиженного газа. При вертикальном нажатии на шток клапана из выходного отверстия клапана поступает газообразный поток, который выходит во внешнее пространство через свободный конец присоединенной трубки.
Приведенные примеры не исчерпывают варианты реализации разработанного устройства.