УКУПОРОЧНОЕ СРЕДСТВО С ОТКИДНЫМ КОЛПАЧКОМ И КЛАПАНОМ УТИНЫЙ НОС ДЛЯ СЖИМАЕМОЙ ЕМКОСТИ
CLOSING MEANS WITH HINGED CAP AND DUCKBILL VALVE FOR COMPRESSED TANK

Область техники
Настоящее описание относится к укупорочному средству для сжимаемой емкости для выдачи жидких или вязких веществ из сжимаемой емкости. В частности, настоящее описание относится к укупорочному средству, содержащему откидной колпачок и клапан утиный нос, для использования в сжимаемой емкости для выдачи из нее жидких или вязких веществ.
Уровень техники
Для выдачи жидких или вязких веществ из одноразовой упаковки, состоящей из гибкого сжимаемого мешка в гофрированной коробке, используют множество различных систем. Такую упаковку обычно называют выдачной упаковкой типа «мешок в коробке». В общем случае такие системы содержат мешок, снабженный укупорочным устройством в виде носика, через которое осуществляют заполнение и выдачу. Обычно является желательным обеспечить быстросъемное соединительное средство между носиком и подающим трубопроводом насоса или другой системой смешивания и выдачи напитков.
Однако данные укупорочные средства часто требуют сложных уплотнительных конструкций для обеспечения надлежащего уплотнения, препятствующего проливанию продукта. В прошлом для этого использовали эластомерные обратные клапаны и круглые уплотнительные кольца. Кроме того, данные укупорочные клапаны не являются экономически эффективными, так как для их сборки требуется множество деталей.
Обычно в данных соединениях для текучих сред используют такой тип стыковки, который включает вкладыш и/или колпачок, соединенные с источником текучей среды, таким как мешок или «мешок в коробке». Данный вкладыш зацеплен с соединителем или соединительным корпусом, обеспечивающим доступ к системе выдачи жидкости, такой как канал для жидкости. Часто в таких соединителях используют расположенный на одном конце протыкающий элемент, посредством которого протыкают мембранное уплотнение на вкладыше, когда соединитель сопрягают с вкладышем для выдачи жидкости. Кроме того, такие соединители, используемые для сопряжения с вкладышем на источнике жидкости, изготавливают с возможностью повторного использования.
Также существует потребность в присоединении клапанных узлов, которые могут повторно использоваться с различными соединениями. Настоящее изобретение обеспечивает соединительный клапанный узел многоразового использования, который можно использовать с различными переходными деталями для средств пропускания текучих сред.
В коммерческих и промышленных применениях обычно используют одноразовые емкости для транспортировки и выдачи различных жидкостей или текучих сред, таких как пищевые продукты, чистящие растворы, моющие средства и другие продукты. Некоторые емкости выполняют из полужесткого пластика, тогда как другие выполняют из гибкого пластика и часто устанавливают внутри защитной коробки.
Обычно такие емкости снабжают клапанной конструкцией, облегчающей выдачу текучей среды из емкости или подачу ее в емкость. Данные клапанные конструкции предпочтительно выполнены для быстрой установки на наружные соединительные элементы.
Охватывающее соединительное средство включает высвобождаемо фиксируемый или быстро соединяемый-разъединяемый механизм для фиксации охватываемого средства в соединенном состоянии. В патенте США 4436125 раскрыт быстро соединяемый-разъединяемый соединительный узел. Охватывающее соединительное средство включает тарельчатый клапанный узел, работающий как автоматическая заслонка для закрывания прохода жидкости в охватывающем соединительном средстве, когда это средство не соединено с охватываемым соединительным элементом.
Сущность изобретения
Одним из объектов настоящего изобретения является укупорочное средство для установки на сжимаемом мешке для выдачи жидких или вязких веществ из мешка, которое содержит:
(а) носик, содержащий в общем полый цилиндрический корпус, наружная поверхность которого способна сопрягаться с колпачком, причем на одном конце носика имеется основание для прикрепления носика к сжимаемому мешку;
(b) колпачок, имеющий наружную манжету и внутреннюю манжету, при этом каждая из указанных манжет имеет внутреннюю и наружную поверхность, внутренняя поверхность наружной манжеты и наружная поверхность внутренней манжеты образуют полость для съемного крепления к носику, внутренняя поверхность внутренней манжеты способна прикрепляться к клапану утиный нос, колпачок дополнительно содержит полый цилиндрический участок, имеющий проксимальный (ближний) конец и дистальный (дальний) конец, каждый из которых имеет внутреннюю и наружную поверхность, при этом цилиндрический участок прикреплен дистальным концом к внутренней манжете, внутренняя поверхность внутренней манжеты и наружная поверхность проксимального конца цилиндра образуют полость, причем колпачок, если требуется, содержит фланец, прикрепленный к наружной поверхности наружной манжеты;
(c) подвижный извлекаемый ствол; и
(d) по существу полый клапан утиный нос, выполненный для сопряжения с проксимальным концом колпачка и образующий уплотнение внутри укупорочного средства, которое может быть разгерметизировано введением ствола в укупорочное средство через полый цилиндр колпачка, причем клапан утиный нос имеет сужающийся конец и выпускной конец, при этом сужающийся конец содержит обратимо герметизируемую щель, препятствующую потоку жидкости через колпачок после извлечения ствола из укупорочного средства.
Другие задачи и преимущества будут понятны специалистам в данной области после прочтения нижеследующего описания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид снизу с пространственным разделением деталей укупорочного средства.
Фиг.2 - вид сверху с пространственным разделением деталей укупорочного средства.
Фиг.3 - вид сбоку с пространственным разделением деталей укупорочного средства.
Фиг.4 - вид на процесс сборки укупорочного средства в сечении по А-А на Фиг.3.
Подробное описание
Содержание всех упомянутых здесь документов включено в данное описание полностью путем ссылки. Кроме того, если количество, концентрация или другое значение или параметр приведено в виде диапазона, предпочтительного диапазона или списка наибольших и наименьших предпочтительных величин, это следует понимать как конкретное упоминание всех диапазонов, образованных любой парой, состоящей из любого верхнего предельного значения диапазона, или предпочтительного значения, и любого нижнего предела диапазона, или предпочтительного значения, независимо от того, раскрыты ли данные диапазоны по отдельности.
При упоминании диапазона числовых величин, если не указано другое, подразумевается, что диапазон включает в себя все крайние значения, а также все целые и дробные числа в пределах данного диапазона. При определении диапазона объем изобретения не ограничивается приведенными конкретными величинами, образующими диапазон.
Определения
В контексте данного описания будут использованы некоторые термины.
При употреблении в данном описании термин «около» или «приблизительно» означает возможное отклонение в пределах 20%, предпочтительно в пределах 10%, а еще более предпочтительно - в пределах 5% от приведенного значения или диапазона.
Термин «содержащий» («содержит») подразумевает включение вариантов осуществления, охватываемых терминами «по существу, состоящий из» и «состоящий из». Аналогичным образом, термин «по существу, состоящий из» подразумевает включение вариантов осуществления, охваченных термином «состоящий из».
Укупорочное средство
Укупорочное средство по изобретению прикреплено к емкости с жидкостью, которая обычно представляет собой гибкий мешок из пластика или полужесткую емкость, также из пластика, в которой содержатся жидкие или вязкие продукты, подлежащие выдаче. Укупорочное средство может быть подогнано под размер мешка или емкости, таким образом, чтобы достичь желаемого уровня потока. С использованием данного укупорочного средства можно выдавать множество различных жидких или вязких веществ, таких как жидкие продукты питания, например, кофе, газированная вода, молоко, масло для жарки, или жидкие химикаты различных типов, такие как моющие средства, очищающие жидкости, мыло для рук, пасты, клей.
На Фиг.1 показан вид снизу с пространственным разделением деталей укупорочного узла по изобретению. Ствол 10 встроен в колпачок 30, снабженный откидной крышкой 31 с язычком 34. Клапан утиный нос 20 установлен в нижней части колпачка 30. Запорное кольцо 23 для фиксации клапана утиный нос расположено между клапаном утиный нос 20 и носиком 50. При зацеплении клапана утиный нос 20 с запорным кольцом 23 и носиком 50, запорное кольцо 23 защелкивается в колпачке 30 и удерживает выпускное отверстие 21 для продукта в клапане утиный нос 20 в закрытом состоянии, при этом препятствуя протеканию или утечке жидкости, подлежащей выдаче из мешка или емкости (не показаны), к которой прикреплен носик 50. Длительное хранение емкости с жидкостью при холодных температурах может вызвать деформацию клапана утиный нос 20, из-за чего жидкость может просачиваться сквозь выпускное отверстие 21. Использование запорного кольца 23 для фиксации клапана утиный нос препятствует данному просачиванию.
Ствол 10, через который выдается текучая среда из мешка или емкости, как правило, выполнен из формуемого термопластичного материала, обычно такого, как полиолефин, такой как, например, полиэтилен, сополимеры и тройные сополимеры полиэтилена, полипропилен, сополимеры и тройные сополимеры полипропилена, полибутилен и его сополимеры и тройные сополимеры, фтороуглеродистые полимеры и их сополимеры, поливинилхлорид и его сополимеры, поливинилиденхлорид, фтороуглеродистые полимеры и их сополимеры. Термореактивные полимеры, такие как эпоксидные смолы, фенольные смолы, меламиновые смолы, также могут быть использованы для выдачи некоторых сред. В большинстве применение предпочтительно использовать полиэтилен, полипропилен, а также их сополимеры и тройные сополимеры.
На Фиг.2 показан вид сверху с пространственным разделением деталей укупорочного средства по изобретению. Ствол 10 вставляют во внутреннее круглое отверстие 32 колпачка 30, снабженного откидной крышкой 31, прикрепленной к нему шарниром 37. Шарнир 37 вставляется в выемку 38 в колпачке 30, позволяя откидной крышке 31 быть «утопленной» во внутреннее круглое отверстие 32 колпачка 30, тем самым обеспечивая ровную и плоскую поверхность верха колпачка 30, когда откидная крышка 31 находится в закрытом положении. Запорное кольцо 23 расположено между накладкой 23 с плоским выступом колпачка и верхней частью носика 50, и защелкивается внутри колпачка 30.
На Фиг.3 показан вид сбоку с пространственным разделением деталей укупорочного средства, представленного на Фиг.1. Ствол 10, обычно представляющий собой деталь из формованного пластика, имеет наконечник 16 и отформованный вместе с наконечником 16 фланец 11, который прижимается к колпачку 30. Фланец 11 укреплен усиливающим ребром 12. Запорный ободок 13 отформован на усиливающем ребре 12 фланца ствола 10. Запорный ободок 13 ствола 10 прикреплен к колпачку 30 и образует вместе с колпачком 30 уплотнение. Направляющая часть 15 ствола, имеющая, по меньшей мере, два, а предпочтительно - четыре паза 14 для прохождения продукта, через которые продукт вытекает из мешка, зацепляется с внутренним круглым отверстием 32 откидного колпачка 30, образуя уплотнение (См. также фиг.1 и фиг.2). Направляющая часть 15 ствола не обязательно должна быть снабжена пазами 14 для прохождения продукта, и может работать и без них, пропуская жидкость из мешка или емкости.
Полная длина ствола 10 составляет приблизительно от 1 до 2 дюймов, обычно 1,4 дюйма, а длина наконечника 16 ствола 10 составляет около 0,75 дюймов. Наружный диаметр наконечника 16 ствола составляет приблизительно 0,5 дюймов. Диаметр фланца 11, который прижимается к колпачку 30, зависит от ширины колпачка, но обычно составляет приблизительно 1,325 дюйма. Толщина стенки ствола 10 обычно составляет около 0,095 дюйма в районе наконечника и около 0,05 дюйма в районе уплотнения, у кромки фланца 11. Вышеуказанные размеры могут варьироваться в зависимости от выдаваемой жидкости.
Внутренний диаметр наконечника 16 ствола 10 составляет приблизительно 0,25 дюйма, и к наконечнику 16 могут быть прикреплены различные шланги. Обычно шланги прикрепляют к наконечнику 16 по фрикционной посадке; однако можно использовать и другие способы, например, использовать хомут для прикрепления шланга к наконечнику, или снабдить наружную часть наконечника ребристой или шероховатой поверхностью для усиления трения во фрикционной посадке.
Клапан утиный нос 20 представляет собой изделие из формованного эластомера или мягкого и гибкого пластика, снабженное отверстием 21 для прохождения продукта через плоскую часть клапана (см. также фиг.1). Уплотнение 22 клапана утиный нос расположено внизу ствола 10 и зацеплено с верхней стенкой наконечника 16. Отверстие 21 (показанное на фиг.1 в закрытом положении) для пропускания продукта через плоскую часть клапана утиный нос 20 обычно представляет собой отверстие, поддающееся повторной герметизации, такое как щель в клапане утиный нос 20, которая позволяет жидкости вытекать из мешка или емкости при зацеплении со стволом 10 в случае приложения направленного вниз усилия к клапану утиный нос 20. Как указано выше, запорное кольцо 23 предотвращает просачивание жидкости через отверстие 21 для прохождения продукта до зацепления с наконечником 10. Отверстие 21 для прохождения продукта клапана утиный нос 20 может быть отформовано таким способом, что при зацеплении со наконечником 10 оно сломается. В качестве альтернативы отверстие 21 для прохождения продукта может быть запечатано тонким слоем материала, который рвется при зацеплении с наконечником 10, или само отверстие может быть запечатано, однако его можно сломать при зацеплении с стволом 10 и повторно запечатать после отвода ствола. Уплотнение 22 клапана утиный нос вставляется в колпачок 30 и образует уплотнение во внутреннем круглом отверстии 32 откидного колпачка 30. По выбору, уплотнение 22 клапана утиный нос может быть неразъемным образом прикреплено к колпачку 30 сваркой или термосклеиванием.
Основным преимуществом использования клапана утиный нос 20 является предотвращение обратного потока из мешка или емкости через колпачок 30, когда ствол 10 выведен из зацепления, и шланг, прикрепленный к стволу 10, снят. Форма клапана утиный нос, показанная на Фиг.1, является предпочтительной, но можно использовать и другие формы, обеспечивающие ту же самую функцию. Обычно длина клапана утиный нос 20 составляет приблизительно от 0,375 до 1,000 дюйма, а ширина - около 0,3 дюйма, но эти размеры могут варьироваться в зависимости от конструкции укупорочного средства.
Клапан утиный нос 20 отформован из эластомерного материала или мягкого и гибкого пластика, который выдерживает воздействие выдаваемой жидкости. Обычно используют такие эластомеры, как стироловые/бутадиеновые сополимеры, бутилкаучук, полисульфидный каучук, полиизопрен, тройные сополимеры этилена и пропилена (EPDM), силиконовые каучуки, полиуретановые каучуки и т.п. Также можно использовать мягкий и гибкий пластик, такой как низкомолекулярный линейный полиэтилен, а также его сополимеры и смеси на его основе. Запорное кольцо 23 также может быть отформовано из любого из вышеуказанных материалов, предпочтительно - из пластика, такого как полиэтилен высокой плотности или полипропилен высокой плотности.
Откидной колпачок 30 представляет собой деталь из формованного пластика, предпочтительно выполненную из полиэтилена, но можно использовать и любой из вышеуказанных термопластов. Откидной колпачок 30 содержит прикрепленную к нему откидную крышку 31, прикрепленную шарниром 37, который можно перемещать и зацеплять с отверстием 32 в откидном колпачке, образуя уплотнения для удерживания жидкости в мешке или емкости, когда ствол 10 не вставлен в отверстие 32 в откидном колпачке, или когда его вынимают оттуда. Также на отверстие 32 откидного колпачка может быть наложено уплотнение из тонкой пленки, выполненной из пластика, бумаги с покрытием, металлической фольги и т.п., чтобы сохранять жидкий продукт в емкости или мешке свежим, предотвращая его порчу. Данное уплотнение легко вынуть, сломать или проткнуть, если нужно будет извлечь продукт из емкости или мешка. Язычок 34 для открывания отформован вместе с откидной крышкой 31, чтобы облегчить открывание и закрывание откидной крышки 31. Колпачок 30 имеет фланец-держатель 33, за который держат колпачок 30 при перемещении его по носику 50 или снятии с него. Внутренняя часть колпачка 30 надевается на уплотнительный ободок (ободки) 53 носика 50, образуя непроницаемое для жидкости уплотнение. Носик 50 также имеет уплотнительный фланец 52, отформованный вместе с ним и образующий непроницаемое для жидкости уплотнение для мешка или емкости (не показаны на чертеже), будучи прикреплен к ним.
Откидная крышка 31 откидного колпачка 30 является необязательным элементом и может отсутствовать, особенно если поверх отверстия 32 колпачка 30 размещено уплотнение или если укупорочное устройство используют лишь для первичной установки, а потом мешок или емкость не снимают и не закрывают после отсоединения ствола 10.
Еще один необязательный признак состоит в том, что шарнир 37 откидной крышки 31 может быть утоплен в паз, или выемку, 38 в откидном колпачке 30, образуя плоскую поверхность откидной крышки 30. Выемка 38 в откидной крышке 30 имеет глубину, достаточную для того, чтобы откидная крышка 31 и язычок 34 для открывания также углублялись в откидную крышку.
На фиг.4, представляющей собой вид на процесс сборки укупорочного средства (в разрезе по линии А-А на Фиг.3), показано позиционирование клапана утиный нос 20 в откидном колпачке 30 и установка откидного колпачка на носик 50. Откидной колпачок 30 имеет два U-образных кольцевых отверстия: 35, которое является наружным отверстием, и 36, которое является внутренним отверстием. Уплотнение 22 клапана утиный нос 20 входит в U-образное кольцевое отверстие 36 клапана утиный нос 20 и образует герметичное соединение. Когда направляющая часть 15 ствола 10 зацепляется с клапаном утиный нос 20, выпускное отверстие 21 в клапане утиный нос 20 принудительно открывается, и жидкость может течь. Аналогичным образом, когда ствол 10 отсоединяют, выпускное отверстие 21 закрывается, герметизируется и препятствует дальнейшему вытеканию любой текучей субстанции из мешка. Запорное кольцо 23 удерживает выпускное отверстие 21 клапана утиный нос 20 закрытым, до тех пор, пока ствол 10 не войдет в зацепление с клапаном утиный нос 20, позволяя жидкости течь, а верхняя часть запорного кольца 23 клапана утиный нос не установится во внутреннем отверстии 36 откидного колпачка 30, образуя уплотнение.
Как проиллюстрировано на фиг.4, откидной колпачок 30 надевается на носик 50. Проксимальный конец носика 50 вставляется в наружное U-образное кольцевое отверстие 35 откидного колпачка 30 и образует уплотнение вместе с уплотнительными ободками 53 носика 50.
Носик 50 прикрепляют к мешку (не показан) посредством отформованного на носике уплотнительного фланца 52. Обычно уплотнительный фланец 52 прикрепляют к мешку или емкости термосклеиванием. Носик 50 имеет фланец-держатель 51, с помощью которого легче держать укупорочное устройство и мешок во время прикрепления. Носик 50 отформован из любого из вышеуказанных термопластичных материалов, хотя предпочтительным является полиэтилен.
Изобретение, как подробно описано выше, может охватывать другие конкретные варианты или модификации без отхода от идеи изобретения или его существенных признаков. В этой связи, вышеописанные варианты выполнения следует во всех отношениях рассматривать как иллюстративные и не носящие ограничительного характера, при этом объем изобретения определяется формулой изобретения, а не вышеизложенным описанием, и любые модификации, находящиеся в объеме формулы изобретения, также охватываются изобретением.