АЭРОЗОЛЬНЫЙ БАЛЛОНЧИК
AEROSOL CAN

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к аэрозольному контейнеру. Более конкретно, настоящее изобретение относится к аэрозольному баллончику.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Стандартный аэрозольный контейнер содержит сосуд или баллончик с имеющимся него открытым, обычно сверху, торцом, к которому плотно закреплена тарелка клапана с распределительным клапаном. Тарелка клапана изготовлена из пластика и имеет центральную часть с отверстием под клапанный элемент распределительного клапана.
Подобный аэрозольный контейнер, обладающий указанными признаками, известен из DE 3807156. Тарелка клапана и корпус распределительного клапана цельноформованы из пластика. Баллончик также может быть изготовлен из пластика и приварен к тарелке клапана.
Аэрозольные контейнеры, изготавливаемые преимущественно из металла, в частности из алюминия, широко известны. Тарелка клапана выполнена в виде штампованной и изогнутой детали из жести или листа алюминиевого сплава и жестко соединена с баллончиком при помощи обжима. Центральная часть тарелки клапана выполнена в виде купола, который образует пространство для корпуса раздаточного клапана. Корпус клапана, клапанный элемент со штоком клапана (стержнем) и уплотнением находятся в куполе и закреплены к куполу при помощи обжима. Обжим создает жесткое соединение между корпусом клапана и тарелкой клапана. Аэрозольный контейнер с металлической тарелкой клапана и раздаточным клапаном, закрепленным к ней при помощи обжима, известны, например, из DE 2038580 [US 3,675,832] и FR 2925032.
На практике аэрозольные контейнеры изготавливаются в ходе смежного производства, при котором контейнер, тарелка клапана и раздаточный клапан изготавливаются разными компаниями. Распределительный клапан может иметь разную конструкцию с широким разнообразием вариантов исполнения для создания распылительной струи разной формы в зависимости от области применения. Корпус распределительного клапана обычно имеет по меньшей мере схожие и отчасти даже стандартные размеры. Обычно у корпуса имеется головка с уплотнением с лицевой стороны, которая может быть вставлена в приемное пространство купола тарелки клапана.
С учетом изложенного описания предшествующего уровня техники цель изобретения заключается в том, чтобы предложить аэрозольный контейнер, обладающий вышеуказанными признаками, сконструированный таким образом, чтобы на пластиковой тарелке клапана можно было устанавливать распределительный клапан, изготовленный сторонними производителями. Кроме этого тарелка клапана опционально может быть соединена с металлическим баллончиком или с баллончиком, изготовленным из пластика. И соединение тарелки клапана с баллончиком, и установка на тарелке клапана распределительного клапана должны быть простыми в плане сборки.
Цели изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованный аэрозольный баллончик или контейнер.
Другая цель заключается в том, чтобы предложить усовершенствованный аэрозольный баллончик или контейнер, устраняющий вышеуказанные недостатки, в частности изготовленный из пластика, в центральной части которого имеется отверстие под клапанный элемент распределительного клапана.
Краткое изложение сущности изобретения
Аэрозольный контейнер содержит баллончик с имеющимся у него открытым торцом. Тарелка клапана, установленная на открытом торце, изготовлена из пластика, а в ее центральной части имеется сквозное отверстие, определяющее ось. Множество шипов проходят аксиально от внутренней нижней поверхности центральной части, вокруг отверстия, в баллончик, а у каждого шипа имеется внутренний торец, на котором образован выступающий радиально внутрь зубец, разнесенный аксиально от внутренней поверхности. Распределительный клапан имеет трубчатый корпус клапана, вставленный между шипами и захватываемый шипами, и имеет проходящую аксиально внутрь поверхность, которую зубцы прижимают аксиально в наружном направлении. Уплотнение аксиально зажато между внешним торцом корпуса клапана и внутренней поверхностью тарелки, проходящей вокруг отверстия.
Как вариант, уплотнение может быть компонентом, который цельноформован с тарельчатым клапаном. После монтажа распределительного клапана шипы тарельчатого клапана, образованные на нижней поверхности, подвергаются, по существу, лишь растягивающему напряжению. Поскольку шипы должны быть рассчитаны лишь на растягивающую нагрузку вдоль единственной оси, шипы могут быть тонкими, иметь относительно небольшую толщину стенок, не имея при этом, по существу, каких-либо ограничений по их длине. Протяженность обжатия корпуса клапана, определяемая положением выступающих внутрь зубцов, может быть адаптирована с учетом размера корпуса клапана таким образом, чтобы корпус клапана упирался в уплотнение с лицевой стороны с достаточно большим уплотнительным усилием.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения шипы тарелки клапана являются подпружиненными фиксирующими элементами и взаимодействуют с кольцевой поясковой поверхностью корпуса клапана. Для крепления распределительного клапана к тарелке клапана раздаточный клапан выталкивают по прямой в пространство, определяемое шипами, до тех пор, пока шипы не зацепятся с поясковой поверхностью корпуса клапана. Для сборки можно использовать традиционные сборочные системы, имеющиеся в наличии у промышленных предприятий.
Объем изобретения также включает в себя корпус клапана с имеющимися у него сегментированными выступами, которые образуют байонетное соединение с зубцами шипов. Байонетное соединение является жестким соединением, которое создается за счет перемещения по прямой с одновременным вращением. За счет аксиального перемещения во время сборки сегментированные выступы корпуса клапана могут быть вставлены в свободное пространство между шипами тарелки клапана. Аксиальное перемещение во время сборки осуществляют до тех пор, пока корпус клапана, например центральная часть клапана, не остановится. После этого корпус клапана поворачивают до тех пор, пока сегментированные выступы на корпусе клапана не зацепятся сзади выступающих внутрь зубцов у свободных торцов шипов. Благодаря клиновидным скользящим поверхностям вращение можно сочетать с аксиальным перемещением, прижимая корпус клапана с определенным усилием к уплотнению.
Независимо от того являются ли шипы подпружиненными фиксирующими элементами или взаимодействуют по типу баойнетного соединения с сегментированными выступами на корпусе клапана, шипы предпочтительно упираются в цилиндрический кольцевой гребень корпуса клапана, предотвращая тем самым поперечное перемещение корпуса клапана. По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения для соединения корпуса клапана используются четыре шипа, расположенные на тарелке клапана, которая охватывает корпус клапана.
В центральной части тарелки клапана предпочтительно имеются ребра жесткости. Количество, геометрическая форма и выравнивание ребер жесткости выбирают таким образом, чтобы обеспечить пространственную устойчивость центральной части для того, чтобы она выдерживала осевые усилия, которые создаются давлением внутри аэрозольного контейнера и могут возникать как на этапе монтажа распределительного клапана, так и на этапе заполнения аэрозольного контейнера. Ребра жесткости, в частности, могут быть выровнены радиально с отверстием.
Себестоимость изготовления тарелки клапана может быть оптимизирована за счет ее изготовления из пластика методом литья под давлением. В частности, она изготавливается из пластика, армированного волокнами, однако также может быть изготовлена из пластика без армирования волокнами. В качестве подходящих пластиков можно использовать термопластичные полимеры, в частности полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиамид, полиэтилен, полипропилен и полибутилентерефталат (ПБТ). При использовании технологии многокомпонентного литья под давлением тарелка клапана может быть снабжена неразъемными уплотнительными компонентами, изготовленными, например, из термопластичного эластомера, силиконового каучука или резины.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения центральная часть имеет выгнутую форму. Форма центральной части по изобретению позволяет сократить количество материала, используемого для изготовления тарелки клапана.
Предпочтительно у тарелки клапана также имеется поясок, который опирается на внутреннюю поверхность баллончика, граничащую с отверстием баллончика, и поддерживается стенкой баллончика. Благодаря пояску отверстие баллончика центрировано внутри отверстия баллончика. Осевая поддержка упрощает, помимо прочего, выравнивание тарелки клапана во время процесса сборки.
Баллончик может быть изготовлен из металла или пластика. Металлический баллончик предпочтительно жестко соединен с тарелкой клапана путем обжима. Если тарелка клапана должна жестко соединяться с металлическим баллончиком, то в этом случае у тарелки клапана предпочтительно имеется поясок по меньшей мере с одним радиальным ребром, ребро развальцовано к листовому металлу баллончика, а между пояском и листовым металлом баллончика зажато уплотнение.
Если баллончик изготовлен из пластика, возможны несколько вариантов соединения тарелки клапана с баллончиком. Например, тарелка клапана может быть приварена или прижата к пластиковому баллончику. Жесткое соединение с баллончиком может быть создано за счет термоформования тарелки клапана. Помимо этого можно соединить тарелку клапана с пластиковым баллончиком при помощи горячей штамповки. Для соединения пластиковой головки с баллончиком, предпочтительно изготовленным из пластика, также допустимо использовать неразъемное резьбовое соединение или штепсельное соединение с использованием многокомпонентного обжимного устройства.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные, а также другие цели, признаки и преимущества станут боле понятны из последующего описания, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где
На фиг. 1 показан продольный вид в осевом сечении устройства по изобретению;
На фигурах 2а и 2b показаны виды в перспективе снизу и сверху тарелки клапана для контейнера по фиг. 1;
На фиг. 2с показан укрупненный местный вид в сечении, сбоку, в перспективе тарелки клапана; и
На фигурах 3-14 показаны дополнительные варианты осуществления контейнера по фиг. 1.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показан чашеобразный сосуд или баллончик 1 с имеющимся у него открытым верхним торцом, к которому плотно закреплена тарелка 2 клапана с раздаточным клапаном 3. Тарелка 2 клапана изготовлена из пластика, у нее имеется центральная часть 4 с отверстием 5 под корпус раздаточного клапана 3. Баллончик 1 и отверстие 5 центрированы относительно, как правило, вертикальной оси А. Клапанный элемент также именуется стержнем. Шипы 6, образованы на нижней поверхности центральной части 4, на свободных торцах шипов находятся выступающие радиально внутрь зубья 7. У раздаточного клапана 3 имеется трубчатый корпус 8 клапана, который заходит в пространство, образованное шипами 6 тарелки 2 клапана, зубья 7 шипов 6 зацепляются аксиально сзади с выступающим радиально гребнем 9 корпуса 8 клапана и прижимают корпус 8 клапана к уплотнению 10 между корпусом 8 клапана и тарелкой 2 клапана.
Шипы являются подпружиненными фиксирующими элементами и взаимодействуют с кольцевым гребнем на корпусе 8 клапана. Шипы 6 опираются на цилиндрическую окружную поверхность или кольцевую поясковую поверхность 11 корпуса 8 клапана (фиг. 10).
На фиг. 1 совместно с фигурами 2а-2с видно, что четыре шипа 6 для крепления корпуса 8 клапана окружают корпус 8 клапана равномерно в угловом направлении. На центральной части 4 тарелки 2 клапана имеются ребра 12 жесткости, проходящие радиально к отверстию 5. На изображенном варианте осуществления ребра 12 жесткости расположены на нижней поверхности центральной части. Между тем, ребра 12 жесткости также могут находиться на верхней поверхности центральной части 4. Ребра 12 жесткости придают пространственную устойчивость тарелке 2 клапана для восприятия давления внутри контейнера и восприятия осевых усилий, которые могут возникать во время установки раздаточного клапана 3 на тарелку 2 клапана и во время заполнения аэрозольного контейнера в наполнительной системе.
У тарелки 2 клапана по фигурам 2а-2с имеется поясок 13, который опирается на внутреннюю поверхность отверстия баллончика и поддерживается аксиально ободком баллончика. Центральная часть тарелки клапана дугообразно выгнута наружу.
Тарелка 2 клапана изготовлена из пластика, армированного волокнами. В качестве подходящих пластиков можно использовать полиэтилентерефталат (ПЭТ), полипропилен, полиэтилен, полиамид и полибутилентерефталат (ПБТ), а количество волокон может составлять от 30 до 40 весовых процентов. В зависимости от потребностей также можно использовать пластик, не армированный волокнами. Тарелка 2 клапана предпочтительно изготовлена методом литья под давлением.
Баллончик 1 может быть изготовлен из металла или пластика. В варианте осуществления по фиг. 3 баллончик 1 изготовлен из листового металла, который жестко соединен с тарелкой 2 клапана при помощи обжима. У тарелки 2 клапана имеется поясок 14 с двумя радиально выступающими гребнями 15, 15′, один из которых развальцован к листовому металлу баллончика 1, а между пояском 14 и листовым металлом баллончика 1 зажато уплотнение 16.
В варианте осуществления по фиг. 4 баллончик 1 изготовлен из пластика и снабжен мундштуком 17, который зацепляется с кольцевой канавкой 18 тарелки 2 клапана и опирается на уплотнение 19 в кольцевой канавке 18. Уплотнение 19 может быть помещено в кольцевую канавку в виде отдельного уплотнительного кольца, либо может быть выполнено в виде уплотнительного компонента, который неразъемно соединен с тарелкой 2 клапана или залит в кольцевую канавку 18 перед сборкой и отвержден химически, термически или при помощи специального освещения. Кольцевая канавка 18 граничит с внутренней стенкой 20 тарелки 2 клапана, опирающейся на внутреннюю стенку и на внешнюю стенку 21 баллончика. Внешняя стенка 21, форма профиля которой получена методом термоформования, жестко зацеплена вокруг мундштука 17 баллончика 1.
Баллончик по фиг. 5 также изготовлен из пластика. У тарелки 2 клапана имеется поясок 22, который соединен методом горячей штамповки с мундштуком 23 баллончика 1. Между пояском 22 и поверхностью стенки баллончика 1 имеется уплотнение 24. Подобное уплотнение 24 может быть уплотнительным кольцом. Уплотнение 24, в частности, может быть изготовлено из термопластичного эластомера, который был сформирован на тарелке 2 клапана, например, в ходе процесса многокомпонентного литья под давлением. На фиг. 5а показана одна из конструктивных разновидностей. В данном случае уплотнение 24 образовано на кольцевой несущей поверхности тарелки клапана.
На фигурах 6а и 6b также показана тарелка 2 клапана, которая соединена с мундштуком 23 пластикового баллончика 1 при помощи горячей штамповки. Уплотнение 24 состоит из упругого уплотнительного компонента, образованного на тарелке 2 клапана. У тарелки 2 клапана имеются ребра 12 жесткости как на верхней поверхности, так и на нижней поверхности центральной части 4. Используется комбинация из кольцевых ребер жесткости и ребер жесткости, радиально выровненных с отверстием.
В варианте осуществления по фиг. 7 тарелка 2 клапана соединена с пластиковым баллончиком 1 при помощи лазерного сварного шва 25. Лазерный сварной шов 25 соединен с пояском 13 тарелки 2 клапана, которая опирается на внутреннюю поверхность отверстия баллончика. Лазерный сварной шов 25 может быть создан при помощи технологии лазерной сварки, в ходе которой лазерный луч отражается зеркалом таким образом, что он вращательно симметрично попадает на поверхности свариваемых деталей. Как вариант, можно использовать технологии сварки, в ходе которых обрабатываемая деталь вращается вокруг ее продольной оси. При помощи технологии лазерной сварки можно создавать герметичное, неразъемное соединение. В этом случае необходимость в использовании дополнительных уплотнений может отпасть. Сварное соединение можно получать за относительно короткий цикл времени. Стенка баллончика 1 должна пропускать лазерные лучи, тогда как тарелка 2 клапана изготавливается из материала, поглощающего лазерное излучение. У конструктивной разновидности по фиг. 7а лазерный сварной шов 25 находится на кольцевой торцевой поверхности.
На фигурах 8 и 9 показаны клеевые соединения между тарелкой 2 клапана и пластиковым баллончиком 1. В варианте осуществления по фиг. 8 ободок 26 баллончика 1, определяющий отверстие баллончика, зацепляется с кольцевой канавкой 27 тарелки 2 клапана, зазор между взаимозацепляющимися деталями заполняется отверждаемым клеем-расплавом 28. Для создания клеевого соединения в кольцевую канавку 27 помещается вспомогательный сварной элемент. В результате индукционного нагрева вспомогательного сварного элемента он расплавляется и заполняет зазор между соединяемыми деталями. В результате этого создается надежное неразъемное, термостойкое и ударопрочное соединение.
У баллончика по фиг. 9 имеется поясок 29 по меньшей мере с одним карманом 30, карман 30 может быть выполнен в виде кольцевой канавки. Тарелка 2 клапана опирается на поясок 29 и снабжена соединительным элементом 31, который зацепляется с карманом 30. Зазор между взаимозацепляющимися деталями заполняется клеем-расплавом 28. Клеевое соединение выполнено аналогично тому, как это было рассмотрено выше.
На фигурах 10 и 11 показаны резьбовые соединения между тарелкой 2 клапана и баллончиком 1. Баллончик 1 выполнен в виде пластикового баллончика, полученного методом выдувного формования, и снабжен пояском 32 с резьбой, которая может быть как внутренней резьбой 33, так и внешней резьбой 34. В варианте осуществления по фиг. 10 резьба является внутренней резьбой 33. Тарелка 2 клапана соединена при помощи неразъемного резьбового соединения с пояском 32, между пояском 32 и тарелкой 2 клапана имеется уплотнение 35. В варианте осуществления по фиг. 11 резьбовое соединение содержит контргайку 36, которая завинчена на внешнюю резьбу 34 на пояске 32 и прижимает тарелку 2 клапана к пояску. В данном случае также между пояском 32 и тарелкой 2 клапана имеется уплотнение 35. Резьбовые соединения по фигурам 10 и 11 являются неразъемными. Предпочтительно в них используются фиксирующие элементы, исключающие поворот деталей, соединенных резьбовым соединением, в направлении размыкания.
Вместо резьбовых соединений также можно использовать жесткое соединение при помощи штыковых разъемов.
На фиг. 12а показано штепсельное соединение 37 с использованием зажимного элемента 38 по фиг. 12b для соединения тарелки 2 клапана с пластиковым баллончиком. У пластикового баллончика 1 имеется цилиндрическая горловина 39, с которой зацепляется поясок 40 тарелки 2 клапана. Внешнее зажимное кольцо 41 соединено с тарелкой 2 клапана, которая окружает горловину 39 и граничит с кольцевым пространством, имеющим в сечении клиновидную форму, между горловиной 39 и внешним зажимным кольцом 41. Внешнее зажимное кольцо 41 прочно соединено с тарелкой 2 клапана, например, при помощи лазерной сварки. Внутреннее зажимное кольцо 42 расположено внутри внешнего зажимного кольца 41, которое заполняет клиновидное кольцевое пространство. Формирование компоновки по фиг. 12b завершается установкой распределительного клапана, который вталкивается в горловину 39. После достижения положения по фиг. 12а компоновку больше нельзя будет вынуть из горловины 39, поскольку внутреннее зажимное кольцо 42 заклинивает внешнее зажимное кольцо 41 на горловине 39. Если содержимое баллончика 1 будет опрессовано после заполнения контейнера, на тарелку 2 клапана и горловину 39 будут воздействовать усилия, показанные на фиг. 12а стрелками. В результате действия подобных усилий детали 39, 41, 42 заклиниваются между собой.
В кольцевом пространстве клиновидной формы находится уплотнение 43, которое деформируется при осевом относительном перемещении двух зажимных колец 41, 42 и опирается на внутреннюю поверхность внешнего зажимного кольца 41 и внешнюю поверхность горловины 39. Кроме этого на пояске 40 тарелки 2 клапана находится по меньшей мере одно кольцевое уплотнение 44, которое опирается на внутренние поверхности горловины 39. Наконец, на каждой из поверхностей внутреннего зажимного кольца 41 и горловины 39, обращенных в сторону друг друга, имеются профили 45 для взаимного фиксирования их поверхностей. После завершения монтажа соединение становится неразъемным. Давление внутри контейнера, после заполнения аэрозольного контейнера, усиливает зажимной эффект между деталями.
Тарелка клапана также может быть соединена с баллончиком при помощи фиксирующего соединения. В варианте осуществления по фиг. 13 тарелка 2 клапана снабжена фиксирующими крюками 46, которые зацепляются сзади кольцевого пояска 47 на внутренней поверхности баллончика. Фиксирующее соединение на внутренней поверхности баллончика является неразъемным, а доступ к нему снаружи невозможен. Помимо этого, на тарелке 2 клапана образована эластомерная уплотнительная поверхность 48. Как показано на фиг. 14, фиксирующие крюки 46 также могут зацепляться сзади кольцевого гребня 47′ на внешней поверхности баллончика. Для крепления фиксирующего соединения на внешней поверхности баллончика можно использовать зажимное кольцо (не показано), которое предотвращает изгиб фиксирующих крюков.