СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ И ВАКУУМИРОВАНИЯ ДОЗАТОРА И ЗАПОЛНЯЕМЫЙ БЛОК ДЛЯ ДОЗАТОРА
METHOD OF DISPENSER FILLING AND DEGASSING AND DISPENSER FILLABLE ASSEMBLY

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к способу заполнения и вакуумирования дозатора для пастообразных, пенообразных или жидких материалов. Предлагаемый способ применим, в частности, для материалов (но ими не ограничивается), являющихся средствами для очистки кожи, защиты кожи и ухода за кожей, которые поставляются в контейнере, снабженном откачивающим насосом, смонтированным на узле крепления насоса, которым снабжен упомянутый контейнер. Этот откачивающий насос обеспечивает предотвращение попадания окружающего воздуха в контейнер; таким образом, даже при почти полном опорожнении контейнера в нем отсутствует воздух, и смешивание дозируемого материала с оставшимся воздухом исключается. Таким образом предотвращается образование пузырей при извлечении остатков материала из контейнера, характерное для известных видов тары для хозяйственных и косметических товаров, и связанное с этим неравномерное дозирование материала. Откачивающий насос приводится в действие с помощью приводного приспособления, например, механического рычага, либо посредством использования датчика и электрического исполнительного механизма, при этом происходит выдача дозы материала в жидком виде либо в виде пены, образуемой откачивающим насосом соответствующей конструкции. Уровень техники
[0002] Способ вакуумирования, применимый для такого произведенного дозатора, известен из ЕР 0836824 А. Такой дозатор также описан в ЕР 0774074 А. При заполнении дозатора, осуществляемом на предприятии-изготовителе, контейнер вначале заполняется материалом через узел крепления насоса, выполненный в большинстве случаев в форме горловины, снабженной внутренней или наружной резьбой. Затем на узле крепления насоса монтируется откачивающий насос, и вслед за этим к контейнеру подсоединяется откачивающее устройство, создающее разность давлений между окружающей средой и внутренним пространством контейнера для откачивания воздуха, содержащегося в контейнере.
[0003] При этом откачивающий насос выполнен в виде одноходового насоса таким образом, что в смонтированном состоянии он может выдавать дозы материала, и при этом с целью поддержания вакуума внутри контейнера обратный поток воздуха исключен. Выполненная таким образом система, состоящая из контейнера и откачивающего насоса, будет обозначена в последующем описании как заполняемый блок; при этом упомянутый заполняемый блок устанавливается в корпусе дозатора вместе с приводным приспособлением, причем откачивающий насос функционально связан с приводным приспособлением.
[0004] После установки заполняемого блока в корпусе дозатора, контейнер заполняемого блока в процессе эксплуатации постепенно опорожняется вплоть до полного опорожнения заполняемого блока, т.е. системы, состоящей из контейнера и откачивающего насоса, после чего упомянутый заполняемый блок полностью заменяется для повторного заполнения дозатора. Такие дозаторы пригодны для дозирования любых материалов, при этом материал, находящийся в контейнере, в исходном состоянии, как правило, может быть жидкостью любой вязкости, вплоть до пастообразного состояния. Предпочтительными областями применения таких дозаторов являются, например, дозирование жидкого мыла, крема для защиты кожи и других жидких средств для очищения кожи и ухода за кожей.
[0005] В случае применения известных дозаторов и соответственно известного способа вакуумирования воздух после герметизации заполняемого блока, обеспечиваемой монтажом вакуумного насоса, откачивается через толкатель насоса. Недостаток такого решения заключается в том, что для предотвращения случайного откачивания жидкого материала и нежелательного частичного опорожнения необходима высокая точность проведения процесса вакуумирования. Такое опорожнение в процессе изготовления не только обуславливает неточность заполнения, но и вызывает загрязнение заправочных устройств. Наконец, для обеспечения точного режима вакуумирования процесс следует проводить тщательно и, следовательно, при значительных затратах времени; это необходимо, с одной стороны, для обеспечения полного удаления воздуха и, с другой стороны, для предотвращения нежелательного частичного опорожнения контейнера вследствие откачивания материала.
[0006] Таким образом, первой задачей данного изобретения является создание способа заполнения дозатора, обеспечивающего надежное и быстрое введение желаемого количества материала в заполняемый блок без попадания в упомянутый заполняемый блок воздуха. Другая задача изобретения заключается в создании заполняемого блока, а также дозатора, заполняемого с применением способа вакуумирования.
Описание изобретения
[0007] Первая задача настоящего изобретения, относящаяся к созданию упомянутого способа, решается тем, что заполняемый блок используется в сочетании с узлом крепления насоса и вакуумным насосом, причем заполняемый блок содержит по меньшей мере один воздушный канал, соединяющий внутреннее пространство контейнера с окружающим пространством, выполненный таким образом, что существует первый уровень давления, при котором воздух откачивается из контейнера, и второй уровень давления, при котором материал проникает в воздушный канал, причем упомянутые первый и второй уровни давления отличаются друг от друга гидродинамическим сопротивлением, при этом при достижении второго уровня давления либо перед достижением этого уровня, в частности, незадолго до достижения этого уровня или после его достижения, откачивание прекращается, и воздушный канал закрывается.
[0008] Вторая задача настоящего изобретения, относящаяся к созданию упомянутого заполняемого блока, решается тем, что заполняемый блок содержит по меньшей мере один закрываемый во время заполнения воздушный канал, который соединяет внутреннее пространство контейнера с окружающим пространством и расположен за пределами пути откачки откачивающего насоса, и выполнен таким образом, что существует первый уровень давления, при котором воздух откачивается из контейнера, и второй уровень давления, при котором материал проникает в воздушный канал, причем упомянутые первый и второй уровни давления отличаются друг от друга гидродинамическим сопротивлением, при этом при достижении второго уровня давления либо вскоре после достижения этого второго уровня это состояние. при котором материал проникает в воздушный канал, распознается, в результате чего откачивание может быть прекращено, и воздушный канал может быть закрыт.
[0009] В одном из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению воздух, остающийся в контейнере после заполнения контейнера, автоматически оттуда откачивается, причем вследствие специального выполнения узла крепления насоса обеспечивается, по меньшей мере, в значительной степени, прохождение под действием давления, обеспечивающего удаление воздуха, через узел крепления насоса только воздуха, но не материала. В изобретении используется также тот факт, что вследствие вязкости материала и формы воздушного канала для откачивания материала потребовалось бы значительно большее усилие откачивания, чем для откачивания воздуха, находящегося в контейнере. Это обеспечивается, в частности, тем, что контейнеры рассматриваемого типа имеют упруго втягивающиеся стенки, так что необходимый для откачивания воздуха перепад давления должен противодействовать только упругим восстанавливающим усилиям втягивающихся стенок или, в соответствующих случаях, силам поверхностного натяжения материала, заполняющего контейнер. Для этого, как и в аналогичных способах, контейнер выполнен, например, из пленочного материала и может иметь дополнительные гофры для образования перегибов в заданных местах.
[0010] Для обеспечения функциональности изобретения важное значение имеет тот факт, что оно предусматривает дополнительные воздушные каналы, через которые может быть откачан воздух при вакуумировании контейнера, выполненные таким образом, что вследствие вязкости материала при заполненном заполняемом блоке в момент времени, когда весь воздух откачан, возникает значительное повышение давления, в результате чего вместо воздуха через них может откачиваться материал. Этот эффект в соответствии с настоящим изобретением достигается использованием соответствующей изобретению конструкции воздушного канала, причем скачок давления может обеспечиваться различными способами. В простейшем случае это достигается тем, что воздушный канал имеет достаточно малое сечение, и следовательно, вязкотекучий материал может быть откачан через этот канал только под действием большего усилия.
[0011] Согласно альтернативному варианту воздушный канал может иметь лабиринтную конфигурацию, или в нем могут быть предусмотрены средства для повышения гидродинамического сопротивления, например, решетка или несколько решеток. Однако заполняемый блок обычно выполняется в виде изделия одноразового использования, поэтому затраты на его изготовление должны быть достаточно низкими. Это достигается путем применения простой формы воздушного канала (или каналов). Теоретически возможно также применение воздушных каналов, расположенных отдельно от узла крепления насоса внутри стенок контейнера, однако особые преимущества имеет расположение воздушных каналов в соответствии с изобретением в области узла крепления насоса или самого насоса, поскольку заполнение и вакуумирование контейнера через одно и то же отверстие является особенно экономичным вариантом.
[0012] Согласно предпочтительному способу изготовления заполняемого блока, он вначале заполняется материалом при обращенном кверху отверстии для заполнения. Затем на узле крепления насоса закрепляется откачивающий насос, после чего изготовленный таким образом заполняемый блок, еще заполненный воздухом, вакуумируется. Преимуществом такого способа является то, что откачивающий насос не должен присоединяться в условиях вакуума, и перепад давления может быть создан позднее, например, посредством применения гибкого шланга для откачивания.
[0013] Для реализации изобретения существенным является то, что воздушный канал соединяет внутреннее пространство контейнера с окружающей средой таким образом, что к выходному отверстию воздушного канала может быть подсоединен гибкий шланг для откачивания, предназначенный для откачивания воздуха. Например, согласно предпочтительному варианту осуществления избретения, узел крепления насоса выполнен таким образом, что откачивающий насос ввинчивается в снабженный внутренней резьбой узел крепления насоса.
[0014] В этом случае воздушный канал может быть расположен между витками резьбового соединения либо проходить через сам узел крепления насоса или через буртик откачивающего насоса. Герметизацию воздушного канала в такой конструкции можно обеспечить, например, с помощью термического заваривания, заклеивания или использованием запорного устройства (вентиля).
[0015] В другом варианте осуществления заполняемого блока узел крепления насоса имеет наружную резьбу. На эту наружную резьбу затем насаживается колоколообразная часть откачивающего насоса и закрепляется путем навинчивания, приклеивания или сваривания. При таком выполнении воздушный канал может либо иметь выходное отверстие в боковой поверхности узла крепления насоса, либо проходить как через этот узел, так и, например, через выступающую над узлом крепления насоса часть стенки откачивающего насоса. В последнем случае изготовление заполняемого блока особенно упрощается. Контейнер с неразъемно присоединенным к нему узлом крепления насоса может быть легко изготовлен так называемым способом выдувного формования. При таком способе изготовления возможно одновременное формование наружной резьбы.
[0016] Воздушный канал при этом может быть также сформирован путем прерывания выступающей части витков резьбы вдоль направления будущего воздушного канала. Таким же образом можно прерывать витки внутренней резьбы откачивающего насоса, так что при соответствующем угле поворачивания обеих деталей относительно друг друга в резьбовом соединении образуется сквозной воздушный канал. При таком выполнении особое преимущество достигается тем, что воздушный канал можно закрыть путем простого проворачивания резьбы, для чего откачивающий насос с целью вакуумирования заполняемого блока вначале навинчивается на узел крепления насоса не до упора.
[0017] В этом положении разрывы в выступающих частях витков резьбы узла крепления насоса и откачивающего насоса расположены друг напротив друга, и воздушный канал остается открытым. Остальные части резьбы конечно уже уплотнены, как и горловина узла крепления насоса. В этом положении возможно вакуумирование, после которого откачивающий насос дополнительно поворачивается на небольшой угол, при этом взаимное расположение разрывов выступающих частей витков резьбы, находившихся друг напротив друга, изменяется, и резьбовое соединение становится полностью герметичным. В качестве дополнительной меры или альтернативного варианта в этом случае также можно обеспечить герметизацию с помощью термического сваривания или путем создания клеевого соединения, для чего, например, можно кратковременно нагреть под давлением резьбовое соединение между узлом крепления насоса и откачивающим насосом.
[0018] При вышеописанном выполнении интегрированного с резьбой воздушного канала часть упомянутого узла крепления насоса за пределами области, занимаемой воздушным каналом, может быть покрыта дополнительным герметизирующим составом или клеящим веществом, которое при окончательном закручивании откачивающего насоса проникает также в пространство, использовавшееся как воздушный канал, после чего затвердевает, обеспечивая дополнительную герметизацию.
[0019] Согласно другому предпочтительному варианту осуществления способа по настоящему изобретению воздух откачивается через откачивающее устройство, снабженное измерительным устройством, причем с помощью упомянутого измерительного устройства можно определить наличие или отсутствие остаточного воздуха в контейнере. Такое измерительное устройство может быть выполнено, например, в виде индикатора объемного потока или устройства для измерения гидродинамического сопротивления. В первом из упомянутых случаев вакуумирование производится до отсутствия воздуха, тогда как во втором случае вакуумирование заканчивается при возникновении повышенного гидродинамического сопротивления. Таким образом, в обоих случаях достигается надежное откачивание воздуха, находившегося в области узла крепления насоса.
[0020] В качестве альтернативного варианта можно осуществлять вакуумирование с применением простого регулирования по времени, при этом используется практический опыт, свидетельствующий, что в условиях массового производства параметры времени и давления остаются приблизительно постоянными. Таким образом, обычную необходимую длительность вакуумирования можно установить экспериментальным путем. Необходимо лишь предусмотреть некоторый дополнительный резерв по этим параметрам для обеспечения требуемой надежности и во избежание откачивания материала в период выдерживания соответствующего уровня давления; таким образом, при вакуумировании используется пониженное давление, достаточное для откачивания воздуха, но недостаточное для откачивания вязкотекучей жидкости через воздушные каналы. С целью сокращения длительности вакуумирования предпочтительно использовать несколько воздушных каналов, в частности, до четырех воздушных каналов.
[0021] Наконец, устройство или трубопровод для создания пониженного давления могут быть снабжены клапаном для ограничения давления, который препятствует созданию “критического” давления, т.е. давления, близкого ко второму уровню давления или превышающего его. При этом вакуумирование можно производить независимо от времени и гидродинамического сопротивления, а просто в течение определенного промежутка времени. Аналогичным образом такое решение может быть обеспечено путем ограничения мощности вакуумного насоса.
[0022] Согласно альтернативному варианту вместо создания пониженного давления на выходе воздушного канала на контейнер можно воздействовать избыточным давлением. Этот вариант также обеспечивает высокую экономичность производства заполняемого блока, поскольку последний может быть вначале установлен узлом крепления насоса вверх и в таком положении заполнен, после чего на узле крепления насоса может быть путем навинчивания или иным способом закреплен откачивающий насос. Затем с помощью нажимного приспособления можно уменьшить объем контейнера, причем усилие нажима нажимного приспособления может регулироваться, в частности, в зависимости от гидродинамического сопротивления.
[0023] Это может быть достигнуто особенно легко тем, что предварительно изготовленный заполняемый блок зажимается между расположенными друг напротив друга сближающимися нажимными пластинами, находящимися под воздействием пружин. При этом усилие нажима следует регулировать таким образом, чтобы оно обеспечивало избыточное давление, соответствующее упомянутому первому уровню давления, но было не в состоянии сжать контейнер до возникновения избыточного давления, достигающего величины упомянутого второго уровня давления. Таким образом, можно удалять воздух из контейнера путем выдавливания, без применения вакуумирующего устройства. На этой стадии, т.е. перед снятием усилия нажима, воздушный канал может быть закрыт, как описано выше, либо поворачиванием соответствующих функциональных деталей относительно друг друга, либо свариванием или склеиванием.
[0024] В качестве альтернативы вышеописанному варианту можно воздействовать также внешним давлением на откачивающий насос или на узел крепления насоса с целью сжатия контейнера в направлении заполнения. Такой вариант обеспечивает преимущество, если приспособление для навинчивания откачивающего насоса может оказывать упругое давление на предварительно смонтированный заполняемый блок. В частности, если закрывание воздушных каналов достигается путем дополнительного затягивания резьбового соединения между откачивающим насосом и узлом крепления насоса, то такое решение позволяет создавать усилие сжатия и одновременно осуществлять поворачивание с применением одного и того же рабочего органа.
[0025] Рабочий орган (захват), обеспечивающий насаживание откачивающего насоса на узел крепления насоса и последующее его привинчивание, в этом случае при вращательном движении сохраняет угловое положение, при котором воздушные каналы открыты, при этом одновременно в течение определенного промежутка времени создается давление для достижения упомянутой первой разности давлений. После вакуумирования в течение этого промежутка времени узел крепления насоса с помощью того же захвата можно провернуть далее, причем воздушный канал при этом дополнительном проворачивании закрывается. Альтернативно или дополнительно к вышеописанным мерам, например, кроме термического сваривания или склеивания, между узлом крепления насоса и откачивающим насосом может быть предусмотрено стопорное приспособление для предотвращения обратного вращения.
[0026] Заполняемые блоки более дорогих конструкций могут также иметь воздушные каналы, которые могут закрываться одноходовыми клапанами В этом случае упомянутые клапаны выполнены таким образом, что после вакуумирования обратный поток воздуха невозможен. Кроме того, такой клапан может выполнять функцию управляемого давлением ограничителя потока, причем в этом случае имеются в наличии запорные приспособления, закрывающие одноходовой клапан при достижении второго уровня давления. В альтернативном варианте запорные приспособления в воздушном канале могут открываться настолько незначительно, что также, как в случае щелевого или лабиринтного уплотнения, вязкотекучий материал не может проходить через клапан под воздействием первого уровня давления.
[0027] Наконец, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения применяется смонтированный с возможностью перемещения откачивающий насос. Здесь рабочие части откачивающего насоса смонтированы с возможностью перемещения внутри узла крепления насоса на поршневидном несущем элементе, причем воздушные каналы расположены в узле крепления насоса или в стенках откачивающего насоса таким образом, что воздушные каналы перекрываются путем продольного перемещения поршневидного несущего элемента в направлении подачи материала откачивающим насосом.
[0028] При таком исполнении вначале может быть откачан воздух путем создания первого уровня давления; затем происходит непрерывное понижение давления откачивания до достижения второго уровня давления, что обуславливает выход поршневидного несущего элемента из первого положения и его перемещение в рабочее положение с одновременным закрытием воздушных каналов. Это может быть достигнуто, например, тем, что откачивающий насос смонтирован с возможностью перемещения в цилиндрическом внутреннем пространстве узла крепления насоса с помощью находящегося в напряженном состоянии краевого выступа, который в положении, в котором осуществляется вакуумирование, располагается в пазу. Затем после повышения давления упомянутое упругое кольцо выходит из паза, обеспечивая возможность перемещения поршневидного несущего элемента с насосом.
[0029] При этом воздушные каналы соединяют область контейнера с внутренней полостью узла крепления насоса, причем выходные отверстия упомянутых воздушных каналов расположены на участке узла крепления насоса, находящемся перед положением, в котором находится буртик поршневидного несущего элемента при вакуумировании, но позади рабочего положения насоса. В качестве альтернативного и особо экономичного варианта воздушные каналы могут быть образованы обычными пазами в стенках цилиндрической полости узла крепления насоса, простирающимися в направлении перемещения поршневидного несущего элемента с насосом и заканчивающимися перед участком, на котором поршневидный несущий элемент с насосом останавливается в рабочем положении. Разумеется, глубина этих пазов должна быть такой, чтобы исключить случайное перекрывание воздушного канала упругим буртиком или другими уплотнительными элементами.
[0030] Вышеописанный вариант осуществления изобретения, в котором применен смонтированный с возможностью перемещения откачивающий насос, обладает особым преимуществом, которое заключается в том, что при достижении упомянутого второго уровня давления происходит автоматическое перемещение в выдвинутое положение смонтированного с возможностью перемещения насоса, и тем самым обеспечивается перекрытие воздушных каналов. Таким образом, во время заполнения заполняемого блока достаточно обеспечить соответствующий уровень давления, причем в данном случае достаточным является даже давление, соответствующее упомянутому второму уровню давления или даже превышающее его. При этом вначале происходит откачивание воздуха, и лишь затем происходит перемещение насоса под влиянием давления потока вязкотекучего материала; причем в случае слишком высокого давления, конечно, возникает опасность откачивания материала наружу через воздушные каналы, несмотря на их форму. По этой причине в этом варианте осуществления рекомендуется вначале обеспечить упомянутый первый уровень давления, чтобы в течение определенного промежутка времени гарантированно откачивать только воздух и лишь затем путем дополнительного повышения уровня давления обеспечить перемещение насоса.
[0031] Очевидно, что в вышеописанном варианте осуществления изобретения также возможно вместо воздействия пониженным давлением от внешнего источника обеспечить перемещение насоса путем воздействия внешнего давления на контейнер. Другой факультативной особенностью может быть выполнение узла крепления насоса таким образом, чтобы заполняемый блок мог устанавливаться в корпусе дозатора только при перемещении насоса. В обычных дозаторах при установке заполняемого блока в корпус дозатора прижимная скоба корпуса входит в контакт с буртиком насоса, тем самым обеспечивая функциональную связь между приводным устройством дозатора и насосом.
[0032] При смонтированном с возможностью перемещения насосе можно выдвигать узел крепления насоса вниз настолько, чтобы со стороны прижимной скобы корпуса дозатора буртик, входящий в контакт прижимной скобой, был виден только при перемещении насоса в рабочее положение. Вследствие этого заполняемый блок при невыдвинутом поршневидном несущем элементе откачивающего насоса оказывается не готовым к эксплуатации и, при соответствующем выполнении, не может быть установлен в корпусе дозатора. Для этой цели область расположения прижимной скобы можно выполнить таким образом, что прижимная скоба может входить в контакт с толкателем насоса только в рабочем положении, однако в предыдущем положении удаления воздуха или положении транспортировки область толкателя насоса предохранена от контакта с прижимной скобой так, что контакт с ней невозможен, поскольку прижимная скоба, например, имеет слишком большой диаметр.
[0033] Смонтированный с возможностью перемещения насос в сочетании с узлом крепления насоса, вытянутым вниз в виде бортика, обладает дополнительным преимуществом. Если узел крепления насоса вытянут вниз настолько, что выходная трубка насоса в положении транспортировки откачивающего насоса полностью помещена в узел крепления насоса, выполненный, например, в форме полого цилиндра, то насос при этом защищен от повреждений бортиком узла крепления насоса. Таким образом достигается экономия на защите при транспортировке, и заполняемые блоки могут транспортироваться, будучи поставленными на узлы крепления насосов, так что их при необходимости можно просто извлекать из транспортной ящичной тары и вставлять в корпус дозатора без изменения их положения.
[0034] Разумеется, необходимо, чтобы воздушные каналы не оставались открытыми при транспортировке, так как в этом случае возможно попадание воздуха в контейнер под влиянием поверхностного натяжения жидкости и упругости стенок контейнера. Во избежание этого можно обеспечить закрытие воздушных каналов на предприятии-изготовителе перед отгрузкой заполняемых блоков с применением обычных средств, например, заклеиванием или завариванием. Согласно альтернативному варианту насос можно смонтировать в узле крепления насоса, например, с возможностью поворачивания в дополнение к возможности продольного перемещения, чтобы обеспечить закрытие воздушных каналов после вакуумирования путем поворачивания для получения положения при транспортировке, в котором упомянутые каналы закрыты.
[0035] Наконец, продольное перемещение можно также осуществлять в два этапа, причем в первом положении, как описано выше, воздушные каналы открыты, а после прохождения первого отрезка пути перемещения поршневидного несущего элемента с втором положении воздушные каналы (или воздушный канал) закрываются без выхода рабочих частей откачивающего насоса за пределы защитной области узла крепления насоса. После прохождения следующего отрезка пути продольного перемещения откачивающий насос находится в третьем положении, которое является рабочим положением, и может, например, быть введен в контакт с упомянутой скобой корпуса дозатора.
[0036] Кроме того, можно обеспечить возможность продольного перемещения насоса только после поворачивания насоса, для чего можно предусмотреть соответствующие шпоночно-пазовые соединения в сочетании с соединением между узлом крепления насоса и насосом типа поршень-цилиндр. В последнем случае выполнять вакуумирование можно, конечно, только на упомянутом первом уровне давления, поскольку при этом автоматическое закрывание воздушных каналов невозможно.
[0037] Наконец, воздушные каналы могут быть полностью отделены от смонтированного с возможностью перемещения откачивающего насоса. В этом случае откачивающий насос может быть установлен на несущем элементе, перемещающемся в поршневидном узле крепления насоса, в то время как воздушные каналы проходят параллельно пути перемещения узла крепления насоса. При этом воздушные каналы после вакуумирования могут закрываться склеиванием или завариванием. В альтернативном варианте в качестве узла крепления насоса может быть применено кольцо, состоящее из двух частей, при этом воздушный канал проходит сквозь два наложенных друг на друга концентричных кольцеобразных элемента, которые после вакуумирования поворачиваются относительно друг друга и затем закрепляются, причем два отрезка воздушного канала оказываются смещенными относительно друг друга, и канал закрывается. При этом, конечно, необходима соответствующая герметизация, которая достигается, например, путем склеивания упомянутых кольцеобразных элементов, нанесением на наружные поверхности усаживающейся пленки или другими аналогичными способами.
[0038] Кроме того, монтаж откачивающего насоса на поршневидном несущем элементе и возможность продольного перемещения последнего внутри цилиндрического узла крепления насоса можно применять независимо от вышеописанного способа вакуумирования. При этом несомненно сохраняется патентспособность самостоятельного варианта, в котором воздушные каналы не функционируют.
[0039] Другие особенности и преимущества данного изобретения ясны из зависимых пунктов формулы изобретения и из нижеприведенного описания предпочтительного варианта осуществления изобретения в сочетании с прилагаемыми фигурами.
Краткое описание фигур
[0040] На фигурах показаны:
[0041] На Фиг.1 показан заполняемый блок по настоящему изобретению;
[0042] На Фиг.2 показан разрез клапанного устройства по настоящему изобретению;
[0043] На Фиг.3 показана в увеличенном масштабе область воздушного канала устройства, показанного на Фиг.2;
[0044] На Фиг.4 показан другой вариант заполняемого блока по настоящему изобретению, в котором откачивающий насос, перемещаемый в направлении выдачи доз, находится в положении, в котором осуществляется вакуумирование;
[0045] На Фиг.5 показан вариант по Фиг.4, в котором несущий элемент насоса находится в промежуточном положении, при котором воздушный канал закрыт; и
[0046] На Фиг.6 показан вариант по Фиг.4 и Фиг.5, в котором откачивающий насос в рабочем положении.
Оптимальный вариант осуществления изобретения
[0047] На Фиг.1 представлен заполняемый блок по настоящему изобретению. Заполняемый блок состоит из контейнера 1, содержащего в нижней части узел 4 крепления насоса. Такой контейнер 1 может быть изготовлен из пластмассового рукава известным методом раздувного формования. В рамках такого процесса изготовления можно также одновременно сформовать в нижней части контейнера 1 узел 4 крепления насоса способом, известным из современного уровня техники.
[0048] Узел 4 крепления насоса в представленном варианте осуществления изобретения представляет собой участок контейнера 1 с утолщенными стенками, снабженный наружной резьбой. Узел 4 крепления насоса и навинченный на него откачивающий насос 3 показаны на Фиг.2 в разрезе в увеличенном масштабе.
[0049] Откачивающий насос 3, представленный здесь лишь в виде иллюстративного варианта конструкции, может иметь любую известную форму и по существу не отличается от известных насосов. В большинстве случаев он выполнен в виде одноходового насоса, который после установки заполняемого блока в корпус дозатора может приводиться в действие с помощью приводного приспособления. Приводное приспособление может быть механическим, при этом прижимная скоба корпуса дозатора входит в зацепление с определенной частью толкателя насоса, для того чтобы при воздействии на так называемую «нажимную клавишу» сообщить упомянутому толкателю насоса возвратно-поступательное движение и таким образом привести в действие откачивающий насос.
[0050] В альтернативном варианте откачивающий насос 3 может приводиться в действие бесконтактно; с этой целью корпус дозатора снабжается соответствующими сенсорными приспособлениями и электрическим приводом для прижимной скобы. Разумеется, могут быть использованы также электрические насосы. Все описанные здесь особенности корпуса дозатора следует рассматривать лишь в качестве примеров применения настоящего изобретения, не ограничивающих область его применения.
[0051] Важной особенностью настоящего изобретения является то, что кроме канала подачи материала откачивающего насоса 3 предусмотрен по меньшей мере один воздушный канал 2, через который после заполнения контейнера 1 из последнего может быть откачан воздух. При этом воздушный канал 2 выполнен таким образом, что уровни давления, при которых через упомянутый канал может проходить воздух или материал, существенно отличаются друг от друга. При упомянутом первом уровне давления воздух может быть легко откачан из контейнера 1. Напротив, при упомянутом втором уровне давления через воздушный канал должен откачиваться вязкотекучий материал, причем этот упомянутый второй уровень давления, конечно, существенно превышает упомянутый первый уровень, поскольку упомянутый материал в большинстве случаев применения дозатора имеет вязкость, значительно превышающую вязкость воды. Но даже в случае вязкости, соответствующей вязкости воды, должно существовать соответствующее различие в уровнях давления.
[0052] Изобретение предусматривает использование обоих упомянутых уровней давления, с целью либо автоматического прекращения вакуумирования при достижении второго уровня давления, т.е. при попадании материала в переднюю часть воздушного канала, либо для приложения контролируемого давления, не достигающего второго уровня, т.е. обеспечения невозможности откачивания материала даже при длительном или даже постоянном воздействии первого уровня давления.
[0053] В описанном варианте откачивающего насоса 3 воздушный канал 2 проходит как через резьбу узла 4 крепления насоса, так и через резьбу откачивающего насоса 3. Для этой цели на выступающих частях витков резьбы обеих деталей выполнены пазы, причем при расположении обоих пазов друг напротив друга, т.е. при определенном угле поворота этих деталей относительно друг друга, воздушный канал 2 остается открытым.
[0054] Воздушный канал 2, как показано на фигуре, может проходить параллельно направлению ввинчивания откачивающего насоса 3 в узел 4 крепления насоса. Однако воздушный канал 2 может иметь также другую форму, например, противоположную виткам резьбы, для того, чтобы он проходил по окружности цилиндрической поверхности резьбового соединения. Также возможно, чтобы воздушный канал 2 после прохождения через некоторый участок выходил на боковую часть узла 4 крепления насоса или откачивающего насоса 3. В некоторых вариантах конструкции такой боковой выход воздушного канала 2 может облегчить закрывание этого канала после вакуумирования с помощью заклеивания или заваривания.
[0055] Показанный на этой фигуре воздушный канал 2 легко закрыть путем проворачивания откачивающего насоса 3 относительно узла 4 крепления насоса; при этом пазы в выступающих участках резьб больше не расположены друг напротив друга, и воздушный канал 2 закрывается. Для достижения воздухонепроницаемости упомянутые резьбы можно выполнить так, чтобы ввинчивание было возможно только с некоторым натягом. Поскольку заполняемый блок выполнен в виде изделия однократного использования, навинчивание резьбы необходимо производить также лишь один раз, т.е. последующее отвинчивание откачивающего насоса 3 от узла 4 крепления насоса можно не предусматривать. При использовании полимерного материала соответствующей упругости упомянутую резьбу можно навинтить с натягом, при этом при полном навинчивании резьбовое соединение принимает окончательное рабочее положение, обеспечивая надежное закрытие воздушного канала 2.
[0056] В альтернативном варианте кроме того, что между откачивающим насосом 3 и узлом 4 крепления насоса образовано резьбовое соединение, на резьбу может быть нанесен герметизирующий состав либо клеящее вещество, после затвердевания которого достигается герметизация; при этом количество упомянутого материала может быть выбрано таким образом, что после поворачивания откачивающего насоса 3 в окончательное рабочее положение герметизирующий состав либо клеящее вещество заполняет участок, который ранее использовался как воздушный канал 2. Этот эффект может быть усилен соответствующей формой резьбы.
[0057] На Фиг.3 область воздушного канала 2 варианта осуществления, показанного на Фиг.2, представлена в увеличенном масштабе. Здесь показано прерывание витков резьбы пазами, параллельными направлению подачи материала насосом. В нижней части воздушного канала 2 видны прерванные пазами выступающие участки резьбы, которая соединяет узел 4 крепления насоса со откачивающим насосом 3.
Вариант(ы) осуществления изобретения
[0058] На Фиг.4 представлен другой вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления изобретения откачивающий насос 3 смонтирован на несущем элементе, установленном в узле 4 крепления насоса с возможностью перемещения. Воздушный канал 2 в верхней части узла 4 крепления насоса расположен в стенке узла 4 крепления насоса, которая для этой цели в верхней левой части выполнена двойной. В качестве альтернативы воздушному каналу 2, расположенному в упомянутой стенке, этот канал может иметь форму паза, выполненного в цилиндрической стенке узла 4 крепления насоса; этот паз служит “обходным путем”, обеспечивающим возможность откачивания не через поршневидный несущий элемент насоса.
[0059] Для простоты иллюстрирования изобретения во всех примерах его осуществления показан лишь один воздушный канал 2. Разумеется, на практике заполняемые блоки могут быть снабжены несколькими воздушными каналами 2; преимуществом такого варианта является, в частности, сокращение длительности вакуумирования, поскольку в этом случае содержащийся в контейнере 1 воздух может быть откачан через несколько отверстий, при этом, тем не менее, обеспечивается достаточное гидродинамическое сопротивление при достижении материалом входов в воздушные каналы.
[0060] В представленном варианте осуществления изобретения и в положении, показанном на Фиг.4, откачивающий насос 3 соединен с воздушным каналом 2 под поршневидным несущим элементом откачивающего насоса 3, при этом место соединения расположено в пространстве перемещения поршневидного элемента. В этом пространстве узла 4 крепления насоса может быть создано пониженное давление. Под его воздействием вначале откачивается воздух из контейнера 1 до момента значительного повышения гидродинамического сопротивления, обусловленного тем, что фронт потока материала достигает входа воздушного канала 2. При соответствующей форме воздушного канала 2, в частности, при соответствующем выборе его диаметра, поршневидный несущий элемент насоса под влиянием пониженного давления перемещается, сохраняя положение впереди фронта потока материала.
[0061] Для этого вначале должно быть преодолено первое стопорное приспособление 6, сконструированное таким образом, что необходимое для его преодоления усилие, с одной стороны, достаточно незначительно для обеспечения возможности перемещения поршневидного несущего элемента перед фронтом потока без поступления значительного количества материала через воздушный канал 2. С другой стороны, стопорное приспособление 6 должно обеспечивать достаточное стопорящее усилие для предотвращения перемещения поршневидного несущего элемента под влиянием пониженного давления, необходимого для откачивания воздуха.
[0062] На Фиг.5 показан заполняемый блок по Фиг.4, причем поршневидный несущий элемент находится в положении, в котором воздушный канал 2 уже закрыт.Вследствие этого протечка воздуха обратно в контейнер 1 через зазор между поршнем и стенкой цилиндра невозможна, поскольку поршень в нижней части снабжен по меньшей мере одним уплотнителем 5, герметизирующим зазор между стенкой цилиндра узла 4 крепления насоса и поршнем несущего элемента.
[0063] Как видно на Фиг.5, воздушный канал 2 теперь открывается в упомянутый зазор, однако по другую сторону от уплотнителя 5, и таким образом, воздушный канал 2 автоматически перекрывается при перемещении поршневидного несущего элемента. Это обстоятельство является значительным преимуществом этого варианта осуществления изобретения, поскольку необходимо лишь создание давления, близкого к упомянутому первому уровню давления или превышающего его, что автоматически приводит к закрыванию воздушного канала 2 вследствие перемещения поршня, и таким образом, откачивание материала невозможно даже при высоких давлениях. Это позволяет быстро и эффективно осуществлять вакуумирование, а вместе с ним и изготовление.
[0064] В качестве альтернативы описанному пониженному давлению, воздействующему на поршневидный элемент узла крепления насоса, возможно также использование избыточного давления от внешнего источника, которое прикладывается к контейнеру 1. В этом варианте осуществления изобретения особым преимуществом является то, что воздух уже не нужно удалять из заполняемого блока на предприятии-изготовителе. Вместо этого можно воздействовать внешним давлением на контейнер 1 лишь незадолго до установки заполняемого блока в дозатор с целью, с одной стороны, удаления воздуха из контейнера 1 и, с другой стороны, перемещения откачивающего насоса 3 в рабочее положение. Это внешнее давление может быть создано вручную, однако в предпочтительном варианте осуществления изобретения дозатор снабжен автоматическим приспособлением, которое обеспечивает воздействие требуемого давления на контейнер 1 при закрывании корпуса дозатора.
[0065] Для этой цели корпус дозатора может быть снабжен, например, нажимным приспособлением, которое оказывает определенное давление на контейнер 1 либо во время установки заполняемого блока в корпус дозатора, либо при последующем закрывании корпуса дозатора. Для реализации первого вышеупомянутого решения корпус дозатора может, например, иметь полость для контейнера 1, суживающуюся в направлении введения в корпус дозатора заполняемого блока, причем стенки этой полости могут быть подпружинены, так что при установке заполняемого блока они раздвигаются, преодолевая сопротивление пружин, а затем, в период, предшествующий выдаче первой дозы материала из контейнера 1, передают усилие пружин на материал.
[0066] Для осуществления второго вышеупомянутого решения в корпусе дозатора или равным образом в откидной крышке, присоединенной к корпусу дозатора, может быть установлено подпружиненное нажимное приспособление, которое при перемещении крышки относительно корпуса при закрывании последнего нажимает на контейнер 1. В этом случае усилие пружины вначале передается на контейнер 1, а после удаления воздуха - через материал на поршневидный несущий элемент.
[0067] В показанном на Фиг.5 положении поршневидного несущего элемента он также фиксируется стопорным приспособлением 6. В этом положении воздушный канал 2 закрыт, воздух из контейнера 1 удален, и обратный поток воздуха невозможен. В показанном на фигуре варианте осуществления изобретения цилиндрический узел 4 крепления насоса существенно удлинен по отношению к положению поршневидного несущего элемента. Это удлинение служит в качестве транспортного предохранителя откачивающего насоса 3, поскольку откачивающий насос 3 в показанном на фигуре положении полностью находится внутри пространства, заключенного между стенками цилиндра. Этот транспортный предохранитель позволяет транспортировать заполняемые блоки установленными на узлы 4 крепления насосов, т.е. в “стоячем” положении, что делает ненужным использование обычных защитных колпачков или транспортировку в положении “вниз головой”.
[0068] Если наличию транспортного предохранителя не придается большого значения, то показанное на Фиг.5 положение может быть также рабочим положением откачивающего насоса 3. В этом случае стенки цилиндра выполняются значительно более короткими, чтобы средство для установки в корпусе дозатора могло входить в контакт с толкателем откачивающего насоса 3 сбоку. Напротив, если наличие транспортного предохранителя является желательным, то можно либо продлить проходимое поршневидным несущим элементом расстояние до конца стенок цилиндра, как показано на Фиг.6, либо предусмотреть на стенках цилиндра, например, заданное место 7 отделения, в котором можно отделить нижнюю часть стенки цилиндра после извлечения заполняемого блока из упаковки. Кольцеобразный транспортный предохранитель, удлиняющий стенки цилиндра, разумеется, также может быть соединен со стенками цилиндра узла 4 крепления насоса соединениями других типов, причем в этом случае необходима дополнительная деталь.
[0069] Показанное на Фиг.4 и Фиг.5 заданное место 7 отделения следует при этом рассматривать как альтернативу удлиненному пути перемещения, при этом упомянутое заданное место 7 отделения на этих фигурах показано только для пояснения его функции в общем варианте осуществления изобретения. На практике либо путь перемещения имеет длину, показанную на Фиг.6, либо в альтернативном варианте предусматривается заданное место 7 отделения.
[0070] Согласно альтернативному варианту транспортный предохранитель вместо цилиндрического кольца, показанного на Фиг.5, которое расположено под заданным местом 7 отделения, может быть выполнен в виде вставок других форм, размещенных в стенках цилиндра, причем либо вышеупомянутое установочное приспособление может располагаться между этими вставками, либо на последних предусматриваются заданные места отделения, обеспечивающие возможность отделения этих вставок.
[0071] На Фиг.6 поршневидный несущий элемент показан перемещенным в рабочее положение. Поскольку этот последний участок пути перемещения несущий элемент проходит только после извлечения заполняемого блока из упаковки, то необходимое для перемещения давление следует прикладывать либо непосредственно на месте вручную, как описано выше, либо через посредство корпуса дозатора. В альтернативном варианте прохождение этого последнего участка пути перемещения может обеспечиваться не посредством воздействия нажимного механического приспособления, а вручную техническим персоналом, который перемещает поршневидный несущий элемент в рабочее положение. Наконец, возможно принудительное оттягивание вниз откачивающего насоса вместе с поршневидным несущим элементом после захватывания дискообразного буртика толкателя откачивающего насоса 3 с помощью известного из современного уровня техники установочного приспособления корпуса дозатора, например, так называемого “захватывающего зажима”.
[0072] При упомянутом перемещении в рабочее положение как вручную, так и с помощью установочного приспособления в цилиндрической стенке узла 4 крепления насоса можно предусмотреть монтажное окно 9, через которое можно либо с помощью установочного приспособления, либо вручную или с помощью инструмента захватить и оттянуть вниз поршневидный несущий элемент или часть откачивающего насоса 3. Монтажное окно 9 в данном варианте, как лучше всего показано на Фиг.4, выполнено в виде открытого с одной стороны продольного проема, простирающегося от нижней кромки цилиндрической стенки узла 4 крепления насоса в направлении контейнера 1. Форму и размеры монтажного окна 9 можно выбирать произвольно, однако при этом нужно учесть необходимое расстояние перемещения и конструкцию откачивающего насоса 3. Откачивающий насос 3 или поршневидный несущий элемент насоса могут быть также снабжены дополнительным рычагом, проходящим через монтажное окно 9, при этом откачивающий насос 3 перемещается в рабочее положение воздействием на рычаг.
[0073] Цилиндрическая стенка узла 4 крепления насоса имеет в нижней части упоры, выполняющие функции ограничителей 8 хода. Эти ограничители препятствуют дальнейшему выдвижению поршневидного несущего элемента, поэтому дальнейшее нажатие на контейнер 1, например, случайное воздействие при монтаже, не может привести к выпаданию откачивающего насоса 3 из узла 4 крепления насоса.
[0074] В рабочем положении на откачивающий насос 3, а следовательно, и на поршневидный несущий элемент воздействует усилие, приводящее в действие дозатор. Чтобы это усилие вызывало срабатывание насоса, но не приводило к смещению вверх несущего элемента вместе с насосом, несущий элемент должен быть зафиксирован в рабочем положении. Для этой цели в нижнем положении также может быть предусмотрено стопорное приспособление 6, фиксирующее поршневидный несущий элемент. Поскольку насос после достижения рабочего положения не должен перемещаться обратно, это нижнее стопорное приспособление может быть выполнено так, чтобы отделить его можно было только путем разрушения.
[0075] Случайное перемещение вверх поршневидного несущего элемента под воздействием усилия, приводящего в действие дозатор, можно предотвратить путем блокирования возможности перемещения поршневидного несущего элемента, находящегося в рабочем положении, с помощью дополнительного предохранителя от перемещения, применяемого дополнительно к стопорному приспособлению или в качестве альтернативного варианта. Такой предохранитель может быть выполнен, например, в виде предохранительного штифта, вставляемого сбоку в отверстие в стенке цилиндра. Возможна также фиксация поршневидного несущего элемента замкнутыми стопорными элементами, замыкание которых осуществляется при введении заполняемого блока или при закрывании корпуса дозатора. Для этого, подобно толкателю откачивающего насоса 3, поршневидный несущий элемент, например, в нижней части, снабжен выступающим наружу дискообразным буртиком или выходящим из его цилиндрической части штырем, который может входить в зацепление с соответствующей частью корпуса дозатора.
[0076] Наконец, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения возможен захват установочного приспособления дозатора непосредственно через монтажное окно 9. В этом варианте осуществления изобретения показанное на Фиг.5 положение несущего элемента может быть, например, рабочим положением, при этом монтажное окно 9, являющееся в данном случае окном доступа, простирается настолько высоко вверх, что обеспечивает доступ механических приспособлений дозатора к дискообразному буртику толкателя насоса и его захватывание. В этом случае ограничители 8 хода (не показанные на фигуре) находятся ниже поршня, находящегося в положении, показанном на Фиг.5, и нижняя часть цилиндра служит только в качестве транспортного предохранителя. Снятие упомянутого транспортного предохранителя путем отделения его в заданном месте 7 отделения не является необходимым, так как доступ к рабочим частям откачивающего насоса обеспечивает монтажное окно 9.
[0077] В принципе также возможно использование перемещаемого под действием внутреннего давления в контейнере поршневидного несущего элемента, который перемещает откачивающий насос 3, в качестве транспортного предохранителя, не применяя его в вышеописанном конкретном способе вакуумирования контейнера 1 через воздушный канал 2.
[0078] Перечень обозначений
[0079] 1 - контейнер
[0080] 2 - воздушный канал
[0081] 3 - откачивающий насос
[0082] 4 - узел крепления насоса
[0083] 5 - уплотнитель, расположенный между несущим элементом насоса и узлом крепления насоса
[0084] 6 - стопорное приспособление
[0085] 7 - заданное место отделения
[0086] 8 - ограничитель хода
[0087] 9 - монтажное окно