АЭРОЗОЛЬНЫЙ БАЛЛОНЧИК С УСТРОЙСТВОМ АКТИВАЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО АЭРОЗОЛЬНОГО БАЛЛОНЧИКА
AEROSOL CAN WITH DEVICE FOR UNIDIRECTIONAL MOVEMENT ACTIVATION AND METHOD OF MAKING SUCH AEROSOL CAN

Область техники
Изобретение относится к аэрозольному баллончику с устройством активации однонаправленного перемещения. В частности, изобретение относится к аэрозольному баллончику или баллончику под давлением, в котором содержатся два разных отделенных друг от друга компонента, которые должны смешиваться только непосредственно перед использованием для получения и распыления требуемого вещества. Смешивание активируют посредством вращения устройства активации или регулировочной ручки.
Уровень техники
Аэрозольные контейнеры или баллончики такого типа часто называют двухкомпонентными баллончики или 2K баллончиками. Они используются, например, в косметике, для лакокрасочных и смазочных материалов, полиуретановых пенообразующих составов и в промышленности.
Аэрозольные баллончики обычно изготавливаются из металлического листа и обычно имеют вогнутое дно или задний торцевой элемент и выпуклую крышку или верхний торцевой элемент, причем оба эти элемента обычно крепятся посредством отгибания кромок с противоположных сторон цилиндрического корпуса баллончика. Дно или задний торцевой элемент баллончика имеет вогнутую форму для выдерживания давления внутри баллончика. Вогнутое дно также облегчает установку баллончика в вертикальное положение задним торцевым элементом на плоскую поверхность. Крышка баллончика имеет выпуклую форму по той же причине противодействия давлению и содержит центральное отверстие. Это отверстие используется для наполнения контейнера, после чего устанавливается клапан посредством обжатия его колпака в отверстии, герметизируя контейнер или баллончик. Затем могут быть добавлены пропелленты посредством их нагнетания через клапан. Выпуклость крышки баллончика обеспечивает легкий доступ к клапану, например, для установки адаптера.
Вогнутое дно создает еще одно преимущество. Если давление в баллончике превышает заданный уровень, вогнутое дно, как самая слабая часть, пластически деформируется и принимает выпуклую форму, что обычно сопровождается ясно различимым громким звуком. Это действие значительно увеличивает внутренний объем баллончика, что незамедлительно ведет к снижению давления внутри него. Другое преимущество заключается в том, что, когда баллончик стоит вертикально на плоской поверхности, например, на полке в магазине, саморасширяющийся баллончик поднимается и уже не может поддерживать устойчивое вертикальное положение. Таким образом, расширенный, т.е. неисправный, баллончик можно легко определить в группу аналогичных баллончиков для принятия соответствующих действий со стороны оператора или охраны.
Баллончики типа 2K характеризуются тем, что второй компонент содержится в отдельном картридже внутри большого контейнера, содержащего первый компонент. Незадолго до первого использования по назначению картридж должен быть открыт относительно содержимого контейнера посредством выполнения действия снаружи контейнера для обеспечения смешивания двух компонентов, чему обычно способствует встряхивание контейнера пользователем. Во многих случаях между конкретными ингредиентами двух компонентов происходит химическая реакция с образованием одного смешанного состава, необходимого и подготовленного для распыления из контейнера посредством воздействия пользователя на клапан контейнера.
2
В качестве примера можно привести полиуретановые пенообразующие составы, где первый (или «A») компонент находится в первом контейнере и обычно содержит преполимер с остаточной изоцианатной функциональностью, а второй (или «B») компонент находится во втором контейнере и содержит отвердитель, т.е. полифункциональное изоцианат-рекативное соединение, обычно низкомолекулярный полиол, предпочтительно имеющий функции первичных спиртов. Второй компонент обычно также содержит катализатор для реакции между изоцианатом и полиолом, как правило, амин. В момент применения два компонента смешиваются, и готовую смесь подают в заданное место. В результате получается очень быстро отверждающаяся смесь, которая образует продукт высокой плотности с высокими механическими свойствами, хорошо подходящая для использования в строительстве, например, для монтажа дверных и оконных рам. В полиол может быть добавлено некоторое количество воды, что приводит к образованию CO, и в этом случае наличие пропеллентов не является существенно важным для образования пены.
У специалистов и активных пользователей, как правило, в производственных условиях, принято использовать два компонента, содержащихся в двух отдельных контейнерах под давлением. Систему, состоящую из двух контейнеров под давлением и оборудования для смешивания и нанесения смеси, рассматривают в промышленности как «2K систему поставки в чистом виде».
Для менее опытных и менее активных пользователей и, в частности, для большего удобства в условиях строительной площадки разработан вариант 2K системы поставки, в которой второй компонент находится в картридже внутри контейнера, содержащего первый компонент. Чтобы отличить этот вариант от упомянутой выше «2K системы поставки в чистом виде», такие системы поставки иногда рассматривают как 1,5K или 1½ K PU баллончики, например, как показано на фиг. 1, стр. 13, «Foam Manual», A. De Schrijver, 1986. Для ясности в этом документе применительно к баллончикам, содержащим внутренний картридж для второго компонента, употребляется понятие 2K баллончики или двухкомпонентные баллончики.
Два содержащихся в 2K баллончиках компонента изолированы друг от друга в герметичных независимых оболочках; один из них помещен во внутренний картридж цилиндрической формы, который при сборке комплекта соосно вводится в баллончик, относительно которого картриджу придают устойчивое положение известным образом. Такие 2K баллончики широко известны несколько десятилетий. Такие баллончики описаны, например, в документах EP 42128, WO 84/01355 и WO 85/00157.
Внутренний картридж таких баллончиков снабжен устройством активации, обычно в форме регулировочной ручки, выступающей от заднего торцевого элемента или дна контейнера или баллончика. Пользователь может управлять этой регулировочной ручкой вручную посредством вращения для активации клапана картриджа, который открывает картридж в момент, когда необходимо смешать два компонента. После смешивания оператор посредством нажатия стандартного дозирующего клапана, установленного в качестве клапана контейнера, может распределять или распылять полученный в результате смешивания состав в заданном направлении или непосредственно в нужное место.
Также известен вариант выполнения, описанный в полезной модели ITMI2012000421, опубликованной под номером IT 278.593 U, согласно которому элемент или устройство активации картриджа или регулировочная ручка расположен так, что он полностью установлен в полости дна и не выступает вниз от заднего торцевого элемента корпуса баллончика за кромку фланца дна. Это препятствует непреднамеренному воздействию на этот элемент и перемещению всего устройства, которые могут привести к повреждению баллончика в целом. Кроме того, баллончик такого типа может устойчиво устанавливаться на любую по существу плоскую поверхность, поскольку устройство активации не выступает даже на минимальное расстояние от нижнего торцевого элемента баллончика. Другое преимущество заключается в том, что полость дна с регулировочной ручкой можно закрыть с помощью простой плоской гибкой оболочки, например, прикрепленной по фланцу дна контейнера, оставляя в полости достаточное дополнительное пространство для вспомогательных принадлежностей, например, для пары сложенных одноразовых перчаток из полимерного материала.
Другой вариант выполнения двухкомпонентных баллончиков описан в заявке на полезную модель ITMI2013000396, опубликованную под номером IT 280.846 U. В этом документе описаны 1K и 2K баллончики. В обоих вариантах выполнения баллончик имеет у верхнего конца не обычную выпуклую крышку, а вогнутую форму, причем у верхнего конца имеется центральное отверстие. В варианте 2K баллончика отверстие может быть использовано для введения картриджа и придания ему устойчивого положения. Устройство активации такого баллончика расположено у верхнего конца корпуса баллончика, за который оно не выступает, поскольку полностью располагается внутри вогнутости. Основной задачей такого выполнения является уменьшение общей высоты баллончика, в частности, при использовании обычной пластиковой защитной крышки, которая, как правило, устанавливается на выпуклые крышки баллончиков под давлением для защиты клапана контейнера от повреждения или непреднамеренно открывания. В баллончике по заявке ITMI2013000396 устройство активации картриджа надлежащим образом защищено, поскольку оно расположено внутри вогнутой крышки баллончика и не выступает из корпуса. Кроме того, для создания плоской равномерной поверхности у верхнего конца достаточно пластиковой крышки небольшой высоты, что опять-таки обеспечивает получение достаточного пространства для вспомогательных принадлежностей, например, для пары сложенных пластиковых перчаток. Во всех рассмотренных вариантах выполнения баллончиков 2K устройство активации картриджа преимущественно состоит из упомянутой выше регулировочной ручки из пластмассы.
Однако было замечено, что перемещение ручки или устройства активации картриджа имеет существенный недостаток, относящийся к направлению его вращения посредством ручного воздействия.
Фактически, эти устройства или регулировочные ручки традиционно выполняют с возможностью правостороннего вращения или вращения по часовой стрелке для приведения в действие картриджа; движение в указанном направлении является наиболее приемлемым и интуитивным для большинства пользователей за исключением левшей, которые автоматически пытаются выполнять вращение против часовой стрелки. Кроме того, все правши могут изредка непреднамеренно, по меньшей мере вначале, вращать регулировочную ручку таких стандартных аэрозольных баллончиков в противоположном направлении относительно направления, которое обычно устанавливают для активации картриджа.
В обоих случаях в результате вращения в неправильном направлении можно серьезно повредить баллончик, причем, как правило, такое вращение выполняют с заметным усилием. Это может привести к серьезному повреждению и может представлять значительную угрозу безопасности и/или производственной гигиене. Например, может случиться, что исполнительный шток выйдет из гнезда с последующей возможной утечкой жидкости под давлением, что сделало бы аэрозольный баллончик непригодным и могло бы привести к попаданию содержимого контейнера на кожу и/или в глаза оператора, причем указанное содержимое все еще является химически реагирующим.
Другая проблема в отношении описанных выше 2K баллончиков относится к усилию, которое необходимо приложить для открывания картриджа и, следовательно, получения смеси второго компонента из картриджа с первым компонентом, содержащимся в контейнере и окружающим картридж.
Во многих стандартных 2K баллончиках шток проходит в осевом направлении и концентрично через картридж по всей его длине. Один конец штока проходит через уплотняющую набивку или уплотнение и выступает за картридж и за вогнутую поверхность дна контейнера. Этот конец штока выполнен с возможностью соединения с регулировочной ручкой. Другой конец штока взаимодействует с внутренней крышкой картриджа таким образом, что, например, осевое вращение или осевое перемещение штока выталкивает крышку из картриджа, соединяя его содержимое с содержимым контейнера.
В полностью собранном 2K контейнере крышка картриджа подвержена действию значительных усилий, увеличивающих усилие, которое требуется для выталкивания крышки и, следовательно, для открывания картриджа.
Одна составляющая силы возникает из-за разницы давлений между давлением в контейнере, где содержится первый компонент, и давлением в картридже, где содержится второй компонент. Давление внутри контейнера может составлять, например, 6 бар избыточного давления и может быть выше давления внутри картриджа, которое может составлять, например, только 1 бар избыточного давления или даже может быть равно атмосферному давлению. Таким образом, разница давлений в результате создает составляющую силы, удерживающую крышку картриджа на месте у верхнего конца картриджа, так что для открытия картриджа необходимо преодолеть действие этой составляющей силы.
Следует учесть, что давление внутри картриджа действует только на часть нижней поверхности крышки картриджа, т.е. на поверхность, которая не включает в себя занятый штоком участок, т.е. участок, где шток входит в зацепление с крышкой. Следовательно, результирующая сила в дополнение к разнице давлений в контейнере и в картридже включает в себя составляющую, соответствующую давлению в контейнере, действующему на часть наружной поверхности крышки, равную участку внутренней поверхности крышки, входящему в зацепление со штоком. Иными словами, поскольку шток занимает часть внутренней поверхности крышки, внутренняя поверхность крышки, на которую действует давление в картридже, меньше наружной поверхности крышки, на которую действует давление в контейнере. Эта разница в величине площадей воздействия создает в результате вторую составляющую результирующей силы, прижимающую крышку к картриджу даже в случае равенства давлений в контейнере и картридже. Эта вторая составляющая результирующей силы также может иметь значение в отношении суммарной силы, необходимой для открытия картриджа посредством выталкивания крышки.
Для раздельного содержания двух компонентов в аэрозольном баллончике или баллончике под давлением в месте соединения крышки картриджа с верхней его частью или его стенкой установлено уплотнение. Уплотнение может быть выполнено, например, в виде резинового уплотнительного кольца, расположенного вокруг части крышки, которая входит в картридж. Было установлено, что при наполнении картриджа вторым компонентом небольшое количество этого второго компонента может оставаться на внутренней поверхности верхней части картриджа или на его стенке, где крышка после закрывания картриджа соединяется со стенкой картриджа. Впоследствии окружающее картридж пространство в контейнере наполняется первым компонентом, и контейнер закрывают, устанавливая клапан. Первый компонент может вступать в контакт с небольшим количеством второго компонента у внутренней поверхности стенки картриджа. Два компонента легко реагируют друг с другом, во многих случаях образуя сетчатый полимер со значительной адгезионной способностью. Эта адгезия способствует склеиванию крышки и/или уплотнительного кольца с окружающими элементами, в частности, со стенкой картриджа. Сила адгезии этого небольшого количества сетчатого полимера в указанном месте создает третью составляющую результирующей силы, которую необходимо преодолеть для открывания картриджа посредством выталкивания крышки.
Задача изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков.
В частности, задача изобретения заключается в создании аэрозольного баллончика двухкомпонентного типа, способного предотвратить его повреждение в случае вращения пользователем устройства активации в направлении, противоположном необходимому для открытия картриджа и последующего смешивания двух веществ внутри баллончика.
Другая задача изобретения заключается в создании аэрозольного баллончика двухкомпонентного типа, в котором внутренний картридж можно открыть только в результате вращения соответствующего устройства активации в правильном направлении, т.е. по часовой стрелке.
Другая задача изобретения заключается в создании аэрозольного баллончика двухкомпонентного типа с высоким уровнем прочности и надежности, который можно изготовить простым и экономичным способом.
Изобретение в целом направлено на устранение или по меньшей мере уменьшение вышеописанных проблем и на усовершенствование аэрозольных баллончиков.
Раскрытие изобретения
Эти и другие задачи решаются в аэрозольном баллончике или баллончике под давлением двухкомпонентного типа с устройством однонаправленного перемещения для активации внутреннего картриджа, содержащем корпус, в котором закреплен соосно вставленный в него картридж, соединенный с устройством его активации в виде регулировочной ручки, размещенной в углубленной части верхнего или нижнего торца корпуса, из которого выступает продолговатый профилированный конец этого картриджа, образующий стержень или хвостовик для соединения с регулировочной ручкой, при этом в центральной части регулировочной ручки образовано кольцевое основание, от которого в противоположных направлениях отходят два плеча, причем внутренний диаметр кольцевого основания уменьшается, образуя круглое отверстие, начинающееся от кольцевой верхней части.
Согласно изобретению центральная часть кольцевого основания регулировочной ручки содержит ряд фигурных углублений, которые по меньшей мере частично проходят по окружности вдоль внутренней боковой поверхности кольцевого основания и приспособлены для взаимодействия с соответствующими выступами, расположенными на по меньшей мере одной части окружности втулки, контактирующей с круглым отверстием (30) и соединенной с продолговатым профилированным концом картриджа.
В 2K баллончике под давлением согласно изобретению отверстие клапана или крышки внутреннего картриджа можно открыть только в результате вращения устройства активации в правильном направлении, т.е. в направлении по часовой стрелке.
При повороте устройства активации в правильном направлении выступы, зацепляющиеся с соответствующими фигурными углублениями, обеспечивают создание крутящего момента, передающегося от основания устройства активации на втулку и далее на продолговатый профилированный конец и шток. Вращение штока обеспечивает выталкивание крышки из картриджа. И, наоборот, при вращении устройства активации в неправильном направлении основание свободно вращается вокруг втулки и не может вращать шток.
Таким образом, вращение устройства активации в направлении, противоположном направлению для открывания клапана или крышки внутреннего картриджа, не создает никакого риска повреждения контейнера, или безопасности, и/или производственной гигиены, например, в отношении выхода штока или исполнительного штока из его гнезда, повреждения крышки картриджа, утечки жидкости под давлением, а также возможного попадания на кожу и/или в глаза пользователя содержимого контейнера.
Другое преимущество заключается в том, что вращение устройства активации в направлении, противоположном направлению для открывания клапана или крышки внутреннего картриджа, сопровождается звуком, а именно, щелчками. Такие щелчки представляют собой ясный и интуитивно различимый сигнал для пользователя, что выполняемое им перемещение не имеет никакого эффекта. Этот звук означает для пользователя быстрый и ясный сигнал о том, что для активации контейнера регулировочную ручку надо поворачивать в противоположном направлении. Таким образом, изобретение обладает преимуществом, заключающимся в том, что пользователь быстро получает информацию о его неудачной попытке активирования контейнера и может быстро выполнить правильное действие с регулировочной ручкой и активировать контейнер. Таким образом, изобретение позволяет также сэкономить время пользователя.
Установлено, что баллончик под давлением согласно изобретению обеспечивает больший уровень защиты от повреждения из-за неправильного манипулирования и большую надежность безотказной работы по сравнению с известными баллончиками под давлением, а также может изготавливаться простым и экономичным способом.
Изобретение также относится к способу изготовления описанного баллончика, включающему в себя этапы, на которых:
сворачивают прямоугольный металлический лист в цилиндр и сваривают две стороны металлического листа, формируя цилиндрическую часть корпуса баллончика,
присоединяют фальцовкой к одному концу цилиндрической части корпуса баллончика вогнутый торец, имеющий центральное отверстие для размещения картриджа, образуя углубление,
в отверстие торца соосно вставляют картридж,
прикрепляют вставленный картридж к корпусу баллончика, предпочтительно посредством обжатия цилиндрической части картриджа кромками отверстия в торце, образуя фланец между этим внутренним картриджем и торцом корпуса баллончика, и
присоединяют фальцовкой к другому концу цилиндрической части корпуса баллончика крышку, имеющую центральное отверстие для размещения клапана, образуя корпус баллончика.
Конструктивные и функциональные характеристики аэрозольного баллончика согласно изобретению станут более понятными из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана часть аэрозольного баллончика или баллончика под давлением согласно изобретению, в котором регулировочная ручка, образующая устройство активации картриджа, в качестве примера утоплена в вогнутости, образованной на верхнем торце баллончика, вид в перспективе;
на фиг. 2 – часть того же аэрозольного баллончика в разобранном состоянии, при этом показано соединение регулировочной ручки с картриджем;
на фиг. 3 – аэрозольный баллончик согласно изобретению, в котором регулировочная ручка, образующая устройство активации картриджа, в качестве примера утоплена в вогнутости, образованной на нижнем торце баллончика, вид в перспективе;
на фиг. 4 – регулировочная ручка с соответствующей втулкой, соединяемой с картриджем, вид в разобранном состоянии;
на фиг. 5 – регулировочная ручка и втулка по фиг. 4, соединенные друг с другом, вид изнутри;
на фиг. 6 – регулировочная ручка и втулка по фиг. 5, вид сбоку с частичным разрезом;
на фиг. 7 – аэрозольный баллончик согласно изобретению, вид сбоку с частичным разрезом;
на фиг. 8 – место A на фиг. 7, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Далее описаны варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи, однако изобретение не ограничено ими, а определено формулой изобретения. Любые описанные чертежи являются только схематичными и не ограничивают изобретение. Для большей ясности размеры некоторых элементов на чертежах могут быть увеличены и не соответствовать масштабу. Абсолютные и относительные размеры могут не соответствовать фактическим, выполняемым на практике.
Понятия «первый, второй, третий и т.п.» в описании и в формуле изобретения используются для проведения различия между сходными элементами и не являются обязательными для определения последовательности или хронологического порядка. Эти понятия при соответствующих обстоятельствах являются взаимозаменяемыми, и варианты выполнения могут быть представлены в других последовательностях по сравнению с вариантами выполнения, описанными или показанными в настоящем описании.
Кроме того, понятия «верхний, нижний, над, под и т.п.» в описании и формуле изобретения используются для пояснения, а необязательно для описания относительных положений. Эти понятия при соответствующих обстоятельствах являются взаимозаменяемыми, и описанные здесь варианты выполнения изобретения могут быть представлены в других ориентациях относительно вариантов выполнения, описанных или показанных в настоящем описании.
В описании и в формуле изобретения понятия «содержащий» и «включающий в себя» являются охватывающими или неограничивающими и не исключают дополнительные неупомянутые элементы, конструктивные элементы или этапы способа. Соответственно, понятия «содержащий» и «включающий в себя» касаются более ограничивающих понятий «состоящий по существу из» или «состоящий из».
Если не указано иначе, все упомянутые в дальнейшем значения включают в себя заданные предельные значения, а значения составных частей или компонентов составов выражены в весовом процентом содержании или % веса каждого ингредиента состава.
Кроме того, каждое упомянутое в дальнейшем соединение может быть взаимозаменяемо относительно его химической формулы, химического названия, аббревиатуры и т.д.
В контексте изобретения понятия «аэрозольный баллончик», «баллончик под давлением» и «контейнер под давлением» могут быть взаимозаменяемыми и означают металлический баллончик, который может находиться под внутренним давлением и может использоваться для распыления разных продуктов.
Пригодные продукты имеют низкую вязкость, например, не более 4000 мПа⋅с при 20°C, предпочтительно не более 1000 мПа⋅с, предпочтительнее – не более 500 мПа⋅с, еще предпочтительнее – не более 100 мПа⋅с, еще предпочтительнее – не более 50 мПа⋅с, еще предпочтительнее – не более 10 мПа⋅с, еще предпочтительнее – не более 5,0 мПа⋅с, еще предпочтительнее – не более 1,50 мПа⋅с при 20°C. Эти продукты с низкой вязкостью при распылении часто удерживают вертикально, например, дезодорант для тела, парфюмерию, лак для волос, краситель для волос, состав на водной основе, товары бытовой химии, косметический продукт, пищевой продукт, продукт для отделки или технический продукт, очистительную жидкость, смазку, бактерицидное вещество, фунгицид, средство от насекомых, и т.п.
В качестве альтернативы, пригодные продукты могут иметь высокую вязкость, например, не менее 5000 мПа⋅с при 20°C, предпочтительно не менее 10000 мПа⋅с, предпочтительнее не менее 20000 мПа⋅с, еще предпочтительнее не менее 40000 мПа⋅с, например, полиуретановый (PU) пенообразующий состав, силиконовая паста, клей или их комбинации.
Внутренний картридж баллончика под давлением можно, например, установить в устойчивое положение или закрепить внутри контейнера посредством резьбового соединения, устанавливая картридж в отверстие в нижней или верхней поверхности контейнера, например, как описано в WO 84/01355, и заворачивая гайку поверх выступающего наружу резьбового элемента картриджа, проходящего через отверстие и уплотненного прокладкой между нижней частью картриджа и внутренней поверхностью стенки контейнера вокруг отверстия, где закреплен картридж.
В другом варианте выполнения, аналогично варианту выполнения, описанному в WO 85/00157 A1, картридж содержит цилиндрическую часть, которая обжата кромками отверстия в нижнем или верхнем торце контейнера, соответствующим образом выполненных для образования фланца подобно тому, как обычный клапан уплотняют на крышке контейнера, дополнительно уплотняемой герметизирующим составом, образующим часть фланца.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению внутренний картридж может иметь продольный корпус, один конец которого герметично закрыт съемной крышкой или кожухом, а другой конец соединен с верхним или нижним торцом баллончика, при этом картридж также может содержать шток, проходящий внутри продольного корпуса картриджа по всей его длине, причем верхний конец штока выполнен с возможностью свободного сцепления с внутренней поверхностью крышки, а нижний конец выступает за верхний или нижний торец корпуса баллончика и образует продолговатый профилированный конец, приспособленный для соединения с устройством активации.
В баллончике согласно изобретению между крышкой картриджа и корпусом картриджа может быть расположено первое упругое кольцо для уплотнения содержимого картриджа относительно находящегося снаружи этого картриджа содержимого баллончика.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению, выполненном со штоком в картридже, указанный шток может проходить в осевом направлении по всей длине картриджа концентрично его корпусу.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению, выполненном со штоком в картридже, указанный шток может иметь боковые выступы для поддержания его положения относительно поперечного сечения картриджа, проходящего перпендикулярно центральной оси корпуса картриджа.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению, выполненном со штоком в картридже, на верхнем конце штока может быть выполнена наружная резьба, взаимодействующая с внутренней резьбой, выполненной в крышке картриджа.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению с резьбовым зацеплением между штоком и крышкой, корпус картриджа и его крышка могут содержать средства предотвращения вращения крышки относительно корпуса. Предпочтительно продольная стенка картриджа проходит по сегменту её круглого сечения вверх, а крышка имеет углубление для размещения в ней выступа стенки картриджа. Предпочтительно, сегментный выступ продольной стенки картриджа проходит на большее расстояние, чем область контакта в осевом направлении между крышкой и стенкой картриджа. Это предотвращает поворот крышки относительно стенки картриджа до тех пор, пока крышка не будет полностью вытолкнута из корпуса картриджа.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению с резьбовым зацеплением между штоком и крышкой картриджа, крышка картриджа может содержать трубчатый выступ, проходящий в осевом направлении от наружной поверхности крышки за её внутреннюю резьбу, при этом трубчатый выступ открыт с обоих концов и приспособлен для взаимодействия с верхним концом штока.
Установлено, что отверстие в крышке картриджа во время открывания картриджа действует в качестве «отверстия сброса давления». Когда шток вращают в правильном направлении, выталкивая крышку картриджа вверх, эта крышка должна перемещаться только на небольшое расстояние, прежде чем намного большее давление, окружающее картридж, сможет достичь внутренней стороны картриджа через отверстие сброса давления. С этого момента исчезает первая составляющая результирующей силы.
Как описано выше, исчезает также и вторая составляющая силы. Отверстие в крышке картриджа, через которое выступ штока вступает в контакт с содержимым контейнера снаружи картриджа, уменьшает площадь наружной поверхности крышки, которая подвергается воздействию давления первого компонента в контейнере. Из-за такого уменьшения площади, благодаря отверстию сброса давления согласно изобретению, давление в контейнере непосредственно действует на выступ штока, а не на крышку картриджа. В результате сила, необходимая для выталкивания крышки от штока и от картриджа, т.е. для открывания картриджа, может быть дополнительно уменьшена. Предпочтительно, величина площади, на которую уменьшается площадь поверхности крышки, составляет не менее 40% от площади нижней стороны крышки картриджа, которая занята штоком, входящим в зацепление с внутренней частью крышки, при этом давление внутри картриджа не может действовать на внутреннюю поверхность крышки картриджа. Более предпочтительно величина площади, на которую уменьшается площадь поверхности крышки, составляет не менее 50%, еще более предпочтительно – не менее 55%, и еще более предпочтительно не менее 60% от площади нижней стороны крышки картриджа, которая занята штоком. Установлено, что такое выполнение может создавать другое значительное уменьшение суммарной силы, необходимой для открывания картриджа. Это второе преимущество действует уже перед вращением штока и, следовательно, используется при первом вращении, сообщаемом штоку в картридже.
Благодаря наличию отверстия сброса давления исчезают как первая, так и вторая составляющие результирующей силы, определяющей усилие, необходимое для открывания картриджа. Таким образом, единственной составляющей результирующей силы, которую необходимо преодолеть для открывания картриджа, может быть сила сцепления сетчатого полимера, образующегося при преждевременной реакции между крышкой, стенкой картриджа и первым уплотнительным кольцом, расположенным между крышкой картриджа и его корпусом.
В варианте выполнения аэрозольного баллончика или баллончика под давлением согласно изобретению с резьбовым соединением между штоком и крышкой, площадь нижней стороны крышки картриджа, занимаемой штоком, вычисляется как площадь сечения штока с наружной резьбой.
В варианте выполнения аэрозольного баллончика или баллончика под давлением согласно изобретению при наличии на крышке картриджа с трубчатого выступа в этом выступе или и в штоке выполнено углубление, в котором установлено второе упругое кольцо для уплотнения содержимого картриджа относительно находящегося снаружи этого картриджа содержимого баллончика.
Уплотнение между выступом крышки картриджа и штоком создает преимущество, заключающееся в том, что менее критичным становится их плотное прилегание. В результате крышку картриджа и конец штока можно изготавливать с большим допуском и меньшей точностью, так что производство этих элементов требует меньшей квалификации и опыта, и указанные элементы становятся более легкодоступными из большего числа возможных источников на более выгодных экономических условиях.
Указанное выше углубление в трубчатом выступе или в штоке может быть выполнено кольцевым.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению второе упругое кольцо может быть выполнено из резины.
В аэрозольном баллончике или баллончике под давлением согласно изобретению второе упругое кольцо может представлять собой уплотнительное кольцо.
Способ согласно изобретению перед соосной вставкой картриджа в отверстие торца баллончика может содержать этап, на котором наполняют этот картридж вторым компонентом и закрывают его крышкой.
Способ согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором наполняют баллончик первым компонентом и закрывают баллончик клапаном, предпочтительно посредством обжатия цилиндрической части клапана кромками отверстия в крышке баллончика.
Способ согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором нагнетают по меньшей мере один пропеллент в баллончик, предпочтительно через клапан.
Способ согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором соединят втулку с продолговатым профилированным концом картриджа.
Способ согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором соединяют кольцевое основание устройства активации с втулкой.
В дальнейшем используются следующие номера позиций со ссылкой на соответствующие элементы:
10 – аэрозольный баллончик (или баллончик под давлением)
12 – корпус баллончика
14 – внутренний картридж
16 – устройство активации (или регулировочная ручка)
18 – углубление
20 – продолговатый профилированный конец
22 – кольцевое основание
24 – плечо
26 – фигурное углубление (основания)
26ʹ – внутренняя боковая поверхность (основания)
28 – кольцевая верхняя часть
30 – круглое отверстие
32 – втулка
34 – верхняя часть (втулки)
36 – выступ
36ʹ – наружная боковая поверхность (втулки)
37 – нижняя часть (втулки)
38 – осевое сквозное отверстие (втулки)
40 – крышка (картриджа)
42 – шток
44 – боковые выступы (штока)
46 – корпус картриджа
48 – наружная резьба (на штоке)
50 – внутренняя резьба (в крышке)
52 – трубчатый выступ (крышки)
54 – углубление (в штоке или крышке)
56 – второе упругое кольцо
58 – первое упругое кольцо.
Как показано на фиг. 1–3, аэрозольный баллончик с устройством однонаправленного перемещения для активации согласно изобретению обозначен на фиг. 1 позицией 10 и содержит цилиндрический корпус 12 баллончика, в который известным образом соосно вставлен и закреплен цилиндрический картридж 14, который соединен с устройством для его активации или регулировочной ручкой 16. Регулировочная ручка расположена в углублении 18, которое может быть образовано наружной торцевой поверхностью корпуса 12, как показано на фиг. 1, или противоположным нижним торцом, как показано на фиг. 3. В обоих случаях, как в качестве примера схематично показано на фиг. 2, картридж 14 выступает из углубления 18 своим продолговатым профилированным концом 20, образующим элемент для соединения с регулировочной ручкой 16.
Регулировочная ручка в центральной части имеет кольцевое основание 22, от которого отходят в противоположных направлениях два плеча 24. Центральная часть кольцевого основания 22 регулировочной ручки содержит ряд фигурных углублений 26, имеющих, в целом, треугольную форму и проходящих по окружности вдоль внутренней боковой поверхности 26ʹ указанного основания 22, как показано на фиг. 4. Предпочтительно углубления 26 расположены на равном расстоянии друг от друга и выполнены вдоль всей внутренней боковой поверхности основания 22, которая уменьшается в диаметре и имеет круглое отверстие 30, начинающееся от кольцевой верхней части 28. Как показано на фиг. 4, предпочтительно углубления 26 проходят вглубь основания 22 до тех пор, пока они не достигнут плоскости, ограниченной указанной кольцевой верхней частью 28, и чередуются с участками боковой поверхности 26ʹ.
Регулировочная ручка 16, преимущественно выполненная из пластмассы, соединена с втулкой 32, изготовленной из такого же материала. Втулка 32, подробно показанная на фиг. 4 и 2, контактирующая в собранном положении с одной стороны с регулировочной ручкой 16, а с другой стороны – с продолговатым профилированным концом 20 картриджа 14, содержит по существу цилиндрическое тело с двумя диаметрами. Верхняя часть, обозначенная позицией 34, имеет меньший диаметр, соответствующий диаметру круглого отверстия 30 основания 22, не считая допуска на соединение. Нижняя часть втулки 32, обозначенная позицией 37, имеет диаметр, значительно больший диаметра нижней части 34 и содержит на окружности множество равноудаленных друг от друга заостренных выступов 36, проходящих в том же направлении по отношению к фигурным углублениям 26, выполненным в основании 22 регулировочной ручки 16. Высота указанной верхней части 34 по существу соответствует высоте внутренней боковой поверхности отверстия 30 основания 22, а диаметр нижней части 32, относящийся к боковой поверхности без выступов 36 и обозначенный позицией 36ʹ, равен диаметру внутренней боковой поверхности 26ʹ указанного основания 22, не считая допуска на соединение.
Во втулке 32 выполнено осевое сквозное отверстие 38 четырехугольной формы, размеры которого обеспечивают размещение и крепление с натягом стержня или хвостовика, выступающего от картриджа 14 и образованного продолговатым профилированным концом 20.
В частности, как показано на фиг. 2. втулку напрессовывают на указанный продолговатый конец 20, входящий в отверстие 38; а регулировочную ручку 16 устанавливают на втулку 32, так что выступы 36 верхней части втулки 32 располагаются в соответствующих углублениях 26 основания 22. Такое состояние соединения втулки 32 с регулировочной ручкой 16, наглядно показано на фиг. 5. На фиг. 1 и 2 на противоположных плечах 24 регулировочной ручки 16 изображены стрелки, показывающие направление вращения, которое необходимо сообщить ручке для активации клапана картриджа 14. В этом конкретном случае указанное движение выполняют по часовой стрелке, что показано стрелками. Такое вращение удобно выполнять пользователям, которые обычно или преимущественно используют правую руку для выполнения разной работы. Любое возможное случайное вращение, выполняемое, в частности, левшой в противоположном направлении, иными словами, против часовой стрелки, никоим образом не причинит повреждения, поскольку регулировочная ручка 16 будет вращаться в нерабочем состоянии. Фактически, заостренные выступы 36 втулки 32 будет скользить по внутренней боковой поверхности 26ʹ основания 22 без какого-либо зацепления с углублениями 36. Это нерабочее вращение является возможным и упрощается благодаря незначительному отклонению пластмассы, образующей вышеуказанные выступы 36.
Следует учесть, что такую конструкцию с выступами 36 и соответствующими углублениями 26 можно использовать в двухкомпонентном или даже однокомпонентном аэрозольном баллончике любого известного типа, а не только в баллончиках, которые указаны выше.
В аэрозольном баллончике согласно изобретению наличие выступов 36 на втулке 32 и соответствующих углублений 26 в основании 22 регулировочной ручки 16 позволяет получить систему зацепления, которая обеспечивает вращение только в случае соединения между двумя указанными элементами и требует вращения в заданном направлении, а именно, по часовой стрелке, для обеспечения смешивания двух компонентов.
Фактически, особым преимуществом является возможность непреднамеренного вращения регулировочной ручки 16 в противоположном направлении относительно заданного направления по часовой стрелке без риска отрицательного воздействия на целостность и функциональность аэрозольного баллончика.
Как показано на фиг. 7, в нижней или задней части поверхности корпуса 12 баллончика образовано углубление 18, имеющее центральное отверстие, в котором закреплен внутренний картридж 14. Картридж 14 имеет корпус 46, верхней конец которого закрыт крышкой 40. Внутри картриджа 14 установлен шток 42, проходящий по всей его длине. Нижний конец штока выступает за заднюю поверхность корпуса баллончика и образует продолговатый профилированный конец 20. С этим концом 20 соединено устройство 16 активации, содержащее кольцевое основание 22 и противоположные плечи 24. Устройство активации и устойчивое соединение между картриджем 14 и углублением 18 корпуса баллончика показано в частичном разрезе на фиг. 7. На фиг. 7 обозначено место A, которое показано на фиг. 8.
Как показано на фиг. 8, крышка 40 герметизирует картридж посредством ее частичного вхождения внутрь корпуса 46 картриджа. Крышка имеет углубление, в котором установлено первое уплотнительное кольцо для образования уплотнения, предотвращающего утечку содержимого картриджа между его корпусом и крышкой и возможный контакт с окружающей средой картриджа до тех пор, пока крышка надлежащим образом установлена на месте в корпусе картриджа, как показано на фиг. 8.
На фиг. 8 дополнительно показано зацепление между штоком 42 и крышкой 40 картриджа согласно изобретению. Шток 42 содержит наружную резьбу 48, зацепляющуюся с соответствующей внутренней резьбой 50 в крышке 40. Крышка 40 имеет трубчатый выступ 52, проходящий в осевом направлении от наружной поверхности за ее внутреннюю резьбу. Трубчатый выступ открыт с обоих концов, а верхний конец штока 42 входит в этот трубчатый выступ 52. Верхний конец штока 42 содержит кольцевое углубление 54, в котором установлено второе уплотнительное кольцо 56, образующее уплотнение, предотвращающее утечку содержимого картриджа между верхним концом штока и трубчатым выступом крышки до тех пор, пока крышка и шток надлежащим образом установлены на месте, как показано на фиг. 8.
На фиг. 8 также показаны боковые выступы 44, обеспечивающие поддержание штока относительно корпуса картриджа, в частности, в центре картриджа.
Из приведенного выше описания изобретения специалистам в этой области должно быть понятно, что изобретение можно использовать в широком диапазоне параметров без отклонения от объема изобретения, установленного его формулой.