Клапан для дозирования продукции
Самоуплотняющийся дозирующий клапан содержит периферическую прикрепляющую часть, при помощи которой он прикреплен к дозирующей структуре, через которую продукцию выводят из ее источника. Гибкая периферическая втулка проходит от периферической прикрепляющей части. Гибкая удлиненная головка расположена вбок от периферической втулки. Головка имеет толщину и по меньшей мере одну удлиненную щель, определяющую два противоположных открываемых участка. Центральная удлиненная часть периферической втулки имеет две отстоящие друг от друга удлиненные боковые стенки. Каждая из двух более коротких концевых частей периферической втулки содержит концевую стенку, соединяющуюся с боковыми стенками. Каждая концевая стенка имеет прямую секцию между двумя искривленными секциями, каждая из которых соединяется с одной из боковых стенок. Предусмотрено еще три варианта выполнения клапана. Изобретение обеспечивает повышение удобства в пользовании и расширение эксплуатационных возможностей. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 29 ил.
Область техники
Изобретение относится к клапану, особенно подходящему для его использования с емкостью или с другой системой, из которой вещество можно выводить через клапан.
Область техники и технические проблемы известного уровня техники
Разнообразные упаковки, включая дозирующие упаковки или емкости, разработаны для дозирования напитков, текучей пищевой продукции, таких средств личной гигиены, как шампунь, лосьон и пр., а также для дозирования других материалов. Эти емкости обычно имеют открытый верхний конец, на котором установлена дозирующая концевая структура, которая может быть выполнена как составная часть емкости, или отдельное укупорочное устройство, которое установлено на емкости с возможностью его съема или постоянно.
Один из типов дозирующей концевой структуры, используемой с этими видами емкостей, имеет гибкий, открываемый под давлением, самоуплотняющийся, щелевой дозирующий клапан, установленный в концевой структуре над отверстием емкости. Термин «открываемый под давлением» относится к клапану, который открывается, когда достаточная разность давлений действует на клапан (например, при увеличении давления на одной стороне и/или уменьшении давления на другой стороне). Этот клапан обычно используется на емкости, имеющей гибкую, но упругую, стенку(и). Когда емкость сжимают, то давление внутри емкости возрастает. В результате этого щель(и) клапана открывается, и текучее содержимое емкости выводится через открытый клапан. Обычно клапан автоматически перекрывает течение через него текучей среды при устранении повышенного давления, даже если емкость перевернута таким образом, что на закрытый клапан действует вес содержимого внутри емкости. Технические решения таких клапанов изложены в патентах США №№ 5271531; 5033655; 4931775.
Если используется отдельное концевое укупорочное средство, прикрепляемое к емкости, то укупорочное средство обычно содержит корпус, устанавливаемый на емкости и удерживающий клапан над проемом емкости. Крышка может быть обеспечена для зацепления корпуса укупорочного средства, чтобы клапан был закрыт во время транспортирования или когда он не используется. См., например, Фиг.31-34 в патенте США № 5271531. Эта крышка может быть сконструирована для предотвращения утечки из клапана в некоторых условиях. Крышка также может защищать клапан от пыли и грязи и/или защищать его от повреждения.
Было определено, что будет целесообразным обеспечение нового типа дозирующего клапана в дозирующей концевой структуре или в укупорочном средстве, либо в виде их части, который сможет дать некоторые эксплуатационные преимущества. Особо целесообразным будет обеспечение этого нового типа клапана возможностью дозирования продукции в относительно широкой конфигурации, например - в виде нескольких отдельных и находящихся рядом друг с другом исходящих потоков или в едином широком исходящем потоке, что будет особо целесообразно для намазываемой продукции, выводимой в конфигурации в виде широкой ленты, в результате чего будет устранена, или по меньшей мере сведена к минимуму, необходимость использования какого-либо средства для намазывания продукции.
Желательно, как вариант, обеспечить такой усовершенствованный клапан способностью втягивания в себя окружающей атмосферы после дозирования продукции из сжимаемой упругой емкости, на которой установлен клапан.
Этот усовершенствованный клапан также можно выполнить с возможностью создания уплотнения между окружающей атмосферой и продукцией, когда клапан закрыт, чтобы защищать продукцию от загрязнения и/или высыхания.
Также целесообразно, чтобы усовершенствованный дозирующий клапан функционировал как часть укупорочного средства, для которого не обязательно должна требоваться крышка.
Желательно также обеспечить клапан, который позволит пользователю перевернуть упаковку (т.е. емкость, продукцию в емкости и клапан на емкости), при этом не будет утечки продукции и тем самым у пользователя будет больше возможностей регулировки дозирования продукции.
Желательно также обеспечить усовершенствованный дозирующий клапан, который сможет дозировать продукцию с относительно высоким расходом по сравнению с обычными клапанами аналогичного размера.
Целесообразно также, чтобы усовершенствованный дозирующий клапан мог удобно фиксироваться в укупорочном средстве, которое, как вариант, выполнено с возможностью использования вспомогательной крышки и/или ломкой, показывающей факт недозволенного вскрытия крышки или отрывной ленты.
Усовершенствованный дозирующий клапан также должен быть выполнен как составная часть или продолжение емкости, а также как конструкция, отдельно устанавливающая дозирующую систему (например, отдельное укупорочное средство) на емкости съемным образом или постоянно.
Целесообразно также, чтобы усовершенствованный дозирующий клапан можно было легко изготавливать из разнообразных материалов.
Также желательно, чтобы конструкция усовершенствованного клапана соответствовала эффективным, качественным, серийным производственным способам, с низким процентом отбраковки.
Также предпочтительно, чтобы конструкция усовершенствованного клапана соответствовала скоростным производственным способам изготовления этих клапанов со стабильными эксплуатационными характеристиками каждого изделия, с высокой степенью надежности.
Настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованный дозирующий клапан, который может соответствовать конструкциям, обладающим упомянутыми преимуществами и характеристиками.
Сущность изобретения
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен дозирующий клапан для выведения текучего содержимого, в частности - содержимого изнутри емкости, на широкий соответствующий участок для ее нанесения или намазывания на основу или на другой соответствующий участок. После его открытия клапан предпочтительно самоуплотняется. Клапан содержит:
(1) периферическую прикрепляющую часть, с помощью которой клапан можно прикрепить к дозирующей структуре, через которую продукцию можно выводить из источника продукции, и при этом выведение продукции по существу определяет направление течения из клапана в окружающую среду;
(2) гибкую периферическую втулку, которая проходит от периферической прикрепляющей части и в которой (а) втулка или по меньшей мере ее часть, расположена по существу параллельно направлению течения к местоположению либо наружу, либо внутрь по отношению к периферической прикрепляющей части; и (б) втулка, если смотреть на нее извне, имеет конфигурацию горизонтальной проекции, состоящую из центральной удлиненной части и двух более коротких концевых частей на противоположных сторонах центральной удлиненной части; и
(3) гибкую, удлиненную головку, проходящую по существу вбок от периферической втулки; причем головка имеет некоторую толщину и содержит по меньшей мере одну удлиненную щель в толще, определяя два противоположных открываемых участка в головке, при этом (а) каждый участок имеет по меньшей мере одну поперечную поверхность для ее уплотнения в упор к поперечной поверхности другого открываемого участка, и (б) участки обычно закрыты, но открываются для выведения по ним продукции, реагируя на разность давлений на головке.
Клапан может выводить или дозировать вязкую продукцию на относительно широкий соответствующий участок. Предпочтительное осуществление особо целесообразно для дозирования продукции в виде ленты, чтобы устранить или по меньшей мере свести к минимуму, необходимость размазывания продукции при помощи какой-либо утвари.
Согласно одному из осуществлений настоящего изобретения клапан имеет множество пар из двух пересекающих или пересекающихся удлиненных щелей, расположенных в ряд через интервал. Согласно еще одному из осуществлений настоящего изобретения клапан имеет пару пересекающихся щелей, при этом одна из щелей длиннее другой. Согласно еще одному из осуществлений настоящего изобретения клапан имеет удлиненную щель и две короткие щели на каждом конце удлиненной щели или перпендикулярно к удлиненной щели, определяя два лепестка; причем каждый лепесток имеет длинный край вдоль удлиненной щели и два коротких концевых края - один короткий край на каждом конце удлиненной щели.
Клапан, как вариант, может быть выполнен с возможностью втягивания окружающей атмосферы внутрь себя.
Согласно одному предпочтительному осуществлению изобретения клапан является частью узла компонентов, которые совместно функционируют как отдельное укупорочное средство. Укупорочное устройство установлено с возможностью его съема или постоянно на емкости, которая имеет проем, выходящий внутрь емкости. Предпочтительное выполнение укупорочного средства включает в себя составной кожух или корпус для (а) фиксирования в нем клапана, и (б) который устанавливается на емкости у проема емкости, чтобы позиционировать клапан над проемом емкости.
Как вариант, можно обеспечить крышку, надеваемую на корпус укупорочного средства. Крышку можно шарнирно прикрепить к кожуху укупорочного средства (или емкости), либо она может быть полностью отдельным, съемным компонентом.
Из приводимого ниже подробного описания изобретения, из его формулы и из прилагаемых чертежей будут очевидны многие другие преимущества и характеристики настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах, являющихся частью описания, аналогичные ссылочные обозначения указывают аналогичные компоненты на всех чертежах.
Фиг.1 - изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, предпочтительного первого осуществления закрытого дозирующего клапана согласно одному из вариантов выполнения, в котором он зафиксирован в отдельном укупорочном средстве, устанавливаемом на емкости, или является частью емкости;
Фиг.2 - горизонтальная проекция укупорочного средства, показываемого на чертеже Фиг.1, в сборе;
Фиг.3 - поперечное сечение по плоскости 3-3, указываемой на чертеже Фиг.2;
Фиг.4 - увеличенный местный вид сечения участка, указываемого внутри пунктирного круга на чертеже Фиг.3;
Фиг.5 - изображение в перспективе одного клапана в закрытом положении;
Фиг.6 - горизонтальная проекция клапана, показываемого на чертеже Фиг.5;
Фиг.7 - сечение по плоскости 7-7, показываемой на чертеже Фиг.6;
Фиг.8 - сечение по плоскости 8-8, показываемой на чертеже Фиг.6;
Фиг.9 - вид, аналогичный Фиг.5, но Фиг.9 показывает клапан в частично открытом положении;
Фиг.10 - сечение по плоскости 10-10, показываемой на чертеже Фиг.9;
Фиг.11 - вид, аналогичный Фиг.9, но Фиг.11 показывает клапан в более открытом положении;
Фиг.12 - сечение клапана по плоскости 12-12, показываемой на чертеже Фиг.11, но Фиг.12 также показывает клапан, установленный в кожухе укупорочного средства, который показан в частичном поперечном сечении;
Фиг.13 - вид, аналогичный Фиг.12, но Фиг.13 показывает клапан в состоянии втягивания внутрь себя окружающей атмосферы;
Фиг.14 - изображение в перспективе, показывающее один клапан в состоянии втягивания внутрь себя окружающей атмосферы, в соответствии с Фиг.13;
Фиг.15 - изображение в перспективе предпочтительного второго осуществления закрытого дозирующего клапана согласно настоящему изобретению, в варианте выполнения, в котором он зафиксирован в отдельном укупорочном средстве, устанавливаемом на емкости, или является частью емкости;
Фиг.16 - горизонтальная проекция укупорочного средства, показываемого на чертеже Фиг.15;
Фиг.17 - сечение по плоскости 17-17, указываемой на чертеже Фиг.16;
Фиг.18 - изображение в перспективе одного клапана в закрытом положении, если смотреть на него снаружи или с верха клапана в такой ориентации, в которой клапан будет находиться, если он будет установлен в укупорочном средстве на верхе емкости;
Фиг.19 - вид, аналогичный Фиг.18, но Фиг.19 показывает изображение снизу, изнутри клапана;
Фиг.20 - горизонтальная проекция клапана, показываемого на чертеже Фиг.18;
Фиг.21 - сечение по плоскости 21-21, показываемой на чертеже Фиг.20;
Фиг.22 - сечение по плоскости 22-22, показываемой на чертеже Фиг.20;
Фиг.23 - вид, аналогичный Фиг.22, но Фиг.23 показывает клапан, подвергающийся действию разности давлений, прилагаемых на клапан и перемещающих втулку клапана и головку клапана наружу относительно фланца клапана;
Фиг.24 - вид, аналогичный Фиг.23, но Фиг.24 показывает клапан, на который действует разность давлений, более значительная, чем та, которая обусловила перемещение втулки и клапана в направлении наружу еще дальше и обусловила открытие головки клапана для дозирования продукции;
Фиг.25 - сечение, аналогичное Фиг.21, но Фиг.25 показывает предпочтительное третье осуществление клапана, в котором фланец клапана имеет несколько другую конфигурацию; клапан зажат в укупорочном средстве или в другой структуре;
Фиг.26 - вид, аналогичный Фиг.25, но Фиг.26 показывает предпочтительное четвертое осуществление клапана; фланец клапана видоизменен сообразно тепловому уплотнению фланца по отношению к укупорочному средству или к другой структуре;
Фиг.27 - горизонтальная проекция сверху предпочтительного пятого осуществления закрытого дозирующего клапана согласно настоящему изобретению; клапан имеет только одно, обычно закрытое, отверстие, определяемое одной парой пересекающихся или пересекающих щелей;
Фиг.28 - сечение по плоскости 27-27, показываемой на чертеже Фиг.27; и
Фиг.29 - сечение по плоскости 29-29, показываемой на чертеже Фиг.27.
Описание предпочтительного осуществления
Изобретение можно осуществить во многих разных видах, но данное описание и прилагаемые чертежи раскрывают только некоторые определенные варианты - как примеры настоящего изобретения. Но излагаемые осуществления не ограничивают это изобретение. Объем изобретения определен в прилагаемой формуле изобретения.
Для упрощения описания дозирующий клапан согласно изобретению описывается в одной - по существу вертикальной - ориентации. Разумеется, дозирующий клапан согласно изобретению можно изготовить, хранить, транспортировать, использовать и продавать и в других, помимо упомянутой ориентации, ориентациях.
Предпочтительное первое осуществление дозирующего клапана согласно изобретению показано на чертежах Фиг.1-14 и имеет общее обозначение 30. Клапан 30 установлен в многосоставном кожухе 32 (Фиг.3). Совместно клапан 30 и кожух 32 функционируют как дозирующее укупорочное средство, имеющее общее обозначение 34 на чертежах Фиг.1 и 3, и определяют его.
Дозирующее укупорочное средство 34, которое иногда здесь называется просто как «укупорочное средство 34», обеспечено в виде отдельного изготовленного изделия или сборочного узла для установки на верхе емкости (не показано). Нужно отметить, что в некоторых изделиях может быть желательным, чтобы дозирующее укупорочное средство 34 было сформировано как составная часть или продолжение емкости, определяя дозирующую концевую структуру, которая сама является частью емкости.
Емкость (не показана) обычно имеет стандартное горлышко для доступа внутрь емкости и к содержащейся в ней продукции. Например, продукцией может быть текучая или намазываемая съедобная продукция, такая как арахисовое масло, варенье, майонез и пр. Продукцией также может быть и любой другой текучий или намазываемый материал, включая помимо прочего порошки, кремы, лосьоны, взвеси, пасты и пр. Эти материалы могут продаваться, например, как пищевая продукция, средства личной гигиены, как промышленная или бытовая продукция, или как другие составы (например, для наружного или внутреннего употребления человеком или животными, а также для использования в медицинской, производственной, торговой и бытовой деятельности, в строительстве, сельском хозяйстве и пр.).
Емкость обычно имеет горловину или другую соответствующую структуру, определяющую горлышко емкости. Горловина может иметь (но не обязательно) круглую в поперечном сечении конфигурацию, и корпус емкости может иметь другую в поперечном сечении конфигурацию, например овальную. С другой стороны, емкость может иметь по существу единообразную форму по всей своей длине или высоте, без горловинной части меньшего размера или другого поперечного сечения.
Емкость обычно может быть сжимаемой емкостью с гибкой стенкой(ами), которую может захватить пользователь и сжать, чтобы повысить внутреннее давление в емкости и выдавить продукцию из емкости через укупорочное средство 34, когда укупорочное средство 34 открыто. Эта стенка емкости обычно обладает достаточной собственной упругостью, и поэтому с устранением сжимающего усилия стенка емкости возвращается в нормальную, не напряженную, форму и втягивает окружающую атмосферу в емкость через укупорочное средство до такой степени, при которой укупорочное средство находится в открытом или втягивающем окружающую атмосферу состояниях (подробнее - ниже). Эта сжимаемая структура емкости предпочтительна во многих изделиях, но в других она, возможно, не будет нужной или предпочтительной. Разумеется, емкость может быть по существу жесткой. В этой жесткой емкости можно предусмотреть поршень для содействия дозированию продукции, особенно - относительно вязкой продукции. С другой стороны, жесткую емкость можно использовать для дозирования в перевернутом положении емкости - под действием тяжести массы выводимой продукции и/или под действием пониженного давления окружающей среды вне емкости (например, создаваемого всасыванием, воздействующим на открытое укупорочное средство 34).
Согласно Фиг.1 многосоставной кожух 32 укупорочного средства имеет корпус 36 и вставной фиксатор 38. Корпус 36 может иметь юбку 40 (Фиг.3) с обычной внутренней резьбой (не показана) для зацепления соответствующей резьбы емкости (не показана) и для закрепления корпуса 36 укупорочного средства на емкости (не показано).
Корпус 36 укупорочного средства и емкость можно также соединить, с возможностью их разъединения, при помощи защелкиваемых валика и паза или с помощью других средств. Либо корпус 36 укупорочного средства можно прикрепить на постоянное время к емкости посредством индукционного связывания, ультразвукового связывания, склеивания и т.п., в зависимости от материалов, используемых для емкости и корпуса 36 укупорочного средства. Причем, в некоторых применениях, корпус 36 укупорочного средства можно сформировать как составную часть или как продолжение емкости.
Поясняемое предпочтительное первое осуществление корпуса 36 укупорочного средства имеет проходящую в радиальном направлении внутрь плоскость 42 (Фиг.1-3). Внутреннее пространство корпуса 36 может иметь особые или обычные характеристики уплотнения (не поясняются) для обеспечения непроницаемого уплотнения между корпусом 36 укупорочного средства и емкостью.
Согласно Фиг.1 и 3 корпус 36 включает в себя имеющее форму лотка образование 44, выступающее вверх из плоскости 42 корпуса. Согласно Фиг.1-4 имеющее форму лотка образование определяет проем или отверстие 46 по существу удлиненной прямоугольной формы, со скругленными углами. Проем 46 плоскости корпуса вмещает в себе верхнюю часть клапана 30, когда клапан 30 установлен в корпусе 36 - Фиг.3 и 4.
Внутреннее пространство имеющего форму лотка образования 44 корпуса укупорочного средства вблизи проема 46 определяет по существу расположенную под углом зажимающую поверхность 48 (Фиг.4) вокруг периферии проема 46. Расположенная под углом зажимающая поверхность 48 зацепляет периферическую прикрепляющую часть или фланец 50 клапана 30, описываемый более подробно ниже. Периферическая прикрепляющая часть 50 клапана 30 прижата к расположенной под углом зажимающей поверхности 48 корпуса вставным фиксатором 38, который согласно Фиг.1-4 определяет расположенную под углом зажимающую поверхность 52 для зацепления фланца 50 клапана.
Согласно Фиг.1 вставной фиксатор 38 имеет по существу дискообразную часть 54, направленную вверх выпуклость 56, из которой выступает расположенная под углом зажимающая поверхность 52, и пару отделенных друг от друга интервалом по существу параллельных выступающих вверх несущих стенок 60. Согласно Фиг.4 каждая несущая стенка 60 выступает внутрь внутри внутреннего пространства клапана 30, и каждая несущая стенка 60 прилегает к части длинной внутренней поверхности или стенки клапана 30.
Согласно Фиг.3 дисковая часть 54 вставного фиксатора 38 вмещается внутри корпуса 36 укупорочного средства под плоскостью 42 корпуса укупорочного средства. Вставной фиксатор 38 может удерживаться в корпусе 36 укупорочного средства соответствующими защелкиваемыми средствами (не показаны) или любым другим соответствующим постоянным или съемным фиксирующим средством, например клеем, ультразвуковым связыванием, резьбовым соединением или т.п. Обычно во время сбора компонентов укупорочного средства 34 клапан 30 первоначально располагают в имеющем форму лотка образовании 44 корпуса укупорочного средства вблизи зажимающей поверхности 48, и затем вставной фиксатор 38 вставляют в корпус 36 укупорочного средства и фиксируют его там, чтобы прочно зажать клапан 30 в корпусе 36 укупорочного средства. Узел вставного фиксатора 38 и корпуса 36 укупорочного средства совместно можно охарактеризовать как кожух 32 укупорочного средства. Двухсоставной корпус 32 укупорочного средства вместе с установленным клапаном 30 определяет отдельное укупорочное средство 34 полностью в сборе.
В предпочтительном первом осуществлении согласно Фиг.1-14 корпус 36 укупорочного средства и вставной фиксатор 38 предпочтительно сформованы из соответствующего термопластичного материала, такого как полипропилен или т.п. Также можно использовать и другие материалы.
В других предусматриваемых осуществлениях кожух 32 укупорочного устройства не обязательно должен быть многосоставной структурой, содержащей корпус 36 и фиксатор 38 как таковые. Кожух 32 укупорочного средства также не должен обязательно быть структурой, полностью отдельной от емкости. Вместо этого сама емкость может быть выполнена с дозирующей концевой структурой, содержащей вставной фиксатор 38 в качестве составной части емкости. При этом имеющее форму лотка образование 44 корпуса укупорочного средства можно изначально обеспечить в виде вертикальной, деформируемой готовой стенки на дальнем конце емкости для последующего придания ей остаточной деформации вокруг клапана 30 после позиционирования клапана 30 на продолжении емкости. Это можно выполнить, например, способом деформации при помощи ультразвуковой энергии, если вертикальная готовая стенка сформована как составная часть емкости из соответствующего термопластичного материала.
Либо имеющее форму лотка образование 44 можно обеспечить как отдельный элемент, впоследствии прикрепляемый соответствующим съемным или постоянным средством к верхнему концу емкости над фланцем 50 клапана после соответствующей установки клапана 30 в нужном положении на верхнем конце емкости.
В любой из излагаемых выше альтернатив емкость может иметь нижний конец (т.е. конец, противоположный дозирующему концу, в котором установлен клапан 30), и нижний конец можно первоначально оставить открытым для заполнения емкости дозируемой продукцией. После заполнения емкости продукцией через открытый нижний конец емкости открытый нижний конец можно закрыть любым соответствующим средством, например отдельным укупорочным средством нижнего конца, которое можно прикрепить к нижнему концу емкости при помощи соответствующего резьбового зацепления, защелкиваемого зацепления, клеевого соединения, теплового связывания и пр. Либо эту открытую нижнюю часть емкости можно закрыть сжатием при помощи соответствующего способа приложения тепла или усилия, если нижняя часть емкости выполнена из термопластичного материала или из других материалов, которые можно использовать в данном способе.
Клапан 30 можно установить, при помощи его периферической прикрепляющей части или фланца 50, внутри других компонентов укупорочного средства 34 или прикрепить к другой дозирующей структуре, через которую можно выводить продукцию из источника продукции. Выводимая продукция может характеризоваться как определяющая направление течения из клапана в окружающую атмосферу.
Обращаясь к Фиг.5-8 клапан 30 имеет периферическую прикрепляющую часть, которая в предпочтительном осуществлении является фланцем 50, имеющим конфигурацию его поперечного сечения в виде «ласточкина хвоста» для его зажатия между сопрягающимися расположенными по углом поверхностями кожуха 32 укупорочного средства (т.е. зажатия между зажимающей поверхностью 48 укупорочного средства (Фиг.4) на верхе и зажимающей поверхностью 52 вставного фиксатора (Фиг.4) снизу). За счет этого фиксируется положение прикрепляющей клапан части или фланца 50 клапана 30 относительно емкости, на которой установлено укупорочное средство 34.
Клапан 30 имеет гибкую периферическую втулку 70 (Фиг.7), которая проходит наружу (вверх) от периферической прикрепляющей части или фланца 50. Если смотреть на наружную сторону клапана извне (Фиг.6), соответствующую позициям ссылочных обозначений на чертежах Фиг.8, то втулка 70 может быть представлена как втулка, имеющая полую центральную удлиненную часть 72 (Фиг.8) и две более короткие концевые части 74 (Фиг.8) на противоположных концах удлиненной части 72. Полая удлиненная часть 72 и более короткие концевые части 74 совместно определяют внутренний объем во втулке 70. Центральную удлиненную часть 72 втулки 70 можно также охарактеризовать как имеющую две отделенные друг от друга интервалом удлиненные боковые стенки 76 (Фиг.5 и 7). Две более короткие концевые части 74 втулки имеют, каждая, концевую стенку 78 (Фиг.8), соединяющуюся с боковыми стенками 76.
Согласно Фиг.7 каждая боковая стенка 76 имеет верхний участок 80 и нижний участок 82. Аналогично, согласно Фиг.8 каждая концевая стенка 78 втулки имеет верхний участок 84 и нижний участок 86. Нижний участок 82 каждой боковой стенки 76 и нижний участок 86 каждой концевой стенки 78 соединены с периферической прикрепляющей частью 50, в результате чего периферическую прикрепляющую часть 50 можно охарактеризовать как проходящую в поперечном направлении наружу от нижних участков боковых стенок и концевых стенок втулки.
В первом осуществлении согласно Фиг.1-14 боковые стенки 76 и концевые стенки 78 втулки расположены по существу параллельно направлению течения (направление через клапан) к некоторому местоположению наружу по отношению к периферической прикрепляющей части или фланцу 50.
Клапан 50 содержит гибкую удлиненную головку 90 - Фиг.7; и головка 90 проходит от верхних участков 80 боковых стенок 76 и от верхних участков 84 концевых стенок 78. Головка 90 проходит по внутреннему объему, определяемому в гибкой периферической втулке 70. Головка 90 является по существу вогнутой - если смотреть снаружи клапана 30 относительно внутреннего объема (см. Фиг.7 и 8). Головка 90 клапана имеет внутреннюю поверхность 92 (Фиг.7), которая смыкается с внутренним объемом и которая в поясняемом предпочтительном осуществлении имеет центральный плоский участок 94 (Фиг.7). Согласно Фиг.7 головка 90 клапана имеет наружную поверхность 96, которая примыкает к окружающей среде. В другом предполагаемом осуществлении внутренняя поверхность 92 не должна обязательно иметь плоский участок 94. Вся внутренняя поверхность может быть искривленной и может быть концентрической или неконцентрической относительно наружной поверхности 96.
Согласно Фиг.5 головка 90 клапана имеет удлиненную щель 100, определяющую два противоположных удлиненных подвижных открываемых участка 101, которые обычно закрыты и которые открываются (согласно Фиг.9 и 11), чтобы выпускать по ним продукцию при реагировании на разность давлений на головке 90. Каждый противоположный участок 101 у щели 100 имеет поперечную поверхность в толще головки 90 для уплотнения относительно поперечной поверхности другого противоположного участка 101.
Нужно отметить, что когда клапан 30 закрыт согласно Фиг.4 и 7, то между противоположными участками головки клапана на той или иной стороне щели 100 прорези или пространства нет. То есть, если головка 90 клапана закрыта, то щель 100 не определяет проем или проход между двумя противоположными удлиненными подвижными участками 101. Таким образом, два участка 101 находятся в прилегающей друг к другу уплотняющей взаимосвязи, когда клапан 30 находится в закрытом положении.
В предпочтительном первом осуществлении клапана 30 головка 90 клапана также имеет две отделенные друг от друга короткие щели 102. Каждая щель 102 по существу перпендикулярна к удлиненной щели 100. Каждая щель 102 расположена на конце удлиненной щели 100. Каждая щель 102 сообщается с удлиненной щелью 100 и поэтому определяет противоположные, дверцеобразные, удлиненные лепестки в подвижных участках 101; при этом каждый лепесток можно охарактеризовать как содержащий подвижный участок 101 как таковой, и при этом каждый такой лепесток (подвижный участок) 101 имеет длинный край (вдоль удлиненной щели 100) и два коротких края (вдоль коротких щелей 102).
В предпочтительном первом осуществлении согласно Фиг.1-14 удлиненная щель 100 расположена по воображаемой плоскости, которая (1) проходит через головку 90, и (2) перпендикулярна к плоскому участку 94 внутренней поверхности (Фиг.7) головки. Поперечная поверхность каждого противоположного участка 101 расположена по этой воображаемой плоскости (когда клапан 30 закрыт) и обеспечивает уплотняющие поверхности у щели 100. Участки или лепестки 101 головки клапана предпочтительно тоньше вдоль удлиненной щели 100, чем в местоположениях, удаленных от удлиненной щели 100.
Согласно Фиг.6 каждая концевая стенка 78 втулки имеет прямую секцию 77 между двумя искривленными секциями 79, и каждая искривленная секция 79 соединяется с одной из боковых стенок 76. Концевые стенки 78 втулки, каждую, можно также охарактеризовать как определяющую одну из двух коротких концевых частей 74 втулки (Фиг.8).
Длина каждой концевой стенки 76 предпочтительно по меньшей мере в три раза больше ширины головки 90 клапана (причем длина каждой концевой стенки 76 измеряется от одной короткой щели 102 до другой короткой щели 102; и ширина головки 90 клапана измеряется поперек показываемой на чертеже Фиг.7 головки клапана от самой дальней поверхности одной концевой стенки 76 до самой дальней поверхности другой боковой стенки 76).
Если смотреть в поперечном сечении, указываемом на чертеже Фиг.7, то основная площадь наружной поверхности 96 клапана расположена на дуге окружности. Если смотреть в поперечном сечении, указываемом на чертеже Фиг.7, то два участка внутренней поверхности 92 клапана за плоским участком 94 расположены, каждый, вдоль дуги окружности. Поверхности дуги окружности снаружи и внутри клапана являются, в поясняемом предпочтительном осуществлении, концентрическими.
Клапан 30 предпочтительно сформован из эластомера, например из синтетического термоотверждающегося полимера, содержащего кремнийорганический каучук, такой как кремнийорганический каучук производства компании Dow Corning Corp., США, с торговым названием DC99-595НС. Но клапан 30 можно также сформовать и из других термоотверждающихся материалов, или из других эластомерных материалов, или из термопластичных полимеров, или термопластичных эластомеров, включая эластомеры на основе таких материалов, как термопластичный пропилен, этилен, уретан и стирол, включая их галогенированные аналоги.
Благодаря особой конфигурации клапана 30 он обычно находится в закрытой конфигурации - Фиг.3-8, если не подвергается воздействию открывающих усилий. Клапан 30 можно переместить в открытую конфигурацию (Фиг.9 и 11) за счет приложения достаточно значительной разности давлений к головке 90 клапана, когда клапан 30 находится в закрытой конфигурации, в результате чего давление, действующее снаружи на головку 90 клапана, ниже давления, действующего изнутри головки 90 клапана. Эта разность давлений принудительно перемещает лепестки 101 клапана вверх в открытое положение. Открывающую разность давлений можно обеспечить за счет создания повышенного давления внутри емкости, на которой установлено укупорочное средство 34. Обычно емкость имеет гибкую стенку, которую пользователь может сжать внутрь, чтобы повысить давление в емкости. Это можно сделать, поместив емкость (с установленным на нее укупорочным средством 34) в перевернутое положение, в результате чего текучий материал или другая продукция в емкости будет сжиматься и давить на закрытый клапан 30. Давление будет перемещать лепестки 101 клапана в открытое положение, согласно Фиг.9 и 11; и материал или продукция будут течь через открытую щель 100 и мимо открытых лепестков 101 клапана.
Клапан 30 можно также открыть, если пользователь создаст достаточное всасывающее усилие на наружную поверхность головки клапана, чтобы понизить давление на наружной поверхности головки клапана ниже внутреннего давления, действующего на внутреннюю поверхность головки клапана.
Клапан 30 открывает широкий или удлиненный дозирующий проход или отверстие, которое - когда он используется для дозирования вязкой текучей продукции - может выпускать продукцию в широкой или в лентообразной конфигурации. Лентообразную выводимую продукцию можно намазывать при помощи укупорочного средства на основу или на другой соответствующий участок. Это укупорочное средство особо целесообразно для дозирования или намазывания майонеза или арахисового масла на хлеб, а также для дозирования и намазывания несъедобных материалов.
Если емкость, на которой установлен закрытый клапан 30, случайно опрокинется, продукция не будет вытекать из клапана, т.к. клапан будет оставаться закрытым. Клапан 30 предпочтительно выполнен с возможностью выдерживать вес текучей среды, действующий изнутри клапана, когда емкость полностью перевернута. Клапан 30 предпочтительно выполнен с возможностью его открытия только после действия достаточной разности давлений на него, когда пользователь прилагает всасывающее усилие к концу клапана 30 и/или когда емкость сжимают, если емкость не является жесткой емкостью.
В предпочтительном осуществлении клапана 30А, если разность давлений, действующая на клапан 30, в достаточной степени снижается, то тогда собственная упругость клапана его закроет. Затем клапан 30 примет закрытое положение - Фиг.1-9. Но предполагается, что клапан 30 также можно выполнить для работы в режиме «открывшись, остается открытым», если для толщины головки клапана и длины щелей будут использованы соответствующие габариты.
В одном из предпочтительных осуществлений лепестки 101 клапана 30 открываются наружу только тогда, когда головка 90 клапана подвергается действию заданной разности давлений в градиентном направлении, при котором давление, действующее на наружную поверхность головки клапана, превышает - на заданное значение - местное окружающее давление, действующее на наружную поверхность головки клапана. Продукцию тогда можно дозировать через открытый клапан, пока разность давлений не снизится ниже заданного значения, и лепестки 101 полностью закроются. Если предпочтительное осуществление клапана 30 также достаточно гибкое, чтобы предусматривать возможность втягивания внутрь окружающей атмосферы, согласно приводимому ниже подробному описанию, то тогда закрывающиеся лепестки 101 смогут продолжать свое перемещение внутрь (Фиг.13 и 14), чтобы клапан смог открыться внутрь при обращении градиентного направления разности давлений - и если давление на наружной поверхности головки клапана превысит давление на внутренней поверхности головки клапана на заданное значение.
Для некоторых дозирующих применений может быть желательным, чтобы клапан 30 не только дозировал бы продукцию, но также и обеспечивал возможность втягивания внутрь окружающей атмосферы (например, чтобы сжимаемая емкость (на которой установлен клапан) смогла вернуться в свою исходную форму). Поясняемое предпочтительное осуществление клапана 30 имеет эту способность втягивания внутрь окружающей атмосферы. Эта способность втягивания внутрь окружающей атмосферы может быть обеспечена путем выбора надлежащего материала для конструкции клапана, выбора соответствующей толщины стенки втулки, формы втулки, толщины головки и формы головки для определенного материала клапана и общего размера клапана. Степень гибкости и упругости клапана и, в частности, лепестков 101 можно рассчитать или определить таким образом, чтобы лепестки 101 отклонялись внутрь под действием достаточной разности давлений, воздействующей на головку, и в градиентном направлении, противоположном градиентному направлению разности давлений, во время дозирования продукции. Эту обратную разность давлений можно создать, когда пользователь отпустит сжимаемую упругую емкость, на которой установлен клапан. За счет упругости стенки(ок) емкости стенка вернется в свою нормальную, более крупную, конфигурацию объема. Увеличение объема внутреннего пространство емкости обусловит временное снижение внутреннего давления. Когда внутреннее давление снизится достаточно ниже окружающего наружного давления, то разность давлений на клапане будет достаточно значительной, чтобы отклонить лепестки 101 клапана внутрь для создания условий втягивания внутрь окружающей атмосферы (Фиг.13 и 14). В некоторых случаях нужная скорость или количество втягивания окружающей атмосферы может и не реализоваться, пока сжатая емкость не вернется в по существу вертикальную ориентацию, чтобы продукция смогла течь под действием силы тяжести из клапана.
В некоторых конструкциях клапана данного изобретения может быть желательным, чтобы некоторые дозирующие применения с периферической втулкой 70 клапана были бы очень гибкими, чтобы содействовать открытию лепестков 101 при относительно небольшой разности давлений. Относительно гибкая втулка 70 может обеспечить лепесткам 101 возможность более легкого сгиба у или вблизи втулки 70 и более легкого открытия наружу для удобного дозирования.
Но эта очень гибкая втулка 70 может оказаться слишком гибкой, и тогда она не обеспечит достаточную стабильность, чтобы лепестки 101 смогли иметь должное отклонение для втягивания внутрь окружающей атмосферы. В зависимости от типа материала клапана очень тонкие и длинные боковые стенки (например, боковые стенки 76 согласно Фиг.5-8) будут очень гибкими, и тогда смогут переместиться или сомкнуться друг с другом в направлении внутрь, когда клапан начнет принимать конфигурацию втягивания внутрь окружающей атмосферы. Если очень гибкие боковые стенки 76 сгибаются или провисают друг к другу, то лепестки 101 головки клапана могут прижаться друг к другу вдоль щели 100 с достаточным усилием, чтобы воспрепятствовать отклонению внутрь лепестков 101. В этой ситуации лепестки 101 клапана могут и не открыться внутрь, или могут не открыться внутрь в достаточной степени, чтобы обеспечить нужную степень втягивания внутрь окружающей атмосферы.
Чтобы обеспечить должное втягивание внутрь окружающей атмосферы через очень гибкий клапан 30, разработана особая внутренняя несущая система. Одно из предпочтительных осуществлений этой несущей системы содержит несущие стенки 60 фиксирующей вставки (Фиг.1, 4, 12 и 13) внутри клапана 30. Согласно Фиг.4 две несущие стенки 60 предпочтительно имеют такую конструкцию, что когда клапан 30 находится в своей нормальной, закрытой, конфигурации, то каждая боковая стенка 76 клапана не касается соседних несущих стенок 60. Небольшой зазор или промежуток предпочтительно имеется между каждой несущей стенкой 60 и соседней боковой стенкой 76 клапана. За счет этого облегчается исходная сборка компонентов укупорочного средства и выполняются производственные допуски для компонентов укупорочного средства.
Во время втягивания окружающей атмосферы через клапан 30, имеющий очень гибкие боковые стенки 76, каждая боковая стенка 76 может сгибаться или отклоняться к соседней несущей стенке 60 - Фиг.13. Затем несущие стенки 60 контактируют с боковыми стенками 76 клапана и не дают боковым стенкам 76 клапана излишне сгибаться друг к другу. За счет этого ограничивается усилие зацепления между лепестками 101 головки клапана вдоль щели 100, т.к. лепестки 101 отклоняются внутрь в конфигурацию втягивания внутрь атмосферы окружающей среды (Фиг.13 и 14). Поэтому каждые два лепестка 101 могут легко согнуться мимо и внутрь друг от друга вдоль щели 100, в результате чего лепестки 101 могут переместиться в свою полную конфигурацию для втягивания атмосферы окружающей среды.
Если втягивание атмосферы окружающей среды не является желательной характеристикой или если боковые стенки 76 клапана имеют меньшую гибкость, то внутренние несущие стенки 60 можно исключить из конструкции.
В некоторых осуществлениях настоящего изобретения фиксирующую вставку 38 можно вовсе исключить из конструкции. Клапан 30 можно установить на емкости без вставки 38 и с помощью других соответствующих прикрепляющих систем, для которых не будет обязательно требоваться использование поясняемого самого корпуса 32 укупорочного средства.
Две короткие щели 102 в головке 90 клапана 30 в некоторых конструкциях можно исключить для некоторых применений. В таких конструкциях подвижные участки 101 не будут иметь концевые края и не будут иметь форму дверцеобразного лепестка.
В первом осуществлении согласно Фиг.1-14 клапан 30 обычного размера, сформованный из кремнийорганического соединения, имеет две короткие щели 102 длиной 0,16 дюйма и имеет одну удлиненную щель 100 длиной 0,75 дюйма. Общая длина головки 90 клапана от наружной поверхности одной концевой стенки 78 до наружной поверхности другой концевой стенки 78 составляет 0,852 дюйма. Общая ширина головки 90 клапана от наружной поверхности одной боковой стенки 76 до наружной поверхности другой боковой стенки равна 0,232 дюйма. Вдоль щели 100 глубина щели равна 0,019 дюйма. Радиус наружной вогнутой поверхности 96 головки клапана равен 0,150 дюйма, и радиус концентрической внутренней поверхности 92 равен 0,200 дюйма. Толщина каждой боковой стенки 76 и концевой стенки 78 равна 0,052 дюйма.
Крышка (не показана) может быть предусмотрена на корпусе укупорочного средства или клапане. Крышка может прикрепляться шарниром или привязью, либо крышка может быть полностью съемной.
Предпочтительное второе осуществление дозирующего клапана согласно настоящему изобретению представлено на чертежах Фиг.15-24 и имеет общее обозначение 30А. Клапан 30А выполнен с возможностью его установки в многосоставном кожухе 32А (Фиг.15-17). Клапан 30А и кожух 32А совместно функционируют как дозирующее укупорочное средство, с общим обозначением 34А на чертежах Фиг.15-17, и определяют его.
Дозирующее укупорочное средство 34А, далее иногда именуемое просто как «укупорочное средство 34А», обеспечено как отдельно изготовленное изделие или сборочный узел для установки сверху емкости (не показано). Нужно отметить, что в некоторых применениях может быть желательным, чтобы дозирующее укупорочное средство 34А было сформировано заодно с или как продолжение емкости; причем эта выполненная заодно деталь или продолжение определяет дозирующую концевую структуру, которая является частью самой емкости.
Емкость (не показана) может иметь те же характеристики и назначения, что и описываемая выше емкость первого осуществления согласно Фиг.1-14.
Согласно Фиг.17 многосоставной кожух 32 укупорочного средства имеет корпус 36А и вставной фиксатор 38А. Корпус 36А имеет обычную внутреннюю резьбу 37А для зацепления ответной резьбы емкости (не показана) для прикрепления корпуса 36А укупорочного средства к емкости (не показана).
Корпус 36А укупорочного средства и емкость можно также соединить, с возможностью отсоединения, при помощи защелкиваемых валика и паза (не показано) или при помощи других средств. Либо корпус 36А укупорочного средства можно прикрепить на постоянное время к емкости при помощи индукционного связывания, ультразвукового связывания, склеивания или т.п. в зависимости от материалов, применяемых для емкости и корпуса 36А укупорочного средства. Причем, корпус 36А укупорочного средства в некоторых применениях может быть сформирован как выполненная заодно деталь или продолжение емкости.
Поясняемая вторая форма корпуса 36А укупорочного средства имеет проходящую в радиальном направлении внутрь кольцевую плоскость 42А (Фиг.15 и 17). Внутреннее пространство корпуса 36А может иметь особые или обычные характеристики уплотнения (не показаны) для обеспечения герметичного уплотнения между корпусом 36А укупорочного средства и емкостью.
Согласно Фиг.15 и 17 корпус 36А имеет короткое, имеющее форму лотка образование 44А, выступающее вверх от плоскости 42А корпуса. Согласно Фиг.15 и 17 имеющее форму лотка образование 44А определяет отверстие или проем 46А по существу удлиненной прямоугольной формы со скругленными углами. Проем 46А плоскости корпуса окружает верхнюю часть клапана 30А, когда клапан 30А установлен внутри корпуса 36А укупорочного средства - Фиг.15-17.
Внутреннее пространство имеющего форму лотка образования 44А корпуса укупорочного средства вблизи проема 46А определяет по существу расположенную под углом зажимающую поверхность 48А (Фиг.17) вокруг периферии проема 46А. Расположенная под углом зажимающая поверхность 48 зацепляет периферическую прикрепляющую часть или фланец 50А клапана 30А; подробное описание этого технического решения приводится ниже. Периферическая прикрепляющая часть 50А клапана 30А прижата к расположенной под углом зажимающей поверхности 48А корпуса укупорочного средства вставным фиксатором 38А, который согласно Фиг.17 определяет расположенную под углом зажимающую поверхность 52А для зацепления фланца 50А клапана.
Согласно Фиг.17 вставной фиксатор 38А имеет нижнюю часть 54А и проходящую вверх верхнюю часть 56А, которая определяет расположенную под углом зажимающую поверхность 52А. Согласно Фиг.17 нижняя часть 54А вставного фиксатора 38А вмещается в корпусе 36А укупорочного средства под плоскостью 42А корпуса укупорочного средства. Вставной фиксатор 38А может удерживаться в корпусе 36А укупорочного средства соответствующими защелкиваемыми средствами (не показаны) или любыми другими целесообразными постоянными или съемными фиксирующими средствами, такими как, например, склеивание, ультразвуковое связывание, резьбовое соединение или т.п. Обычно во время сборки компонентов укупорочного средства 34А клапан 30А сначала помещают внутри имеющего форму лотка образования 44А корпуса укупорочного средства рядом с зажимающей поверхностью 48А, и затем вставной фиксатор 38А вставляют в корпус 36А укупорочного средства и фиксируют его там, чтобы прочно зажать клапан 30А на месте внутри корпуса 36А укупорочного средства. Собранный узел вставного фиксатора 38А и корпуса 36А укупорочного средства совместно можно охарактеризовать как кожух 32А укупорочного средства. Двухсоставной кожух 32А укупорочного средства совместно с установленным клапаном 30А определяет полностью собранное отдельное укупорочное средство 34А.
В предпочтительном втором осуществлении согласно Фиг.15-24 корпус 36А укупорочного средства и вставной фиксатор 38А предпочтительно сформованы из такого соответствующего термопластичного материала, как полипропилен или т.п. Также могут применяться и другие материалы.
В других предусматриваемых осуществлениях кожух 32А укупорочного средства необязательно должен быть многосоставной структурой, включающей в себя сам корпус 36А и сам фиксатор 38А. При этом, кожух 32А укупорочного средства необязательно должен быть структурой, полностью отдельной от емкости. Вместо этого саму емкость можно выполнить с дозирующей концевой структурой, которая будет иметь вставной фиксатор 38А в виде составной части емкости. Также, имеющее форму лотка образование 44А корпуса укупорочного средства можно сначала обеспечить в виде вертикальной деформируемой готовой стенки на дальнем конце емкости, потом придать ей остаточную деформацию вокруг клапана 30А после того, как клапан 30А будет установлен на продолжении емкости, являющемся его неотъемлемой частью. Это можно выполнить, например, способом ультразвуковой деформации, если вертикальная готовая стенка сформована как составная часть емкости из соответствующего термопластичного материала.
Либо имеющее форму лотка образование 44А можно обеспечить как отдельный элемент, который затем прикрепляется соответствующими съемными или постоянными средствами к верхнему концу емкости на фланце 50А клапана после того, как клапан 30А будет надлежащим образом установлен в нужном положении у верхнего конца емкости.
В любой из упоминаемых выше альтернатив емкость может иметь нижний конец (т.е. конец, противоположный дозирующему концу, в котором установлен клапан 30А); и нижний конец можно сначала оставить открытым для заполнения емкости дозируемой продукцией. После заполнения емкости продукцией через открытый нижний конец емкости открытый нижний конец емкости можно закрыть соответствующим средством, таким как отдельное укупорочное средство нижнего конца, которое можно прикрепить к нижнему концу емкости при помощи соответствующего резьбового зацепления, защелкиваемого зацепления, клеем, тепловым связыванием и пр. Либо открытую нижнюю часть емкости можно укупорить сжатием соответствующим способом с применением тепла и усилия, если нижняя часть емкости выполнена из термопластичного материала или из других материалов, которые можно использовать в этом способе.
Клапан 30А можно установить таким образом, что его периферическая прикрепляющая часть (т.е. фланец) 50А будет внутри других компонентов укупорочного средства 34А или на некоторой другой дозирующей структуре, через которую продукцию можно будет выводить из источника продукции. Дозируемая продукция может характеризоваться как определяющая направление течения из клапана в окружающую атмосферу.
Обращаясь к Фиг.18, 21 и 22, клапан 30А имеет периферическую прикрепляющую часть, которая в предпочтительном втором виде изобретения является фланцем 50А, имеющим конфигурацию сечения по существу в виде «ласточкиного хвоста», чтобы зажиматься между сопрягающимися расположенными под углом поверхностями кожуха 32А укупорочного средства (т.е. зажиматься между зажимающей поверхностью 48А укупорочного средства (Фиг.17) на верхе и зажимающей поверхностью 52А вставного фиксатора внизу). За счет этого будет фиксироваться положение прикрепляющей клапан части или фланца 50А клапана 30А относительно емкости, на которой установлено укупорочное средство 34А.
Клапан 30А имеет гибкую периферическую втулку 70А (Фиг.21), проходящую вбок и затем вниз (внутрь) от периферической прикрепляющей части или фланца 50А. Если смотреть на наружную сторону клапана (Фиг.21) извне, то можно считать, что втулка 70А определяет полую центральную удлиненную часть 72А и две более короткие концевые части 74А на противоположных концах удлиненной части 72А.
Клапан 30А имеет гибкую удлиненную головку 90А согласно Фиг.18 и 21, и головка 90А проходит от нижнего (т.е. внутреннего) участка втулки 70А. Головка 90А по существу вогнутая, если смотреть на нее снаружи клапана 30А (Фиг.18 и 21). Головка 90А клапана имеет внутреннюю поверхность 92А (Фиг.21), которая примыкает к внутреннему объему емкости и имеет центральный плоский участок 94А (Фиг.21). Согласно Фиг.21 головка 90А клапана имеет наружную поверхность 96А, которая обращена к окружающей среде.
Согласно Фиг.18 и 21 головка 90А клапана содержит два или более обычно открытых отверстия (показаны три отверстия), каждое из которых определяется по меньшей мере двумя удлиненными щелями 100А, пересекающимися или пересекающими. Согласно Фиг.20 каждая щель 100А определяет два противоположных соседних удлиненных подвижных открываемых участка 101А, обычно закрытых. Каждый открываемый участок 101А у щели 100А имеет поперечную поверхность в толще головки 90А для уплотнения по отношению к поперечной поверхности другого противоположного открываемого участка 101А. При приложении достаточной разности давлений на головку 90А клапана - головка 90А клапана перемещается наружу, и щели 100А открываются по мере того, как головка 90А клапана деформируется наружу (Фиг.24), чтобы обеспечить возможность дозирования продукции через нее.
В предпочтительном втором осуществлении согласно Фиг.15-24 две удлиненные щели 100А, каждая из которых определяет обычно закрытое отверстие, пересекаются и создают четыре сегментных лепестка, которые определяют подвижные открываемые участки 101А. Треугольная форма лепестка каждого открываемого участка 101А в открытом положении показана на чертеже Фиг.24. Лепестковые открываемые участки 101А определены, каждый, между расходящимися частями пересекающихся удлиненных щелей 100А.
Нужно отметить, что когда клапан 30А закрыт согласно Фиг.18 и 21, то между противоположными открываемыми участками 101А головки 90А клапана на каждой из сторон каждой щели 100А прорези или промежутка нет. То есть, когда головка 90А клапана закрыта, то каждая щель 100А не определяет проем или проход между двумя противоположными удлиненными открываемыми участками 101А. Поэтому два противоположных участка 101А у каждой щели 100А примыкают встык друг к другу и создают уплотнение, когда клапан 30А находится в закрытом положении.
В предпочтительном втором осуществлении согласно Фиг.15-24 каждая удлиненная щель 100А расположена в воображаемой плоскости, которая (1) проходит через головку 90А, и (2) перпендикулярна к плоскому участку 94А внутренней поверхности головки (Фиг.21). Поперечная поверхность каждого противоположного открываемого участка 101А расположена по этой воображаемой плоскости (когда клапан 30А закрыт) и обеспечивает уплотняющие поверхности у щели 100А.
В поясняемом предпочтительном втором осуществлении клапан 30А, щели 100А проходят вбок от общей точки, определяют четыре лепестка 101А (Фиг.20 и 24), которые отгибаются наружу по существу одновременно, избирательно позволяя идти течению продукции из емкости через клапан 30А. Каждая щель 100А оканчивается у радиально внешнего конца. В поясняемом предпочтительно втором осуществлении щели 100А имеют одинаковую длину, хотя щели могут иметь и неодинаковую длину.
В предпочтительном втором осуществлении каждая щель 100А плоская и параллельна общему направлению течения продукции через клапан. Каждая щель 100А предпочтительно определяет линейное местоположение вдоль наружной поверхности 92А головки и вдоль внутренней поверхности 96А головной части. Щели 100А предпочтительно расходятся из общей точки и определяют равные углы между каждой парой соседних щелей 100А, и поэтому лепестки 101А имеют одинаковый размер. Щели 100А предпочтительно расходятся под углом 90о и определяют взаимно перпендикулярные части пересекающихся щелей. Щели 100А предпочтительно сформированы таким образом, что противоположные поверхности соседних лепестков 101А клапана плотно примыкают друг к другу, когда клапан 30А находится в своем нормальном полностью закрытом положении. Длину и местоположение щелей 100А можно регулировать, чтобы изменять заданное открывающее давление клапана 30А, а также другие характеристики дозирования.
Если смотреть на нее в коротком поперечном сечении через каждую пару пересекающихся щелей, Фиг.22, то наружная поверхность 96А клапана будет находиться на дуге окружности. Но если смотреть на эту поверхность в длинном поперечном сечении через каждую пару пересекающихся щелей. Фиг.21, то на дуге окружности будут находиться только два концевых участка наружной поверхности 96А клапана. Если смотреть в поперечном сечении Фиг.21, то каждый из двух концевых участков внутренней поверхности 92А клапана далее плоского участка 94А будет находиться на дуге окружности. Поверхности дуги окружности снаружи и внутри головки 90А клапана 30А в поясняемом предпочтительном втором осуществлении не являются концентрическими.
Клапан 30А предпочтительно сформован из эластомера, такого как синтетический термоотверждающийся полимер, включая кремнийорганический каучук производства компании Dow Corning Corp., США, с торговым названием DC99-595НС. Но клапан 30А можно также сформовать и из других термоотверждающихся материалов, или из других эластомерных материалов, или из термопластичных полимеров или термопластичных эластомеров, включая эластомеры на основе таких материалов, как термопластичный пропилен, этилен, уретан и стирол, включая их галогенированные аналоги.
Благодаря особой конфигурации клапана 30А он обычно находится в закрытой конфигурации - Фиг.15-22, если не подвергается воздействию открывающих усилий. Клапан 30А можно переместить в открытую конфигурацию (Фиг.24) за счет приложения достаточно значительной разности давлений к головке 90А клапана, когда клапан 30А находится в закрытой конфигурации, в результате чего давление, действующее снаружи на головку 90А клапана, будет ниже давления, действующего изнутри головки 90А клапана. Эта разность давлений принудительно перемещает лепестки 101А клапана вверх в открытое положение (Фиг.24). Открывающую разность давлений можно обеспечить за счет создания повышенного давления внутри емкости, на которой установлено укупорочное средство 34А. Обычно емкость имеет гибкую стенку, которую пользователь может сжать внутрь, чтобы повысить давление в емкости. Это предпочтительно можно сделать, поместив емкость (с установленным на нее укупорочным средством 34А) в перевернутое положение, в результате чего текучий материал или другая продукция в емкости будет сжиматься и давить на закрытый клапан 30А. Давление будет перемещать лепестки 101А клапана в открытое положение согласно Фиг.24; и материал или продукция будут течь через открытую щель 100А и мимо открытых лепестков 101А клапана.
Клапан 30А можно также открыть, если пользователь создаст достаточное всасывающее усилие на наружную поверхность головки клапана, чтобы понизить давление на наружной поверхности головки клапана ниже внутреннего давления, действующего на внутреннюю поверхность головки клапана.
Три пары пересекающихся щелей 100А клапана 30А открываются для выведения отдельных потоков, которые затем могут сливаться в один широкий («удлиненный) выпуск. Это можно использовать для дозирования вязкой текучей продукции в широкой, или в виде ленты, конфигурации. Выводимую продукцию можно намазывать укупорочным средством на основе или на другом соответствующем участке. Это укупорочное средство особо целесообразно для дозирования и намазывания майонеза или арахисового масла на хлеб, а также для дозирования и намазывания несъедобных материалов.
Если емкость, на которой установлен закрытый клапан 30А, случайно опрокинется, что продукция не будет вытекать из клапана, т.к. клапан будет оставаться закрытым. Клапан 30А предпочтительно выполнен с возможностью выдерживать вес текучей среды, действующий изнутри клапана 30А, когда емкость полностью перевернута. Клапан 30А предпочтительно выполнен с возможностью его открытия только после действия достаточной разности давлений на него, когда пользователь прилагает всасывающее усилие к концу клапана 30А и/или когда емкость сжимают (если емкость не является жесткой емкостью).
В предпочтительном осуществлении клапана 30А, если разность давлений, действующая на клапан 30А, в достаточной степени снижается, то тогда собственная упругость клапана его закроет. Затем клапан 30А примет закрытое положение - Фиг.15-22.
В одном из предпочтительных осуществлений лепестки 101А клапана 30А открываются наружу только тогда, когда головка 90А клапана подвергается действию заданной разности давлений в градиентном направлении, при котором давление, действующее на наружную поверхность головки клапана, превышает - на заданное значение - местное окружающее давление, действующее на наружную поверхность головки клапана. Продукцию тогда можно дозировать через открытый клапан, пока разность давлений не снизится ниже заданного значения, и лепестки 101А полностью закроются. Если осуществление клапана 30А также достаточно гибкое, чтобы предусматривать возможность втягивания внутрь окружающей атмосферы, то тогда закрывающиеся лепестки 101А смогут продолжать свое перемещение внутрь (не показано), чтобы клапан смог открыться внутрь при обращении градиентного направления разности давлений - и если давление на наружной поверхности головки клапана превысит давление на внутренней поверхности головки клапана на заданное значение.
Для некоторых дозирующих применений может быть желательным, чтобы клапан 30А не только дозировал бы продукцию, но также и обеспечивал возможность втягивания внутрь окружающей атмосферы (например, чтобы сжимаемая емкость (на которой установлен клапан) смогла вернуться в свою исходную форму). Поясняемое предпочтительное осуществление клапана 30А имеет эту способность втягивания внутрь окружающей атмосферы. Эта способность втягивания внутрь окружающей атмосферы может быть обеспечена путем выбора надлежащего материала для конструкции клапана, выбора соответствующей толщины стенки втулки, формы втулки, толщины головки и формы головки для определенного материала клапана и общего размера клапана. Степень гибкости и упругости клапана и, в частности, лепестков 101А можно рассчитать или определить таким образом, чтобы лепестки 101А отклонялись внутрь под действием достаточной разности давлений, воздействующей на головку и в градиентном направлении, противоположном градиентному направлению разности давлений во время дозирования продукции. Эту обратную разность давлений можно создать, когда пользователь отпустит сжимаемую упругую емкость, на которой установлен клапан. За счет упругости стенки(ок) емкости стенка вернется в свою нормальную, более крупную, конфигурацию объема. Увеличение объема внутреннего пространство емкости обусловит временное снижение внутреннего давления. Когда внутреннее давление снизится достаточно ниже окружающего наружного давления, то разность давлений на клапане будет достаточно значительной, чтобы отклонить лепестки 101А клапана внутрь для создания условий втягивания внутрь окружающей атмосферы. В некоторых случаях нужная скорость или количество втягивания окружающей атмосферы может и не реализоваться, пока сжатая емкость не вернется в по существу вертикальную ориентацию, чтобы продукция смогла течь под действием силы тяжести из клапана.
Предполагается, что дозирующие отверстия клапана, определяемые щелями 100А, могут принимать другие разные формы, размеры и/или конфигурации в соответствии с нужными характеристиками дозирования. Например, можно предусмотреть три или более пересекающиеся щели, особенно когда нужны более крупные или широкие потоки, и/или когда продукция является материалом из мелких частиц или содержащими жидкость заполнителями.
Соединительная втулка или периферическая втулка 70А выполнена в виде гофрированной мембраны, имеющей поперечное сечение по существу в виде перевернутой буквы J и внутренняя и наружная поверхности которой сливаются с внутренней поверхностью 92А и наружной поверхностью 96А головки клапана соответственно. Втулка 70А имеет первый отрезок 201А (Фиг.21), который соединяется с прикрепляющей частью 50А клапана 30А. Втулка 70А имеет второй отрезок 202А (Фиг.21), который соединен с головной частью 90А клапана 30А. Соединительная втулка 760А может также иметь короткую дугообразную соединительную часть 204А (Фиг. 21 и 22), где конец короткого первого отрезка 201А соединяется с соседним концом длинного второго отрезка 202А. Первый отрезок 201А предпочтительно короче второго отрезка 202А.
Толщина каждого отрезка может изменяться по его длине, и толщина первого отрезка 201А может быть равной толщине второго отрезка 202А или отличаться от этой толщины. Но в поясняемом предпочтительном втором осуществлении первый отрезок 201А и второй отрезок 202А оба имеют по существу единообразную толщину. Используемые значения толщины зависят, помимо прочего, от типа дозируемой продукции, от материала, из которого сделан клапан, и от общего размера клапана.
В предпочтительном втором осуществлении согласно Фиг.21 второй отрезок 202А имеет по существу цилиндрическую, кольцевую конфигурацию, которая проходит по существу параллельно направлению течения продукции и проходит внутрь от прикрепляющей части 50А (т.е. вниз от прикрепляющей части Фиг.21). Соединительная втулка 70А определяет местоположение головки 90А клапана, и при этом горизонтальная плоскость, проходящая через головку 90А клапана, проходит под (т.е. внутрь) краевой части 50А. Здесь термин «горизонтальная плоскость» используется по отношению к вертикально ориентированному дозирующему клапану 30, показываемому на чертеже Фиг.17. Эту плоскость можно также охарактеризовать как плоскость, которая по существу перпендикулярна к направлению течения, выводимой из клапана продукции.
Дозирующий клапан 30А предпочтительно выполнен для его использования вместе с определенной емкостью и с определенным типом продукции, чтобы обеспечить именно нужные характеристики дозирования. Например, и вязкость, и плотность текучей продукции могут быть важными факторами при конструировании определенной конфигурации клапана 30А для жидкостей. Прочими факторами могут быть форма, размер и прочность емкости. Жесткость и долговечность материала клапана, размер и форма головки 90А клапана и соединительной втулки 70А также являются важными факторами обеспечения нужных характеристик дозирования; и их можно соотнести с емкостью и с продукцией, из нее дозируемой.
Клапан 30А целесообразен для дозирования текучей продукции - жидкостей и даже порошков, мелких частиц или гранулированного материала, а также взвесей твердых частиц в жидкости. Удлиненная форма клапана 30А делает его особо целесообразным для дозирования продукции по широкой соответствующей площади; и клапан 30А особо целесообразен для дозирования такой намазываемой продукции, как майонез, в конфигурации нескольких потоков или в виде ленты.
В работе клапан 30А в укупорочном средстве 34А действует следующим образом. Клапан 30А обычно принимает исходную, выступающую внутрь ориентацию согласно Фиг.17; при этом клапан 30А остается по существу в своей исходной сформованной форме без деформации (т.е. соединительная втулка 70А по существу не напряжена, и щели 100А для выведения продукции полностью закрыты). Когда клапан 30А установлен в укупорочном средстве 34А на верхе емкости, Фиг.17, то он имеет такую конфигурацию, при которой щели 100А для выведения продукции будут оставаться надежно закрытыми после перевертывания емкости - даже если гидростатический напор жидкой продукции, действующий на клапан 30А, будет совершенно полным, когда емкость будет перевернута.
Если внутри емкости будет создано дополнительное давление, например при сгибе боковых стенок емкости вручную, то соединительная втулка 70А будет искажаться и головка 90А клапана начнет осевое смещение в направлении наружу.
Когда на емкость будет действовать дополнительное давление изнутри, то головка 90А клапана будет продолжать свое перемещение в наружном направлении, втулка 70А согнется пополам и будет перемещаться качением в наружном направлении до тех пор, пока соединительная втулка 70А по существу полностью не выдвинется - Фиг.23. Когда головка 90А клапана находится по существу в полностью выдвинутом положении (Фиг.23), то соединительная втулка 90А будет полностью напряжена.
Когда внутренний объем емкости подвергается возрастающему давлению, то головка 90А клапана продолжает смещаться немного еще дальше. Но поскольку соединительная втулка 70А уже по существу полностью выдвинута, поэтому считается, что последующее смещение в наружном направлении головки 90А клапана будет напрягать или растягивать продольно соединительную втулку 70А, тем самым увеличивая направленный наружу крутящий момент, прилагаемый к головке 90А клапана. При этом последующее перемещение в наружном направлении головки 90А клапана уплощает или распрямляет головку 90А клапана, особенно по его наружной поверхности 96А. Это уплощающее движение несколько увеличивает или расширяет горизонтальную конфигурацию головки 90А клапана, и этому увеличению в свою очередь оказывает сопротивление направленные поперечно внутрь усилия, прилагаемые на краевые части головки 90А клапана соединительной втулкой 70А, в результате чего создается еще одна сложная схема напряжений в клапане 30А, в состав которой входят напряжения, сжимающие головку 90А клапана в поперечно внутреннем направлении. Считается, что большинство сжимающих напряжений происходит вблизи центральной части головки 90А клапана.
При приложении дополнительного давления внутри емкости головка 90А клапана продолжает смещаться наружу, в еще большей степени растягивая соединительную втулку 70А и в еще большей степени увеличивая форму головку 90А клапана по горизонтали. Авторы данного изобретения полагают, что головка 90А клапана подвергается большему напряжению и упругой деформации вследствие повышенного крутящего момента, прилагаемого к ней соединительной втулкой 70А. Комбинированные усилия, крутящие моменты и перемещения, по-видимому, также вводят головку 90А клапана в состояние бифуркации, в котором комбинированные усилия, воздействующие на головку 90А клапана, - при приложении дополнительного направленного в наружном направлении давления на внутреннюю сторону 92А клапана 30А - обусловят быстрое открытие клапана 30А наружу путем отделения друг от друга лепестков 101А клапана согласно Фиг.24, в результате чего продукцию можно будет выводить через открытый клапан.
Упомянутое «состояние бифуркации» относится к относительно неустойчивому состоянию, в которое клапан 30А приходит непосредственно перед тем, как лепестки 101А клапана начнут открываться. При прохождении клапана 30А через состояние бифуркации комбинированные усилия, воздействующие на головку 90А клапана, находятся во временном неустойчивом равновесии, и затем они быстро смещают головку 90А клапана по существу в вогнутую форму, одновременно открывая лепестки 101А клапана, создавая проемы для выведения продукции.
Нужно отметить, что хотя изложены различные теории и объяснения в отношении того, как усилия, крутящие моменты, движения и напряжения могут сказываться на действии клапана согласно настоящему изобретению, подразумевается, что эти теории и объяснения не являются ограничивающими. Также подразумевается, что структуры клапана, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения, не исключаются каким бы то ни было иным образом из объема формулы изобретения только по той причине, что действие этих структур клапана не будет подчиняться представленным здесь объяснениям и теориям.
Конструкция соединительной втулки 70А предпочтительно такова, что по меньшей мере часть головки 90А открытого клапана 30А проходит наружу от укупорочного средства 34А, чтобы она была лучше видна пользователю.
Толщину головки 90А клапана и втулки 70А, и длину щелей 100А клапана можно подобрать такими, чтобы открытый клапан либо закрывался защелкиванием при снижении разности давлений до заданного уровня, или оставался полностью открытым, даже если разность давлений уменьшится до нуля.
Если клапан 30А сконструирован таким образом, чтобы закрываться после дозирования, то клапан 30А можно выполнить достаточно гибким, чтобы лепестки 101А клапана также открывались внутрь для осуществления упоминаемого выше втягивания внутрь окружающей атмосферы.
Третье осуществление клапана согласно настоящему изобретению показано на чертеже Фиг.25 и имеет общее обозначение 30В. Клапан 30В идентичен клапану 30А второго осуществления, описываемому выше со ссылкой на Фиг.15-24, - за тем исключением, что клапан 30В третьего осуществления имеет несколько отличающуюся прикрепляющую часть или фланец 50В. В частности, фланец 50В имеет внизу узкую плоскую площадку 51В. Напротив, клапан 30А второго осуществления имеет вместо площадки относительно острый край. Во всех других отношениях клапан 30В третьего осуществления имеет ту же структуру, что и клапан 30А второго осуществления, и функционирует для выведения продукции так же, как и клапан 30А второго осуществления. Площадка 51В на клапане 30В третьего осуществления целесообразна для некоторых типов средств фиксирования или зажима определенных укупорочных средств или других дозирующих структур, для которых предназначается клапан 30В.
Фиг.26 показывает четвертое осуществление клапана согласно настоящему изобретению; на чертеже Фиг.26 четвертое осуществление клапана имеет общее ссылочное обозначение 30С. Клапан 30С четвертого осуществления по существу идентичен клапану 30А второго осуществления, излагаемому выше со ссылкой на чертежи Фиг.15-24, - за тем исключением, что клапан 30С четвертого осуществления имеет несколько другую форму фланца или прикрепляющей части 50С. Фланец 50С особо целесообразен для термогерметизации фланца клапана на такой дозирующей структуре, как укупорочное средство, в котором установлен клапан. Фланец 50С вместо поперечного сечения в виде «ласточкиного хвоста» имеет по существу квадратное поперечное сечение со скругленным нижним внутренним углом. Во всех прочих отношениях клапан 30С четвертого осуществления действует, выводит продукцию так же, как и клапан 30А второго осуществления.
Пятое осуществление клапана согласно настоящему изобретению показано на чертежах Фиг.27-29 и имеет общее обозначение 30D. Клапан 30D пятого осуществления по существу идентичен клапану второго осуществления, описываемому со ссылкой на чертежи Фиг.15-24, - за тем исключением, что клапан 30D пятого осуществления имеет только одну пару поперечных щелей 100D вместо трех пар. Причем две поперечные щели 100D в клапане 30D пятого осуществления ориентированы таким образом, что одна из щелей 100D расположена по длине продольной оси удлиненного клапана 30D и таким образом, что другая щель из числа пересекающихся щелей 100D расположена по короткой поперечной оси клапана. Поперечная щель 100D короче расположенной по длине щели 100D - наглядно показано на чертежах Фиг.27 и 28.
Клапан 30D пятого осуществления действует, выводит продукцию, по существу так же, что и клапан 30А второго осуществления. Но с клапаном 30D пятого осуществления продукция может выводиться сильнее или толще в центральной части клапана 30D (где пересекаются две щели), чем в боковых концевых частях клапана. Наоборот, клапан 30А второго осуществления, с его тремя парами щелей, может обеспечивать более единообразное выведение продукции по длине клапана по сравнению с клапаном 30D пятого осуществления. Еще большей единообразности толщины выводимой продукции из клапана 30А второго осуществления можно достигнуть при помощи большего числа щелей, чем три пары щелей, и/или путем расположения пар щелей ближе друг к другу.
Разумеется, клапан 30 первого осуществления, излагаемый со ссылкой на чертежи Фиг.1-14, должен по существу дозировать продукцию с наиболее единообразным выведением в лентообразной конфигурации - по сравнению с клапанами второго, третьего, четвертого и пятого осуществлений. Но в зависимости от вязкости выводимой продукции, от размера клапана, длины щелей, толщины материала клапана и пр., различия в единообразности выведения продукции в разных осуществлениях клапана могут быть пренебрежимо небольшими.
Клапаны согласно настоящему изобретению особо целесообразны для дозирования ленты намазываемой продукции на основу; причем клапаны также эргономически целесообразны для дозирования непосредственно в рот пользователя.
Также нужно отметить, что второе, третье и четвертое осуществления 30А, 30В и 30С клапана соответственно можно при необходимости видоизменить для дозирования дискретных отдельных нескольких потоков, которые не формируют единую широкую ленту. В частности, пары пересекающихся щелей можно расположить с более широким интервалом. В зависимости от вязкости продукции и расстояния между парами пересекающихся щелей несколько пар пересекающихся щелей можно разместить таким образом, что продукция, выводимая из каждой пары щелей, будет относительно далеко от продукции, выводимой из соседних пар щелей, в результате чего множество отдельных дискретных потоков будут дозировать наружу, не сливаясь и не касаясь друг друга - с образованием одной широкой ленты выводимой продукции.
Изобретение предполагает другие модификации, которые можно сделать во втором, третьем, четвертом и пятом осуществлениях 30А, 30В, 30С и 30D соответственно, чтобы повлиять на направление выведения продукции из отверстия пересекающейся щели. Модификация предполагает изменение толщины части(ей) головки клапана, чтобы по меньшей мере одна часть головки клапана была значительно тоньше другой части(ей) головки клапана. Головку клапана можно сделать тоньше у одного из отверстий пересекающейся щели, чтобы, когда головка клапана будет подвергаться разности давлений, то головка клапана будет неединообразно смещаться в наружном направлении, в результате чего более тонкая часть головки клапана будет далее смещаться в направлении наружу, чем более толстая часть(и); и тогда часть более тонкой части будет иметь уклон от более дальнего местоположения в направлении наружу к более толстой части в направлении внутрь. Если одно или несколько отверстий пересекающихся щелей расположено на наклонной части, то направление, или угол, выведения течения из этого отверстия будет расположено под углом или наклонно по отношению к выведению продукции из других щелевых отверстий в более толстой части(ях) головки клапана.
Щелевые отверстия в более толстой части(ях) головки клапана обычно выводят продукцию в виде по существу параллельных потоков по существу в основном направлении течения из клапана. Но щелевое отверстие на наклонной части более тонкой части находящейся под давлением головки клапана будет направлено под углом относительно общего направления выведения других щелевых отверстий в более толстых частях головки клапана.
Например, обращаясь ко второму осуществлению клапана 30А, показываемому на чертеже Фиг.15, имеются три пары пересекающихся щелевых отверстий. Головку клапана 30А можно сделать тоньше в средней части, где находится отверстие средней пересекающейся щели, и головку клапана можно сделать толще в каждом боковом конце непосредственно за каждым из двух внешних отверстий пересекающейся щели. Тогда при приложении разности давлений на головку клапана более тонкая центральная часть головки клапана (с центральным щелевым отверстием) будет смещаться в наружном направлении (утолщение в наружном направлении) в большей степени, чем более толстые боковые концы клапана. В результате этого два самых внешних отверстия пересекающейся щели будут расположены вдоль наклона или угла на каждой стороне центрального утолщения. Два самых внешних щелевых отверстия, каждое, будут тогда ориентированы таким образом, что будут направлять свое выводящее течение под некоторым углом несколько в боковом направлении, а не прямо и параллельно потоку из центрального щелевого отверстия.
При таком изменении толщины части(ей) головки клапана отверстие(я) пересекающейся щели можно выполнить с возможностью открытия и выведения продукции под углом по отношению к некоторым другим пересекающимся щелевым отверстиям. Это изменение толщины головки клапана можно использовать даже только с одним пересекающимся щелевым отверстием, чтобы отверстие выводило продукцию под углом по отношению к общей геометрической оси через клапан и/или дозирующую структуру, содержащую клапан.
Согласно еще одному, дополнительному, аспекту настоящего изобретения клапан или по меньшей мере гибкая удлиненная головка клапана может быть по существу овальной. То есть, головка клапана или даже весь клапан может иметь конфигурацию по горизонтали в виде овала с большой осью и малой осью, но без самих прямых боковых частей (например, без прямых боковых частей 76 для первого осуществления 30 согласно Фиг.6). В соответствии с этим дополнительным аспектом изобретения все осуществления клапана 30, 30А, 30В, 30С и 30D могут иметь искривленные боковые части вместо показываемых по существу прямых боковых частей.
Также нужно отметить, что головка клапана необязательно должна быть симметричной в горизонтальной проекции (т.е. симметричной в соответствии с осуществлениями Фиг.6, Фиг.20 и Фиг. 30D). Например, одна сторона может проходить поперечно в наружном направлении больше, чем противоположная сторона.
Выше отмечалось, что клапан согласно настоящему изобретению можно применять с разными дозирующими структурами, включая разные типы дозирующих укупорочных средств, которые можно установить на емкости или на другом устройстве или системе, в которой содержится продукция, и из которой продукция дозируется через клапан. Это укупорочное средство может фиксировать клапан при помощи любого соответствующего средства. В представленных на чертежах осуществлениях клапан показан зафиксированным в корпусе укупорочного средства при помощи фиксирующего элемента, который взаимодействует с корпусом укупорочного средства, удерживая клапан в нужном положении (например, фиксатор 38 для первого осуществления клапана 30 согласно Фиг.3 или фиксатор 38А для второго осуществления согласно Фиг.17). Фиксаторы 38 и 38А вставлены в дно укупорочного средства, и прижимают клапан к обращенной вниз зажимающей поверхности, определяемой на внутренней стороне корпуса клапана. Нужно отметить, что вместо этого клапан можно зафиксировать в укупорочном средстве другой конструкции, в которой клапан вставлен через верх корпуса укупорочного средства в упор к обращенной наружу поверхности в корпусе укупорочного средства; и клапан затем фиксируется на корпусе укупорочного средства фиксатором, вставленным сверху корпуса укупорочного средства, чтобы прижать клапан к корпусу клапана. Эту «вставка сверху» можно легко сконструировать для осуществлений клапана, показываемого на чертежах, и для других вариантов выполнения клапана.
Разумеется, для фиксирования клапана в укупорочном средстве или дозирующей структуре можно использовать совершенно другие средства. Например, клапан можно сформовать двойным литьем под давлением непосредственно на дозирующей структуре или другом компоненте; либо клапан можно приклеить к этому компоненту, либо клапан можно прижать к этому компоненту путем деформирования стенки компонента относительно периферической части клапана и др.
Клапан в соответствии с настоящим изобретением, включая все пять поясняемых осуществлений, можно использовать и на другой структуре помимо самой емкости. Клапан можно использовать, например, в системе переработки текучей среды, в дозирующем автомате, в медицинском устройстве и пр.
Из приводимого выше подробного описания изобретения и из его чертежей можно заметить, что в рамках идеи и объема обладающих новизной концепций или принципов настоящего изобретения можно выполнить многие другие варианты и модификации.
1. Самоуплотняющийся дозирующий клапан, содержащий
периферическую прикрепляющую часть, при помощи которой упомянутый клапан можно прикрепить к дозирующей структуре, через которую продукцию можно выводить из источника продукции таким образом, что выводимая продукция по существу определяет направление течения из клапана в окружающую среду;
гибкую периферическую втулку, проходящую от периферической прикрепляющей части, причем по меньшей мере часть втулки проходит по существу параллельно упомянутому направлению течения к местоположению либо наружу, либо внутрь по отношению к периферической прикрепляющей части; при этом втулка, если на нее смотреть извне, имеет конфигурацию горизонтальной проекции, содержащую центральную удлиненную часть и две более короткие концевые части на противоположных концах центральной удлиненной части; и
гибкую удлиненную головку, проходящую по существу вбок от периферической втулки; при этом головка имеет толщину и по меньшей мере одну удлиненную щель через упомянутую толщину, определяя два противоположных открываемых участка в упомянутой головке, которые (1) имеют, каждый, по меньшей мере одну поперечную поверхность для уплотняющего примыкания в упор к поперечной поверхности другого открываемого участка; (2) обычно закрыты, но открываются для выведения упомянутой продукции через них при реагировании на разность давлений на упомянутой головке,
причем центральная удлиненная часть периферической втулки имеет две отстоящие друг от друга удлиненные боковые стенки;
каждая из двух более коротких концевых частей периферической втулки содержит концевую стенку, соединяющуюся с боковыми стенками; и
каждая концевая стенка имеет прямую секцию между двумя искривленными секциями, каждая из которых соединяется с одной из боковых стенок.
2. Клапан по п.1, в котором длина каждой боковой стенки по меньшей мере в три раза больше ширины головки клапана.
3. Самоуплотняющийся дозирующий клапан, содержащий
периферическую прикрепляющую часть, при помощи которой упомянутый клапан можно прикрепить к дозирующей структуре, через которую продукцию можно выводить из источника продукции таким образом, что выводимая продукция по существу определяет направление течения из клапана в окружающую среду;
гибкую периферическую втулку, проходящую от периферической прикрепляющей части, причем по меньшей мере часть втулки проходит по существу параллельно упомянутому направлению течения к местоположению либо наружу, либо внутрь по отношению к периферической прикрепляющей части; при этом втулка, если на нее смотреть извне, имеет конфигурацию горизонтальной проекции, содержащую центральную удлиненную часть и две более короткие концевые части на противоположных концах центральной удлиненной части; и
гибкую удлиненную головку, проходящую по существу вбок от периферической втулки; при этом головка имеет толщину и по меньшей мере одну удлиненную щель через упомянутую толщину, определяя два противоположных открываемых участка в упомянутой головке, которые (1) имеют, каждый, по меньшей мере одну поперечную поверхность для уплотняющего примыкания в упор к поперечной поверхности другого открываемого участка; (2) обычно закрыты, но открываются для выведения упомянутой продукции через них при реагировании на разность давлений на упомянутой головке,
причем головка содержит по меньшей мере две пары отделенных друг от друга интервалом пересекающихся щелей, определяющих сегментные лепестки, при этом каждая пара пересекающихся щелей определяет четыре лепестка из числа упомянутых лепестков.
4. Самоуплотняющийся дозирующий клапан, содержащий
периферическую прикрепляющую часть, при помощи которой упомянутый клапан можно прикрепить к дозирующей структуре, через которую продукцию можно выводить из источника продукции таким образом, что выводимая продукция по существу определяет направление течения из клапана в окружающую среду;
гибкую периферическую втулку, проходящую от периферической прикрепляющей части, причем по меньшей мере часть втулки проходит по существу параллельно упомянутому направлению течения к местоположению либо наружу, либо внутрь по отношению к периферической прикрепляющей части; при этом втулка, если на нее смотреть извне, имеет конфигурацию горизонтальной проекции, содержащую центральную удлиненную часть и две более короткие концевые части на противоположных концах центральной удлиненной части; и
гибкую удлиненную головку, проходящую по существу вбок от периферической втулки; при этом головка имеет толщину и по меньшей мере одну удлиненную щель через упомянутую толщину, определяя два противоположных открываемых участка в упомянутой головке, которые (1) имеют, каждый, по меньшей мере одну поперечную поверхность для уплотняющего примыкания в упор к поперечной поверхности другого открываемого участка; (2) обычно закрыты, но открываются для выведения упомянутой продукции через них при реагировании на разность давлений на упомянутой головке,
причем центральная удлиненная часть периферической втулки имеет две отделенные друг от друга интервалом удлиненные боковые стенки;
каждая из двух более коротких концевых частей периферической втулки имеет концевую стенку, соединяющуюся с боковыми стенками; и
клапан входит в комбинацию с отдельным кожухом, который удерживает клапан и который выполнен с возможностью его съемной или постоянной установки на упомянутой емкости; причем кожух имеет несущую стенку, прилегающую к каждой удлиненной боковой стенке, служащую для того, чтобы каждая боковая стенка не отходила далее несущей стенки к другой боковой стенке, при этом каждая несущая стенка кожуха расположена на расстоянии в сторону и внутрь от соседней боковой стенки указанной втулки, когда открываемые участки головки клапана закрыты.
5. Клапан по п.4, в котором
головка имеет (1) внутреннюю поверхность, обращенную к продукции, и (2) наружную поверхность, обращенную к окружающей среде;
наружная поверхность имеет непрерывную искривленность, если на нее смотреть вдоль поперечного сечения головки клапана;
внутренняя поверхность имеет плоскую область;
по меньшей мере одна удлиненная щель расположена вдоль воображаемой плоскости, проходящей через упомянутую головку; и
головка также содержит две отделенные друг от друга интервалом короткие щели, каждая из которых (1) по существу перпендикулярна к по меньшей мере одной удлиненной щели, (2) находится у конца по меньшей мере одной удлиненной щели, и (3) сообщается с упомянутой по меньшей мере одной удлиненной щелью, определяя противоположные удлиненные лепестки, действующие в качестве открываемых участков; при этом каждый лепесток имеет длинный край и два коротких края.
6. Самоуплотняющийся дозирующий клапан, содержащий
периферическую прикрепляющую часть, при помощи которой упомянутый клапан можно прикрепить к дозирующей структуре, через которую продукцию можно выводить из источника продукции таким образом, что выводимая продукция по существу определяет направление течения из клапана в окружающую среду;
гибкую периферическую втулку, проходящую от периферической прикрепляющей части, причем по меньшей мере часть втулки проходит по существу параллельно упомянутому направлению течения к местоположению либо наружу, либо внутрь по отношению к периферической прикрепляющей части; при этом втулка, если на нее смотреть извне, имеет конфигурацию горизонтальной проекции, содержащую центральную удлиненную часть и две более короткие концевые части на противоположных концах центральной удлиненной части; и
гибкую удлиненную головку, проходящую по существу вбок от периферической втулки; при этом головка имеет толщину и по меньшей мере одну удлиненную щель через упомянутую толщину, определяя два противоположных открываемых участка в упомянутой головке, которые (1) имеют, каждый, по меньшей мере одну поперечную поверхность для уплотняющего примыкания в упор к поперечной поверхности другого открываемого участка; (2) обычно закрыты, но открываются для выведения упомянутой продукции через них при реагировании на разность давлений на упомянутой головке,
причем головка имеет по меньшей мере две отделенные друг от друга интервалом пересекающиеся щели, и толщина головки неединообразная по отношению к местоположению по меньшей мере двух упомянутых групп пересекающихся щелей, в результате чего более тонкая часть головки принудительно перемещается в наружном направлении дальше, чем более толстая часть головки, когда клапан подвергается воздействию разности давлений, в результате чего выведение продукции через одну из двух групп пересекающихся щелей происходит под соответствующим углом к выведению продукции через другую группу щелей.
