Способ изготовления аэрозольного баллона с крышкой (варианты), способ деформации крышки аэрозольного баллона, способ формирования крышки аэрозольногобаллона и устройство для закатывания крышки аэрозольного баллона - RU2208567C2
Код документа: RU2208567C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к способу изготовления аэрозольного баллона с крышкой, способу деформации крышки аэрозольного баллона, способу формирования крышки аэрозольного баллона и устройству для закатывания крышки аэрозольного баллона, в частности тонкостенной крышки аэрозольного баллона.
Аэрозольные распылительные баллоны широко используются во всем мире в течение десятилетий. Обычно такие баллоны изготавливают из металла, такого как сталь или алюминий, и они предназначены для распределения (дозированной выдачи) текучих материалов или вязких материалов и могут быть выполнены с перегородкой или без нее. Многие текучие материалы, особенно имеющие низкую вязкость, выдаются из находящихся под давлением аэрозольных баллонов без перегородки, где отсутствует разделение между текучим материалом, подлежащим выдаче, и находящимся под давлением в баллоне газом-вытеснителем. Напротив, распределительный баллон с перегородкой выполнен с расположенной внутри него подвижной перегородкой, такой как упругая диафрагма или поршень, где материал, подлежащий выдаче, находится с той стороны перегородки, которая обращена к выходному отверстию, а газ-вытеснитель находится с другой стороны перегородки и воздействует на перегородку, тем самым заставляя текучие материалы, имеющие более высокую вязкость, выходить через распределительный клапан баллона.
Аэрозольный баллон содержит корпус в основном цилиндрической формы, который имеет открытый конец с крышкой, прикрепленной к открытому концу обычно путем закатывания или отбортовки, хотя иногда для этой цели используют сварку или приклеивание. Распылительное сопло для аэрозоля, пены или струи закреплено в крышке и сообщается с содержимым корпуса контейнера для выдачи этого содержимого через сопло при приведении сопла в действие.
Для крышек большей части аэрозольных баллонов характерным является наличие в них утопленной, расположенной по кругу канавки, которая проходит в корпус баллона, располагаясь в непосредственной близости в радиальном направлении от места, где крышка соединяется с корпусом баллона. Радиально внутрь от указанной канавки крышка имеет форму скругленного выпуклого купола. Указанная утопленная канавка предназначена для приема закаточного патрона, используемого в процессе соединения крышки с корпусом баллона. Однако эта канавка является наиболее непрочной и поэтому наиболее легко деформируемой частью крышки, когда аэрозольный баллон находится под давлением. Поэтому крышки аэрозольных баллонов должны иметь относительно толстые стенки для предотвращения их деформации под давлением. Непрочность указанной канавки крышки становится особенно критической при возрастании давления в аэрозольном баллоне вследствие увеличения температуры окружающей среды во время хранения, транспортировки для изготовления.
Крышки могут также иметь небольшой, направленный внутрь от канавки выступ для обеспечения возможности удерживания колпака крышки.
Обычно крышку соединяют с корпусом баллона способом закатывания двойным закаточным швом. Корпус баллона предусмотрен с фланцем, выполненным вдоль наружного края открытого конца, а крышка по ее наружному краю предусмотрена с завитком и канавкой, расположенной в непосредственной близости от этого завитка.
На первом этапе закатывания завиток крышки входит в сцепление с фланцем в верхней части корпуса баллона. Корпус тары устанавливают на опорную плиту, которая может поворачиваться, а закаточный патрон устанавливают внутри утопленной канавки крышки. Крышка и корпус баллона взаимно блокируются друг относительно друга закаточным роликом, имеющим специально профилированную канавку. Закаточный ролик контактирует с завитком крышки и фланцем корпуса баллона и соединяет их друг с другом путем прижатия их к противолежащей опорной поверхности закаточного патрона. При осуществлении этой первой операции закатывания крышка и корпус баллона приводятся во вращение мимо закаточного ролика за счет поворота либо опорной плиты, либо патрона или обоих элементов. Хорошее качество шва, полученного на первой операции, получается тогда, когда обеспечивается не слишком свободный и не слишком тугой шов, а фланец корпуса баллона хорошо отогнут по радиусу завитка крышки. После завершения первой операции закатывания первый закаточный ролик отводится и больше не контактирует с крышкой или корпусом тары.
На второй операции закатывания используют второй закаточный ролик с другим профилем канавки, отличным от профиля канавки первого закаточного ролика. Профиль указанной второй канавки выполнен более плоским, чем профиль первого закаточного ролика, и он выполнен так, чтобы плотно сжимать вместе завиток крышки и фланец корпуса баллона для получения двойного плотного шва. Если на крышку предварительно нанесен герметизирующий состав (паста для уплотнения швов) или он используется иначе, то при осуществлении указанной второй операции он будет равномерно распределяться вокруг шва. После завершения закатывания двойным закаточным швом канавка крышки останется в виде части профиля крышки, ее вид или форма не изменится даже после заполнения аэрозольной тары текучим материалом и создания в нем давления.
Давление внутри баллона, которое действует на крышку, особенно в ее наиболее слабом месте - утопленной канавке, требует, чтобы стенка крышки была относительно толстой, для того, чтобы она постоянно не деформировалась, не выгибалась наружу или не разрушалась от высокого давления, которое может иметь место при заполнении баллонов во время их хранения, транспортировки, использования и испытания. Обычным явлением является то, что при хранении и транспортировке аэрозольный баллон подвергается воздействию повышенных температур окружающей среды, которые увеличивают давление внутри баллона и таким образом увеличивают нагрузку на канавку крышки.
Ввиду потенциальной опасности разрыва или деформации аэрозольного баллона несколько правительственных организаций потребовали, чтобы определенные типы аэрозольных баллонов обладали определенной прочностью или стойкостью к деформации и разрыву.
Например, инструкции министерства транспорта США требуют, чтобы аэрозольный баллон, вмещающий менее 27,7 унций жидкости (830 г), или имеющий емкость менее 819,2 мл, был способен выдерживать, при этом остаточно не деформируясь, внутреннее давление, равное равновесному давлению содержащихся в нем компонентов, т.е. текучего материала и газа-вытеснителя при температуре 130oF или 54,4oС (в качестве стандартной также принята температура 122oF или 50oС, и чтобы давление в таре не превышало 140 фунтов на кв. дюйм, или 965 кПа, или 9,65 бар при 130oF или 54,4oС. Если внутреннее давление в баллоне превышает 140 фунтов на кв. дюйм, или 965 кПа, или 9,65 бар к баллону предъявляются особые требования. Кроме того, министерство транспорта США требует также, чтобы не было постоянной деформации аэрозольного баллона при 130oF или 54,4oС, и чтобы баллон не разрывался при давлении, в 1,5 раза превышающем давление при 130oF или 54,4oС. Таким образом, например, если равновесное давление в аэрозольном баллоне составляет при 130oF (54,4oС) 140 фунтов на кв. дюйм, или 9,65 кПа, или 9,65 бар, тогда баллон не должен разрываться при давлении 210 фунтов на кв. дюйм, или 1448 кПа, или 14,48 бар.
Для удовлетворения требований, установленных правительством, и для выдерживания возможных повышенных внутренних давлений крышка обычного аэрозольного баллона, выполненная из стали, имеет толщину стенки в диапазоне от 0, 012 до 0,013 дюйма или от 0,305 до 0,330 мм, в то время как толщина стенки крышки, выполненной из алюминия, составляет в зависимости от сплава от 0,012 до 0,018 дюйма или от 0,305 до 0,457 мм. При таких требованиях к толщине стенки крышки получается крышка, вес которой составляет от 16 до 20 грамм, если она изготовлена из стали и ее диаметр составляет приблизительно 2,47 дюйма (62,74 мм), или 14,7 грамм, если она выполнена из алюминиевого сплава и имеет диаметр 2,47 дюйма (62,74 мм), а толщина стенки составляет около 0,016 дюйма или 0,406 мм.
Если бы канавка в крышке для патрона не была бы исходно слабым место крышки аэрозольного баллона, такие крышки могли бы изготавливаться из металла с меньшей толщиной листа с получением существенных экономических и экологических преимуществ. Однако в соответствии с существующим уровнем техники крышки изготавливают из металла скорее с большей толщиной листа, чем из металла с меньшей толщиной листа. Экономические потери и экологический ущерб, связанные с производством относительно толстостенных крышек аэрозольных баллонов, велики, принимая во внимание, что ежегодно в мире используется около 10 миллиардов единиц аэрозольных баллонов. Легко понять, что с экономической точки зрения уменьшение толщины крышки аэрозольной тары может оказать значительное влияние на снижение потребности в рудах и минералах, используемых в производстве таких крышек, особенно учитывая то, что их запасы уменьшаются. Цена стали сегодня составляет около 600-700 долларов США за тонну, и если толщина крышки аэрозольного баллона составит половину обычной толщины стенки крышки, это позволяет почти наполовину сократить потребность в стали или в расчете на всех потребителей США сэкономить свыше 18 миллионов долларов в год. Такую или еще большую экономию можно получить при использовании алюминиевых крышек. Средний вес обычной толстостенной крышки, с диаметром около 2 - 1/2 дюйма или около 1 см составляет примерно 0,7 унций (20 г). При снижении толщины стенки крышки наполовину на одной крышке можно сэкономить 10 грамм стали или 30 миллиардов граммов (30 тысяч тонн) стали только в США, а во всем мире можно сэкономить порядка 100 тысяч тонн стали. Аналогичную экономию можно получить для алюминиевых крышек.
Кроме того, требуется больше энергии на изготовление крышек аэрозольных баллонов с относительно толстыми стенками и соответственно на добычу руды и получение из нее металла. Во внимание следует принимать также стоимость транспортирования металла для таких крышек на каждом этапе - от получения металла из руды до его транспортирования для изготовления крышек, а также стоимость транспортирования заполненных банок. Если бы металлические крышки имели более тонкие стенки и поэтому были бы более легкими по весу, можно было бы получить существенную экономию затрат на транспортировку. При приблизительно 30 тоннах груза на грузовик в переводе на грузовики это составляет до тысячи грузовиков в год на каждом этапе погрузочных работ. При трех или четырех этапах отгрузок достигается очень большая экономия в грузовых перевозках.
Не говоря уже о том, что каждый из упомянутых экономических факторов имеет также экологический аспект. Неблагоприятные различные эффекты могли бы быть в значительной мере уменьшены, если бы можно было уменьшить толщину стенки крышки аэрозольного баллона с одновременным удовлетворением строгих требований по безопасности инструкций различных правительственных ведомств. Кроме того, относительно толстостенные крышки обычных аэрозольных баллонов являются жесткими и, следовательно, трудно деформируемыми или сминаемыми при их утилизации или переработке.
Поскольку утопленные канавки крышек баллонов являются сборниками (ловушками) пыли и грязи, предпочтительным является их устранение с целью получения более гигиенически чистого баллона или для обеспечения более легкого доступа к открытым для воздействия поверхностям крышки с целью их очистки. Кроме того, один из способов, посредством которого в промышленности решают проблему чистоты баллона, заключается в использовании большого колпачка для предотвращения накопления пыли и грязи в утопленной канавке крышки. Однако такие колпаки увеличивают стоимость аэрозольного баллона и создают проблемы дополнительные загрязнения окружающей среды. Таким образом, если устранить источник проблемы, т.е. канавку, эти большие наружные колпаки становятся необязательными.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка такого способа изготовления аэрозольного баллона путем установки на нем крышки, чтобы исключить нежелательное коробление последней, которое может иметь место при тонкой крышке, за счет выполнения крышки настолько тонкой, чтобы она всегда деформировалась после установки такой крышки на баллон под давлением в баллоне, во избежание дальнейшего деформирования крышки впоследствии при увеличении давления в баллоне. Технической задачей настоящего изобретения также является создание способов деформации крышки и формирования крышки при изготовлении аэрозольного баллона с крышкой, а также создание устройства для закатывания крышки на аэрозольном баллоне при изготовлении аэрозольного баллона.
Данная техническая задача решается за счет того, что в способе изготовления аэрозольного баллона, имеющего крышку с центральным отверстием и наружным краем и корпус баллона с открытым концом, причем крышка выполнена тонкостенной и имеет утопленную канавку вблизи ее наружного края, согласно изобретению крышку прикрепляют к открытому концу корпуса баллона, уплотняют центральное отверстие крышки, причем уплотнительный элемент имеет устройство, с помощью которого во внутреннюю полость, образованную крышкой и корпусом баллона, поступает находящийся под давлением текучий материал, и увеличивают во внутренней полости давление путем подачи в нее находящегося под давлением текучего материала через указанное устройство до такого давления, которое вызывает деформацию тонкостенной крышки в направлении наружу по существу до ликвидации указанной утопленной канавки.
Техническая задача также решается за счет того, что в способе изготовления аэрозольного баллона, имеющего тонкостенную крышку с центральным отверстием и корпус с открытым концом, причем крышка имеет загнутый наружный край, а корпус баллона имеет фланец вокруг края его открытого конца, при котором используют по меньшей мере один раздвигаемый рычаг, несущий опорный ролик, согласно изобретению загнутый наружный край крышки размещают на отбортованном крае корпуса баллона, устанавливают по меньшей мере один раздвигаемый рычаг и опорный ролик во внутренней полости корпуса баллона, устанавливают закаточный ролик снаружи корпуса баллона, причем опорный ролик и закаточный ролик устанавливают друг напротив друга, и формируют шов из загнутого наружного края крышки и отбортованного края корпуса путем сжатия их между опорным роликом и закаточным роликом.
Кроме того, техническая задача решается за счет того, что в способе деформации крышки аэрозольного баллона, крепящейся к корпусу аэрозольного баллона, выполненной тонкостенной и имеющей центральное отверстие, наружный край и утопленную канавку, проходящую по кругу вблизи наружного края, причем утопленная канавка образована двумя радиально противоположными разнесенными на небольшое расстояние сторонами, соединенными между собой дном канавки, согласно изобретению наружный край крышки крепят к открытому концу корпуса аэрозольного баллона и тем самым образуют внутреннюю полость корпуса баллона и крышки, уплотняют центральное отверстие крышки уплотнительным элементом, и увеличивают давление во внутренней полости путем подачи находящегося под давлением текучего материала во внутреннюю полость через указанное средство подачи до такого давления, которое вызывает деформацию канавки, заставляя ее стороны двигаться наверх и дно вытягиваться.
Техническая задача также решается за счет того, что в способе формирования крышки для аэрозольного баллона, имеющего корпус, причем крышка имеет центральное отверстие, наружный край и утопленную канавку, расположенную радиально вблизи наружного края, а корпус баллона выполнен в основном цилиндрическим и с открытым концом, образованным краем, при котором наружный край крышки крепят к краю корпуса баллона, согласно изобретению радиальную утопленную канавку крышки выгибают до по меньшей мере по существу ликвидации утопленной канавки.
Техническая задача также решается за счет того, что устройство для закатывания крышки аэрозольного баллона, выполненной с центральным отверстием, образованным внутренним краем, с наружным краем и без утопленной канавки для размещения закаточного патрона, на корпусе баллона согласно изобретению имеет по меньшей мере один раздвигаемый рычаг, несущий опорный ролик, неподвижный стержень, к которому одним своим концом прикреплен указанный рычаг, поперечину, к которой своим противоположным концом прикреплен указанный рычаг, по меньшей мере одну подвижную ось, прикрепленную своим концом к указанной поперечине и выступающую из неподвижного стержня, причем раздвигаемый рычаг, поперечина, неподвижный стержень и подвижная ось имеют в сборе размеры, которые позволяют устройству проходить через центральное отверстие крышки, причем подвижная ось выполнена с возможностью отвода и складывания раздвигаемого рычага после прохода устройства через центральное отверстие крышки и тем самым установки опорного ролика напротив закаточного ролика для осуществления закатки крышки баллона на корпусе баллона.
Устройство предпочтительно дополнительно содержит вращающуюся втулку, расположенную вокруг неподвижного стержня и предназначенную для взаимодействия с крышкой баллона для поворота крышки и корпуса баллона при закатывании.
Кроме того, предпочтительно по меньшей мере один раздвигаемый рычаг включает первый рычаг, прикрепленный на конце к неподвижному стержню, и второй рычаг, прикрепленный на конце к поперечине, причем первый и второй рычаги прикреплены друг к другу соединительным звеном, несущим опорный ролик.
Устройство предпочтительно дополнительно содержит второй раздвигаемый рычаг, расположенный в основном напротив первого раздвигаемого рычага, при этом оба раздвигаемых рычага образуют четырехзвенное рычажное устройство.
Далее для демонстрации признаков и преимуществ настоящего изобретения оно будет пояснено более
подробно со ссылкой на чертежи, на которых
Фиг.1 - вид
сбоку, частично в разрезе, крышки аэрозольного баллона в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 - вид сверху крышки аэрозольного баллона по фиг.1.
Фиг. 3 и 4 - боковые сечения, иллюстрирующие первый способ выполнения крышки аэрозольного баллона по настоящему изобретению.
Фиг.4А - частичное сечение альтернативного варианта корпуса баллона, показанного на фиг.3 и 4.
Фиг. 5 и 7 - боковые вертикальные виды и фиг.6 - вид сверху, иллюстрирующие второй способ выполнения крышки аэрозольного баллона по настоящему изобретению.
Фиг. 8, 9 и 11 - боковые вертикальные виды с частичным разрезом, иллюстрирующие способ, посредством которого крышка по настоящему изобретению, в которой отсутствует утопленная канавка, крепится путем закатывания к корпусу баллона.
Фиг. 11А - альтернативный вариант осуществления вращающейся втулки, показанной на фиг.8, 9 и 11.
Фиг. 10 - вид снизу по линиям 10-10 на фиг.9, рычажного механизма, используемого при осуществлении способа закатывания, проиллюстрированного на фиг.8, 9 и 11.
На фиг. 1 и 2 показана крышка 10 аэрозольного баллона по настоящему изобретению, имеющая в целом форму выпуклого купола. Крышка выполнена относительно тонкостенной из металла с покрытием или без покрытия, пластика или трехслойной конструкции из металла и пластика. Крышка 10 имеет наружную периферию 12 с завитком 15, образованным по краю этой периферии для обеспечения возможности крепления крышки к корпусу 20 аэрозольного баллона, показанному линией воображаемого контура на фиг.1. Крышка 10 имеет также центральное отверстие 14, ограниченное внутренней периферией 16, с закрученным краем 17 для крепления сопла (насадки) для распыления аэрозоля. Крышка 10 по высоте проходит от ее наружной периферии 12 до ее внутренней периферии 16, при этом она имеет по существу скругленную и в основном полусферическую, параболлическую или эллиптическую форму. Форма крышки 10 позволяет ей выдерживать значительное давление, существующее внутри аэрозольного баллона 20, несмотря на то, что она является относительно тонкостенной. Действительно, крышка 10 может противодействовать деформации при давлениях в таре, превышающих те, при которых обычно разрушается шов аэрозольного баллона, т. е. выше 300 psiq (2068 кПа или 20,7 бар).
Крышку 10 обычно изготавливают из тонкостенного металла, такого, как сталь или алюминиевый сплав. Если крышку 10 изготавливают из стали, толщина ее стенки составляет 0, 005-0,013 дюйма (0,127-0,330 мм), ее диаметр составляет 1,77-3,00 дюйма (45-76,2 мм), а ее вес составляет 4-21 грамм. Если крышку изготавливают из алюминиевого сплава, толщина ее стенки составляет 0, 005-0,018 дюйма (0,127-0,457 мм), ее диаметр составляет 1,77-3,00 дюйма (45-76,2 мм), а ее вес составляет 1,5-11 граммов.
Указанные величины толщины стенки крышки меньше минимального уровня значений толщины, которые могли бы допустить деформацию стенок под действием минимального, регламентируемого правительственными инструкциями давления газа в баллоне, например, 140 фунтов на кв. дюйм (965 кПа). Но это не существенно, поскольку крышку перед заполнением баллона предварительно деформируют и выгибают наружу, а такая выгнутая тонкая стенка не будет далее деформироваться или выгибаться при регламентируемом инструкциями минимальном давлении или выше его.
Существенный признак крышки 10 аэрозольного баллона заключается в отсутствии в ней утопленной канавки для закаточного патрона, подобного той, которую можно обнаружить в ряде многочисленных обычных крышек аэрозольной тары. Как упоминалось ранее, такая утопленная канавка в стандартных крышках является обычно их наиболее слабым местом и имеет тенденцию к выгибанию (выворачиванию), когда аэрозольный баллон подвергается воздействию высоких внутренних давлений в процессе изготовления, транспортировки или хранения. Таким образом, крышка 10 в соответствии с настоящим изобретением лишена данного недостатка, и она обладает стойкостью к деформации или она более стойка к деформации, чем стандартные крышки тары с более толстыми стенками.
Крышка аэрозольного баллона, имеющая отличительную форму крышки 10, может быть отформована либо перед ее креплением к корпусу баллона, либо после ее крепления к корпусу баллона, о чем будет сказано ниже. Способ, с помощью которого образуется крышка 10, и способ, посредством которого изготавливаются аэрозольные баллоны, имеющие крышку 10, зависят от таких факторов, как материал, из которого выполняют крышку 10, средств, посредством которых крышку крепят к корпусу баллона, и в случае выполнения закатывания - от типа используемых закаточных машин, скорости закаточной машины и, следовательно, затрат.
При первом способе изготовления крышки 10 по настоящему изобретению крышка первоначально имеет форму обычной крышки аэрозольного баллона, предусмотренной с утопленной канавкой для приема закаточного патрона. Но эта крышка выполнена из тонкостенного материала, как требуется для крышки 10, в соответствии с настоящим изобретением. Такая первоначально изготовленная крышка 60 показана на фиг.3, и она имеет утопленную канавку 62. Канавка 62 в исходно отформованной крышке 60 ограничена двумя противоположными удаленными на некоторое расстояние друг от друга в радиальном направлении стенками - наружной стенкой 64 канавки и внутренней стенкой 66 канавки, соединенными друг с другом дном 68 канавки. Если крышку 60 изготавливают из стали, толщина ее стенки составляет 0,005-0,013 дюйма (0,127-0,330 мм).
В зависимости от толщины стенки, требуемого выгибающего давления и типа шва канавка 62 может быть выполнена уже, шире, мельче или глубже.
Поскольку крышка 60 имеет утопленную канавку 62 для приема (размещения) закаточного патрона, эта крышка 60 крепится к аэрозольной таре 20 с использованием обычной технологии закатывания с образованием шва 70, показанного на фиг.3.
Корпус 20 баллона может быть выполнен из тонкостенного материала, такого как сталь или алюминий, причем он также может иметь конструкцию с более толстыми стенками, характерную для корпусов обычной тары для распыления аэрозолей. Корпус 20 баллона показан на фиг.3 и 4, будучи "суженным" к шву, но он может быть сразу вертикальным под швом, как показано на фиг.1.
В центральном отверстии 74 крышки 60 плотно установлен уплотняющий элемент 72, такой как эластичное резиновое уплотнение, как показано на фиг. 3. Резиновое уплотнение 72 должно иметь достаточную эластичность для обеспечения воздухонепроницаемого уплотнения вокруг завитка 73 в отверстии 74. Через уплотнение 72 проходит трубка 76, возможно частично проходящая во внутреннюю полость баллона 20, причем по этой трубке может проходить текучая среда под давлением, такая как воздух. Кроме того, для прочного удерживания уплотнения 72 в центральном отверстии 74 крышки 60 с уплотнением 72 контактирует упругий элемент 78, такой как пружина. Хотя здесь в качестве упругого элемента 78 показана пружина для упомянутой цели может использоваться воздушный цилиндр или иное подобное устройство.
Сжатый воздух проходит через трубку 76 и поступает во внутреннюю полость баллона, образованную корпусом 20, крышкой 60 и уплотненную уплотнением 72. Если крышка 60 выполнена из стали и имеет толщину стенки порядка 0,005-0, 013 дюйма (0,127-0,330 мм), давление воздуха в корпусе 20 баллона возрастает приблизительно только до 50-150 фунтов на кв. дюйм (345-1033,5 кПа или 3,45-10,34 бар), что достаточно для того, чтобы вызвать деформацию тонкостенной крышки 60 в направлении вверх с одновременным сжатием упругого элемента 78, как показано стрелками 80 на фиг.3, и вызвать смещение наружных стенок 64, 66 канавки 62 вверх до положения, в котором канавка 62 либо устраняется в значительной степени, либо исчезает полностью, как показано на фиг. 4. За счет воздействия указанного внутреннего давления на крышку 60, она принимает требуемую форму выпуклого купола, как крышка 10, показанная на фиг.4, имеющая по существу криволинейную, выпуклую в сечении или почти полусферическую форму от наружной периферии 12 до внутренней периферии 16. Отформированная таким образом крышка 10 благодаря физическим свойствам ее конфигурации противодействует дальнейшей деформации при воздействии на нее внутреннего давления, существующего внутри баллона, и даже давления, которое может разорвать швы в баллоне. Она также не меняет формы при понижении давления, которое имеет место при отбортовке и выделении газа.
После образования крышки 10 из центрального отверстия 74 удаляют уплотнение 72, что позволяет заполнять корпус 20 баллона с прикрепленной к нему крышкой 10 текучим или вязким материалом, после чего в центральное отверстие 74 устанавливают распылительное сопло (насадка) аэрозольного баллона.
Если требуется, более плоская часть крышки 10, находящаяся у шва 70, может быть выполнена в большей степени полусферической за счет соответствующей конструкции канавки 62 или за счет увеличения выгибающего давления. В этом случае может возникнуть необходимость в упрочнении двойного шва, используя для этой цели периферийный, выступающий наружу буртик 77 в корпусе 20 баллона, как показано на фиг.4А.
Альтернативный способ образования крышки 10 по настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.5, 6 и 7. И здесь крышка 60, содержащая утопленную канавку 62 для приема закаточного патрона, крепится к корпусу 20 баллона обычным закатыванием. Завиток 73 крышки 60, расположенный вокруг ее центрального отверстия 74, зажат между двумя частями крепежного элемента (хомута) 90, и либо опирается на подпружиненную опорную плиту вместе с корпусом 20 баллона, либо подвешивается на опорной плите. Каждая часть крепежного элемента 90 имеет криволинейную выемку 92, которая сопрягается с завитком 73 такой же кривизны. Хотя на фигурах крепежный элемент 90 показан состоящим из двух деталей, может также применяться такой элемент, представляющий собой одну деталь.
На завиток 73 крышки 60 у ее центрального отверстия 74 устанавливают уплотняющее устройство 96, по существу цилиндрической формы, имеющее в сечении форму перевернутой буквы U. Уплотняющее устройство 96 имеет располагающееся по его нижнему торцу упругое эластичное кольцо 100, которое обеспечивает возможность создания воздухонепроницаемого и надежного уплотнения между уплотняющим устройством 96 и завитком 73 центрального отверстия 74. Через уплотняющее устройство 96 по его центру проходит полая трубка 102, которая связана с источником находящегося под давлением текучего материала. Как только устройство 96 создает непроницаемое уплотнение вокруг завитка 73 крышки 60, внутренняя полость, образованная корпусом 20 баллона и крышкой 60, оказывается под давлением попадающего в нее через трубку 102 текучего материала. Давление, которое воздействует на внутреннюю полость, зависит от материала крышки 60, о чем упоминалось выше. Как только указанная полость окажется под требуемым достаточным давлением, крышка 60 будет выгибаться либо до полного исчезновения канавки 62, либо до ее устранения в значительной степени с получением такой преобразованной в целом формы крышки 60, которая обладает стойкостью к давлению, присущей форме крышки 10, показанной на фиг. 7.
После образования крышки 10 путем подачи давления, действующего на нее, воздухонепроницаемое уплотнение между уплотняющим устройством 96 и крышкой 10 нарушается в результате смещения вверх уплотняющего устройства 96. Затем с помощью крепежного элемента 90 устанавливают крышку 10 и корпус 20 баллона на опорную плиту в том случае, если они были подвешены, после чего элемент 90 высвобождает крышку 10 и корпус 20 баллона для дальнейшей их обработки уже в качестве аэрозольного баллона.
Крышка 10 аэрозольного баллона по настоящему изобретению может быть также отформована обычным способом штамповки, но поскольку в ней отсутствует утопленная канавка для закаточного патрона, невозможно использовать обычные средства для закатывания с целью крепления крышки 10 к корпусу 20 тары.
Альтернативный способ, посредством которого крышка 10 может быть прикреплена к корпусу 20 баллона посредством закатывания, предусматривает использование четырехзначного рычажного механизма 200, показанного на фиг.8, 9, 10 и 11. Четырехзвенный рычажный механизм 200 содержит два ряда пластинчатых рычагов. Каждый ряд включает первый рычаг 202 и второй рычаг 204. Первый и второй рычаги 202 и 204 имеют одинаковую длину и соединены друг с другом соединительным звеном 206, которое несет опорный ролик 208. Каждый первый рычаг 202 у его конца, противоположного соединительному звену 206, соединен с неподвижным стержнем 210, а каждый второй рычаг 204 у его конца, противоположного звену 206, соединен с дискообразной поперечиной 212. На противоположных сторонах поперечины 212 закреплены две отводимые оси 214, которые проходят через отверстия в неподвижном стержне 210 и выполнены с возможностью выдвижения и отвода через неподвижный стержень 210. В альтернативном варианте может использоваться одна более тонкая ось.
Вокруг наружной периферии неподвижного стержня 210 над первыми рычагами 202 расположена вращающаяся втулка 216. Вращающаяся втулка 216 обычно выполнена из металла и имеет выемку 218, которая расположена вокруг верхней, внутренней периферии вращающейся втулки 216 и рядом с неподвижной осью 210. Остальная часть внутренней периферии вращающейся втулки 216 имеет форму, позволяющую ей сопрягаться с криволинейной поверхностью крышки 10.
Как показано на фиг.11А, вращающаяся втулка 216 может также содержать вставку 215 из неабразивного материала, такого как резина или пластмасса. Вставка 215 проходит по внутренней периферии вращающейся втулки 216 и во время выполнения закатывания контактирует с крышкой 10.
Размеры четырехзвенного рычажного механизма 200 и особенно диаметры поперечины 212 и неподвижного стержня 210 должны позволять им проходить через центральное отверстие 14 крышки 10.
В процессе крепления крышки 10 к корпусу 20 баллона закатыванием крышку 10 помещают у открытого конца корпуса 20 баллона таким образом, чтобы завиток наружной периферии 12 располагался рядом с фланцем открытого конца корпуса 20. Как показано на фиг.9, четырехзвенный рычажный механизм 200 после прохода через центральное отверстие 14 крышки 10 располагается таким образом, что вращающаяся втулка 216 надежно опирается на крышку 10. Отводимые оси 214 отводят вверх, заставляя четырехзвенный рычажный механизм 200 складываться таким образом, что первые и вторые рычаги 202 и 204 располагаются параллельно друг другу, а опорные ролики 208 занимают положение, при котором они упираются во внутреннюю периферию открытого конца корпуса 20 тары, как показано на фиг. 11. Первый закаточный ролик 220, имеющий фасонную канавку 220, устанавливают у закрученного наружного края крышки 10. Таким образом, завиток крышки 10 и фланец корпуса 20 баллона зажимаются между первым закаточным роликом 220 и одним из опорных роликов 208. За счет сжимающего усилия, которое создается закаточным роликом 220 и которому противодействует опорный ролик 208, осуществляется первая операция закатывания, соединяющая крышку 10 и корпус 20 баллона, в то время как указанные крышки и корпус поворачиваются втулкой 216. Может также использоваться приводимая вращающаяся опорная плита.
После завершения первой операции закатывания первый закаточный ролик 220 отводят, а второй закаточный ролик 224, предусмотренный с профилированной канавкой 226, которая выполнена более плоской, чем канавка 222, устанавливают у первого шва, и далее аналогичным образом осуществляют вторую операцию закатывания, в то время как втулка 216 поворачивает крышку 10 и корпус 20 баллона при зажиме шва между вторым закаточным роликом 224 и опорным роликом 208.
После окончания второй операции закатывания отводимые оси 214 целиком выдвинуты таким образом, что рычажный механизм 200 принимает свою первоначальную конфигурацию. Механизм 200 может быть затем поднят из внутренней полости корпуса 20 баллона через центральное отверстие 14 крышки 10. После соединения крышки 10 по настоящему изобретению и корпуса 20 путем закатывания корпус 20 баллона может быть заполнен текучим материалом и газом-вытеснителем, а в центральном отверстии 14 крышки 10 установлена насадка для распыления аэрозоля.
Специалисту очевидно, что хотя настоящее изобретение и было описано на примерах его конкретных вариантов осуществления, в него могут быть внесены изменения, выполнены его модификации и оно может использоваться иначе. Поэтому предпочтительно, чтобы настоящее изобретение не ограничивалось данным здесь раскрытием его сущности, но ограничивалось только приложенными пунктами формулы изобретения.
Реферат
Изобретение относится к способу изготовления аэрозольного баллона с крышкой, способу деформации крышки баллона, способу формирования крышки аэрозольного баллона и устройству для закатывания крышки аэрозольного баллона. Крышка аэрозольного баллона имеет центральное отверстие для сопла для распыления аэрозоля и наружный край, предназначенный для герметичного крепления крышки к открытому концу корпуса аэрозольного баллона. Крышка выполнена из сравнительно тонкого металла и имеет форму выпуклого купола. Крышку крепят к корпусу баллона посредством закатывания. На начальном этапе ее изготовления крышка имеет около ее наружного края утопленную канавку, которая используется при закатывании для размещения в ней закаточного патрона. Затем канавку выгибают наружу оказыванием на нее давления. Крепление крышки к корпусу баллона осуществляют с помощью одного или более раздвигаемых рычагов, устанавливаемых в корпусе баллона противоположно закаточным роликами. Изобретение позволяет сократить расход металла на крышку аэрозольного баллона. 5 с. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил.
