Устройство, регулирующее давление в сосуде для распыления под давлением - RU2289536C2
Код документа: RU2289536C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к устройству, регулирующему давление в сосуде для распыления под давлением, как, например, в баллоне для аэрозольного топлива или для распыленной жидкости.
Предпосылки к созданию изобретения
Распыление жидкостей, газов и порошкообразных продуктов из сосуда под давлением создает гораздо большую силу позади потока распыленной струи, чем та, которая достигается посредством альтернативного струйного насоса. Недостатком аэрозолей под давлением является то, что высокая сила распыления в баллонах является результатом использования сильно сжимаемых углеводородов. Хорошо известно, что углеводороды являются вредными для окружающей среды, воздействуя на озоновый слой и атмосферу в целом. Более того, углеводороды являются быстро воспламеняющимися и поэтому опасными, если они небрежно используются или размещаются.
Еще одним недостатком баллонов и других сосудов под давлением является то, что баллон заполняется под давлением только один раз, и, следовательно, самое большое давление создается, когда баллон является полным, но когда его содержимое уменьшается, то и перепад давления внутри баллона и снаружи баллона при атмосферном давлении также понижается, сила позади потока ослабевает. Трудности испытываются при вытеснении малых количеств продукта, остающихся в сосуде.
Делались попытки сохранить внутреннюю часть сосуда в состоянии относительно постоянного давления, которое превышает диапазон постоянного, не уменьшающегося давления, посредством создания блока, регулирующего давление внутри сосуда. Регулирующий блок в основном находится под давлением того же газа, давление которого создается в сосуде. Эти блоки спроектированы таким образом, чтобы высвобождать хранящееся количество газа под давлением во внутреннюю часть баллона, когда содержимое баллона распыляется из баллона, посредством этого поддерживая величину давления внутри сосуда гораздо дольше. Эти известные блоки обычно являются небольшими по размеру, содержащими точно изготовленные компоненты, необходимы
е для точного взаимодействия.
Поэтому блоки, регулирующие давление, часто либо неправильно конструируются и часто выходят из строя, либо они слишком дороги в изготовлении и не могут конкурировать по цене с обычными баллонами для аэрозолей или распыленных жидкостей.
Основным решением, поиск которого производили в связи с настоящим изобретением, является создание устройства, регулирующего давление, которое эффективно работает при регулировании давления внутри сосуда под давлением, но также экономично изготовляется для выпуска продукта, конкурентоспособного на рынке.
Краткоеизложениесущностиизобретения
В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено устройство для регулирования давления в сосуде для распыления под давлением, причем устройство содержит
баллончик для хранения текучей среды под давлением;
причем баллончик уплотнен узлом колпачка, имеющим расширяющуюся камеру и проход для потока для передачи текучей среды из баллончика во внутреннюю часть сосуда для распыления;
затвор в узле колпачка для того, чтобы открывать и закрывать проход для потока, и приводное средство в узле колпачка для того, чтобы приводить в действие затвор, при этом приводное средство срабатывает в ответ на расширение расширяющейся камеры; и
обратный клапан, предусмотренный в расширяющейся камере, причем обратный клапан содержит отверстие, соединяющее расширяющуюся камеру с внутренней частью сосуда для распыления, и эластичное уплотнение камеры в расширяющейся камере, проходящее через отверстие и ограниченное стенками камеры так, чтобы дать возможность текучей среде проходить через отверстие и заполнять камеру до заранее определенного перепада давления ниже, чем давление в сосуде для распыления, и при этом расширение камеры происходит, когда давление в сосуде для распыления ниже, чем давление в камере.
Уплотнение камеры обратного клапана имеет предпочтительно кольцевую форму с перевернутым выступом, придающим уплотнению чашеобразную форму. Уплотнение предпочтительно проходит через расширяющуюся камеру так, что выступ опирается на стенки камеры и уплотняет отверстие из камеры. Ребро вокруг выступа уплотнения обеспечивает хорошее уплотнение. Предпочтительно, чтобы заранее определенный перепад давления зависел от эластичного уплотнения, которое в идеале изготовлено так, чтобы иметь сопротивление давлению приблизительно от 1 до 10 psi (фунт на квадратный дюйм), и типично от 2 до 5 psi, так что уплотнение будет деформироваться и даст возможность текучей среде проходить через отверстие в камеру, когда давление в сосуде для распыления больше, чем давление в камере, на величину, равную или большую, чем сопротивление давлению уплотнения камеры, а именно, на заранее определенный перепад давления.
Текучей средой под давлением, хранящейся в баллончике, предпочтительно является газ и, более конкретно, азот или двуокись углерода.
Узел колпачка предпочтительно включает крышку колпачка, на внутреннем конце которой имеется установочная выпуклость для установки уплотнения камеры. Крышка колпачка предпочтительно прикреплена к пробке горловины, на которую напрессован баллончик. Пробка горловины включает проход горловины для того, чтобы дать возможность текучей среде под давлением в баллончике проходить в крышку колпачка и из нее во внутреннюю часть сосуда через отверстия в крышке. Затвор является предпочтительно клапаном баллончика, состоящим из шара со стержнем, который установлен в проходе горловины и может двигаться в продольном направлении для того, чтобы открывать и закрывать проход.
Приводное средство предпочтительно прикреплено к клапану баллончика и содержит кольцевую эластичную диафрагму, проходящую через крышку колпачка и находящуюся в плотном контакте со стенками крышки. Диафрагма образует расширяющуюся стенку расширяющейся камеры и передвигает клапан баллончика в открытое положение в ответ на расширение расширяющейся камеры. Смещающее средство на приводном средстве обычно смещает клапан баллончика в закрытое положение. Клапан имеет стержень, который входит в зацепление с диафрагмой на одном конце, с головкой - на другом конце, которая входит в зацепление с седлом, образованным проходом горловины, и смещающее средство, вынуждающее головку устанавливаться в проход горловины. Смещающее средство может быть возвратной пружиной и, в особенности, спиральной пружиной.
В соответствии с настоящим изобретением дополнительно предусмотрен способ сборки устройства для регулирования давления для вставки его в сосуд для распыления для регулирования давления в сосуде для распыления, когда он находится под давлением, причем сборка включает стадии, в соответствии с которыми:
собирают баллончик со средством уплотнения для того, чтобы уплотнить внутреннюю часть баллончика, причем приводное средство для уплотнения содержит затвор;
при затворе в открытом положении повышают давление в баллончике посредством текучей среды и закрывают затвор для того, чтобы уплотнить внутреннюю часть баллончика, когда он находится под давлением;
размещают эластичное уплотнение камеры внутри колпачка;
устанавливают приводное средство между колпачком и уплотненным баллончиком, причем приводное средство приводит в действие затвор, и прикрепляют колпачок к уплотненному баллончику, в котором расширяющаяся камера образована между уплотнением камеры и приводным средством, причем уплотнение камеры ограничено стенками камеры и проходит через отверстие в колпачке для того, чтобы образовать обратный клапан в расширяющейся камере, причем приводное средство срабатывает при расширении расширяющейся камеры; и
в то время как собирают колпачок и приводное средство, выпускают текучую среду из расширяющейся камеры до давления ниже того давления, под которым должен находиться сосуд для распыления.
Баллончик предпочтительно напрессовывают на затвор, в то время как уплотненный баллончик закрывают путем защелкивания на колпачок.
Текучую среду из расширяющейся камеры предпочтительно выпускают при атмосферном давлении путем вставки трубки в отверстие колпачка по направлению вниз за уплотнение для того, чтобы достичь расширяющейся камеры, в то время как приводное средство сжимает камеру в течение сборки.
Изобретение далее предусматривает способ установки устройства, регулирующего давление, описанного выше, в сосуд, который должен находиться под давлением, посредством чего:
устройство вставляют в сосуд, который не находится под давлением, содержащий продукт, который должен распыляться;
уплотняют сосуд путем присоединения выпускного клапана к сосуду;
повышают давление в сосуде при помощи газа, при этом одновременно повышают давление в расширяющейся камере до заранее заданного давления, которое ниже, чем давление в сосуде, причем перепад давления зависит от сопротивления давлению эластичного уплотнения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение описано далее посредством примера со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в частичном разрезе устройства, регулирующего давление, в соответствии с настоящим изобретением, размещенного внутри сосуда для распыления под давлением;
Фиг.2 представляет собой вид сбоку в разрезе предпочтительного исполнения устройства, регулирующего давление;
Фиг.3 представляет собой увеличенный вид разреза А, идентичный показанному на фиг.2;
Фиг.4 - увеличенный вид разреза В, идентичный показанному на фиг.2;
Фиг.5 - увеличенный вид разреза С, идентичный показанному на фиг.2;
Фиг.6 - увеличенный вид разреза D, идентичный показанному на фиг.2;
Фиг.7 - увеличенный вид разреза Е, идентичный показанному на фиг.2;
Фиг.8 - изображает первую стадию сборки устройства, регулирующего давление;
Фиг.9 - вторую стадию сборки устройства, регулирующего давление;
Фиг.10 - третью стадию сборки устройства, регулирующего давление;
Фиг.11 - устройство, регулирующее давление, при использовании;
Фиг.12 - вид в частичном разрезе устройства, регулирующего давление, в соответствии со вторым исполнением изобретения;
Фиг.13 - вид сбоку в разрезе третьего исполнения устройства, регулирующего давление;
Фиг.14 - другое использование устройства, регулирующего давление; и
Фиг.15 - вид в частичном разрезе устройства, регулирующего давление, в соответствии с третьим исполнением изобретения.
Подробное описание предпочтительного исполнения настоящего изобретения
На прилагаемых чертежах изображено несколько исполнений устройства, регулирующего давление, приспособленного для того, чтобы установить его в сосуд для распыления под давлением, чтобы регулировать давление в сосуде во время распыления содержимого сосуда, и поддерживать давление по существу в постоянном диапазоне. Сосуд для распыления может быть сосудом под давлением любой формы или размеров, включая аэрозольные баллоны, огнетушители и ингаляторы. В частности, на фиг.1 изображено регулирующее устройство 10, ограниченное ребрами 11 внутри сосуда 12 под давлением, а именно аэрозольного баллона. Устройство вставляется в сосуд перед созданием в нем давления и после добавки жидкого или твердого продукта. Ребра поддерживают устройство выше уровня продукта. После вставки устройства сосуд уплотняется посредством присоединения к верхней части сосуда 12 выпускного клапана 13, на котором установлено струйное сопло 14. В сосуде затем создается давление посредством текучей среды, обычно, газообразного азота или двуокиси углерода.
Регулирующее устройство действует так, чтобы высвобождать текучую среду, а именно газ, хранящийся под давлением, когда давление в сосуде для распыления падает, чтобы создать перепад давлений с устройством. Газ, хранящийся в устройстве, хранится под большим давлением, чем газ в сосуде для распыления. Высвобождение газа из устройства, регулирующего давление, повышает давление в сосуде, поддерживая его на требуемой величине, при которой он может распылять свое содержимое со значительной силой.
Регулирующее устройство, показанное более подробно на фиг.2, включает баллончик 15, в котором хранится под давлением тот же газ, который содержится в сосуде 12 под давлением. Давление газа под давлением в баллончике определяется различными факторами, включая промышленные стандарты, количество продукта, который должен быть распылен, и давление, необходимое для распыления продукта. Например, газ, хранящийся в баллончике, может храниться при давлении в десять раз большем, чем давление газа, хранящегося в сосуде для распыления.
Баллончик напрессовывается на узел 20 колпачка и уплотняется посредством этого узла, специально содержащего пробку 16 горловины и крышку 17 колпачка. Баллончик 15 напрессовывается на пробку 16 горловины, которая имеет кольцевые канавки 28, в которые запрессовывается гофрированная часть баллончика. Это лучше всего показано в увеличенном виде на фиг.3. Проход 21 горловины через крышку 16 горловины обеспечивает доступ к газу под давлением в баллончике 15 для того, чтобы он проходил в узел 20 колпачка и на наружную сторону 22 регулирующего устройства и, следовательно, во внутреннюю часть сосуда 12 под давлением. Газ выходит из узла колпачка через ряд выпускных отверстий 23, размещенных вокруг крышки 17 колпачка. Клапан 24 баллончика, состоящий из шара со стержнем, может перемещаться в продольном направлении внутри прохода 21 горловины. Стержень 25 клапана 24 проходит через проход 21, пока шар 26 клапана не упрется в седло 27 клапана, расходящееся от прохода 21 горловины и ограничивающее движение вверх клапана баллончика, как показано на фиг.2. Кольцевой выступ 37 шара 26 улучшает уплотнительный контакт шара с седлом 27 клапана. Это показано лучше всего на фиг.7. Возвратная пружина 32, расположенная над стержнем 25 и зажатая между пробкой 16 горловины и упором 38 на конце стержня 25, смещает клапан 24 в закрытое положение, то есть, когда шар 26 упирается в седло 27 клапана. Постоянство давления в сосуде для распыления регулируется посредством номинального давления на пружину. В особенности, сила закрытия, передаваемая пружиной, может быть выверена так, чтобы дать возможность клапану баллончика начать двигаться при требуемом перепаде давления между сосудом для распыления и регулирующим устройством.
Конец стержня клапана баллончика прикреплен к приводному средству 30, содержащему кольцевую эластичную диафрагму 31. Диафрагма 31 проходит через внутреннюю часть крышки 17 колпачка и уплотнительно контактирует со стенками крышки, разделяя ее на две камеры: камеру 29 потока и расширяющуюся камеру 35. Как видно из соответственного увеличенного вида кромки диафрагмы на фиг.4, встроенное кольцевое ребро 36, проходящее вокруг кромки диафрагмы, обеспечивает уплотнительный контакт с внутренней стенкой крышки 17. На стороне диафрагмы 31 клапана баллончика размещена камера 29 потока, через которую сжатый газ из баллончика проходит по пути наружу из устройства. Вследствие открытых выпускных отверстий 23 давление в камере 29 потока поэтому является таким же, как давление снаружи устройства, то есть таким же, как внутри сосуда под давлением. Возвратная пружина 32 размещена в камере 29 потока и обычно смещает клапан баллончика в закрытое положение. Пружина 32, показанная на фиг.2 и 5, является спиральной пружиной, но может быть использовано смещающее средство любого типа. Например, пружина 33 сжатия, показанная на фиг.13, содержит эластичные рычаги 34 и расположена между стержнем 25 и диафрагмой 31, чтобы смещать баллончик в закрытое положение. Другие типы пружин и эластичных возвратных средств также считаются равным образом подходящими, обеспечивающими выполнение их функции смещать клапан в закрытое положение.
С другой стороны диафрагмы 31 от обращенной к камере 29 потока находится расширяющаяся камера 35, ограниченная уплотнительной диафрагмой и боковыми и торцевыми стенками крышки 17 колпачка. Отверстие 40 в торцевой стенке дает возможность соединения между камерой 35 и наружной частью устройства 22. Уплотнение 41 камеры, проходящее через камеру и ограниченное стенками камеры, вместе с отверстием 40 образует обратный клапан внутри камеры. Уплотнение 41 камеры имеет форму кольца с перевернутым выступом 42, который придает уплотнению чашеобразную форму. В первом исполнении уплотнение проходит через всю расширяющуюся камеру с выступом, опирающимся на стенки камеры и уплотняющим отверстие в камере. Уплотнение камеры расположено на установочной выпуклости 44, как показано на фиг.6. Ребро 43 вокруг выступа 42 уплотнения создает контакт со стенкой в виде уплотнительного кольца и обеспечивает хорошее уплотнение. Уплотнение изготовлено из эластичного материала, который обеспечивает уплотнение с сопротивлением давлению. В частности, уплотнение будет только деформироваться, чтобы пропустить текучую среду через отверстие 40 в камеру 35, когда перепад давления текучей среды между наружной частью устройства и расширяющейся камерой превысит сопротивление давлению уплотнения.
Уплотнение может работать при сопротивлении давлению от 1 до 10 psi (от 6,895 кПа до 68,95 кПа), но устройство 10 является более эффективным, если сопротивление уплотнения находится между 2 и 5 psi (13,79 кПа и 34,48 кПа). Соответственно, когда сосуд полностью заполнен, давление в расширяющейся камере 35 будет меньше, чем давление в сосуде в зависимости от сопротивления уплотнения. Например, если сосуд находится под давлением 60 psi, и сопротивление уплотнения камеры в устройстве, регулирующем давление, составляет 2 psi, тогда давление в камере 35 будет составлять 58 psi. Когда давление в сосуде падает в связи с тем, что продукт в виде текучей среды распылен через распылительное сопло, давление в камере 29 потока также падает и станет ближе к давлению в расширяющейся камере 35. Когда давление в камере 29 потока падает ниже давления в расширяющейся камере, перепад давления заставит расширяющуюся камеру расшириться, побуждая диафрагму 31 сдвинуться по направлению к возвратной пружине, чтобы открыть клапан баллончика. Клапан баллончика движется, преодолевая сопротивление возвратной пружины для того, чтобы открыть проход 21 горловины и дать возможность газу под давлением, хранящемуся в баллончике 15, немедленно пройти через камеру 29 потока и выпускные отверстия 23 в сосуд 12 под давлением. На фиг.11 показано устройство, направляющее распыленный газ в направлении, показанном стрелками. Когда давление в сосуде возрастает в результате чрезмерного количества газа, распыленного посредством регулирующего устройства, давление возвращается на уровень, который вызовет обратное движение диафрагмы по направлению к расширяющейся камере, посредством этого передвигая клапан баллончика обратно в закрытое положение и закрывая путь потоку газа. Регулирующее устройство действует таким образом до тех пор, пока не кончится распыляемый продукт в сосуде под давлением. Рассчитано, что газ, хранящийся в регулирующем устройстве, выходит после того, как продукт в сосуде будет полностью распылен. Результатом является более длительный срок службы сосуда при более постоянном давлении распыления.
На фиг. 8-10 показано, как собирается регулирующее устройство 10. Во-первых, на фиг.8 показан клапан 24 баллончика, вставляемый через проход 21 горловины в пробку 16 горловины. Это образует уплотнительное средство баллончика для баллончика 15. Возвратная пружина размещается поверх стержня 25 клапана на этой стадии, чтобы сместить клапан баллончика в закрытое положение. На нижней части фиг.10 изображен баллончик, собранный с уплотнительным средством баллончика. На этой стадии клапан баллончика открыт, и в баллончик нагнетается газ до высокого давления. Как упомянуто выше, давление газа зависит от нескольких переменных, но, как оценивается по положению шара, оно может быть примерно в десять раз выше, чем давление в сосуде под давлением. Клапан 24 затем получает возможность закрыться. В то же время, уплотнение 35 камеры размещено на установочной выпуклости 44 на конце крышки 17 колпачка. Находящийся под давлением и уплотненный баллончик затем собирается с крышкой колпачка, причем диафрагма 31 устанавливается между ними.
Для того чтобы смонтировать диафрагму между уплотненным баллончиком и крышкой колпачка, диафрагма сначала устанавливается на конце стержня 25 клапана 24. Уплотненный баллончик с диафрагмой затем собирается вместе с крышкой 17 колпачка с диафрагмой, которая герметично вдвинута в крышку колпачка, ее кромки находятся в плотном контакте с крышкой. Однако благодаря тому, что отверстие 40 и уплотнение 41 камеры образуют обратный клапан в крышке колпачка, диафрагма не может быть вставлена в крышку колпачка до тех пор, пока открыт обратный клапан. Соответственно, трубка вставляется через отверстие 40 и вдвигается через уплотнение 41 камеры, чтобы достичь расширяющейся камеры 35, посредством этого выпуская воздух из камеры, когда диафрагма 31 вдвигается в заданное положение. Для того, чтобы был создан перепад давления между камерой 35 и внутренней частью 22 сосуда для распыления, важно, чтобы давление в камере 35 было понижено до величины ниже того давления, при котором должен заполняться сосуд под давлением. На практике, давление в камере 35 понижается до атмосферного давления, когда устанавливается диафрагма.
Когда регулирующее устройство 10 заполнено, оно затем вставляется в неуплотненный сосуд 12, который уже заполнен содержимым - жидкостью или порошком. После уплотнения сосуда посредством выпускного клапана 13 нажимают на распылительное сопло 14 и во внутреннюю часть сосуда 12 нагнетается газ, типично азот или двуокись углерода. Когда давление в сосуде возрастает в течение нагнетания, давление в камере 29 потока и расширяющейся камере 35 также возрастает. Однако в то время, как окончательное давление в камере 29 потока уравнивается с давлением в сосуде для распыления, обратный клапан, то есть уплотнение 41 камеры и отверстие 40, запирается для того, чтобы предотвратить проход текучей среды в расширяющуюся камеру, когда перепад давления поверх уплотнения камеры достигает заранее заданного перепада давления, причем перепад определяется сопротивлением давлению уплотнения 41 камеры.
Используя предыдущий пример, если регулирующее устройство применяется с уплотнением 41 камеры, имеющим сопротивление давлению 2 psi, и в сосуд нагнетается давление до 60 psi, поток в камеру 35 будет остановлен, когда в камере достигается давление 58 psi. Перепад 2 psi рассчитывается для обратного клапана и в особенности для сопротивления давлению уплотнения 41. Уплотнение может быть изготовлено из любого подходящего эластичного материала, такого как резина, неопрен или другие эластомеры. В продолжение работы устройства газ в камере остается как бы в ловушке, и давление остается постоянным. Таким образом, камера работает как камера памяти или камера отметки уровня, по сравнению с которым создается перепад давления с сосудом под давлением.
В вышеупомянутом примере, при использовании, когда на струйное сопло нажимают для того, чтобы распылить текучую среду, содержащуюся в сосуде 12, давление в сосуде падает. Когда давление в сосуде падает на 2 psi, до 58 psi, диафрагма находится в равновесии при одинаковом давлении с любой стороны диафрагмы - расширяющейся камеры 35 и камеры 29 потока. Когда давление в сосуде падает еще ниже, камера 35 начинает расширяться, выталкивая диафрагму 31 против силы возвратной пружины 32 для открытия баллончика, посредством этого высвобождается газ, хранящийся в сосуде, для того, чтобы поддержать поднятое давление в сосуде. Давление в сосуде не обязательно должно вернуться к начальному давлению 60 psi, но будет оставаться примерно равным 55-59 psi, или даже выше, но в контролируемом диапазоне psi, в зависимости от силы возвратной пружины 32 для поддержания диафрагмы 31 в положении, когда она закрывает клапан 24 баллончика.
На фиг. 1-11 изображена расширяющаяся камера 35, имеющая ширину, сопоставимую с шириной диафрагмы. Однако камера 35 может быть меньше, и только выступающая часть проходит через диафрагму, как изображено на фиг.12. Другие варианты форм и размеров камеры, которые можно предвидеть, обеспечивают, что диафрагма, однако, может реагировать на перепад давления по сравнению с камерой под давлением.
В конструктивном исполнении, показанном на фиг.15, узел баллончика газа подобен узлам, изображенным на фиг. 1-12, за исключением того, что пробка 16 горловины отливается в более обтекаемой конфигурации для того, чтобы включать кольцевые углубления 61, 62 на верхних и нижних поверхностях. Узел колпачка 20 напрессовывается на пробку 16 тем же способом, как на фиг. 1-12, но выпускные отверстия 23 заменяются большими вырезами 64, 65 в стенке узла колпачка 20. Диафрагма 31 имеет пару маленьких центральных выемок 66, 67 в верхней и нижней поверхности, и верхняя периферия диафрагмы 31 устроена так, чтобы нажимать на нижнюю кольцевую поверхность выступа 70 на внутренней стороне колпачка 17. Основание 25 стержня клапана имеет полусферическую головку 71 с кольцевым уплотнительным ребром 37. Головка 71 включает полусферический вырез 72 с ее нижней стороны. Стержень 25 клапана поддерживает спиральную пружину 32, которая размещена на держателе 75 пружины, который размещен на канавке 76 на верхней части стержня 25 клапана. Пружина 32, так же, как пружина в других конструктивных исполнениях, сдвигает клапан в закрытое уплотнительное положение, причем седло 27 клапана является основанием для пробки 16.
Это конструктивное исполнение также включает изменение в конструкции крышки 17 колпачка и уплотнения 41 камеры. В этом исполнении верх крышки колпачка имеет четыре расположенных с равными промежутками утопленных отверстия 80 для входа текучей среды. Центральный выступ 82 проходит по направлению вниз от крышки 17 колпачка и приспособлен для установки внутри полой цилиндрической втулки 83, которая образует часть уплотнения 41, которая имеет форму чашеобразного уплотнения 41. Полая втулка 83 соединяет проходящую по направлению вниз периферическую кольцевую юбку 84 с кольцевой кромкой 85, которая образует верхнюю уплотнительную поверхность, и сужающийся по направлению вниз выступ 86, который образует вторую нижнюю уплотнительную поверхность. Как и в более ранних конструктивных исполнениях, расширяющаяся камера 35 образована между чашеобразным уплотнением 41 и верхом диафрагмы 31.
Как и в других конструктивных исполнениях, чашеобразное уплотнение 41 действует как обратный клапан, который пропускает текучую среду в камеру 35 через отверстия 80 и уплотнения 84 и 85. Кроме того, уплотнение 41 сконструировано так, чтобы ввести уплотнение с сопротивлением между 2 и 5 psi. Таким образом, когда сосуд полностью заполнен, давление в расширяющейся камере 35 будет меньше, чем давление в сосуде.
Принципы, использованные в настоящем устройстве для регулирования давления, могут быть использованы для регулирования давлений в сосудах различных размеров в широком диапазоне применений. Например, вариант устройства большего размера может быть использован для регулирования давления внутри огнетушителя. Фактически, благодаря высокому значению давления, которое может сохраняться посредством настоящего регулирующего устройства, будет возможно изготовлять огнетушители меньших размеров, но, однако, имеющие возможность распыления того же количества продукта. Это происходит потому, что пространство газовой головки над порошкообразным продуктом в огнетушителях может быть уменьшено, потому что значительные количества газа могут быть поданы из регулирующего устройства. Для сосудов, таких как огнетушители, может быть необходимо, чтобы регулирующее устройство сохраняло газ сжатым до гораздо более высокого давления, чем, например, в аэрозольных баллонах. Толщина стенки баллончика может быть повышена для того, чтобы противостоять высокому давлению газа в нем. В общем, в огнетушителях продукт распыляется за один проход, так что огнетушитель может применяться только для однократного использования. Если настоящее устройство установлено в огнетушитель, продукт может распыляться из огнетушителя с требуемыми интервалами, и останавливаться и запускаться по много раз по требованию, пока продукт не выйдет из него. Более того, поскольку порошкообразный продукт, используемый в огнетушителях, имеет тенденцию собираться на дне сосуда огнетушителя, поток, выходящий из настоящего регулирующего устройства, может быть сконцентрирован и направлен посредством выходной трубки так, чтобы вытеснить газ на дно сосуда и смешать порошкообразное содержимое во всем сосуде.
Как показано на фиг.13, устройство может также быть использовано в медицинских устройствах, таких как показанный ингалятор 50 с насосом Ventalin™ для больных астмой. Однако в отличие от предыдущих описанных сосудов, в ингаляторе содержится не все устройство, регулирующее давление. Более того, устройство прикреплено к корпусу ингалятора. В особенности, в находящуюся под давлением секцию 51 ингалятора 50 входят узел 20 колпачка регулирующего устройства, запрессованный в канавки 28 пробок 16 горловины, чтобы образовать уплотненную внутреннюю часть, когда клапан 52 ингалятора уплотнительно пригнан к верху находящейся под давлением секции 51. Таким образом, отверстие 40 и выпускные отверстия 23 соединяются с внутренней частью сосуда под давлением, даже если баллончик 15 открыт в атмосферу. Прикрепление настоящего устройства к ингалятору предотвращает проблемы распыления в обычном ингаляторе, где после некоторого времени пользователи должны продувать ингалятор несколько раз для того, чтобы получить такое количество лекарства, распыляемого за одну продувку при новом ингаляторе. Соответственно, пользователи не знают, какую дозу лекарства они получают в надлежащем количестве.
Помимо ингаляторов, устройство, регулирующее давление, по настоящему изобретению может также быть использовано с другими медицинскими устройствами, такими как подкожные медицинские устройства или аэрозоли.
Как описано выше, устройство 10, регулирующее давление, может либо полностью содержаться внутри сосуда под давлением, либо быть частично прикреплено к сосуду под давлением. Чтобы предпринимать дальнейшие шаги в этом направлении, регулирующее устройство может быть полностью отделено от сосуда под давлением, соединяясь с ним только посредством трубки и чаши коллектора, которая с уплотнением расположена поверх узла колпачка, и в особенности для того, чтобы охватить отверстие и выпускные отверстия. В этом расположении настоящее устройство может быть использовано для регулирования давления в сосудах, которые находятся под низкими давлениями. Например, винные бочки и пивные бочонки теряют давление распыления, когда содержимое бочки или бочонка распыляется. Соединение настоящего устройства с бочкой или бочонком будет поддерживать относительно постоянное давление распыления. Аналогично, принцип может быть использован для предотвращения от выдыхания газированных напитков, таких как безалкогольные напитки.
Конструкция настоящего регулирующего устройства является подходящей для массового производства при низких затратах. При сочетании недорогих и надежных компонентов, таких как эффективные сблокированные корпуса и простые уплотнения, возможность выхода из строя значительно понижается и преимущества сопоставимых по стоимости продуктов реализуются. Стоимость частей сама по себе относительно низкая, но это же относится к стоимости инструмента и сборки продукта. Сборка устройства, включая заполнение баллончика, включает простой процесс и создает продукт, который может быть непосредственно вставлен в сосуд, который не находится под давлением, с минимальными затруднениями.
Более важно, что настоящее устройство, регулирующее давление, исключает любую потребность в использовании вредных углеводородов в сосудах, находящихся под давлением. Разница в использовании других газов, таких как азот и двуокись углерода, вместо углеводородов, компенсируется посредством настоящего устройства и его емкости для хранения газа при высоких давлениях. Это обеспечивает создание продукта, более благоприятного для окружающих условий, который является более безопасным в изготовлении, использовании и размещении. Более того, вредные углеводороды обычно используются для того, чтобы создать давление в ингаляторах от астмы. Настоящее устройство исключает все углеводороды из ингаляторов и других распылителей лекарств, изучение которых показало, что они являются вредными для легких.
Специалисты в области техники этого изобретения поймут, что многие модификации могут быть выполнены не выходя за пределы сущности и объема изобретения.
В целях этого описания нужно ясно понять, что слово «содержащий» обозначает «включающий, но не ограниченный этим», и что слово «содержит» имеет соответствующее значение.
Реферат
Изобретение относится к устройству, регулирующему давление в сосуде для распыления под давлением, и может использоваться в баллоне для аэрозольного топлива или для распыленной жидкости. Устройство для регулирования давления в сосуде для распыления под давлением содержит баллончик для хранения текучей среды под давлением. Баллончик уплотнен узлом колпачка, имеющим расширяющуюся камеру и проход для потока для передачи текучей среды из баллончика во внутреннюю часть сосуда для распыления. Затвор в узле колпачка выполнен с возможностью открывания и закрывания прохода для потока. Приводное средство в узле колпачка выполнено с возможностью приведения в действие затвора. Приводное средство срабатывает в ответ на расширение расширяющейся камеры и обратный клапан, соединяющий расширяющуюся камеру с внутренней частью сосуда для распыления через отверстие в узле колпачка. Клапан имеет эластичное уплотнение камеры в расширяющейся камере, проходящее через отверстие и ограниченное стенкой камеры для того, чтобы дать возможность текучей среде проходить через отверстие за уплотнение, чтобы заполнить камеру до заранее определенного перепада давления, которое ниже, чем давление в сосуде для распыления. В сосуде распыления расширение камеры происходит, когда давление в сосуде ниже, чем давление в камере. Изобретение предусматривает способ сборки и установки устройства. Изобретение снижает возможность выхода из строя сосуда для распыления под давлением, недорого в исполнении, а сборка устройства, включающая заполнение сосуда, не составляет затруднения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.
