Контейнер и узел герметизации контейнера - RU2287464C2
Код документа: RU2287464C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к контейнерам в целом, а в частности к контейнеру и узлу герметизации контейнера.
Из уровня техники известно, что контейнеры используются для хранения и транспортировки различных материалов. Такие контейнеры, как правило, имеют бочкообразную форму, также возможно использование любых других конфигураций, обеспечивающих надежную многократно герметизируемую горловину для наполнения и опустошения контейнера. Контейнеры для жидкостей обычно более опасны, так как их горловина должна быть надежно установлена на контейнере и герметизирована для предотвращения утечки через нее в процессе транспортировки и, особенно, в случае приложения внешней силы к горловине контейнера.
Традиционные контейнеры данного типа, как правило, имеют стенки из листового металла с отверстием или горловиной для наполнения или опустошения контейнера. Обычно горловина образована герметизирующей втулкой с внутренней резьбой, в которую может быть установлена заглушка с внешней резьбой для герметизации горловины и содержимого контейнера. Стенки контейнера обычно имеют внешнюю манжету вокруг герметизирующей втулки.
Когда герметизирующая втулка установлена внутри манжеты стенки контейнера, нижняя кромка втулки сильно прижимается к внутренней поверхности манжеты стенки контейнера, сжимая или расклинивая уплотнитель между ними для обеспечения требуемой герметичности. Затем верхняя кромка герметизирующей втулки загибается вокруг манжеты горловины контейнера, так что уплотнительное кольцо может удерживаться сильно расклиненным с натяжением в этой позиции. Таким образом, когда герметизирующая втулка закреплена в манжете стенки контейнера, уплотнитель расклинен между двумя этими деталями и деформирован; и так как уплотнительный материал, например, резина, сохраняет упругость, уплотнитель будет обеспечивать постоянную герметичность.
Необходимая герметизация сохраняется до тех пор, пока уплотнитель удерживается сильно расклиненным между герметизирующей втулкой и манжетой стенки контейнера. Тем не менее, как только расклинивание уменьшается, возникает риск утечки между манжетой стенки контейнера и герметизирующей втулкой. Такое уменьшение расклинивания может возникнуть в случае падения бочки с определенной высоты на твердую поверхность горловиной вниз. Герметизирующая втулка и выступающая по отношению к остальной стенке контейнера манжета стенки контейнера, могут быть, в этом случае, вдавлены внутрь или изогнуты, что приведет к их разделению. Более того, так как контейнеры изготовлены из листового металла, любая деформация или изгиб стенки контейнера или выступающей манжеты стенки контейнера приведет к постоянному разделению герметизирующей втулки и манжеты стенки контейнера, допуская, таким образом, утечку жидкости между ними.
В результате, если стенка контейнера или манжета стенки контейнера деформированы до такой степени, что должное расклинивание уменьшено, герметизация не может быть обеспечена, и, соответственно, возможно возникновение утечки. В предшествующем уровне техники пытались решить эту проблему посредством армирования уплотнителя между герметизирующей втулкой и манжетой стенки контейнера. В патенте США №5853100 описана конструкция бочки и способ герметизации бочки, посредством которого предотвращают утечку из-за деформации или изменения свойств первого уплотнителя при помощи второго уплотнителя между манжетой и герметизирующей втулкой или вставкой. В результате установки дополнительного уплотнителя между манжетой и вставкой, как пытаются гарантировать в патенте США №5853100, надлежащая герметизация сохраняется, даже если вставка вдавлена внутрь по отношению к манжете в результате падения.
Тем не менее, из-за того, что характер и степень повреждений, вызванных внешними силами, не определены, использование второго уплотнителя, вероятно, не сможет предотвратить утечку во всех случаях, особенно когда внешняя сила воздействует на герметизирующую втулку и манжету стенки контейнера под углом. В подобном случае стенка контейнера или манжета стенки контейнера может быть деформирована до такой степени, что оба уплотнителя будут подвергаться риску повреждения. Таким образом, существует необходимость в создании контейнера и узла герметизации контейнера, которые будут сохранять расклинивание уплотнителя в случае приложения внешней силы, которая может вызвать деформацию стенки контейнера или манжеты стенки контейнера.
Таким образом задачей настоящего изобретения является обеспечение предопределенной деформации стенки контейнера или части манжеты стенки контейнера при воздействии внешней силы, для того чтобы сохранить надлежащее расклинивание уплотнителя.
Эти и другие задачи настоящего изобретения достигаются посредством создания контейнера, содержащего стенку контейнера, манжету, выступающую вверх по отношению к стенке контейнера и образующую горловину для установки герметизирующей втулки по меньшей мере с одним уплотнителем, расклиненным между герметизирующей втулкой и частью манжеты, которая содержит изогнутую стенку, соединенную со стенкой контейнера посредством первой кольцеобразной стенки, определяющей первую область изгиба, и ослабленный участок, позволяющий осуществлять изгиб стенки контейнера или части манжеты при приложении внешней силы вне зоны герметизации с уплотнителем, предотвращая деформацию части манжеты в зоне герметизации с уплотнителем.
Предпочтительно ослабленный участок содержит насечку, находящуюся на части изогнутой стенки или на первой кольцеобразной стенке или на части изогнутой стенки или на внешней части изогнутой стенки.
Ослабленный участок более всего подвержен деформации под воздействием внешней силы, и таким образом, может амортизировать деформацию, способную воздействовать на расклинивание уплотнителя. Ослабленный участок может иметь форму кольца, для того чтобы амортизировать внешние силы, приложенные к стенкам контейнера или манжете стенки контейнера, под любым углом. Такой ослабленный участок может быть образован предварительно продавленной или выгнутой частью стенки контейнера, а также насечкой на стенке контейнера.
Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи.
На Фиг.1 изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации, соответствующего предшествующему уровню техники, иллюстрирующий нарушение расклинивания уплотнителя из-за деформации, вызванной внешней силой.
На Фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации, соответствующего предшествующему уровню техники на Фиг.1, до воздействия внешней силы.
На Фиг.3 изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации, согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий сохранение расклинивания уплотнителя после приложения внешней силы.
На Фиг.4 изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации на Фиг.3 до воздействия внешней силы.
На Фиг.5 изображен фрагмент поперечного сечения второго воплощения настоящего изобретения, иллюстрирующий сохранение расклинивания уплотнителя после приложения внешней силы.
На Фиг.6 изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации на Фиг.5 до воздействия внешней силы.
На Фиг.7 изображен фрагмент поперечного сечения третьего воплощения настоящего изобретения, иллюстрирующий сохранение расклинивания уплотнителя после приложения внешней силы.
На Фиг.8. изображен фрагмент поперечного сечения устройства герметизации на Фиг.7 до воздействия внешней силы.
Изобретение относится к бочкообразным контейнерам для транспортировки и хранения жидкостей. Предпочтительный вариант направлен на металлические бочки, как правило, объемом 250 литров. Тем не менее, описание настоящего воплощения ни коим образом не должно ограничивать объем представленной формулы изобретения. Для квалифицированного специалиста в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть использовано для любого контейнера, каковы бы ни были его размеры и материал, предназначенного для транспортировки материалов любого состава, оставаясь при этом в рамках представленной формулы изобретения.
На Фиг.1 и 2 показан фрагмент поперечного сечения типового 250 литрового контейнера, далее бочки, широко используемого для транспортировки и хранения технологических жидкостей. В представленном устройстве герметизации контейнера крышка бочки или стенка 10 контейнера имеет по меньшей мере одну резьбовую герметизирующую втулку 12 для упрощения наполнения и опустошения контейнера. Как правило, используются два устройства герметизации различного диаметра (обычно 50 или 20 мм). Так как оба устройства герметизации могут иметь одинаковую конструкцию, далее для простоты изложения рассматривается только одно.
Конструкция устройства герметизации контейнера показана на Фиг.1 и 2 более подробно. Герметизирующая втулка 12 имеет прямую горловину 14 с внешней цилиндрической поверхностью и внутренней резьбой 16 для резьбового соединения с заглушкой 18, имеющей внешнюю резьбу 20. Нижний конец горловины 14 окружен расширяющимся основанием 22 полигональной формы, имеющим основание и верхнюю поверхность, прилегающую к внешней поверхности горловины. Как известно из области техники, внешняя кромка основания имеет форму восьмиугольника с восемью плоскостями и восемью вершинами. Основание 22 герметизирующей втулки 12 проходит до полости или выступа, плотно удерживающего основание 22. Выступ имеет такую же конфигурацию, как и основание 22, тем самым, предотвращая вращение герметизирующей втулки 12 в процессе закручивания или выкручивания заглушки 18. Необходимо отметить, что, несмотря на то, что в контейнерах согласно области техники, обычно используются основание и выступ восьмиугольной формы, настоящее изобретение может быть одинаково хорошо применено к любым контейнерам с другой конфигурацией основания или с другой конструкцией, предотвращающей вращение герметизирующей втулки. Упругий уплотнитель 24 охватывает нижний конец горловины герметизирующей втулки 14 и размещен в полости герметизирующей втулки, образованной основанием 22 и горловиной герметизирующей втулки 14. Уплотнитель 24 обычно имеет кольцеобразную форму и изготовлен из типового упругого материала, такого как резина.
Как известно из области техники, герметизирующая втулка 12 установлена внутри манжеты 34 стенки контейнера, ограничивающей отверстие. Вертикальная кромка 28 выступает вверх, как показано на фигурах, где она загнута по радиусу наружу вокруг манжеты 34 стенки контейнера. Валик шва 30 полностью закрывает верхнюю часть манжеты 34 стенки контейнера для того, чтобы обеспечить необходимое давление или расклинивание между стенкой 10 контейнера и герметизирующей втулкой 12, посредством чего уплотнитель 24 сдавливается между ними. В результате уплотнитель 24 удерживается в напряжении, обеспечивая надлежащую герметизацию между герметизирующей втулкой 12 и манжетой 34 стенки контейнера. Как известно, дополнительные уплотнители могут быть размещены на поверхности герметизирующей втулки для большей гарантии надлежащей герметизации.
Тем не менее, когда возникает значительная деформация, например, такая как после падения контейнера горловиной вниз, герметизирующая втулка 12 с конструкцией, относящейся к уровню техники, может быть вдавлена внутрь контейнера, что приведет к деформации контейнера, показанной на Фиг.1. Если герметизирующая втулка 12 сильно вдавится внутрь, результирующая деформация стенки 10 контейнера может привести к тому, что основание 22 опустится на большое расстояние от стенки 10 контейнера. Следовательно, вся или большая часть предварительного сжатия уплотнителя 24 будет потеряна, как показано стрелкой А на Фиг.1, что может вызвать утечки.
Что касается настоящего изобретения, показанного, например, на Фиг.3 и 4, многие элементы конструкции настоящего изобретения аналогичны элементам конструкции, соответствующей предыдущему уровню техники. Поэтому, подобные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами для упрощения описания. Тем не менее, настоящее изобретение включает средство, позволяющее осуществить изгиб стенки контейнера вне зоны герметизации с уплотнителем в ответ на воздействие внешней силы с тем, чтобы не допустить деформации стенки контейнера в зоне герметизации с уплотнителем. Таким образом, описанное здесь изобретение и охарактеризованное приведенной ниже формулой изобретения, может использовать конструкцию, относящуюся к уровню техники, имеющую средство, позволяющее осуществить требуемый изгиб стенки контейнера. Такое исполнение может включать кольцевую насечку, находящуюся на изогнутой стенке выступающей манжеты, и входящую в объем формулы изобретения. Такое изобретение не было известно из уровня техники.
На Фиг.4 показан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором устройство 32 герметизации контейнера состоит из герметизирующей втулки 12, имеющей прямую горловину 14 с внешней цилиндрической поверхностью и внутренней резьбой 16 для резьбового соединения с заглушкой 18. Нижний конец горловины 14 окружен расширяющимся основанием 22 полигональной формы, имеющим основание и верхнюю поверхность, прилегающую к внешней поверхности горловины. По меньшей мере, один уплотнитель 24 окружает нижний конец горловины герметизирующей втулки 14.
Стенка 10 контейнера включает выступающую манжету 34 стенки контейнера, составляя с ней единое целое. Необходимо отметить, что настоящее изобретение не ограничивается только контейнерами с выступающей манжетой стенки контейнера. Настоящее изобретение, как описано здесь, может быть использовано в случае установки герметизирующей втулки непосредственно на плоскую стенку контейнера, продолжая оставаться в рамках представленной здесь формулы изобретения. Кроме того, допускается, что манжета 34 стенки контейнера, как правило, составляет единое целое со стенкой 10 контейнера. Таким образом, приведенное здесь описание допускает, что выступающая манжета 34 стенки контейнера может трактоваться в самом широком смысле как часть стенки 10 контейнера. Таким образом, эти термины могут быть использованы как равнозначные в последующем описании.
Со ссылкой на фиг.4-6, стенка 10 контейнера включает выступающую манжету 34 стенки контейнера, составляющую с ней единое целое, и определяющую горловину в стенке 10 контейнера. Горловина обеспечивает установку герметизирующей втулки 12 для доступа к содержимому контейнера при размещении или удалении материалов. Манжета 34 стенки контейнера включает изогнутую стенку 36, соединенную со стенкой 10 контейнера первой кольцеобразной стенкой 38, определяющей первую область 40 изгиба. В этой первой области 40 изгиба размещено основание герметизирующей втулки в процессе расклинивания герметизирующей втулки. Вторая, наклоненная внутрь кольцеобразная стенка 42 соединена с изогнутой стенкой 36, определяя вторую область 44 изгиба, способную удерживать и расклинивать, по меньшей мере, один уплотнитель 24. Третья наклоненная внутрь кольцеобразная стенка 46 соединена со второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенкой 42 посредством выступающей вверх кромки 48, при этом третья наклоненная внутрь кольцеобразная стенка 46 и кромка 48 определяют третью область 50 изгиба, способную удерживать и расклинивать, по меньшей мере, один уплотнитель, который может быть уплотнителем 24, удерживаемым во второй области 44 изгиба. Наконец, вторая вертикальная кромка 26 соединена с третьей наклоненной внутрь кольцеобразной стенкой 46, образуя горловину контейнера. Стенка контейнера или манжета стенки контейнера содержат средство, позволяющее осуществлять изгиб части стенки 10 контейнера или манжеты 34 стенки контейнера при приложении внешней силы таким образом, чтобы не допустить деформацию части манжеты 34 в зоне герметизации с уплотнителем 24, как описано далее.
Герметизирующая втулка 12 вставлена с натяжением в манжету 34 стенки контейнера. Герметизирующая втулка 12 проходит через манжету 34 стенки контейнера внутрь контейнера. Герметизирующая втулка 12, имеющая, по меньшей мере, один уплотнитель 24, прижата к манжете 34 стенки контейнера, при этом уплотнитель 24 сжимается, и вертикальная кромка 28 загибается вокруг кромки 26. В результате этого уплотнитель 24 удерживается в напряжении, обеспечивая надлежащую герметизацию между герметизирующей втулкой 12 и манжетой 34 стенки контейнера. В описанной конструкции узел герметизации контейнера состоит из двух областей 44, 50 изгиба, содержащих, по меньшей мере, один уплотнитель 24 в зоне герметизации, и средства, позволяющего осуществлять изгиб части стенки 10 контейнера или манжеты 34 стенки контейнера при приложении внешней силы таким образом, чтобы не допустить деформацию части манжеты 34 в зоне герметизации с уплотнителем 24.
Что касается средства, позволяющего осуществлять изгиб части стенки 10 контейнера или манжеты 34 стенки контейнера при приложении внешней силы, то приведенное здесь описание относится только к манжете 34 стенки контейнера. Тем не менее, средство может быть применено непосредственно к стенкам 10 контейнера, обеспечивая задачи изобретения. Также средство, позволяющее осуществлять изгиб части стенки контейнера или манжеты стенки контейнера при приложении внешней силы, находится вне зоны герметизации с уплотнителем. Это вызвано тем, что манжета 34 стенки контейнера или стенка 10 контейнера должны деформироваться предопределенным образом, не допуская деформации части манжеты или стенки контейнера в зоне герметизации с уплотнителем.
Как показано на Фиг.4-8, средство, позволяющее осуществлять изгиб манжеты 34 стенки контейнера, может состоять из ослабленного участка манжеты 34 стенки контейнера, который более подвержен деформации под воздействием внешней силы. Этот ослабленный участок может быть изготовлен из материала, отличного от материала остальной части манжеты стенки контейнера с тем, чтобы увеличить восприимчивость к деформации. Более того, ослабленный участок может быть создан, сформирован, или выгнут таким образом, чтобы иметь форму более подверженную деформации, чем остальная часть манжеты стенки контейнера. Далее, ослабленный участок может находиться в определенной точке периметра манжеты стенки контейнера. Предпочтительное воплощение настоящего изобретения имеет ослабленный участок кольцеобразной формы вокруг горловины контейнера.
На Фиг.5 и 6 показан второй вариант настоящего изобретения, иллюстрирующий ослабленный участок, обозначенный буквой В, после деформации, причем расклинивание уплотнителя сохранено. Этот ослабленный участок может быть выполнен из определенного материала, определенной геометрической формы или может быть образован предварительным изгибом манжеты стенки контейнера. Тем не менее, второй вариант иллюстрирует альтернативную конструкцию, позволяющую осуществлять круговую деформацию манжеты 34 стенки контейнера по отношению к части манжеты 34 стенки контейнера в зоне герметизации с уплотнителем 24.
На Фиг.3 и 4 показан предпочтительный вариант, в котором ослабленный участок образован насечкой или предварительным изгибом участка, примыкающего ко второй области 44 изгиба. Предпочтительным является создание ослабленного участка формированием кольцевой насечки 54, расположенной на внешней поверхности манжеты 34 стенки контейнера таким образом, что манжета 34 стенки контейнера будет прогибаться внутрь по насечке 54 под воздействием внешней силы. Желательно чтобы насечка имела форму V-образного углубления, хотя другие подходящие формы могут быть использованы, как на внешней, так и на внутренней поверхности стенки контейнера, в зависимости от необходимого направления деформации.
Насечка 54 расположена на внешней поверхности второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенки 42, вне зоны герметизации с уплотнителем 24. Прямо напротив насечки находится зазор 56, показанный только на Фиг.4, образованный между второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенкой 42, уплотнителем 24 и основанием 22. Этот зазор позволяет второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенке 42 деформироваться предопределенным способом, увеличивая расклинивание уплотнителя 24. Таким образом, манжета 34 стенки контейнера может деформироваться предопределенным способом, улучшая расклинивание уплотнителя, а не разрушая или ухудшая расклинивание, поглощая при этом воздействие внешней силы. Для большей гарантии надлежащей деформации вторая наклоненная внутрь кольцеобразная стенка 42 может иметь центральный элемент 58, показанный на Фиг.4, расположенный радиально снаружи от насечки 54, для сцепления с основанием герметизирующей втулки 22, обеспечивая деформацию насечки 54 внутрь зазора 56 под воздействием внешней силы.
На Фиг.7 и 8 показан предпочтительный вариант изобретения, в котором стенка 10 контейнера имеет выступающую вверх манжету 34, составляющую с ней единое целое и образующую горловину в стенке 10 контейнера. Горловина обеспечивает установку герметизирующей втулки 12 для доступа к содержимому контейнера при размещении или удалении материалов. Манжета 34 стенки контейнера включает изогнутую стенку 36, соединенную со стенкой 10 контейнера первой кольцеобразной стенкой 38, определяющей первую область 40 изгиба. В первой области 40 изгиба размещено основание герметизирующей втулки в процессе расклинивания герметизирующей втулки. Вторая наклоненная внутрь кольцеобразная стенка 42 соединена с изогнутой стенкой 38, определяя вторую область 44 изгиба, способную удерживать и расклинивать, по меньшей мере, один уплотнитель 24. Наконец, кромка 26 соединена со второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенкой 42, образуя горловину контейнера. Хотя манжета 34 на Фиг.7 и 8 не имеет третьей наклоненной внутрь кольцеобразной стенки 46, выступающей вверх кромки 48 и третьей области 50 изгиба, показанных на Фиг.4-6, необходимо отметить, что существует возможность добавления элементов к манжете 34.
На Фиг.7 и 8 показан ослабленный участок, образованный кольцевой насечкой 72 на внешней стороне изогнутой стенки 36 манжеты 34 стенки контейнера. Под воздействием внешней силы манжета 34 стенки контейнера будет прогибаться внутрь по насечке 72. Желательно, чтобы насечка имела форму V-образного углубления, хотя другие подходящие формы могут быть использованы, как на внешней, так и на внутренней поверхности стенки 10 контейнера, в зависимости от необходимого направления деформации.
На Фиг.8 показана деформация манжеты 34 стенки контейнера по насечке 72. Изгиб манжеты 34 по насечке 72 создает точку опоры на внутренней стенке манжеты 34, тем самым не допуская деформации манжеты 34 стенки контейнера или стенки 10 контейнера в зоне герметизации с уплотнителем 24.
Таким образом, в процессе эксплуатации манжета 34 стенки контейнера, герметично сцепленная с герметизирующей втулкой 12, может смещаться относительно стенки 10 контейнера посредством деформации ослабленного участка манжеты 34 стенки контейнера под воздействием произвольно направленной внешней силы, приложенной к средству герметизации. Под воздействием внешней силы ослабленный участок будет деформироваться в первую очередь, поглощая тем самым силы, потенциально способные нарушить расклинивание уплотнителя. Таким образом, если на устройство герметизации действует сила, достаточная для того, чтобы вызвать деформацию, деформация манжеты стенки контейнера происходит на предопределенном ослабленном участке без нарушения общей герметичности контейнера.
Настоящее изобретение также относится к узлу герметизации контейнера, который содержит ослабленный участок стенки контейнера, подробно описанный выше, причем ослабленный участок находится вне зоны герметизации с уплотнителем. Таким образом, ослабленный участок будет прогибаться под воздействием внешней силы, не допуская деформации зоны герметизации с уплотнителем. Как описано выше, предпочтительной формой ослабленного участка является кольцеобразная форма вокруг горловины. Ослабленный участок включает предварительно изогнутую для ослабления часть стенки контейнера. Предпочтительно ослабленный участок имеет насечку, расположенную на второй наклоненной внутрь кольцеобразной стенке, вне зоны герметизации с уплотнителем.
Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления. Очевидно, что модификации и альтернативные варианты осуществления могут возникнуть в процессе чтения и понимания этого описания. В качестве изобретения заявляются все подобные варианты осуществления, которые могут иметь место в пределах объема и сущности, определяемых нижеследующей формулой изобретения или ее эквивалентами.
Реферат
Изобретение относится к контейнерам в целом, а в частности к контейнеру и узлу герметизации контейнера. Контейнер состоит из манжеты, образующей горловину для установки герметизирующей втулки с уплотнителем, расклиненным между герметизирующей втулкой и частью манжеты, которая содержит изогнутую стенку и ослабленный участок, позволяющий осуществлять изгиб стенки контейнера или части манжеты при приложении внешней силы. Также предложен узел герметизации контейнера. Предложенное решение позволяет обеспечить предотвращение утечки из контейнера. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.
