Запрессовываемая фланцевая система укупоривания емкости - RU2677962C2

Чертежи

Описание

Область техники

Данное изобретение относится к вставке с внутренней резьбой, используемой для приема пробки с комплементарной ("ответной") резьбой для герметичного по текучей среде уплотнения емкости. Такие вставки обычно используют для образования части укупорочной системы емкости, выполненной из листового металла, такой как стальная бочка; причем другие элементы укупорочной системы представляют собой резьбовую пробку и обычно одну или более уплотнительных прокладок. В данной области техники такие резьбовые вставки известны как «фланцы». Для упрощения описания, оно ниже касается резьбовых вставок, принимающих укупорочные пробки, используемых в стальных бочках, однако вставки по изобретению могут быть использованы в любой подходящей емкости.

Уровень техники

Вставки типа для стальных бочек обычно также изготавливают из стали, для приема штампованной стальной пробки. На внешней стороне пробки накатана резьба для взаимодействия с внутренней резьбой вставки. Вставку обычно заделывают в бочку следующим образом. Изготовитель бочки образует верхнюю часть бочки с отверстием, окруженным обсадной закраиной, выступающей наружу. Вставку вводят через указанную закраину, причем вставка на своем внутреннем конце имеет фланец, выступающий радиально наружу, который упирается во внутреннюю сторону верхней части бочки. В этом положении трубчатый наружный конец вставки выступает наружу за пределы закраины верхней части бочки. Затем выступающий трубчатый наружный конец завальцовывают наружу и вниз вокруг периметра закраины, чтобы удерживать вставку постоянно в надлежащем положении. Перед введением, на вставку надевают одну или более уплотнительных прокладок для прижатия к радиально выступающему фланцу. Во время операции завальцовки эти прокладки проталкиваются в зазор между вставкой и закраиной, образуя постоянное герметичное по текучей среде уплотнение. На линии розлива после заполнения бочки, пробку, содержащую другую соответствующую уплотнительную прокладку, ввинчивают во вставку для уплотнения содержимого. Затем конечный потребитель может отвинчивать и снова закрывать укупорочную пробку всякий раз, когда это требуется.

Для содержимого, которое является корродирующим или чувствительным к загрязнению (например, медицинских или пищевых продуктов или красок) внутренняя часть бочки, вставка и пробка должны быть надлежащим образом покрыты лаком, чтобы предотвратить такую коррозию и загрязнение. При многократном удалении/замене пробки, лак, в частности в резьбовом участке пробки и вставки, может повреждаться, подвергая содержимое емкости воздействию неприкрытого металла и таким образом вызывая проблемы коррозии/загрязнения содержимого. При летучем содержимом, цельнометаллические бочки, вставки и укупорочные пробки создают риск взрыва при подвергании бочки воздействию очень высоких температур, например, во время пожара. Для такого содержимого предписано использовать пластиковые укупорочные пробки. Они будут расплавляться, обеспечивая сброс давления в бочке при пожаре, и являются коррозионно-устойчивыми. Полимерные материалы также пригодны для пищевых/медицинских продуктов. Однако они не решают проблемы открытого металла на изношенной или поврежденной вставке. Равно как и нет никакой гарантии, что заполнитель бочки и (в большей степени) конечный потребитель не заменит случайно пластиковую пробку на металлическую. Данные проблемы уменьшаются посредством обеспечения полимерной резьбовой вставки для приема пробки. Такая вставка будет плавиться в случае пожара и может быть выполнена по существу коррозионно-устойчивой и незагрязняющей, точно так же, как пластиковая пробка. Поскольку вставка заделана в бочку несъемным образом, ее трудно заменить элементом неподходящего типа. Чтобы обеспечить совместимость только с пластиковыми пробками, могут использоваться специальные формы резьбы (например, трапециевидная резьба). С другой стороны, существует свобода выбора для обеспечения типовых форм резьбы, совместимых с любыми пластиковыми или металлическими пробками, если требованием заказчика является универсальная применимость или снижение общего количества деталей.

US 4195750 (Fee) и US 4588103 (Baughman) раскрывают пластиковую вставку («фланец») с внутренней резьбой, используемую для приема пробки с комплементарной резьбой, которая образует герметичное по текучей среде уплотнение емкости. Направленный вверх выступ, окружающий отверстие, образован из листового металла стенки емкости. Пластиковую вставку вставляют в выступ с внутренней стороны емкости, при этом часть выступа перекрывает по меньшей мере верхнюю поверхность вставки. Затем выступ обжимают вокруг вставки для зацепления с зубцами и кольцевой канавкой, образованной вокруг внешней стороны вставки, чтобы удерживать вставку без возможности вращения в отверстии емкости. Затем во вставку может быть ввинчена пробка с уплотнительной прокладкой, которая входит в контакт с частью выступа, перекрывающего верхнюю поверхность вставки. Поэтому никакой дополнительной уплотнительной прокладки между вставкой и материалом емкости не требуется. Между фланцем на внутреннем конце вставки и прилегающим листовым материалом емкости, окружающим выступ, может быть обеспечена упругая прокладка; но основной целью данной прокладки является улавливание любого мусора (например, кусочков лака), отделившихся во время операции обжима, и предотвращение попадания его в емкость. Хотя раскрытая пластиковая вставка обладает некоторыми преимуществами, она требует относительно сложного специального инструмента для образования выступа и выполнения операции обжима. Открытый край листового металла емкости может оставаться доступным для содержимого емкости через резьбу пробки/вставки. Если процесс обжатия не контролируется надлежащим образом или инструмент изнашивается или материал фланца со временем деформируется, то вставка может вращаться в бочке, вызывая серьезную проблему, которую обычно не обнаруживают, пока не заполняют бочку и не закручивают окончательно пробки, или во время удаления пробки конечным потребителем. Поэтому существует потребность в более консервативной конструкции вставки из пластика, которая в некоторых аспектах ближе к проверенным и надежным металлическим вставкам и которая является удобной установки изготовителем бочки.

Сущность изобретения

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает вставку в емкость для укупорочного средства; причем вставка содержит сквозное отверстие с внутренней резьбой, выполненное для приема пробки с комплементарной наружной резьбой для образования герметичного по текучей среде уплотнения емкости;

причем вставка содержит внешнюю углубленную часть для удерживания вставки с защелкиванием, установленной в отверстии, образованном в емкости. Установка вставки с защелкиванием в отверстии осуществляется простым образом с использованием пресс-инструмента, уже используемого большинством изготовителей бочек.

Предпочтительно, по меньшей мере один элемент из вставки или стенки емкости, в которой образовано отверстие, наиболее предпочтительно вставка, выполнен из полимерного материала. Это обеспечивает достаточную упругость, чтобы легко обеспечить защелкиваемую фиксацию, которое надежно удерживает вставку в отверстии. В частности, надежное удерживание достигается также в случае, когда один элемент из вставки и стенки емкости выполнен из полимерного материала, а другой (предпочтительно стенка емкости) выполнен из более жесткого материала, такого как металл. Таким образом, вставка настоящего изобретения особенно предпочтительна для использования в емкостях из листового металла, таких как канистры, бидоны и бочки.

Предпочтительно, внешняя углубленная часть содержит кольцевую канавку. Данная канавка может служить для удерживания уплотнительного элемента, такого как уплотнительная прокладка, используемого для герметичного по текучей среде уплотнения вставки в отверстии емкости.

Предпочтительно, кольцевая канавка содержит поперечное сечение, продолговатое в аксиальном направлении резьбы вставки. Такая канавка может принимать краевой участок отверстия емкости, который выполнен в виде стоячей закраины. Таким образом, указанные канавка и закраина могут образовать между собой принимающий участок для приема кольцевого уплотнительного элемента, такого как уплотнительная прокладка.

Bставка может содержать конец, образованный с закругленным или сужающимся ободком, который обеспечивает направляющую поверхность для проведения вставки через отверстие емкости под давлением. Удобно, если ободок может содержать обращенный назад заплечик, который предпочтительно образует переднюю концевую стенку внешней углубленной части. Этот ободок может также содержать посадочную поверхность, расположенную для взаимодействия с уплотнением, обеспеченным на пробке.

Вставка может дополнительно содержать конец, противоположный ободку, содержащий упругий радиальный выступ, такой как фланец, предпочтительно содержащий обращенную вперед поверхность, которая образует заднюю концевую стенку внешней углубленной части. Выступ является зацепляемым поверхностью емкости для предотвращения удаления вставки из отверстия емкости.

Когда упругий радиальный выступ представляет собой фланец, то он предпочтительно содержит некруглый (например, многоугольный) внешний край, выполненный с возможностью вхождения в контакт с дополняющим по форме углублением, образованным в участке стенки емкости, окружающем отверстие. Таким образом, при использовании фланец будет взаимодействовать с углублением так, чтобы блокировать вставку в отверстии без возможности вращения, позволяя вкручивать пробку в и выкручивать из уплотненного соединения с вставкой, преодолевая реактивный вращающий момент, оказываемый углублением в участке стенки емкости. В нижней части фланца может быть обеспечен кольцевой выступ для зацепления с пресс-инструментом для введения.

Обращенная вперед поверхность выступа предпочтительно продолжается вперед и наружу, так что выступ может упруго деформироваться и предварительно нагружаться против поверхности (например, внутренней поверхности) участка стенки емкости, когда вставку вставляют посредством защелки на место. Такая деформация также позволяет «чрезмерное введение» вставки через отверстие, чтобы позволить обращенному назад заплечику края вставки освободить отверстие и обеспечить защелкиваемую фиксацию даже в том случае, если отверстие имеет немного увеличенный размер в направлении введения. Предпочтительно деформация также достаточна для создания конечной предварительной нагрузки даже в том случае, если отверстие имеет немного уменьшенный размер в направлении введения.

Настоящее изобретение также обеспечивает вставку, которая описана выше, в комбинации с кольцевым уплотнительным элементом, размещаемым в внешней углубленной части, для образования периферийного герметичного по текучей среде уплотнения с отверстием емкости. Эта комбинация может дополнительно содержать пробку с наружной резьбой для завинчивания пробки в отверстие вставки.

Настоящее изобретение также обеспечивает, в комбинации:

вставку, содержащую сквозное отверстие с внутренней резьбой, выполненную для приема пробки с комплементарной наружной резьбой для образования герметичного по текучей среде уплотнения;

стенку емкости, содержащую в себе отверстие, причем вставка содержит внешнюю кольцевую канавку, которая удерживает с защелкиванием указанную вставку, установленную в указанном отверстии; и

кольцевой уплотнительный элемент, размещаемый в кольцевой канавке так, чтобы образовать периферийное герметичное по текучей среде уплотнение между вставкой и отверстием.

Кольцевая канавка предпочтительно содержит поперечное сечение, продолговатое в аксиальном направлении резьбы вставки;

причем краевой участок отверстия емкости, который образован в виде стоячей закраины, принимается в указанную канавку, при этом образуя между закраиной и канавкой участок, в который принимается кольцевой уплотнительный элемент.

вставка может содержать конец, образованный с закругленным или сужающимся ободком, который обеспечивает направляющую поверхность для введения вставки через закраину под давлением, когда ее устанавливают в отверстии,

в результате чего вставка и/или закраина упруго деформируется, и уплотнительный элемент перемещается кольцевой канавкой в закраину без сжатия или с уменьшенным сжатием;

причем ободок содержит обращенный назад заплечик, который предпочтительно образует переднюю концевую стенку кольцевой канавки и за который защелкивается закраина, когда вставка полностью установлена; при этом вставка и/или закраина упруго восстанавливаются и сжимают уплотнительный элемент в принимающем участке. Поскольку уплотнительный элемент перемещается в закраину стенки емкости при уменьшенном сжатии или по существу без сжатия, он надежно глубоко посажен в принимающем участке, когда вставка полностью установлена. То есть уплотнительный элемент не требуется запрессовывать в принимающий участок под значительным давлением. Уплотнительный элемент полностью сжат и активирован только тогда, когда закраина защелкивается на месте за передней концевой стенкой кольцевой канавки. Получающееся в результате надежное глубокое проникание уплотнительного элемента в принимающий участок гарантирует, что уплотнительный элемент остается сжатым и активным по всему своему периметру, обеспечивая герметичное по текучей среде уплотнение даже тогда, когда стенка емкости подвергается деформации, например, когда емкость уронили или как-то иначе ударили или небрежно переместили.

Стоячая закраина предпочтительно выполнена сужающейся в направлении введения вставки.

Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает способ установки вставки с защелкиванием в отверстие в стенке емкости,

причем вставка содержит внешнюю кольцевую канавку; сквозное отверстие с внутренней резьбой, выполненное для приема пробки с комплементарной наружной резьбой для образования герметичного по текучей среде уплотнения; и конец, образующий закругленный или сужающийся ободок, который обеспечивает:

(i) направляющую поверхность и

(ii) обращенный назад заплечик;

причем краевой участок отверстия емкости выполнен в виде стоячей закраины;

причем способ включает стадии:

установки уплотнительного элемента в кольцевой канавке;

вдавливания вставки в закраину, так что направляющая поверхность упруго деформирует вставку и/или закраину, и уплотнительный элемент перемещается в закраину при уменьшенном сжатии или без сжатия, и

дополнительного вдавливания вставки в закраину так, чтобы позволить переднему концу закраины защелкнуться за обращенный назад заплечик;

при этом вставка и/или закраина упруго восстанавливаются, чтобы сжимать уплотнительный элемент между кольцевой канавкой и стоячей закраиной.

способ может включать:

вдавливание вставки в закраину, пока не образуется зазор между передним концом закраины и обращенным назад заплечиком; причем вставка дополнительно содержит упругую часть, которая деформируется и предварительно нагружается против поверхности стенки емкости, когда вставку вводят в закраину, и

прекращение вдавливания вставки в закраину, после чего упругая часть приводит передний конец закраины в контакт с обращенным назад заплечиком.

Дополнительные аспекты, предпочтительные признаки и преимущества настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на примерные варианты выполнения, показанные в чертежах.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид вставки в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, в сечении по I-I на Фиг.2;

Фиг.2, 3 и 4 - соответственно виды сверху, сбоку и снизу вставки по Фиг.1;

Фиг.5 – вил в сечении участка верхней части металлической бочки, образованной с отверстием и окружающим стоячей закраиной, в которое должна быть установлена с защелкиванием вставка по Фиг.1;

Фиг.6 - вид в сечении уплотнительной прокладки для использования с вставкой и верхней частью бочки в соответствии с предыдущими чертежами;

Фиг.7 - вид в сечении, показывающий вставку и уплотнительную прокладку, установленные в отверстии;

Фиг.8 – вид в полу-сечении, соответствующий Фиг.7, но показывающий укупорочную пробку и наружный колпачок, установленные в и над вставкой соответственно;

Фиг.9 - последовательные виды, схематично изображающие процесс введения вставки и уплотнительной прокладки;

Фиг.10 - схематично вид, показывающий удерживание уплотнительной прокладки в случае, если бочка деформирована;

Фиг.11 – схематичный вид профиля вставки с другой уплотнительной прокладкой, входящей в контакт с элементами, которые могут быть использованы совместно или отдельно в различных других вариантах выполнения изобретения;

Фиг.12 - схематичный вид, показывающий возможный альтернативный уплотнительный прокладочный узел для использования в вариантах выполнения настоящего изобретения, и

Фиг.13 - вид в частичном сечении еще одной уплотнительной прокладки, которая может быть использована в вариантах выполнения изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Ссылаясь на Фиг.1-4, вставка 10 в емкость для укупорочного средства содержит цельный корпус, образованный посредством литья под давлением из полимерного материала, выбираемого, помимо прочего, для совместимости с содержимым емкости. Например, в случае пищевых продуктов, материал может представлять собой одобренный Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) нейлон РА66, заполненный стекловолокном с 30%-ным содержанием по весу; причем стекловолокно придает стойкость к деформации и термическому расширению/усадке. Для придания стойкости и конкретным растворителям или химическому воздействию могут быть использованы другие полимерные материалы. Вставка включает в себя сквозное отверстие 12 с внутренней параллельной трубной цилиндрической (BSP) резьбой 14, 11 витков на дюйм, для приема стандартной двухдюймовой (приблизительно 51 мм) укупорочной пробки с наружной резьбой (в этих чертежах не показана). Вставка может иметь любой подходящий размер, например, для приема других пробок стандартного размера для укупоривания емкостей: 3/4 дюйма (приблизительно 19 мм), 40 мм и др. Таким же образом, для вставки может быть использована любая пригодная форма резьбы для совмещения с резьбой пробки. Боковая стенка вставки 10 содержит внешнюю углубленную часть в форме кольцевой канавки 16, посредством которой вставка устанавливается с защелкиванием в отверстии, образованном в верхней части бочки или стенке другой емкости, как дополнительно описано ниже.

Один конец вставки образован с закругленным ободком 18, который обеспечивает коническую направляющую поверхность 20 для введения вставки через отверстие емкости под давлением. Ободок также содержит обращенный назад заплечик 22, который образует переднюю концевую стенку внешней углубленной части или кольцевой канавки 16. Ободок также обеспечивает загибающуюся внутрь посадочную поверхность 24 для уплотнительной прокладки, обеспеченной на пробке (не показанной в этих чертежах).

В своем конце, противоположном ободку 18, вставка содержит радиальный выступ в форме фланца 26 с восьмиугольным наружным краем 28. Обращенная вперед поверхность 30 фланца 26 образует заднюю концевую стенку внешней углубленной части или кольцевой канавки 16. Поверхность 30 продолжается вперед и наружу, как показано, так что фланец 26 немного выпуклый в направлении вперед. В нижней части фланца 26 обеспечен кольцевой выступ 32 для зацепления с пресс-инструментом для введения (не показанным).

Ссылаясь ниже на Фиг.5-7, стенка 34 емкости 36 (такая как верхняя часть стальной бочки) образована с отверстием 38, содержащим высаженный краевой участок для образования выступающего вверх обсадной закраины 40. В участке стенки емкости, окружающем отверстие 38, в нижней части закраины 40, образовано углубление 42. углубление имеет дополняющий размер и восьмиугольную форму в виде сверху, чтобы плотно размещать фланец 26 вставки, когда вставка 10 установлена в отверстии 38, как показано на Фиг.7. Кольцевая канавка 16 вставки 10 имеет поперечное сечение, продолговатое в аксиальном направлении резьбы 14 вставки. Стоячая закраина 40, окружающая отверстие 38, защелкивается в канавке 16 так, что захватывается между заплечиком 22 и поверхностью 30 фланца. Высота стоячей закраины от основания углубления 42 до переднего края 43 закраины немного меньше (например, на 0,008 дюйма, 0,2 мм) аксиального расстояния между заплечиком 22 и наружным краем обращенной вперед поверхности 30 фланца, когда фланец 26 находится в своей исходной, ненапряженной выпуклой форме. После установки вставки 10 в отверстии 38, фланец соответственно немного уплощается от данной первоначальной формы, и таким образом упруго нагружается против закраины 40, чтобы захватывать закраину между заплечиком 22 и наружным краем поверхности 30 фланца. Дополняющие восьмиугольные формы фланца 26 и углубления 42 гарантируют, что установленная вставка 10 не способна вращаться в отверстии 38. Нижняя часть 44 стоячей закраины сужается к концу в направлении вперед (установки вставки), так что канавка 16 и закраина 40 образуют между собой принимающий участок 46, имеющий по существу треугольное поперечное сечение, для приема кольцевого уплотнительного элемента, такого как уплотнительная прокладка 48. Как показано на Фиг.6, уплотнительная прокладка 48 может быть отрезана от длины трубчатого материала так, чтобы иметь прямоугольное поперечное сечение в ненапряженном состоянии. Однако возможны также и другие формы поперечного сечения, например, формованные уплотнительные закраины, сальники или кольцевые уплотнения. При использовании уплотнительная прокладка подвергается давлению, так что занимает по существу все треугольное поперечное сечение принимающего участка 46. Уплотнительная прокладка может быть изготовлена из любого пригодного материала, например, этилен-пропилен-диен-каучука (EPDM), сажевого нитрильного каучука или политена, как обычно.

Фиг.8 показывает пластиковую пробку 50, ввинченную в отверстие 12 вставки 10 для герметичного по текучей среде уплотнения емкости 36. Пробка 50 содержит уплотнительную прокладку 52, которая, при пробке, полностью вкрученной в отверстие 12, уплотняет относительно установочной поверхности 24 на ободке 18 вставки. К полученному узлу может быть приложено обычное металлическое дополнительное укупорочное средство 54 с его краями, загнутыми в канавку 16, закрывая закраину 40. Ободок 18 выступает над передним концом 42 закраины 40, чтобы обеспечить направленный наружу радиальный выступ для удерживания загнутого дополнительного укупорочного средства 54.

Фиг.9 показывает процесс введения вставки. В блоке (а) показана вставка 10, которую вдвигают вверх в отверстие 38 через восьмиугольное углубление 42, так что коническая направляющая поверхность 20 ободка 18 входит в контакт с горлышком сужающегося участка 44 закраины. Уплотнительная прокладка 48 установлена в кольцевой канавке 16 рядом с фланцем 26, посредством растягивания ее так, что она продолжается через ободок 18. Пресс-инструмент размещают вплотную к выступу 32, чтобы вдавливать вставку 10 дальше в закраину 40.

Как показано в блоке (b), когда направляющая поверхность 20 перемещается вдоль внутренней стороны сужающегося участка 44 закраины 40, осуществляется расклинивающее действие, которое давит на ободок 18 и деформирует канавку 16. Радиальная ширина заплечика 22 имеет такой же порядок, что и радиальная ширина уплотнительной прокладки 48, и поэтому когда вставку 10 вдавливают дальше в закраину 40, внутренняя стенка канавки 16 деформируется так, чтобы стать приблизительно параллельной сужающейся внутренней стенке участка 44 закраины. Закраина 40 также немного расширяется; но поскольку оно выполнено из более жесткого материала (обычно из стали), степень его деформации значительно меньше степени деформации пластиковой вставки 10, несмотря на более тонкое поперечное сечение закраины 40 по сравнению с поперечным сечением стенки вставки.

Уплотнительная прокладка 48, натянутая на вставку 10, продолжает обхватывать канавку 16 и деформируется вместе с ней. Деформирование посредством сжатия вставки 10 и ее канавки 16 и тот факт, что нижняя часть канавки 16 остается расположенной на расстоянии от внутренней поверхности закраины 40 за счет ширины заплечика 22, открывает пространство, которое позволяет уплотнительной прокладке 48 перемещаться в сужающийся участок 44 закраины, по существу без сжатия. Таким образом, когда вставку 10 вдавливают в отверстие 38, уплотнительная прокладка 48 надежно перемещается глубоко в закраину 40.

Когда передний край 43 закраины 40 выравнивается с заплечиком 22, так что ободок 18 уже не удерживается в сжатии, ободок выскакивает наружу, и заплечик 22 зацепляется перед передним краем 43 закраины; как показано в блоке (с) Фиг.9. Радиальная ширина заплечика 22 также приблизительно равна общему радиальному сужению закраины 40. Таким образом, зазор между внутренней стенкой канавки 16 и внутренней стенкой закраины 40 уменьшается, превращаясь в принимающий участок 46 с треугольным поперечным сечением, при этом передний край 43 закраины опирается на или приближается вплотную к внутренней стенке канавки 16, когда ободок 18 выскочил наружу. Таким образом, уплотнительная прокладка 48 плотно зажата и активирована, чтобы образовать надежное герметичное по текучей среде уплотнение между верхней частью 34 бочки и вставкой 10. Степень деформации вставки 10 и закраины 40 предпочтительно удерживается в пределах соответствующих им пределов упругости, так что после соединения защелкой каждый из них будет возвращаться по существу к своей первоначальной форме.

Пресс-инструмент используют для вдавливания вставки 10 дальше в отверстие 38, пока выпуклый фланец 26 не будет высажен относительно нижней части восьмиугольного углубления 42. В этом положении, которое показано в блоке (с), между заплечиком 22 и передним краем 43 закраины открывается небольшой зазор 56. Данный зазор гарантирует, что вставка 10 будет надежно защелкиваться в отверстии 38, даже если отверстие имеет увеличенный размер, т.е. если высота закраины 40 немного больше номинального размера. Аксиальная глубина выпуклости передней поверхности 30 фланца 26 сделана больше номинальной ширины зазора 56, так что вставка вдвигается в направлении, противоположном направлению введения, когда пресс-инструмент после введения отводят, и фланец возвращается к своей выпуклой форме. Это гарантирует, что зазор 56 при этом будет устранен, а остаточная предварительная нагрузка останется между фланцем и нижней частью углубления и между заплечиком 22 и передним краем 43 закраины, так что закраина 40 будет прочно зажата в канавке 16 вставки. Это предпочтительно происходит даже в том случае, если отверстие имеет немного уменьшенный размер, т.е. Высота закраины 40 немного меньше номинальной. После введения, закраина может быть радиально загнуто, чтобы при необходимости дополнительно активировать (нагрузить) уплотнительную прокладку 48 в принимающем участке.

Фиг.10 схематично показывает, что происходит в том случае, если верхняя часть 34 бочки деформирована, например, в результате сильного случайного удара в одну сторону ободка 18 вставки. Поскольку уплотнительная прокладка 48 глубоко вдавлена в принимающий участок 46, верхний край уплотнительной прокладки остается зажатым между внутренней стенкой канавки 16 вставки и примыкающей внутренней стенкой сужающегося участка 44 закраины. Таким образом, уплотнительная прокладка 48 удерживается в пределах принимающего участка 46 и активирована вокруг всей периферии вставки 10, чтобы поддерживать надежное уплотнение. То есть уплотнительная прокладка не вытесняется из принимающего участка в участок, где верхняя часть 34 бочки деформирована внутрь.

Для обеспечения улучшенного уплотнения между уплотнительной прокладкой 48 и вставкой 10, поверхность 16а внутренней стенки канавки 16 вставки может быть снабжена круговыми уплотнительными ребрами 58, как показано на Фиг.11. Данные ребра выполнены с возможностью концентрации напряжения, приложенного к уплотнительной прокладке 48, в их положении. Это способствует достижению и поддержанию уплотнения между уплотнительной прокладкой и поверхностью 16а внутренней стенки канавки вставки; в частности, если во время введения происходит пластическая деформация вставки 10 или деформация вставки и/или уплотнительной прокладки в течение длительного времени. Все эти события могут привести к уменьшению остаточного сжимающего усилия в уплотнительной прокладке 48 в принимающем участке 46. Поэтому ребра 58 способствуют поддержания локализованного высокого активизирующего давления, достаточного для обеспечения надежного герметичного по текучей среде уплотнения. Ребра 58 могут также способствовать перемещению уплотнительной прокладки 48 в закраину 40, когда вставку 10 вдавливают в отверстие 38, за счет увеличения сопротивления трением относительному скользящему перемещению уплотнительной прокладки вдоль поверхности 16а внутренней стенки канавки.

Фиг.11 также показывает кольцевую канавку или пониженный участок 60, обеспеченный в обращенной вперед поверхности 30 фланца 26, в корневом участке фланца 26, прилегающем к поверхности 16а внутренней стенки канавки. Пониженный участок 60 имеет по существу прямоугольное поперечное сечение и соответствующий размер для приема и удерживания нижней части уплотнительной прокладки 48 и сдерживания ее в радиальном направлении; при этом также способствуя обеспечению смещения уплотнительной прокладки вперед в стоячую закраину 40. Пониженный участок 60 может иметь другие формы поперечного сечения, дополняющие к форме соответствующей нижней части уплотнительной прокладки 48, если данное поперечное сечение непрямоугольное). Пониженный участок 60 и ребра 58 являются необязательными и могут быть использованы совместно или независимо друг от друга.

Фиг.12 показывает уплотнительный прокладочный узел, образованный из двух отдельных частей 48а и 48b. Каждая часть 48а, 48b состоит из кольцевой прокладки прямоугольного сечения с номинально одинаковым внутренним размером. Задняя прокладка 48а в прокладочном узле, т.е. прокладка, непосредственно прилегающая к обращенной вперед поверхности 30 фланца, имеет больший внешний диаметр, чем другая, передняя прокладка 48b. Поэтому прокладка 48а с малым диаметром может легко входить в зазор между поверхностью 16а внутренней стенки канавки и внутренней стенкой сужающегося участка 44 закраины, каковой зазор образуется в результате сжатия вставки 10, когда ее вдавливают в отверстие 38. Прокладка 48а с большим диаметром, даже если она полностью перекрывает данный зазор, будет также стремиться быть задвинутой по меньшей мере частично в зазор, при этом ее передний конец действует как «поршень», чтобы заталкивать прокладку с меньшим диаметром глубже в зазор. Когда заплечик 22 защелкивается за передний край 43 закраины 40, прокладка 48а с большим диаметром подвергается радиальному сжатию, которое вызывает ее продольное расширение. Поскольку прокладка 48а зажата в зазоре посредством фланца 26, ее продольное расширение будет заталкивать прокладку 48b с меньшим диаметром еще глубже в зазор, т.е. глубже в принимающий участок 46. Это увеличивает способность прокладки 48b быть защемленной или зажатой между внутренней стенкой 16а канавки вставки и сужающимся участком 44 закраины и оставаться зажатой, даже когда верхняя часть бочки деформирована, как показано на Фиг.10. Дополнительные детали такой прокладки, ее установки и активирования раскрыты в US RE38271Е, полное содержание которого включено в данный документ путем ссылки. Прокладка может представлять собой прокладочный узел, содержащий две или более разных и отдельных частей или две или более первоначально отдельных частей, склеенных или иначе соединенных друг с другом в аксиальной последовательности. В качестве еще одной альтернативы, разные части могут представлять собой области единого корпуса, например, отформованного за одно целое. Пример кольцевого уплотнения 48с представляет собой такой корпус, образованный за одно целое для обеспечения скошенного каплеобразного сечения, показанного на Фиг.13.

Реферат

Изобретение относится к вставке 10, предназначенной для установки в отверстие 38 емкости 36, содержащей сквозное отверстие 12 с внутренней резьбой, выполненное для приема пробки с комплементарной наружной резьбой для герметичного по текучей среде уплотнения емкости, конец с закругленным или сужающимся ободком (18), который обеспечивает направляющую поверхность для введения вставки через отверстие емкости под давлением, и обращенный назад заплечик (22). Вставка предпочтительно выполнена из полимерного материала и содержит внешнюю кольцевую канавку 16, имеющую участок, служащий для приема уплотнительного элемента (48), при этом вставка выполнена так, что сжатие ободка (18) вызывает деформирование участка канавки (16), служащего для приема уплотнительного элемента, тем самым открывая пространство между участком и отверстием емкости до тех пор, пока обращенный назад заплечик (22) не обеспечит удерживание вставки с защелкиванием в отверстии емкости. Отверстие предпочтительно содержит стоячую закраину 40, защелкиваемую в канавке 16 для предпочтительной установки, сжатия и активации уплотнительного элемента 48. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

Формула