專利名稱：用于壓力容器的閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓力容器的閥門。
背景技術(shù)：
壓力容器通常包括內(nèi)裝物和在一起的噴射劑。噴射劑通常在容器內(nèi)部產(chǎn)生需要的壓力。所述噴射劑可以是液態(tài)或氣態(tài)噴射劑。當(dāng)噴射劑是液態(tài)噴射劑時，容器內(nèi)部的壓力由液態(tài)噴射劑的蒸汽壓力產(chǎn)生。當(dāng)容器處于直立位置時，氣態(tài)噴射劑和液態(tài)噴射劑的氣相物質(zhì)通常位于容器的頂部空間內(nèi)。容器內(nèi)側(cè)的壓力高于普通的外界大氣壓力。借助閥門密封容器，保持容器內(nèi)部具有壓力。所以，一旦容器的閥門被打開，噴射劑趨于從容器內(nèi)部排出。由此噴射劑驅(qū)動內(nèi)裝物從容器中排出。
為了使容器中的所有內(nèi)裝物能夠排出，必須保證相對于定量的內(nèi)裝物，在容器中具有足夠量的可以使用的噴射劑。因此，必須保證噴射劑不在不需要的時刻排出，其內(nèi)裝物必須與噴射劑同時排出。噴射劑可能按照需要排空壓力容器，直到容器內(nèi)剩余的噴射劑相對于容器內(nèi)殘存的剩余內(nèi)裝物變得非常少，要保證從壓力容器內(nèi)部完全分配出剩余的內(nèi)裝物。如果內(nèi)裝物不與噴射劑同時排出，剩余的內(nèi)裝物將不能從壓力容器內(nèi)部排出，這將形成浪費(fèi)。
當(dāng)產(chǎn)品所在的位置不在噴射劑和壓力容器的卸料開口之間時，噴射劑不攜帶內(nèi)裝物排出。的確，必須保證噴射劑至少推動部分內(nèi)裝物從壓力容器中排出。
通過使用三通閥門可以完成上述操作，這種三通閥門的結(jié)構(gòu)包括兩個輸入供給裝置。因此，當(dāng)容器基本上處于直立位置或倒置時，由可移動的體元件至少阻塞供給之一。各供給裝置處于開啟位置，在此位置，當(dāng)容器處于基本上直立狀態(tài)時，噴射劑促使至少部分內(nèi)裝物通過供給裝置之一向外排出，當(dāng)容器處于基本上倒置位置時，噴射劑促使至少部分內(nèi)裝物通過另一個供給裝置向外排出。在1985年5月2日公開的歐洲專利EP-0053350，在1981年7月7日公開的美國專利US-4277001，和1993年9月10日公開的法國專利FR-2688286中，公開了這種類型的閥門。
例如，在一方面，當(dāng)抓握的壓力容器基本上處于直立位置時，噴射劑位于內(nèi)裝物的上方，在另一方面，供給裝置是將容器頂端的卸料開口與壓力容器底部相連接的插入管，并且供給裝置的開口連接位于壓力容器頂端的卸料開口，當(dāng)容器被倒置時，可移動的體元件阻塞件插入管，由此借助噴射劑推動內(nèi)裝物通過另一個供給裝置，由此，當(dāng)容器被倒置時，同一個可移動的體元件將阻塞頂部供給裝置，從而由噴射劑推動內(nèi)裝物通過插入管。
可以按照下列方式分析上述結(jié)構(gòu)。在所述的結(jié)構(gòu)中的可移動的體元件受制于兩個作用力由重力F1產(chǎn)生的作用力和內(nèi)裝物的流動力F2產(chǎn)生的作用力。重力的作用力F1主要取決于和移動體元件的質(zhì)量。內(nèi)裝物的流動牽制力F2主要取決于內(nèi)裝物的粘度，內(nèi)裝物的流動速率，以及在內(nèi)裝物的物流中，可移動的體元件的主橫截面積，按照STOKE公式，其接近值為F2＝3πDνμ其中D是垂直于物流方向的和移動體元件的橫截面積，ν是流速，μ是內(nèi)裝物的粘度。
為了具有合適的操作功能，作用力F1必須能夠克服作用力F2。如果我們考慮將內(nèi)裝物的粘度和內(nèi)裝物的流動速率作為限制該系統(tǒng)的兩個因素，兩個可以改變的量是可移動體元件的質(zhì)量和在內(nèi)裝物到物流中可移動體元件的主要橫截面積。為了克服牽制作用力F2，可移動的體元件應(yīng)當(dāng)具有高質(zhì)量與在內(nèi)裝物的物流中的小的橫截面積。一般，當(dāng)體元件具有較高的質(zhì)量時，導(dǎo)致其體積較大，上述條件受到限制。因此，通常質(zhì)量越高，橫截面積就越大。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，只有在比較低的內(nèi)裝物排出速率的條件下，最大限度大約為2克/秒，上述結(jié)構(gòu)系統(tǒng)才能正常工作。
本發(fā)明的目的是增大作用力F1，克服作用力F2，以便能夠以高的流動速率噴射出粘性內(nèi)裝物，同時具有最少的噴射劑損失。
本發(fā)明的另一個目的是補(bǔ)償要被噴射的內(nèi)裝物的粘度和/或流動速率，同時保持閥門的操作功能。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種有利于生態(tài)保護(hù)的、用于粘性和/或高流動速率的內(nèi)裝物的噴射結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于粘性和/或高流動速率的內(nèi)裝物的噴射結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其產(chǎn)品成本低廉。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于壓力容器的閥門，所述閥門包括(A)安裝到容器上的中空體10，所述中空體10具有內(nèi)部體積，其中至少有供給裝置14；(B)第一體元件11被保持在中空體10中，第一體元件11可以相對于中空體10移動，并且與供給裝置14協(xié)同作用，以便至少在容器的預(yù)定方位，由第一體元件11阻塞供給裝置14；其特征在于所述閥門包括(C)第二體元件12，所述第二體元件12可相對于中空體10移動，第二體元件12相對于第一體元件11具有相互作用的磁性力。
然后，作為單一的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在作用力F1和F2的約束條件下，分析第一體元件11和第二體元件12。在此系統(tǒng)中，作用力F1取決于第一體元件11和第二體元件12的質(zhì)量的增加，而牽制作用力F2取決于第一體元件11的主要橫截面積，這是由于第二體元件12與內(nèi)裝物到物流相互隔離開。因此，使用者能夠自由的調(diào)整該系統(tǒng)到總質(zhì)量，由此獲得作用力F1，而不改變牽制作用力F2的量值。這可以通過改變第二體元件12的質(zhì)量獲得。
對本發(fā)明附圖的簡要描述

圖1a是本發(fā)明的閥門處于直立位置的實(shí)施例的剖視圖。圖1b是圖1a所示閥門倒置狀態(tài)的剖視圖。
圖2b是本發(fā)明的閥門的另一個實(shí)施例處于直立位置時的局部剖視圖。圖2b是圖2a所示閥門倒置狀態(tài)的剖視圖。
圖3a是本發(fā)明的閥門的另一個實(shí)施例處于直立位置時的局部剖視圖。圖3b是圖3a所示閥門倒置狀態(tài)的剖視圖。
本發(fā)明的用于壓力容器的閥門包括安裝在容器上的中空體10，所述中空體10具有內(nèi)部體積，在中空體10內(nèi)部的體積中具有至少一個供給裝置14。第一體元件11被保持在中空體10中，所述第一體元件11可以相對于中空體10移動，并且與供給裝置14相互配合，以便第一體元件11至少在容器的預(yù)定方位阻塞供給裝置14，其特征是還包括第二體元件12，所述第二體元件12可以相對于中空體10移動，所述第二體元件12相對于第一體元件11產(chǎn)生相互作用的磁性力。
將閥門安裝到壓力容器上。所述壓力容器通常是裝填有內(nèi)裝物和噴射劑的容器。所述容器為中空體，其可以由任何材料，最好是由金屬、塑料制成，所述塑料包括聚對苯二甲酸乙酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)或聚酰胺，還可以包括這些材料的混合物、疊層制品和其他結(jié)合形式。所述金屬容器可以由薄片鋼制成，或者由其他金屬，例如鋁制成。最好，金屬容器的內(nèi)表面以疊層方式設(shè)有塑料材料，或者具有由漆料或油漆形成的覆蓋層。所述漆料或有其在此被用于保護(hù)容器的內(nèi)表面不受腐蝕。這種腐蝕可以導(dǎo)致容器性能減弱，還可以導(dǎo)致容器內(nèi)裝物褪色。最好用于制作疊層和覆蓋層的漆料或油漆的塑料材料是環(huán)氧酚醛樹脂、聚酰胺-酰亞胺、有機(jī)溶膠、聚對苯二甲酸乙酯、定向聚丙烯、聚乙烯或它們的結(jié)合物。
任何可以流動的材料包括氣化、液化或泡沫內(nèi)裝物都可以被裝填在容器中，并且通過本發(fā)明閥門排出。當(dāng)采用氣化噴射劑時，被排出的內(nèi)裝物最好是泡沫內(nèi)裝物。噴射劑在內(nèi)裝物組分中膨脹形成許多氣泡，由此形成泡沫。硬質(zhì)表面清潔劑是所述泡沫內(nèi)裝物的一個例子。例如，在歐洲專利EP-A-546828中公開了這種泡沫內(nèi)裝物。按照本發(fā)明，優(yōu)選的泡沫內(nèi)裝物時泡沫洗滌劑。所述泡沫洗滌劑的成分公開在歐洲專利EP-A-677577和共同申請的待審查的歐洲專利申請NO.95870084.1。
容器中的壓力可以由噴射劑產(chǎn)生。一旦閥門處于開啟位置，在壓力容器內(nèi)部的壓力使可流動的材料和噴射劑從壓力容器中向外噴出。因此，壓力容器內(nèi)部的壓力高于容器外側(cè)的大氣壓力。最好，在20℃條件下，容器中的壓力至少為5巴，更好是在容器中的壓力范圍是在8～10巴之間。容納在容器中的噴射劑含量在正確的壓力條件下，基本上使所有的可流動的內(nèi)裝物材料，在壓力容器的整個使用壽命期間，從容器中向外排出。噴射劑的含量還取決于被使用噴射劑的類型。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知道的適當(dāng)?shù)膰娚鋭┦且后w或氣體噴射劑。優(yōu)選的噴射劑是對環(huán)境無害的氣化噴射劑。如本文中所述，術(shù)語“氣化”和“不可液化”，對于噴射劑來說可以互換使用。的確，氣化噴射劑和不可液化的噴射劑在室溫，大約為20℃條件下，呈氣體狀態(tài)，壓力高達(dá)12巴。此外，最好使用對臭氧層無害的噴射劑，例如壓縮空氣、二氧化碳?xì)怏w、氮?dú)夂退难趸?，或它們的混合物。二氧化碳?xì)怏w是優(yōu)選的氣體噴射劑?？梢赃x擇使用少量的低分子量碳?xì)浠衔?，例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷，其提供了必要的可燃性，這種碳?xì)浠衔锊豢蛇^量。各種使噴射氣體產(chǎn)生壓力的方式在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。例如，可以在包裝過程中填充具有壓力的氣體。借助隔膜可以使內(nèi)裝物與壓縮氣體相互分隔開，例如采用具有張力的橡膠材料。另外，借助機(jī)械運(yùn)動，可以提供產(chǎn)生氣體壓力的裝置，即所謂“泵和噴射”系統(tǒng)。
所述第一體元件11可以是球狀體，但是也可以是其他任何形狀的物體，只要它能夠與相應(yīng)的供給裝置14相互協(xié)同作用。這些形狀包括卵形體、環(huán)形體、圓柱體或截錐曲面體。所述第二體元件12可以是球狀，但是也可以是其他任何形狀的物體。這些形狀包括卵形體、圓柱體、環(huán)形體或截曲面體。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第二體元件12呈環(huán)形體，因此第二體元件12可以完全圍繞第一體元件11，施加經(jīng)過進(jìn)一步改善的、相互作用的磁性力。同樣，第一體元件11也可以是環(huán)形體。
在第一體元件11和第二體元件12之間的相互作用的磁性力可以通過多種方式獲得。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一體元件11由軟磁性材料制成，而第二體元件12由硬磁性材料制成。所述軟磁性材料的剩磁基本上是零。這種材料一般包括鐵、鎳和鈷。這種材料還包括各種等級的鋼材。硬磁性材料具有的剩磁基本上不為零。這種材料包括結(jié)合或燒結(jié)的鐵素體、磁鋼和包含著稀土元素的各種材料，例如釹鐵硼或釤鈷。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，第一體元件11由硬材料制成，而第二體元件由軟材料制成。相互作用的磁性強(qiáng)度和第一體元件11與第二體元件12的機(jī)械系統(tǒng)的重量可以轉(zhuǎn)變，以便第一體元件11能夠足夠快地從非阻塞位置移動到阻塞位置，或者反之。而且，當(dāng)內(nèi)裝物流動時，使第一體元件11保持定位，而不受粘性物流的影響。通過多種方式可以改變相互作用磁性力的強(qiáng)度。第一種方法是，通過使用不同的材料改變相互作用的磁性力的強(qiáng)度。例如，硬材料與硬材料之間的相互的磁性作用的強(qiáng)度大于硬材料與軟材料之間的相互磁性作用力強(qiáng)度。在另一個實(shí)施例中，一般燒結(jié)材料具有的相互的磁性作用力強(qiáng)度大于粘結(jié)材料。作為另一個實(shí)施例，一般包括稀土元素的材料具有的相互磁性作用力強(qiáng)度高于磁鋼材料或鐵素體材料。通過改變材料的磁性方向，是另一種可以改變相互磁性作用力強(qiáng)度的方法。還有一種方法是改變磁鐵的形狀或體積，以及磁鐵的尺寸，因?yàn)殡S著距離的變化，相互磁性作用力的強(qiáng)度也將大大變化。通過選擇材料、改變形狀和元件體積，可以改變第一體元件和第二體元件系統(tǒng)的重量?？紤]到各種指標(biāo)，例如環(huán)境、腐蝕或價格，可以獲得最佳選擇條件。例如，一般鐵素體材料比具有稀土元素的材料便宜。作為另一個實(shí)施例，含鐵的材料在水分環(huán)境中會被腐蝕。例如，通過將第二體元件12隔離在另一個中空體13中，由此使第二體元件12不與腐蝕環(huán)境相接觸，所以可以防止腐蝕。由于一定種類的內(nèi)裝物和/或噴射劑具有的特性，例如PL值，也會產(chǎn)生腐蝕。
例如，當(dāng)應(yīng)該防止噴射劑泄漏時，只要第一體元件11和第二體元件12位于合適的、希望的阻塞方位，第一體元件11和第二體元件12的移動不受限制。例如，第一體元件11和第二體元件12可以平行移動，如圖1a，1b和圖2a，2b所示，或者第二體元件12可以有放大的移動量，如圖3a，3b所示，以便加強(qiáng)第一體元件11的阻塞強(qiáng)度。
圖1a和1b表示按照本發(fā)明的閥門的一個實(shí)施例。所述閥門包括中空體10，供給裝置14，第一體元件11和第二體元件12。
在此實(shí)施例中，供給裝置14包括開口15，所述開口15連通閥門和容器，并且包括部分19，所述部分19與第一體元件11以這樣方式相互協(xié)同作用，當(dāng)容器被抓握，處于直立位置時，如圖1a所示，由第一體元件11阻塞供給裝置14。如圖1b所示，容器中的內(nèi)裝物可以通過開啟的閥門排出。在借助噴射劑的壓力，從容器中噴射出可流動的內(nèi)裝物材料的情況下，最好通道15被設(shè)置在閥門和容器之間，使噴射劑在靠近通道1 5之前，先通過可流動的內(nèi)裝物材料。因此，當(dāng)容器處于不希望的傾斜位置時，如圖1a所示，噴射劑不會泄漏。不希望的傾斜位置包括任何傾斜位置，在此位置，噴射劑可能從容器內(nèi)部向外排出，而同時不排出內(nèi)裝物。如上所述，當(dāng)閥門開啟時，噴射劑不推動內(nèi)裝物向外排出，將發(fā)生上述現(xiàn)象。在一個例子中，在一方面，當(dāng)壓力容器基本上處于抓握的直立位置時，如圖1a所示，噴射劑位于內(nèi)裝物的上方。在另一方面，供給裝置是開口15，所述開口15連接壓力容器頂端的卸料開口16。當(dāng)容器處于直立位置時，如圖1a所示，第一體元件11阻塞供給裝置14，只有當(dāng)容器被倒置時，如圖1b所示，由此噴射劑在靠近通道之前先通過流動的內(nèi)裝物材料，才能從容器中推出內(nèi)裝物，以使噴射劑的損失達(dá)到最少。在這種情況下，當(dāng)容器處于直立位置時，如圖1a所示，容器進(jìn)入預(yù)定的方位。所以，閥門具有開啟位置，如圖1b所示，和相應(yīng)的在預(yù)定的方位的封閉位置，如圖1a所示。在圖1a所示的閥門的封閉位置，基本上防止內(nèi)裝物和/或噴射劑從容器中泄漏。在圖1b所示的閥門的開啟位置，允許內(nèi)裝物和/或噴射劑從容器中排出。當(dāng)供給裝置14被阻塞時，閥門處于封閉位置，如圖1a所示。
圖2a和2b表示按照本發(fā)明的閥門的另一個實(shí)施例。所述閥門包括中空體10，兩個供給裝置14和17，第一體元件11和第二體元件12。
在此實(shí)施例中，第一供給裝置14包括開口15，由開口15在閥門和容器頂部之間形成連接通道，還具有部分19，所述部分19與第一體元件協(xié)同作用，以致當(dāng)容器處于直立位置時，由第一體元件11形成阻塞。第二供給裝置17包括插管18，當(dāng)抓握的容器中處于直立位置時，連接閥門的插管18延伸到容器的底部。在圖2a所示的實(shí)施例中，處于直立位置的閥門采用兩個供給裝置14、17，并且在圖2b中，閥門處于倒置位置。在此實(shí)施例中，當(dāng)被抓握的壓力容器基本上處于直立位置時，噴射劑位于內(nèi)裝物的上方。當(dāng)容器處于圖2a所示的直立位置時，第一體元件11阻塞第一供給裝置14，以便防止噴射劑泄漏，同時可以由噴射劑推動內(nèi)裝物通過另一個供給裝置17。例如圖2B所示，當(dāng)容器處于倒置位置時，供給裝置都不受阻塞，由噴射劑推動內(nèi)裝物通過第一供給裝置14，這是因?yàn)榕c通過插管18相比較，內(nèi)裝物更容易通過第一供給裝置14。為此目的，最好插管18的橫截面積小于開口15，因此噴射劑的物流在靠近閥門之前，更容易穿過可流動內(nèi)裝物材料，所述容器具有最小程度的噴射劑損失。
圖3a和3b表示了本發(fā)明的閥門的另一個實(shí)施例。所述閥門包括中空體10，兩個供給裝置14、17，第一體元件11和第二體元件12。
在此實(shí)施例中，第一供給裝置14包括開口15，由開口15在閥門和容器頂端之間形成連接通道，還設(shè)有部分19，所述部分19與第一體元件11協(xié)同作用，當(dāng)抓握的容器處于直立位置時，如圖3a所示，由第一體元件11形成阻塞。第二供給裝置17包括插管18，當(dāng)被抓握的容器處于直立位置時，連接閥門的插管18延伸到容器的底部，而且部分19’以這樣方式與第一體元件11協(xié)同作用，即，當(dāng)抓握的容器處于倒置位置時，如圖3b所示，由第一體元件11形成阻塞。在圖3a所示的閥門的直立位置，和圖3b所示的倒置位置，采用兩個供給裝置14、17。在此實(shí)施例中，當(dāng)抓握的壓力容器基本上處于直立位置時，噴射劑位于內(nèi)裝物的上方。如圖3a所示，當(dāng)容器處于直立位置時，第一體元件11將阻塞第一供給裝置14，以便防止噴射劑損失，同時由噴射劑推動內(nèi)裝物通途第二供給裝置17。如圖3b所示，當(dāng)容器處于倒置位置時，第一體元件11將阻塞第二供給裝置17，以便防止產(chǎn)生噴射劑泄露，同時，由噴射劑推動內(nèi)裝物通過第一供給裝置14。因此，在所有傾斜位置，噴射劑在靠近具有最小噴射劑損失的閥門之前，噴射劑必須通過可流動的內(nèi)裝物材料。
權(quán)利要求
1.一種壓力容器的閥門，其包括(A)安裝到容器上的中空體(10)，所述中空體(10)具有內(nèi)部體積，其有至少一個供給裝置(14)；(B)第一體元件(11)被保持在中空體(10)中，第一體元件(11)可以相對于中空體(10)移動，并且與供給裝置(14)協(xié)同作用，以便至少在容器的預(yù)定方位，由第一體元件(11)阻塞供給裝置(14)；其特征在于所述閥門包括(C)第二體元件(12)，所述第二體元件(12)可相對于中空體(10)移動，第二體元件(12)相對于第一體元件(11)具有相互作用的磁性力。
2.按照權(quán)利要求1所述的閥門，其特征在于在容器中裝有噴射劑和可流動的內(nèi)裝物材料。
3.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于在所述內(nèi)部體積中，具有第二供給裝置(17)。
4.按照權(quán)利要求3所述的閥門，其特征在于當(dāng)容器基本上倒置時，第一供給裝置(14)對可流動的內(nèi)裝物材料開啟，并且，當(dāng)容器基本上處于直立位置時，第二供給裝置(17)對可流動的內(nèi)裝物材料開啟，并且，當(dāng)容器基本上處于直立位置時，第一體元件(11)阻塞第一供給裝置(14)。
5.按照權(quán)利要求3所述的閥門，其特征在于至少在容器的第二預(yù)定方位，第一體元件(11)阻塞第二供給裝置(17)。
6.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于所述噴射劑是氣體。
7.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于所述可流動的內(nèi)裝物材料具有的粘度至少為100厘泊(cps)。
8.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于分配可流動的內(nèi)裝物材料的流速至少為2克/秒。
9.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于所述可流動的內(nèi)裝物材料是泡沫材料。
10.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于所述可流動的內(nèi)裝物材料包括表面活化劑為5～50％，最好為10～30％。
11.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于當(dāng)容器基本上處于直立位置時，噴射劑位于可流動的內(nèi)裝物材料上方。
12.按照權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于第二體元件(12)不與可流動的內(nèi)裝物材料相接觸。
13.按照權(quán)利要求1所述的閥門，其特征在于第一體元件(11)和/或第二體元件(12)是磁性體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于壓力容器的閥門。所述閥門包括安裝到容器上的中空體(10),所述中空體(10)具有內(nèi)部體積,其中至少有供給裝置(14)。第一體元件(11)被保持在中空體(10)中,第一體元件(11)可以相對于中空體(10)移動,并且與供給裝置(14)協(xié)同作用,以便至少在容器的預(yù)定方位,由第一體元件(11)阻塞供給裝置(14)。所述閥門包括第二體元件(12),所述第二體元件(12)相對于第一體元件(11)具有相互作用的磁性力,特別是,當(dāng)閥門用于粘性內(nèi)裝物和/或高排出速率的情況下,加強(qiáng)第一體元件(11)的動作。
文檔編號B05B9/04GK1266410SQ98807988
公開日2000年9月13日 申請日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月14日
發(fā)明者P·J·－F·埃特瑟 申請人:普羅格特-甘布爾公司