Колпачок с затвором для емкости или трубопровода (варианты)

Колпачок с затвором для емкости или трубопровода (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструкциям запорных и сливных устройств и может быть использовано для установки на емкостях, предназначенных для выдачи жидких или вязкотекучих сред, например клея, краски, моющих и чистящих веществ, мелкодисперсных порошковых материалов, а также для установки на шлангах, трубопроводах и т.п.

Известно раздаточное устройство для средств личной гигиены (1), содержащее контейнер, снабженный аппликатором для нанесения выдаваемого из контейнера средства. В аппликаторе выполнен сообщающийся с полостью контейнера канал, через который выдают туалетное средство. Аппликатор имеет поворотную головку с раздаточным каналом. Головку можно устанавливать в двух положениях. В первом положении головка расположена под углом к продольной оси контейнера, а во втором положении - вдоль оси контейнера. Когда головка находится во втором положении, на ней можно устанавливать колпачок для защиты раздаточного устройства от загрязнений.

Устройство предназначено только для выдачи туалетного средства и не является универсальным, оно не может быть использовано для дозирования таких жидкостей, которые застывают на воздухе, например клея, краски и т.п. Не решена проблема самозапирания выпускного канала после использования устройства, т.е. устройство недостаточно надежно. Оно также не предназначено для использования одной рукой.

Ближайшим техническим решением к заявляемому по технической сути является дозирующая сливная крышка для контейнера (2-прототип), содержащая закрывающий элемент и основание. Закрывающий элемент расположен поверх участка основания, а основание прикреплено к контейнеру. Закрывающий элемент присоединяют к основанию или контейнеру для обеспечения поворота закрывающего элемента относительно контейнера. Закрывающий элемент и основание взаимодействуют друг с другом для перемещения пробки основания в осевом направлении от распределительного отверстия, выполненного в закрывающем элементе, с целью распределения содержимого из контейнера. Закрывающий элемент может совершать вращательное движение относительно контейнера и не совершать осевого перемещения относительно основания.

К недостаткам этого затвора следует отнести недостаточную эргономичность устройства: невозможность использовать флакон одной рукой, обеспечить наклон носика в зону подачи материала, не обеспечивает хорошего обзора рабочей зоны. Кроме того, отсутствует самозапирание выпускного канала после использования устройства, что делает устройство недостаточно надежным.

Задачей изобретения является создание универсального затвора для емкости или трубопровода, эргономичного, надежного, безопасного в эксплуатации, технологичного в изготовлении в условиях массового производства.

Для решения поставленной задачи предложено устройство для емкости или трубопровода, состоящее из полого колпачка и установленного внутри него затвора.

Затвор выполнен в виде корпуса с осевым каналом, корпус затвора выполнен в виде тела сложной геометрии, нижняя часть корпуса имеет шарообразную форму, которая переходит в верхнюю вытянутую часть - носик. Внутри осевого канала затвора проходит гибкий запирающий элемент, закрепленный на основании, расположенном вне пределов шаровой поверхности корпуса затвора, при этом другой конец гибкого запирающего элемента запирает выпускное отверстие корпуса затвора с образованием полости между стенкой осевого канала корпуса затвора и боковой поверхностью гибкого запирающего элемента. Колпачок внутри в верхней своей части имеет кольцевое углубление, образующее полость для шаровой части корпуса затвора. При этом форма и размеры кольцевого углубления в колпачке выбраны исходя из условия обеспечения возможности поворота корпуса затвора в произвольную сторону вокруг центра шаровой поверхности корпуса до предельного угла поворота затвора.

Кольцевое углубление под шаровую часть затвора может иметь различную геометрическую форму, например шарообразную, овальную, треугольную, прямоугольную и т.п., при этом диаметры основания и отверстия в месте контакта с шаровой поверхностью корпуса затвора должны быть меньше диаметра этой шаровой части.

Колпачок имеет цилиндрическую или коническую форму и может быть конструктивно выполнен составным.

Устройство по второму варианту для емкости или трубопровода состоит из полого колпачка и установленного внутри него затвора. Затвор выполнен в виде корпуса с осевым каналом, корпус затвора выполнен в виде тела сложной геометрии, нижняя часть корпуса имеет шарообразную форму, которая переходит в верхнюю вытянутую часть - носик. Внутри осевого канала затвора проходит гибкий запирающий элемент, закрепленный на стаканообразном основании со сквозными отверстиями, расположенном вне пределов шаровой поверхности корпуса затвора, при этом другой конец гибкого запирающего элемента запирает выпускное отверстие корпуса затвора с образованием полости между стенкой осевого канала корпуса затвора и боковой поверхностью гибкого запирающего элемента. Колпачок внутри имеет форму цилиндра, суженного в верхней своей части с образованием отверстия. При этом шаровая часть корпуса затвора заключена между основанием гибкого запирающего элемента, устанавливаемым на горловине емкости или стенке трубопровода, и стенкой отверстия в верхней части колпачка, а диаметр основания в месте его контакта с шаровой частью корпуса затвора и диаметр отверстия колпачка меньше диаметра шаровой части корпуса затвора.

Во втором варианте колпачок фиксируется на горловине емкости или на трубопроводе посредством, например, резьбы.

В обоих вариантах заявляемого устройства основание гибкого запирающего элемента может иметь любую форму, обеспечивающую закрепление (фиксацию) нижнего конца гибкого запирающего элемента вне пределов шаровой поверхности корпуса затвора и не препятствующую вытеканию содержимого из емкости. Оно может иметь по первому варианту, например, дискообразную форму с перфорацией, звездообразную форму с определенным количеством лучей.

Гибкий запирающий элемент и основание могут быть выполнены как единая деталь или соединены между собой посредством замков: сферического, конического, дугообразного - для снятия напряжения в точке крепления основания и гибкого запирающего элемента.

Между стенками осевого канала корпуса затвора и поверхностью стержня гибкого запирающего элемента всегда есть полость для прохода жидкости к выпускному отверстию затвора, и конструктивно полость обеспечена как геометрией гибкого запирающего элемента, так и геометрией осевого канала корпуса затвора.

Гибкий запирающий элемент в поперечном сечении может иметь различную геометрическую форму, например звездообразную, квадратную или подушкообразную.

Осевой канал корпуса затвора в поперечном сечении также может иметь различную геометрическую форму, например в форме круга с пазами, квадратную.

В оптимальном случае гибкий запирающий элемент и канал корпуса затвора выполнены цилиндрическими и канал для прохода жидкости образуется за счет разницы их диаметров.

Конец гибкого запирающего элемента соразмерен выпускному отверстию осевого канала затвора и может быть, например, цилиндрическим или коническим.

Материалом для гибкого запирающего элемента может служить любой упругий гибкий материал, например полиэтилен, полипропилен, металл.

Полость колпачка в верхней его части выполнена таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота корпуса затвора вокруг оси шаровой поверхности до предельного угла поворота. При этом предельный угол поворота корпуса обеспечивает надежное открывание выходного отверстия корпуса затвора гибким запирающим элементом. Оптимальным углом поворота корпуса затвора является угол 30°.

Точка изгиба стержня гибкого запирающего элемента находится на определенном расстоянии от точки вращения - центра шаровой поверхности корпуса затвора и задается диаметром шаровой части корпуса затвора. При этом возможна как устойчивая фиксация носика и, соответственно, полное открытие выпускного отверстия за счет сил трения в шаровой части затвора, так и самовозврат носика в закрытое состояние, который возможно осуществить, если упругость гибкого запирающего элемента будет достаточной для преодоления сил трения по шаровой поверхности затвора.

Для снятия напряжения гибкого запирающего элемента в месте его изгиба при повороте затвора края осевого канала корпуса затвора на входе могут быть скруглены по радиусу.

Колпачок с затвором заявляемой конструкции может быть установлен на любой емкости, например флаконе, бутылке, а также шланге, трубопроводе, выполненных из любого материала, например пластмассы, стекла, металла, резины и т.п.

Заявляемая конструкция (2 варианта) колпачка с затвором для емкости, трубопровода, шланга и т.п. обладает универсальностью и может быть использована для выдачи любых материалов, в том числе жидкостей, которые застывают на воздухе, таких как клей, краска и т.п., благодаря тому, что перекрытие выпускного канала происходит непосредственно в зоне выпуска материала, что исключает застывание материала в носике. Устройство эргономично: при установке его на горловине флакона или выходе трубопровода, шланга и т.п. им можно пользоваться одной рукой, а поворот в любую сторону и наклон удлиненного носика затвора непосредственно к месту подачи материала существенно улучшают условия работы. Задавая определенный угол поворота носика затвора, можно дозировать выдачу материала.

Возможность работы устройства в режиме самозапирания после выдачи материала повышает надежность устройства.

Техническая реализация устройства отличается простотой и технологичностью, например, все элементы изготавливаются литьем в пресс-формы по отдельности и легко собираются.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1а, 1б, 1в, 1г представлен общий вид колпачка с затвором в разрезе по первому варианту, на которых изображена шарообразная часть корпуса затвора, установленная в кольцевом углублении внутри верхней части колпачка, имеющем в разрезе дугообразную форму, овальную, треугольную или прямоугольную соответственно.

На фиг.2а, представлен общий вид колпачка с затвором в разрезе по второму варианту, на котором изображена шарообразная часть корпуса затвора, заключенная между основанием, установленным на горлышке флакона или выходе трубопровода, и стенкой отверстия колпачка; на фиг.2б - то же самое в рабочем состоянии при повороте гибкого запирающего элемента на предельный угол поворота α.

На фиг.3а, 3б изображены варианты конструкций основания в форме диска с перфорацией и звездообразной формы соответственно.

На фиг.4а, 4б, 4в представлено место Б фиг.1а, на которых приведены примеры возможных конструктивных решений соединений гибкого запирающего элемента и основания соответственно сферического, конического, дугообразного.

На фиг.5а, 5б, 5в изображен разрез А-А фиг.1б, где представлены варианты сечения гибкого запирающего элемента соответственно квадратной формы, подушкообразной и звездообразной.

На фиг.6а, 6б, изображен разрез А-А фиг.1б, где представлены варианты сечения каналов затворов соответственно в виде круга с пазами и квадратной формы.

На фиг.7 изображено устройство фиг.1 (вариант), в котором колпачок выполнен составным, а верхняя и нижняя части его соединены, например, посредством пояска с защелкой.

Описание устройства.

Устройство по первому варианту состоит из полого колпачка 1 и установленного внутри него затвора. Затвор выполнен в виде корпуса с осевым каналом 2. Нижняя часть корпуса имеет шарообразную форму 3, которая переходит в верхнюю вытянутую часть - носик 4. Внутри осевого канала 2 корпуса затвора проходит гибкий запирающий элемент 5, соединенный с основанием 6 как единая деталь (фиг.1а). Основание 6 расположено вне пределов шаровой части 3 корпуса затвора, при этом другой конец 7 гибкого запирающего элемента запирает выпускное отверстие 8 корпуса затвора с образованием полости между стенкой 9 осевого канала корпуса затвора и боковой поверхностью 10 гибкого запирающего элемента 5. Края осевого канала корпуса затвора на входе скруглены по радиусу r.

Колпачок внутри в верхней своей части имеет кольцевое углубление 11 дугообразной формы в разрезе (фиг.1а), образующее полость для шаровой части корпуса затвора таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота корпуса затвора вокруг центра шаровой поверхности корпуса до предельного угла поворота затвора α. Кольцевое углубление может иметь также форму овальную 12 (фиг.1б), треугольную 13 (фиг.1в), прямоугольную 14 (фиг.1г). При этом диаметры вверху D₁ и внизу D₂ кольцевого углубления в зоне контакта с шаровой частью корпуса затвора меньше диаметра D этой шаровой части.

В устройстве по второму варианту (фиг.2а, 2б) в отличие от первого варианта колпачок внутри имеет форму цилиндра 15, суженного в верхней своей части с образованием отверстия 16. Шаровая часть корпуса затвора зажата между основанием 6 гибкого запирающего элемента, установленным на горловине емкости 17 и стенкой отверстия 16 в верхней части колпачка. Диаметр D₁ основания гибкого запирающего элемента и диаметр D₂ отверстия колпачка меньше диаметра D шаровой части корпуса затвора.

Колпачок зафиксирован на горловине емкости 17 посредством резьбы 18.

Основание гибкого запирающего элемента может иметь дискообразную форму 19 с перфорацией 20 (фиг.3а), звездообразную форму 21 с определенным количеством лучей (фиг.3б).

На фиг.1а изображен запирающий элемент 5 и основание 6, выполненные как единая деталь. Для снятия напряжения в точке крепления соединение основания и гибкого запирающего элемента осуществлено посредством замка; сферического 22 (фиг.4а), конического 23 (фиг.4б), дугообразного 24 (фиг.4в).

Гибкий запирающий элемент 5 в поперечном сечении имеет различную форму: круглую (фиг.6а), звездообразную (фиг.5а), квадратную (фиг.5б), подушкообразную (фиг.5в).

Осевой канал 2 корпуса затвора в поперечном сечении имеет геометрическую форму: круглую (фиг.5а, 5б, 5в), в форме круга с пазами (фиг.6а), квадрата (6б).

Колпачок может быть выполнен составным и включать нижнюю часть 25 и верхнюю часть 26, соединенные посредством пояска на защелке 27 (фиг.7). Точка изгиба стержня гибкого запирающего элемента находится на расстоянии Δ от точки вращения - центра шаровой поверхности корпуса затвора.

Работа устройства.

Колпачок с затвором установлен на емкости, например на горлышке флакона с клеем. К носику 4 затвора прикладывают определенное усилие, обеспечивающее поворот затвора на определенный угол. При этом возможна как устойчивая фиксация носика и соответственно полное открытие выпускного отверстия 8 за счет сил трения в шаровой части затвора. Если упругость гибкого запирающего элемента будет достаточной для преодоления сил трения по шаровой поверхности затвора, конструкция обеспечивает самовозврат носика в исходное закрытое состояние.

При повороте затвора относительно центра шаровой поверхности в любую сторону гибкий запирающий элемент 5 изгибается, причем точка воздействия на гибкий запирающий элемент отстоит от центра поворота затвора на расстояние, близкое к радиусу шаровой поверхности. При правильном выборе радиуса шаровой поверхности и упругости гибкого запирающего элемента конец гибкого запирающего элемента 7, который запирал выпускное отверстие затвора до приложения усилия к носику затвора и наклона флакона, выходит из выпускного отверстия 8 и открывает выпускной канал. При надавливании на флакон выпуск материала можно увеличить. Чем больше угол поворота носика, тем больше открыто выпускное отверстие. Таким образом, конструкция работает по принципу рычага, который вытягивает конец гибкого запирающего элемента из выпускного отверстия, открывая его. Конструкция затвора позволяет свободно подойти жидкости к точке истечения и надежно удерживать выпускное отверстие в открытом состоянии.

Материал гибкого запирающего элемента и геометрические параметры корпуса затвора подобраны таким образом, что при повороте корпуса затвора на определенный угол обеспечивается заданный радиус изгиба гибкого запирающего элемента и, как следствие, открытие выпускного отверстия.

Таким образом, заявляемая конструкция колпачка с затвором для емкости, трубопровода, шланга и т.п. (два варианта) является универсальной, эргономичной, надежной, безопасной в эксплуатации, технологичной в изготовлении в условиях массового производства.

Специалисту будет понятно, что возможны различные модификации конструктивного выполнения и применения устройства, описанного выше и показанного на чертежах, без выхода из объема изобретения.

Источники информации

1. Патент ЕР 1226080 А1, МКИ B 65 D 83/14, опубл.31.07.2002.

2. Патент США № 6357634 ВА, НКИ 222-525, опубл.19.03.2002 (прототип).

1. Колпачок с затвором для емкости или трубопровода, включающий полый колпачок и установленный внутри него затвор, выполненный в виде корпуса с осевым каналом, отличающийся тем, что внутри осевого канала корпуса проходит гибкий запирающий элемент, закрепленный на основании, расположенном вне пределов шаровой поверхности корпуса затвора, при этом другой конец гибкого запирающего элемента запирает выпускное отверстие корпуса затвора с образованием полости между стенкой осевого канала корпуса затвора и боковой поверхностью гибкого запирающего элемента, корпус затвора выполнен в виде тела сложной геометрии, нижняя часть корпуса имеет шарообразную форму, которая переходит в верхнюю вытянутую часть - носик, колпачок внутри в верхней своей части имеет кольцевое углубление, образующее полость для шаровой части корпуса затвора таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота корпуса затвора вокруг центра шаровой поверхности до предельного угла поворота затвора.

2. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что угол поворота корпуса затвора предпочтительно равен 30°.

3. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что кольцевое углубление в верхней части колпачка имеет шаровую форму.

4. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что кольцевое углубление в верхней части колпачка имеет овальную форму.

5. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что кольцевое углубление в верхней части колпачка имеет треугольную форму.

6. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что кольцевое углубление в верхней части колпачка имеет прямоугольную форму.

7. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что основание гибкого запирающего элемента выполнено дискообразной формы со сквозными отверстиями.

8. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что основание гибкого запирающего элемента выполнено звездообразной формы.

9. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что основание и гибкий запирающий элемент выполнены как единая деталь.

10. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что основание и гибкий запирающий элемент соединены посредством защелки, например, шаровой, или конической, или дугообразной.

11. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что гибкий запирающий элемент выполнен из пластика, например полиэтилена, полипропилена.

12. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что гибкий запирающий элемент выполнен из металла.

13. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что осевой канал корпуса затвора выполнен, например, круглым или в форме круга с пазами.

14. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что стержень гибкого запирающего элемента выполнен, например, круглым, или звездообразным, или квадратным, или подушкообразным.

15. Колпачок с затвором по п.1, отличающийся тем, что колпачок выполнен составным, элементы которого соединены, например, посредством пояска на защелке.

16. Колпачок с затвором для емкости или трубопровода, включающий полый колпачок и установленный внутри него затвор, выполненный в виде корпуса с осевым каналом, отличающийся тем, что внутри осевого канала корпуса проходит гибкий запирающий элемент, закрепленный на стаканообразном основании, расположенном вне пределов шаровой поверхности корпуса затвора, при этом другой конец гибкого запирающего элемента запирает выпускное отверстие корпуса затвора с образованием полости между стенкой осевого канала корпуса затвора и боковой поверхностью гибкого запирающего элемента, корпус затвора выполнен в виде тела сложной геометрии, нижняя часть корпуса имеет шарообразную форму, которая переходит в верхнюю вытянутую часть - носик, колпачок внутри имеет форму цилиндра, суженного в верхней своей части, образуя отверстие, при этом шаровая часть корпуса затвора помещена между основанием гибкого запирающего элемента, устанавливаемым на горловине емкости или конце трубопровода, и стенкой отверстия колпачка, при этом диаметры основания и стенки отверстия в месте контакта с шаровой поверхностью меньше диаметра шаровой поверхности корпуса затвора.

17. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что основание и гибкий запирающий элемент выполнены как единая деталь.

18. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что основание и гибкий запирающий элемент соединены посредством защелки, например шаровой, или конической, или дугообразной.

19. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что гибкий запирающий элемент выполнен из пластика, например полиэтилена, полипропилена.

20. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что гибкий запирающий элемент выполнен из металла.

21. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что осевой канал корпуса затвора выполнен, например, круглым, или в форме круга с пазами, или квадратным.

22. Колпачок с затвором по п.16, отличающийся тем, что стержень гибкого запирающего элемента выполнен, например, круглым, или звездообразным, или квадратным, или подушкообразным.