ES2973803T3

ES2973803T3 - Un conjunto de válvula

Info

Publication number: ES2973803T3
Application number: ES21180901T
Authority: ES
Inventors: Ian Darby
Original assignee: Liqui Box Corp
Current assignee: Liqui Box Corp
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2024-06-24
Anticipated expiration: 2041-06-22
Also published as: WO2022269244A1; EP4108960A1; EP4108960B1; US12215792B2; US20240318730A1

Abstract

Un conjunto de válvula (300) que comprende un cuerpo de válvula (302) y un émbolo monomaterial (304). El cuerpo de válvula (302_) tiene una abertura primaria (314) y una abertura secundaria (315) que están separadas axialmente. El émbolo (304) comprende una porción de sello primario (316) y una porción de sello secundario (317). 304) comprende las siguientes posiciones operativas con respecto al cuerpo de válvula: una posición de sello de tránsito en la que la porción de sello primario (316) del émbolo (304) está en contacto con el cuerpo de válvula (302) para ocluir la abertura primaria (314); y una posición de flujo de fluido en la que el émbolo (304) se mantiene en la posición de flujo de fluido mediante una fuerza externa y una fuerza causada por un diferencial de presión a través del conjunto de válvula (300). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un conjunto de válvula

La presente descripción se refiere a un conjunto de válvula y, en particular, a un conjunto de válvula que tiene un émbolo móvil que puede abrir y cerrar el conjunto de válvula para el flujo de fluido.

Los líquidos, como las bebidas, se pueden proporcionar en bolsas que tienen un conjunto de válvula incorporado. Cuando se requiere dispensar el líquido de la bolsa, se puede conectar un conector del lado de la línea al conjunto de válvula de modo que el líquido puede fluir fuera de la bolsa.

El documento GB2579628 A describe un conector lateral de bolsa para un conector de bolsa en caja que comprende un alojamiento, un dispositivo de válvula interno que incluye un obturador y un dispositivo de válvula externo.

Según un primer aspecto de la presente descripción, se proporciona un conjunto de válvula que comprende un cuerpo de válvula y un émbolo monomaterial, en el que:

el cuerpo de válvula tiene una abertura principal y una abertura secundaria, donde la abertura principal y la abertura secundaria están separadas axialmente;

el émbolo comprende:

una porción de sello principal configurada para ocluir selectivamente la abertura principal; y

una porción de sello secundaria configurada para ocluir selectivamente la abertura secundaria; y donde el émbolo comprende las siguientes posiciones operativas con respecto al cuerpo de válvula:

una posición de sello de tránsito en la que:

la porción de sello primario del émbolo está en contacto con el cuerpo de válvula para ocluir la abertura primaria; y

una posición de flujo de fluido en la que:

la porción de sello primario del émbolo está separada del cuerpo de válvula de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria; la porción de sello secundario del émbolo está separada del cuerpo de válvula de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura secundaria; y

el émbolo se mantiene en la posición de flujo de fluido por una fuerza externa y una fuerza causada por un diferencial de presión a través del conjunto de válvula.

Ventajosamente, tener dicho émbolo monomaterial puede aumentar significativamente la facilidad con la que se puede reciclar el conjunto de válvula. Además, el émbolo puede estar hecho del mismo material que una bolsa a la que está unido. Esto aumenta aún más la reciclabilidad porque el conjunto de válvula y la bolsa pueden reciclarse convenientemente juntos.

Cuando el émbolo está en la posición de sello de tránsito: el émbolo puede retenerse mecánicamente en la posición de tránsito de modo que una porción de resorte del émbolo está relativamente sin comprimir.

Cuando el émbolo está en la posición de sello de tránsito: la porción de sello secundario del émbolo puede estar en contacto con el cuerpo de válvula para ocluir la abertura secundaria.

El émbolo puede comprender la siguiente posición operativa adicional con respecto al cuerpo de válvula: una posición unida al lado de la línea en la que:

la porción de sello primario del émbolo está separada del cuerpo de válvula de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria;

la porción de sello secundaria del émbolo está en contacto con el cuerpo de válvula para ocluir la abertura secundaria; y

el émbolo se mantiene en la posición unida al lado de la línea por una fuerza externa.

El émbolo puede mantenerse en la posición unida al lado de la línea mediante la fuerza externa que se aplica contra una fuerza de desviación del resorte axial.

El émbolo puede comprender una porción de resorte que está configurada para proporcionar la fuerza de desviación del resorte axial.

El émbolo puede comprender la siguiente posición operativa adicional con respecto al cuerpo de válvula: una posición desconectada en la que:

el émbolo es retenido en la posición desconectada por una porción de resorte del émbolo.

El émbolo puede configurarse para estar en la posición desconectada después de la eliminación de la fuerza externa.

Cuando el émbolo está en la posición desconectada: la porción de sello primario del émbolo puede estar en contacto con el cuerpo de válvula para ocluir la abertura primaria.

El cuerpo de válvula puede tener un extremo distal y un extremo proximal. La abertura primaria puede estar más cerca del extremo distal del cuerpo de válvula que la abertura secundaria.

En la posición de flujo de fluido:

la porción de sello primario del émbolo puede mantenerse separada del cuerpo de válvula por la fuerza externa; y la porción de sello secundaria del émbolo puede mantenerse separada del cuerpo de válvula por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula.

En la posición de flujo de fluido: la porción de sello primario del émbolo puede mantenerse separada del cuerpo de válvula por la fuerza externa que se aplica contra una fuerza de desviación del resorte axial.

En la posición de flujo de fluido: la porción de sello secundario del émbolo puede mantenerse separada del cuerpo de válvula por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula y también contra la fuerza de desviación del resorte axial.

También se proporciona un contenedor para bebidas que comprende cualquier conjunto de válvula descrito en esta invención.

Las realizaciones de la presente descripción se describirán ahora a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1a muestra un estante de cuatro cajas, cada una de las cuales tiene un contenedor de bebidas en su interior;

La figura 1b muestra una vista en primer plano de la parte de una caja a la que se conecta un conector del lado de la línea;

La Figura 2 muestra una vista en sección transversal a través de un conjunto de válvula que incluye un resorte axial;

La Figura 3a muestra una vista parcialmente en sección transversal a través de un conjunto de válvula mejorado en una posición de sello de tránsito;

La Figura 3b muestra una vista parcialmente en sección transversal a través del conjunto de válvula mejorado en una posición de flujo de fluido;

La Figura 4a ilustra el conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con el émbolo en una posición de sello de tránsito;

la Figura 4b ilustra el conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con el émbolo en una posición unida al lado de la línea;

La Figura 4c ilustra el conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con el émbolo en una posición d La Figura 4d ilustra el conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con el émbolo en una posición d La Figura 4e ilustra el conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con el émbolo en una posición d

La Figura 1a muestra un estante de cuatro cajas 101, cada una de las cuales tiene un recipiente de bebidas en su interior que contiene una bebida líquida. El recipiente para bebidas en este ejemplo es una bolsa flexible. Cada bolsa tiene un conjunto de válvula, que está expuesto a través de la caja 101 de modo que puede conectarse a un conector del lado de la línea 103 y tuberías 105 para transportar la bebida desde el interior de la bolsa hasta un punto donde pueda dispensarse a través de un grifo. La Figura 1b muestra una vista en primer plano de la parte de una caja 101 a la que se conecta un conector del lado de la línea 103. También es visible en la Figura 1b parte del conjunto de válvula

100, que se describirá en detalle a continuación. En este ejemplo, el conector del lado de la línea 103 está atornillado al conjunto de válvula 100. La acción de atornillar en el conector del lado de la línea 103 puede, en algunos ejemplos, abrir tanto el conjunto de válvula 100 (que también se puede considerar como una válvula de bolsa) como una válvula del lado de la línea dentro del conector del lado de la línea 103. En algunos ejemplos, se puede aplicar un diferencial de presión a través del conjunto de válvula 100 (creando un vacío en la tubería 105) para abrir el conjunto de válvula de modo que el líquido puede fluir fuera de la bolsa en la caja 101. Cuando el conector del lado de la línea 103 se desenrosca del conjunto de válvula 100 y/o cuando se elimina el diferencial de presión, la válvula del lado de la línea

se cierra y el conjunto de válvula 100 también se cierra antes de que el conector del lado de la línea 103 se desconecte completamente del conjunto de válvula 100.

La Figura 2 muestra una vista en sección transversal a través de un conjunto de válvula 200 que incluye un resorte axial 206 para proporcionar una fuerza de desviación axial para desviar el conjunto de válvula 200 a una posición cerrada. La dirección axial del conjunto de válvula 200 como se muestra en la Figura 2 es una dirección vertical.

El conjunto de válvula 200 incluye un cuerpo de válvula 202. El cuerpo de válvula 202 tiene un labio que se extiende radialmente 212. Cuando el conjunto de válvula 200 se ajusta a una bolsa u otro recipiente (no se muestra en la Figura 2), el borde que se extiende radialmente 212 puede ubicarse en la superficie externa de la bolsa de modo que la porción del conjunto de válvula que está por encima del borde 212 (como se muestra en la Figura 2) esté fuera de la bolsa, y la porción del conjunto de válvula que está por debajo del borde 212 (como se muestra en la Figura 2) esté dentro de la bolsa.

El conjunto de válvula 200 de la Figura 2 se muestra con una tapa protectora 208 ajustada sobre el mismo. Dicha tapa 208 puede conectarse al conjunto de válvula 200 cuando está en tránsito para evitar que el conjunto de válvula 200 se abra inadvertidamente y para mantener limpia la porción del conjunto de válvula 200 que está fuera de la bolsa. Cuando se retira la tapa 208, se expone una porción distal de un émbolo 204. Tal como se analizó anteriormente, se puede conectar un conector del lado de la línea (no se muestra) al conjunto de válvula 200 para abrir el conjunto de válvula 200. En este ejemplo, el cuerpo de válvula 202 incluye una parte roscada 207 de modo que el conector del lado de la línea (no se muestra) se puede enroscar en el conjunto de válvula 200. Como se apreciará a partir de la descripción que sigue, el conector del lado de la línea tiene una forma tal que aplicará una fuerza externa al émbolo 204 a medida que se une al conjunto de válvula 200 para abrir el conjunto de válvula 200.

El cuerpo de válvula 202 tiene una abertura 214 a través de la cual se extiende el émbolo 204. El émbolo 204 se puede mover axialmente con respecto al cuerpo de válvula 202 entre una posición abierta y una posición cerrada. En la Figura 2, el émbolo 204 se muestra en la posición cerrada, ya que proporciona un sello con el cuerpo de válvula 202 de manera que la abertura 214 del cuerpo de válvula está ocluida y el líquido no puede fluir a través del conjunto de válvula 200. El émbolo 204 está desviado a la posición cerrada por el resorte axial 206, que aplica una fuerza (en dirección ascendente en la Figura 2) al émbolo 204.

Cuando se desea abrir el conjunto de válvula 200, se aplica una fuerza axial externa al émbolo 204 (en la dirección hacia abajo en la Figura 2) mediante el conector del lado de la línea. Cuando la fuerza externa supera la fuerza de desviación que se aplica por el resorte axial 206, el émbolo 204 se mueve de la posición cerrada a la posición abierta de modo que el émbolo 204 ya no proporciona un sello con el cuerpo de válvula 202 y el líquido puede fluir a través de la abertura 214 en el cuerpo de válvula 202. De esta manera, el líquido puede fluir desde la bolsa u otro recipiente, a través del conjunto de válvula 200, y fuera del conector del lado de la línea cuando el conjunto de válvula 200 está abierto. Esta dirección del flujo de líquido es hacia arriba en la Figura 2, aunque se apreciará que, en uso, es probable que el conjunto de válvula tenga una orientación diferente de modo que la gravedad puede ayudar a hacer que el líquido fluya a través del conjunto de válvula 200.

La Figura 3a muestra una vista parcialmente en sección transversal a través de un conjunto de válvula mejorado 300 en una posición de sello de tránsito. La Figura 3b muestra una vista parcialmente en sección transversal a través del conjunto de válvula mejorado 300 en una posición de flujo de fluido.

El conjunto de válvula 300 incluye un cuerpo de válvula 302 y un émbolo 304. En las Figuras 3a y 3b, el cuerpo de válvula 302 se muestra en sección transversal, pero el émbolo 304 no.

Ventajosamente, el émbolo 304 está hecho de un solo material; es decir, es un émbolo monomaterial 304. Tener dicho émbolo monomaterial 304 puede aumentar significativamente la facilidad con la que se puede reciclar el conjunto de válvula 300. Además, el émbolo 304 puede estar hecho del mismo material que la bolsa a la que está unido. Esto aumenta aún más la reciclabilidad porque el conjunto de válvula 300 y la bolsa se pueden reciclar convenientemente juntos. Por ejemplo, el émbolo 304 puede formarse a partir de poliolefina (en algunos ejemplos, polietileno) como una sola pieza unitaria.

Se puede considerar que el émbolo 304 y el cuerpo de válvula 302 tienen: un extremo distal (el extremo superior en las Figuras 3a y 3b) que es distal de un suministro de líquido que se conectará al conjunto de válvula 300; y un extremo proximal (el extremo inferior en las Figuras 3a y 3b) que es proximal al suministro de líquido. El conjunto de válvula 300 proporciona la funcionalidad de una válvula unidireccional, de modo que el líquido puede fluir a través del conjunto de válvula 300 desde el extremo proximal hasta el extremo distal del conjunto de válvula 300 (pero no en la dirección inversa), lo que tiene ventajas significativas desde un punto de vista microbiológico. Esto se debe a que el conjunto de válvula 300 evita que el líquido fluya de vuelta a la bolsa desde la tubería (potencialmente relativamente sucia) que está unida al conjunto de válvula 300.

El cuerpo de válvula 302 tiene una abertura primaria 314 y una abertura secundaria 315. La abertura primaria 314 y la abertura secundaria 315 están separadas axialmente de tal manera que cuando el fluido fluye a través del conjunto de válvula 300 fluye a través de la abertura secundaria 315 y la abertura primaria 314 a su vez. En este ejemplo, la abertura primaria 314 está más cerca del extremo distal del cuerpo de válvula 302 que la abertura secundaria 315. Aunque en otros ejemplos la abertura primaria 314 puede estar más cerca del extremo proximal del cuerpo de válvula 302 que la abertura secundaria 315.

El émbolo 304 incluye una parte de sello primaria 316 y una parte de sello secundaria 317. La porción de sello principal 316 está configurada para obstruir selectivamente la abertura principal 314, y la porción de sello secundaria 317 está configurada para obstruir selectivamente la abertura secundaria 315. En la posición de sello de tránsito, como se muestra en la Figura 3a, la porción de sello primaria 316 del émbolo 304 está en contacto con el cuerpo de válvula 302 para ocluir la abertura primaria 314. En este ejemplo, en la posición de sello de tránsito, la porción de sello secundaria 317 del émbolo 304 también está en contacto con el cuerpo de válvula 302 para ocluir la abertura secundaria 315. Aunque, como se analizará a continuación, no es esencial que la abertura secundaria 315 esté ocluida en la posición de sello de tránsito porque el conjunto de válvula 300 está cerrado por la parte de sello primaria 316.

En la posición de flujo de fluido, como se muestra en la Figura 3b, la porción de sello primaria 316 del émbolo 304 está separada del cuerpo de válvula 302 de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria 314. La Figura 3b muestra cómo la parte de sello primario 316 se ha movido hacia abajo, y se ha alejado de la zona del cuerpo de válvula 302 con la que estaba en contacto en la posición de sello de tránsito (como se muestra en la Figura 3a), de manera que hay una ruta de flujo de líquido a través de la abertura primaria 314 y a través de las aberturas 318 en el émbolo 304. Este movimiento de la porción de sello primaria 316 del émbolo 304 con respecto al cuerpo de válvula 302 es causado por una fuerza externa que se aplica al émbolo 304. Como se describirá con referencia a las Figuras 4a a 4e, conectar el conector del lado de la línea al conjunto de válvula 300 puede proporcionar la fuerza externa que abre la ruta de flujo a través de la abertura primaria 314.

También en la posición de flujo de fluido de la Figura 3b, la porción de sello secundaria 317 del émbolo 304 está separada del cuerpo de válvula 302 de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura secundaria 315 (aunque la perspectiva en la Figura 3b hace que esto sea difícil de ver). En este ejemplo, se aplica un diferencial de presión a través del conjunto de válvula 300 al reducir la presión en la tubería que está conectada al lado de la línea del conjunto de válvula 300 (el extremo superior del conjunto de válvula 300 en las Figuras 3a y 3b). Este diferencial de presión da como resultado una fuerza en la porción de sello secundaria 317 que es suficiente para moverla hacia arriba y alejarla de la zona del cuerpo de válvula 302 con la que estaba en contacto en la posición de sello de tránsito (como se muestra en la Figura 3a), de modo que hay una ruta de flujo de líquido a través de la abertura secundaria 315. Esta ruta de flujo de líquido está alrededor del exterior de la segunda porción de sello 317 en la Figura 3b.

De esta manera, en la posición de flujo de fluido: la porción de sello primaria 316 del émbolo 304 se mantiene separada del cuerpo de válvula 302 por la fuerza externa; y la porción de sello secundaria 317 del émbolo 304 se mantiene separada del cuerpo de válvula 302 por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula 300. Además, en este ejemplo, la porción de sello primaria 316 se mantiene separada del cuerpo de válvula 302 por la fuerza externa que se aplica contra una fuerza de desviación del resorte axial, y la porción de sello secundaria 317 se mantiene separada del cuerpo de válvula 302 por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula 300 y también contra la fuerza de desviación del resorte axial. A continuación, se proporcionarán más detalles.

Las Figuras 4a a 4e se utilizarán ahora para describir el funcionamiento del conjunto de válvula de las Figuras 3a y 3b con más detalle, y más particularmente varias posiciones operativas del émbolo 404 con respecto al cuerpo de válvula 402. Las características de las Figuras 4a-4e que también se ilustran en la Figura 3a o 3b recibirán los números de referencia correspondientes en la serie 400.

La Figura 4a ilustra el émbolo 404 en la posición de sello de tránsito. La Figura 4b ilustra el émbolo 404 en una posición unida al lado de la línea. La Figura 4c ilustra el émbolo 404 en la posición de flujo de fluido. La Figura 4d ilustra el émbolo 404 en una posición de resellado, que en este ejemplo es la misma que la posición unida al lado de la línea. La Figura 4e ilustra el émbolo 404 en una posición desconectada.

El émbolo 404 incluye una parte de accionamiento 424, una parte de sello primario 416, una parte de resorte 419 y una parte de sello secundario 417. Detalles adicionales de cómo funcionan estas partes en el funcionamiento del conjunto de válvula 400 se describirán a continuación.

Con referencia a la Figura 4a, el émbolo 404 está en la posición de sello de tránsito de manera que el conjunto de válvula 400 (y la bolsa de fluido a la que está unido) es adecuado para el tránsito. Cuando la bolsa de fluido está en tránsito, el conjunto de válvula 400 está cerrado porque no se requerirá acceso al fluido en la bolsa.

De la misma manera que se describió anteriormente, la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 está en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura primaria 414. En este ejemplo, el émbolo 404 se retiene mecánicamente en la posición de sello de tránsito de modo que un resorte de desviación axial (en este ejemplo proporcionado por la porción de resorte 419 del émbolo 404) está relativamente sin comprimir. Ventajosamente, esto puede extender la vida útil del conjunto de válvula 400 porque el émbolo 404 no está bajo tensión cuando el conjunto de válvula 400 está en tránsito y no es necesario abrirlo.

La retención mecánica es proporcionada por un labio de sello de tránsito proximal 421 y un labio de sello de tránsito distal 420 del émbolo 404. Entre el labio de sello de tránsito proximal 421 y el labio de sello de tránsito distal 420, en una dirección axial, hay una zona de sellado de tránsito 422. (Estos labios 420, 421 y la zona de sellado de tránsito 422 están etiquetados en las Figuras 4a y 4b, y pueden considerarse parte de la parte de sellado primaria 416). El labio de sello de tránsito proximal 421 y el labio de sello de tránsito distal 420 representan zonas del émbolo 404 que tienen un radio mayor que la zona de sello de tránsito 422. Como se muestra en las Figuras 4a y 4b, el labio de sello de tránsito proximal 421 y el labio de sello distal 420 son adyacentes a la zona de sellado de tránsito 422 en una dirección axial. El sello de labio de tránsito proximal 421 está más cerca del extremo proximal del conjunto de válvula 300 que la zona de sellado de tránsito 422. El sello de labio de tránsito distal 420 está más cerca del extremo distal del conjunto de válvula 300 que la zona de sellado de tránsito 422.

El cuerpo de válvula 402 incluye una nervadura 423, que se extiende radialmente hacia dentro para definir la abertura primaria 414. Como se muestra en la Figura 4a, cuando el émbolo 404 está en la posición de sello de tránsito, la nervadura 423 del cuerpo de válvula 402 está ubicada entre (en una dirección axial) el labio de sello de tránsito proximal 421 y el labio de sello de tránsito distal 420 del émbolo 404, de modo que colinda con la zona de sellado de tránsito 422 del émbolo 404. De esta manera, la zona de sellado de tránsito 422 puede considerarse como una ranura circunferencial alrededor del émbolo 404, que está en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura primaria 414 cuando el conjunto de válvula 300 está en la posición de sellado de tránsito. En otro ejemplo, el cuerpo de válvula 402 puede no tener una nervadura 423, sino que puede tener una superficie ahusada que se acopla con el émbolo 404 para ocluir selectivamente la abertura primaria 414.

El cuerpo de válvula 402 retiene mecánicamente el émbolo 404 en la posición de sello de tránsito. El labio de sello de tránsito proximal 421 proporciona un retén que resiste el movimiento del extremo distal del émbolo 404 hacia el extremo distal del cuerpo de válvula 402. El labio de sello de tránsito distal 420 proporciona un retén que resiste el movimiento del extremo distal del émbolo 404 hacia el extremo proximal del cuerpo de válvula 402. Como se tratará con más detalle a continuación, el labio de sello de tránsito distal 420 está diseñado de tal manera que puede deformarse cuando se aplica una fuerza externa axial suficiente a la porción de accionamiento 424 del émbolo 404 de tal manera que el sello del labio de tránsito distal 420 puede pasar a través de la abertura primaria 414 y, por lo tanto, crear una ruta de flujo de líquido a través de la abertura primaria 414.

En este ejemplo, la porción de resorte 419 del émbolo 404 está relativamente descomprimido cuando el émbolo 404 está en la posición de sello de tránsito. Opcionalmente, las dimensiones del émbolo 404 y el cuerpo de válvula 402 pueden diseñarse de manera que la porción de resorte 419 del émbolo 404 esté ligeramente bajo compresión cuando el émbolo 404 está en la posición de sello de tránsito. De esta manera, la parte de resorte 419 puede aplicar una fuerza de desviación a la parte de sello secundaria 417 del émbolo 404 para desviar la parte de sello secundaria 417 contra el cuerpo de válvula 402 y, por lo tanto, ocluir la abertura secundaria 415 en el cuerpo de válvula 402. Como se indicó anteriormente, mantener la porción de resorte 419 en un estado relativamente descomprimido (incluso con solo una pequeña cantidad de compresión) durante el tránsito puede extender la vida útil del conjunto de válvula 400.

En el ejemplo de las Figuras 4a a 4e, la porción de resorte 419 del émbolo 404 se implementa como una pluralidad de patas flexibles que se extienden axialmente, que se extienden entre la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 y la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404. Aunque se apreciará que la porción de resorte 419 podría implementarse de manera diferente y aun así lograr la fuerza de desviación deseada.

Ahora, volviendo a la Figura 4b, el émbolo 404 se muestra en la posición unida al lado de la línea. En la Figura 4b, la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 está separada del cuerpo de válvula 402 de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria 414. Sin embargo, la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404 está en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura secundaria 415. Por lo tanto, el conjunto de válvula 400 todavía está cerrado porque no hay una ruta de flujo abierta a través de la abertura primaria 414 y de la abertura secundaria 415.

El émbolo 404 se mantiene en la posición unida al lado de la línea mediante una fuerza externa, que se muestra esquemáticamente en la Figura 4b como una flecha con el número de referencia 425. Esta fuerza externa 425 se aplica al émbolo 404 mediante un conector del lado de la línea (no se muestra) que está conectado al conjunto de válvula 400, por ejemplo, de la misma manera que se describió anteriormente con referencia a la Figura 2. El conector del lado de la línea ejerce una fuerza sobre la porción de accionamiento 424 del émbolo 404 a medida que se une al cuerpo de válvula 402. La porción de accionamiento 424 está conectada mecánicamente a la porción de sello primario 416 del émbolo de tal manera que la fuerza aplicada a la porción de accionamiento 424 se transfiere a una fuerza axial en la porción de sello primario 416. Esta fuerza axial en la porción de sello primario 416 hace que el labio de sello de tránsito distal 420 (y/o la nervadura 423 que define la abertura primaria 414) se deforme de modo que el sello del labio de tránsito distal 420 puede pasar a través de la abertura primaria 414. Una vez que el sello del labio de tránsito distal 420 ha pasado a través de la abertura primaria 414, la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 se separa del cuerpo de válvula 402 de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria 414.

En este ejemplo, cuando la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 está separada del cuerpo de válvula, una o más aberturas 418 en el émbolo 404 proporcionan parte de la ruta de flujo de fluido a través de la abertura primaria 414 y también a través del émbolo 404.

La aplicación de la fuerza externa 425, y el movimiento de la porción de sello primaria 416, hace que la porción de resorte 419 del émbolo 404 se comprima. Esto se debe a que se evita que la parte de sello secundaria 417 del émbolo se mueva en una dirección axial hacia el extremo proximal del cuerpo de válvula 402 debido a la geometría del cuerpo de válvula 402.

Más particularmente, el cuerpo de válvula 402 incluye un reborde 426, que es una superficie que se extiende radialmente del cuerpo de válvula 402 alrededor de la abertura secundaria 415. El reborde 426 está orientado hacia el extremo distal del cuerpo de válvula 402. En este ejemplo, el reborde 426 se proporciona como una superficie orientada distalmente de un elemento de anillo 427. El elemento de anillo 427 está separado de la abertura primaria 414 en el cuerpo de válvula 402 en una dirección axial. En este ejemplo, el elemento de anillo 427 está separado de la abertura primaria 414 por una sección cilíndrica 428 del cuerpo de válvula 402, y el reborde 426 se extiende radialmente hacia dentro (hacia el eje) desde la sección cilíndrica 428. La sección cilíndrica 428 puede tener una sección transversal circular o puede tener una sección transversal no circular. De manera similar, la abertura secundaria 415 y/o el elemento de anillo 427 pueden o no ser circulares.

En una alternativa adicional, el cuerpo de válvula 402 puede no tener un reborde 426. En cambio, la sección cilíndrica 428 puede estrecharse hacia dentro (a medida que la sección cilíndrica 428 se extiende hacia el extremo proximal del cuerpo de válvula) de tal manera que la parte de sello secundaria 417 del émbolo 404 puede ocluir la segunda abertura 415 bajo la influencia de la fuerza externa 425. La parte de sello secundaria 417 puede estar separada de la segunda abertura 415 (proporcionando así una ruta de flujo de líquido a través de la segunda abertura 415) cuando la fuerza proporcionada por el diferencial de presión hace que la parte de sello secundaria 417 se mueva hacia el extremo distal del cuerpo de válvula, en cuyo punto la sección cilíndrica 428 tendrá un radio interno más grande y el líquido puede fluir alrededor del exterior de la parte de sello secundaria 417.

Volviendo a los efectos de la fuerza externa 425, la compresión de la porción de resorte 419 del émbolo 404 aplica una fuerza axial a la porción de sello secundaria 417. La porción de resorte 419 proporciona un enlace mecánico entre la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 y la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404. Por lo tanto, la fuerza axial aplicada a la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404 por la porción de resorte 419 empuja la segunda porción de sello 417 en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura secundaria 415. Más específicamente para el ejemplo de la Figura 4b, la fuerza axial 425 empuja una superficie de sellado secundaria 429 de la porción de sellado secundaria 417 hacia el contacto con el reborde 426 del elemento de anillo 427 del cuerpo de válvula 402.

Por lo tanto, cuando el conector del lado de la línea está conectado al conjunto de válvula 400, se abre una ruta de flujo de fluido a través de la abertura primaria 414 (debido a que el émbolo 404 se ha quitado de su posición de tránsito) pero no hay una ruta de flujo de fluido a través de la abertura secundaria 415. De esta manera, el conjunto de válvula 400 todavía está cerrado porque no se puede extraer fluido de la bolsa que está unida al conjunto de válvula 400.

En el ejemplo de las Figuras 4a a 4e, el émbolo 404 también incluye un labio de retención de apertura primaria, circunferencial, que se extiende radialmente hacia fuera 430, que se encuentra axialmente entre la parte de sello primario 416 y el extremo distal del émbolo 404. A medida que se aplica la fuerza externa a la porción de accionamiento 424 del émbolo 404, el labio de retención de apertura primaria 430 se mueve hacia el extremo proximal del cuerpo de válvula 402. Como se puede observar en la Figura 4b, cuando el conector del lado de la línea está completamente conectado al conjunto de válvula 400, el labio de retención de apertura primaria 430 ha pasado a través de la abertura primaria 414. De manera similar a la descrita anteriormente, la fuerza axial sobre la parte de accionamiento 424 hace que el labio de retención de apertura primaria 430 (y/o la nervadura 423 que define la abertura primaria 414) se deforme de modo que el labio de retención de apertura primaria 430 pasa a través de la abertura primaria 414. Este labio de retención de apertura primaria 430 puede proporcionar la funcionalidad opcional de retener la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 en una relación separada predefinida del cuerpo de válvula 402 incluso cuando se retira el conector del lado de la línea, como se describirá a continuación con referencia a la Figura 4e.

Ahora con respecto a la Figura 4c, el émbolo 404 se muestra en la posición de flujo de fluido (con el flujo de líquido mostrado en líneas discontinuas). El conector del lado de la línea todavía está conectado al conjunto de válvula 400 de modo que la fuerza externa se aplica a la porción de accionamiento 424 del émbolo 404 y la porción de sello primaria 416 del émbolo 404 está separada del cuerpo de válvula 402 de modo que el líquido puede fluir a través de la abertura primaria 414. Además, la presión de fluido en la tubería que está conectada al montaje de válvula 400 se reduce de tal manera que es más baja que la presión de fluido en la bolsa. Por ejemplo, se puede aplicar un vacío al conector del lado de la línea para provocar un diferencial de presión a través del montaje de válvula 400. Este cambio en la presión se proporciona en respuesta a una solicitud para extraer líquido de la bolsa a la que está conectado el conjunto de válvula 400.

El émbolo 404 y el cuerpo de válvula 402 están diseñados de manera que cuando el émbolo 404 está en la posición unida al lado de la línea (como se muestra en la Figura 4b) la porción de resorte 419 del émbolo 404 aplica una fuerza de desviación axial a la porción de sello secundaria 417 hacia el extremo proximal del cuerpo de válvula. Esta fuerza de desviación axial se puede superar aplicando el diferencial de presión a través del conjunto de válvula 400. Es decir, la fuerza neta sobre la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404 cuando el lado de la línea está conectado y se aplica un diferencial de presión hace que la superficie de sellado secundaria 429 del émbolo 404 se aleje del hombro 426 del cuerpo de válvula 402, permitiendo así que el líquido fluya a través de la segunda abertura 415.

De esta manera, el émbolo 404 se mantiene en la posición de flujo de fluido por: una fuerza externa (en este ejemplo, la fuerza externa se aplica contra una fuerza de desviación de resorte axial que es proporcionada por la porción de resorte 419 del émbolo 404); y una fuerza causada por un diferencial de presión a través del conjunto de válvula 400 (la fuerza causada por el diferencial de presión también actúa contra la fuerza de desviación de resorte axial que causa una compresión axial adicional del émbolo 404).

Ahora con respecto a la Figura 4d, el émbolo 404 está en la posición de resellado porque se ha eliminado el diferencial de presión a través del conjunto de válvula 400. El émbolo 404 se coloca en esta posición cuando se ha extraído suficiente líquido de la bolsa y ya no se requiere el flujo de fluido a través del conjunto de válvula 400. En este ejemplo, la posición de resellado es la misma que la posición unida al lado de la línea (de la Figura 4b) en la que la porción de sellado primaria 416 del émbolo 404 está separada del cuerpo de válvula 402 de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria 414; la porción de sellado secundaria 417 del émbolo 404 está en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura secundaria 415; y el émbolo 404 se mantiene en la posición de resellado /unida al lado de la línea por la fuerza externa 425.

En muchas aplicaciones, el fluido solo se extraerá a través del conjunto de válvula 400 de forma intermitente y durante cortos períodos de tiempo. En los ejemplos en los que la bolsa contiene un jarabe concentrado para refrescos, un caso de uso típico sería que del jarabe se extrajera 20 ml cada vez durante un segundo. Además, puede haber un tiempo relativamente largo entre dispensaciones sucesivas de líquido, por ejemplo, cuando el establecimiento está cerrado durante la noche o en un fin de semana. En cuyo caso, el conjunto de válvula de la Figura 4 es particularmente ventajoso porque la porción de resorte 419 está bajo compresión máxima (cuando el émbolo 404 está en la posición de flujo de fluido de la Figura 4c) durante períodos de tiempo relativamente cortos. Esto es ventajoso puesto que puede extender la vida útil del conjunto de válvula 400.

De esta manera, el sello secundario (definido por la porción de sello secundario 417 y la abertura secundaria 415) es unidireccional y está cerrado por defecto. Cuando el sello secundario se somete a vacío (con el lado de la línea unido), se abre para permitir el flujo de producto, pero se cierra al eliminar el vacío. Además, el diseño de la Figura 4 es ventajoso porque el sello secundario (que está cerrado cuando el émbolo está en la posición unida al lado de la línea) está más lejos de la tubería (potencialmente relativamente sucia) que está unida al conjunto de válvula 400 y, por lo tanto, aísla más del líquido en la bolsa de la contaminación por la tubería.

Ahora, volviendo a la Figura 4e, el émbolo 404 se muestra en la posición desconectada. En esta configuración, el conector del lado de la línea se ha desconectado del conjunto de válvula 400 de tal manera que se ha eliminado la fuerza externa en la parte de accionamiento 424 del émbolo.

En la posición desconectada, la porción de sello secundaria 417 del émbolo 404 está en contacto con el cuerpo de válvula 402 para ocluir la abertura secundaria 415. La porción de resorte 419 del émbolo 404 aplica una fuerza de desviación a la porción de sello secundaria 417 para empujar la superficie de sellado secundaria 429 del émbolo 404 contra el reborde 426 del cuerpo de válvula de la misma manera que se describió anteriormente con referencia a la posición unida al lado de la línea del émbolo 404 que se muestra en la Figura 4b. De esta manera, el émbolo 404 se retiene en la posición desconectada por una fuerza de desviación de resorte axial proporcionada por el émbolo 404.

En muchas aplicaciones, un conector del lado de la línea rara vez se desconecta y a continuación se vuelve a conectar a un conjunto de válvula. Esto se debe a que el conector del lado de la línea generalmente solo se desconecta de un conjunto de válvula cuando la bolsa asociada está vacía de líquido. En cuyo caso, puede ser perfectamente adecuado que haya una ruta de flujo de fluido a través de la abertura primaria 414 (como se muestra en la Figura 4e) después de que el lado de la línea esté conectado, siempre que no haya una ruta de flujo de fluido a través de la abertura secundaria 415 (nuevamente, tal como se muestra en la Figura 4e). En este ejemplo, hay una ruta de flujo de fluido a través de la abertura primaria 414 cuando el émbolo 404 está en la posición desconectada porque la fuerza elástica de la porción de resorte 419 del émbolo 404 es insuficiente para superar la resistencia mecánica que proporciona la nervadura 423 del cuerpo de válvula 402 que actúa sobre el labio de retención de abertura primaria 430.

Sin embargo, en otros ejemplos, el conjunto de válvula 400 puede diseñarse de manera que el émbolo regrese a la posición de sello de tránsito después de que un conector del lado de la línea se haya desconectado del conjunto de válvula. Es decir, el émbolo 404 puede estar en la misma posición en la posición desconectada que cuando está en la posición de sello de tránsito de la Figura 4a. Se apreciará que para proporcionar esta funcionalidad, uno o más de los siguientes parámetros pueden diseñarse en consecuencia: la fuerza elástica de la porción de resorte 419 del émbolo 404, las dimensiones de la nervadura 423 que define la abertura primaria 414, las dimensiones del labio de sello de tránsito distal 420 y las dimensiones del labio de retención de apertura primaria 430.

El conjunto de válvula de las Figuras 4a a 4e es muy adecuado para su implementación como un sistema monomaterial. Esto se debe a que no es necesario que la parte de resorte 419 del émbolo 404 esté completamente comprimida durante un período de tiempo prolongado. Además, el conjunto de compresión que se observa para el polietileno (uno de los materiales de ejemplo que se puede usar para implementar el émbolo 404 mientras se mantiene la reciclabilidad del conjunto de válvula) también es adecuado para el conjunto de válvula de las Figuras 4a a 4e.

De manera beneficiosa, el sello primario (que está cerrado en la posición de tránsito, véase la Figura 4a) puede basarse en el ensamblaje inicial y un ajuste de interferencia para crear el sello primario. Opcionalmente, la porción de resorte 419 del émbolo 404 puede proporcionar un sello secundario limitado en la posición de tránsito. Una vez que se acopla el lado de la línea, el émbolo se mueve a la posición unida al lado de la línea (Figura 4b) de modo que el émbolo se mueve mecánicamente a una segunda posición, en la que todo el sellado se realiza debido a la fuerza de desviación axial que proporciona la porción de resorte 419. Ventajosamente, el sello secundario solo se abre durante períodos muy cortos (y en una pequeña cantidad) para poner el émbolo 404 en la posición de flujo de fluido cuando se requiere dispensar fluido, y por lo tanto la porción de resorte 419 está operando en el entorno más benigno para un resorte de plástico.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de válvula (300) que comprende un cuerpo de válvula (302) y un émbolo monomaterial (304), donde:

el cuerpo de válvula (302) tiene una abertura principal (314) y una abertura secundaria (315), donde la abertura principal (314) y la abertura secundaria (315) están separadas axialmente;

el émbolo (304) comprende:

una porción de sello principal (316) configurada para obstruir selectivamente la abertura principal (314); y una porción de sello secundaria (317) configurada para ocluir selectivamente la abertura secundaria (315); y

donde el émbolo (304) comprende las siguientes posiciones operativas con respecto al cuerpo de válvula:

una posición de sello de tránsito donde:

la porción de sello primaria (316) del émbolo (304) está en contacto con el cuerpo de válvula (302) para ocluir la abertura primaria (314); y

una posición de flujo de fluido donde:

la porción de sello primario (316) del émbolo (304) está separada del cuerpo de válvula (302) de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura primaria (314);

la porción de sello secundaria (317) del émbolo (304) está separada del cuerpo de válvula (302) de modo que el fluido puede fluir a través de la abertura secundaria (315); y

el émbolo (304) se mantiene en la posición de flujo de fluido por una fuerza externa y una fuerza causada por un diferencial de presión a través del conjunto de válvula (300).

2. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde, cuando el émbolo (404) está en la posición de sello de tránsito:

el émbolo (404) está retenido mecánicamente en la posición de tránsito de tal manera que una porción de resorte (419) del émbolo (404) está relativamente descomprimido.

3. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde, cuando el émbolo (304) está en la posición de sello de tránsito:

la porción de sello secundaria (317) del émbolo (304) está en contacto con el cuerpo de válvula (302) para ocluir la abertura secundaria (315).

4. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde el émbolo (304) comprende la siguiente posición operativa adicional con respecto al cuerpo de válvula (302):

una posición unida al lado de la línea donde:

la porción de sello secundaria (317) del émbolo (304) está en contacto con el cuerpo de válvula (302) para ocluir la abertura secundaria (315); y

el émbolo (304) se mantiene en la posición unida al lado de la línea por una fuerza externa.

5. El conjunto de válvula según la reivindicación 4, donde el émbolo (304) se mantiene en la posición unida al lado de la línea mediante la fuerza externa que se aplica contra una fuerza de desviación de resorte axial.

6. El conjunto de válvula según la reivindicación 5, donde el émbolo (404) comprende una porción de resorte (419) que está configurada para proporcionar la fuerza de desviación del resorte axial.

7. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde el émbolo (404) comprende la siguiente posición operativa adicional con respecto al cuerpo de válvula (402):

una posición desconectada donde:

la porción de sello secundaria (417) del émbolo (404) está en contacto con el cuerpo de válvula (402) para ocluir la abertura secundaria (415); y

el émbolo (404) está retenido en la posición desconectada por una porción de resorte (419) del émbolo (404).

8. El conjunto de válvula según la reivindicación 7, donde el émbolo (404) está configurado para estar en la posición desconectada después de la eliminación de la fuerza externa.

9. El conjunto de válvula según la reivindicación 7, donde, cuando el émbolo (404) está en la posición desconectada:

la porción de sello primaria (416) del émbolo (404) está en contacto con el cuerpo de válvula (402) para ocluir la abertura primaria (414).

10. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde:

el cuerpo de válvula (302) tiene un extremo distal y un extremo proximal; y

la abertura primaria (314) está más cerca del extremo distal del cuerpo de válvula (302) que la abertura secundaria (315).

11. El conjunto de válvula según la reivindicación 1, donde, en la posición de flujo de fluido:

la porción de sello primario (316) del émbolo (304) se mantiene separada del cuerpo de válvula (302) por la fuerza externa; y

la parte de sello secundaria (317) del émbolo (304) se mantiene separada del cuerpo de válvula (302) por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula (300).

12. El conjunto de válvula según la reivindicación 11, donde, en la posición de flujo de fluido:

la porción de sello primaria (416) del émbolo (404) se mantiene separada del cuerpo de válvula (402) por la fuerza externa que se aplica contra una fuerza de desviación de resorte axial.

13. El conjunto de válvula según la reivindicación 12, donde el émbolo (404) comprende una porción de resorte (419) que está configurada para proporcionar la fuerza de desviación del resorte axial.

14. El conjunto de válvula según la reivindicación 12, donde, en la posición de flujo de fluido:

la porción de sello secundaria (417) del émbolo (404) se mantiene separada del cuerpo de válvula (402) por el diferencial de presión a través del conjunto de válvula (400) y también contra la fuerza de desviación del resorte axial.

15. Un recipiente para bebidas que comprende el conjunto de válvula (300) según la reivindicación 1.