NO760258L - - Google Patents

Description

Ventil for beholder hvis innhold står

under trykk.

Foreliggende oppfinnelse angår en ventil for aerosol-beholdere hvis innhold står under trykk, der ventilen har en ringformet pakning med ét hull for en ventilstamme og med pakningen fastspent med en fastspenningskant på ventilhuset, mot endeveggen av en kant på en ventilmonteringskopp som' holder ventilhuset ubevegelig, og der det finnes minst en fylleåpning i endeveggen rundt hullet for ventilstammen, samt fyllepassasjer som strekker seg nær den omløpende vegg av ventilmonteringskoppen, og der pakninger er innrettet til å bli idrevet bort fra endeveggen av monteringskoppen under påvirkning av trykket fra drivgassen når denne lades.

U.S. patent nr. 3.845.887 viser en pakning med en mangekantet omkrets, der omkretspartiene som har den korteste radielle avstand fra sentrum, strekker seg ut forbi fastspenningskanten et slikt stykke at når den del av pakningen under fylleåpningen bøyes ned under påvirkning av fylletrykke.t, vil den del av pakningen som er fastspent ved husets kant bli strukket bort fra endeveggen og dermed skape ytterligere fyllepassasjer på utsiden av ventilhuset. På denne måte kan fylle-hastigheten økes vesentlig.

U.S. patentene 3.838.799, 2.890.817 og 2.937.791 viser ventiler der pakningen strekker seg forbi fastspenningskanten, over et ringformet rom som dannes delvis av hellende skuldre på huset og delvis av omkretsveggen på ventilmonteringskoppen.

I endeveggen i ventilmonteringskoppen finnes det ytterligere

fylleåpninger som radielt sett ligger utenfor det fastspente område av pakningen. Pakningskanten under disse fylleåpninger vil bli direkte påvirket av fylletrykket og vil bli bøyet ned, hvorved det åpnes ytterligere fyllepassasjer på utsiden av ventilhuset. Ved disse utførelser blir imidlertid kanten av pakningen

tettet, mot fylleåpningene bare av det innvendige trykk i beholderen .

Andre kjente utførelser som muliggjør fylling på utsiden av ventilhuset over pakningen ved aksial forskyvning av denne er vist i U.S. patent nr. 3.441.177, 3.158.297 og 3.158.298. U.S. patentene 3.158.297 og 2.937.791 viser også utførelser der ventilhuset blir aksialt forskjøvet av ifylletrykket for å

slippe pakningen. Britisk patent nr. 1.362.885 viser en utførelse der pakningen løftes aksialt for å tillate gass som ledes gjennom ventilstammen å passere fastspenningsområdet og flyte på utsiden av ventilhuset.

Ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en utmatningsventil som under fylling tillater at en større del av fluidet strømmer på utsiden av ventilhuset, hvorved det mulig-gjøres en hurtigere og mer pålitelig stilling enn fylling bare gjennom ventilen, samtidig med at man får en tett lukning etter fyllingen.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at det finnes et ringformet rom radielt sett utenfor ventilhusets kant, der pakningen gripes,og dette rom gir plass for kantpartiet av pakningen mellom det fastspente parti og.^pakningens omkretskant,når pakningen strekkes radielt og avbøyes under påvirkning av fylletrykket.

Ved denne utførelse sikrer det nevnte rom at pakningens kant kan utvide seg fritt. Som en følge av dette vil pakningen lettere kunne trykkes sammen i tykkelse i fastspenningsområdet for å skape en passasje for fluidum som fylles når dette pas-serer fastspenningsområdet. Pakningen går tilbake til sin opprinnelige stilling, form og tykkelse når fylletrykket opphører, og de elastiske tilbakeføringskrefter i pakningen sørger for en god tetning ved fastspenningsområdet. Som en følge av dette vil fylletrykk trykke sammen pakningen i fastspenningsområdet for å åpne en fyllepassasje' over dette område. Fluidet som strømmer utad> over pakningen søker også å strekke eller utvide pakningen radielt, noe som hjelper til med å tynne ut pakningen i fastspenningsområdet. Da.fylleåpningen radielt sett ligger innenfor fastspenningsområdet, vil man få en god tetning etter fylling.

Det er spesielt fordelaktig at kanten av pakningen strekker seg radielt utenfor fastspenningskanten på ventilhuset og at det ringformede rom strekker seg aksialt i ventilen. På denne måte kan dimensjonene på ventilen holdes små, og ventildeler og ventilmonteringskopper av standard størrelse kan benyttes, slik at det kreves liten eller ingen forandring i maskineri for sammensetning og fylling.

Det er ønskelig å ha et aksialt rettet rom med en over-flate som strekker seg i skarp vinkel fra den ytre begrensning av fastspenningskanten som kantpartiet av pakningen presses mot av det fluidum som fylles for derved å få til en skarp bøy av pakningen, noe som hjelper til med å tynne ut denne på grunn av den ytterligere strekning av pakningens overside som finner sted ved bøyningen. Anleggsflaten er fortrinnsvis sylindrisk for å danne en rett vinkel ved fastspenningskanten selv om flaten også kan ha form av en bratt konus. Videre kan rommet gjøres så langt man måtte'ønske det uten å øke diameteren på ventilen.

Det er fordelaktig at rommet for opptagelse av pakningens kant under fylling har en radiell dimensjon på minst 40% av den opprinnelige tykkelse vav den ikke-komprimerte pakning. Fortrinnsvis bør den radielle dimensjon være større enn 90% av tykkelsen av den ikke-komprimerte pakning for å optimalisere tverrsnittet av strømningspassasjene for meget hurtig fylling.

Det er ønskelig at den aksiale dimensjon av rommet under fastspenningskanten på huset er minst 110%, fortrinnsvis mer enn 125% av den radielle dimensjon av kantpartiet av pakningen for å gi plass for økningen i radiell dimensjon av pakningen, frembrakt ved strekning under fyllingen. Den mindre dimensjon er passende for hardere pakningsmateriale og den store dimensjon passer for mykere pakningsmateriale.

Deler av pakningens omkrets, i normal tilstand før eller etter fylling, bør strekke seg slik at de kommer i anlegg mot innsiden av den omgivende omkretsvegg av ventilens monteringskopp eller tilstøtende konstruksjonsdel. Dette hjelper til med.-å holde pakningen sentrert i forhold til ventilens akse. Disse deler av pakningen behøver egentlig ikke være i anlegg mot den omløpende vegg hvis den omløpende og endeveggene i monteringskoppen går over i hverandre med en radius på minst 0,8 mm og fortrinnsvis 1,3 mm, i hvilket tilfelle delene av pakningens omkrets er i berøring med innsiden av radien. Denne radius har også den virkning at så snart pakningen begynner å utvide seg radielt under fylling, vil den bli avbøyet nedad av radien som derved letter pakningens bevegelse inn i det ringformede rom.

Bare deler av omkretsen av pakningen behøver komme i anlegg mot den omgivende veggflate, en veggflate som kan være den omløpende vegg av ventilmonteringskoppen. Således kan pakningen være mangekantet, f.eks. sekskantet. Denne form for pakning har et kantparti som lett bøyes inn i rommet og sikrer mot blokkering av strømningsbanen for det fluidum som fylles fordi de partier av den omløpende kant som har minst radiell utstrekning vil ligge i avstand fra den omløpende -veggflate under fyllingen. En liknende virkning kan oppnås ved anvendelse av en sirkulær pakning med radielle innsnitt.

Meget korte fylletider med en varighet på bare 1\ sek. kan oppnås og man får god pålitelighet med lett fylling og god tetning hvis fastspenningsringen på huset er endeflaten av et sylindrisk rør, slik at begge flater på huset nær ved fastspenningskanten, vil være sylindriske anleggsflater som kantpartiet og den del av pakningen som ligger innenfor fastspenningsområdet blir presset mot under fylling. Grunnen til dette er at pakningen blir skarpt bøyet på begge sider av fastspenningspartiet for å gjøre uttynningen størst mulig, og radielle krefter på grunn av den hurtige fluidumstrøm blir balansert for å redusere enhver tilbøyelighet i- pakningen måtte ha til å forskyve seg på tvers i forhold til ventilhuset.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvis-ning til tegningene der: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en ventil utført i henhold til oppfinnelsen, der den venstre halvdel av figuren viser ventilen i den tilstand den har under fylling,

fig. 2 viser et lengdesnitt på samme måte som fig. 1, gjennom en annen utførelsesform og

fig. 3 viser en sekskantet tettende pakning ovenfra.

På fig. 1 blir et ventilhus 1 holdt fast i en ventilmonteringskopp 3 som har en omløpende vegg 4 og en endevegg 9. Monteringskoppen danner en lukkedel som blir forseglet til mun-ningen av beholderen. Huset 1 er festet i koppen ved hjelp av omløpende inntrykninger 5 som ligger an mot undersiden av en flens 6 på ventilhuset. En fastspenningsring 7 i huset presser aksialt mot en pakning 8. og fastspenningsområdet a av pakningen mot endeveggen 9 av ventilmonteringskoppen.

Et bevegelig ventillegeme med en hul,ventilstamme 10 stikker gjennom en sentral åpning 11 i pakningen 8. Den indre kant av åpningen 11 ligger an mot et halsparti 14 for å blokkere

.ventilåpningen 13 som er i forbindelse med det hule indre av ventilstammen 10, hvorpå det i alminnelighet sitter en betjen-ingsknapp med en dyse. Ventilegemet, er forspent oppad av en fjær 14 som ligger i det indre kammer 15 av ventilhuset 1. En begrenset passasje 16 strekker seg frem til en nippel 17 som danner feste for et dypprør. Når ventilstammen 10 trykkes ned, blir pakningen 8 avbøyet ut av lukkende anlegg mot ventilåpningen 13, og.danner en passasje for produktet i beholderen gjennom den hule ventilstamme 10. Pakningen 8 har en omløpende kant med partier som strekker seg lenger ut radielt sett enn andre partier. Fig. 4 viser en mangekantet, i dette tilfellet sekskantet, pakning som er hensiktsmessig for utførelsesformene på fig. 1 og 2. De. partier av omkretskanten som ligger lengst.ut, som antydet ved 18 på pakningen, ligger utenfor fastspenningskanten 7 og strekker seg omtrent til den omløpende vegg 4 samt er i anlegg ved buen 19 som forbinder veggen 4 og endeveggen 9. Aksialt under kanten 18 finnes et ringformet rom 20 som er begrenset av en konisk anleggsflate 21 som har et skarpt hjørne overfor fastspenningskanten 7. Mellom den omløpende vegg 4 av monteringskoppen og omkretsen av ventilhuset 1 finnes et gap 30 som står i forbindelse med det indre av beholderen gjennom rommet 20. En sentral åpning 22 i endeveggen 9 er større i diameter enn ventilstammen 10 for å danne en fylleåpning på utsiden av ventilstammen og, radielt sett, innenfor fastspenningsområdet a for pakningen.

Under fylling flyter fluidet inn i beholderen ikke bare gjennom ventilstammen og den åpne ventilåpning 13, men også gjennom fylleåpningen 22. Fylletrykk på 40 til 12 bar vil f.eks. trykke sammen pakningen 8 i fastspenningsområdet a for å danne en strømningsbane over pakningen. Da vil materialet i pakningen, på grunn av sammentrykningen, bli fortrengt utad. En sammen-trykning på 10% i tykkelse vil føre til en økning i diameter med samme prosentverdi. Denne radielle utvidelse av pakningen opptas av rommet 20. Samtidig bøyes pakningen 8 ned og blir presset mot anleggsflaten 21. Denne nedbøyning av pakningen under-støttes av styringen fra det krumme parti 19 når pakningen begynner å utvide seg, og understøttes ytterligere av det høye trykk og den hurtigløpende strøm av fluidum over pakningen. Rommet 20 er slik dimensjonert at etter bøyning og radiell utvidelse oppstår det et gap 25 mellom kanten av pakningen og den omløpende vegg. Dette gap er størst på midten av de flate sider av en mangekantet pakning der omkretsen har den minste radielle utstrekning. Som en følge av dette vil- fluidum som fylles strøm-me som angitt med pilene på høyre halvdel av fig. 1, gjennom en relativt åpen bane inn i beholderen. Så snart fyllingen er av-sluttet, går pakningen 8, på grunn av sin elastisitet, tilbake til utgangsstillingen som er vist på venstre side av fig. 1.

Det innvendige trykk i den nu fylte beholder hjelper til med å holde pakningen i sin lukkestilling ved at pakningen presses oppad og til å frembringe en kraftkomponent som er rettet innad på grunn av den buede overgang 19.

På fig. 2 blir de samme henvisningstall benyttet på deler som er identiske med tilsvarende deler på fig. 1, mens det for like deler er benyttet henvisningstall med tilføyelse av 100. Hovedforskjellen er at det ringformede rom 120 er i form av et rektangulært spor og har en sylindrisk anleggsflate 121

som strekker seg perpendikulært på fastspenningskanten 7. Videre har det indre kammer.115 i ventilhuset 1 et parti 126 med ut-videt diameter sammenliknet med kammeret 15 på fig. 1. Partiet 126 har en sylindrisk anleggsflate 127 for den del av pakningen som ligger innenfor fastspenningsområdet a.

Under fylling vil den mangekantede pakning 8 inta den stilling som er'vist på høyre halvdel av fig. 1. Det indre kant-part^L 28, innenfor f as tspenningskanten 7, vil bli bøyet ned i rett vinkel av fylletrykket og bli presset mot anleggsflaten 127. Det ytre kantparti 18 får plass i rommet 120, og blir også bøyet ned i rett vinkel. Virkningen av disse dobbelte skarpe bøyer er en betydelig strekning av oversiden av pakningen, og som en følge av dette blir pakningen i stor utstrekning tynnet ut i fastspenningsområdet a slik at man her får et gap 123 med stort areal mellom pakningen og endeveggen 9. Også gapet 125, mellom.tetnings-skivens kant 18 og den omgivende vegg, vil ha et betydelig areal.

I tillegg til strømningsbanen på utsiden av huset finnes det

en strømningsbane under fylling fra åpningen 22 inne i huset og utenfor ventilstammen,såvel som en strømningsbane gjennom ventilstammen 10 og den åpne åpning 13. Dette strømningsmønster muliggjør en hurtig og pålitelig fylling og derpå lukning.

Ventilen i henhold til oppfinnelsen er særlig egnet for beholdere som lades med C02eller annen komprimert gass. Ventiler som ikke har en fyllestrømbane på utsid.én av ventilhuset må lades gjennom huset,og trykk, og fyllehastigheter må holdes forholdsvis lave for å unngå å sprenge huset. Ved å dele strømmen på innside og utside av huset kan meget høyere trykk og strømningshastigheter anvendes. Høye.trykk og fylling med høy strømningshastighet når det anvendes vanlige hus med sirkulær pakning, resulterer i meget få riktig fylte beholdere.

Bruk av sekskantede pakninger og vanlige hus, som vist i U.S. patent nr. 3.845.887, har vist seg å føre til en del vrak. De ovenfor beskrevne utførelsesformer for foreliggende oppfinnelse kan med hell lades med høye trykk og høye strømningshastigheter med så godt som ingen vrak.

Claims (7)

1. Ventil for beholder hvis innhold står under trykk, omfattende en monteringskopp, et ventilhus som står fast i koppen og en pakning for tetning av en utløpspassasje, hvilken pakning er fastspent mellom en kant på monteringskoppen som har en endevegg og en omløpende vegg, og omfattende en fylleåpning i endeveggen radielt sett utenfor utløpspassasjen og innenfor fastspenningskanten, karakterisert ved at pakningen har et ringformet fastspenningsområde, en omkretskant med partier som strekker seg inntil den omløpende vegg adskilt av andre partier som ikke er i anlegg mot veggen, og et kantparti mellom omkretskanten og fastspenningsområdet, og at det finnes et rom under kantpartiet av pakningen for å gi plass for kantpartiet slik at. dette kan strekkes radielt og avbøyes under fylling av beholderen, for derved å danne en strømnings-passasje langs tilstøtende--véggflater,over pakningen, forbi fastspenningsområdet og rundt pakningens omkretskant.

2. Ventil som angitt i krav 1, karakterisert v e d at rommet er begrenset av en konisk flate på ventilhuset beliggende radielt utenfor fastspenningskanten.

3. Ventil som angitt i krav 1, karakterisert v e d at rommet er <*> begrenset av en sylinderflate på huset/ beliggende radielt utenfor fastspenningskanten.

4. Ventil som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at omkretsen av pakningen er mangekantet.,

5. Ventil som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at rommet har en radiell dimensjon som er minst 40%; av tykkelsen av pakningen når den ikke er sammentrykket og en aksial dimensjon under fastspenningskanten på minst 110% av.den største radielle utstrekning av pakningens kantparti.

6. Ventil som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at endeveggen av monteringskoppen går over i den omløpende vegg med en bue.

7. Ventil som angitt i krav 6, karakterisert v e d at buen har en radius på minst 0,8 mm.