прокладка крышки (варианты) и узел соединения резервуара и крышки
Классы МПК: | B65D53/04 диски B65D51/16 с приспособлениями для удаления воздуха или газа |
Автор(ы): | Костэ Стивен М. (US), Кэмпбелл Эдвард Г. (US), Сибет Уильям П. (US) |
Патентообладатель(и): | Зе Клорокс Кампэни (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-03-15 публикация патента:
10.11.1998 |
Изобретение относится к двуслойным, способным пропускать газы, прокладкам крышек и крышкам с этими прокладками. Прокладка крышки включает соединенные верхний и нижний слои, имеющие форму диска. Нижний слой прилегает к отверстию резервуара, закрываемого крышкой с такой прокладкой, и изготовлен из водоотталкивающего и газопроницаемого материала. Для обеспечения возможности пропускания прокладкой газа при любом усилии закручивания крышки и использования при этом уплотняющей газонепроницаемой прокладки верхний слой изготовлен из эластомера. Верхняя поверхность этого слоя снабжена по крайней мере одним каналом, проходящим вдоль поверхности, и разнесенными отверстиями, сообщающимися с указанным каналом и с нижним слоем. Нижний слой мажет быть выполнен из полиолефинового материала. Узел соединения резервуара и крышки состоит из собственно резервуара и крышки и прокладки между ними, имеющей описанную выше конструкцию. Верхний слой прокладки выполнен из полиолефина, обладающего ограниченной степенью деформации при приложении к нему крутящего момента, необходимого для закрывания отверстия резервуара и предотвращения утечки жидкости. По крайней мере один канал верхнего слоя прокладки открыт у края крышки при установке крышки на отверстие резервуара. 3 с. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9
Формула изобретения
1. Прокладка крышки, включающая в себя нижний и верхний слои, каждый из которых имеет форму диска с первой и второй поверхностями с разных сторон, причем вторая поверхность нижнего слоя установлена прилегающей к краю отверстия резервуара, а первая поверхность установлена ламинированной с второй поверхностью верхнего слоя, отличающаяся тем, что она выполнена пропускающей газы в обе стороны, нижний слой изготовлен из водоотталкивающего и газопроницаемого материала, а верхний слой - из эластомера, при этом его первая поверхность снабжена по крайней мере одним каналом, проходящим вдоль поверхности, и разнесенными отверстиями, сообщающимися с указанным каналом и с первой поверхностью нижнего слоя. 2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что указанные каналы, расположенные на первой поверхности верхнего слоя, расположены доходящими до ограничивающей его окружности. 3. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере одно из отверстий непосредственно сообщено с указанным каналом. 4. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что первая поверхность верхнего слоя снабжена радиальными каналами. 5. Прокладка крышки, включающая в себя часть, имеющую форму диска, образованного по крайней мере из двух слоев, нижнего и верхнего, каждый из которых с разных сторон имеет первую и вторую поверхности, причем вторая поверхность нижнего слоя расположена прилегающей к краю отверстия резервуара при установке прокладки в рабочее положение, а первая поверхность выполнена ламинированной с второй поверхностью верхнего слоя, отличающаяся тем, что она выполнена пропускающей газы в обе стороны, нижний слой выполнен из полиолефинового водоотталкивающего и газопроницаемого материала, а верхний слой - из эластомера, при этом его первая поверхность снабжена по крайней мере одним каналом, расположенным проходящим вдоль поверхности, и разнесенными отверстиями, сообщающимися с указанными каналами и с первой поверхностью нижнего слоя. 6. Прокладка по п.5, отличающаяся тем, что нижний слой выполнен из волокнистого нетканого материала из расплава, а верхний слой - из экструзионного и литого полиолефина. 7. Прокладка по п.5, отличающаяся тем, что нижний слой выполнен из волокнистого полиэтилена, а верхний слой - из экструзионного и литого полиэтилена. 8. Прокладка по п.5, отличающаяся тем, что нижний слой выполнен из политетрафторэтилена, а верхний слой - из эластомерного материала. 9. Узел соединения резервуара и крышки, включающий в себя корпус резервуара с отверстием, имеющим кольцевой край, крышку, состоящую из донышка и опускающейся юбки, имеющей средства для съемной фиксации крышки на корпусе резервуара в тесном взаимодействии с кольцевым краем отверстия резервуара, прокладку, расположенную между отверстием резервуара и донышком крышки и содержащую нижний и верхний слои, каждый из которых имеет предпочтительно форму диска с первой и второй поверхностями с разных сторон, причем вторая поверхность нижнего слоя расположена прилегающей к краю отверстия резервуара, а первая поверхность установлена ламинированной с второй поверхностью верхнего слоя, отличающийся тем, что прокладка выполнена пропускающей газы в обоих направлениях, нижний слой выполнен из водоотталкивающего и газопроницаемого материала, а верхний слой - из полиолефина, обладающего ограниченной степенью деформации при приложении к нему крутящего момента, необходимого для закрывания отверстия резервуара и предотвращения утечки жидкости, при этом первая поверхность верхнего слоя снабжена по крайней мере одним каналом, расположенным проходящим вдоль поверхности, и разнесенными отверстиями, сообщающимися с указанными каналами и с первой поверхностью нижнего слоя, причем по крайней мере один канал открыт у края крышки при установке крышки на отверстие резервуара. 10. Узел соединения по п.9, отличающийся тем, что нижний слой прокладки, пропускающей газы в обоих направлениях, выполнен из волокнистого, нетканого олефина из расплава, а верхний слой - из экструзионного и литого полиолефина. 11. Узел соединения по п.9, отличающийся тем, что первая поверхность верхнего слоя прокладки снабжена каналами, расположенными проходящими в продольном направлении и доходящими до ограничивающей край окружности. 12. Узел соединения по п.9, отличающийся тем, что внутренняя поверхность опускающейся юбки крышки снабжена резьбой, образующей совместно с резьбой на горлышке резервуара канал для прохода газов, проходящих по каналам, расположенным на первой поверхности верхнего слоя.Описание изобретения к патенту
Данное изобретение относится к прокладкам крышек, в особенности к двухслойным прокладкам, обладающим способностью пропускать газы в/из закрытого резервуара. Данное изобретение особенно пригодно для использования в прокладках крышек бутылок, причем уплотняющая крышка устанавливается на горлышке бутылки или аналогичного резервуара для закрытия и уплотнения отверстия. Уровень техникиПрокладки для уплотняющих крышек обычно использовались раньше в тех случаях, когда уплотняющая крышка предназначалась для бутылки или другого аналогичного резервуара, которые имели отверстия, и эта крышка устанавливалась на бутылку или резервуар для закрытия отверстия. Прокладки сравнительно хорошо известны и разрабатывались в основном так, чтобы обеспечивать уплотнение между гладким краем отверстия резервуара и поверхностью прокладки, накрывающей это отверстие, причем прокладка устанавливается между уплотняющей крышкой и резервуаром. В высшей степени желательно, чтобы уплотнение на гладком краю отверстия резервуара было непроницаемым для жидкостей для предотвращения утечки жидкости из резервуара наружу или попадания в него жидкости извне. Эти условия относятся к прохождению жидкости через щель между преградой и объектом такими, как прокладка крышки и бутылка или другой резервуар. Основная проблема возникает, когда резервуар заполнен продуктом, содержащим газ, или резервуар находится под давлением, и это давление может возрастать чрезмерно при определенных условиях, например при повышенных температурах и/или при изменениях атмосферного давления. Желательно, чтобы уплотнение было полупроницаемым для газов и позволяло стравливать избыточное давление в атмосферу, сохраняя в то же время жидкость в резервуаре. Таким образом, повреждение крышки или резервуара предотвращается за счет стравливания избыточного давления. Обычные известные прокладки крышек включают многослойные или состоящие из одной части прокладки, изготавливаемые из таких материалов, как гофрированный волокнистый картон, картон, пластмасса, фольга и другие, и могут также включать водонепроницаемое покрытие одной или обеих поверхностей. Такие конструкции, хотя они сравнительно дешевы и эффективны в предотвращении проникновения жидкости или утечки жидкости из бутылки или резервуара, не обеспечивают выравнивания давления, возникающего в результате выделения газа из жидкости или при изменениях атмосферного давления. Для решения вышеуказанной проблемы использовались прокладки, пропускающие газы в обе стороны. Основным недостатком обычных прокладок, пропускающих газы, является их неспособность обеспечивать вентиляцию при любом давлении или ограниченный диапазон внешнего и внутреннего давлений в резервуаре, которые могут выравниваться. Также ощутимым недостатком для обычных прокладок крышек является их неспособность реверсивно пропускать только газообразную составляющую, что обеспечивает поддержание выравненного давления в резервуаре по отношению к сравнительно возросшему внешнему давлению. Прокладки крышек изготавливаются из синтетических материалов, таких как термопластики. В патенте США N 4121728 "Прокладки, пропускающие газы" описывается такая прокладка, которая имеет первый слой из водонепроницаемого пластика и второй слой из пеноматериала, который деформируется под давлением. Оба слоя прессуются одновременно и ламинируются вместе для получения прокладки крышки. Первый слой прокладки прилегает к горлышку бутылки или резервуара при установке уплотняющей крышки. Второй слой сдавливается между бутылкой и крышкой и обеспечивает плотное прилегание первого слоя к бутылке или к резервуару. Другие примеры структур, пропускающих газы, для сброса избыточного давления, образующегося в контейнере, приводятся в патенте США N 2424801, в котором раскрывается один тип вентилирующей структуры, причем горлышко бутылки имеет специальную форму, которая позволяет газу выходить после того, как его давление достигло величины, при которой прокладка приподнимается на горлышке бутылки. В патенте США N 3114467 раскрывается другой тип уплотнительно-вентилирующей крышки бутылки, которая имеет специальную структуру, обеспечивающую подъем прокладки под действием повысившегося давления в сосуде и соответственно выпуск газа наружу. Такие структуры имеют неприятный недостаток, заключающийся в том, что вместе с газом из сосуда может вытекать и жидкость. Ни патент N 2424801, ни патент N 3114467 не обеспечивают возможности выравнивания давления, то есть обратного прохода газа для выравнивания давления в резервуаре при повышении атмосферного давления. Патент США N 3448882 относится к прокладкам, состоящим из картона, покрытого волокнистым полупроницаемым политетрафторэтиленом, который пропускает газ, но не смачивается и предотвращает выход жидкости изнутри резервуара. В многих случаях использования различных структур и прокладок для уплотнения бутылок или резервуаров они (прокладки) имеют существенные недостатки. В то время как они пропускают газ, они не предотвращают вытекание жидкости. В некоторых случаях вытекающая жидкость может повредить материал одной или нескольких частей структуры прокладки. Хотя прокладки крышек такие, как описанные в патентах США N 4121728 и N 4789074, более эффективны в отношении проникновения или утечки жидкости, чем прокладки крышек из тонкого или многослойного картона, однако они требуют использования сравнительно дорогих материалов и технологических процессов. Например, во втором слое в патенте N 4121728 используется деформируемый материал, который размещен по всей поверхности прокладки, хотя только сравнительно небольшая часть его действительно зажимается между крышкой и краем горлышка бутылки. Остальная часть второго слоя не требуется для механического усиления первого слоя, поэтому большая часть второго слоя является излишней и, следовательно, приводит к излишним расходам. В патенте США N 4729074 описывается прокладка крышки, которая состоит из первой прочной водонепроницаемой пленки и из второго упругого к сжатию усиливающего перфорированного тканого материала, прикрепленного к первой пленке, причем когда крышка-колпачок закреплена на бутылке, тканый материал зажимается между бутылкой и крышкой, и за счет его упругости пленка уплотняет контактную поверхность. В изобретении патента США N 4729074 перфорированный материал действует как устройство подпружинивания пленки, прижимая ее для уплотнения к гладкой поверхности края горлышка. Таким образом, перфорированный материал в описываемом изобретении должен упруго прижимать пленку для создания уплотняющего контакта при приложении прижимающей силы, возникающей в процессе навинчивания крышки на горлышко бутылки. В изобретении, описанном в патенте США N 3071276, используется пористое покрытие из бумаги, а в изобретении патента США N 4789074 (Han) используется первая прочная водонепроницаемая пленка и второй упругий к сжатию усиливающий перфорированный тканый материал, прикрепленный к первой пленке, причем когда крышка-колпачок закреплена на бутылке, тканый материал зажимается между бутылкой и крышкой, и за счет его упругости пленка уплотняет контактную поверхность. Патент США N 4121728, упомянутый выше, кроме имеющихся канавок отличается от настоящего изобретения несколькими признаками. Очевидно, что уплотняющая прокладка не пропускает газ снизу через нижнюю поверхность или через нижнюю вставку к ее верхней поверхности и затем к боковым сторонам колпачка-крышки. Подразумевается, что уплотняющая прокладка внутри вставки и стороны крышки деформируются и отводят средства уплотнения увеличивающимся давлением газов так, что при изменении формы нижнего слоя, он поднимается, образуя вентиляционный канал, и газы отводятся к сторонам крышки. Такой тип отвода газов может привести к утечке жидкости при наклоне резервуара. Использование пористого покрытия обратной стороны, описанного в патенте США N 3071276 (Pellet) или в патенте США N 3448882, в которых используется многослойный или пористый картон с микропористым пластмассовым покрытием лицевой стороны, является неприемлемым в качестве уплотняющего покрытия для уплотняющих крышек из-за химической совместимости с агрессивными материалами, такими как гипохлорит. Кроме того, такие прокладки неэффективны для пропускания газа внутрь резервуара для компенсации повышений атмосферного давления. Что касается изобретений в соответствии с патентами США N 4121728 и N 3045854, то хотя каждое из них содержит желобки или каналы, проходящие поперечно по боковой поверхности диска, они не имеют пористого покрытия обратной стороны, полупроницаемого и пропускающего газы в каналам, имеющимся на верхней поверхности ламинированного диска, в результате чего газы выпускаются по сторонам крышки. Учитывая вышесказанное, предметом настоящего изобретения является устранение недостатков, отмеченных выше, с помощью новой газопроницаемой прокладки, которая пропускает газ при любом усилии закручивания крышки, и при этом возможно использование газонепроницаемой прокладки. Для решения этой цели предлагается новая прокладка для крышек, пропускающая газ в обе стороны, которая состоит из диска, составленного по крайней мере из двух слоев материала, который может быть или может не быть деформируемым, когда подвергается действию сдавливающей силы, и в этом диске на верхней поверхности верхнего слоя имеются желобки или каналы, которые не сжимаются, хотя и подвергаются действию сил сжатия. Выпуск образующихся газов из закрытого резервуара происходит следующим образом: газы проходят непосредственно к верхней поверхности верхнего слоя, под крышкой, проходят по указанным каналам во внутреннюю часть крышки и затем выходят в атмосферу вдоль ниток резьбы крышки и горлышка резервуара, которые образуют эффективный канал для выхода газов. Обратный механизм действует при выравнивании давлений, когда давление в резервуаре меньше, чем внешнее атмосферное давление. При этом воздух поступает по непрерывному каналу вдоль ниток резьбы и в горловину резервуара. Сущность изобретения
Данное изобретение относится к двойным прокладкам для вентилируемых резервуаров. Прокладка обеспечивает выпуск внутреннего давления из резервуара, содержащего материал, выделяющий связанный газ под давлением, которое при определенных условиях (повышенная температура или понижение атмосферного давления) может повыситься до неприемлемых величин. И наоборот, предлагаемая в изобретении прокладка, используемая с крышкой, обеспечивает выравнивание давления, необходимое при понижении внутреннего давления или при повышении температуры или атмосферного давления. Прокладка, предлагаемая в изобретении, предотвращает вытекание жидкости. Двойная прокладка включает ламинированный склеенный материал, непроницаемый для жидкостей и проницаемый для газов, имеющий предпочтительно круглую форму диска, образующий лицевой или нижний слой, и задний или верхний слой из эластомера (полиэтилен, литье под давлением). Задний слой снабжен отверстиями, которые соединяют его с лицевым или нижним слоем и также соединяют с каналами, имеющимися на верхней стороне заднего слоя. Конструкция этой улучшенной двойной прокладки для вентилирующей крышки позволяет газам, которые образуются внутри резервуара, безопасно выходить изнутри резервуара сквозь нижний слой к сторонам крышки и наружу, в атмосферу, причем жидкость при этом не может выйти изнутри резервуара сквозь прокладку к крышке и наружу из резервуара. В предпочтительной реализации нижний слой изготавливается из материала, проницаемого для газа, проходящего в обратном направлении из атмосферы внутрь резервуара в результате изменений атмосферного давления. Вместе с тем, что двойная прокладка, являющаяся предметом изобретения, обеспечивает пропускание газа изнутри закрытого резервуара в атмосферу, она обеспечивает выравнивание внутреннего давления с внешним, атмосферным давлением за счет обратного пропускания газа внутрь резервуара. Резервуары, заполненные жидкостью или другим материалом, которые выделяют пары, могут повреждаться в результате повышения внешнего, атмосферного давления или понижения внешней температуры. Данная ситуация имеет место также, когда резервуар перемещается из области высокого давления в область низкого давления, или когда закрытый резервуар подвергается охлаждению, что приводит к понижению давления в резервуаре. Поэтому обратная циркуляция воздуха или пропускание воздуха в двух направлениях смягчает данную проблему. Данная двойная прокладка обеспечивает выравнивание внутреннего и внешнего давлений без снятия крышки и прокладки. Таким образом, во время выравнивания пониженного давления в резервуаре никакие примеси не могут проникнуть извне внутрь резервуара. Данная прокладка предотвращает вытекание жидкости из резервуара при случайном наклоне или опрокидывании резервуара. В связи с этим и другими целями, которые станут очевидными ниже, суть изобретения может быть понята более ясно из нижеприведенного подробного описания, прилагаемой формулы изобретения и нескольких видов, приведенных на прилагаемых чертежах. Краткое описание фигур чертежей
На фиг. 1 представлен вид кругового горлышка резервуара и крышки с прокладкой, изготовленных в соответствии с изобретением; на фиг. 2 - увеличенный детальный вид сверху прокладки крышки фиг. 1; на фиг. 3 - поперечное сечение в плоскости 3-3 прокладки крышки фиг. 2; на фиг. 4 представлено поперечное сечение крышки и прокладки крышки; сечение в увеличенном масштабе произведено через горлышко резервуара и прокладку для показа установленной прокладки с завинченной крышкой; на фиг. 5 - частичный увеличенный вид, аналогичный представленному на фиг. 4, на котором показаны двойная прокладка и циркуляция воздуха, когда крышка завинчена на горлышке резервуара; на фиг. 6 - вид узла соединения резервуара и крышки с прокладкой, изготовленных в соответствии с изобретением, причем крышка защелкивается на горлышке резервуара; на фиг. 7 - частичный увеличенный вид сечения, аналогичный фиг. 4 и 5 с защелкивающейся крышкой, который иллюстрирует схему вентиляции, когда крышка плотно защелкнута на горлышке резервуара; на фиг. 8 - увеличенный подробный вид прокладки крышки, изготовленной в соответствии с изобретением, с альтернативной конструкцией каналов; на фиг. 9 - увеличенный вид прокладки крышки, изготовленной в соответствии с изобретением, с еще одним вариантом конструкции каналов. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 показана бутылка или аналогичный резервуар 23, имеющий на горлышке 20 обычную резьбу 21, и через это горлышко резервуар сообщается с внешней атмосферой. Крышка 1 служит для перекрытия отверстия 22 и фиксируется на горлышке 20 резервуара 23 с помощью резьбы 21 на горлышке 20 и резьбы 3 на крышке (используется обычное резьбовое соединение). Могут использоваться и другие соединения, например, типа защелки, изображенной на фиг. 6. Прокладка 10 крышки устанавливается в крышке 1 и уплотняет крышку, установленную на отверстии 22 резервуара. Это уплотнение концентрично по отношению к отверстию резервуара и краю горлышка. Конструкция прокладки 10 показана более детально на фиг. 3. Конструкция прокладки включает нижний или первый слой 13, имеющий предпочтительно форму диска, и верхний или второй слой 15. Нижний слой изготавливается предпочтительно из материала, непроницаемого для жидкостей и проницаемого для газов, и имеет первую 16 и вторую 17 основные поверхности. Прокладка также включает верхний или второй слой 15 эластомера, прикрепленного путем ламинирования к первой поверхности первого слоя. Нижний слой изготавливается из гибкого материала, проницаемого для газов, химически инертного по отношению к предполагаемому содержимому резервуара и непроницаемого для жидкости, в результате чего обеспечивается эффективное уплотнение резервуара. Предпочтительным материалом для первого или нижнего слоя 13 является проницаемый для газа нетканый или получаемый из расплава олефин, такой как полиэтилен, который непроницаем для жидкостей, но проницаем для газов. Поэтому для нижнего слоя может быть использован любой полупроницаемый или полупористый материал. Верхний слой 15 имеет форму диска, совпадающего по размерам с прилегающим нижним слоем 13, и в нем имеется по крайней мере один канал, проходящий по поверхности. Предпочтительно верхний слой 15 имеет множество каналов 11, проходящих параллельно одному из диаметров диска. Поверхность верхнего слоя, на которой размещены каналы, дополнительно содержит разнесенные отверстия 12 так, что по крайней мере одно отверстие 12 сообщается по крайней мере с одним желобком открытого канала. Предпочтительно множество отверстий 12 будут пересекаться по крайней мере с одним каналом. Однако для поверхностей с глубокими каналами, когда канал открывает первый слой полупроницаемого материала, разнесенные отверстия в желобке канала могут не потребоваться. В типичном эластомере толщиной 40 мил (порядка 1 мм), используемом для верхнего слоя, глубина канала может изменяться от 0,01 мил (2,5

Класс B65D51/16 с приспособлениями для удаления воздуха или газа