CN101421170A - 自关闭阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于输出可流动产品的自关闭阀(01)。阀具有阀膜片(02)，阀膜片(02)具有输送开口(03)和在外周边上的环绕棱边(11)，其中，阀膜片(02)由于产生的压力差可以在封闭位置、输送位置与回吸位置之间切换。此外，设置止挡(04)，阀膜片(02)在封闭位置和回吸位置抵靠在止挡(04)上，使得输送开口(03)被封闭，并且阀膜片(02)在输送位置从止挡(04)抬离。所述阀包括止挡环(12)，阀膜片(02)的环绕棱边(11)在输送位置和回吸位置密封地抵靠在止挡环(12)上，并且阀膜片(02)在回吸位置从止挡环(12)抬离，所述阀还具有侧向引导部(13)，其沿轴向延伸并且阀膜片(02)的至少部分的环绕棱边(11)周边地与该侧向引导部(13)对立，其中，环绕棱边(11)在侧向引导部(13)处可以沿轴向推移，以切换到回吸位置，在该回吸位置，在环绕棱边(11)与侧向引导部(13)之间的间隙(15)被释放。

Description

自关闭阀

技术领域

本发明涉及一种用于输出可流动产品的自关闭阀。

背景技术

对于自关闭阀的典型应用是这样一种容器，在所述容器中，通过压挤容器可以将可流动的内含物输出。对于此，用于身体护理剂的所谓压挤瓶就是一个示例。使用者减少压挤瓶的内部容积就将提高在压挤瓶内的压力，使得所含的产品(例如液体皂)就会经由阀而被输出。即使当容器不再借助封闭罩封闭并且纵使产品凭借其重力作用在阀的输出区域上，也将由于阀的自关闭作用而阻止内含物在没有压力升高的情况下被不希望地排出。

由DE 102 18 363 A1公知一种自关闭阀，用于输出液态产品或者糊状产品。该阀包括阀膜片，该阀膜片朝向产品方向凸着成型。阀膜片在边缘侧构成为带有挤压包封成形的保持环。阀膜片以板形部件加固，用于产品的按规定的输出。板形部件又借助弹簧臂保持，由此使得阀的结构成本被提高。该解决方案的另一缺点在于，通过板形部件尤其妨碍了空气补偿，使得容器必定具有很大的复位力。

由DE 196 13 130 A1公知一种具有封闭膜片的自关闭装置，用于输出可压缩的容器中的液体装填物。封闭膜片在未被操作的安装状态下，具有下保持边缘和上封闭盖，该上封闭盖基本沿输出方向凹着延伸。在通常的输送过程中，在封闭膜片内的开口缝隙从确定的压力起可靠地且近似突然地打开。在输送过程结束时容器发生复位，使得封闭膜片退回到凹形的初始状态。在此，开口缝隙的缺口朝向内部，使得空气回吸。为改善空气的回吸，可以在封闭膜片和其支撑部之间引入槽。该解决方案的缺点在于，有限的密封性以及大的、对于回吸必需的低压。为实现强大的回吸效果，容器必须被构成为具有相应的弹簧作用。这是以容器的高的材料投入为条件的，由此，制造成本攀升。

由EP 0 388 828 A1公知一种具有盘形阀膜片的自关闭阀。该阀膜片具有居中的输送开口，该输送开口安放到支撑盘上并由此密封。该解决方案不具有空气回吸的可能性。

由DE 43 29 808 C2公知一种用于容器或者管的自关闭封闭装置，在该封闭装置中，在封闭盖内的排出开口通过封闭塞子封闭。在压力升高时，封闭塞子应朝向内部运动，使得排出开口被释放，产品就可以通过排出开口排出。然而，为此在封闭塞子下的封闭的空腔内的空气肯定会被压缩，这是因为所述空气不能朝向外部透出。因此为使封闭塞子释放排出开口，需要非常大的压力，以致于该阀几乎不能被应用。此外，该解决方案不具有空气回吸的可能性，以致于该解决方案总归仅适用于特定的产品。

由DE 195 80 254 B4公知一种具有朝向内部拱起的阀膜片的自关闭阀。该阀膜片还是具有居中的输送开口，该输送开口被安放到支撑盘上并且由此被密封。阀膜片通过保持轮缘朝向上方保持，阀膜片在径向外部的抵靠区域内从下方抵靠在保持法兰片上。塞子可以构造在支撑盘上，该塞子在封闭位置收入到输送开口内并且实现有效的密封。阀膜片的侧向抵靠区域可以这样实施，即，在低压情况下，阀膜片朝向内部变形，由此，用于回吸的空气路径被释放。但是这样的变形以大的低压为前提，以致于容器的壁必须要相应地施以大的复位力。

发明内容

本发明的任务因此在于，提供一种用于输出可流动产品的自关闭阀，该自关闭阀可以非常简单地且廉价地制造，并且仅需要小的低压用于空气回吸。此外，期望阀的良好密封效果，以便可靠地避免不希望的、即便是少量的可流动产品的泄漏。

通过根据所附权利要求1的自关闭阀解决该任务。在所述自关闭阀中，阀膜片为了输出产品而从封闭位置切换到输送位置。在封闭位置，阀膜片的输送开口通过止挡封闭。在输送位置，输送开口从止挡抬离并且被释放。阀膜片的外周边构成环绕棱边，该棱边在输送位置对止挡密封。在环绕棱边与侧向引导部之间设有间隙，通过该间隙，在放松由阀封闭的容器时，可以回吸空气。

本发明的一个特别的优点在于，可以同时获得非常简化的结构形式和明显改善的空气回吸。阀膜片可以由简单的合成材料盘片制成，合成材料盘片可以非常廉价地生产。具有根据本发明的阀的容器不必具有大的复位力。因此容器的壁可以是薄的，使得通过应用根据本发明的阀，使得节约材料的且廉价的容器产品成为可能。

附图说明

通过对多个实施方式的描述并参考附图得出本发明的其它优点、细节和改进方案。其中：

图1示出根据本发明的自关闭阀在过渡到输送位置时的四个阶段的截面图；

图2示出图1所示的阀在空气回吸时的三个阶段的截面图；

图3示出具有楔形支承连接板的固定架的透视图；

图4示出具有支承销钉的变动方案的固定架的透视图；

图5示出阀膜片的加固的实施方式的透视细节视图；

图6示出阀膜片的变动实施方式的透视细节视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的自关闭阀01在从封闭位置过渡到输送位置时的四个阶段的截面图。图1的插图a)示出在封闭位置的阀01。图1的插图b)和c)示出向输送位置的过渡，而图1的插图d)示出在输送位置的阀01。一般地，为理解附图而说明，阀被设计用于装配在容器上(未示出)，例如通过装入到压挤瓶的颈部。

阀01包括环形的阀膜片02，阀膜片02具有环形的居中的输送开口03。阀膜片02基本呈盘形弹簧的形状，并且也表现出相对的弹簧特性。在图1的插图a)中，当阀01被封闭时，阀膜片02示出一种位置。在封闭位置，阀膜片02以其输送开口03置于止挡片04上。在止挡片04上的由此构成的、圆形的支承面06封闭输送开口03。另外，阀膜片02的密封唇口07带有余隙地置于止挡片04的塞子08上，这是因为塞子08凸入到输送开口03内。塞子08的外壳呈截锥形并且引导区域09内对应于密封唇口07内表面。在所示的封闭位置，阀膜片02的形状朝向内部拱起，并且如果取下密封唇口07，则阀膜片02具有截锥形壳体的形状。

阀膜片02可弹性变形，其中通过截锥形形状和密封唇口07挤压产生预张力，该预张力确定变形度。阀膜片02的外周边通过环绕棱边11构成。环绕棱边11在封闭位置(插图a)抵靠在止挡环12上。通过止挡环12从上方保持阀膜片02。阀膜片02的侧向运动通过侧向引导部13限定。在所示的实施方式中，止挡环12和侧向引导部13相互融合为一体，由此使得简单的制造成为可能。止挡环12和侧向引导部13也可以被分两部分实施。在所示的实施方式中，侧向引导部13和止挡片04被分两部分实施。侧向引导部13和止挡片04也可以相互融合为一体。侧向引导部13在所示的实施方式中呈环形地实施。但也可以这样实施侧向引导部，即该引导部仅在周边的几个点或节段上引导阀膜片02。在所示的实施方式中，止挡环12具有倾斜截面。但止挡环12也可以被实施为垂直于侧向引导部13。阀膜片02的环绕棱边11抵靠在止挡环12的下方，使得阀膜片02相对于止挡环12密封。通过在止挡片04内的开口14可以使得在容器(未示出)内部存储的产品或者空气沿方向16流动到在阀膜片02下方的区域中。

阀膜片02的环绕棱边11优选具有与阀膜片02的主体相同的材料强度。环绕棱边11未被增强，并且不具有例如通过附加密封唇口的特别形状。阀膜片02的环绕棱边11同时用作用于阀膜片02的上止挡和侧止挡。在侧向引导部13与阀膜片02的环绕棱边11之间设有间隙15。间隙15在所示的实施方式中环绕分布。如果阀膜片02例如只在一些点被侧向引导，则可以在其它的实施方式中节段式地配置间隙。

自关闭阀01尤其适合于所谓的压挤瓶，在压挤瓶中，可流动的产品通过手动地压挤瓶而被输出。为此，阀01布置在瓶的用于输出而设置的开口内。对此，图1所示的根据本发明的阀的实施方式具有有圆形的固定架21，固定架21可以被装入到瓶的开口内。但根据本发明的阀也可以被实施为容器的整合式的组成部件。

在图1的插图b)中示出当在容器内部的压力轻微提高时阀01的状态。这出现在实施手动压挤过程来把产品从压挤瓶输出时。当通过周边借助瓶将力作用到瓶上而不希望输出产品，也可以获得轻微提高的压力。通过轻微提高的内部压力，力沿方向16作用到阀膜片02上。由此阀膜片02轻微变形。密封唇口07由于阀膜片02的变形而与在引导区域09内的截锥形塞子08楔合，从而保证了在塞子08与密封唇口07之间的可靠密封。通过阀膜片02的变形，在止挡环12上的阀膜片02的支承力同时提高，由此，阀膜片02的相对于止挡环12的密封效果被增强。因此，根据本发明的阀01具有如下优点，即小的压力提高不会导致产品输出。例如当打开和封闭带有封闭罩的压挤瓶时，压挤瓶被稳稳地握住。在此，在瓶内的内部压力被轻微地提高，然而不希望产品流出。此外，通过阀膜片的初始变形，阀膜片02相对于塞子08的密封被提高，这是因为密封唇口07被较强地挤压在塞子08上。阀膜片02的截面延展通过阀膜片02的变形而被扩大，以致仍然保持在塞子08上密封的抵靠。即使膜片应该从支承面06抬离，在仅有小的压力提高的情况下在阀膜片02的中心区域内密封仍将保持。

图1的插图c)示出在容器内再次提高内部压力时的阀01。阀01在此之前不久，就从封闭位置切换到输送位置。提高的内部压力力造成阀膜片02以这样的方式变形，即截锥形形状明显变平。这尤其以如下所述为条件，即由于提高的内部压力，力沿方向17作用到在密封唇口07的下方的阀膜片02上，所述力在该区域内明显抬高阀膜片02。而塞子08相对于密封唇口07仍旧是密封的。

图1的插图d)示出当内部压力变到使阀01切换到输送位置那么大时的阀01。除了密封唇口07之外，阀膜片02获得近似平的形状。在所示的实施方式中，阀膜片02呈非常平的截锥形形状，其中，该截锥形与在封闭位置的截锥形形状相反地指向。也可以以这样的方式实施阀01，即在输送位置阀膜片02具有截锥形形状，该截锥形形状对应于相反的封闭位置的截锥形形状，但具有明显小的斜度。因此，在阀膜片02从封闭位置切换到输送位置时，阀膜片02发生翻转。阀膜片02的构造导致，在该翻转过程中必须克服作用到阀膜片02上的最大的力。在翻转时力最大值的超越不仅可以被使用者感觉到也可以被听到。这改善了操作特性，尤其改善了对配备有根据本发明的阀的压挤瓶的触觉的操作。一旦阀膜片02切换到倒转的截锥形形状，即使作用力再次变小，阀膜片02仍保持该倒转的截锥形形状。如果力下降到确定的阈值之下，阀膜片02突然切换返回到封闭位置的截锥形形状。由此得到限定的封闭力矩，该封闭力矩导致压出的液体束被干净地切断，从而极大地避免了渗漏。

在插图d)所示的输送位置，密封唇口07相对于塞子08被明显抬高，以使得在密封唇口07与塞子08之间形成大的开口。产品穿过在止挡片04内的开口14并穿过输送开口03输出。方向箭头18表明产品的流动方向。塞子08的直径决定输送开口03的直径，并且由此决定产品的流通量和流通速度。

在所示的实施方式中，从封闭位置到输送位置的切换是突然进行的。这造成的结果是，一旦通过压挤带来的过压被解除，具有这类阀门01的压挤瓶就在该过程中突然放松。在这个瞬间，将输出一定数量的产品。可以这样确定阀01和压挤瓶的尺寸，以使得突然地输出的产品数量符合产品的典型消耗量。这样使用者可以直观地输出产品的典型消耗量。如果希望更多的输出量，可以在阀01切换到输送位置之后再次挤压瓶。因为用于切换到输送位置的力已经被克服，所以仅需要很少的力量就可以输出更多数量的产品。

图2示出在从封闭位置过渡到回吸位置时的三个阶段中的在图1中所示的自关闭阀01的截面图。图2的插图a)示出在封闭位置的阀01。图2的插图b)示出向回吸位置的过渡，而图2的插图c)示出在回吸位置的阀01。

在输出产品结束后，进入在图2的插图a)中所示的封闭位置。在该状态下，提高的内部压力通过输出产品被消除。此时，阀膜片02就又占据其初始形状和初始位置。那么这例如是，使用者撤回对瓶挤压的力以使得产品不再输出，然而该力依然这样大，使得瓶的变形还保持着。在这种状态下，该瓶的容积小于未变形的瓶的容积。如果用于瓶变形的力被完全撤回，则弹性的恢复原形力影响壁。因为瓶的容积在这一瞬间是被减小的，因此在瓶内产生低压。

在图2的插图b)中示出低压的第一效果。因为阀膜片02仍然对止挡片04上的支承面06以及对止挡环12密封，所以低压还不可以通过流入的空气补偿并且阀膜片02发生轻微变形。因此，阀膜片02具有朝向内部非常轻微的拱起。该拱起在低压增加情况下将不变大，这是因为阀膜片02的周边边缘区域屈服于内部压力。

图2的插图c)示出阀膜片02的周边边缘区域在内部屈从于低压之后的阀01。因为阀膜片02的周边边缘区域未被支撑且没有通过加固或者类似的构造强化，所以为此仅需要非常小的力。因此，通过根据本发明的阀01，即使在非常小的低压情况下也可以实现空气回吸。在该回吸位置，阀膜片02从止挡环12抬离，使得阀膜片02不再对止挡环12密封。因此，空气从外部穿过已产生的开口朝向内部流动。该空气流动不受阻碍，这是因为在阀膜片02与侧向引导部13之间设有环绕的间隙15。空气可以几乎畅通无阻地从外部向内部流动并且解除那里存在的低压。方向箭头19表明空气流动。一旦低压完全消除，压挤瓶再次处于其初始形状。即使间隙15的节段仍被待输出的产品的留下的部分封闭，通过环绕的间隙15也可以保证足够的空气回吸。而通过回吸作用，产品的所述的部分也被回吸至瓶内部。这同样适用于在阀膜片02的外部留下的部分产品，这是因为那里具有回吸作用。

根据本发明的阀在之前进一步示出的实施方式中仅由二部分组成。这实现了简单和快速的装配，这是因为只有阀膜片必须借助凸模压入到固定架内。膜片可以优选由硅树脂或者类似的软弹性合成材料组成，而作为注塑成型件的固定架可以由较硬的合成材料制成。

图3示出固定架21的变动实施方式的透视视图。为更好示出固定架的特征，未示出阀膜片。多个支承连接板22固定在止挡片04上，在这里示出的实施方式中，支承连接板22从在中心布置的塞子08出发径向延伸直至固定架21的内侧。支承连接板22优先服务于阀膜片的姿态稳定，阀膜片在阀的封闭位置节段式地置于支承连接板22上。此外，支承连接板22提高了整个的阀布置的稳定性。

图4示出固定架21的变动实施方式。与图3所示的实施方式的主要区别在于，应用多个支承销钉23代替支承连接板，支承销钉23固定在止挡片04上。支承销钉23实现如之前所述的支承连接板一样的功能，即在阀封闭位置的阀膜片的姿态稳定。固定架的内部当然也可以有其它内型，以控制阀膜片的姿态以及在封闭状态期间支撑阀膜片的姿态。根据阀膜片的实施方式和自身刚性为此有区别地设置许多支撑位置。

在变动实施方式中，固定架、包括侧向引导部以及止挡片可以与压挤瓶或者类似容器一体地构成。

图5示出阀膜片02的变形的实施方式的细节视图。对于特定的物质/介质(其应该经由自关闭阀从存储容器中排出)，如果阀膜片的刚性和/或在阀开启情况下的变形类型可以适配，则是有利的。为此，在阀膜片02的平面区域内设置加固件24，加固件24例如径向延伸并均匀地分布在阀膜片周边。在变动实施方式中，也可以设有材料薄弱部，以利于膜片在相应的位置的变形。

图6示出阀膜片02的另一变形可能性的细节透视视图。在此，在输送开口03的区域内设置轮廓成形件25，轮廓成形结构25凸入到输送开口03的其余仍开放的截面内或者设置在输送开口03的区域内的壁中。在通过自关闭阀排出介质时，通过轮廓成形件25实现成股成形。可以区别地设置许多配合成形的轮廓成形件。轮廓成形件25优选位于输送开口03的在流动方向上靠外的棱边上。而在变动实施方式中，轮廓成形件也可以在流动方向上进一步向内部转移，例如通过壁的内成型或者节段式地开缝。此外，这种开缝提供如下优点，即膜片更容易从封闭位置过渡到输送位置，这是因为在输送开口03的边缘区域内可以发生截面改变。

适当的是，阀在停止使用时被封闭罩遮盖，封闭罩以已知方式安装在压挤瓶上。

附图标记列表：

01    自关闭阀

02    阀膜片

03    输送开口

04    止挡片

05    -

06    止挡上的支承面

07    密封唇口

08    塞子

09    塞子的引导区域

10    -

11    环绕棱边

12    止挡环

13    侧向引导部

14    止挡片内的开口

15    间隙

16    在阀膜片的方向的流动

17    在密封唇口的方向的流动

18    产品的流出方向

19    回吸的空气流动的方向

20    -

21    固定架

22    支承连接板

23    支承销钉

24    加固件

25    轮廓成形件

Claims (14)

1.用于输出可流动产品的自关闭阀(01)，所述自关闭阀(01)包括：

-阀膜片(02)，所述阀膜片(02)具有输送开口(03)和在外周边上的环绕棱边(11)，其中，所述阀膜片(02)由于生产的压力差可以在封闭位置、输送位置与回吸位置之间切换；

-止挡(04)，所述阀膜片(02)在所述封闭位置和所述回吸位置抵靠在所述止挡(04)上，使得所述输送开口(03)封闭，并且所述阀膜片(02)在所述输送位置从所述止挡(04)抬离；

-止挡环(12)，所述阀膜片(02)的所述环绕棱边(11)在所述输送位置和所述回吸位置密封地抵靠在所述止挡环(12)上，并且所述阀膜片(02)在所述回吸位置从所述止挡环(12)抬离；

-侧向引导部(13)，所述侧向引导部(13)沿轴向延伸并且所述阀膜片(02)的至少部分的所述环绕棱边(11)周边地与所述侧向引导部(13)对立，其中，所述环绕棱边(11)在所述侧向引导部(13)处可以沿轴向推移，以便切换到所述回吸位置，在所述回吸位置，在所述环绕棱边(11)和所述侧向引导部(13)之间的间隙(15)被释放。

2.根据权利要求1所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述阀膜片(02)和所述输送开口(13)呈圆形且同中心地布置。

3.根据权利要求2所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述止挡(04)具有塞子(08)，所述塞子(08)具有呈截锥形的外侧面，其中，所述塞子(08)在所述封闭位置凸入到所述输送开口(03)内。

4.根据权利要求3所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述输送开口(03)环绕地具有密封唇口(07)，其中，所述密封唇口(07)的至少部分的内表面对应于所述塞子(08)的截锥形形状。

5.根据权利要求1至4之一所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述阀膜片(02)具有盘式弹簧的形状，所述阀膜片(02)在所述封闭位置朝向所述止挡(04)的方向拱起。

6.根据权利要求5所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述阀膜片(02)在所述输送位置具有相对于所述封闭位置颠倒的拱起。

7.根据权利要求1至6之一所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述阀膜片(02)由硅树脂合成材料或者热塑性弹性体制成。

8.根据权利要求1至7之一所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述止挡(04)、所述止挡环(12)和所述侧向引导部(13)一体地制成。

9.根据权利要求8所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述止挡(04)、所述止挡环(12)和所述侧向引导部(13)与外的固定架(21)一体地构成，所述固定架(21)可以固定在压挤瓶的瓶颈开口内。

10.根据权利要求8所述的自关闭阀(01)，其特征在于，所述止挡(04)、所述止挡环(12)、所述侧向引导部(13)和所述外的固定架(21)与容器一体地构成，所述可流动产品存储在所述容器内。

11.根据权利要求1至10之一所述的自关闭阀，其特征在于，在所述止挡(04)上还设置支承件(22、23)，所述阀膜片(02)在封闭位置节段式地置于所述支承结构(22、23)上。

12.根据权利要求1至11之一所述的自关闭阀，其特征在于，在所述阀膜片上设置加固件(24)。

13.根据权利要求12所述的自关闭阀，其特征在于，所述加固件(24)布置在所述支承面(06)与所述环绕棱边之间。

14.根据权利要求1至13之一所述的自关闭阀，其特征在于，在所述阀膜片(02)上设置轮廓成形件(25)，所述轮廓成形件(25)凸入到所述输送开口(03)内和/或布置在所述输送开口(03)的壁内。

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