注入压力容器及其阀门的方法

专利名称：注入压力容器及其阀门的方法
技术领域：
本发明关于注入气罐之类的压力容器的阀门的方法。
压力容器通常含有带推进剂的产品。推进剂通常在容器内产生必要的压力，这种推进剂可以是液体或气体推进剂。当推进剂是液体时，容器内的压力是液体推进剂的蒸汽压力产生的。当容器处于直立位置时，气体推进剂和液体推进剂的蒸气通常位于容器的上部空间中。容器内的压力高于正常的外部的大气压力。容器的内部压力是由一个阀门封闭容器来保持的。因此，一旦容器的阀门打开，推进剂就会从容器内排出。因此推进剂也将产品带出容器。
为使所有的产品均可从容器中排出，必须保证在容器中具有足够的与产品量相关的推进剂。因此必须保证不使推进剂不必要的排出，亦即在推进剂排出的同时排出产品。如果在推进剂排出的同时不排出产品，推进剂可能逐渐地从压力容器中排空。残余的推进剂量相对于余下的容器中的产品而言可能量太少而不能保证从压力容器中完全排出产品。不能从压力容器中排出的产品就会浪费了。推进剂不必要的从容器中排出的另一可能的缺点是被推进的产品品质变坏。例如，当产品是泡沫产品时，泡沫的密度可以以不需要的方式增大。
不带有产品的推进剂的排放可能发生在产品没有放置在推进剂和压力容器的排放口之间的时候。事实上必须保证推进剂穿过产品，至少将部分产品推出压力容器。在允许压力容器在不希望有的方向上排放时可以达到推进剂的相对于产品和压力容器排放口的不希望的位置。
例如，当压力容器具有连接容器顶部的排放口和压力容器内部的沉浸管时，该不希望有的方向将是倒转该压力容器，即转成头朝下。在该位置，头部空间中的气态推进剂能直接通过沉浸管而不推动通过沉浸管的产品从容器内部逸出。相反，当压力容器不包括任何沉浸管时，不希望有的方向将是容器没有倒置、即容器直立时的情况。这种基本直立的位置会导致气态推进剂从容器内逸出，因为产品不放置在排放口和推进剂之间，在上述两种情况下均会导致推进剂在不排放任何相应产品的情况下从容器内逸出，从而导致上述缺点。
人们已经知道，在制造压力容器的工业中，有必要提供一种带闭塞机构的压力容器，当压力容器处于预定的不需要的方向时能防止压力容器打开。1997年1月30日公布的WO-97/03000和本申请人的1996年6月8日申请的悬而未决的申请EP-96201604描述了这种闭塞机构，其中该闭塞阀包括一根杆，可防止杆在闭塞位置上的移动。
本发明关于一种由闭塞机构和杆组成的阀。
这种容器必须注入推进剂，将推进剂注入气体容器的标准方法是通过一个阀门注入推进剂。这是几乎所有欧洲的气体容器的流行的注入方法。整个注入方法包括用标准的注入设备将产品通过罐的开口注入容器，然后将阀在罐的开口上卷边，以产生气密密封；然后通过阀门注入推进剂。对一个标准阀门来说，注入头内的注入压力和/或机械作用将阀杆向下推入阀中。这就产生了推进剂进入罐中的流动通路。然而，在WO-97/03000或本申请人的悬而未决的申请EP-96201604描述的阀塞杆阀中，在阀门处于闭塞方向时通常不能做到闭塞，这是因为注入是在如

图11所示的例子中的非闭塞方向中产生的。这是一件重要的事，即如果闭塞方向与标准注入方向相对应，结果就有必要将标准的注入方法修改为在非标准方向上注入罐子。这种对标准注入方向的修改是一个重大事件，并且具有增加注入时间和生产成本的后果。
本发明还关于一种方法，该方法包括注入容器的步骤，该容器包括一个阀，其中阀包括一根杆和闭塞装置，闭塞装置能至少部分防止阀杆在注入步骤后在阀处于预定方向时的移动。
因此，本发明的一个目的在于避免对通过闭塞杆阀注入气体容器的、在标准注入方法方面的重大修改。
发明概述本发明提供一个满足上述要求的阀门和注入方法。
本发明的阀的特征在于闭塞装置从不起作用状态(2’)启动到起作用状态(2)，起作用的闭塞装置(2)在阀处于预定方向时至少能部分防止阀杆(1)的移动，该阀还包括保持装置(3)，其中保持装置防止闭塞装置在启动前处于起作用状态。
在本发明的另一个方面中，提供了一种注入一个阀的方法，该方法的特征在于在注入步骤期间，阀处于预定的方向。
附图概述图1是一个不闭塞的杆阀(1’)的实施例的剖视图，该杆阀宜加到容器的顶上，它还示出注入容器的通路(4，5)。
图2a是本发明阀的实施例的部分剖视图，该阀宜加到容器上，并示出该阀在闭塞装置(2’)启动之前的情况。图2b是与图2a阀的同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图3a是本发明的宜装到容器顶上的阀的另一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动之前的情况。图3b是与图3a的阀的同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图4a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动之前的情况。图4b是与图4a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图5a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动之前的情况。图5b是与图5a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图6a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动之前的情况。图6b是与图6a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图7a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动之前的情况。图7b是与图7a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图8a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动前的情况。图8b是与图8a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2”)起作用时的情况。图8c是与图8a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。图8d示出图8a所示阀杆(1)基部的可能的实施例。
图9a是本发明的宜装到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出闭塞装置(2’)启动前的情况。图9b是与图9a的阀同样的部分剖视图，其中示出闭塞装置(2)起作用时的情况。
图10a是本发明的注入步骤之前、宜装在容器顶上的又一优选实施例的部分剖视图。图10b是与图10a阀的同样的部分剖视图，它示出注入步骤时的情况。
图11是不是按照本发明的宜加到容器顶上的阀的又一优选实施例的部分剖视图，它示出注入步骤时的情况。
图12是按照本发明的宜加到容器顶上的阀的又一实施例的部分剖视图，它示出注入步骤时的情况。
图13a是本发明注入步骤之前的宜装到容器顶上的阀门的又一优选实施例的部分剖视图。图13b是与图13a的阀相同的部分剖视图，它示出注入步骤时的情况。
图14是本发明注入步骤期间、宜加到容器顶上的阀的又一优选实施例的部分剖视图。
图15是本发明注入步骤期间、宜加到容器顶上的阀的又一优选实施例部分剖视图。
图16a、16b和16c表示注入头(6)几何形状的可能的剖面。
发明的详细描述本发明的方法用到一个包括一个阀门的容器上。该阀门装在容器上。容器最好是压力容器。压力容器通常由用产品和推进剂注入容器来得到。该容器是一个中空体，它可用任何材料。优选金属和塑料制成，塑料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向的聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)或聚酰胺，还包括它们的混合物，层压材料或其它组合物。金属可以是镀锡薄钢板或铝之类的其它金属。金属容器的内表面加一塑料层或用硝基漆或清漆涂覆，这样硝基漆或清漆保护容器的内表面，使之免遭腐蚀。腐蚀可导致容器损坏，并可导致容器成份褪色，优选的用以加层和涂漆的塑料是环氧酚醛塑料，聚酰胺一酰亚胺、有机溶胶、PET、PP、PE或它们的组合物。
任何可流动的材料，如包括气体、液体或泡沫产品都能装在容器内并通过本发明的阀排放。当用气态推进剂排放时，优选泡沫产品。推进剂膨胀，在容器内形成很多小泡，从而产生泡沫。专用的硬表面清洁剂就是泡沫产品的例子。作为例子，在EP-A-546828中公开了这种发泡产品。本发明的优选的泡沫产品是泡沫的衣服洗洁剂。一种泡沫的衣服洗洁剂的成份公开在EP-A-677577和EP-A-753556中。
容器内的压力可由推进剂产生。压力容器内的压力做到一旦阀门处于打开位置，可流动的材料和推进剂被压到压力容器的外部。因容器内的压力高于容器外的压力。容器内的压力最好达20℃时至少5巴，最好在20℃时达到8～10巴之间的范围。装在容器内的推进剂量使其中所有的可流动的材料在压力容器的整个寿命中在合适的压力下从容器中排出。该用量还与所用的推进剂的类型有关。在先有技术中已知的合适的推进剂有液体、也有气体的推进剂。优选的推进剂是对环境保护有利的气体推进剂。这里使用的词“气体”和“不能液化”对推进剂而言是可互相变换使用的。事实上，气体推进剂和不能液化的推进剂都是在室温(约20℃)下、压力达12巴上时气态物质。另外，最好采用“对臭氧层有利”的推进剂，如压缩空气、二氧化碳、氮气或它们的混合物。二氧化碳是优选推荐的气体推进剂。可以有选择地含有少量的低分子重量的碳氢化合物、如丙烷、丁烷、戊烷、己烷，只是不超出可燃性要求就行。在先有技术中已知多种对推进剂加压的方法。例如可在包装时对气体加压，产品可用拉紧的橡胶之类的隔膜与压缩气体分开，另外还有提供通过机械作用对气体加压的装置(所谓的“泵压和喷射”系统)。
通常阀门由卷边方法安装到容器的开口上而通常阀的卷边是在容器已通过其开口充装了可流动的材料之后进行的。因此，本发明的方法是用到阀门卷边之后。这是一种注入气体罐的通常方法在卷边前装进产品，在卷边后注入推进剂。这就是说，本发明的方法最好用于注入气体推进剂。在本方法中，阀门包括一根阀杆。通常在阀杆压下(1’)时注入推进剂。推进剂可通过不同通路流动。
例如，图1表示了阀杆压下时(1’) 推进剂注入包括一阀杆的阀的容器的各种可能的通路。第一条通路，通常是通路(4)，在正常使用中它与产品从容器排出所用的通路相对应。然而在注入时在一个方向上使用该通路，另一方向用以排放产品。该通路中的流动方向是由压差而定的如果罐内压力高于罐外压力，这是使用期间的情况，产品则流出；如果罐外的压力较高，这是注入时的情况，流体则进入。然而，也可有其它通路(5)，这是由于垫片(7)受压而产生的。垫片通常受到杆(1)压力、例如杆上台肩(8)的压力。当杆压下(1’)时，即使部分压下时，垫片(7)不受压，推进剂流可在垫片(7)的上方或下方通过辅助通路(5)产生。应该注意，在垫片(7)周围产生流动所要求的压差高于正常使用的通路(4)中产生流动所要求的压差。其理由是辅助通路(5)在正常使用时不起作用。然而，辅助通路(5)仅要求杆(1’)部分压下，而正常使用的正常通路(4)的开口通常要求进一步压下。总之，辅助通路(5)通常要求比打开正常通路(4)较高的压差和杆(1’)较少地压下。
本发明的方法用到一个阀门上，该阀门包括一个至少防止阀在预定方向部分移动的闭塞装置。通常注入步骤并不用到处于预定方向的传统的闭塞杆上，这是因为如果杆不压下则不使用正常或辅助的注入通路。这种情况下如果预定方向与标准注入方向相对应、如向上的方向与图1中阀的方向相对应是不利的。本发明通过在阀门处于预定方向时注入阀门而克服上述缺点。事实上本发明的目的在于使具有闭塞杆阀的容器的生产更加经济。本发明的进一步的目的在于通过在最短的时间注入具有闭塞杆阀的容器来生产符合生态学的气体容器，就这一点上说，本发明使生产具有闭塞杆阀的容器在注入方法中具有最小的修改。
在图15所示的本发明的第一个实施例中，杆(1’)能部分压下，从而打开辅助通路(5)。这是可能的，因为杆可以在注入时压下一定距离，这就在垫片(7)上产生压力使垫片(7)在注入时受压。还发现杆将被压下至少0.2mm才能提供足够大的注入通路。该距离最好大于1mm。在此情况下，重要的因素是杆被压到足以打开辅助通路(5)而不打开正常通路(4)的距离，此时闭塞杆(2)将能防止阀杆部分地移动。在图15中，这是通过在闭塞装置(2)、在本例中为一个球和杆(10)的基部之间的间隙做到的。因此这种闭塞阀可在闭塞的预定方向上注入。在图16a～c中说明了对注入头(6)的几何尺寸的进一步的改进。事实上，在注入期间注入头(6)不应推到杆(1)上，因为它可能使阀的下部区域变形，尤其是扣合在下套上时会导致漏泄、尤其是下部垫片密封周围的漏泄，这如图16b所示。如果在注入头和阀之间防止气体损失的橡胶密封件(60)足够厚，使注入头不以不合要求的方式压到杆上，这就可以防止漏泄，这种构形如图16a所示。避免阀门变形的另一方法是插入一额外的橡胶密封件(61)。应该看到，杆由辅助通路(5)注入容器的气体的压力作用以足够的方式压下，没有被进一步压下使正常通路(4)不合要求地打开的可能性。这种改进具有经济效益方面的优点，它不必使注入头(6)的金属设计在径向上改变。
在图14所示的本发明的另一实施例中，当闭塞杆阀处于预定闭塞方向时，容器的注入是由盖(8)下方注入实现的。在美国的液体推进剂注入中采用了类似的技术，这就是说一种标准方法能用于注入闭塞杆阀处于预定闭塞方向时的容器中。
另一实施例使阀的注入能通过在注入期间和/或注入前降低杆的装置来通过正常通路(4)。在图13a、b描述的本发明的实施例中，在注入前摇动罐，该摇动使闭塞装置(2)(在此情况下是一个球)移动，当球在杆内向上移动时，杆1’能压成如图13b所示的位置。然后进行正常注入，再次允许杆闭塞阀在闭塞的预定方向上注入。图12示出类似的方法，在磁力(9)的作用下，球在杆内被向上吸引，作为例子，吸力可由电磁或磁铁产生。在该特殊的例子中，闭塞装置(2)至少部分应由铁磁性磁性材料制成，这些材料包括铁、钴或镍的合金。图10a～b还示出了本发明的其它实施例，其中罐子转成非闭塞方向，在进入注入机之前压住杆(1’)，并在注入期间使杆保持压在闭塞方向。
在本发明的另一个方面中，提供一个阀。本发明的阀包括闭塞装置。采用一个闭塞装置，就意味着它的功能是闭塞处于预定方向时的阀。当阀被闭塞时，就不可能启动它，这样产品就不能穿过阀门。该闭塞装置有不起作用(2’)和起作用(2)的状态，在不起作用状态(2’)，闭塞装置不能履行它的功能。因此，当闭塞装置处于不起作用状态(2’)时，阀门将不能在预定方向上闭塞。如果闭塞装置是未启动(2’)，该阀的功能就如没有闭塞装置一样。一旦启动，闭塞装置处于起作用的状态(2)。这意味着闭塞装置能履行其功能。因此，当闭塞装置启动时(2)，阀门在预定方向上被闭塞。该预定方向可与精确角度或方向范围相对应。事实上，当本发明的阀门具有启动后的闭塞装置(2)时，它可具有任何闭塞杆阀的特征，尤其是在WO97/03000或本中请人悬而未决的欧洲专利申请No.96201604中描述的阀门的特征。
本发明的阀门还包括一根杆，其中闭塞装置至少部分防止杆的移动。由于闭塞装置在杆的移动方面起作用，因此本发明的阀门是一个闭塞杆阀，在阀门处于预定方向上并且闭塞装置启动时，用户不能充分地压下杆来打开阀门。事实上，杆必须在阀体内移动以允许阀门打开。按照阀门的设计，它可完全防止仅由杆的部分移动来防止阀门的打开。
该阀门还包括一保持装置(3)。它的作用是防止在闭塞装置启动之前闭塞阀门。该启动仅发生在闭塞装置从不起作用状态到起作用状态的时候。本特征带来的结果是在阀门起动之前该阀门不起到一个闭塞阀的作用，一旦启动后才起到闭塞阀的作用。该特征的一个优点是该阀门能在预定的闭塞方向上在启动前注入。事实上，传统类型的杆闭塞阀不具备这个特征。因此，选择注入方向是不受限制的，这在预定的闭塞方向与标准的注入方向相对应、尤其是阀门直立时特别有用。保持装置(3)可以是各种类型的，也可以各种方法激发起动，下面将详细描述其中的一些方法。
通常，本发明的阀还包括一个套(100)，杆在套内移动以打开和关闭该阀。杆包括一个连到排放通道(102)上的排放口(101)，因此排放通道位于杆的一端。套包括一孔(103)。当阀处于与阀的预定方向对应的不合需要方向时，启动的闭塞装置(2)防止阀打开。闭塞装置最好与排放口(101)离开，它可位于与排放通道(102)相对的杆的另一端。
在图2a的实施例中，保持装置(3)呈一挡块形式，它是一个模制件，该挡块能防止闭塞装置(在此情况下是一个球)启动。事实上，杆可以独立于阀的方向移动，在该特殊的实施例中，启动是由充分摇动而激发的，这对激发启动来说是很方便的，因为在注入期间通常发生阀的摇动。这意味着在这种情况下，闭塞装置首先处于非启动状态(2’)，阀门直立，从而使杆能被压下进入注入，例如通过图1所示的任何一个或所有通路注入。与此同时，闭塞装置由因为注入而出现的摇动而启动，杆在预定方向上的移动在注入后被释放之前受到阻止。本例清楚示出在阀门处于预定方向时提供注入闭塞杆阀的可能性，该可能性在预定方向是如直立方向时的标准注入方向时是非常有利的。
图3a，b表示本发明阀门的另一实施例，其中保持装置(3)呈橡胶滑环形式。起初橡胶滑环固定闭塞装置(在此情况下是一个球)，从而该闭塞装置是非启动的(2’)。在该实施例中，当杆向下移动将橡胶环滑到腔底上，此时闭塞装置(2)自由移动而被启动。应该注意，采用这种保持装置(3)意味着闭塞装置的启动是不可逆的。在此情况中，通过向下推动杆来激发启动，由于在注入气体推进剂时杆通常被向下推，使推进剂能注入正常通路(4)，因此这是非常有利的。所以这种阀非常适用于本发明的方法中。
图4 a、b表示本发明阀门的另一实施例，其中保持装置由一塑料滑环(3)的模制挡块(3’)构成，挡块可固定塑料环，塑料环固定处于非启动状态(2’)的闭塞装置。通过对阀杆加压激发启动，另一个模制挡块(3’)用于一旦闭塞装置(2)启动后固定塑料滑环。
图5 a、b表示本发明阀门的又一实施例，其中保持装置(3)做成塑料撞针形式。撞针在它受碰撞之前能防止闭塞装置启动。降下杆碰撞撞针，将闭塞装置压到撞针上。一旦闭塞装置(2)启动，保持装置(3)由于撞针不可能重新直立而再也不起作用，在启动后，保持装置(3)不能阻止闭塞装置启动。在这种情况下，启动是由降下杆来激发的，这个降低动作通常是在由正常通路(4)用推进剂注入阀时发生的，因此这种阀门采用本发明描述的方法时尤其有利。事实上，本发明的目的就是引入一种闭塞杆阀，它能在闭塞方向注入；并引入一种能经济地注入的、符合生态学的闭塞杆阀。
在图6a、b中示出了本发明阀门的又一实施例。在此情况下，保持装置(3)由胶材制成，它能将闭塞装置固定在杆中，该闭塞装置是一个球，因此该闭塞装置(2’)是不起作用的。启动是由摇动该阀来激发的，该阀摇动使球落下、保持装置不再保持该球，因此闭塞装置(2)起作用。
图7a、b示出了本发明阀门的另一实施例，其中由杆(11)的下部防止闭塞装置(2’)启动。事实上，杆保持着球，使之不落入闭塞位置。因此，在阀处于闭塞位置时杆可以下降，从而使正常通路(4)可以打开。该正常通路(4)可用于注入。一旦注入后，通常容器内的压力升高，使杆压到上垫片(7)上。这意味着杆(1)比注入前稍有升起。这时杆的小小的移动使闭塞装置落下而成为启动状态(2)。在此情况下，启动是由阀中压力增大而激发的，对用于本发明的方法中来说这种阀门是非常有利的，因为在注入时压力是升高的。为了获得成功的启动，建议在阀门卷边在容器上时仔细地控制垫片(7)的压力。
图8a、b、c表示本发明阀门的又一优选实施例。在此情况下，保持装置(3)包括杆内的模制挡块和特殊结构的阀底部(105)，其中阀底部(105)在杆(1’)下降时撑开杆的内侧。通过使杆的下部(106)由不同部分形成而不是一个完整的圆柱体可以使撑开更容易。因此，在杆下降时可以释放闭塞装置(2”)而使之变成启动状态。该启动是由下降杆而激发的。
在图9a、b中表示了本发明阀门的又一实施例，其中保持装置(3)由在杆和套中的模制的切口形成，也可采用胶或其它固定件。保持装置(3)将杆固定在降下的位置(1’)，从而在阀的任何方向上打开正常的通路(4)，闭塞装置(2’)不启动。在此情况下，启动是由将杆向上拉激发的，而这个向上拉的作用是由注入头提供的，其中注入头在一旦注入完成时就抓住杆，将杆拉出通过切口，这样在球落入套中时，闭塞装置就启动了。
图示阀门的实施例的闭塞方向都是向上方向，这不能限制本发明，因为这种构形可用于其它闭塞方向。然而这种阀门在闭塞方向为向上方向时是非常有用的，因为该方向通常与标准的注入方向相对应。例如，阀门在它仅仅完全直立时就可闭塞或在除朝下方向外的任何位置下均可闭塞。
权利要求
1.一种方法，该方法包括注入容器的步骤，该容器包括一个阀门，其中阀门包括一根杆和一个闭塞装置，闭塞装置至少部分防止阀杆在注入步骤后、在阀处于预定方向时的移动，该方法的特征在于该阀在注入步骤期间处于预定的方向上。
2.权利要求1的方法，其中在注入步骤期间阀门注入推进剂。
3.权利要求2的方法，其中推进剂是气态推进剂。
4.权利要求1的方法，其中阀包括一个正常通路和位于容器外侧和容器内侧之间的辅助通路。
5.权利要求4的方法，其中容器通过阀的辅助通路注入。
6.权利要求4的方法，杆可移动到足以打开辅助通路而不打开正常通路(4)。
7.权利要求1的方法，其中闭塞装置至少部分地由铁磁材料制成，在注入期间由于磁力的相互作用可防止闭塞装置起作用。
8.权利要求1的方法，其中在注入步骤前和注入步骤期间使杆向上移动以打开阀门，并由移动装置防止闭塞装置起作用。
9.一种阀门，包括一个闭塞装置和一根杆，其特征在于闭塞装置从不起作用的状态(2’)启动到起作用的状态(2)，起作用的闭塞装置(2)在阀门处于预定方向时至少部分防止阀杆的移动，该阀还包括一个保持装置(3)，其中保持装置在启动(2”)前防止闭塞装置处于起作用状态(2)。
10.权利要求9的阀门，其中保持装置(3)包括一个预制的挡块(3’)。
全文摘要
本发明关于一种在阀门处于闭塞方向时、通过闭塞杆阀将推进剂注入容器的方法,还包括一种专门设计用于这种方法的阀门。
文档编号B65D83/56GK1268093SQ9718235
公开日2000年9月27日 申请日期1997年8月27日 优先权日1997年8月27日
发明者吕本·厄尔·奥德, 尼尔·约翰·罗杰斯, 约瑟夫·费尔南德·得费兰德, 柳克雷瑟·范旺特盖姆 申请人:普罗克特和甘保尔公司