BRPI0306963B1 - Bujão de encerramento - Google Patents

Description

"BUJÃO DE ENCERRAMENTO" Fundamentos da Invenção Essa invenção é direcionada a um bujão de encerramento de recipiente aperfeiçoado e mais especificamente a um bujão rosqueado possuindo uma característica singular de retenção de gaxeta.

Na indústria de recipientes de transporte é muito comum se fabricar tambores, baldes e similares com uma ou mais aberturas de distribuição e/ou enchimento. Tais aberturas possuem uma rosca para parafusos helicoidal e interna que se mistura em uma área de vedação de gaxeta sem rosca. Um bujão de encerramento rosqueado externamente transportando uma gaxeta de vedação anular é engatado de forma rosquea-da dentro da abertura. Depois de se apertar o bujão, a gaxeta do bujão é puxada para baixo de forma justa contra a área de vedação por gaxeta sem rosca para fornecer uma vedação efetiva do recipiente. Enquanto muitos milhões de tambores e outros recipientes têm sido vedados dessa forma, um problema ocasional surge, o qual essa invenção soluciona. Esse problema não diz respeito apenas à vedação mas também ao desen-roscar do bujão da abertura do recipiente. Uma relação crítica existe entre o bujão e sua gaxeta por um lado e o misturador da rosca de abertura do recipiente dentro da área de assento de gaxeta de abertura por outro. Essa relação é tal que, na prática, depois da aplicação do torque necessário para vedar o bujão na abertura do recipiente, a gaxeta do bujão se torna cunhada contra a soltura da rosca interna de abertura. Quando o bujão é subseqüentemente desenroscado, é uma ocorrência normal que essa ação de cunhagem da gaxeta contra a rosca de abertura agarre de forma justa a gaxeta do bujão. À medida que a ação de desenroscar continua uma condição tênue ocorre. Mais perceptivelmente, à medida que o bujão percorre para fora da abertura a gaxeta pode permanecer enlaçada na rosca de abertura interna de forma que a gaxeta seja puxada para fora de sua posição de assento de gaxeta no bujão. A rotação contínua do bujão se torna extremamente difícil visto que a gaxeta fica presa entre as roscas coincidentes. Ademais, a gaxeta propriamente dita se torna severamente danificada devido a essa ação de esmerilhar que diminui adicionalmente a utilidade do encerramento.

Outro aspecto negativo dessa condição de agarre de gaxeta é a tendência da gaxeta de sair de seu assento de gaxeta durante o torque do bujão. Esse problema ocorre quando o movimento de gaxeta de bujão em torno do assento de gaxeta não rosqueado da abertura se torna obstruído fazendo com que a gaxeta se enrole e forme uma alça se projetando a partir da borda da abertura. Uma forma de tal obstrução ocorrer é quando a gaxeta de bujão se torna enlaçada na saída da rosca de abertura visto que agora o bujão está agora correndo para dentro da abertura. A condição de "formação de alça" resultante criará certamente um percurso de vazamento e provavelmente imprimirá sérios danos à gaxeta. A similaridade entre esses problemas de "agarre" e "formação de alça" é, obviamente, a capacidade de reter a gaxeta do bujão no lugar no assento de gaxeta de bujão onde pertence e dessa forma evitar que seja dragada para o interengate da rosca. A técnica anterior reconhece o desejo geralmente de se fornecer algum meio de retenção mecânica positiva para manter a gaxeta do bujão no lugar. Por exemplo, a patente U.S. No. 5.211.304 de Stolzman descreve uma construção de bujão na qual a gaxeta é retida de forma segura na superfície inferior do aro do bujão com uma disposição de intertra-vamento mecânico. Essa disposição, entretanto, coloca a gaxeta radialmente para fora da rosca do bujão e não tem qualquer relação com qualquer tipo de problema de "agarre" ou "formação de alça" de gaxeta. Outro exemplo da técnica anterior é encontrado na patente U.S. No. 2.906.429, de Marchyn que reconhece os problemas de "formação de alça" mas falha em fornecer uma solução completamente satisfatória. Nessa patente, o bujão possui uma formação especial de rosca onde a rosca limita o assento de gaxeta. Especificamente, o bujão possui uma rosca decrescente que continua em torno da borda inferior do assento de gaxeta e age como uma barreira parcial acima da rosca de bujão normal. Essa configuração de rosca modificada, no entanto, por pouco não fornece uma proteção adequada contra o fenômeno de "agarre" como será observado claramente abaixo.

Objetivo da Invenção Um objetivo da presente invenção é fornecer um bujão de encerramento que supere os problemas de agarre e formação de alça da gaxeta de vedação. Um objetivo adicional de uma modalidade da presente invenção é fornecer um bujão de encerramento que encaixe em uma faixa de aberturas de recipiente .

Breve Sumário da Invenção De acordo com a presente invenção, um bujão de encerramento é formado com uma parede lateral cilíndrica possuindo uma rosca de parafuso helicoidal e terminando em un aro circunferencialmente maior e um assento de gaxeta anulai imediatamente sob o aro do bujão, onde uma virola de retenção de gaxeta de extensão radialmente externa circunferenci-al contínua é intercalada entre o assento de gaxeta de bujãc e a rosca da parede lateral.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, a virola de retenção de gaxeta está em alinhamento axial substancial com o diâmetro da raiz da rosca de parafuso.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, a virola de retenção de gaxeta possui uma extensão radial menor do que a extensão radial externa da crista da rosca da parede lateral e um diâmetro de raiz interna menor do que o diâmetro de rosca de raiz.

De acordo com uma variação dessa outra modalidade, o assento de gaxeta abre radialmente para fora e para cima para encontrar o aro.

De acordo com outra variação dessa outra modalidade, um assento de gaxeta é fornecido com um sulco periférico na raiz da virola de retenção de gaxeta.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, uma gaxeta de vedação é posicionada no assento de gaxeta. A gaxeta de vedação pode ser resiliente e esticada sobre o bujão de forma a abraçar o assento de gaxeta. Com um bujão de encerramento de acordo com a dita variação dessa outra modalidade, a gaxeta de vedação assume o formato da gaxeta de assento afunilado.

Também de acordo com a presente invenção, um bujão de encerramento é combinado com uma abertura na parede do recipiente, possuindo uma parte rosqueada internamente e uma parte não rosqueada, a gaxeta de vedação sendo comprimida entre a parte de abertura não rosqueada e o assento de gaxeta de bujão e se encontrando perto da rosca interna, onde uma virola de retenção de gaxeta de extensão radialmente para fora, circunferencial e contínua é intercalada entre o assento de gaxeta de bujão e a rosca de parede lateral para impedir o interengate da gaxeta de vedação e a parte rosqueada internamente da abertura; onde o desenroscar desimpedido do bujão e da gaxeta de vedação como uma unidade não perturbada é efetuado.

Um bujão de encerramento de acordo com a presente invenção fornece uma solução há muito desejada para os problemas de "agarre" e "formação de alça" mencionados acima de forma simples e direta.

Em um exemplo, o bujão de encerramento é formado com uma parede lateral rosqueada cilíndrica e uma parede inferior tipo disco. A parede lateral terminal em um aro cir-cunferencialmente alargado e possui um assento de gaxeta a-nular imediatamente sob o aro. Intercalada entre o assento de gaxeta de bujão e a rosca da parede lateral encontra-se a virola de retenção de gaxeta. A gaxeta de vedação resiliente é esticada sobre o assento de gaxeta de bujão ocupando o espaço vertical existente entre o aro do bujão e a virola de retenção. 0 bujão descrito acima é rosqueado dentro da abertura de parede do recipiente possuindo uma rosca de parafuso interna e uma área de vedação de gaxeta voltada para dentro. A relação crítica da técnica anterior existente entre a gaxeta de bujão e a rosca de abertura do recipiente agora se torna quase inconseqüente. À medida que o bujão é puxado para fora da abertura do recipiente rosqueada a gaxeta é mantida firmemente no lugar no assento de gaxeta de bujão pela virola de retenção de gaxeta. A separação limpa resultante da gaxeta de bujão da abertura de recipiente constitui um aperfeiçoamento significativo sobre a técnica anterior. É, de acordo, uma característica principal da invenção se fornecer um bujão de encerramento rosqueado aperfeiçoado para recipientes de tamanho industrial.

Uma característica adicional é fornecer um bujão de encerramento rosqueado possuindo uma construção de assento de gaxeta nova e aperfeiçoada.

Uma característica mais detalhada é fornecer um assento de gaxeta de bujão com estrutura para reter positivamente a gaxeta de bujão no mesmo durante as ações de en-roscar e desenroscar.

Características adicionais e mais detalhadas serão em parte aparentes e em parte apontadas à medida que a descrição da invenção tirada em conjunto com os desenhos em a-nexo prossegue.

As características acima e outras características da presente invenção são apresentadas nas reivindicações em a-nexo e são descritas adicionalmente nos desenhos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em corte parcial e elevação parcial de um bujão de encerramento de acordo com uma modalidade da invenção; A Figura 2 é uma vista plana superior de uma combinação de encerramento de recipiente incorporando o bujão de encerramento da figura 1; A Figura 3 é uma vista em elevação parcial e corte parcial do bujão da figura 1 rosqueado dentro da abertura de recipiente; A Figura 4 é uma vista similar à da figura 3 mas com o bujão na posição parcialmente desenroscada; A Figura 5 é uma vista similar à da figura 4 ilustrando a técnica anterior; A Figura 6 é uma vista em detalhe em corte parcial de acordo com uma segunda modalidade da invenção; A Figura 7 é uma vista similar à da figura 6 e incluindo uma gaxeta de vedação; A Figura 8 é uma vista parcialmente em elevação e parcialmente em corte de um bujão de encerramento formando uma terceira modalidade da invenção, rosqueado dentro da a-bertura do recipiente; A Figura 9 é uma vista similar à da figura 8, mas com o bujão na posição parcialmente desenroscada; A Figura 10 é uma vista em detalhe e corte parcial de uma terceira modalidade de um bujão de encerramento de acordo com a invenção;

Descrição Detalhada da Invenção Um bujão de encerramento, de acordo com uma pri- meira modalidade da invenção, é ilustrado nas figuras de 1 a 4, e é geralmente indicado pelo numero 1, e é moldado a partir de uma resina plástica sintética para ter uma parede inferior tipo disco 2 cercada por uma parede lateral cilíndrica 3 terminando em um aro circunferencialmente aumentado 4. O interior do bujão 1 possui uma série de saliências de engate de chave de fenda 5 para imprimir o torque para enros-car e desenroscar o bujão. A parede lateral do bujão 3 possui uma parte piloto 6 que se estende a partir da parede inferior 2, uma rosca de parafuso helicoidal externa 7 e um assento de gaxeta 8 posicionado imediatamente abaixo do aro do bujão 4. Aqui, é importante se notar que o assento de gaxeta 8 se encontra no plano axialmente alinhado com o diâmetro de raiz da rosca do bujão. Essa relação é benéfica para garantir um volume de gaxeta suficiente entre o bujão e a superfície de abertura de recipiente coincidente para fechar qualquer caminho para vazamento. A parede lateral do bujão 3 é formada com uma virola de retenção circunferencial 9 na extremidade superior da rosca 7 que se estende radialmente para fora em alinhamento axial com a crista da rosca. Como observado claramente na figura 1, a rosca de bujão corre para fora e termina no ponto 10 dentro da virola 9 deixando uma superfície anular contínua e uniforme voltada para cima 11 que se encontra em um plano paralelo à superfície inferior 4a do aro do bujão 4 e imediatamente acima da terminação da rosca 10. Uma gaxeta de vedação anular resiliente 12 possuindo um formato em corte transversal substancialmente quadrado é esticada sobre o bujão de forma a abraçar o assento de gaxeta 8. A gaxeta posicionada dessa forma é presa de forma justa entre a superfície inferior 4a do aro do bujão 4 e a superfície superior 11 da virola de retenção 9 tornando o desalojamento da gaxeta 12 do assento de gaxeta 8 bem improvável . A abertura de parede do recipiente dentro da qual o bujão 1 é engatado de forma rosqueada como claramente i-lustrado na figura 3 consiste de uma parede de recipiente 20 dentro da qual uma bucha geralmente indicada pelo número 21 é inserida de forma convencional. A bucha 21 possui uma base poligonal de extensão circunferencial 22, uma parede cilíndrica 23 que se estende a partir daí e termina em um friso enrolado radialmente para fora 24. A parede do recipiente 20 se sobrepõe à base poligonal 22 em uma saliência coincidente 25 e possui um estreitamento substancialmente cilíndrico e reto 26 que se estende dentro da curva da bucha 24. Uma gaxeta 27 é comprimida entre a bucha 21 e as superfícies circundantes da parede de recipiente 20. Uma rosca de parafuso helicoidal interna 28 é formada na parede da bucha 23 se estendendo a partir da base 22 para um ponto de saída de rosca 29 no começo do friso 24. A parte de friso não rosqueada de extensão ascendente imediatamente acima do ponto de saída da rosca 29 forma uma área de vedação de gaxeta suave 30. A relação de vedação entre o bujão 1 e a bucha 21 na condição de torque total como apresentado na figura 3 i-lustra a gaxeta de bujão 12 comprimida de forma justa entre o assento de gaxeta de bujão 8 e a área de vedação de bucha 30. De forma bem perceptível, a gaxeta 12 também é restrita axialmente entre a superfície inferior do aro 4a e a superfície superior 11 da virola de retenção 9. Ademais, pode-se observar que a gaxeta 12 em sua posição apertada se encontra em contato com o ponto de terminação e saída helicoidal da rosca da bucha 29. A superfície superior anular contínua da virola de retenção mantém um espaçamento axial constante da superfície inferior do aro 4a e impede que a gaxeta 12 se torne enlaçada em qualquer ponto na rosca de bucha 28. Depois do desenroscar do bujão, como ilustrado na figura 4, a virola de retenção de gaxeta 9 ergue de forma muito clara a gaxeta de bujão 12 para longe da rosca de bucha 28 e para cima, saindo da área de vedação de gaxeta 30. É devido a essa separação limpa da gaxeta do bujão das superfícies de bucha circundantes que os problemas de "agarre" e "formação de alça" de gaxeta comum até agora apresentados foram eliminados. A Figura 5 em contraste, ilustra uma condição típica da técnica anterior, na qual um bujão da técnica anterior 40 é desenroscado de um estreitamento de abertura de parede de recipiente rosqueada internamente 41. Aqui, a gaxeta de bujão 42 assenta no assento de gaxeta 43 formado no diâmetro de raiz da rosca de bujão mas a rosca de bujão 44 simplesmente diminui indicado pelo número 45 à medida que se aproxima do assento de gaxeta 43. Sob essas condições da técnica anterior, pode-se observar que à medida que o bujão é puxado para trás, a gaxeta 42 não possui quase nenhum suporte axial suprido pela rosca diminuída 45. Como resultado disso, a gaxeta se torna facilmente enlaçada entre as roscas de encerramento em interengate e é puxada para fora do as- sento de gaxeta criando uma obstrução séria para a funcionalidade de encerramento normal.

As segunda e terceira modalidades da invenção são ilustradas nas figuras 6, 7, e 8 e 9, respectivamente, e são variações da primeira modalidade descrita com referência âs figuras de 1 a 4; partes similares recebendo referências similares. Como ilustrado nas figuras 6 e 7, um bujão de encerramento metálico 60 em um exemplo, é cortado e enrolado a partir de aço de extremidade de tambor de 1,15 mm. A virola de retenção de gaxeta 61 é enrolada de forma a ter uma seção transversal, tipo rosca, triangular possuindo um ângulo incluído de 55°, uma extensão radial Dl inferior à extensão radial externa D2 da crista da rosca 7 e se encontra em um plano paralelo à superfície inferior 4a do aro do bujão. O flanco superior 62 da virola de retenção 61 forma uma superfície voltada para cima e para fora periférica e contínua acima da rosca do parafuso 7. O diâmetro D3 da raiz interna 63 da virola 61 é inferior ao diâmetro de raiz de rosca D4. O assento de gaxeta 64 abre radialmente para fora e para cima para encontrar o aro 4 essencialmente no mesmo ponto em que o assento de gaxeta 8 encontra o aro na primeira modalidade. Uma gaxeta convencional 12, de E.P.D.M., nitrila preta ou P.E., é esticada no assento de gaxeta 64 e assume o mesmo formato geralmente afunilado, como ilustrado na figura 7. O efeito da geometria alterada nessa segunda modalidade é que a virola 61 possui essencialmente a mesma extensão radial Dl - D3 que a virola 9 da primeira modalidade e, dessa forma, as funções de elevação e anti-agarre e anti- formação de alça da gaxeta da primeira modalidade são retidas. 0 diâmetro reduzido da virola permite que o bujão de encerramento encaixe em uma faixa maior de aberturas de recipiente. O assento de gaxeta afunilado 64 apresenta duas vantagens. Em primeiro lugar fornece um volume aumentado para a gaxeta de vedação 12 na área entre a virola de bujão de encerramento 61 e a área de vedação de gaxeta 30 da bucha de encerramento de recipiente 1 e, em segundo lugar, o formato frustocônico assumido pela gaxeta esticada 12 fornece uma área aumentada de contato entre a gaxeta e a área de vedação de gaxeta 30 enquanto o bujão está sendo rosqueado na bucha 21. A gaxeta de vedação é "alimentada" para dentro do volume entre a área de vedação de bucha 30 e o assento de bujão 64, com a extremidade dianteira da gaxeta sendo inicialmente sujeita a uma compressão menor (ou até mesmo nenhuma). Dessa forma, vantajosamente, a faixa de contato inicial entre a gaxeta e a bucha de encerramento se dá parcialmente no lado da gaxeta. Isso é visto mais claramente nas figuras 8 e 9, nas quais as roscas do bujão, aro e virola 61 possuem uma geometria similar à da modalidade ilustrada nas figuras 6 e 7, mas o bujão é formado a partir de um material plástico adequado. O efeito dessa área aumentada de contato e da menor compressão da extremidade dianteira da gaxeta é mitigar adicionalmente contra a formação de alça na gaxeta durante o torque do bujão.

Outra vantagem da geometria utilizada para a virola 61 é que a mesma reforça o bujão, permitindo que o bujão nas figuras 6 e 7 seja formado a partir de aço de calibragem mais fina do que o utilizado para os bujões da técnica anterior, enquanto ainda mantém uma integridade estrutural equivalente .

Utilizando-se gaxetas padrão, é possível que a vi-rola 61 entre em contato diretamente com a parede de bucha de encerramento 23 na região de saída da rosca de bucha 2 9 quando o bujão 60 está totalmente embutido. Uma gaxeta de tamanho excessivo pode ser utilizada para impedir o contato de metal com metal se for desejável. A Figura 10 ilustra uma quarta modalidade da invenção, na qual um bujão metálico 66 possui uma virola 68 da mesma geometria que a virola 61 da segunda modalidade. A diferença é que um sulco periférico 70 é enrolado no assento de gaxeta 72, na raiz da virola 68, para deixar o restante do assento de gaxeta 72 cilíndrico. Essa geometria fornece a mesma extensão radial para a virola 68 que as virolas 9 e 61 das primeira e terceira modalidades e o sulco 70 fornece um volume aumentado para a gaxeta 12. Várias mudanças e modificações do bujão de retenção de gaxeta da invenção podem ser realizadas. Por exemplo, o bujão de encerramento da primeira modalidade poderia ser formado a partir de metal e das segunda e quarta modalidades moldado a partir de uma resina plástica sintética.

Claims (15)

1. Bujão de encerramento, formado por uma parede lateral cilíndrica (3) possuindo uma rosca de parafuso helicoidal externa (7), um aro aumentado circunferencialmente (4) e um assento de gaxeta anular (43) imediatamente sob o aro de bujão e uma virola de retenção de gaxeta se estendendo radialmente para fora (9, 61, 68) abaixo do assento de gaxeta de bujão (8, 64, 72), o bujão de encerramento sendo CARACTERIZADO pelo fato de a virola de retenção de gaxeta: i) ser interposta entre o assento de gaxeta de bujão (8, 64, 72) e a rosca da parede lateral (7); ii) possuir uma superfície anular uniforme e contínua voltada para cima (11, 62); e iii) possuir uma extensão radial constante (Dl) axialmente alinhada com ou inferior à extensão radial externa (D2) da crista da rosca da parede lateral (7).

2. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a virola de retenção de gaxeta (9, 61, 68) se encontrar em um plano paralelo à superfície inferior (4a) do aro de bujão (4) .

3. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de o assento de retenção de gaxeta (8) estar em alinhamento axial substancial com o diâmetro de raiz de rosca de parafuso.

4. Bujão de encerramento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a rosca da parede lateral (7) sair e terminar em um ponto (10) dentro da virola de retenção (9), deixando uma superfície anular uniforme voltada para cima (11) imediatamente acima da terminação da rosca.

5. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a virola de retenção de gaxeta (61, 68) possuir um diâmetro (D3) de raiz interna (63) inferior ao diâmetro da rosca de raiz (D4).

6. Buj ão de encerramento, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de o assento de gaxeta (64) abrir radialmente para fora e para cima para encontrar o aro (4) .

7. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de o assento de gaxeta (72) ser provido com um sulco periférico (70) na raiz (70) da virola de retenção de gaxeta (68).

8. Bujão de encerramento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de o bujão (1, 60, 66) ser formado de metal ou de resina plástica sintética moldada.

9. Bujão de encerramento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de uma gaxeta de vedação (12) ser posicionada no assento de gaxeta (8, 64, 72).

10. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a gaxeta de vedação (12) ser resiliente e ser estirada sobre o bujão (1, 60, 66) de modo a abraçar o assento de gaxeta (8, 64, 72) .

11. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a gaxeta de vedação (12) ser confinada de forma justa dentro do sulco anular de abertura radial formado pela virola de retenção de gaxeta (9), pelo assento de gaxeta (8) e pela superfície inferior do aro de bujão (4a).

12. Bujão de encerramento, de acordo com a reivindicação 6 ou 10, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a gaxeta de vedação (12) assúmir o formato do assento de gaxeta aberto (64).

13. Bujão de encerramento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a gaxeta de vedação (12) ser de E.P.D.M., nitrila preta ou P.E.

14. Conjunto formado por um bujão de encerramento do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 13 e por uma abertura de parede de recipiente, possuindo uma parte rosqueada internamente (28) e uma parte não rosqueada (30), a gaxeta de vedação (12) sendo comprimida entre a parte de abertura não rosqueada e o assento de gaxeta de bujão (8, 64, 72) e se encontrando próxima à rosca interna, o conjunto sendo CARACTERIZADO pelo fato de a virola de retenção de gaxeta contínua e circunferencial, se estendendo radialmente para fora (9, 61, 68), impedir o interengate da gaxeta de vedação (12) e da parte rosqueada internamente (28) da abertura de parede do recipiente, por meio do que o desenroscar desimpedido do bujão (1, 60, 66) e da gaxeta de vedação é efetuado como uma unidade não perturbada.

15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de a parte não rosqueada da parede de recipiente (30) se estender para cima e radialmente para fora a partir da virola de retenção de gaxeta (9, 61, 66).