ES2201817T3 - Regulador de flujo de aerosol. - Google Patents

Abstract

Una válvula de aerosol y un ensamblaje de regulador de flujo, para utilizarse en una lata o bote que contiene producto para dispensar y propelente de gas comprimido, que comprende, en combinación, una válvula de aerosol y un alojamiento (1) de válvula, que contiene la válvula de aerosol y el regulador de flujo, estando situado el citado regulador de flujo aguas arriba de la válvula de aerosol e incluyendo un asiento (22) de válvula cónico de material duro, que se extiende hacia el interior del alojamiento de válvula, y que tiene, al menos, una ranura (23) que se extiende a lo largo de la longitud del asiento (22) de válvula cónico en la dirección del flujo; incluyendo, además, el citado regulador de flujo, un miembro (24) de regulación elástico, que tiene una superficie (25) para entrar en contacto y obturar el asiento (22) de válvula cónico bajo la presión de gas de la lata, y para presionar en la citada al menos una ranura (23) bajo presiones de gas más elevadas, para regular el área de flujo del producto de la, al menos, una ranura, caracterizada porque la al menos una ranura (23) se extiende a lo largo de la longitud del asiento (22) de válvula cónico, está limitada a dos ranuras (23) opuestas diametralmente que tienen secciones transversales triangulares, y siendo relativamente blando el miembro de regulación elástico para que su superficie (25) se presione en las citadas dos ranuras (23) bajo presiones de gas mas elevadas para regular el área de flujo de producto de las dos ranuras (23) en un intervalo sustancial de presiones de gas, para proporcionar un caudal de flujo de producto sustancialmente constante en un intervalo sustancial de presiones de gas.

Description

Regulador de flujo de aerosol.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a válvulas de aerosol para dispensar productos de recipientes presurizados, y mas en particular, a una válvula de aerosol en combinación con un regulador de flujo para dispensar productos de un recipiente, bajo la influencia de gas comprimido.

Antecedentes de la invención

En formas conocidas de válvulas de aerosol y de recipientes de producto asociados, los impulsores líquidos se llenan en la lata o bote con el producto que se va a dispensar. Dichos impulsores proporcionan una presión y unos caudales de flujo de producto relativamente constantes cuando el producto se dispensa a través de la válvula de aerosol. Sin embargo, los impulsores líquidos tienen ciertas desventajas en lo que se refiere al coste, volatilidad, etc. Durante mucho tiempo se ha propuesto la utilización de gases no licuados comprimidos, tales como el nitrógeno, dióxido de carbono, etc, como propelentes en el recipiente de aerosol Por supuesto, los gases comprimidos son relativamente baratos, pero sufren de la desventaja de que, cuando se dispensa el producto de la lata, la presión en el interior de la lata disminuye sustancialmente, con el resultado de que se produce un flujo de descarga del producto sustancialmente en disminución.

Se han realizado numerosos intentos para solucionar la desventaja que se ha mencionado más arriba al utilizar gases comprimidos, incluyendo proporcionar reguladores de flujo, de un diseño u otro, en el trayecto de flujo del producto y del gas comprimido mientras ambos se dispensan. En una construcción conocida, objeto del documento EP-A-0 531 606, un regulador de flujo se sitúa aguas arriba de la válvula de aerosol dentro del alojamiento de válvula. Se muestra un asiento de válvula cónico, que tiene una única ranura en el mismo, que interactúa con un miembro de regulación elástico que tiene una porción de una superficie esférica, presionando el miembro de regulación contra el asiento de válvula cónico y dentro de la ranura única bajo la influencia de las presiones mas elevadas del gas comprimido que se utiliza como impulsor. También se muestra una versión adicional en la cual un asiento de válvula cónico, con un gran número de ranuras, se sitúa dentro de una actuador, aguas abajo de la válvula de aerosol, y de manera similar interactúa con el miembro de regulación presionando en las ranuras bajo la influencia de las presiones mas elevadas del gas comprimido. En cada caso, el regulador estrangula la descarga de flujo, de acuerdo con los cambios en presión, cuando se descargan el gas comprimido y el producto, tratando de obtener un caudal de descarga de producto relativamente uniforme. Las presiones de gas más elevadas hacen que el miembro de regulación se extienda más dentro de las ranuras que lo que haría con presiones de gas más bajas, variando de esta manera la sección transversal de las áreas de flujo en las ranuras. Las ranuras del sistema de acuerdo con el documento de patente anterior, son rectangulares, el documento de patente que se ha indicado con anterioridad no muestra el material de regulación ni su dureza o blandura relativas, y no se muestran dimensiones de las ranuras. Un sistema de acuerdo con el documento de patente que se ha mencionado con anterioridad no obtiene caudales de descarga de producto altamente uniformes. Además, el sistema de acuerdo con el documento de patente que se ha indicado con anterioridad es más complicado de moldear y de montar, debido a una pluralidad de proyecciones en chaflán que se extienden hacia dentro para asegurar el miembro de regulación y el miembro de regulación debe presionarse mas allá de las mismas durante el ensamblaje.

Sumario de la invención

La presente invención, como se define en la reivindicación 1, soluciona ciertas desventajas de la técnica anterior que se han mencionado con anterioridad y consigue un caudal de descarga de producto altamente uniforme. Se coloca un regulador de flujo aguas arriba de una válvula de aerosol en un alojamiento de válvula de una pieza. Un asiento duro de válvula cónico dentro del alojamiento contiene dos ranuras triangulares diametralmente opuestas, que se extienden a lo largo de la longitud del asiento de válvula cónico en la dirección del flujo. Un miembro de regulación elástico relativamente blando, con una superficie parcialmente esférica, está compuesto por un elastómero termoplástico comercializado bajo el nombre de marca Santoprene®, y tiene una dureza preferiblemente de 55º en la escala Shore A. Para fórmulas de producto con agua y alcohol, la anchura y profundidad de las dos ranuras triangulares son, preferiblemente, 0.2 mm. La combinación anterior de parámetros de diseño hace que el miembro de regulación se presione contra el asiento de válvula cónico y lo obture, y estrangula las ranuras triangulares para obtener un caudal de descarga de producto altamente uniforme bajo distintas presiones del propelente de gas comprimido en la lata de aerosol. El miembro de regulación no se extiende hasta el vértice de fondo de las ranuras triangulares para cerrar el flujo de producto bajo las presiones normalmente provistas por el propelente de gas comprimido. Además el diseño de la presente invención se moldea y se ensambla fácilmente, proporcionando el alojamiento de válvula una trayectoria libre para la inserción del miembro de regulación en el alojamiento, y, a continuación, se inserta un miembro de tapón hueco en el alojamiento para asegurar el miembro de regulación en el extremo superior del tapón y sujetar el tubo de inmersión del aerosol a y hasta el extremo inferior del miembro de tapón.

Otras características y ventajas de la presente invención serán aparentes de la descripción que sigue, de los dibujos y de las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista axial en sección transversal de una válvula de aerosol y del ensamblaje de copa de montaje, estando contenido el regulador de flujo de la presente invención dentro del alojamiento de válvula, por debajo de la válvula de aerosol;

La figura 2 es una vista aumenta de escala, del alojamiento de válvula y de los componentes del regulador de flujo de la figura 1;

La figura 3 es una vista en sección transversal del regulador de flujo tomada por el nivel de las líneas 3-3 de la figura 2, que ilustra las dos ranuras de regulación triangulares de la presente invención, y funcionando el regulador de flujo bajo diferentes presiones en el recipiente de aerosol;

La figura 4 es una vista parcial despiezada tomada de la figura 3, y que ilustra el funcionamiento del regulador de flujo bajo diferentes presiones en la lata de aerosol; y,

La figura 5 es un gráfico que ilustra las características de regulación de flujo de la presente invención en comparación con el caudal de descarga respecto a las características de presión de la lata de una válvula de aerosol convencional que no incluye la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones

La figura 1 ilustra un alojamiento 1 de válvula de plástico de una válvula de aerosol insertada fijamente dentro de la copa de montaje metálica 2. La copa de montaje 2 forma la parte más alta de una parte superior de una lata que contiene un producto que puede fluir y que se expone a una presión de gas. La obturación entre la parte superior de la lata y la copa de montaje 2 se realiza por medio del sellante 3, de distintas formas, como es bien conocido en la técnica de aerosoles. El alojamiento 1 de válvula se fija a la copa de montaje 2 por medio de una pared 4 de pedestal de la copa de montaje, que está provista en una pluralidad de posiciones periféricas con porciones 5 de protuberancias sobresalientes hacia dentro, que se aplican debajo de una pestaña 6 del alojamiento 1 de válvula. Por medio de esta disposición, un borde de sujeción 7 que está provisto en el lado superior del alojamiento 1 de válvula, presiona sobre un disco 8 de junta de obturación elástica contra una pared extrema 9 de la copa de montaje 2. Un vástago 10 de válvula, hueco, pasa a través de un orificio central en la junta 8, y el borde del orificio se apoya contra una restricción 12 en el vástago 10 de válvula, en el cual hay orificios transversales 13 que se comunican con el orificio interno en el vástago 10 de válvula. Un actuador de válvula (no mostrado) con una boquilla de pulverización o similar, se puede incluir sobre la parte superior del vástago 10 de válvula, de la manera normal.

El vástago 10 de válvula está forzado hacia arriba por un resorte 14. La cavidad 15 que acomoda al resorte 14 se comunica con el interior de la lata (no mostrada) por medio de un conducto 16 que se extiende a través de una porción inferior 17 del alojamiento 1 de válvula y se comunica con un tubo de inmersión convencional (no mostrado) ajustado a un tapón en la base del alojamiento de válvula, como se describirá en la presente y a continuación. Cuando el vástago 10 de válvula es apretado por un actuador unido al mismo, el borde del orificio en la junta 8 de obturación se dobla hacia abajo por la restricción 12. Como resultado, se exponen los oficios transversales 13 y se abre un trayecto de suministro que conduce desde el interior de la lata hacia fuera, a través de la porción 17 de alojamiento inferior, de la cavidad 15, de los orificios transversales 13 y del orificio en el vástago 10 de válvula.

Entre la pared 4 de pedestal de la copa de montaje 2 y la pared periférica del alojamiento de válvula, existe un espacio 19 de deflexión anular para el material de la junta de obturación 8 y de los conductos 20 de llenado de producto, que se extienden entre el espacio 19 de deflexión y el interior de la lata, fuera del alojamiento 1. Se proporciona un orificio central en la pared extrema 9 de manera que haya una abertura 21 de llenado anular alrededor del vástago 10 de válvula. El llenado del interior de la lata con el producto se puede realizar de una manera convencional, como se muestra en los documentos de patente US números 4.015.752 y 4.015.757 (Meuresch et al., 5 de abril de 1997), pasando el producto a través del orificio del vástago 10 de válvula así como de la abertura 21 de llenado que rodea al vástago 10 de válvula, al interior de la lata.

Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el regulador de flujo de la presente invención está provisto en el conducto 16 en la porción inferior 17 del alojamiento 1 de válvula. El regulador de flujo tiene un asiento 22 de válvula, duro, en forma de una superficie de borde cónica en la porción inferior 17 del alojamiento 1 de válvula. Provistas en el asiento 22 de válvula hay dos ranuras triangulares 23, diametralmente opuestas, que tienen un área de sección transversal constante, que se extienden a lo largo de la longitud del asiento 22 de válvula cónico en la dirección de flujo, y que, junto con el miembro 24 de regulación, delimita un conducto de estrangulamiento. El asiento 22 de válvula cónico sirve para centrar el miembro de regulación 24. El miembro 24 está formado por un material elastoméríco termoplástico, relativamente blando, en particular una aleación elastomérica de dos fases comercializada bajo el nombre de marca Santoprene® disponible en Advanced Elastomer Systems, y que tiene una dureza preferiblemente de 55º en la escala Shore A. También es aceptable una dureza 64º en la escala Shore A. Estos dos materiales de Santoprene® están especificados respectivamente como caucho termoplástico de calidad 201-55 y 201-64, de acuerdo con la norma ASTM D 2240. La superficie 25 del miembro de regulación 24, que coopera con el asiento 22 de válvula, está formada por una parte de la superficie de una zona esférica, desde cuya parte superior y fondo se extienden, respectivamente, los cilindros 26 y 27. También es posible que una superficie cónica 25 funcione adecuadamente en la presente invención. De alguna manera, el diámetro exterior de los cilindros 26 y 27 es mas pequeño que los diámetros interiores de las porciones adyacentes del conducto 16 de suministro y de la porción 17 de alojamiento inferior dispuesta alrededor de los cilindros 26 y 27 en la parte superior y en el fondo del asiento de válvula, respectivamente. El miembro de regulación 24 tiene una cavidad 24a interna de recepción de presión.

Extendiéndose en el fondo de la porción 17 de alojamiento inferior hay un miembro de tapón 30. El alojamiento 1 y el miembro de tapón 30 pueden estar formados de acetal, por ejemplo, por sus ventajas sobre el nylon en términos de no hincharse y de presentar una mejor retención entre el alojamiento de válvula y el tapón, y entre el tapón y el tubo de inmersión. El miembro de tapón 30 tiene un cilindro hueco 31 que se extiende hacia arriba, que termina en la superficie superior 31a del mismo. Cuando se monta el regulador de flujo, en primer lugar el miembro de regulación 24 se inserta hacia arriba, a través de la porción 17 de alojamiento inferior del fondo, hasta la posición de la figura 2, no teniendo la porción 17 de alojamiento inferior proyecciones de aseguramiento que interfieran con la fácil inserción por medio de maquinaria automática, del miembro 24 de regulación elástico. A continuación, se efectúa la inserción del miembro de tapón 30 en el fondo de la porción 17 de alojamiento inferior. A continuación, el tubo de inmersión convencional (no mostrado) se inserta hacia arriba dentro de la abertura hueca del tapón 30, teniendo el tubo de inmersión una carga elástica en su fondo para situar adecuadamente el tubo en la lata. La pestaña circunferencial 32 que se extiende hacia dentro respecto al orificio hueco del tapón 30, sirve para agarrar firmemente el tubo de inmersión. La superficie superior 31a del tapón 30 sirve para retener el miembro de regulación 24 dentro de la porción 17 de alojamiento inferior, y para proporcionar una superficie contra la cual pueda caer hacia abajo el miembro de regulación 24, cuando no se activa la válvula de aerosol.

La presente invención tiene una aplicación particular cuando un gas comprimido (por ejemplo, nitrógeno) se utiliza como propelente para suministrar el producto desde la lata de aerosol. Por supuesto, es deseable que el caudal de descarga del producto desde la lata permanezca esencialmente constante en un amplio intervalo de presiones de lata mientras el producto continúa dispensándose, y el regulador de flujo de la presente invención tiene éxito para obtener este resultado deseable con propelentes de gas comprimido. La figura 5 ilustra este resultado, mostrando la curva B el caudal de descarga esencialmente constante en un amplio intervalo de presiones en la lata. Por otro lado, el gráfico A muestra el caudal de descarga variable respecto a un amplio intervalo de presiones de lata de una válvula de aerosol que funciona bajo gas comprimido, pero que no tiene el regulador de flujo de la presente invención. Las condiciones de prueba de la figura 5 fueron de una temperatura de 25ºC, propelente de nitrógeno, y pulverizaciones de 10 segundos con intervalos de 10 segundos. El gráfico B de la figura 5 muestra la ecuación Y = 4,2063 X^{0,0884}, siendo Y el caudal de descarga y siendo X la presión de la lata.

Volviendo a continuación al funcionamiento de la estructura de regulador de flujo de la presente invención, como se ha descrito más arriba, la figura 2 y las figuras 3 y 4 (versiones en líneas de puntos en las ranuras triangulares 23) ilustran al miembro de regulación 24 en una posición de presión de lata relativamente baja, cuando ya ha sido expulsado con el producto un volumen considerable del gas comprimido en la lata. En esta circunstancia, la superficie 25 de zona esférica curvada se presiona contra el asiento 22 de válvula cónico sin extenderse sustancialmente en las dos ranuras triangulares 23. Como se podrá apreciar, el flujo de producto hacia arriba en el orificio hueco del tapón 30 entra en la cavidad central 24a del miembro de regulación 24 para producir esta acción de presionado. Las figuras 3 y 4, en sus versiones en línea continúa de las ranuras triangulares 23, ilustran lo que se produce cuando el miembro de regulación 24 se encuentra bajo presiones relativamente altas, esto es, cuando ha sido expulsado de la lata poco gas comprimido o producto. La superficie 25 de zona esférica curvada ahora se presionará en una mayor extensión contra el asiento 22 de válvula cónico, y se muestra extendiéndose sustancialmente en las dos ranuras triangulares 23. Como consecuencia, se puede apreciar que el regulador de flujo hace que pase producto por el área completa de las dos ranuras 23 triangulares bajo la circunstancia de presión inferior, pero solamente pasará producto por una pequeña porción del área de las dos ranuras triangulares 23 bajo la circunstancia de presión más elevada. La superficie 25 se presiona en las ranuras 23 en una mayor o menor extensión, dependiendo de la presión de lata interna, y el área de la sección transversal de la porción de flujo de las ranuras, que varía de manera consecuente, actúa para mantener el caudal de descarga de producto constante bajo presiones variables. Como consecuencia, se obtiene el caudal de descarga de producto sustancialmente constante de la figura 5.

Se cree que varios aspectos del diseño de la presente invención, en combinación, son significativos para los resultados con éxito que se han obtenido, en particular, se ha encontrado que la forma triangular de las ranuras 23 proporciona una mejor regulación de la descarga de producto que la que se obtiene con otras formas de las ranuras 23, en particular de sección transversal rectangular. También es importante que haya dos ranuras triangulares, en lugar de una o de más de dos, para obtener los resultados de la presente invención. Además, las dimensiones de las ranuras 23 son significativas. Para fórmulas de producto con agua y alcohol, las dimensiones preferentes x e y de cada ranura en sección transversal, y la profundidad de cada ranura, se determinaron que eran 0.2 mm y, por lo menos, en el intervalo de 0,015-0,30 mm. Además, la blandura relativa del miembro de regulación 24, preferiblemente es de 55º-64º Shore A para fórmulas de producto con agua y alcohol, en combinación con las ranuras triangulares 23 de las dimensiones preferentes, permiten que el miembro de regulación 24 se extienda dentro de las ranuras 23, como se muestra en la figura 4, bajo circunstancias de presión mas elevada, al mismo tiempo que no se extiende al vértice de fondo de las ranuras triangulares para cerrar todo el caudal bajo las presiones provistas por un propelente de gas comprimido en la lata de aerosol.

En la realización de muestra, el cilindro 27 del miembro de regulación 24 tiene un diámetro exterior de 3,38 mm; el miembro de regulación 24 tiene una altura total de 6,45 mm; y la superficie 25 del miembro de regulación 24 tiene un radio de 1,75 mm. El cilindro 27 del miembro de regulación 24 también puede tener cuatro ranuras pequeñas igualmente separadas alrededor de su superficie, que se extienden desde la parte superior al fondo en una dirección axial, para que el producto circule suavemente desde la lata, a lo largo de los lados del cilindro 27, hasta el conducto de estrangulamiento que se ha descrito más arriba.

Claims (10)

1. Una válvula de aerosol y un ensamblaje de regulador de flujo, para utilizarse en una lata o bote que contiene producto para dispensar y propelente de gas comprimido, que comprende, en combinación, una válvula de aerosol y un alojamiento (1) de válvula, que contiene la válvula de aerosol y el regulador de flujo, estando situado el citado regulador de flujo aguas arriba de la válvula de aerosol e incluyendo un asiento (22) de válvula cónico de material duro, que se extiende hacia el interior del alojamiento de válvula, y que tiene, al menos, una ranura (23) que se extiende a lo largo de la longitud del asiento (22) de válvula cónico en la dirección del flujo; incluyendo, además, el citado regulador de flujo, un miembro (24) de regulación elástico, que tiene una superficie (25) para entrar en contacto y obturar el asiento (22) de válvula cónico bajo la presión de gas de la lata, y para presionar en la citada al menos una ranura (23) bajo presiones de gas más elevadas, para regular el área de flujo del producto de, al menos, una ranura, caracterizada porque al menos una ranura (23) se extiende a lo largo de la longitud del asiento (22) de válvula cónico, está limitada a dos ranuras (23) opuestas diametralmente que tienen secciones transversales triangulares, y siendo relativamente blando el miembro de regulación elástico para que su superficie (25) se presione en las citadas dos ranuras (23) bajo presiones de gas mas elevadas para regular el área de flujo de producto de las dos ranuras (23) en un intervalo sustancial de presiones de gas, para proporcionar un caudal de flujo de producto sustancialmente constante en un intervalo sustancial de presiones de gas.

2. La invención de la reivindicación 1, en la que la superficie del miembro de regulación para que entre en contacto y obture el asiento de válvula cónico, es una superficie esférica (25).

3. La invención de la reivindicación 1, en la que el alojamiento de válvula es un miembro de una pieza que tiene un orificio interior que no es obstructor, aguas arriba del regulador de flujo.

4. La invención de la reivindicación 1, que, además, incluye un miembro de tapón (30) insertado en la base del alojamiento de válvula, teniendo el citado miembro de tapón un oficio interno para retener un tubo de inmersión y teniendo el citado miembro de tapón un extremo superior (31a), para asegurar el miembro de regulación (24) dentro del alojamiento (1) de válvula.

5. La invención de la reivindicación 1, en la que cada una de las dos ranuras triangulares (23) tiene una anchura y una dimensión de profundidad en el intervalo de 0,15 a 0,30 mm.

6. La invención de la reivindicación 1, en la que la dimensión de la anchura y profundidad es 0,2 mm.

7. La invención de la reivindicación 1, en la que el miembro de regulación (24) es un miembro elástico relativamente blando, formado por un material de aleación elastomérico en dos fases de elastómero termoplástico, que tiene una dureza de 55º - 64º en la escala Shore A.

8. La invención de la reivindicación 1, en la que cada ranura triangular (23) tiene un área de sección transversal constante a lo largo de la longitud del asiento de válvula cónico.

9. La invención de la reivindicación 4, en la que el alojamiento (1) de válvula y el tapón (30) están formados de acetal.

10. La invención de la reivindicación 7, en la que la dureza es 55º Shore A.