ES2325965T3 - Junta de estanqueidad para un recipiente presurizado. - Google Patents

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Abstract

Un conjunto de junta de estanqueidad para la obturación entre una sección conmutadora (10) y el vástago (12) de válvula de un recipiente presurizado, el conjunto de junta de estanqueidad comprende una primera parte (20, 116) de junta de estanqueidad y una segunda parte (18, 118) de junta de estanqueidad, en la que la primera parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una cara de extremo de una sección de salida del recipiente presurizado y la segunda parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una pared lateral de la sección de salida, caracterizada porque las dos juntas de estanqueidad proporcionan redundancia en la función de obturación.

Description

Junta de estanqueidad para un recipiente presurizado.
El invento se refiere a un conjunto de junta de estanqueidad para un recipiente presurizado. Particularmente, pero no exclusivamente, el invento se refiere a un conjunto de junta de estanqueidad para usar entre un vástago de válvula de un cartucho de aerosol y un conjunto de válvula solenoide. Este invento se refiere también a un dispositivo pulverizador, particularmente, pero no limitado a medios de conmutación para un dispositivo pulverizador.
Los dispositivos pulverizadores existentes consisten típicamente en un recipiente de aerosol que es mantenido en su posición por debajo de un brazo movible. El brazo movible puede ser controlado por un temporizador y un motor, por lo que en intervalos de tiempo establecidos, el brazo se mueve y presiona una válvula de salida del recipiente de aerosol para provocar que una pulverización de material sea expulsada desde el recipiente de aerosol.
Con este tipo de dispositivo surgen desventajas porque el movimiento del brazo debe ser realizado con una cantidad de fuerza relativamente grande para asegurar la activación del recipiente de aerosol. Sin embargo, a menos que las tolerancias se controlen muy estrechamente entonces un ligero movimiento lateral de un vástago de salida del recipiente de aerosol puede provocar daños en el recipiente de aerosol debido a la fuerza ejercida por el brazo en movimiento. El vástago del recipiente de aerosol puede romperse provocando una disfunción del dispositivo pulverizador.
A menudo se disponen empaquetaduras entre el vástago de válvula de un cartucho de aerosol y una parte de accionamiento, usualmente un conducto o canal de salida de un recipiente presurizado. La empaquetadura forma una junta de estanqueidad hermética al aire alrededor del vástago de válvula para asegurar que no se pierde fluido al ambiente.
Sin embargo, debido al uso continuo del recipiente presurizado, la vida útil de la empaquetadura es a menudo reducida. Además, la empaquetadura se daña fácilmente debido a una inserción incorrecta del vástago de válvula dentro de la parte de accionamiento del recipiente.
Es un objeto del presente invento abordar los asuntos identificados antes.
De acuerdo a un primer aspecto del presente invento se proporciona un conjunto de junta de estanqueidad para la obturación entre una sección de conmutación y el vástago de válvula de un recipiente presurizado, el conjunto de junta de estanqueidad comprende una primera parte de junta de estanqueidad y una segunda parte de junta de estanqueidad, en la que la primera parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una cara de extremo de una sección de salida del recipiente presurizado y la segunda parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una pared lateral de la sección de salida, caracterizada porque las dos juntas de estanqueidad proporcionan redundancia en la función de obturación.
El documento US 3250444 describe un conjunto de junta de estanqueidad que tiene formalmente todos los rasgos técnicos del preámbulo de la reivindicación 1, pero sin redundancia en esta disposición, las dos juntas de estanqueidad funcionan en diferentes momentos en la fase dispensadora.
El recipiente presurizado puede ser un cartucho de aerosol. La sección de salida puede ser un vástago de válvula.
En esta disposición, las fuerzas de obturación que actúan en el vástago de válvula son típicamente de forma substancialmente perpendicular entre sí, dado que los vástagos de válvula tienen usualmente paredes laterales perpendiculares a una cara de extremo. Esto proporciona una configuración de doble obturación con respecto al vástago de válvula para asegurar una obturación efectiva. Además de esto, en el caso de que bien la primera o bien la segunda parte de junta de estanqueidad se desgaste por el uso repetido, se empleará la otra parte de junta de estanqueidad. Por tanto se reduce el riesgo de que falle la obturación.
Se sabe que los vástagos de válvula pueden dañarse y las partes pueden saltar lejos del cuerpo del vástago de válvula, permitiendo que el fluido se escape pasando la junta de estanqueidad. Por ejemplo, en la disposición presente, si se daña la primera parte por la rotura del vástago de válvula, la segunda parte de junta de estanqueidad servirá como una protección contra el escape de fluido. Lo mismo es cierto para la configuración alternativa.
Similarmente, es común que usuarios de recipientes presurizados desalineen a menudo el vástago de válvula en la parte de accionamiento del cartucho. La desalineación se sabe que daña una empaquetadura lo que da lugar a que la junta de estanqueidad se rompa entre el vástago de válvula y el accionador. Ventajosamente, el presente invento proporciona una junta de estanqueidad alternativa que sirve para mantener la configuración de junta de estanqueidad en el caso de que, particularmente, se dañe la segunda parte de junta de estanqueidad.
La disposición que tiene dos partes de junta de estanqueidad es de particular importancia para el uso en recipientes presurizados que contienen productos químicos peligrosos o recipientes que dispensan una dosis medida. Es crucial en tales dispositivos que haya un riesgo mínimo de que el material dentro del cartucho se escape y se pierda. Así las dos juntas de estanqueidad están preferiblemente separadas y proporcionan redundancia en la función de obturación; si la primera junta de estanqueidad falla, la segunda junta de estanqueidad independiente proporciona una función de obturación. Las juntas de estanqueidad primera y segunda obturan preferiblemente partes separadas de la sección de salida. La primera junta de estanqueidad está adaptada preferiblemente para deformarse ligeramente para permitir que la sección de salida provoque un surco en ella. La primera junta de estanqueidad y una cara de extremo de la sección de salida están adaptadas preferiblemente para estar en una alineación substancialmente coplanar durante el uso.
La cara de extremo y la pared lateral son preferiblemente perpendiculares entre sí. La pared lateral es preferiblemente de sección transversal circular.
La primera parte de junta de estanqueidad y la segunda parte de junta de estanqueidad pueden ser fabricadas como un componente de una pieza.
Ventajosamente, el componente de una pieza es manejado fácilmente y por tanto puede ser reemplazado o ensamblado más fácilmente que dos componentes separados.
Preferiblemente, la primera parte comprende una empaquetadura plana.
Preferiblemente, la segunda parte de junta de estanqueidad comprende una junta de estanqueidad de anillo tórico.
Preferiblemente, la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad está fabricada de cualquier elastómero adecuado tal como polímeros elastoméricos basados en silicio o carbono. Materiales adecuados incluyen caucho sintético y caucho natural tal como butadieno de nitrilo, polibutadieno, poliisopropano, estireno butadieno, copolímero de estireno-isopreno, caucho de butilo, caucho acrílico, siloxanos (particularmente siloxanos orgánicos, por ejemplo, siloxano dialquilo) y dienos tales como monómero de etileno-propildieno. Otros materiales adecuados incluyen poliuretano fundido, etileno propileno (EPDM), fluorsilicón, mezcla de fluorcarbón/fluorsilicón, nitrilo altamente saturado, hidrino, neopreno, nitrilo (Buna-N), poliacrilato, poliuretano, SBR
(Buna-S), silicona, Thiokol, Hypalon® y Kalrez®. Más preferiblemente, la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad está fabricada de un material conocido comúnmente bajo la marca comercial Viton®.
Preferiblemente, se proporciona un revestimiento en el material para aumentar la resistencia química de la junta de estanqueidad. Por ejemplo, Viton® puede ser encapsulado con un revestimiento de PTFE (politetrafluoretileno).
Preferiblemente, el índice de dureza de la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad es de una dureza de 60 a 80 usando una escala Shore A, más preferiblemente, dureza de 65 a 75.
Preferiblemente, la primera parte de junta de estanqueidad y preferiblemente la segunda parte de junta de estanqueidad están dimensionadas para acomodar un vástago de válvula que tiene un diámetro entre 0,1 y 10 mm. Más preferiblemente, dichas partes de junta de estanqueidad están dimensionadas para acomodar un vástago de válvula que tiene un diámetro entre 2,8 y 4,0 mm.
Ventajosamente, la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad se adaptarán a una variedad de diámetros de vástagos de válvula. De esta manera, el conjunto de junta de estanqueidad puede usarse en varios dispensadores de aerosol diferentes. Esto reduce los costes de fabricación.
La primera parte de junta de estanqueidad lleva preferiblemente a una válvula, preferiblemente a una válvula solenoide. El conjunto de junta de estanqueidad es particularmente ventajoso cuando se usa con una válvula solenoide, particularmente cuando se usa con una válvula solenoide controlada por un conmutador de láminas.
Preferiblemente, se dispone un separador entre la primera parte de junta de estanqueidad y la segunda parte de junta de estanqueidad. Preferiblemente, el separador está sujeto a la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad. Preferiblemente, la primera parte de junta de estanqueidad, la segunda parte de junta de estanqueidad y el separador están fabricados como un componente de una pieza.
Ventajosamente, el separador permite que la primera parte de junta de estanqueidad y/o la segunda parte de junta de estanqueidad se hinchen y expandan durante el uso, permitiendo por tanto que dichas partes de junta de estanqueidad proporcionen una disposición de obturación efectiva.
Preferiblemente, el separador está fabricado de un material plástico adecuado.
Preferiblemente, la primera parte de junta de estanqueidad, la segunda parte de junta de estanqueidad y el separador son mantenidos juntos por una tapa o moldura superior. La tapa está fabricada preferiblemente de material plástico y está soldada preferiblemente de manera ultrasónica sobre dichas partes de junta de estanqueidad y el separador. En esta disposición, ventajosamente, la tapa proporciona un soporte rígido para el conjunto de junta de estanqueidad.
De acuerdo a un aspecto adicional, el invento proporciona un recipiente presurizado que comprende un alojamiento, un cartucho de aerosol que tiene un vástago de válvula y una disposición de válvula, en el que el conjunto de junta de estanqueidad está dispuesto para formar una junta de estanqueidad entre el vástago de válvula y la disposición de válvula, el conjunto de junta de estanqueidad comprende una primera parte de junta de estanqueidad y una segunda parte de junta de estanqueidad, la primera parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una junta de estanqueidad con una sección de salida del recipiente presurizado y una de sus caras, y la segunda parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una junta de estanqueidad con una pared lateral de la sección de salida, caracterizado porque las dos partes de junta de estanqueidad proporcionan redundancia en la función de obturación.
Preferiblemente, se dispone un separador entre la primera parte de junta de estanqueidad y la segunda parte de junta de estanqueidad.
De acuerdo con un aspecto del presente invento se proporciona un dispositivo pulverizador para pulverizar perfumes, composiciones contra plagas y/o composiciones sanitarias contenidas en un recipiente presurizado, el dispositivo pulverizador comprende una sección receptora de recipiente y una sección de conmutación en la que la sección de conmutación incorpora un conmutador de solenoide.
Ventajosamente, el uso de un conmutador de solenoide para controlar un dispositivo pulverizador de las sustancias referidas antes proporciona un control excepcional de salida comparado con dispositivos de la técnica anterior.
El conmutador de solenoide puede incorporar una precarga elástica, que puede ser un resorte en espiral, preferiblemente un resorte que sea de forma cónica, preferiblemente frusto cónica, cuando está en una configuración extendida descomprimida. Preferiblemente, el resorte adopta una forma en espiral cuando están en una configuración comprimida, que preferiblemente tiene una profundidad, cuando está comprimido, de una sola vuelta del resorte.
Ventajosamente, el uso de un resorte cónico permite el centrado automático de una armadura del solenoide contra la que se impulsa la carga elástica. Además, el resorte cónico se comprime hasta un paquete ventajosamente delgado, para permitir la disminución de un hueco de aire del circuito magnético de solenoide.
Preferiblemente, la carga elástica está situada en un rebaje en la armadura, dicho rebaje tiene una profundidad de aproximadamente el espesor de la carga elástica cuando está comprimida.
Preferiblemente, el rebaje está situado en un extremo de la armadura.
El solenoide puede incorporar un elemento de carrete en o alrededor del que se puede enrollar una bobina del solenoide. El carrete puede proporcionar una estructura en la que se puede situar un circuito magnético del solenoide.
Ventajosamente, el carrete proporciona un diseño sin fugas, que tiene como aberturas solo su extremo de entrada y extremo de salida. Además, el carrete forma una estructura en la que se pueden fijar otras partes del solenoide.
Preferiblemente, el carrete y el circuito magnético tienen una junta de estanqueidad situada entre ellos, preferiblemente alrededor de una abertura de salida en la camisa. La junta de estanqueidad es preferiblemente deformable o está adaptada para ser deformable durante el montaje de la sección de conmutación. Preferiblemente, la junta de estanqueidad es deformada durante el montaje de la sección de conmutación. Preferiblemente, la junta de estanqueidad está adaptada para impedir la salida de fluido desde el canal de flujo del carrete, dicho canal de flujo está preferiblemente entre una armadura del solenoide y un interior del carrete. La junta de estanqueidad puede tener forma de anillo.
El circuito magnético puede comprender al menos partes primera y segunda. Una primera parte del circuito magnético puede ser con forma de U, siendo preferiblemente generalmente de sección transversal cuadrada. La primera parte puede incorporar una abertura de salida de la sección de conmutación. Una segunda parte del circuito magnético puede ser generalmente una sección plana de extremo adaptada para cerrar la primera sección con forma de U. La segunda parte del circuito magnético tiene preferiblemente una abertura, preferiblemente una abertura central. Preferiblemente, la armadura sobresale dentro de dicha abertura. Preferiblemente, la abertura recibe una parte del carrete. Preferiblemente, la segunda parte es más gruesa que la primera parte.
Ventajosamente, el espesor de la segunda parte reduce la reluctancia del circuito magnético.
La segunda parte puede ser fijada a la primera parte por medio de una sección de pliegue, que puede ser parte de la primera sección.
La primera parte incorpora preferiblemente una guía de flujo en la vecindad de la abertura de salida. La guía de flujo puede ser una ranura, dicha ranura puede extenderse lejos de la abertura, preferiblemente a ambos lados de la abertura, preferiblemente para guiar el fluido hacia la abertura. La guía de flujo puede ser ajustable, que puede al estar fijada la guía de flujo en la primera parte acoplando entre sí roscas. El ajuste debe ser hecho para ajustar la pulverización de salida, por ejemplo para ensanchar o estrechar un cono de pulverización del dispositivo.
El carrete incorpora preferiblemente una abertura de entrada en el canal de flujo del carrete. La abertura de entrada entra preferiblemente en el canal de flujo en una sección elevada suya. La sección elevada está adaptada preferiblemente para recibir un elemento de junta de estanqueidad. Ventajosamente, la sección elevada proporciona una sección transversal reducida contra la que el elemento de junta de estanqueidad está adaptado para aguantar. Preferiblemente el elemento de junta de estanqueidad es un elemento de junta de estanqueidad flotante. Preferiblemente el elemento de junta de estanqueidad es retenido entre la armadura y la sección elevada de plataforma.
La sección receptora de recipiente es recibida preferiblemente en o está situada sobre el carrete, preferiblemente al menos un elemento de la sección receptora de recipiente rodea al carrete. Preferiblemente, la sección receptora de recipiente es substancialmente coaxial con el carrete. La sección receptora de recipiente aísla ventajosamente el conmutador de solenoide de la acción de un usuario que inserte o retire un recipiente de material.
Preferiblemente, el elemento de junta de estanqueidad está adaptado para obturar el canal de flujo a presiones de hasta aproximadamente 10 bar, preferiblemente aproximadamente 11 bar, preferiblemente aproximadamente 12 bar, preferiblemente aproximadamente 13 bar.
Preferiblemente, la armadura está adaptada para moverse a través de aproximadamente 0,1 mm a 0,6 mm, preferiblemente aproximadamente 0,18 a 0,45 mm.
Preferiblemente, el dispositivo de conmutación está adaptado para funcionar con fluidos que tengan una viscosidad menor de aproximadamente 15 cP, preferiblemente menos de aproximadamente 13 cP, preferiblemente menos de 11 cP, preferiblemente menos o igual a aproximadamente 10 cP.
Preferiblemente, la bobina tiene aproximadamente de 100 a 300 vueltas, tiene preferiblemente un valor de amperio-vuelta de aproximadamente 250 a 500 AT preferible aproximadamente de 300 a 450 AT.
Preferiblemente, durante el uso, una corriente máxima que se hace pasar a través de la bobina es aproximadamente 3A, preferiblemente menos de aproximadamente 2A.
Preferiblemente, la armadura tiene un tiempo de respuesta de aproximadamente 7 ms, preferiblemente 5 ms, más preferiblemente 3 ms.
De acuerdo con otro aspecto del presente invento se proporciona un dispositivo pulverizador que comprende una sección receptora de recipiente y una sección conmutadora en la que la sección conmutadora incluye un conmutador de solenoide que tiene un elemento de carrete en o alrededor del que hay localizado un circuito magnético del solenoide.
De acuerdo con otro aspecto del presente invento se proporciona un dispositivo pulverizador que comprende una sección receptora de recipiente y una sección conmutadora en la que la sección conmutadora incluye un conmutador de solenoide que tiene un elemento de bobina en el que se mantiene una armadura magnética del solenoide, en el que el elemento de junta de estanqueidad está retenido entre la armadura y una parte de entrada del carrete.
Todas las características descritas en esta memoria pueden ser combinadas con cualquiera de los aspectos anteriores, en cualquier combinación.
Para un mejor entendimiento del invento y para mostrar cómo las realizaciones del mismo pueden llevarse a efecto, ahora se hará referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos esquemáticos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva en sección transversal de una sección conmutadora de un dispositivo pulverizador;
La figura 2 es una vista lateral esquemática de secciones de carrete y estructura de las secciones conmutadoras mostradas en la figura 1;
La figura 3 es una vista frontal esquemática de las secciones de carrete y estructura mostradas en la figura 3;
La figura 4 es una vista esquemática en sección transversal de la sección conmutadora en una posición cerrada y que tiene un cartucho de aerosol unida a ella; y
La figura 5 es una vista lateral esquemática de la sección conmutadora en una posición abierta.
La figura 6 es una vista lateral esquemática en sección de un recipiente presurizado acorde con el invento;
La figura 7 muestra una vista esquemática en sección de una parte superior de un recipiente presurizado;
La figura 8 muestra una vista esquemática en sección de una parte superior de una segunda realización de un recipiente presurizado; y
La figura 9 muestra una vista esquemática en sección de una parte superior de una tercera realización de un recipiente presurizado;
Una sección conmutadora 10 de un dispositivo pulverizador consiste en un conmutador de solenoide como se describirá más adelante. Un vástago 12 de salida de un recipiente 14 de aerosol (véase la figura 4) es recibido en una abertura inferior 16 de la sección conmutadora 10. El vástago 12 de válvula está obturado por medio de un anillo tórico 18 y un elemento 20 de junta de estanqueidad de cara. El anillo tórico 18 y el elemento de junta de estanqueidad de cara están separados por un separador 22. El elemento de junta de estanqueidad de cara tiene una abertura 24 a través de la que puede pasar el material desde el cartucho 14 de aerosol. El elemento 20 de junta de estanqueidad de cara lleva a una cámara 26, que se estrecha hacia un agujero 28 de entrada de pasador. El agujero 28 de entrada de pasador está obturado por un elemento primario 30 de junta de estanqueidad, que es mantenido en acoplamiento obturador con el agujero 28 de entrada de pasador por una armadura magnética movible 32.
Un carrete de plástico 34 proporciona una estructura en la que hay situados varios elementos como se describirá más adelante. El carrete de plástico 34 forma la cámara 26 y el agujero 28 de entrada de pasador. El agujero 28 de entrada de pasador se extiende a través de una sección elevada 36 de plataforma, como se describirá más adelante.
La armadura magnética movible 32 está situada dentro del carrete de plástico 34 y puede moverse arriba y abajo como se describirá después en la dirección de la flecha A en la figura 1. El carrete de plástico 34 proporciona también una ubicación para los bobinados 38 de cobre que forman parte del solenoide. Un circuito magnético para el solenoide está hecho por una estructura superior 40a de hierro, que está situada en el exterior del carrete de plástico 34 y una estructura inferior 40b de hierro que está en contacto con la estructura superior 40a de hierro. Un pliegue 40c de hierro es parte de la estructura superior 40a de hierro y sirve para mantener juntas las estructuras superior e inferior 40a, 40b y las partes restantes de la sección conmutadora 10.
Generalmente, la sección conmutadora 10 es una válvula solenoide alimentada por batería para controlar la pulverización de un fluido. La sección conmutadora 10 está diseñada para controlar la descarga de fluido desde, por ejemplo, cartuchos de aerosol, que están presurizados previamente y tienen colocada una válvula de descarga de tipo continuo.
La sección conmutadora 10 consiste en un alojamiento de carrete íntegro, con un circuito magnético alimentado por baterías (no mostradas) a través del bobinado eléctrico en espiral 38 y un elemento 13 de cámara de interfaz de aerosol. El carrete 34 forma un armazón de la sección conmutadora 10 y proporciona también un canal para la entrega de fluido desde el recipiente 14 de aerosol a una salida 42 de la sección conmutadora 10. La espiral de cobre 38 está enrollada alrededor del carrete 34 para proporcionar energía magnética. Las estructuras superior e inferior 40a, 40b de hierro están fijadas en el carrete de plástico 34 para completar el circuito magnético. En el fondo del carrete 34 está el agujero 28 de pasador, que proporciona un canal de unión entre la cámara 26 de interfaz de aerosol y el alojamiento 34 de carrete.
El elemento primario 30 de junta de estanqueidad forma una junta de estanqueidad flotante plana entre el agujero 28 de pasador y la armadura magnética movible 32 que forma un émbolo. El elemento obturador primario 30 proporciona un elemento obturador activo del agujero de pasador. En el centro de la estructura superior 40a de hierro, el agujero de salida 42 está situado para descargar el fluido en el aire circundante.
Volviendo a la base del dispositivo conmutador con más detalle, la abertura 16 es parte del elemento 13 de cámara de interfaz de aerosol y tiene una forma cilíndrica con una abertura ligeramente ensanchada para recibir mejor el vástago 12 del cartucho 14 de aerosol. El vástago 12 se obtura contra la sección conmutadora 10 por medio de una junta de estanqueidad de cara con el elemento 20 de junta de estanqueidad de cara en el extremo de la abertura 16 y también una junta de estanqueidad de anillo tórico con el anillo tórico 18, que sobresale hacia dentro ligeramente desde una superficie interna del cilindro 16 de abertura. Ambas de estas obturaciones están dispuestas para evitar que fugue el contenido del cartucho 14 de aerosol.
La cámara de interfaz está formada por el elemento plástico 13 que está fijado al carrete 34 por soldadura ultrasónica usando clavijas 15 (véanse las figuras 2 y 3) que sobresalen a través del elemento 13 de cámara de interfaz desde el carrete 34. Los salientes están dispuestos en cada esquina de la parte superior de forma cuadrada del elemento 13 de cámara de interfaz. Dos de las clavijas 15 en esquinas opuestas diagonales son mayores que las otras dos clavijas y están provistas para la fácil ubicación del elemento 13 de cámara de interfaz y el carrete 34. La soldadura asegura que la estructura inferior 40b de hierro sea fijada entre el carrete 34 y el elemento inferior 13 de interfaz. Las estructuras superior e inferior 40a, 40b de hierro están unidas juntas plegando como se ha mencionado antes, aplicando presión a bordes externos del pliegue 40c de hierro, véase por ejemplo la figura 2.
Durante el uso, la sección conmutadora está fijada a un cartucho 14 de aerosol, con el vástago 12 suyo siendo recibido en la abertura 16 como se ha descrito antes. El cartucho 14 de aerosol tiene una válvula de un tipo de descarga continua, siendo presionado el vástago 12 por la sección conmutadora 10, lo que significa que el material desde el cartucho 14 de aerosol es libre para dejar el cartucho en la cámara 26 y hacia arriba al primer elemento obturador 30. La fuga de material desde el cartucho de aerosol y fuera de la abertura 16 es evitada por el anillo tórico 18 y el elemento 20 de junta de estanqueidad de cara. La abertura 24 en el elemento 20 de junta de estanqueidad de cara permite que el material pase desde el cartucho adentro de la cámara 26 y a lo largo del agujero 28 de entrada de pasador arriba hacia el elemento obturador primario 30. Esto tiene la ventaja de que la sección conmutadora 10 controla completamente la descarga, en vez de la válvula del cartucho 14 de aerosol.
El elemento obturador primario 30 está cargado hacia abajo, como se muestra en la figura 4, sobre la sección elevada 36 de plataforma por medio de presión desde la armadura magnética movible 32, que a su vez está forzada hacia abajo por un resorte 44, que se describirá con más detalle después. Esta configuración está presente cuando no se suministra energía al bobinado en espiral 38.
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Cuando se requiere una descarga de fluido desde el cartucho 14 de aerosol se aplica una corriente eléctrica a la bobina 38, lo que da lugar al movimiento de la armadura magnética movible 32 debido a la inducción magnética, hacia la configuración mostrada en la figura 5. El sentido de la corriente en la bobina 38 es elegido para provocar que la armadura magnética movible 32 se mueva hacia la abertura 42 cuando se aplica energía. Por tanto, el elemento obturador primario 30 es libre para moverse lejos del agujero 28 de pasador, lo que permite que el fluido presurizado en la cámara 26 pase dentro de la cavidad en la que está situada la armadura magnética 32, alrededor de los lados de la armadura magnética 32 y hacia la abertura 42 y fuera en la atmósfera circundante. Ahora se describirán con más detalle características de la sección conmutadora 10.
El circuito magnético mencionado antes está formado de una estructura superior 40a de hierro que tiene forma de U. La estructura superior 40a de hierro está emparejada con una estructura inferior plana 40b de hierro que generalmente es cuadrada excepto por cortes para recibir las secciones 40c de pliegue (véase la figura 2). La estructura inferior de hierro tiene una abertura central en la que se recibe parte del carrete de plástico 34. La armadura magnética movible 32 sobresale en la abertura en la estructura inferior de hierro, para completar el circuito magnético. La estructura inferior 40b de hierro está diseñada para ser más gruesa que la estructura superior 40a de hierro para minimizar la reluctancia entre las dos estructuras 40a, 40b y la armadura magnética 32. La abertura central en la estructura inferior 40b es circular para permitir que un flujo uniforme se acople entre la estructura inferior 40b y la armadura magnética 32.
Los materiales magnéticos en la sección conmutadora son elegidos para asegurar que son compatibles con productos químicos que pasarán a través de la sección conmutadora 10, dado que la armadura magnética 32 tiene fluido que pasa hacia arriba por sus laterales hacia la salida 42. También, los materiales deben tener suficiente permeabilidad relativa además de estabilidad y resistencia mecánica. Los materiales magnéticos usados están revestidos de hierro dulce para las secciones 40a, b, c de estructura y acero inoxidable de grado magnético para la armadura 32.
La cara superior de la armadura magnética 32 tiene un rebaje central 43 para recibir el resorte 44, de manera que se minimice el hueco entre la armadura 32 y la cara interior de la estructura superior 40a de hierro.
Las características de diseño usadas para seleccionar los materiales para el bobinado en espiral fueron para proporcionar suficiente fuerza electromagnética a la armadura 32, para que se pueda accionar por baterías alcalinas estándar y para permitir suficiente vida de las baterías. También, el bobinado debe proporcionar un tiempo de respuesta suficientemente rápido y ser de tamaño pequeño. El intervalo de opciones de diseño consideradas fue usar hilo de medida 29 ó 30, que tuviera aproximadamente 150-250 vueltas. Esto proporciona un valor de amperios vuelta de entre 300 y 450, con una corriente máxima de menos de 2 amperios y un tiempo de respuesta de menos de 5 ms. Típicamente, se usarán baterías de tipo AA.
La estructura superior 40a de hierro incorpora un canal guía de flujo como se ha descrito antes. El canal permite un flujo de material desde el cartucho 14 de aerosol alrededor de la parte superior de la armadura 32 sobre o a través del resorte 44 y a través de la abertura de salida 42.
El resorte 44 es de forma cónica cuando está descomprimido y cuando está comprimido forma una forma espiral que se ajusta dentro del rebaje 43 dentro de la armadura 32. El beneficio del diseño cónico es que cuando está comprimido, el resorte solo tiene una profundidad de una vuelta, de manera que añade un mínimo de altura extra. Esto permite el uso de un rebaje pequeño, que ayuda a añadir solo un mínimo extra a la reluctancia total del circuito magnético comparado con un rebaje mayor. El diámetro del resorte está hecho más pequeño que el de la armadura 32, lo que de nuevo proporciona un mejor circuito magnético. El resorte 44 proporciona un movimiento solo axial de la armadura 32 y la forma cónica proporciona un resorte de auto centrado que minimiza el movimiento radial indeterminado de la armadura 32. Se minimiza el tamaño del rebaje 43, lo que ayuda a permitir solo un pequeño sitio para la retención involuntaria de fluido desde el cartucho 14 de aerosol. Sin embargo la retención tiene algo de ventaja porque algo del fluido retenido se evaporará y dejará una cavidad saturada de aire perfumado, lo que significa que cuando se active de nuevo habrá una salida aumentada inicial del dispositivo.
El resorte 44 proporciona en el intervalo de 100-150 g de fuerza, que, cuando se tiene en cuenta la constante de tiempo del resorte 44 requiere una fuerza de aproximadamente 300 gramos para empujar la armadura 32 hacia arriba contra la fuerza de un resorte en un tiempo de respuesta corto, tal como menos de 5 mm a los que se ha hecho referencia antes. La profundidad del resorte es aproximadamente 2 mm cuando está completamente comprimido.
Como se ha mencionado antes, la fuerza del resorte 44 impulsa la armadura 32 hacia abajo y fuerza así al elemento primario 30 de junta de estanqueidad hacia abajo contra la sección elevada 36 de plataforma, siendo la última de forma frusto cónica. El beneficio de tener una sección elevada 36 de plataforma es proporcionar una menor superficie contra la que debe obturar el elemento primario 30 de junta de estanqueidad. Este requiere una menor fuerza desde el resorte, ya que efectivamente se obtura menos área. Se ha encontrado ventajoso que la presión de la junta de estanqueidad primaria contra la sección elevada 36 de plataforma es de hasta 13 bar. Esto tiene el beneficio de asegurar una obturación efectiva sobre todo el intervalo de presión de la aplicación de varios tipos de cartucho 14 de aerosol. También, se proporciona un mecanismo a prueba de fallos cuando un aerosol es sobrecalentado. Por ejemplo, un aerosol puede explotar cuando la presión en el elemento primario 30 de junta de estanqueidad exceda 15 bar, pero por supuesto esto no ocurriría en el dispositivo actual que ventilaría el exceso de presión por encima de 13 bar. Además de esto, se requiere mínima energía para conseguir una apertura de válvula dado que se necesitan aproximadamente 300 gramos de fuerza. También, la sección elevada 36 de plataforma permite que el dispositivo sea alimentado por baterías, dada la beneficiosa alta presión de junta de estanqueidad que se puede conseguir con el diseño descrito
antes.
El elemento obturador primario 30 está diseñado para flotar entre el fondo de la armadura 32 y la sección elevada 35 de plataforma que forma parte del carrete de plástico 34. El diseño flotante es ventajoso con relación al hecho de que el elemento obturador primario 30 se hincha, en 3 dimensiones, cuando se pone en contacto con algunos propulsores químicos usados en cartuchos 14 de aerosol. Opcionalmente, la deformación resultante puede no provocar el doblado del elemento obturador primario 30, debido a la presencia de salientes opcionales del carrete de plástico hacia el elemento obturador primario 30. La presencia de salientes y los huecos correspondientes entre ellos permiten la expansión del elemento obturador primario 30 dentro de los huecos entre los salientes.
El grosor del elemento primario 30 es seleccionado basándose en la máxima deformación, la velocidad de compresión requerida para la junta de estanqueidad, la tolerancia de fabricación y también el máximo hueco de aire permitido, definido por la cantidad de movimiento permitido para la armadura 32. El hueco de aire tiene un tamaño de entre 0,18 mm y 0,45 mm tomados en la base del elemento obturador primario 30. Este hueco de aire define la cantidad de recorrido de la armadura 32. Los beneficios de tener un hueco de aire entre los tamaños mencionados antes es para permitir una entrega fiable de suficientes cantidades de fluido desde el cartucho 14 de aerosol, para permitir características de compresión y una expansión aceptable de la junta de estanqueidad, para tener una cantidad suficientemente pequeña de movimiento que el dispositivo pude ser alimentado fácilmente por baterías, y para permitir una pulverización consistente en términos de temporización, ya que una pequeña cantidad de recorrido tiene un tiempo de respuesta más manejable.
El agujero 28 de entrada de pasador está diseñado basándose en los siguientes parámetros: presión de aerosol, que está típicamente entre 3 y 10 bares, frente a la fuerza de junta de estanqueidad requerida desde el elemento primario; dureza de junta de estanqueidad debe tenerse en cuenta basándose en la relación de compresión del elemento obturador 30 frente a la fuerza aplicada por el resorte 44; además de esto, se debe tener en cuenta la tolerancia de junta de estanqueidad, como debe la expansión (bajo ataque químico como se ha mencionado antes) frente al espesor del elemento obturador primario 30; finalmente, la fuerza del resorte del resorte 44 frente a la energía eléctrica requerida para actuar contra esa fuerza de resorte.
La cámara 13 de interfaz proporciona un elemento que está separado del carrete 34 para la interfaz de la sección conmutadora 10 con el cartucho 14 de aerosol. Esto proporciona el beneficio de que el carrete 34 no tiene su funcionamiento afectado por la inserción de un cartucho 14 de aerosol; también el montaje es más sencillo. Consecuentemente, se mantiene la estabilidad del hueco de aire que se ha mencionado antes. Además de esto, se consiguen medios fiables y convenientes para la integración de la sección conmutadora 10, usando soldadura ultrasónica y pasadores de colocación 15. Los pasadores de colocación 15 están situados en cuatro esquinas de la base del carrete 34 y son recibidas en aberturas correspondientes en el elemento 13 de cámara de interfaz de aerosol. Los pasadores 15 se ven sobresaliendo del elemento 13 de cámara de interfaz de aerosol en la figura 1, aunque el saliente no es esencial. Los pasadores 15 están dispuestas para tener dos pasadores en esquinas opuestas con un diámetro ligeramente mayor que las dos pasadores en las otras esquinas. Esto permite ventajosamente que el elemento 13 de cámara de interfaz de aerosol sea situado correctamente con respecto al carrete 34.
La provisión de un carrete de plástico 34 de una pieza tiene el beneficio de un diseño sin fugas, ya que la única salida del carrete está en su extremo superior donde se pretende que salga el material o el extremo inferior en el que el material pasa a través del agujero 28 de pasador. También, tener un carrete 34 de una sola pieza hace la fabricación más fácil y barata. En un lado superior del carrete de plástico 34, se dispone un elemento obturador comprimible, en forma de un anillo alrededor de la superficie superior del carrete 34. El elemento obturador comprimible se comprime contra una cara interna de la parte superior de la estructura superior 40a de hierro para evitar que el material desde el cartucho de aerosol fugue por los lados dentro de la zona en la que está situada la bobina 38.
El material usado para el carrete 34 es POM, PA (con/sin relleno de cristal y PPS), todos los cuales están disponibles fácilmente para el trabajador experto. Estos materiales permanecen mecánicamente fuertes y su deformación bajo el ataque de los posibles aceleradores, etc. a incluir en el cartucho de aerosol están en un intervalo aceptable. Criterios adicionales incluye la estabilidad de temperatura, estabilidad de resistencia y dimensional en un entorno de alta humedad, además de un acabado suave y capacidad de moldeo para la producción del agujero 28 de pasador.
Para el elemento primario 30 de obturación se ha usado material tal como Buna (RTM), Viton (RTM), silicio y Neopreno. Los criterios de diseño incluyen compatibilidad con componentes químicos que es probable que pasen por el elemento obturador primario 30, la dureza y cambio de dureza bajo ataque químico, la relación de régimen de compresión fuerza, la máxima variación dimensional bajo ataque químico y características de fatiga bajo impactos repetitivos, además de estabilidad de temperatura. La dureza de los materiales es elegida como un material de grado A en el intervalo de 60-80 grados en la escala Shore.
La abertura de salida 42 puede estar provista en forma de un tapón con rosca que puede ser roscado en la estructura superior 70 de hierro para permitir el ajuste del hueco de aire al apretar o aflojar el tapón para reducir o aumentar el tamaño del hueco de aire respectivamente.
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La sección conmutadora 10 descrita en esta memoria es para usar con recipientes de materiales típicamente presurizados, que pueden ser fragancias, substancias de control de plagas, composiciones sanitarias y similares.
La figura 6 muestra un recipiente presurizado 102. El recipiente presurizado 102 comprende un alojamiento 104, una camisa 106, un cartucho 108 y una disposición de válvula solenoide 110. El recipiente presurizado 102 es el objeto de solicitudes pendientes correspondientes y como tales no serán descritas adicionalmente en esta solicitud.
El presente invento se refiere a un conjunto 112 de junta de estanqueidad que se muestra con detalle en las figuras 7 a 9. El conjunto 112 de junta de estanqueidad forma una junta de estanqueidad de interfaz entre un vástago 114 de válvula del cartucho 108 y la disposición 110 de válvula solenoide, como se describe con relación a figuras anteriores.
El conjunto 112 de junta de estanqueidad comprende una primera parte 116 de junta de estanqueidad y una segunda parte 118 de junta de estanqueidad. Las mencionadas partes 116, 118 de junta de estanqueidad son fabricadas como partes de componente separadas pero un lector experto entenderá que dichas partes 116, 118 de junta de estanqueidad pueden ser fabricadas como un parte de componente de una pieza como se muestra en la figura 9 con números de referencia 316 y 319. Otros números de referencia en la figura 9 se refieren a características similares en las figuras 6 a 8, excepto porque comienzan con el dígito 3, en oposición al 1 ó 2 como en las figuras 6 a 8.
La primera parte 116 de junta de estanqueidad es de sección rectangular y está alojada en una parte 119 de alojamiento de la disposición 110 de válvula solenoide de tal manera que proporcione una ajuste de obturación con una cara 120 de dicha disposición. Se dispone un orificio 122 en el centro de la primera parte 116 de junta de estanqueidad. El orificio se extiende a lo largo de la longitud vertical de la primera parte 116 de junta de estanqueidad. El orificio 122 se extiende dentro de la disposición 110 de válvula solenoide, de la que se omiten detalles completos por claridad. Sin embargo, la disposición 110 de válvula solenoide se puede accionar para cerrar el canal por encima del orificio 122, de la manera usual de una válvula solenoide.
La segunda parte 118 de junta de estanqueidad es de sección circular y está dimensionada para encajar bien dentro de la disposición 10 de válvula solenoide como se muestra en la figura 7.
Hay situado un separador 123 entre la primera parte 116 de junta de estanqueidad y la segunda parte 118 de junta de estanqueidad. El separador 123 está dimensionado para permitir la expansión de la primera parte 116 de junta de estanqueidad y la segunda parte 118 de junta de estanqueidad.
El separador 123, la primera parte 116 de junta de estanqueidad y la segunda parte 118 de junta de estanqueidad son mantenidos en su sitio como se muestra en las figuras 7 a 9 por la tapa o moldura superior 124. La tapa 124 se extiende la longitud del conjunto 112 de junta de estanqueidad en una dirección paralela al vástago 114 de válvula y se extiende hacia dentro a través de un extremo superior y un extremo inferior del conjunto 112 de junta de estanqueidad hacia el orificio 122. La tapa 124 está soldada sobre el conjunto 112 de junta de estanqueidad proporcionando por tanto soporte o rigidez a dicho conjunto 112.
Durante el uso, el vástago 114 de válvula está insertado en la disposición 110 de válvula solenoide en la posición mostrada en la figura 7. La moldura superior 124 tiene un extremo que se estrecha hacia dentro para la entrada fácil del vástago 114 de válvula dentro del conjunto 112 de junta de estanqueidad.
Una pared 126 de extremo del vástago 114 de válvula se apoya contra la superficie 127 de la primera parte 116 de junta de estanqueidad. Una abertura en el vástago 114 de válvula se alinea con el orificio 122 para permitir un camino a través del que el aerosol puede salir. La segunda parte 118 de junta de estanqueidad se ajusta alrededor de la circunferencia del vástago 114 de válvula contra una pared lateral para proporcionar una configuración de obturación con ella.
Tras la actuación del cartucho 108, empujando abajo en el vástago 114 de válvula o empujando el cartucho 108 hacia arriba, la primera parte 116 de junta de estanqueidad proporciona una fuerza de obturación en el vástago 114 de válvula en una dirección vertical como se indica por la flecha A y la segunda parte 118 de junta de estanqueidad proporciona una fuerza de obturación en el vástago 114 de válvula en una dirección horizontal como se indica por la flecha B.
En esta disposición, como dichas partes 116 y 118 de junta de estanqueidad trabajan en una dirección perpendicular entre sí, se proporciona una obturación robusta entre el vástago 114 de válvula y la disposición 110 de válvula solenoide. Esto tiene la ventaja adicional de que si se daña una de las juntas de estanqueidad la otra junta de estanqueidad es probable que permanezca en una condición de trabajo.
La figura 8 muestra un ejemplo de una conjunto 212 de junta de estanqueidad que se ha dañado. Esto puede ocurrir por desalineación del vástago 214 de válvula en la disposición 210 de válvula solenoide. En particular, se puede ver que la segunda parte 218 de junta de estanqueidad tiene ahora una sección con forma de estrella y como tal no es capaz de formar una obturación efectiva con el conjunto 212 de junta de estanqueidad y el vástago 214 de válvula. Sin embargo, se evita que el aerosol se escape debido a la primera parte 216 de junta de estanqueidad que no está dañada y mantiene la obturación.
La primera parte 116, 216 de junta de estanqueidad y/o la segunda parte 118/218 de junta de estanqueidad está fabricada de un material conocido comúnmente bajo la marca comercial Viton. Sin embargo, se entenderá por una persona experta que se puede usar cualquier elastómero adecuado tal como polímeros elastoméricos basados en carbono y silicio. Ejemplos de materiales típicos incluyen caucho sintético y caucho natural tal como butadieno, polibutadieno, poliisopropano, estireno butadieno, copolímero de estireno-isopreno, caucho de butilo, caucho acrílico, siloxano, (particularmente siloxanos orgánicos, por ejemplo, siloxano dialquino) y dienos tales como monómero de etileno-propildieno. Otros materiales adecuados incluyen poliuretano fundido, etileno propileno (EPDM), fluorsilicón, mezcla de fluorcarbón/fluorsilicón, nitrilo altamente saturado, hidrino, neopreno, nitrilo (Buna-N), poliacrilato, poliuretano, SBR (Buna-S), silicona, Thiokol, Hypalon y Kalrez. Los materiales usados permiten que dichas juntas de estanqueidad se expandan hasta la configuración requerida o sean deformadas para permitir un ajuste de obturación, mientras que se proporciona simultáneamente un tiempo de vida extendido. Los materiales son particularmente adecuados para usar con materiales químicos usados como ambientadores.
Las partes primera y segunda 116, 118 de junta de estanqueidad están dimensionadas para acomodar un vástago 114 de válvula de diámetros variables. Los diámetros de vástago de válvula más comunes con los que están entre 2,8 y 4,0 mm. Sin embargo, se apreciará por un lector experto que el invento no está limitado al uso con vástagos de válvula que tienen estos diámetros.
Disponer una junta de estanqueidad de anillo tórico (118, 218, 318), una junta de estanqueidad de cara (116, 216, 316) junto con el elemento obturador primario 32 proporciona tres juntas de estanqueidad que actúan para mantener el material del cartucho en el recipiente hasta que se abra el conmutador de solenoide. Hay una obturación ventajosa del extremo del vástago 114 de válvula por la junta de estanqueidad de cara 116, 216, 316. Este rasgo es ventajoso porque se evita la salida de material desde el cartucho de aerosol por la junta de obturación de cara, mientras que el paso de material a través del solenoide es evitado por el elemento obturador primario. Ventajas adicionales tienen lugar de las juntas de estanqueidad que son externas al cartucho de aerosol, opuestamente a ser una junta de estanqueidad interna la cartucho de aerosol. Por tanto, independientemente de una junta de estanqueidad en un cartucho de aerosol la junta de estanqueidad deseada puede conseguirse por el conjunto descrito antes. La obturación del vástago a diferencia de otra parte del cartucho de aerosol también es beneficiosa, debido a la naturaleza generalmente normalizada de vástagos de aerosol.

Claims (14)

1. Un conjunto de junta de estanqueidad para la obturación entre una sección conmutadora (10) y el vástago (12) de válvula de un recipiente presurizado, el conjunto de junta de estanqueidad comprende una primera parte (20, 116) de junta de estanqueidad y una segunda parte (18, 118) de junta de estanqueidad, en la que la primera parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una cara de extremo de una sección de salida del recipiente presurizado y la segunda parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una pared lateral de la sección de salida, caracterizada porque las dos juntas de estanqueidad proporcionan redundancia en la función de obturación.
2. Un conjunto de junta de estanqueidad según la reclamación 1, en el que la cara de extremo y la pared lateral son substancialmente perpendiculares entre sí.
3. Un conjunto de junta de estanqueidad según la reivindicación 1 ó 2, en el que la primera parte de junta de estanqueidad y la segunda parte de junta de estanqueidad están fabricadas como un componente de una pieza.
4. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera parte (20, 116) de junta de estanqueidad comprende una empaquetadura plana.
5. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda parte (18, 118) de junta de estanqueidad comprende una junta de estanqueidad de anillo tórico.
6. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera parte (20, 116) de junta de estanqueidad está dimensionada para acomodar un vástago de válvula que tenga un diámetro entre 0,1 a 10 mm.
7. Un conjunto de junta de estanqueidad según la reivindicación 6, en el que la segunda parte (18, 118) de junta de estanqueidad está dimensionada para acomodar un vástago de válvula que tenga un diámetro entre 0,1 a 10 mm.
8. Un conjunto de junta de estanqueidad según la reivindicación 6 ó 7, en el que las partes primera o segunda de junta de estanqueidad están dimensionadas para acomodar un vástago de válvula que tenga un diámetro entre 2,8 a
4.0 mm.
9. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se dispone un separador (22, 123) entre la primera parte de junta de estanqueidad y la segunda parte de junta de estanqueidad.
10. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera parte de junta de estanqueidad lleva a una válvula solenoide.
11. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquier reivindicación anterior, en el que las juntas de estanqueidad primera y segunda son piezas separadas.
12. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera junta de estanqueidad (20, 116) está adaptada para deformarse ligeramente para permitir que la sección de salida provoque un surco en ella.
13. Un conjunto de junta de estanqueidad según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera junta de estanquidad (20, 116) y una cara de extremo de la sección de salida están adaptadas para estar en alineación substancialmente coplanar durante el uso.
14. Se proporciona un recipiente presurizado que comprende un alojamiento, un cartucho de aerosol que tiene un vástago de válvula y una disposición de válvula, en el que el conjunto de junta de estanqueidad está dispuesto para formar una obturación entre el vástago de válvula y la disposición de válvula, el conjunto de junta de estanqueidad comprende una primera parte (20, 116) de junta de estanqueidad y una segunda parte (18, 118) de junta de estanqueidad, la primera parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una sección de salida del recipiente presurizado y una de sus caras, y la segunda parte de junta de estanqueidad está adaptada para formar una obturación con una pared lateral de la sección de salida, caracterizado porque las dos partes de junta de estanqueidad proporcionan redundancia en la función de junta de estanqueidad.
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