專(zhuān)利名稱(chēng)：低壓無(wú)隔板型帶閥的噴出罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于流體或液體物質(zhì)的按鈕式噴霧器型無(wú)隔板的噴霧罐，特別是涉及一種薄壁型按鈕式噴霧罐。
許多流體物質(zhì)，特別是液體物質(zhì)，都可從無(wú)隔板型的加壓噴霧罐噴出，其中在要噴出的流體物質(zhì)和罐的加壓助推劑之間沒(méi)有隔板。本發(fā)明主要涉及無(wú)隔板的罐。隔板可以是一種活動(dòng)的隔板如一活塞或擴(kuò)張的或柔韌的隔膜，其中要噴出的物質(zhì)位于隔板的朝向罐出口的一側(cè)，助推劑位于隔板的另一側(cè)并且推壓隔板，把流體物質(zhì)推過(guò)罐的出口。助推劑一般不隨產(chǎn)品一道噴出。帶有隔板的罐主要是為處理粘性產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，因?yàn)闊o(wú)隔板罐不能?chē)姵鲞@些產(chǎn)品。
本發(fā)明的按鈕式噴霧罐有一個(gè)噴霧形成和噴出的閥，該閥帶有一個(gè)小的噴流孔，該孔將罐的內(nèi)部和噴霧按鈕中的小的旋渦室溝通?；旌系牧黧w物質(zhì)和助推劑一起進(jìn)入旋渦室，并從這里穿過(guò)一個(gè)噴霧出口離開(kāi)噴霧按鈕。當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)，罐內(nèi)的較高壓力即迫使助推劑與流體物質(zhì)的混合物穿過(guò)閥孔進(jìn)入旋渦室。當(dāng)旋渦混合的助推劑和流體物質(zhì)離開(kāi)按鈕的孔進(jìn)入周?chē)髿鈺r(shí)，其中有時(shí)還伴有某些仍舊是液體的助推劑的急驟閃蒸成氣體，和伴有被壓縮的助推劑在離開(kāi)閥孔時(shí)的快速膨脹，壓力迅速降至大氣壓力，使流體物質(zhì)霧化，并將流體物質(zhì)碎裂成細(xì)小的液滴。從罐經(jīng)附加的氣嘴流入閥室的助推蒸氣有時(shí)會(huì)增強(qiáng)這種破裂，這些助推的蒸汽增加了可用來(lái)迫使噴霧混合物離開(kāi)按鈕出口噴霧孔的助推劑的數(shù)量。如果期望得到流束或泡沫，則要使用沒(méi)有旋渦室的改進(jìn)型閥和大的孔。
這樣一些罐的目的包括能夠自罐中噴出幾乎所有的流體物質(zhì)，并且對(duì)于噴霧、流束、或泡沫的特性而言，在噴出罐內(nèi)所有物質(zhì)的整個(gè)過(guò)程中能夠盡可能保持均勻。
實(shí)現(xiàn)這些目的常規(guī)方法，在壓縮空氣的情況下一直是使用約90-140磅/英寸2或621-965千帕的初始?jí)毫Γ谝夯瘹獾那闆r下一直是使用足夠大量的液化氣體。對(duì)于液化氣，70°F或21℃的壓力僅為約30-50磅/英寸2或207-345千帕。但由于液化氣的溫度/壓力關(guān)系的存在，在較高溫度下這些壓力將要升到很高的數(shù)值。罐內(nèi)的壓力增高，就要求罐壁相對(duì)較厚，只有這樣，才能使罐不會(huì)由罐的填充、貯存、運(yùn)輸、以及使用過(guò)程中承受的高壓而永久變形或破裂。在某些存貯和運(yùn)輸階段，罐的環(huán)境溫度可能升高，因此罐必須能承受由于溫度的升高所引起的氣體壓力的增高。
幾個(gè)政府部門(mén)規(guī)定，某些類(lèi)型的按鈕式噴霧罐必須有保證安全的特殊的強(qiáng)度或抗變形或抗破裂性能。即必須能防止罐變形以及隨加壓噴霧罐的破裂而帶來(lái)的危險(xiǎn)。例如美國(guó)運(yùn)輸部(DOT)規(guī)定，對(duì)于容量小于27.7流體盎司或819.2cc的密封罐，在罐的內(nèi)部壓力等于罐內(nèi)盛裝物質(zhì)的平衡壓力的情況下，包括130°F或54.4℃下的流體物質(zhì)和助推劑在內(nèi)，該罐必須能承受得住這個(gè)壓力，并且永不變形;并且還規(guī)定，罐內(nèi)壓力在130°F或54.4℃溫度下不得超過(guò)140磅/英寸2或965千帕。若罐內(nèi)壓力要超過(guò)140磅/英寸2或965千帕，則對(duì)這種罐有特殊的規(guī)定。DOT要求在130°F或54.4℃溫度下永不變形，并且在壓力為130°F或54.4℃溫度下的壓力的1.5倍時(shí)該罐不得發(fā)生破裂。例如若在130°F或54.4℃溫度下的罐內(nèi)平衡壓力為140磅/英寸2或965千帕，則罐在210磅/英寸2或1448千帕壓力下不應(yīng)破裂。
噴灑流體物質(zhì)的按鈕式噴霧罐使用各種液化的和壓縮的氣體助推劑。液化的助推劑包括含氯氟烴，其中某些的銷(xiāo)售商標(biāo)是“Freon”，其中某些不再被允許作為噴霧罐助推劑使用，但可以和某些藥物、或碳?xì)浠衔?、或二甲醚以及其它的揮發(fā)性液體一起使用。壓縮的氣體助推劑包括二氧化碳、氧化氮、氮、空氣、等。液化的助推劑優(yōu)于壓縮氣體，因?yàn)閯偤脡蛴玫囊后w揮發(fā)到在罐內(nèi)維持比較穩(wěn)定的氣壓，而其余的液體隨著助推劑的噴出能提供產(chǎn)生更多氣體的貯氣空間。對(duì)比之下，對(duì)于壓縮氣體助推劑而言，必須一開(kāi)始就在罐內(nèi)放置足夠的氣體助推劑，才能以足夠大的壓力噴出或按其它方式噴撒罐中的所有物質(zhì)。
為了使按鈕式噴出罐能承受期望的升高的內(nèi)部壓力并滿(mǎn)足DOT標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的罐一直是由具有足夠壁厚的金屬制成，例如鋼或鋁。對(duì)于能安全地容納處于140磅/英寸2或965千帕壓力下的加壓物質(zhì)并且直徑為2 1/16 英寸或52.4mm的典型鋼罐，即不是包含超高壓力的罐，壁厚約為0.008-0.012英寸，或0.020mm-0.304mm。罐的頂部和底部的厚度范圍是0.012-0.018英寸或0.304-0.457mm，在正常情況下它們是鼓起來(lái)的，在較大壓力下它們向外變形。對(duì)于上述的罐壁及頂部和底部厚度，5 9/16 英寸或14.13cm高的鋼罐的重量為59克。對(duì)于能承受所述壓力的相同尺寸的鋁罐，其壁厚可能約為0.012英寸或0.304mm，其頂部厚度約為0.016英寸或0.406mm。這些鋼罐或鋁罐的壁足夠厚，因此當(dāng)將它們裝滿(mǎn)并加壓時(shí)以及排空時(shí)，在約為5-10磅或2.27-4.55千克的正常壓力作用下不會(huì)變形并保持剛性，并且在約24英寸或60cm汞柱高的真空下仍舊保持剛性不會(huì)壓扁。通常在閥妨礙排除殘留空氣期間出現(xiàn)這一真空度。
由于對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題日益增加的關(guān)心現(xiàn)在使用的鋼和鋁這兩種按鈕式噴霧罐還有一些缺點(diǎn)。為了減輕金屬處理方面的負(fù)擔(dān)，并且因?yàn)樵诠薜纳a(chǎn)中所用的礦物和材料來(lái)源日趨減少，因此期望減少生產(chǎn)罐所使用的金屬數(shù)量。此外，在采礦、冶煉金屬、以及制造厚壁罐方面，和薄壁罐相比，要消耗較多的能源。還要考慮，從開(kāi)始的礦物生產(chǎn)、再運(yùn)輸金屬去生產(chǎn)罐、到將填充好的罐運(yùn)走的每個(gè)階段，罐金屬的運(yùn)輸費(fèi)用。因?yàn)槊磕甓家a(chǎn)和使用無(wú)數(shù)個(gè)加壓噴霧罐，因此噴霧罐壁厚的減少將會(huì)迅速獲得可觀的環(huán)境效益。
使用較輕重量的薄壁罐作為流體物質(zhì)的容器是已知的。例如對(duì)于碳化飲料和某些食品，已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)自厚壁、較重的鋼罐至較輕的、薄壁鋁罐和鋼罐的變化。對(duì)于發(fā)泡飲料，溶解的氣體如二氧化碳，對(duì)于非氣體食品，在罐中加入一種氣體，例如液氮或壓縮空氣，附加的氣體壓力使軟壁增加剛性，便于進(jìn)行處理，因此罐在打開(kāi)前不能由正常的手指壓力將其壓扁或變形。但不能用這種軟壁罐在壓力作用下噴出它們包含的物質(zhì)。這些罐沒(méi)有能在壓力下噴出它們所包含的物質(zhì)的閥或其它出口系統(tǒng)。當(dāng)將它們打開(kāi)時(shí)，容器內(nèi)壓力立即降至大氣壓，罐即失去了它們的剛性。
本發(fā)明的主要目的是提供一種無(wú)隔板的按鈕式噴出罐，它的壁比現(xiàn)有噴出罐壁薄。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種按鈕式噴出罐，它能通過(guò)減少制造每個(gè)罐的金屬用量或其它材料用量滿(mǎn)足環(huán)境方面的要求。
本發(fā)明的下一個(gè)目的是通過(guò)減少在按鈕式噴出罐中需要使用的助推劑數(shù)量，或者通過(guò)用在環(huán)境保護(hù)方面更加可以接受的助推劑，部分地或全部地代替一般在罐中使用的助推劑，來(lái)滿(mǎn)足環(huán)境要求。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種按鈕式噴出罐，該罐的壁厚低于在空罐和未加壓時(shí)罐是剛性情況下的厚度，并且罐壁在罐加壓時(shí)有足夠大的剛性，使罐不會(huì)偶然地或永久地壓扁，并且該罐滿(mǎn)足政府的抗變形性和破裂強(qiáng)度要求，并且在空罐時(shí)，該罐能輕易地壓扁。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)提供與無(wú)污染的和/或不可燃的氣體一道使用的按鈕式噴出罐來(lái)滿(mǎn)足環(huán)境要求。
本發(fā)明的下一個(gè)目的是提供一種較低壓力的按鈕式噴出罐，它能維持足夠大的壓力，以期望的、可接受的均勻性、并以所選定的噴霧、泡沫、或流束形式噴射出所有罐內(nèi)的流體物質(zhì)。
本發(fā)明涉及一種無(wú)隔板型罐，即加壓物質(zhì)噴出系統(tǒng)，它使用液化氣體助推劑、或者壓縮氣體助推劑，或者它們的混合物，助推劑與要噴出的流體物質(zhì)產(chǎn)品混合，助推劑迫使該產(chǎn)品穿過(guò)噴霧閥離開(kāi)該罐，同時(shí)使罐產(chǎn)生剛性。該罐是薄壁的，但在使用時(shí)卻又足夠硬，并且該罐滿(mǎn)足政府的抗變形性和破裂強(qiáng)度的要求。罐壁足夠薄，因此易用手指壓力變形，但罐的形狀可由罐內(nèi)氣體壓力維持，抵抗手指壓力引起的變形，直到罐內(nèi)所含的流體物質(zhì)已被噴出并且剩余助推劑都已逸出時(shí)為止。例如，在2 1/16 英寸或52.4mm直徑的鋼罐中，罐的壁厚不超過(guò)0.0065英寸或0.165mm，并且為了節(jié)約材料，優(yōu)選的壁厚約為0.004-0.005英寸或0.102mm-0.127mm。當(dāng)罐未加壓時(shí)，該罐不夠硬，即正常的手指壓力即可使罐壁變形。尤其是當(dāng)將5-10磅或.27-4.55千克的手指壓力加到罐壁上時(shí)，罐壁可能向內(nèi)偏斜 1/4 英寸左右，并且該罐易于用手的壓力壓扁。在100磅/英寸2或690千帕的壓力下，該罐向外膨脹約0.003-0.006英寸，或0.076-0.152mm，但在壓力再次回到大氣壓時(shí)，該罐收縮到它的起始的直徑，即約2 1/16 英寸或52.4mm。
為了滿(mǎn)足政府的有關(guān)壓力保持容器的最低要求，2 1/16 英寸或52.4mm直徑的標(biāo)準(zhǔn)壁厚噴霧罐由鋁制成或由鋼制成，鋁罐的壁厚約為0.012英寸或0.305mm，鋼罐的壁厚范圍約為0.008-0.012英寸，或0.203mm-0.305mm。在標(biāo)準(zhǔn)罐中，罐的起始?jí)毫?duì)于壓縮氣體助推劑而言一般至少為90-140磅/英寸2，或621-965千帕。對(duì)比之下，對(duì)于液化氣體助推劑而言，在70°F或21℃溫度下的罐的起始?jí)毫σ话阍?0-50磅/英寸2，或207-345千帕。但在130°F或54.4℃，要求上述罐壁厚度能承受溫度升高產(chǎn)生的較高的壓力。即使罐排空時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)罐在5-10磅或2.27-4.55千克的局部作用力(例如手指力)的作用下也不會(huì)產(chǎn)生明顯的向內(nèi)的變形(上述的作用力是使本發(fā)明的罐本來(lái)會(huì)向內(nèi)偏斜 1/4 英寸的力)。只有約20磅或9.1千克的最小作用力才能使該標(biāo)準(zhǔn)罐向內(nèi)偏斜 1/4 英寸，并且該標(biāo)準(zhǔn)罐不易由手的壓力壓扁。
本發(fā)明的罐滿(mǎn)足DOT(運(yùn)輸部)規(guī)定，即在130°F或54.4℃溫度下的罐壓力不得使罐永久變形，并且在1.5倍的上述壓力下罐不得發(fā)生破裂。在對(duì)本發(fā)明的罐加壓，使130°F或54.4℃溫度下的壓力不超過(guò)120-130磅/英寸2或827-896千帕，并且對(duì)本發(fā)明構(gòu)造的罐，使它們?cè)?20磅/英寸2或827千帕壓力下不會(huì)永久變形，并且在1.5倍該壓力下(即180磅/英寸2或1241千帕)不會(huì)破裂。但本發(fā)明的罐在小于約18英寸或46cm汞柱的真空下將會(huì)壓扁，因此壓扁到噴霧閥時(shí)不可能是真空。如果必須從罐中清除殘存的空氣，則在壓扁前用助推氣體沖洗該罐。
根據(jù)要噴出的產(chǎn)品、它的粘度、它的霧化能力、選定的助推劑、以及該助推劑在產(chǎn)品中的溶解度，來(lái)選擇具有上述特征的本發(fā)明罐中的起始?xì)怏w壓力。根據(jù)產(chǎn)品和助推劑的選擇，典型的帶有壓縮的氣體助推劑，可以確定該罐的起始內(nèi)部壓力范圍為50-105磅/英寸2或345-724千帕。在助推劑開(kāi)始是液化的氣體(如碳?xì)浠衔?情況下，液化氣體在需要較多助推劑的罐中不斷揮發(fā)，罐內(nèi)的起始?jí)毫傻偷?7-31磅或117-214千帕。至于混合的液化氣體和壓縮氣體，起始?jí)毫梢栽?0-80磅或138-552千帕之間。為了進(jìn)行比較，應(yīng)該注意到，標(biāo)準(zhǔn)的密封的碳化飲料罐在室溫下的正常氣體壓力為45磅或310千帕，在130°F或54.4℃溫度下該內(nèi)部壓力增加到95磅或655千帕。就本發(fā)明而論，在室溫下，充滿(mǎn)的噴霧罐的內(nèi)部壓力為50-105磅，或375-724千帕，而在130°或54.4℃溫度下，壓力增加到75-120磅，或517-827千帕。本發(fā)明和噴霧罐的常規(guī)作法相反，常規(guī)的作法是提高起始?jí)毫Χ皇菧p小起始?jí)毫Α?duì)于常規(guī)的噴霧罐，推薦的壓縮氣體起始?jí)毫Ψ秶?0-140磅，或620-965千帕，而在130°F或54.4℃溫度下，該范圍增加到100-160磅或69-1103千帕;而對(duì)于液化的助推劑，增加到160磅或1103千帕。
本發(fā)明壁厚較薄的低壓罐比壁厚較大的較高壓力的標(biāo)準(zhǔn)罐更為安全，因?yàn)槿舻蛪汗奁屏?、爆炸、或偶然破碎，產(chǎn)生的壓力較小，因此爆炸力也比較高壓力的罐小。此外，輕得多的碎片的危害也較小。
不僅本發(fā)明的罐的起始?jí)毫Φ?，而且在所有可噴出產(chǎn)品按噴霧、泡沫、或流束形式噴出后的壓力相對(duì)于可比較的壓縮氣體而言也是較低的。一般約為25-50磅或172-345K帕。這一壓力足以從罐中以噴霧、泡沫、或流束方式噴出剩余的可噴出產(chǎn)品，并且還足以使罐壁保持足夠大的剛性，使其在正常使用過(guò)程中在正常手指壓力作用中不變形。此外，這使罐中僅存有少量氣體和很小的氣壓，并且在這種很小的氣壓下處理罐時(shí)沒(méi)有危險(xiǎn)。在用戶(hù)處理低壓罐的條件下，如果像高壓、標(biāo)準(zhǔn)壁厚噴霧罐那樣發(fā)生破裂或焚燒，也不會(huì)出現(xiàn)明顯的爆炸危險(xiǎn)。另外，罐壁較薄，所以送到處理場(chǎng)地的重量較小;如果罐是埋置于低洼地的土層下的，并且罐是由可剝蝕的鋼制成的，則剝蝕的材料也較少。
在罐中的產(chǎn)品以期望的噴霧、泡沫、或流束形式完全噴出后，罐內(nèi)殘留的低氣壓還能使罐保持它的形狀。低壓殘留氣體在短時(shí)間內(nèi)可以很容易地并且很安全地最終被排出，產(chǎn)生一個(gè)易于用手壓扁的無(wú)壓力的罐。這和仍舊保持較高氣壓、并且即使在氣壓消失時(shí)仍舊不能用手壓扁的標(biāo)準(zhǔn)壁厚罐形成明顯的對(duì)照。本發(fā)明的易于壓扁的空罐是容易處理和回收重復(fù)利用的。即使用戶(hù)還設(shè)有釋放掉本發(fā)明罐中的殘留壓力，少量的殘留氣體或助推劑，而低的氣壓也將使罐的回收處理很安全，不會(huì)有因火災(zāi)和爆炸引起傷害的危險(xiǎn)。就要求開(kāi)始時(shí)和可噴出的產(chǎn)品一道裝入罐中的較少數(shù)量的助推劑而論，本發(fā)明的系統(tǒng)在大多數(shù)情況下會(huì)向大氣排出少量揮發(fā)性有機(jī)化合物。在某些情況下，排至大氣的這種揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量比美國(guó)幾個(gè)州政府的現(xiàn)行強(qiáng)制性要求低得多。在使用壓縮氣體助推劑而不使用液化氣體助推劑的情況下，本發(fā)明的罐根本就不向大氣排出額外的揮發(fā)性的有機(jī)化合物。
為了能以期望的噴霧、泡沫、或流束的形式從本發(fā)明的薄壁罐噴出產(chǎn)品，并且因?yàn)槠鹗級(jí)毫^低，因此在罐中所有可噴出物質(zhì)都已噴出時(shí)的最終壓力也較低，所以對(duì)于某些產(chǎn)品有時(shí)需要使用閥孔和閥氣嘴的組合，以便能夠保證按鈕式噴霧的極細(xì)霧化和在低壓下的充分排出，并且噴霧的質(zhì)量可以和用標(biāo)準(zhǔn)壁厚的罐以及通常的高壓助推劑獲得的高壓噴霧相比擬。由于液化的助推劑在130°F或54.4℃溫度下是高壓助推劑，因此它們即使在70°F或21℃溫度下的壓力較低，也被認(rèn)為是高壓助推劑。
與本發(fā)明的罐一道使用的閥應(yīng)該能和助推劑以及被噴出的物質(zhì)協(xié)同動(dòng)作以便霧化和揮發(fā)該物質(zhì)，使該物質(zhì)能夠以罐的設(shè)計(jì)者所希望的那樣細(xì)小的霧粒形式噴射出來(lái)。在閥中可以包括一個(gè)機(jī)械式的粉碎按鈕，在該物質(zhì)噴出時(shí)將它粉碎成細(xì)滴。
此外，閥中還有一個(gè)氣嘴。氣嘴是一條單獨(dú)分開(kāi)的路徑，助推氣體穿過(guò)氣嘴進(jìn)入閥室剛好在出口之前。穿過(guò)氣嘴流入閥室的額外的氣體能夠保證噴霧的產(chǎn)生。在助推劑是液體而不是壓縮氣體的情況下，并且該液體助推劑在噴出液體時(shí)能提供一個(gè)維持罐中恒定氣壓的儲(chǔ)氣空間的情況下，就可以不用氣嘴。要噴出的物質(zhì)不需要有微小的散布時(shí)，也不需要?dú)庾臁?br> 氣嘴以前是和噴出粉末、涂料、以及包含顆?；蛘承晕镔|(zhì)在內(nèi)的某些其它物質(zhì)(它們都可能堵塞閥按鈕孔)一起使用的。這些氣嘴的橫斷面大于和本發(fā)明一道使用的氣嘴的橫斷面。對(duì)于水或其它類(lèi)似的細(xì)微均勻噴出的液體物質(zhì)，要對(duì)氣嘴進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，使其有助于液體的粉碎和霧化。這也有助于當(dāng)要噴出的物質(zhì)和揮發(fā)性的助推劑剛剛通過(guò)出口并剛剛進(jìn)入較低壓力的環(huán)境大氣時(shí)的急驟閥蒸或立即揮發(fā)。工作原理一直就是，壓力越高物質(zhì)的粉碎效果就越好。
氣嘴模制在噴霧閥中，模制氣嘴的孔直徑為0.020英寸或0.508mm數(shù)量級(jí)。在一個(gè)使用氣嘴的噴霧罐中，這種孔直徑會(huì)使每次噴出物質(zhì)時(shí)流出的氣體太多，使應(yīng)用低壓罐很困難，甚至不可能。但是最近已開(kāi)發(fā)出激光鉆氣嘴孔技術(shù)，可使氣嘴的孔徑小到0.005英寸到0.008英寸，或0.127mm到0.203mm。這就使通過(guò)氣嘴流出罐的加壓氣體量小得多。有關(guān)環(huán)境保護(hù)規(guī)則的一個(gè)附加要求是減少揮發(fā)性有機(jī)化合物(例如在噴霧罐中使用的并且要排向大氣的助推劑)的數(shù)量。使用低壓噴霧罐并且使用具有小孔徑的氣嘴，就可以使用較少的助推劑，從而使本發(fā)明具有一個(gè)附加的環(huán)境方面的優(yōu)點(diǎn)。
按本發(fā)明的罐可以由鋼、鋁、或其它材料制成，它要足夠薄以便在上述力的作用下可以變形，并且在上述的壓力和真空下可以壓扁。罐中壓力可以足夠低，因此該罐可由塑料材料、或者甚至防泄漏的紙材料、任何能保持住壓力的材料制成。
本發(fā)明的一個(gè)重要的環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)點(diǎn)是減少了生產(chǎn)每個(gè)罐所需的金屬數(shù)量。本發(fā)明的鋼罐所用的鋼的數(shù)量是相似尺寸的較高內(nèi)部壓力的標(biāo)準(zhǔn)噴霧罐的13到 2/3 。對(duì)于鋁罐，重量的減輕甚至更大。出于廢物處理的需要，美國(guó)的一些州政府規(guī)定了減少容器材料的數(shù)量，本發(fā)明超過(guò)了當(dāng)前要求的減少量。
對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)合附圖的描述，將使本發(fā)明的其它目的和特征更加清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明帶有閥的按鈕式噴出罐的側(cè)視剖面圖;
圖2是表示閥特征的罐的閥區(qū)局部放大圖;
圖3是閥、閥桿和噴霧按鈕的局部放大圖;以及圖4是沿圖3的線4從噴霧按鈕的內(nèi)部向外的視圖。
圖1表示本發(fā)明的低壓按鈕式噴出罐10。它是用作常規(guī)的碳化飲料罐那種型式的薄壁鋼罐12，帶有一個(gè)整體式的向內(nèi)突出的圓頂?shù)撞?4。
該鋼罐的壁厚約為0.005英寸或0.127mm，這是碳化飲料罐的標(biāo)準(zhǔn)厚度。這樣薄壁的罐在5-10磅或2.27-4.55千克的較小手指力作用下即可發(fā)生變形。當(dāng)罐內(nèi)的內(nèi)部氣壓為25-90磅/英寸2或172-621千帕?xí)r，就可以抗住由正常手指壓力產(chǎn)生的這種形變，保持它的形狀不變。雖然罐體12、14被描述成鋼制的，但只要具有需要的質(zhì)量，也可以是鋁或其它材料制成的。已在上邊的本發(fā)明的概述中描述了具有這種內(nèi)部氣壓特征的罐的其它固有特點(diǎn)。
罐的頂部在16處是開(kāi)通的。在罐12頂部16上裝上剛性噴霧閥圓頂18，在20處將罐的頂部邊緣和圓頂?shù)闹苓呎郫B在一起并卷曲起來(lái)以便形成密封，也可通過(guò)焊接或其它的常規(guī)方法進(jìn)行這種密封。圓頂18由較厚的和剛性較大的鋼制成，因此在罐內(nèi)氣壓或外部指壓作用下不會(huì)變形，并且更為重要的是它可支撐噴霧閥并當(dāng)朝罐方向壓下噴霧按鈕時(shí)不變形。圓頂18的上部有一個(gè)中央開(kāi)口，其周邊為22，由剛性閥蓋25封閉。閥蓋25有一個(gè)已經(jīng)形成的周邊槽，以便接納圓頂?shù)念i部成品件。圓頂還可以按另一種方式具有裝配閥的孔，因此就可以不使用閥蓋。另外，上部圓頂還可由罐的上部壁形成。
在罐12中部分地充以流體的(通常為液體的)可噴出物質(zhì)28，該物質(zhì)可以是或希望以噴霧、泡沫或流束形式噴出的幾乎所有物料。該液體一般要與在上述本發(fā)明概述中討論的那種類(lèi)型助推氣體混合。液體物質(zhì)當(dāng)然要置于罐的底部，并且在液體物質(zhì)28的上方要產(chǎn)生一個(gè)充有氣體助推劑的壓力頭空間32。隨著液體物質(zhì)的逐漸噴出，壓力頭空間也隨之增大。
閥蓋25有一個(gè)支撐噴霧閥40的支座34，閥40為一般的常規(guī)型式，但有少數(shù)幾個(gè)已知閥的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)特別適合于以噴霧、泡沫或流束形式有效地加壓噴出罐12中全部低壓液體物質(zhì)28。液體28通常與某些助推氣體混合，通過(guò)液體浸管44的入口42離開(kāi)罐12。壓頭空間32中的壓力推動(dòng)液體沿管44向上。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2。液體浸管44牢固地固定在閥體48的接套46上。閥體48在支座至閥體的連接部分51的卷曲處進(jìn)行固定。閥體48的上端是開(kāi)通的。閥蓋剛性支座34在閥體開(kāi)通的上端的上方52處彎折，并在彎折部分52的下方及閥體的開(kāi)通上端的上方，支座包圍一個(gè)環(huán)形的閥桿墊54，墊54封閉閥室64并圍繞下述的閥桿70進(jìn)行密封，防止閥室64沿閥桿70泄漏。倘若罐是倒置使用的，則浸管就成為不必要。
液體自管44穿過(guò)接套46和較小截面的閥體孔62進(jìn)入閥體的有較寬內(nèi)部截面的閥室64。來(lái)自壓頭空間32的氣體可穿過(guò)下邊將要進(jìn)一步描述的氣嘴90進(jìn)入閥室64。穿過(guò)管44移動(dòng)的氣體已和某些助推氣體混合起來(lái)，這有助于閥室64的填充，也有助于將液體霧化成小滴。
閥桿70在閥室64有一個(gè)基座72。通過(guò)在閥桿基座72和閥體48的底壁76之間伸展的壓縮彈簧74，將閥桿70向上頂?shù)介y關(guān)閉的非噴霧位置。彈簧74迫使閥桿70向上，一直到閥桿基座72的上側(cè)77緊靠在墊54的下側(cè)時(shí)為止。
閥桿70穿過(guò)在按其它方式密封的閥桿墊54中的一個(gè)緊配合的開(kāi)口78從閥體上伸出。閥桿墊由柔性的可略微彎曲的彈性材料構(gòu)成，閥桿墊穩(wěn)定地壓靠在閥桿的周邊上，在這里密封抗氣體泄漏，還允許閥桿通過(guò)手指壓力向下移動(dòng)，并能通過(guò)彈簧74的力返回閥桿。
閥桿有一個(gè)內(nèi)部通路82，并帶有一個(gè)狹窄的閥桿入口84，入口84將閥室64和閥桿通路82溝通。小橫斷面的入口84限制能夠噴出的液體物質(zhì)數(shù)量。確定入口84的位置，使在按下閥桿70至如圖2所示位置的打開(kāi)噴霧狀態(tài)時(shí)，入口84位于閥室64中，并且閥室64中的物質(zhì)逐漸通過(guò)入口84噴出。當(dāng)閥桿在彈簧74的力的作用下抬起時(shí)，入口84離開(kāi)閥室64，可能會(huì)進(jìn)入墊54中并受到墊54的保護(hù)。在閥室64外面的入口84阻止物料從閥室64，也就是從罐12內(nèi)逸出。
特別是因?yàn)閷?duì)于某些產(chǎn)品而言罐12內(nèi)部壓力不大，必須有足夠多的氣體進(jìn)入閥室64才能有助于該液體的霧化。為此，在閥體側(cè)壁48上要設(shè)置一個(gè)氣嘴90，氣嘴90例如為0.06英寸或0.152mm的一個(gè)極窄的細(xì)孔，側(cè)壁48一般由塑料構(gòu)成。近來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出極小的激光鉆孔技術(shù)，能使孔90有極小的橫斷面(0.005-0.08英寸或0.127-0.203mm)，從而使從壓力頭空間32穿過(guò)氣嘴90進(jìn)入閥室64的氣體流速很小。如果氣嘴孔90太大或者按常規(guī)有0.02英寸、或0.508mm那樣大的直徑的話，則壓頭空間32中的氣體可能排出的太快。這將使罐內(nèi)氣壓降低得太快，不能把罐內(nèi)的所有液體都噴出來(lái)。因此，當(dāng)不單純依靠溶解在加壓液體中并在該液體上壓縮的氣體給閥室64供應(yīng)所有的噴霧氣體時(shí)，并且當(dāng)使用窄孔氣嘴時(shí)，該低壓噴霧罐對(duì)某些產(chǎn)品來(lái)說(shuō)能夠最為滿(mǎn)意的工作。對(duì)于某些類(lèi)型的氣體助推劑，例如含氯氟烴、碳?xì)浠衔?，可揮發(fā)成氣體形式的其它液化氣體助推劑，以及易于溶解在要噴出的液體產(chǎn)品中的助推劑，即使用于低壓噴霧罐，也可以不要求使用附加的氣嘴。
現(xiàn)在回到閥桿的出口。閥桿70的出口端92伸入位于手動(dòng)噴霧按鈕96中的一個(gè)接納室98中。噴霧按鈕96采用機(jī)械方式斷開(kāi)了先前形成的霧滴和剩余的液體?；旌显谝黄鸬囊旱魏蜌怏w的出口通路是從噴管頂部開(kāi)始，通過(guò)狹窄的小室98，并進(jìn)入環(huán)形的流動(dòng)分配室102，室102是由自噴霧按鈕96的前面向內(nèi)形成的一個(gè)環(huán)。環(huán)形室96上蓋有一個(gè)噴嘴圓盤(pán)墊104(圖4)，墊104有多個(gè)切向的流孔106，可吹動(dòng)氣體和液滴切向地進(jìn)入圓形旋渦室108。液滴和氣體然后在由閥的各個(gè)部件和罐內(nèi)壓力決定的力的作用下離開(kāi)噴嘴孔110噴出。可使用機(jī)械式斷開(kāi)的各種變型。其中某些部件是模制成的，因此就不需要圓盤(pán)墊了。
以上描述的本發(fā)明適合應(yīng)用其它型式的用于按鈕式噴霧、泡沫或流束的閥。唯一的要求是，該閥適合于只噴出少量的液體物質(zhì)和少量的氣體，使消耗的液體和氣體供應(yīng)不太快，不浪費(fèi)氣壓和液體物質(zhì)。選擇閥的特征，使液體和氣流的比例是達(dá)到這些目的的最為適合的比例。也可以使用其它能實(shí)現(xiàn)這些目的的噴霧閥。
雖然本發(fā)明是針對(duì)它的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，但許多其它變型和改進(jìn)以及其它用途對(duì)熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是顯而易見(jiàn)的。因此本發(fā)明最好不受這里的特定公開(kāi)內(nèi)容的限制，而僅由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種低壓無(wú)隔板型并配有閥的噴出罐，用于包含并通過(guò)壓縮氣體和/或液化氣體來(lái)噴出液體物質(zhì)，該罐包括一個(gè)大體圓柱形的罐，罐壁的材料和厚度應(yīng)使罐未加壓時(shí)，罐壁易于用正常的手指壓力變形并易于用正常的手壓力壓扁，但當(dāng)罐內(nèi)加壓時(shí)，該罐有足夠大的剛性，不易用正常的手指和手的壓力變形和壓扁；該罐適于容納助推劑和要噴出的流體物質(zhì)，助推劑和流體物質(zhì)未用一個(gè)位于罐中二者之間的隔板隔開(kāi)；位于罐上并帶有閥孔的噴出閥，適于被打開(kāi)以便以選定的噴霧、泡沫或流束形式噴出期望數(shù)量和流速的流體物質(zhì)和助推劑，噴出時(shí)要使罐能保持有足夠大的助推劑壓力以便把罐中的幾乎所有的可噴出的流體物質(zhì)都噴出去。
2.如權(quán)利要求1的罐，其特征是罐側(cè)壁的厚度要求是，能使罐中的內(nèi)部氣壓給罐以剛性，并且該內(nèi)部壓力可防止正常手指壓力造成側(cè)壁變形，以及防止正常手壓力壓扁該罐。
3.如權(quán)利要求2的罐，在罐中包括有流體物質(zhì)和助推劑，其特征是要對(duì)助推劑的類(lèi)型和數(shù)量進(jìn)行選擇，從而使噴出控制數(shù)量的流體物質(zhì)所用的助推劑壓力與給罐壁以所需剛性的壓力相同，從而即可防止正常的手指和手的壓力使罐變形和壓扁。
4.如權(quán)利要求2的罐，在罐中包括有流體物質(zhì)和助推劑，其特征是該助推劑即用于產(chǎn)生按可控方式噴出流體物質(zhì)的壓力，又用于使罐壁產(chǎn)生需要的剛性。
5.如權(quán)利要求2的罐，其特征是罐的厚度可使罐加壓到100磅/英寸2或689.5千帕?xí)r，罐沿直徑的膨脹至少為該直徑的千分之1.5。
6.如權(quán)利要求4的罐，其特征是其閥易于重復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉。
7.如權(quán)利要求4的罐，其特征是此罐還有連結(jié)到罐壁并且封閉該罐的底部和頂部;選擇助推劑的數(shù)量和類(lèi)型，使罐具有剛性并且足以噴出幾乎所有的流體物質(zhì)，但罐的側(cè)壁、頂部和底部結(jié)構(gòu)應(yīng)使所選的助推劑壓力不致于使罐超出規(guī)定的對(duì)變形和斷裂的要求。
8.如權(quán)利要求7的罐，其特征是要對(duì)罐的側(cè)壁、底部和頂部的厚度、以及助推劑的類(lèi)型和數(shù)量進(jìn)行選擇，使該罐在130°F或54.4℃情況下不會(huì)永久變形，并且在由助推劑在130°F或54.4℃產(chǎn)生的壓力的1.5倍力的作用下不會(huì)爆裂。
9.如權(quán)利要求8的罐，其特征是該罐是一個(gè)金屬罐，壁厚頂多為0.0065英寸，或0.165mm，罐的直徑約為2 1/16 英寸或52.4mm。
10.如權(quán)利要求8的罐，其特征是該罐是一個(gè)金屬罐，壁厚為0.0075英寸或0.191mm，或者更小些，罐的直徑約為2 5/8 英寸或66mm。
11.如權(quán)利要求8的罐，其特征是該罐是一個(gè)金屬罐，壁厚為0.008英寸或0.216mm，或者更小些，罐的直徑約為3英寸或76mm。
12.如權(quán)利要求9的罐，其特征是對(duì)于2 1/16 英寸或52.4mm直徑的罐的厚度為0.0034-0.0055英寸，或0.086-0.139mm。
13.如權(quán)利要求10的罐，其特征是對(duì)于2 5/8 英寸或66mm直徑的罐的壁厚為0.005-0.007英寸，或0.127-0.178mm。
14.如權(quán)利要求11的罐，其特征是對(duì)3英寸或76mm直徑的罐的壁厚為0.006-0.008英寸，或0.152-0.203mm。
15.如權(quán)利要求8的罐，其特征是其側(cè)壁不能承受超過(guò)16英寸或48cm汞柱的內(nèi)部真空而不壓扁。
16.如權(quán)利要求1的罐，其特征是其閥包括一個(gè)閥體，在閥體內(nèi)有一個(gè)與大氣溝通的閥室，一個(gè)閥體孔將罐的內(nèi)部和閥室溝通，該孔的斷面尺寸足以允許流體物質(zhì)和混合的助推劑通過(guò)閥室并以噴霧、流束或泡沫形式噴向大氣，同時(shí)將它們以足夠低的速度送入閥室，該足夠低的速度就是在助推劑壓力下能夠噴出罐中所有可噴出的流體物質(zhì)的速度。
17.如權(quán)利要求16的罐，其特征是該閥體進(jìn)一步還包括一個(gè)氣嘴，氣嘴的斷面比閥體孔的斷面窄，該氣嘴與罐內(nèi)部溝通以使從罐內(nèi)部接納加壓的助推劑，該氣嘴在向大氣噴出前還與閥室內(nèi)部溝通以便提供額外的助推劑，有助于流體物質(zhì)的霧化和分散。
18.如權(quán)利要求17的罐，其特征是氣嘴是約0.005-0.007英寸或0.127-0.178mm的一個(gè)窄孔。
19.一種噴出按鈕式噴霧器內(nèi)流體物質(zhì)的方法，該方法包括將罐填充一種可噴出的流體物質(zhì)和一種氣體助推劑，將它們混合起來(lái)使它們?cè)谡Ｊ覝馗浇膲毫χ炼酁?05磅/英寸2或724千帕左右，其中的罐具有如下特征大體為圓桶形的罐有一個(gè)壁和一個(gè)底部，它們的厚度要能使罐的壁和底部在大于120-130磅/英寸2或827-896千帕的內(nèi)部壓力下永久變形，并且使罐的壁和底部在1.5倍該永久變形的內(nèi)部壓力下不會(huì)爆裂，所說(shuō)大體為圓桶形的罐的材料和厚度使罐未加壓時(shí)罐壁容易用正常手指壓力變形并且容易用正常的手的壓力壓扁，但在罐內(nèi)加壓時(shí)，該罐具有足夠大的剛性，不易由正常的手指壓力和手壓力變形和壓扁;該罐適于包含助推劑和要噴出的流體物質(zhì)，將助推劑和流體物質(zhì)混合起來(lái)，該罐在助推劑和要噴出的流體物質(zhì)之間沒(méi)有隔板;將助推劑置于罐內(nèi)，助推劑的數(shù)量要能使罐被充分加壓、以噴霧、流束、或泡沫形式排出所有的可噴出的流體物質(zhì)時(shí)，該罐在低于130°F或54.4℃溫度時(shí)不會(huì)永久變形，并且該罐不可能由加在罐壁上的正常手指壓力向內(nèi)變形;該方法進(jìn)一步還包括將一個(gè)閥加到罐上以封閉該罐，該閥具有噴出一定數(shù)量混合的可噴出的流體物質(zhì)和助推劑的能力，噴出過(guò)程中該罐能夠保持足夠大的助推劑壓力，以便以可接受的霧狀、流束、或泡沫形式噴出基本上所有的可噴出的流體物質(zhì)。
全文摘要
一種區(qū)別于現(xiàn)有的高壓按鈕式噴出罐的低壓按鈕式噴出罐。大體上圓筒形的罐有一個(gè)類(lèi)似于碳化飲料罐的薄壁厚度，它可用手指壓力變形，但它的形狀可由內(nèi)部氣壓維持不變。要噴出的液體物質(zhì)和助推氣體在罐內(nèi)混合。噴出閥在罐的頂部，以可控方式噴出液體物質(zhì)和助推劑。該閥在罐內(nèi)的氣體助推劑壓力頭空間和閥室之間包括一個(gè)附加的窄孔氣嘴，以便提供能霧化液體并能將液體自噴嘴噴出的額外氣體。
文檔編號(hào)B05B11/04GK1080257SQ9310734
公開(kāi)日1994年1月5日 申請(qǐng)日期1993年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月18日
發(fā)明者喬治·B·戴蒙德, 拉爾夫·赫爾姆里希 申請(qǐng)人:喬治·B·戴蒙德, 拉爾夫·赫爾姆里希