專(zhuān)利名稱(chēng)：一種容器的封蓋組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及包括螺紋凸緣和帶螺紋封閉塞的封蓋組件，其中，所述凸緣牢固地安裝在容器端板或所謂的圓筒端頭(drumhead)。容器端板和凸緣之間的連接設(shè)計(jì)成能在連接處牢固和緊密地密封，從而防止沿軸向推入或推出凸緣，當(dāng)封閉塞擰緊到位時(shí)可防止凸緣相對(duì)容器端板產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
凸緣帶有內(nèi)螺紋以接收帶有外螺紋的封閉塞。如本說(shuō)明中將要公開(kāi)的，這些凸緣和封閉塞的封蓋組件一般包括某種類(lèi)型的密封墊圈或密封劑，或者包含兩者。如下面將介紹的，本發(fā)明的優(yōu)選封蓋組件除了凸緣和封閉塞之外還包括布置在封閉塞和容器端板一部分之間的環(huán)形墊圈。當(dāng)封閉塞完全擰緊到凸緣后，環(huán)形墊圈沿徑向壓縮，從而形成無(wú)泄漏的封蓋組件。在本發(fā)明中，凸緣的固定以及封蓋組件的密封都是特殊設(shè)計(jì)的結(jié)果，利用了較高的壓接壓力和作用力，以及將環(huán)形墊圈布置在封閉塞和容器端板之間承受徑向壓縮。封閉塞的內(nèi)表面，即其周?chē)忼X狀突出部分的徑向內(nèi)側(cè)，是傾斜的，可改進(jìn)墊圈與封閉塞及容器端板的相互作用。作為該特殊設(shè)計(jì)的一部分，可對(duì)封閉塞進(jìn)行改進(jìn)形成可接收墊圈的傾斜表面或成形表面。如下面將要介紹的，通過(guò)這些設(shè)計(jì)改進(jìn)可以提高墊圈的性能。
更具體地，本發(fā)明涉及螺紋凸緣和螺紋封閉塞的組件的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)，其中對(duì)尺寸和尺寸關(guān)系進(jìn)行選擇形成總體較小的組件，這種組件能夠用于較小容器并提供非常好的螺紋系統(tǒng)，用于分配和螺紋連接目前使用的圓筒附件(drum accessories)。與這種小尺寸設(shè)計(jì)有關(guān)的結(jié)構(gòu)特征是將容器端板作為支撐物以加強(qiáng)固定在容器端板的凸緣側(cè)壁。有關(guān)的設(shè)計(jì)改進(jìn)包括對(duì)凸緣和封閉塞的形狀及幾何尺寸作出改進(jìn)，以提高工作性能并提供更多的優(yōu)點(diǎn)。
雖然螺紋凸緣和封閉塞的組件在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中是眾知的，但是也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到較小的設(shè)計(jì)變化可引起相當(dāng)大的可靠性和性能方面的差異。因此應(yīng)理解特定尺寸的精確性和重要性、尺寸之間關(guān)系、凸緣和相配合的封閉塞的形狀是本發(fā)明的一部分，這些十分重要。因此將介紹本發(fā)明的特定特征，及其對(duì)公開(kāi)的封蓋組件總體可靠性及工作性能的重要性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的容器的封蓋組件包括組合件，其包括環(huán)形凸緣，設(shè)有帶螺紋的塞孔；帶螺紋的封閉塞，具有帶螺紋的外部；和沿徑向布置在封閉塞和容器端板一部分之間的環(huán)形墊圈，所述容器端板的一部分在環(huán)形凸緣的上面和周?chē)纬?，因而成為與環(huán)形墊圈相鄰布置的軸向內(nèi)壁并構(gòu)成壓縮墊圈的表面。封閉塞和容器端板軸向內(nèi)壁之間相對(duì)環(huán)形墊圈尺寸的徑向距離決定了環(huán)形墊圈的徑向壓縮度。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的容器的封蓋組件。
通過(guò)下面的介紹將更加清楚地了解本發(fā)明的有關(guān)目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的安裝好的容器的封蓋組件的頂視圖；
圖2是沿圖1中封蓋組件2-2剖面的全剖視圖；圖3是包括圖1所示封蓋組件部分的封閉塞和環(huán)形墊圈的全剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的安裝在圖1所示容器端板的凸緣的全剖視圖；圖5是圖4凸緣的頂視圖；圖6是沿圖5凸緣的6-6剖面的全剖視圖；圖7是最初形成的用于接收?qǐng)D1所示封蓋組件的容器端板的全剖視圖；圖8是適用于本發(fā)明封蓋組件的另一種可選凸緣的正視圖；圖9是適用于本發(fā)明封蓋組件的另一種可選封閉塞結(jié)構(gòu)的全剖視圖；和圖10是圖9所示封閉塞安裝在本發(fā)明封蓋組件時(shí)的全剖視圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更好地理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在將參考附圖所示實(shí)施例來(lái)詳細(xì)介紹本發(fā)明，特定的語(yǔ)言將用來(lái)介紹實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的范圍不希望受此限制，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易對(duì)所示裝置作出各種修改和變化，并可以對(duì)所顯示的本發(fā)明基本原理作進(jìn)一步的應(yīng)用。
參考圖1和2，圖中示出了安裝在容器端板21的封蓋組件20。封蓋組件20包括凸緣22(見(jiàn)圖5和6)、封閉塞23(見(jiàn)圖3)和環(huán)形墊圈24。環(huán)形并帶有內(nèi)螺紋的凸緣22的形狀加工成可由端板21牢固地容納，因?yàn)槎税?1成形、拉伸并擠壓到凸緣22的上面、里面和周?chē)?見(jiàn)圖4)。打孔并拉伸后的容器端板21的初始形狀在圖7中示出。在大多數(shù)應(yīng)用中，較大開(kāi)口的端板，凸緣和封閉塞的組合件用于填充和分配。較小開(kāi)口的端板，凸緣和封閉塞的組合件用于排氣。工業(yè)通常使用或參考的標(biāo)準(zhǔn)凸緣和封閉塞的尺寸包括美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直管螺紋NPS 3/4英寸(25毫米)、NPS 1-1/2英寸(45毫米)和NPS 2英寸(57毫米)。
封閉塞23帶有外螺紋以便與凸緣22形成牢固的無(wú)泄漏螺紋嚙合。環(huán)形墊圈24預(yù)先裝配到封閉塞23的大體上是圓筒形的墊圈接收部分23a上。如圖所示，環(huán)形墊圈24設(shè)置在封閉塞和端板21的內(nèi)壁27之間，并最后在這兩個(gè)表面之間受到壓縮，從而使封閉塞23與內(nèi)壁27之間形成徑向密封。通過(guò)這種方式，即使流體可能從容器端板21和凸緣22之間泄漏，也不能通過(guò)徑向壓縮的環(huán)形墊圈24滲漏。任何可能通過(guò)螺紋嚙合的流體泄漏將被環(huán)形墊圈24阻止。墊圈24的這種特殊設(shè)置使得封蓋組件只需要一個(gè)墊圈，而其它設(shè)計(jì)方案卻要求組件設(shè)置兩個(gè)墊圈來(lái)形成有效的液密密封。
環(huán)形墊圈24沿徑向壓縮在封閉塞23和內(nèi)壁27之間，因而其壓縮程度一般與擰緊(螺紋嚙合)封閉塞到凸緣22時(shí)所施加的扭矩?zé)o關(guān)。封閉塞23與容器端板21的內(nèi)壁27之間的徑向間隙(側(cè)面的)在某種程度上確定了環(huán)形墊圈24的壓縮度。墊圈的截面直徑的大小控制了壓縮關(guān)系的平衡或其余部分。重要的是，墊圈的徑向壓縮程度不是擰緊扭矩的函數(shù)。相反地，只要將封閉塞23和內(nèi)壁27之間間隙的徑向?qū)挾扰c環(huán)形墊圈的截面直徑作比較，就能夠容易地確定環(huán)形墊圈沿徑向的壓縮程度。
其它能夠設(shè)置單個(gè)墊圈的位置只有封閉塞23的徑向邊緣28與端板21之間。然而，墊圈24在這個(gè)位置不能預(yù)先安裝到封閉塞23。重要的一點(diǎn)是，在邊緣28的底面29接觸端板21上表面30之前，封閉塞23未擰緊到凸緣22中。封閉塞23和端板21之間形成這種直接面-面接觸的能力是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。假如在徑向邊緣28和端板21的上表面30之間需要布置環(huán)形墊圈來(lái)形成液密密封，那么本發(fā)明的這一特殊特征就不能夠利用。通過(guò)選擇配合螺距以及相對(duì)封閉塞23和凸緣22其余尺寸的螺紋長(zhǎng)度，這些部件可以設(shè)計(jì)成，當(dāng)在某點(diǎn)封閉塞23在凸緣22中達(dá)到所要求的擰緊扭矩時(shí)，徑向邊緣28的底面29幾乎(小于0.8毫米)與容器端板21的上表面30接觸。從這點(diǎn)繼續(xù)，對(duì)于封閉塞進(jìn)入到凸緣，擰緊扭矩十分細(xì)微的增大就能使這兩個(gè)表面相互接觸。這還使得可通過(guò)目視確定封閉塞是否適當(dāng)擰緊，其還形成了機(jī)械止動(dòng)件以防止過(guò)度擰緊而使墊圈密封材料破裂。這樣通過(guò)對(duì)兩個(gè)接觸表面的快速簡(jiǎn)單的目視檢查，可以用肉眼確定已經(jīng)達(dá)到所要求的擰緊扭矩。因此，不需要用扭矩扳手來(lái)確定封閉塞23與凸緣22之間的適當(dāng)擰緊扭矩。一旦這兩個(gè)表面接觸，就可以停止將封閉塞23擰緊到凸緣22，而且達(dá)到所要求的扭矩。
當(dāng)墊圈24安裝在封閉塞23上時(shí)，其外徑尺寸比徑向邊緣28的外徑尺寸小很多。而墊圈24的外徑尺寸大于內(nèi)壁27的內(nèi)徑，所以墊圈被壓縮，使環(huán)形墊圈相對(duì)于徑向邊緣28凹進(jìn)，可使徑向邊緣28與容器端板的上表面30接觸，在這一點(diǎn)形成金屬-金屬接觸。環(huán)形墊圈相對(duì)于封閉塞23其余部分的位置在圖3中示出，圖2示出了組合件以及壓縮的環(huán)形墊圈24。封閉塞23的內(nèi)部形狀或結(jié)構(gòu)33可通過(guò)手動(dòng)或機(jī)動(dòng)使得封閉塞23擰緊到凸緣22中。邊緣28(其外周邊)的六邊形結(jié)構(gòu)是裝飾性的設(shè)計(jì)，可作為識(shí)別原始的特定制造商的標(biāo)志。蝴蝶結(jié)狀的旋轉(zhuǎn)柄33使得能夠利用傳統(tǒng)的圓筒扳手(drumwrench)或適配器將封閉塞擰緊到凸緣中。通過(guò)將所述面-面接觸用于設(shè)置所要求的適當(dāng)扭矩，幾乎不會(huì)有過(guò)度擰緊的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是六邊形的邊緣28相對(duì)安裝在端板的凸緣22外徑的尺寸，見(jiàn)圖2和4?？邕^(guò)邊緣28的最大徑向尺寸是六角形突出部分35的相對(duì)平面部分34的尺寸，該尺寸小于上表面30的外徑。因此，平面部分34不會(huì)突出超過(guò)上表面30的外徑，從而保護(hù)六角形突出部分35免受沖擊或撞擊，否則可能使封閉塞23松脫。這種設(shè)計(jì)還可以防止六角形突出部分35與附近的任何結(jié)構(gòu)或表面相碰或摩擦。所介紹的這種相互尺寸關(guān)系主要應(yīng)用于尺寸較大的封閉塞。對(duì)于NPS 3/4英寸的(排氣)封閉塞，封閉塞的最外尺寸可能延伸到裝配好的凸緣的最外點(diǎn)以外。
繼續(xù)參考圖4，可注意到容器端板21在凸緣22的周?chē)晚敹诵纬桑漭S向內(nèi)壁27位于凸緣側(cè)壁38的內(nèi)徑處。構(gòu)成容器端板21上表面30的上壁部分39與凸緣22的上表面40接觸。如圖5所示，凸緣22包括一系列等間隔的大體上是矩形的鋸齒狀突出部分41，沿圓周間隔布置在凸緣22的周?chē)?，與凹進(jìn)部分42交替排列。總共有二十個(gè)鋸齒狀突出部分以十八度等間隔布置，而端板21的外壁43設(shè)置在每個(gè)鋸齒狀突出部分41的周?chē)?。?duì)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直管螺紋NPS3/4英寸的凸緣，有十六個(gè)鋸齒狀突出部分。凹進(jìn)部分的尺寸和間隔度數(shù)相應(yīng)改變。由于端板21的金屬在每個(gè)凹進(jìn)部分42中成形，如圖1所示，因此形成了牢固的互鎖關(guān)系。這種互鎖設(shè)計(jì)可防止凸緣22相對(duì)容器端板21的任何轉(zhuǎn)動(dòng)。
外壁43的環(huán)形凹部46在凸緣側(cè)壁38的環(huán)形徑向邊緣47的下面形成。這種結(jié)構(gòu)與上壁部分39配合可將徑向邊緣47夾在端板21的兩個(gè)部分之間。這樣可以防止凸緣22相對(duì)容器端板21沿軸向推入或拉出。
端板21的內(nèi)壁27和外壁43設(shè)置成沿徑向相對(duì)的類(lèi)似形狀，因此徑向邊緣47，包括鋸齒狀突出部分41和凹進(jìn)部分42沿徑向夾在內(nèi)壁27和外壁43之間。而徑向邊緣47的外表面形成鋸齒狀突出部分41和凹進(jìn)部分42。用來(lái)使端板21在凹進(jìn)部分42以及鋸齒狀突出部分41周?chē)尚蔚膹较蛳騼?nèi)力如果單獨(dú)使用可能會(huì)使凸緣22變形，這取決于尺寸、材料、以及材料大小。任何這樣的變形可能導(dǎo)致無(wú)法正確接收封閉塞23的問(wèn)題。
避免這種可能發(fā)生的問(wèn)題的方法是增大凸緣22的壁厚。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的封閉塞尺寸，這要求凸緣有較大的外壁外徑。因而會(huì)增加總體尺寸，從而可能限制配合這種較大凸緣的容器。通過(guò)將內(nèi)壁27作為凸緣22的加強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)并通過(guò)使用金屬凸緣，可以有較高的壓接力沿與內(nèi)面相反的方向施加在外表面。這些力施加在容器端板21的材料上，具體地沿徑向向內(nèi)施加在外壁43上并沿徑向向外施加在內(nèi)壁27上。
這種特殊的結(jié)構(gòu)使得施加在容器端板21上使其靠緊凸緣22的外力能夠比早先設(shè)計(jì)的力大很多，早先的設(shè)計(jì)采用合成材料凸緣和/或沒(méi)有支撐內(nèi)壁如內(nèi)壁27。通過(guò)高很多的外力，可以將內(nèi)外壁27和43壓到凸緣的相應(yīng)表面上，實(shí)現(xiàn)緊密的金屬-金屬密封。根據(jù)本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)，實(shí)際上不需要鋸齒狀突出部分，如鋸齒狀突出部分41，來(lái)將凸緣正確地固定在容器端板。甚至可以在凸緣材料形成壓痕，使容器端板能夠鎖定到其中，以防止凸緣22相對(duì)容器端板21產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以施加較高對(duì)接壓力使得不需要任何鋸齒狀突出部分就能夠形成牢固的連接。然而，如果凸緣需要加工成某種形狀，本發(fā)明較高的壓力或外力能夠使可選擇的形狀、壓痕等作為凸緣22的，或容器端板21的一部分，或者作為這兩者的一部分。
金屬用于凸緣22來(lái)代替合成材料的還有的優(yōu)點(diǎn)是金屬的使用壽命較長(zhǎng)。與此相關(guān)的另一優(yōu)點(diǎn)是金屬的耐熱性較高。對(duì)使用壽命而言，合成材料凸緣除了更容易損壞之外，還會(huì)隨著時(shí)間推移而磨損。遠(yuǎn)在封蓋和容器的其余部分需要更換之前，這種磨損和/或損壞就可能達(dá)到必須更換凸緣的水平。如果凸緣及其與容器端板的連接方式?jīng)]有設(shè)置成可對(duì)凸緣進(jìn)行更換，那么很可能在容器的使用壽命到達(dá)之前不得不更換整個(gè)容器。如果凸緣及其與容器的連接方式設(shè)置成可以對(duì)凸緣進(jìn)行更換，那么對(duì)此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可能增加額外的費(fèi)用。而且，將凸緣及其與容器端板的連接方式設(shè)置成能夠?qū)ν咕夁M(jìn)行更換的設(shè)計(jì)可能影響或妨礙要求的其它設(shè)計(jì)方面或特征。
通過(guò)將合成材料凸緣改變?yōu)榻饘偻咕?，可以避免這些磨損問(wèn)題以及相關(guān)的擔(dān)心，只要封蓋和容器的其余部分保持在能夠繼續(xù)使用的容許狀態(tài)，那么凸緣就能基本上保持在可繼續(xù)使用的容許狀態(tài)。如所指出的，利用金屬凸緣以及內(nèi)壁27和外壁43提供的支撐特性，可以用較高的壓力將容器端板材料對(duì)接或擠壓到凸緣材料中和包圍凸緣。由這些較高外力產(chǎn)生的密封和牢固的連接不必使用任何其它密封劑，這是現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)中經(jīng)常要求的。
至于耐熱性，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到使用封蓋組件20的這類(lèi)容器通常是要清洗、刷新并再次使用的。清潔過(guò)程的一個(gè)部分是使容器及其封蓋組件處于高溫之下。當(dāng)合成材料用作凸緣時(shí)，凸緣所處的高溫水平要求使用耐熱材料。與不耐熱的類(lèi)似材料相比，這樣的材料更加昂貴。從而增加封蓋組件的成本。將金屬用作凸緣22可具有耐熱性但又不會(huì)增加封蓋組件的成本。使用密封劑還會(huì)擔(dān)心的問(wèn)題是，這種密封劑可能會(huì)因?yàn)楦邷厍逑炊鴪?bào)廢。因而這將使容器報(bào)廢或必須更換密封組件，使翻新的時(shí)間和成本增加。
對(duì)于本文介紹類(lèi)型的容器的封蓋組件，某些現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)需要增加一種零件。這種增加的零件被稱(chēng)作對(duì)接環(huán)或固定環(huán)。其目的是，在凸緣和容器端板不能形成所要求的連接和性能時(shí)，在這兩個(gè)部件之間提供連接界面。不能達(dá)到要求的連接可能是因?yàn)樗x擇的具體部件結(jié)構(gòu)或是所選擇的材料引起，也可能是這兩個(gè)因素的組合而引起。借助于本發(fā)明能夠施加的較高外力可避免使用任何“額外的”零件如對(duì)接環(huán)、固定環(huán)或其它部件，這些部件會(huì)增加封蓋組件的成本和復(fù)雜程度。
繼續(xù)參考圖2、4和6，可以看出凸緣22包括兩個(gè)位于鋸齒狀突出部分41下面的凹進(jìn)的環(huán)形側(cè)壁部分50和51。側(cè)壁部分50表現(xiàn)為側(cè)壁部分51的凸出部分，且側(cè)壁部分50在圖2所示的組合件中緊靠容器端板21的彎曲部分52。如果沒(méi)有凸出的側(cè)壁部分50，這種總體設(shè)計(jì)將造成2個(gè)后果。首先，如果將側(cè)壁部分50設(shè)置成與側(cè)壁部分51相同的外徑，那么在凸緣的側(cè)壁部分50和容器端板之間會(huì)形成相當(dāng)大的間隙。在該位置具有較大的間隙意味著有較大的面積收集剩余的容納物。所收集的更多容納物要求花更多的時(shí)間來(lái)完全清洗容器和封蓋組件以便再次使用。側(cè)壁部分50軸向與側(cè)壁部分51相鄰，如圖所示，它們沿徑向是相互偏移的。
如果側(cè)壁部分51的厚度增大到與側(cè)壁部分50的外徑相配，那么由于增加了過(guò)多的金屬，凸緣將成為更重且更加昂貴的零件。本發(fā)明通過(guò)使用具有較小側(cè)壁外徑的側(cè)壁部分51以及較大側(cè)壁外徑的能夠與彎曲部分52緊密配合的側(cè)壁部分50，在這兩種互相競(jìng)爭(zhēng)的利益之間達(dá)到了平衡。
由于凸緣22結(jié)構(gòu)提供的設(shè)計(jì)靈活性，凸緣22在容器端板21中的安裝結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種“斷面變化不大”的設(shè)計(jì)。通過(guò)形成較大半徑的彎曲部分52，與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)⑼咕?2裝配在相對(duì)容器端板底面54較高的位置。通過(guò)這種方式升高凸緣22將使整個(gè)凸緣升高，包括下緣53及側(cè)壁部分50和51之間過(guò)渡區(qū)的凸出部分。通過(guò)使下緣53和底面54之間的軸向“高度”差較小或較短，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)相比，只有較少的材料(即容器容納物)會(huì)保存或保留在容器中。雖然容器未被顛倒時(shí)這并不成為問(wèn)題，但是可以看出當(dāng)容器顛倒后，凸緣側(cè)壁將成為阻止容納物流過(guò)凸緣22的內(nèi)螺紋塞孔55的障礙。這種斷面變化小的設(shè)計(jì)以及容納物殘留量減少在某種程度得益于凸緣側(cè)壁結(jié)構(gòu)以及側(cè)壁部分50的凸出。
圖8所示的另一種可供選擇的凸緣60能夠使凸緣22的這種斷面變化小的設(shè)計(jì)得到加強(qiáng)。凸緣60在緊靠側(cè)壁部分64和65之間過(guò)渡區(qū)域的凸出部63下面的側(cè)壁62設(shè)有若干個(gè)排放孔61。通過(guò)在沿軸向靠近底面54的位置形成排放孔61，當(dāng)?shù)箍杖萜鲿r(shí)基本上不會(huì)阻礙或限制容器容納物完全排放。雖然側(cè)壁部分65的很小凸起部分仍可能會(huì)保留一些容器容納物，但保留的量相對(duì)很少。
通過(guò)設(shè)置多個(gè)排放孔61，對(duì)于倒空容器，斷面變化小結(jié)構(gòu)已不是非常重要，但對(duì)于減少殘余材料還是有利的。在圖8中示出了兩個(gè)間隔120度的排放孔61，這種設(shè)計(jì)有三個(gè)等間隔的排放孔。三個(gè)排放孔61認(rèn)為是優(yōu)選數(shù)目，但幾乎任何數(shù)目都能用，只要所用的數(shù)目不會(huì)多到使凸緣60的整體強(qiáng)度和剛性降低。
側(cè)壁部分50和51之間過(guò)渡區(qū)的“凸出部分”的外徑只是略微小于凸緣22的鋸齒狀圓環(huán)部分的外徑。這樣有助于形成自動(dòng)找正的特性，當(dāng)裝置使端板21的材料圍繞凸緣22壓制時(shí)，可使在容器端板21的形成部分中的凸緣22不會(huì)偏離或錯(cuò)位。
本發(fā)明的一個(gè)重要特征涉及內(nèi)壁27的形狀和大小。通過(guò)仔細(xì)觀察本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)可以知道，內(nèi)壁27沿軸向比外壁43大很多，而且比現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)也大很多。內(nèi)壁27長(zhǎng)意味著即使其直徑較小，但與外壁43相比具有較大的面積。當(dāng)對(duì)接或擠壓壓力施加在該較大的面積上時(shí)，與相同壓力施加在較小面積相比，總的力增大。本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)特征方面是，當(dāng)容器端板21圍繞凸緣壓制時(shí)，徑向密封墊圈24的作用與反作用。墊圈24在環(huán)狀定位時(shí)是無(wú)壓縮的，如本發(fā)明中的情況。
對(duì)于向墊圈24提供了豎直密封面的內(nèi)壁27，由于成形操作的結(jié)果內(nèi)壁可能會(huì)回彈大約3°，使其向內(nèi)偏離豎直方向。然而，利用作為本發(fā)明一部分的高插入壓力，可以在內(nèi)壁27上形成平滑的密封面，而且通過(guò)利用其較長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度，與現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)壁相比，內(nèi)壁27的回彈實(shí)際較小。不過(guò)，使密封面具有適度的回彈向內(nèi)偏離豎直方向可能是有利的，因?yàn)檫@將使墊圈更加容易壓縮，而且在取下封閉塞23時(shí)墊圈的釋放更加容易。從圖2所示的結(jié)構(gòu)還可以發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)壁27下面設(shè)有供密封墊圈24擠入的間隙區(qū)，從而避免過(guò)度壓縮并避免材料斷裂。如果沒(méi)有這一空隙，可能需要切去或除去密封墊圈的一部分彈性體材料以避免材料發(fā)生斷裂。
當(dāng)使用凸緣22和封閉塞23以及各種不同類(lèi)型的密封墊圈時(shí)，應(yīng)當(dāng)知道在某些情況下，取決于具體的材料、尺寸、形狀和公差等，墊圈可能產(chǎn)生會(huì)卷曲或扭曲。雖然這種情況并不是經(jīng)常或一定出現(xiàn)，但是對(duì)于某些特定的零件結(jié)構(gòu)的組合確實(shí)會(huì)出現(xiàn)。因此在設(shè)計(jì)與中間密封墊圈相配合的封閉塞和凸緣時(shí)，如果能夠降低墊圈產(chǎn)生卷曲或扭曲的危險(xiǎn)性，從而能夠有更大的自由度來(lái)選擇密封墊圈以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，是十分有益的。由本發(fā)明人構(gòu)思的解決方法的一部分在圖6中示出。在圖9和10中以封閉塞70的形式示出了解決方法的另一部分。
徑向邊緣47的內(nèi)壁表面59具有反的截頭圓錐體形狀，因此它從側(cè)壁51的螺紋朝上表面40方向向上延伸時(shí)沿徑向向外發(fā)散。傾斜角大約在10度至15度之間。由于作為凸緣22一部分的傾斜的表面59，成形為內(nèi)壁27的容器端部的金屬也呈現(xiàn)反截頭圓錐體形狀，且向上和向外發(fā)散的角度也在10至15度之間。
通過(guò)使內(nèi)壁27表面形成傾斜的角度，其中內(nèi)壁表面位于壓縮墊圈24的一例，當(dāng)墊圈一部分受封閉塞23擠壓時(shí)，墊圈24能夠在直徑方向上壓縮而不會(huì)產(chǎn)生扭曲或卷曲。這種傾斜表面還能夠，當(dāng)把封閉塞23從凸緣22上擰下來(lái)時(shí)，更加容易地使墊圈與內(nèi)壁27分開(kāi)。假如內(nèi)壁27沿軸向是直的(內(nèi)壁是圓筒形)，墊圈24有可能卡在內(nèi)壁和封閉塞之間而不能與封閉塞一起取下。凸緣22頂部較寬的開(kāi)口能夠更加容易地將帶有墊圈24的封閉塞23擰入凸緣。
封閉塞70具有幾乎與封閉塞23相同的結(jié)構(gòu)，唯一的不同之處在于墊圈接收部分23a的形狀。封閉塞70的墊圈接收部分71替代了封閉塞23的墊圈接收部分23a。墊圈接收部分71包括接收密封墊圈的凹面72。通過(guò)在墊圈接收部分71形成凹面72，當(dāng)把封閉塞從凸緣擰出時(shí)，有助于使墊圈73(見(jiàn)圖9)保持在封閉塞上。
通過(guò)使凹面72成為墊圈接收部分71的一部分，當(dāng)把封閉塞擰入和擰出凸緣22時(shí)，使墊圈73更加可能保持在封閉塞70上。在把封閉塞擰入和擰出凸緣22時(shí)，墊圈以較高的概率保持在封閉塞上是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如果在取下封閉塞時(shí)，墊圈73從封閉塞70上脫落或者與凸緣留在一起，那么墊圈有可能掉落到容器中而污染容納物。如果墊圈起初與封閉塞一起取出，但后來(lái)又掉落，那么墊圈可能丟失而不能適當(dāng)重新密封容器。不論發(fā)生哪一種情況，顯然最好將封閉塞70設(shè)置成，在封閉塞和/或墊圈的整個(gè)使用期限內(nèi)，墊圈73都保留在封閉塞上。
本發(fā)明還有一個(gè)特征，包括使內(nèi)壁27形成的軸向內(nèi)密封面具有恒定的大小。本發(fā)明必須解決的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題是，在制造容器端板時(shí)，可能會(huì)遇到各種不同的金屬厚度，而同時(shí)又要求有一致的尺寸以控制墊圈壓縮。雖然如上面所指出的那樣，使內(nèi)壁27成為凸緣22的結(jié)構(gòu)支撐是有利的，但是當(dāng)容器端板的材料厚度變化時(shí)，將內(nèi)壁27的材料布置在凸緣內(nèi)面上會(huì)使內(nèi)徑產(chǎn)生變化。
如上所述，本發(fā)明的插入力相當(dāng)大，而且這些力主要是在與內(nèi)壁27相關(guān)的軸向接觸區(qū)。通過(guò)在這一區(qū)域提供相當(dāng)大的外力，實(shí)際上可以增大內(nèi)壁27形成的內(nèi)徑，同時(shí)也會(huì)增大凸緣和外壁43圍繞的鋸齒狀突出部分41的端板外徑。內(nèi)壁27的內(nèi)軸向接觸區(qū)大到足以提供足夠的表面積，來(lái)擴(kuò)大凸緣和容器端板材料，以補(bǔ)償可能碰到的各種不同的金屬厚度以及由于擴(kuò)大凸緣而遇到的拉伸應(yīng)力。由內(nèi)壁27形成的內(nèi)軸向接觸區(qū)足夠大，可抵抗高壓插入時(shí)的除了為擴(kuò)大凸緣和端板所需要的上述應(yīng)力之外的其它壓力。
本發(fā)明的還有一個(gè)特征包括能夠采用較小尺寸，即比7.0毫米更小，的上表面40，尤其是在凸緣22的帶螺紋塞孔55上方的內(nèi)徑處與鋸齒狀突出部分41構(gòu)成的鋸齒狀外壁之間延伸的結(jié)構(gòu)部分。現(xiàn)有技術(shù)的凸緣結(jié)構(gòu)中，這一尺寸通常大于9.5毫米，因而本發(fā)明能夠使其減小大約26％?，F(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)要求有較大壁厚尺寸的一個(gè)原因是為了能夠抵抗壓縮插入力和/或滿(mǎn)足布置在凸緣上壁和容器端板上表面之間的密封墊圈的物理要求。在這個(gè)區(qū)域采用較小尺寸的優(yōu)點(diǎn)包括能夠?qū)⒈景l(fā)明用于較小的容器以及只需要較少的材料，因而能夠減少重量并節(jié)約材料成本。
本發(fā)明的還有一個(gè)特征，其包括能夠使用較高的插入壓力，使得容器端板材料沿水平延伸的環(huán)形上表面30產(chǎn)生屈服或拉伸。這種屈服的材料有助于保持軸向內(nèi)壁27以及由鋸齒狀突出部分41和凹進(jìn)部分42構(gòu)成的凸緣外壁的接觸壓力，以形成金屬-金屬密封的牢固組合件。
雖然已經(jīng)通過(guò)附圖和前面的說(shuō)明詳細(xì)示出并介紹了本發(fā)明，但這些說(shuō)明和介紹都是說(shuō)明性而非限制性的，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到只是顯示和介紹了優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明精神范圍內(nèi)的所有修改和變化都應(yīng)受到保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種容器的封蓋組件，所述容器包括構(gòu)成封蓋組件接收口的容器端板，所述封蓋組件包括環(huán)形凸緣，設(shè)有帶螺紋的塞孔和截頭圓錐形內(nèi)表面，所述截頭圓錐形內(nèi)表面沿軸向位于所述帶螺紋塞孔的上方并沿徑向位于所述帶螺紋塞孔的外側(cè)；封閉塞，具有帶螺紋的外部，并設(shè)置成由所述帶螺紋的塞孔接收，所述帶螺紋的封閉塞還包括徑向邊緣和墊圈接收部分，所述墊圈接收部分沿軸向位于所述帶螺紋的外部和所述徑向邊緣之間；和環(huán)形墊圈，沿徑向布置在所述墊圈接收部分和所述環(huán)形內(nèi)表面之間，所述環(huán)形墊圈設(shè)置成可在所述環(huán)形墊圈和所述封閉塞之間形成徑向密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣包括環(huán)形側(cè)壁，所述環(huán)形側(cè)壁設(shè)置成沿軸向相鄰的兩部分，其中一部分沿徑向偏離另一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣還包括凸緣上緣，所述凸緣上緣包括形成若干凹部的環(huán)形外表面和環(huán)形內(nèi)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述環(huán)形外表面和所述環(huán)形內(nèi)表面之間的徑向尺寸小于7.5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述封閉塞包括旋轉(zhuǎn)柄，所述旋轉(zhuǎn)柄設(shè)置成可相對(duì)所述帶螺紋的塞孔推進(jìn)和卸下所述封閉塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣還包括凸緣上緣，所述凸緣上緣包括形成若干凹部的環(huán)形外表面和環(huán)形內(nèi)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述環(huán)形外表面和所述環(huán)形內(nèi)表面之間的徑向尺寸小于7.5毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述封閉塞包括旋轉(zhuǎn)柄，所述旋轉(zhuǎn)柄設(shè)置成可相對(duì)所述帶螺紋的塞孔推進(jìn)和卸下所述封閉塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器的封蓋組件，其特征在于，所述墊圈接收部分是凹進(jìn)的。
10.一種組合件，包括具有容器端板的容器，所述容器端板設(shè)有軸向內(nèi)壁、軸向外壁和連接上壁，所述軸向內(nèi)壁形成開(kāi)口；封蓋組件，其包括安裝在所述容器端板的帶內(nèi)螺紋的環(huán)形凸緣、具有凹進(jìn)墊圈接收部分的封閉塞，其帶有外螺紋部分，可通過(guò)螺紋裝配到所述環(huán)形凸緣；和布置在所述墊圈接收部分及所述軸向內(nèi)壁之間的環(huán)形墊圈；其中，所述環(huán)形凸緣包括布置在所述軸向內(nèi)壁和所述軸向外壁之間的上壁部分，所述環(huán)形墊圈沿徑向壓縮在所述墊圈接收部分和所述軸向內(nèi)壁之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣還包括沿軸向與所述上壁部分隔開(kāi)的環(huán)形側(cè)壁部分，所述上壁部分具有沿徑向位于所述環(huán)形側(cè)壁部分外側(cè)的外表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合件，其特征在于，所述上壁部分具有設(shè)有若干凹部的外表面，所述軸向外壁可成形到所述若干凹部中。
13.一種組合件，包括具有容器端板的容器，所述容器端板設(shè)有軸向內(nèi)壁、軸向外壁和連接上壁，所述軸向內(nèi)壁形成開(kāi)口；帶內(nèi)螺紋的環(huán)形凸緣，安裝在所述容器端板中；封閉塞，其具有徑向邊緣、帶外螺紋的部分，可通過(guò)螺紋裝配到所述環(huán)形凸緣；和布置在所述外螺紋部分和所述徑向邊緣之間的凹進(jìn)的墊圈接收部分；環(huán)形墊圈，布置在所述墊圈接收部分周?chē)黄渲?，所述封閉塞和所述環(huán)形凸緣設(shè)置成，當(dāng)所述徑向邊緣接觸所述連接上壁時(shí)，所述封閉塞擰緊到所述環(huán)形凸緣的扭矩達(dá)到要求。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合件，其特征在于，所述徑向邊緣和所述連接上壁之間的連接處沒(méi)有任何密封墊圈。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣還包括沿軸向與所述上壁部分隔開(kāi)的環(huán)形側(cè)壁部分，所述上壁部分具有沿徑向位于所述環(huán)形側(cè)壁部分外側(cè)的外表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合件，其特征在于，所述環(huán)形凸緣包括帶螺紋的塞孔和截頭圓錐形內(nèi)表面，所述截頭圓錐形內(nèi)表面沿軸向位于所述帶螺紋塞孔的上方并沿徑向位于所述帶螺紋塞孔的外側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合件，其特征在于，所述組合件沒(méi)有任何密封劑。
18.一種將金屬環(huán)形凸緣安裝到金屬容器端板的方法，包括以下步驟a)在所述容器端板形成開(kāi)口；b)圍繞所述開(kāi)口形成突出側(cè)壁；c)提供金屬環(huán)形凸緣，所述金屬環(huán)形凸緣具有環(huán)形側(cè)壁，所述環(huán)形側(cè)壁設(shè)置成沿軸向相鄰的兩部分，其中一部分沿徑向偏離另一部分；d)將所述環(huán)形凸緣插入所述突出側(cè)壁形成的凹部中；e)所述突出側(cè)壁的第一部分在與所述環(huán)形側(cè)壁一部分的內(nèi)表面相鄰的截頭圓錐形內(nèi)壁形成f)所述突出側(cè)壁的第二部分在與所述環(huán)形側(cè)壁一部分的外表面相鄰的軸向外壁形成；和g)通過(guò)朝所述軸向外壁方向?qū)⑺龅谝粔毫κ┘拥剿鲚S向內(nèi)壁，和朝所述軸向內(nèi)壁方向?qū)⑺龅诙毫κ┘拥剿鲚S向外壁，同時(shí)將第一和第二壓力施加到環(huán)形凸緣與容器端板的組合件，使所述容器端板圍繞所述環(huán)形凸緣形成，使所述環(huán)形凸緣牢固地固定在所述容器端板。
全文摘要
一種容器的封蓋組件，包括帶內(nèi)螺紋的環(huán)形凸緣、環(huán)形凸緣接受的帶外螺紋的封閉塞、和布置在環(huán)形凸緣和封閉塞之間以形成密封連接的環(huán)形墊圈。所述容器包括在環(huán)形凸緣一部分上面及周?chē)纬傻娜萜鞫税?，和在環(huán)形凸緣和環(huán)形墊圈之間形成的軸向內(nèi)壁。當(dāng)封閉塞擰入凸緣時(shí)，封閉塞和軸向內(nèi)壁之間相對(duì)環(huán)形墊圈尺寸的間隙決定了環(huán)形墊圈的徑向壓縮度。封閉塞的徑向邊緣設(shè)計(jì)成能與凸緣上面形成的容器端板的上表面接觸，因此可作為封閉塞在凸緣中達(dá)到所要求的擰緊扭矩的可視指示。
文檔編號(hào)B65D41/04GK1706720SQ20051005297
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
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