CN101137548A - 整体地模制的分配阀和制造方法 - Google Patents

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CN101137548A CNA2006800073294A CN200680007329A CN101137548A CN 101137548 A CN101137548 A CN 101137548A CN A2006800073294 A CNA2006800073294 A CN A2006800073294A CN 200680007329 A CN200680007329 A CN 200680007329A CN 101137548 A CN101137548 A CN 101137548A
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B·J·布洛泽尔
D·M·皮涅
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Abstract

一种分配阀，其包括相对地刚性模制的塑料构造的环形环(100或134或142或156)和与环整体地模制的柔软且有弹性的阀元件(102或132或144或158)。环和阀元件具有至少一个机械联锁件(110，122或120，148)，以在阀元件被模制到环上时将阀元件固定到环上。在本公开内容的一些实施例中，机械联锁件包括在环的内部外围中的开口(110)和在阀元件被模制到环上时被模制到开口中的阀元件的外部外围上的桩栓(122)。

Description

整体地模制的分配阀和制造方法
本公开内容涉及用于流体产品，比如饮料、食物调味品和润肤液的分配封闭机构，并且更特别地涉及一种分配阀和用于这种封闭机构的制造方法。
背景技术和发明简述
美国专利6,672,487公开了一种流体分配封闭机构和包括容器与端口的包装，该容器具有用于容纳要被分配的产品的主体，而该端口具有开口嘴。分配封闭机构安装在容器端口上。在一个实施例中，分配封闭机构包括底座和整体地铰接在底座上的盖子。底座具有带有分配开口的顶板。柔性且有弹性的分配阀通过单独的固定到顶板上的定位环被安装在分配开口中，该定位环围绕着分配开口。本公开内容总体的目的是提过一种分配阀、一种包含分配阀的分配封闭机构和一种制造分配阀的方法，其中分配阀元件被整体地模制到阀安装环结构上，以便于模制后阀的处理以及自动地将阀/安装环装配到分配封闭机构的外壳或其它支撑构造上。
本公开内容包含了许多可彼此单独实现或彼此结合实现的方面或发明。
根据本公开内容的一个方面，一种分配阀包括相对地刚性模制的塑料构造的环形环和与环整体地模制的柔性且有弹性的阀元件。环和阀元件具有至少一个机械联锁件，以在阀元件被模制到环上时将阀元件固定到环上。在本公开内容的一些实施例中，机械联锁件包括在环形环的内部外围中的贯穿开口和在阀元件被模制到环形环上时被模制到贯穿开口中的阀元件的外部外围上的桩栓。
根据本公开内容的另一个方面，一种分配阀包括相对地刚性模制的塑料构造的环形环，该环形环具有用于将阀固定在分配开口中的外部外围和呈环形架状突出部的且具有成角度地间隔排列的开口的内部外围。柔性且有弹性的阀元件被模制到环上，以便使外部外围部分与环的架状突出部和整体桩栓接合，该桩栓延伸到环上的开口中以将阀元件锁定到环上。安装环中的其中每一个开口优选地是贯穿开口，该开口包括在环的架状突出部的一个轴向地面向的表面处开口的放大部分和与放大部分对准的并且在架状突出部的第二轴向地面向的表面处开口的缩小部分。阀元件优选地包括与环的架状突出部的第二轴向地面向的表面相对接合的环形凸缘，和与平坦的环形架状突出部整体地模制的桩栓，该桩栓通过贯穿开口的缩小部分延伸到开口的放大部分中。
根据本公开内容的另外的方面，一种分配阀是一件式的整体模制构造，该分配阀包括相对刚性的热塑树脂或热固树脂构造的环和热塑树脂或热固树脂构造的柔软且有弹性的阀元件。环和阀优选地是连续模制的，并且环优选地由比阀元件的具有更高的熔化温度或更高的软化温度的材料制成。阀元件优选地由硅树脂合成物制成，而环优选地由尼龙合成物制成。
附图简要说明
通过下面的说明、附加的权利要求以及附图，本公开内容和其另外的目的、特征、优点以及方面将最好地得到理解，在附图中：
图1是根据本公开内容的一个实施例的包括分配封闭机构的包装的局部截面图，该分配封闭机构带有分配阀；
图2是图1的包装中的分配封闭机构的透视图；
图3是在图1的区域3中的部分的局部截面图；
图4是在图1至图3的实施例中的分配封闭机构外壳的顶视平面图；
图5是图4中基本上沿着线5-5选取的截面图；
图6是图4和图5中的封闭机构外壳的仰视平面图；
图7、图8和图9是图4中基本上沿着各自的线7-7、线8-8和线9-9选取的局部截面图；
图10是在图5的区域10中的部分的放大比例的局部截面图；
图11是图4中基本上沿着线11-11选取的截面图；
图12是图1至图3的封闭机构中的分配阀的顶视平面图；
图13是图12中基本上沿着线13-13选取的截面图；
图14是在图13的区域14中的部分的放大比例的局部截面图；
图15是相似于图13的分配阀的截面图，但是图解的是根据本公开内容的分配阀的修改实施例；
图16是本公开内容的另一个实施例的截面图；
图17是在图16的区域17中的部分的放大图；
图18是本公开内容的更进一步的实施例的截面图；和
图19是图18中基本上沿着线19-19选取的局部截面图。
优选实施例的详细说明
根据本公开内容的一个目前优选实施例，图1图解了包括容器22的分配包装20，分配封闭机构24被固定在该容器22上。容器22具有主体26和圆柱状颈口28，该颈口带有一个或多个外部固定特征，比如外部螺纹或螺纹片段30。容器22优选地由模制塑料构造制成，具有柔性且有弹性的侧壁31，使用者可挤压该侧壁31用于从包装中分配产品。薄膜密封件32可被固定在颈口28的开口端上，以便在产品被放置在包装中之后关闭端口的嘴。在分配产品之前使用者要移去薄膜密封件32。
在本公开内容图解的实施例中的分配封闭机构24是包括外壳34的两件式组件，分配阀36被固定到该外壳上。如图4至图10所示，外壳34优选地是一件式整体模制的塑料构造。外壳34包括底座40，盖子42通过铰链44可枢转地固定到该底座上。在本公开内容图解的实施例中的铰链44包括一对横向间隔的铰链元件46，48，该两个元件一起形成了在美国专利5,794,308和6,041,477中图解的搭扣铰链类型。然而，本公开内容决不被限制在这种类型的搭扣铰链中，并且可使用其它的铰链布置。
底座40包括中心顶板50。顶板50的中心部分52可是穹隆，比如大体圆锥状的构造。分配开口54被设置在顶板的中心部分52上，优选地在中心定位。如在图5和图10中最好地看到的，环形壁56从顶板的中心部分52的下表面处轴向延伸，该中心部分围绕着分配开口54并且与分配开口54同轴。径向向内延伸的内部卷边62可被提供在环形壁56上，并且可是沿圆周连续的或分段的。在附图中图解的本公开内容的示范性实施例包括带有内部附接机构，比如螺纹或螺纹片段66的用于将封闭机构固定到容器端口上的内部裙缘64，和从顶板50的外围处延伸的外部裙缘68。外部裙缘68可是与关联容器的几何体相匹配的几何体，比如在附图中图解的实施例中的圆柱状。一列沿圆周径向和轴向延伸的肋状部70相互连接着裙缘64，68，用于加固和刚化封闭机构外壳的底座40。也可使用单壁封闭机构外壳。
示范性封闭机构中的顶板50包括凸起壁72，该凸起壁部分地围绕着顶板的中心部分52。凸起壁72在接近铰链44处具有最大的轴向高度，并且高度沿着环绕中心部分52的外围的两个方向上对称地减少，优选地在沿直径与铰链44间隔的位置处减少到零高度。在图5和图7中可最好地看到壁72的减少的高度。壁72具有径向内表面74，该内表面与顶板50的中心部分52融合以形成围绕中心部分52的凹入通道76。(例如，相对于图1、图3和图5中图解的封闭机构的直立方向，通过描述而不是限制使用了定向的文字，如“上部”和“下部”。适宜地相对于封闭机构或端口的轴线，通过描述而不是限制使用了定向的文字，如“内部”和“外部”。)如在图5和图7中最好地看到的那样，通道76具有凹入的上部表面，该通道的底座或底部位于相对于分配开口的轴线和相对于顶板50的外围部分成角度的平面中。通道76的上部表面在接近铰链44处具有最小的曲率半径，并且环绕着中心顶板部分52对称地增加到在沿直径相对铰链处基本上是平的。
顶板50的外围部分还包括架状突出部78，该架状突出部相对于穹隆的中心部分52轴向凹进。架状突出部78完全地环绕中心部分52在平面中延伸，优选地该平面垂直于底座40的轴线。径向向外沿圆周延伸的卷边80至少部分地环绕着顶板50以轴向与架状突出部78接近但间隔的方式延伸。架状突出部78在沿直径相对铰链44的79处被放大。
盖子42包括底座壁82和外围裙缘84。裙缘84的远离底座壁82的边缘优选地位于平面中，并且适合于在盖子的关闭位置处(图1所示)与底座40上的架状突出部78接合。内部卷边86(图4和图9所示)优选地至少部分地环绕着盖子的裙缘84延伸，用于搭扣容纳在卷边80(图8所示)上，以将盖子保持在关闭位置处。如图1和图3所示，在盖子的关闭位置处，盖子底座壁82上的环形卷边90被容纳在阀36和分配开口54的内部外围之间。如图1和图3所示，在盖子的关闭位置处，卷边90中的交叉壁92被设置在接近阀36处。当盖子关闭时，壁92和卷边90可帮助防止阀36打开，因此可防止产品从包装中不希望的泄漏。裙缘84在85(图2、图4和图5所示)处是缩进的，并且底座壁82在该缩进上延伸。架状突出部的放大部79和缩进部85形成用于打开封闭机构盖子的拇指短小突出部。因此就进一步的描述而言，封闭机构24相似于在美国申请序列号10/874,036中公开的内容，该申请的公开内容通过引用结合于此。
图12至图14中详细地图示了分配阀36。阀36包括安装环100，阀元件102被整体地模制到该安装环上。阀的安装环100是相对刚性的塑料构造，而阀100是柔性的和有弹性的。在本公开内容的一个目前优选实施例中，阀元件102是液态硅橡胶(LSR)构造。在该示例中的阀的安装环100由塑料制成，如尼龙，适合于经受相对高的LSR的固化温度。然而，根据本公开内容，阀元件102通过至少一个机械联锁件104配接到安装环100上，使得分配阀和安装环的材料不必是(尽管它们可是)以便在阀模制的作业期间在分配阀和安装环之间形成化学粘合的通过化学方法相容的。
安装环100包括外部外围，该外部外围由具有适当结构的用于将阀36安装在分配封闭机构的外壳中的环形壁106形成。架状突出部108从壁106处径向向内延伸。架状突出部108优选地是平坦的并且垂直于壁106的中心轴线。多个开口110环绕着分配封闭机构的轴线以成角度地间隔的排列延伸到架状突出部108中。开口110优选地是相同的，并且优选地是包括放大部分112的贯穿开口，该放大部分在架状突出部108的一个轴向地面向的表面114处开口，而对准的但相对缩小的部分116在壁108的相对的轴向地面向的表面118处开口。模制时的阀元件102具有平坦的环形径向向外延伸的凸缘部分120，该凸缘部分具有一列沿圆周轴向延伸的桩栓122，该桩栓穿过开口110的缩小部分116延伸到放大部分112。凸缘部分120与架状突出部108的轴向地面向的表面118面对接合，以便桩栓122通过缩小部分116延伸并且伸入到开口110的放大部分112中，由此将阀102完全地环绕着阀的外围机械锁定到安装环100上。在图解实施例中的阀元件102包括与凸缘120整体的中心部分136。中心部分136包括一个或多个用于分配产品的缝138(图12所示)。中心部分136的图解几何体仅是示范性的并且不直接与本公开内容的主题内容相关联。
图15图解了分配阀130，该分配阀相似于图12至图14中的分配阀，但是图15中的阀元件被模制到安装环134的上部表面而不是安装环134的下部表面或下表面。另外，图15中的分配阀130相似于图12至图14中的阀36，并且相同的标号被使用来指代相同的或相应的元件。
图16和图17图解了包括安装环142和模制到安装环上的阀元件144的分配阀140。安装环142具有向内延伸的架状突出部146，优选地，该架状突出部是平坦的并且垂直于安装环的轴线。架状突出部146的一个表面，优选地是下表面具有多个突出部148。这些突出部优选地包括至少一个环形壁或肋状部，并且更优选地是一对环形壁或肋状部。肋状部可是沿圆周连续的或断续的。肋状部优选地是彼此同心并且与环142的轴线同轴。作为肋状部的备选，可使用一个或多个成列的桩栓，并且桩栓可具有与架状突出部146间隔的铆钉状头。当阀元件144被模制到安装环142上时，突出部148开始嵌入到凸缘120中并且将阀元件保持在适当的位置上。
图18和图19图解了阀150，该阀是图12至图14中的阀36的修改。阀150包括安装环156和阀元件158。贯穿开口110的相邻对的开口放大部分112通过模制在架状突出部108中的通道152连接。阀元件158的材料在154处通过通道152延伸，以连接相邻对的桩栓122。可对图15中的实施例做相似的修改。
在本公开内容图解的实施例中，阀36、130、140或150通过使用搭扣配合被固定在壁56中并且被卷边62(图3所示)保持住，使得该阀被安装在了封闭机构的外壳34中。该安装布置是示范性的，并且可使用其它适当的布置。
阀36、130、140、150可分两步作业完成，其中首先模制安装环100、134、142、156，并且随后在适当的嵌入模制作业中将安装环放置在适当的模子中用于将阀元件102、132、144、158模制到安装环上。然而，根据本公开内容更优选地，阀36、130、140、150可在单步双材料的模制作业中制成。在这种作业中，安装环100、134、142、156首先在适当的成形模腔中模制。然后一个或多个形成模腔的模制部分被移动或者重新置位以形成第二模腔，其中分配阀元件102、132、144或158被整体地模制到安装环上。在任一情形下，分配阀在完成装配后退出模子，这非常便于分配阀的处理和分配阀自动装配到封闭机构的外壳或其它支撑结构上。还值得注意的是，包括安装环和阀元件的分配阀形成了“工具(engine)”，其可被使用来与许多不同几何体的分配封闭机构的外壳结合。由此，单个分配阀工具可被使用来和分配封闭机构的外壳结合用于不同的客户和/或应用场合。
正如上面提到的，可选择安装环和阀元件的材料以获得需要的结果，包括第一模制安装环经受第二模制分配阀的模制温度和固化温度的能力。换句话说，当应用优选的连续注射模制法技术时，优选地为环的第一模制部件的熔化温度或软化温度比优选地为阀元件的第二模制部件的熔化温度或软化温度要高。优选地，环是相对刚性的热塑树脂构造或热固树脂构造，而阀元件是柔软且有弹性的热塑树脂构造或热固树脂构造。硅树脂，特定地为LSR，一种热固树脂是优选的用于阀元件。热塑弹性体，比如苯乙烯系共聚物，比如SBS(苯乙烯-丁烯-苯乙烯)、SIBS(苯乙烯-异丁烯-苯乙烯)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)和SEPS(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)，可用于阀元件。热塑树脂，比如多酚酰胺、多酚胺、聚丁烯对苯二酸盐、尼龙和玻璃填充聚丙烯，可用于环。
因此，已公开了分配阀、分配封闭机构和制造分配阀的方法，它们完全满足了前面提出的所有目的和目标。本公开内容是连同分配阀的几个目前优选实施例提出的，并且还讨论了许多修改和变化。其它的修改和变化对本领域的普通技术人员而言将是易于想到的。本公开内容旨在包括属于附加权利要求的精神和广泛的范围中的所有这些修改和变化。

Claims (28)

1.一种分配阀，所述分配阀包括相对地刚性的模制塑料构造的环形环(100或134或142或156)和与所述环整体地模制的柔软且有弹性的阀元件(102或132或144或158)，
其特征在于，
所述环和所述阀元件具有至少一个机械联锁件(110，122或120，148)，以便在所述阀元件被模制到所述环上时将所述阀元件固定到所述环上。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述环形环包括带有所述至少一个机械联锁件的内部外围。
3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述机械联锁件包括在所述环形环的所述内部外围中的开口(110)，和在所述阀元件被模制到所述环形环上时模制在所述开口中的所述阀元件的部分(122)。
4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，所述环的所述内部外围包括环形架状突出部(108)，并且其中，所述开口以成角度地间隔的排列设置在所述架状突出部周围。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，所述开口是贯穿开口。
6.根据权利要求5所述的阀，其特征在于，所述贯穿开口中的至少一些通过所述架状突出部中的通道(152)相互连接，并且所述阀元件被模制到其中。
7.根据权利要求5所述的阀，其特征在于，所述开口中的每一个都包括在所述架状突出部的一个轴向地面向的表面处开口的放大部分(112)和与所述放大部分对准的并且开口到所述架状突出部的第二轴向地面向的表面的缩小部分(116)。
8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述放大部分中的至少一些通过在所述架状突出部的所述一个表面中的通道(152)相互连接，并且所述阀元件被模制到其中。
9.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述阀元件包括与所述环上的所述架状突出部(108)的所述第二轴向地面向的表面相对接合的环形凸缘(120)，和与所述环形架状突出部整体地模制的桩栓(122)，所述桩栓通过所述贯穿开口的所述缩小部分延伸到所述放大部分中。
10.根据权利要求9所述的阀，其特征在于，所述桩栓中的至少一些通过阀元件材料相互连接，所述阀元件材料延伸通过所述架状突出部的所述一个表面中的通道。
11.根据权利要求2所述阀，其特征在于，所述环的所述内部外围包括环形架状突出部(146)，并且其中，所述机械联锁件包括在所述架状突出部的表面上的至少一个突出部(148)。
12.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，所述至少一个突出部在所述架状突出部的下表面上。
13.根据权利要求12所述的阀，其特征在于，所述至少一个突出部包括至少一个环形肋状部。
14.根据权利要求13所述的阀，其特征在于，所述至少一个突出部包括径向地间隔的同心环形肋状部。
15.一种分配封闭机构，所述分配封闭机构包括具有带有分配开口(154)的顶板(52)的底座(34)，和在任一项前述权利要求中提到的分配阀，其中，所述环形环具有与所述顶板接合的以将所述阀固定在所述分配开口中的外部外围和在所述外部外围中的内部外围，并且所述柔软且有弹性的阀元件具有在所述阀元件和所述环的所述内部外围之间的至少一个联锁件。
16.一种制造分配阀的方法，所述方法包括：
(a)模制相对地刚性的塑料构造的环形环(100或134或142或156)，和
(b)模制柔软且有弹性的阀元件(102或132或144或158)到所述环形环上，使得所述环形环和所述阀元件具有至少一个机械联锁件(110，122或120，148)，所述至少一个机械联锁件在所述阀元件被模制到所述环上时将所述阀元件固定到所述环上。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)包括在所述环形环的内部外围部分中模制以成角度地间隔排列的开口(110)，并且其中，所述步骤(b)包括模制所述柔软且有弹性的阀以具有桩栓(122)，所述桩栓延伸到所述开口中以机械地将所述阀附接到所述环上。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)包括模制在所述环的内部外围上的至少一个突出部(148)，并且其中，所述步骤(b)包括在所述突出部之上模制所述阀。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)和步骤(b)是在双材料的模制作业中实现的。
20.，一种一件式整体模制的塑料构造的分配阀，所述分配阀包括相对地刚性的热塑或热固树脂构造的环(100或134或142或156)和热塑或热固树脂构造的柔软且有弹性的分配阀元件(102或132或144或158)。
21.根据权利要求20所述的阀，其特征在于，所述阀元件是硅树脂构造或热塑弹性体构造。
22.根据权利要求20所述阀，其特征在于，所述环是多酚酰胺、聚丁烯对苯二酸盐、多酚胺、尼龙或玻璃填充聚丙烯构造。
23.根据权利要求20所述的阀，其特征在于，所述阀是在双材料的连续注射模制作业中被整体地模制的。
24.一种分配阀，所述分配阀包括环(100或134或142或156)和阀元件(102或132或144或158)，所述阀元件通过机械机构和/或化学粘合附接到所述环上，其中，所述阀和所述环中的一个或两个是热固树脂构造。
25.根据权利要求24所述的阀，其特征在于，所述环和所述阀元件是连续地注射模制的。
26.根据权利要求25所述的阀，其特征在于，所述环的材料比所述阀元件的材料具有更高的熔化温度或更高的软化温度。
27.根据权利要求24所述的阀，其特征在于，所述阀元件是硅树脂合成物。
28.根据权利要求24所述的阀，其特征在于，所述环是尼龙的并且所述阀元件是硅树脂合成物。
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