Дозирующая система одноразового использования, содержащая сжимаемую емкость, дозирующее устройство, и способ дозирования жидкости из такой дозирующей системы
Группа изобретений относится к дозирующей системе одноразового использования. Дозирующая система одноразового использования содержит сжимаемую емкость для жидкого вещества и насос, герметично соединенный с возможностью уплотнения со сжимаемой емкостью для подачи жидкого вещества из емкости во время ее сжатия, причем насос содержит корпус, образующий камеру и дозирующее отверстие, при этом давление в камере может изменяться для откачивания жидкости из емкости в камеру и, затем, из камеры в дозирующее отверстие и регулятор, расположенный неподвижно в камере для регулирования потока жидкости между емкостью и камерой и между камерой и дозирующим отверстием, при этом насос может принимать закрытое положение, в котором объем жидкости подается из емкости в камеру под действием отрицательного давления, созданного в камере, и положение дозирования, в котором объем жидкости подается из камеры в дозирующее отверстие. Изобретение характеризуется тем, что насос выполнен из пластмасс и насос содержит средство возврата, автоматически возвращающее насос из упомянутого положения дозирования в упомянутое закрытое положение, в результате чего средство возврата использует упругость упомянутой пластмассы для преодоления отрицательного давления, созданного в сжимаемой емкости во время ее опорожнения, а емкость является полужесткой емкостью, предпочтительно емкостью, содержащей одну жесткую продольную половину и одну сжимаемую продольную половину, так что во время опорожнения сжимаемая продольная половина будет плотно прилегать к жесткой продольной половине. Изобретение позволяет повысить удобство использования. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 18 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к дозирующей системе, содержащей сжимаемую емкость для жидкого вещества и насос, герметично соединенный со сжимаемой емкостью, для подачи жидкого вещества из емкости во время ее сжатия.
Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение относится к области всасывающих насосов одноразового использования для дозирования жидкого вещества, такого как мыло или спиртовое моющее средство, из емкости, такой как бутылка или ей подобного. Большое количество разных всасывающих насосов было предложено в прошлом. Обычно многие всасывающие насосы включают в себя камеру давления, из которой может дозироваться объем жидкости. Жидкость, выходящая из камеры, создает отрицательное давление в камере текучей среды, и это отрицательное давление выполняет функцию всасывания новой жидкости из емкости в камеру давления, которая, таким образом, заполняется и становится готовой для дозирования нового объема жидкости.
Во время использования емкость соединена с насосом и вставлена в дозирующем устройстве, которое обычно расположено неподвижно на стене в ванной комнате или ей подобном. Некоторые дозирующие устройства включают в себя разборный насос, который выполнен как одно целое с дозирующим устройством, и с которым могут соединяться емкости одноразового использования. В отличие от этого настоящее изобретение относится к насосу одноразового использования, который может соединяться с емкостью одноразового использования для прикрепления к закрепленному (многоразового использования) дозирующему устройству.
Один тип дозирующих устройств включает в себя приводное устройство для приведения в действие насоса и дозирования объема жидкости. Другой тип дозирующих устройств расположен таким образом, что часть насоса выходит из дозирующего устройства, показывая приводное устройство, выполненное как одно целое с насосом. Используются обычно два типа приводных устройств, или выполненное как одно целое с дозирующим устройством или с насосом.
Одним типом является приводное устройство, действующее в продольном направлении. «В продольном направлении» относится в данном контексте к направлению, параллельному направлению дозирования и выпускному отверстию насоса. Насосы для продольного приведения в действие часто содержат скользящий поршень, который может выдвигаться/втягиваться в продольном направлении для уменьшения/увеличения объема внутри камеры давления насоса, в результате чего создается откачивающий эффект. При выполнении приводного устройства как одного целого с насосом оно может содержать выпускное отверстие для дозирования жидкости.
Другим типом приводного устройства является приводное устройство, действующее в поперечном направлении. «В поперечном направлении» относится в данном контексте к направлению, поперечному направлению дозирования и выпускному отверстию насоса. Насосы для поперечного приведения в действие обычно должны располагаться в закрепленном дозирующем устройстве, которое содержит приводное устройство, действующее в поперечном направлении. Приводным устройством, действующим в поперечном направлении, может быть стержень или ему подобное, который после поперечного смещения выполняет функцию уменьшения объема внутри камеры давления насоса.
Как насосы, емкости известны в большом разнообразии форм. Одним конкретным типом емкостей являются сжимаемые емкости, которые предназначены для постепенного сжатия, уменьшая свой внутренний объем при дозировании текучей среды из них. Сжимаемые емкости являются особенно преимущественными, принимая во внимание гигиенические требования, поскольку целостность емкости сохраняется во время всего процесса слива, что обеспечивает то, что никакие загрязняющие частицы не проникают в нее, и что любая подделка содержимого емкости не возможна без видимого повреждения емкости. Использование сжимаемых емкостей включает в себя конкретные требования к насосам. В частности, всасывающая сила, создаваемая насосом, должна быть достаточной не только для дозирования жидкости, но также для сжатия емкости. Кроме того, отрицательное давление может создаваться в емкости, стремящееся расширить емкость до ее исходной формы. Следовательно, насос должен быть в состоянии преодолевать также отрицательное давление.
Одним типом сжимаемых емкостей являются простые мешки, обычно выполненные из некоторой мягкой пластмассы. Мешки обычно относительно легко сжимаются, и стенки мешка не будут стремиться повторно выпрямляться после сжатия, следовательно, стенки мешка не будут способствовать созданию любого отрицательного давления в мешке.
Другой тип сжимаемых емкостей известен из, например, EP 0 072 783 A1 и DE 90 12 878 U1. Этот тип сжимаемых емкостей содержит, по меньшей мере, одну относительно жесткую стенку, к которой будет направлено сжатие остальных менее жестких стенок емкости. Следовательно, в дальнейшем, этот тип емкости называется полужесткой сжимаемой емкостью. Этот тип сжимаемых емкостей является преимущественным в том, что информация может быть напечатана на жесткой стенке, так что информация остается четко видимой и неискаженной независимо от состояния сжатия емкости. Кроме того, для некоторого содержимого, емкости, содержащие, по меньшей мере, одну относительно жесткую стенку, могут предпочтительно использоваться вместо мешков. Однако, для сжимаемых емкостей, содержащих, по меньшей мере, одну относительно жесткую стенку, может требоваться большая всасывающая сила, создаваемая насосом, для преодоления отрицательного давления, создаваемого в емкости во время ее опорожнения, по сравнению с мешками.
Для насосов одноразового использования существует основная потребность в том, что насос должен быть относительно легким и экономичным в изготовлении. Кроме того, предпочтительно, если насос включает в себя материалы, которые можно легко утилизировать после удаления, и, даже более предпочтительно, если насос можно утилизировать в качестве одного устройства без необходимости в разделении его частей после удаления.
EP 1 215 167 описывает насос одноразового использования, содержащий четыре пластмассовые части, причем каждая часть выполнена с помощью способов экструзионного прессования. Первая часть включает в себя соединитель, выполненный с резьбой для завинчивания на бутылке. От соединителя проходит выпускное отверстие, причем упомянутое выпускное отверстие заканчивается перфорированной пластиной, через которую может проходить содержимое из бутылки. Первая часть также включает в себя стержень, проходящий от перфорированной пластины. Вторая часть навинчивается на стержень и включает в себя две мембраны, расположенные друг за другом для образования клапанов насоса. Третья прессованная часть включает в себя камеру давления, которая соединяется с первой частью, так что стержень вставляется в камеру, и мембраны входят в плотный контакт с внутренними стенками камеры давления. Наконец, четвертая прессованная часть, выполненная из упругого материала, соединяется с наружной стенкой камеры давления и находится в контакте по текучей среде с ней. Четвертая прессованная часть включает в себя выпуклость сжатия, которая при нажатии увеличивает давление в камере давления.
Насос EP 1 215 167 включает в себя четыре части, которые могут быть выполнены из подобных, однако, не одинаковых материалов. Однако насос EP 1 215 167 не способен создавать всасывающее давление, достаточное для опорожнения сжимаемой емкости, так как отрицательное давление в сжимаемой емкости будет препятствовать расширению выпуклости сжатия, и, следовательно, функция насоса будет значительно ухудшена при использовании со сжимаемой емкостью.
EP 0 854 685 описывает другой насос одноразового использования. Насос выполнен из двух одинарных элементов, выполненных полностью из пластмассы для одноразового использования в качестве единого устройства. Двумя элементами является камера, включающая в себя корпус и поршень, содержащий стержень и два клапана одностороннего действия. Поршень размещен с возможностью скольжения в камере, включающей в себя корпус, и жидкость подается из емкости посредством перемещения наружу и внутрь поршня в камере, включающей в себя корпус. В данной заявке объяснено, что если положительное давление поддерживается внутри емкости, с которой соединен насос, насос будет совершать возвратно-поступательное движение, например, приложенные вручную усилия могут использоваться для перемещения поршня внутрь, преодолевая давление в емкости, и давление в емкости будет толкать регулятор наружу при обратном ходе.
Из вышеприведенного описания понятно, что если отрицательное давление поддерживается внутри емкости, как имело бы место при использовании сжимаемой емкости, поршень не сможет возвращаться автоматически, что означает, что подача жидкости из насоса относительно осложняется.
Следовательно, ни один из вышеупомянутых насосов не является удовлетворительным для использования со сжимаемой емкостью. Кроме того, известные насосы, которые используются для сжимаемых емкостей, являются относительно дорогими, включающими в себя большое количество элементов и часто большой ассортимент материалов.
Принимая во внимание вышеизложенное, существует необходимость в дозирующей системе, включающей в себя сжимаемую емкость, в частности емкость полужесткого типа, которая возвращается, так что не нужно прикладывать никакого усилия с наружной стороны для возврата насоса в состояние заполнения после дозирования жидкости. Предпочтительно дозирующая система должна легко утилизироваться.
Преимущественно дозирующая система должна быть пригодной для откачивания жидких веществ разной вязкости от вещества с низкой вязкостью, такого как спирт, до вещества с высокой вязкостью, такого как жидкое мыло.
Предпочтительно дозирующая система должен быть устойчивой к утечке. Преимущественно дозирующая система должна включать в себя устройство обратного отсоса жидкости для дополнительной защиты от утечки.
Целью настоящего изобретения является создание насоса, который удовлетворяет одному или более из вышеупомянутых требований.
Краткое описание настоящего изобретения
Данная цель достигается за счет дозирующей системы, содержащей сжимаемую емкость для жидкого вещества и насос, соединяемый с возможностью уплотнения со сжимаемой емкостью для откачки жидкого вещества из емкости во время ее сжимания, причем насос содержит корпус, образующий камеру, и дозирующее отверстие, в котором давление в камере может изменяться для откачивания жидкости из емкости в камеру и, затем, из камеры в дозирующее отверстие, и регулятор, расположенный неподвижно в камере для регулирования потока жидкости между емкостью и камерой и между камерой и дозирующим отверстием, в которой насос может принимать закрытое положение, в котором объем жидкости подается из емкости в камеру под действием отрицательного давления, созданного в камере, и положение дозирования, в котором объем жидкости подается из камеры в дозирующее отверстие, в которой насос выполнен из пластмассы, и насос содержит средство возврата, автоматически возвращающее насос из упомянутого положения дозирования в упомянутое закрытое положение, в результате чего средство возврата использует упругость упомянутой пластмассы для преодоления отрицательного давления, созданного в сжимаемой емкости во время ее опорожнения.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением упругость пластмассы насоса, по существу, используется для выполнения возврата насоса из положения дозирования в положение повторного заполнения. Данное решение имеет значительное преимущество над системами известного уровня техники, так как оно позволяет выполнять возвращающийся насос только из пластмассы.
Предпочтительно средство возврата имеет исходную форму, соответствующую закрытому положению, и искривленную форму, соответствующую положению дозирования, причем средство возврата является упругим для перехода от исходной формы к искривленной форме под действием внешнего усилия, приложенного к насосу, и автоматического возвращения своей исходной формы при снятии упомянутого внешнего усилия.
Прежде не понимали, что упругость пластмассы может быть достаточной для преодоления отрицательного давления, создаваемого в сжимаемой емкости во время ее опорожнения.
Преимущественно насос состоит из цельного корпуса и цельного регулятора, следовательно, только из двух частей. Использование нескольких частей является преимущественным в связи с экономией при изготовлении и сборке частей и способствует эксплуатационной надежности насоса.
Пластмассы, используемые в насосе, не обязательно должны быть одинаковыми, но, предпочтительно, должны быть одного и того же типа, так что насос можно утилизировать в виде одиночного устройства. Кроме того, сжимаемая бутылка, предпочтительно, должна быть выполнена из пластмассы, как насос, так что вся система может быть утилизирована в виде одиночного устройства. Это является особенно преимущественным, поскольку в этом случае люди, следящие за опорожнением систем, могут избежать неприятности, вызванной утечкой остатков жидкости из емкости или насоса. Как будет понятно из нижеследующего описания подробных вариантов осуществления, предлагаемая система может быть выполнена таким образом, что насос поддерживает уплотненное состояние, даже когда бутылка опорожнена. Такие варианты осуществления будут, несомненно, особенно легкими для обработки после использования.
Преимущественно емкость является полужесткой сжимаемой емкостью. Под «полужесткой» подразумевают емкость, как упоминалось во введении, которая содержит, по меньшей мере, один относительно жесткий участок, к которому будет направлено сжатие других менее жестких участков. Этот тип сжимаемых емкостей является преимущественным в том, что информация может быть напечатана на жестком участке, причем информация остается четко видимой и неискаженной независимо от состояния сжатия емкости. Кроме того, для некоторого содержимого, емкости, содержащие, по меньшей мере, одну относительно жесткую стенку, могут предпочтительно использоваться вместо мешков. Однако сжимаемые емкости, содержащие, по меньшей мере, одну относительно жесткую стенку, могут требовать большую всасывающую силу, создаваемую насосом, для преодоления отрицательного давления, создаваемого в емкости во время ее опорожнения, по сравнению с мешками. Особое преимущество в случае предлагаемой системы состоит в том, что она может быть выполнена для эффективного преодоления относительно большого отрицательного давления, создаваемого также полужесткими сжимаемыми емкостями.
Наиболее предпочтительно система содержит емкость, содержащую одну жесткую продольную половину и одну сжимаемую продольную половину, так что во время опорожнения сжимаемая продольная половина будет плотно прилегать к сжимаемой продольной половине. Этот тип емкости пригоден для установки во многих существующих дозирующих системах при выполнении требований к видимости информации, напечатанной на емкости. Кроме того, конкретная форма с половиной, сжимаемой на другую половину, обеспечивает то, что пустые емкости требуют особенно мало места.
Преимущественно камера является упругой для сжатия из исходной формы, соответствующей системе, находящейся в закрытом положении, в сжатую искривленную форму, соответствующую системе, находящейся в положении дозирования, и причем камера автоматически возвращается в исходную форму после сжатия, в результате чего камера образует часть упомянутого средства возврата. Понятно что за счет данного устройства при снятии внешнего усилия, сжимающего камеру, камера стремится возвратить свою исходную форму. Возврат в исходную форму означает, что камера растягивается, что создает отрицательное давление в камере. Отрицательное давление, созданное таким образом, будет эффективным для повторного заполнения камеры.
Преимущественно камера обычно является цилиндрической.
Преимущественно регулятор является упругим вдоль своей длины для изгиба после приложения внешнего усилия к насосу из исходной формы, соответствующей системе, находящейся в закрытом положении, в искривленную форму, соответствующую системе, находящейся в положении дозирования, и причем регулятор автоматически возвращается в исходную форму при снятии внешнего усилия, в результате чего регулятор образует часть упомянутого средства возврата. При снятии внешнего усилия, вызывающего искривление регулятора, регулятор будет стремиться вернуться в исходное положение, соответствующее закрытому положению насоса.
Преимущественно регулятор расположен внутри камеры, так что внешнее усилие, сжимающее камеру, будет одновременно приводить к изгибу регулятора, устанавливая насос в положение дозирования, и при приложении внешнего усилия камера и регулятор будут автоматически возвращаться в свои исходные формы, устанавливая насос в закрытом положении. Эта установка является особенно подходящей, так как она обеспечивает относительную герметичность практических вариантов осуществления против утечки.
Предпочтительно регулятор содержит стержень и, по меньшей мере, один клапан, где регулятор является упругим вдоль длины стержня.
Преимущественно регулятор содержит стержень и наружный клапан, причем наружный клапан расположен для регулировки потока жидкости между камерой и дозирующим отверстием, когда регулятор принимает свою исходную форму, наружный клапан находится в симметричном положении в камере, соответствующем закрытому положению насоса, когда регулятор принимает свою искривленную форму, наружный клапан находится в наклонном положении в камере, соответствующем положению дозирования насоса.
В данном варианте осуществления упругость регулятора используется для смещения наружного клапана, так что клапан имеет симметричное положение в камере, когда насос находится в закрытом положении, и наклонное положение в камере, когда насос находится в положении дозирования.
Кроме того, настоящая заявка описывает насос одноразового использования для дозирующей системы для дозирования жидкостей, в частности для дозирующей системы, которая содержит сжимаемую емкость, в которой насос содержит
- корпус, включающий в себя камеру и дозирующее отверстие, в котором давление в камере может изменяться для откачивания жидкости из емкости в камеру и, затем, из камеры в дозирующее отверстие, и
- регулятор, расположенный неподвижно в камере для регулирования потока жидкости между емкостью и камерой и между камерой и дозирующим отверстием, причем регулятор содержит
- наружный клапан для регулирования потока между камерой и дозирующим отверстием,
в которой насос может принимать
- закрытое положение, в котором объем жидкости подается из емкости в камеру под действием отрицательного давления, созданного в камере, и
- положение дозирования, в котором объем жидкости подается из камеры в дозирующее отверстие;
в которой
наружный клапан способен смещаться между
- симметричным положением, которое соответствует упомянутому закрытому положению насоса, в котором наружный клапан находится в плотном контакте с корпусом, и
- наклонным положением, которое соответствует упомянутому положению дозирования насоса, в котором наружный клапан способен перемещаться в плотный контакт с корпусом и из него в зависимости от изменений давления в камере, и
смещение упомянутого наружного клапана из упомянутого симметричного положения в упомянутое наклонное положение требует внешнего усилия, приложенного к насосу и передаваемого упомянутому регулятору независимо от изменений давления в камере.
В насосе, как предложено выше, дозирование жидкости будет происходить, только когда наружный клапан находится в своем наклонном положении, и если одновременно давление в камере является достаточно большим для открытия наружного клапана. Когда наружный клапан находится в своем симметричном положении, он не должен открываться при любых давлениях, которые могут возникнуть в камере, когда насос находится в этом положении, и всегда будет оставаться закрытым.
Смещение наружного клапана из симметричного положения, которое является обычно закрытым, в наклонное положение, в котором наружный клапан может открываться и закрываться, требует внешнего усилия помимо давления в камере. Следовательно, предлагаемый насос добавляет дополнительное требование в отношении открытия и дозирования жидкости к требованию в отношении достаточного давления в камере, которое является основным для насосов известного уровня техники. В предлагаемом насосе внешнее усилие, приводящее к тому, что наружный клапан принимает наклонное положение, является первым требованием в отношении открытия наружного клапана, и достаточное давление в камере, когда наружный клапан находится в наклонном положении, является вторым требованием в отношении открытия наружного клапана.
Понятно что наружный клапан теоретически может открываться при нахождении в симметричном положении. Однако наружный клапан обычно легче открывается при нахождении в наклонном положении. В дальнейшем термин «давление открытия» используется для ссылки на разность давлений между двумя отделениями, которые изолированы за счет клапана, при котором клапан будет открываться. Следовательно, клапан, имеющий более высокое давление открытия, является более устойчивым, чем клапан, имеющий более низкое давление открытия.
Вышеизложенное может быть описано как наружный клапан, имеющий давление открытия в симметричном положении при нахождении в симметричном положении, и давление открытия в наклонном положении при нахождении в наклонном положении, причем давление открытия в наклонном положении меньше давления открытия в симметричном положении.
Понятно что наружный клапан при нахождении в симметричном положении в камере будет симметрично поддерживаться стенками камеры. Это обычно приводит к относительно большому давлению открытия. Это означает, что уплотнение клапана в этом положении является относительно устойчивым, что приводит к тому, что насос не будет непреднамеренно пропускать жидкость.
В наклонном положении симметрия нарушается, и наружный клапан будет асимметрично контактировать со стенками камеры при уплотнении. Такое уплотнение будет обычно приводить к более низкому давлению открытия, чем к большему давлению открытия, получаемому в симметричном положении. Следовательно, в этом положении клапан будет открываться легче для обеспечения прохождения жидкости из камеры в дозирующее отверстие.
Следовательно, давление открытия в симметричном положении может выбираться независимо от дозирования жидкости, а только с учетом предотвращения утечки насоса. Следовательно, может выбираться более высокое давление открытия по сравнению с насосами известного уровня техники, в которых наружный клапан имеет только одно положение, в которых давление открытия не должно быть выше давления открытия, при котором текучая среда все еще может дозироваться через него. Следовательно, в предлагаемом насосе давление в камере может быть увеличено довольно значительно без открытия наружного клапана для дозирования жидкости, если не приложено внешнее усилие смещения. Следовательно, непреднамеренное увеличение давления в камере, которое может возникнуть при управлении насосом или в результате температурного перепада в окружающей среде, не будет приводить к дозированию текучей среды из насоса. Предлагаемый насос является очень устойчивым к утечке.
Предпочтительно регулятор содержит стержень, поддерживающий упомянутый наружный клапан, и в котором стержень является упругим вдоль своей длины для сгиба, из первоначальной формы, в которой наружный клапан принимает свое симметричное положение, в искривленную форму, в которой наружный клапан принимает свое наклонное положение. Таким образом, внешнее усилие может быть приложено для передачи стержню и его деформации, приводя к тому, что наружный клапан принимает свое наклонное положение независимо от присутствующего давления в камере.
Предпочтительно стержень является упругим для автоматического возврата в искривленное положение после сгиба, приводя к тому, что клапан автоматически возвращается в симметричное положение из наклонного положения. По существу, снятие внешнего усилия будет автоматически приводить к возврату насоса в закрытое положение.
Преимущественно камера является упругой для сжатия вокруг регулятора, так что внешнее усилие, сжимающее камеру, будет передаваться регулятору, заставляя наружный клапан принимать наклонное положение. В этом случае сжатие камеры будет передавать внешнее усилие регулятору для смещения наружного клапана в наклонное положение и одновременно увеличивать давление в камере.
Вышеупомянутая ситуация не должна исключаться фразой «независимо от давления в камере», как использовано выше. Понятно что также в этом случае смещение наружного клапана не вызывается повышенным давлением в камере, а вызывается за счет действия стенок камеры, смещаемых к регулятору.
В вариантах осуществления, в которых регулятор включает в себя сгибаемый стержень, как описано выше, понятно, что смещение наружного клапана в наклонное положение происходит в направлении, противоположном направлению, в котором повышенное давление в камере действует для смещения наружного клапана.
Однако, поскольку сжатие камеры будет приводить к наклону наружного клапана и одновременному повышению давления жидкости, содержащейся в камере, понятно, что насос будет дозировать жидкость в результате сжатия. Перемещение насоса в положение дозирования вызывается смещением клапана, и открытие наружного клапана при нахождении в положении дозирования вызывается повышенным давлением в камере.
Для дополнительного обеспечения разности давлений открытия между симметричным положением и наклонным положением наружный клапан преимущественно может быть упругим и иметь первую гибкость через первое поперечное сечение, и это поперечное сечение находится в контакте с камерой, когда наружный клапан находится в симметричном положении, и вторую гибкость через второе поперечное сечение, и это поперечное сечение находится в контакте с камерой, когда наружный клапан находится в наклонном положении, причем вторая гибкость больше первой гибкости, что приводит к тому, что упомянутое давление открытия в наклонном положении меньше упомянутого давления открытия в симметричном положении.
Таким образом, гибкость наружного клапана может использоваться для достижения разных давлений открытия или увеличения разных давлений, как уже описано, которые вызываются разными местоположениями опоры от стенок камеры до наружного клапана. Гибкость можно регулировать посредством изменения количества материала в разных поперечных сечениях клапана.
Преимущественно наружный клапан имеет наружную форму, по меньшей мере, частично повторяющую контур шара, так что могут быть определены первое и второе круглые поперечные сечения, имеющие одинаковый радиус, соответствующие упомянутым симметричному и наклонному положениям, соответственно.
Кроме того, частично шарообразный клапан имеет преимущество в том, что он может быть запрессован в камеру, обеспечивая относительно большой контакт поверхностей между клапаном и камерой. Это, в частности, имеет место, если шар и/или камера выполнены из упругого материала. Относительно большой контакт поверхностей обеспечивает относительно большое давление открытия клапана.
Предпочтительно периферии первого и второго поперечных сечений имеют одинаковый размер и форму. Следовательно, плотный контакт с камерой, имеющей единичное поперечное сечение в местоположении клапана, может быть обеспечен как в симметричном, так и в наклонном положениях.
Преимущественно максимальное наклонное положение может составлять около 10-45º от симметричного положения, предпочтительно 20-30º.
Следует понимать, что наклонное положение не является полностью «открытым» положением, т.е. наружный клапан не наклоняется для открытия. Вместо этого наклонное положение является положением, в котором клапан работает как клапан давления, открываясь и закрываясь в зависимости от давлений окружающей среды.
Для обеспечения того чтобы наружный клапан не открывался слишком много, т.е. до некоторой степени, при которой плотный контакт с камерой больше не возможен, может быть установлен распорный элемент для предотвращения наклона клапана за пределы максимального наклонного положения.
В случае когда регулятор содержит сгибаемый стержень, распорный элемент может преимущественно быть расположен на стержне для ограничения сгибающего движения стержня. При изгибе регулятора распорный элемент будет в результате контактировать со стенками камеры, следовательно, предотвращая дальнейшее искривление регулятора и устанавливая пределы также для наклона наружного клапана.
Предпочтительно насос состоит только из двух частей, упомянутого корпуса и упомянутого регулятора. Понятно что насос в соответствии с вышеизложенным может быть выполнен с использованием любого количества частей. Однако полагают, что большим преимуществом является то, что многочисленные преимущества, как объяснено выше, могут быть получены с использованием только двух частей насоса, корпуса и регулятора.
Кроме того, настоящая заявка описывает насос для дозирующей системы для жидкостей, в частности для дозирующей системы, которая содержит сжимаемую емкость, в которой насос содержит камеру, в которой давление может изменяться для подачи жидкости из емкости в камеру и, затем, из камеры в дозирующее отверстие, причем камера содержит внутренний клапан для регулирования потока жидкости между емкостью и камерой, и наружный клапан для регулирования потока жидкости между камерой и дозирующим отверстием, в которой насос может принимать
- закрытое положение, в котором объем жидкости подается из емкости в камеру под действием отрицательного давления, созданного в камере, и
- положение дозирования, в котором объем жидкости подается из камеры в дозирующее отверстие,
в которой
внутренним клапаном является клапан одностороннего действия, для открытия для потока жидкости в направлении дозирования при давлении открытия внутреннего клапана, действующем в направлении дозирования, и закрытия при любом давлении, действующем в направлении, противоположном направлению дозирования,
наружным клапаном является двухходовой клапан для открытия для потока жидкости в направлении дозирования или в направлении, противоположном направлению дозирования при давлении открытия наружного клапана, в зависимости от направления давления открытия наружного клапана,
так что так как насос перемещается из положения дозирования в закрытое положение, и в камере создается отрицательное давление,
разность давлений между емкостью и камерой будет вызывать открытие внутреннего клапана для обеспечения прохождения жидкости из емкости в камеру, и
разность давлений между дозирующим отверстием и камерой будет вызывать открытие наружного клапана для обеспечения обратного всасывания жидкости из дозирующего отверстия в камеру.
Обычно, отрицательное давление создается в камере, когда она пустая, то есть когда жидкость была непосредственно дозирована из насоса. В этой ситуации остаток жидкости может находиться около дозирующего отверстия. В случае предлагаемого насоса разность между давлением в дозирующем отверстии и отрицательным давлением в камере будет вызывать открытие наружного клапана, и любой остаток жидкости будет всасываться обратно в камеру.
Преимущественно насос выполнен таким образом, что
- когда насос находится в своем положении дозирования, наружный клапан образует упомянутый двухходовой клапан, и
- когда насос находится в своем закрытом положении, наружный клапан уплотняет между камерой и дозирующим отверстием,
так что так как насос перемещается из положения дозирования в закрытое положение, наружный клапан будет вначале открываться для обеспечения обратного всасывания жидкости из дозирующего отверстия в камеру, и, затем, при достижении закрытого положения уплотнять между камерой и дозирующим отверстием.
В данном варианте осуществления обеспечивается то, что повторное заполнение жидкости из емкости при регулировании внутренним клапаном может преобладать над обратным всасыванием жидкости и, затем, воздуха из дозирующего отверстия. Камера обычно предназначена для повторного заполнения жидкостью из емкости, а не воздухом из отверстия. Следовательно, необходимо, чтобы наружный клапан открывался для обеспечения обратного отсоса жидкости только для потока, значительно меньшего, чем поток жидкости из емкости при регулировании внутренним клапаном. В соответствии с предлагаемым вариантом осуществления наружный клапан может открываться для потока в направлении, противоположном направлению дозирования только в течение короткого периода времени, во время которого насос перемещается из положения дозирования в закрытое положение. Однако внутренний клапан может продолжать открываться для потока в направлении дозирования также, когда насос достиг закрытого положения.
Преимущественно, когда насос находится в своем положении дозирования, наружный клапан принимает наклонное положение в камере, и когда насос находится в своем закрытом положении, наружный клапан принимает симметричное положение в камере. В наклонном положении давление открытия наружного клапана может быть меньше давления открытия в симметричном положении, так что обратный отсос жидкости может происходить, когда клапан находится в своем наклонном положении, а не когда он находится в своем симметричном положении. Во время перехода насосов из положения дозирования в закрытое положение наружный клапан может перемещаться из наклонного положения в симметричное положение. Это означает, что наружный клапан может вначале открываться для обеспечения обратного отсоса жидкости, но, в конце концов, закрывается при достижении симметричного положения.
В качестве альтернативы или в дополнение к вышеизложенному, давление открытия внутреннего клапана может быть меньше давления открытия наружного клапана, так что наружный клапан будет закрываться раньше внутреннего клапана при выравнивании отрицательного давления в камере.
Преимущественно внутренний клапан при нахождении в закрытом положении может иметь площадь контакта с камерой, большую площади контакта наружного клапана при нахождении в закрытом положении.
Преимущественно наружный клапан при нахождении в закрытом положении в камере сжимается по периферии относительно несжатого состояния наружного клапана, и разность между диаметром камеры в местоположении, в котором она находится в контакте с наружным клапаном, когда он находится в закрытом положении, и диаметром наружного клапана, когда он находится в несжатом состоянии, составляет 0,09-0,20 мм, предпочтительно 0,10-0,20 мм, наиболее предпочтительно 0,10-0,15 мм.
Преимущественно внутренний клапан при нахождении в закрытом положении в камере сжимается по периферии относительно несжатого состояния внутреннего клапана, и разность между диаметром камеры в местоположении, в котором внутренний клапан сжимается по периферии, и диаметром внутреннего клапана, когда он находится в несжатом состоянии, составляет 0,20-0,35 мм в направлении вдоль окружности, предпочтительно 0,25-0,35 мм, наиболее предпочтительно 0,25-0,30 мм.
Предпочтительно внутренний клапан является параболическим клапаном. Параболический клапан пригоден в качестве клапана одностороннего действия, который может герметично уплотнять в одном направлении.
Преимущественно внутренний клапан содержит кромку, которая способна перемещаться в плотный контакт с камерой и из него, причем упомянутая кромка образует угол с продольной осью насоса, где угол находится в диапазоне 15-30 градусов, более предпочтительно 20-30 градусов, наиболее предпочтительно 20-25 градусов.
Преимущественно наружный клапан может иметь наружную форму, по меньшей мере, частично повторяющую контур шара. Обычно шарообразная форма является преимущественной для выполнения функции двухходового клапана, поскольку открытие может осуществляться в двух противоположных направлениях.
Предпочтительно наружная форма наружного клапана повторяет контур шара для образования, по меньшей мере, половины шара.
Преимущественно наружный клапан содержит кромку, которая способна перемещаться в плотный контакт с камерой и из него, и упомянутая кромка, когда насос находится в своем закрытом положении, удерживается между параллельными стенками камеры и проходит параллельно упомянутым стенкам.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет дополнительно описано в качестве примеров осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых
фиг.1a-1d схематически изображают цикл дозирования/повторного заполнения варианта осуществления насоса для дозирующей системы в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2a-2c изображают регулятор варианта осуществления на фиг.1;
фиг.3a-3c изображают корпус варианта осуществления на фиг.1;
фиг.4a-4c изображают вариант осуществления соединителя для использования с насосом на фиг.1;
фиг.5a и 5b изображают сборку регулятора на фиг.2a-2c, корпуса на фиг.3a-3c и соединителя на фиг.4a-4c;
фиг.6a-6c изображают дозирующую систему в соответствии с настоящим изобретением, содержащую сжимаемую емкость, соединитель и насос на фиг.1.
Подобные ссылочные позиции используются для обозначения подобных элементов на всех чертежах.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Фиг.1a-1d схематично изображают один цикл дозирования-повторного заполнения варианта осуществления насоса 1 в соответствии с настоящим изобретением. Для упрощения на фиг.1a-1d были удалены некоторые элементы, без которых можно обойтись при объяснении основных функций насоса. Вместо этого конкретные элементы проиллюстрированного варианта осуществления объяснены относительно других чертежей и в связи с дополнительными преимуществами настоящего изобретения.
При использовании насос 1 должен быть герметично соединен с емкостью, содержащей жидкое вещество, такое как жидкое мыло или спиртовое моющее средство. Емкость схематично обозначена ссылочной позицией 400 на фиг.1a-1d. Насос 1 содержит корпус 100 и регулятор 200, неподвижно расположенный в корпусе 100. Корпус 100 образует камеру 110, в которой, как будет описано ниже, давление может изменяться для дозирования жидкости из насоса 1 или повторного заполнения жидкости из сжимаемой емкости 300. Кроме того, корпус 100 содержит дозирующее отверстие 120, через которое упомянутая жидкость может дозироваться.
Регулятор 200 неподвижно расположен в камере 100 для регулирования потока жидкости между емкостью 400 и камерой 110 и между камерой 110 и дозирующим отверстием. В проиллюстрированном варианте осуществления регулятор 200 содержит наружный клапан 220, который, как показано на фиг.1a, находится в плотном контакте с камерой 110, и который регулирует поток жидкости между дозирующим отверстием 120 и камерой 110.
Регулятор также содержит внутренний клапан 230, который, как показано на фиг.1a, также находится в потном контакте с камерой 110, и который регулирует поток жидкости между сжимаемой емкостью 300 и камерой 110. Кроме того, регулятор 200 может преимущественно содержать фиксирующее средство для выполнения фиксации регулятора 200 в камере 100. В данном варианте осуществления фиксирующее средство содержит фиксирующую пластину 250.
В данной заявке термин «внутренний» или «внутри» обычно используется для направления вверх по потоку, к емкости и в направлении, противоположном направлению дозирования, тогда как термин «наружный» или «снаружи» обычно используется для направления вниз по потоку, к выпускному отверстию и в направлении дозирования.
Положение дозирования
Фиг.1a изображает насос при нахождении в закрытом положении. В данной заявке термин «закрытое положение» используется для положения, в котором поток не проходит между камерой 110 и выпускным отверстием 120. На фиг.1a насос находится в закрытом положении, которое также является положением хранения, в котором потоки не проходят в системе. То есть регулятор 200 управляет потоками, так что поток жидкости не проходит между емкостью 300 и камерой 110 или камерой 110 и выпускным отверстием 120. В проиллюстрированном варианте осуществления наружный клапан 220 и внутренний клапан 230 закрыты и находятся в плотном контакте с камерой 110 (т.е. с внутренними стенками камеры 110). Во время использования камера 110 будет заполняться жидкостью, когда насос находится в положении хранения.
Фиг.1b изображает насос при нахождении в положении дозирования. В данной заявке термин «положение дозирования» используется для положения, в котором объем жидкости может всасываться из камеры 110 в дозирующее отверстие 120. В положении дозирования наружный клапан 220 устанавливается в наклонном положение под действием внешнего усилия, передаваемого регулятору 200.
Давление открытия наружного клапана в наклонном положении меньше давления открытия наружного клапана в исходном, симметричном положении, т.е. наружный клапан открывается легче при нахождении в наклонном положении по сравнению с симметричным положением. Это может быть объяснено за счет наружного клапана 220 при нахождении в симметричном положении, поддерживаемого симметрично вокруг его периферии стенками камеры 110. Это увеличивает сопротивление клапана против сжатия. В наклонном положении эта симметрия нарушена. На одной стороне наружного клапана 220 стенка камеры будет находиться в контакте с клапаном 220 в положении, более близком к его центру, чем в симметричном положении, а на другой стороне наружного клапана 220 стенка камеры будет находиться в контакте в положении, более удаленном от центра клапана, чем в симметричном положении. Следовательно, эффект «блокирования», достигаемый за счет симметричных усилий, больше не присутствует, что означает, что давление открытия в наклонном положении меньше давления открытия в симметричном положении.
Кроме того, в проиллюстрированном варианте осуществления наружный клапан 220 выполнен таким образом, что его гибкость через сечение клапана 220, входящего в плотный контакт со стенкой камеры 110 в симметричном положении (фиг.1a), меньше гибкости через сечение клапана, входящего в плотный контакт со стенкой камеры 110 в наклонном положении (фиг.1b). Когда гибкость участка эффективного плотного контакта наружного клапана 220 увеличивается, давление открытия будет уменьшаться. Более подробное описание данного варианта осуществления наружного клапана 220 будет дано ниже в данной заявке.
Понятно что в симметричном положении, соответствующем закрытому положению насоса, давление открытия наружного клапана 220 может выбираться таким образом, чтобы он мог выдерживать некоторое повышение давления в камере 110 без открытия. Только если наружный клапан 220 наклонен, что требует приложения наружного усилия к насосу, наружный клапан 220 может открываться для обеспечения дозирования жидкости из камеры 110.
Наружный клапан 220 также предназначен для выполнения функции клапана, регулируемого давлением, при нахождении в наклонном положении. Другими словами, наружный клапан 220 не будет наклоняться для частичного удаления от стенки камеры 110 и, следовательно, для открытия посредством только наклона. Вместо этого, если нет перепада давления или есть только небольшой перепад давления между камерой и дозирующим отверстием, наружный клапан 220 должен уплотнять между ними также, когда он находится в своем наклонном положении.
В проиллюстрированном варианте осуществления камера 110 является упругой, чтобы сжиматься при приложении внешнего усилия, как показано стрелкой на фиг.1b. Сжатие камеры 110 будет вызывать увеличение давления в жидкости, содержащейся в ней.
Кроме того, в проиллюстрированном варианте осуществления регулятор 200 является упругим вдоль своей длины, чтобы сгибаться из нейтрального положения, как показано на фиг.1a, в изогнутое положение, как показано на фиг.1b. Когда регулятор находится в своем изогнутом положении, наружный клапан 220 принимает наклонное положение в камере 110.
В проиллюстрированном варианте осуществления регулятор 100 содержит распорный элемент 240 для обеспечения того, чтобы наружный клапан 220 наклонялся слишком далеко. Распорный элемент 240 расположен на внутренней стороне стержня наружного клапана 220 и будет контактировать с внутренней стенкой камеры 110 во время изгиба стержня. По существу, он ограничивает изгиб стержня и препятствует наклону наружного клапана 220 за пределами максимального наклонного положения.
Проиллюстрированный вариант осуществления является особенно преимущественным в том, что наружное усилие осуществляет как сжатие камеры 110, приводя к повышенному давлению в камере 110, так и изгибу регулятора 200, приводя к пониженному давлению открытия наружного клапана 220, которые взаимодействуют для открытия наружного клапана 220, так что жидкость будет выдавливаться из камеры 110 к дозирующему отверстию 120.
Кроме того, внешнее усилие, сжимающее камеру 110, будет одновременно приводить к изгибу регулятора 200, устанавливая насос в положение дозирования.
В вышеупомянутом описании основной принцип действия насоса, содержащего наружный клапан, смещаемый из закрытого положения в положение дозирования, был описан со ссылкой на фиг.1a и 1b. Следует понимать, что могут быть предусмотрены другие варианты осуществления, которые будут использовать этот основной принцип действия. Например, хотя менее преимущественно, можно представить использование регулятора 200, только часть которого будет выполнена упругой, или регулятора 200, состоящего из ряда частей, из которых только одна является упругой для осуществления смещения наружного клапана. Кроме того, если использовать жесткую камеру 110, могут быть использованы некоторые другие средства, такие как отдельный поршень, для смещения наружного клапана, и по выбору также для повышения давления в камере.
Автоматический механизм возврата
Описание проиллюстрированного варианта осуществления будет продолжено с конкретной ссылкой на фиг.1b и 1d.
В проиллюстрированном варианте осуществления камера 110 и регулятор 200 выполнены из упругих материалов, предпочтительно пластмасс. В положении дозирования, как показано на фиг.1b, как камера 110, так и регулятор 200 изогнуты по отношению к своим исходным формам, как видно на фиг.1a. При снятии ударной нагрузки камера 110 и регулятор 200 будут автоматически возвращаться в свои исходные формы и, следовательно, возвращаться в закрытое положение, как показано, например, на фиг.1d.
После дозирования жидкости при снятии внешнего усилия камера 110 возвращает свою исходную форму и, следовательно, расширяется. Регулятор 200 возвращает свою исходную форму, приводя к тому, что наружный клапан 200 возвращает свою симметричную форму, закрывая камеру 110. Расширение камеры 110 создает отрицательное давление в камере 110, которое будет вызывать открытие внутреннего клапана 230, как показано на фиг.1d. Следовательно, жидкость будет подаваться из емкости 300 в камеру 110 для заполнения камеры 100. При повторном заполнении камеры в камере 110 не будет присутствовать отрицательное давление, и внутренний клапан 230 закроется снова, возвращая насос в исходное положение на фиг.1a.
В вышеупомянутом описании и в нижеследующем описании следует понимать, что насос, находящийся в закрытом положении, относится к насосу, закрытому таким образом, что жидкость не может проходить через дозирующее отверстие 120. Наружный клапан 220 находится в своем закрытом, симметричном положении. Однако в закрытом положении внутренний клапан 230 может открываться для повторного заполнения камеры 110 жидкостью из емкости. Следовательно, фиг.1d изображает закрытое положение насоса, которое также является положением повторного заполнения.
В проиллюстрированном варианте осуществления автоматический возврат насоса 1 из положения дозирования в закрытое положение выполняется регулятором 200 и камерой 110, возвращающие свои исходные формы после их искривления. Следовательно, в данном варианте осуществления как регулятор 200, так и камера 110 образуют средство возврата, выполненное из материала частей насоса.
Следовательно, в вышеупомянутом описании основной принцип действия насоса, содержащего средство возврата, выполненное из упругой пластмассы насоса и использующее упомянутую упругость для обеспечения автоматического возврата насоса, был описан со ссылкой на фиг.1a и 1d. Кроме того, средство возврата является достаточным для преодоления отрицательного давления, создаваемого в сжимаемой емкости. Следует понимать, что могут быть рассмотрены другие варианты осуществления, которые будут использовать этот основной принцип действия. Например, хотя полагают, что это является менее преимущественным, можно представить, что только одно из регулятора или камеры образует средство возврата. Кроме того, функция возврата не обязательно должна быть объединена с наклоняемым наружным клапаном (хотя полагают, что это является особенно преимущественным).
Устройство обратного отсоса жидкости
Вышеизложенное описание проиллюстрированного варианта осуществления со ссылкой только на фиг.1a, 1b и 1d описывает, по сути, возможный цикл дозирования-повторного заполнения насоса. Однако данное описание несколько упрощено. В нижеследующем основной принцип действия устройства обратного отсоса жидкости для насоса для дозирующей системы для жидкостей будет описан с конкретной ссылкой на фиг.1c.
Проиллюстрированный вариант осуществления, который был использован выше для иллюстрации принципа действия насоса, также пригоден для описания основного принципа действия устройства обратного отсоса жидкости. Однако следует понимать, что устройство обратного отсоса жидкости может также использоваться в других контекстах, чем в данном конкретном варианте осуществления.
Устройство обратного отсоса жидкости основано на наличии внутреннего клапана 230, являющегося клапаном одностороннего действия, для открытия для потока жидкости в направлении дозирования при давлении открытия внутреннего клапана, действующем в направлении дозирования, и закрытия при любом давлении, действующем в направлении, противоположном направлению дозирования, и наружного клапана 220, являющегося двухходовым клапаном, для открытия для потока жидкости в направлении дозирования или в направлении, противоположном направлению дозирования, при давлении открытия наружного клапана в зависимости от направления давления открытия наружного клапана.
В проиллюстрированном варианте осуществления внутренний клапан 230 является обычно параболическим клапаном, взаимодействующим с седлом 130, образованным от внутренней стенке корпуса 100. Седло 130 расположено вверх по потоку от внутреннего клапана 230, так что внутренний клапан 230 будет выполнять функцию клапана одностороннего действия, открываясь в направлении дозирования.
В проиллюстрированном варианте осуществления наружный клапан 220 является частично шарообразным клапаном, взаимодействующим с внутренними стенками корпуса 100. При нахождении в своем наклонном положении наружный клапан 220 будет выполнять функцию двухходового клапана, открываясь для потока в направлении градиента давления между камерой 110 и дозирующим отверстием 120.
Когда насос находится в положении дозирования, как показано на фиг.1b, давление в камере 110 больше давления в дозирующем отверстии 120, и наружный клапан 220 будет открываться для потока жидкости из камеры 110 в отверстие 120.
После дозирования жидкости из камеры 110 насос будет переходить из положения дозирования на фиг.1b в закрытое положение на фиг.1d, в котором наружный клапан 220 будет возвращаться в свое симметричное положение, и отрицательное давление будет создаваться в камере 110.
Однако свойство двухходового клапана наружного клапана 220 становится эффективным во время короткого переходного периода, в течение которого насос переходит из положения дозирования (фиг.1b) в закрытое положение (фиг.1d), как показано на фиг.1c. При снятии внешнего давления на камеру отрицательное давление будет немедленно возникать в камере 110. Однако возврат наружного клапана 220 из своего наклонного положения в свое симметричное положение происходит не так быстро, как возникновение отрицательного давления. Следовательно, в течение короткого периода времени наружный клапан 220 остается в наклонном положении, и одновременно в камере 110 возникает отрицательное давление.
Отрицательное давление в камере 110 будет вызывать открытие наружного клапана 220 для обеспечения прохождения оставшейся жидкости и/или воздуха из дозирующего отверстия в камеру 110. Одновременно внутренний клапан 110 будет открываться для прохождения жидкости из емкости 300 в камеру 110. Следовательно, как показано стрелками на фиг.1c, в этой ситуации один поток жидкости в направлении дозирования проходит в камеру 110 через внутренний клапан 230, и один поток жидкости и/или воздуха в направлении, противоположном направлению дозирования, проходит в камеру 110 через наружный клапан 220.
Однако наружный клапан 220 будет в конечном счете возвращаться в свое симметричное положение, как показано на фиг.1d. В этом положении давление открытия наружного клапана больше давления открытия в наклонном положении, и клапан больше не будет открываться для потока в направлении, противоположном направлению дозирования. В отличие от того внутренний клапан 230 остается открытым, пока камера 110 не заполнится повторно жидкостью.
Следовательно, любая жидкость, оставшаяся в дозирующем отверстии 120 корпуса 100, после положения дозирования может всасываться обратно в камеру 110, так как насос перемещается из своего положения дозирования в свое закрытое положение. Обратное всасывание должно быть ограничено, так как необходимо, чтобы камера заполнялась жидкостью из емкости 300, а не воздухом через дозирующее отверстие 120. В соответствии с представленным принципом обратного отсоса жидкости это обеспечивается за счет того, что обратный отсос жидкости происходит только во время перемещения насоса из положения дозирования в его закрытое положение, и основная часть повторного заполнения камеры 110 выполняется в закрытом положении.
Кроме того, давление открытия внутреннего клапана должно быть преимущественно меньше давления открытия наружного клапана, так что наружный клапан будет закрываться раньше внутреннего клапана, поскольку отрицательное давление в камере выравнивается.
В вышеизложенном описании основной принцип действия устройства обратного отсоса жидкости, использующего двухходовой наружный клапан и наружный клапан одностороннего действия, был описан со ссылкой на фиг.1c. Однако хотя это является менее преимущественным, чем проиллюстрированный вариант осуществления, полагают, что могут быть осуществлены другие варианты осуществления, использующие данный основной принцип. Например, могут быть предусмотрены другие типы клапана одностороннего действия и двухходового клапана. Кроме того, полагают, что устройство обратного отсоса жидкости не обязательно должно быть объединено с автоматическим средством возврата из упругих материалов, а может быть представлено также в вариантах осуществления, где внешнее усилие необходимо для возврата системы в закрытое положение.
Из вышеизложенного описания, по меньшей мере, три основных принципа могут быть выделены. Во-первых, происходит смещение наружного клапана между симметричным положением и наклонным положением, когда насос перемещается из закрытого положения в положение дозирования. Этот признак в частности обеспечивает конструкцию насоса, не имеющую проблемы, связанные с утечкой. Во-вторых, осуществляется автоматический возврат насоса в закрытое положение из положения дозирования, в котором используется упругость пластмасс насоса. Этот признак обеспечивает, в частности, простые и пригодные для утилизации конструкции, которые, тем не менее, являются устойчивыми для преодоления отрицательного давления, создаваемого в сжимаемой емкости. В-третьих, имеется устройство обратного отсоса жидкости, которое использует внутренний клапан одностороннего действия и двухходовой наружный клапан и срабатывает во время перемещения насоса из положения дозирования в закрытое положение.
Понятно что проиллюстрированный вариант осуществления является особенно преимущественным, поскольку он объединяет все три основные принципы в простой конструкции. Тем не менее полагают, что эти три принципа могут использоваться отдельно, если только необходимо одно из конкретных преимуществ, связанных с ними.
Другие преимущественные элементы
В нижеследующем будут описаны дополнительные преимущественные элементы проиллюстрированного варианта осуществления.
РЕГУЛЯТОР
Фиг.2a-2c изображают регулятор для иллюстрированного варианта осуществления. Фиг.2a - перспективный вид регулятора, фиг.2b - вид в разрезе регулятора, и фиг.2c - вид регулятора, если смотреть с крайнего конца в направлении внутрь.
Наружный клапан
Как видно на фиг.2a и 2b, наружный клапан 220 имеет наружную форму, частично повторяющую контур шара. Как лучше всего видно на увеличенной части A на фиг.2b, шар проходит от участка прикрепления к стержню вдоль кривой, образующей кромку 222.
Кромка 222 является гибкой к центру клапана 220 и упругой для возвращения своей исходной форы после сгиба. Гибкость кромки 222 преимущественно обеспечивается за счет кромки, имеющей, по существу, постоянную толщину. В центре наружного клапана 220, окруженном кромкой 222, имеется выпуклость 224. Выпуклость 224 и материал стержня будут обеспечивать жесткость клапана 220. Кроме того, выпуклость 224 является особенно эффективной, когда насос используется для откачивания текучих сред высокой вязкости, которая будет описана ниже.
На увеличенной части A видно, как кромка 222 образует прямой участок 226 непосредственно перед завершением относительно короткого концевого участка 228, который изгибается внутрь к центру клапана 220. Тем не менее понятно, что она имеет форму в основном (хотя не обязательно точно) повторяющую наружный контур шара. Выражение «шарообразный» является в данном контексте понятным, как в противоположность, например, конической или параболической форме клапана.
Понятно что когда наружный клапан 220 находится в своем симметричном положении в камере 110, прямой участок будет находиться в контакте со стенками корпуса. Однако можно предположить вариант осуществления, в котором прямой участок 226 заменен участком, проходящим, повторяя точный шарообразный контур. Кроме того, такой участок может находиться в контакте со стенками камеры при нахождении в симметричном положении, но, однако, будет возможно несколько распрямляться под действием стенок камеры.
Полагают что это является преимущественным, если контур наружного клапана образует участок поверхности, который может оставаться одновременно параллельным внутренним поверхностям камеры 110. В случае такой конструкции участок поверхности наружного клапана может вставляться в камеру 110, так что ее стенки оказывают симметричное давление на участок поверхности клапана. Величина зазора между наружным клапаном 220 и камерой 110 может выбираться для обеспечения давления относительно тугого открытия, когда наружный клапан 220 находится в своем симметричном положении, где давление между параллельными стенками камеры и параллельными участками поверхности будет обеспечивать давление открытия наружного клапана.
Направленный внутрь криволинейный участок 228 изображенного наружного клапана 220 является пригодным для облегчения движения между наклонным положением и симметричным положением клапана 220. Кроме того, он обеспечивает функцию обратного отсоса жидкости, так как он содержит поверхность, на которую может действовать давление в дозирующем отверстии клапана для открытия наружного клапана в направлении, противоположном направлению дозирования насоса.
Понятно что наружный клапан 220 при расположении в камере 110 сжимается по периферии для выполнения функции уплотнения. Следовательно, в расслабленном, несжатом состоянии наружный клапан 220 имеет наружный диаметр, который больше диаметра камеры 110 в местоположении наружного клапана 220. Как можно видеть на фиг.5b, в проиллюстрированном варианте осуществления регулятор наружного клапана 220 будет размещаться в наружном отделении 112 камеры.
Преимущественно разность между внутренним диаметром камеры в местоположении наружного клапана 220 и наружным диаметром наружного клапана 220 при нахождении в несжатом состоянии составляет 0,09-0,20 мм, предпочтительно 0,10-0,20 мм, наиболее предпочтительно 0,10-0,15 мм.
В проиллюстрированном варианте осуществления разность между внутренним диаметром камеры в местоположении наружного клапана 220 и наружным диаметром наружного клапана 220 при нахождении в несжатом состоянии составляет около 0,15 мм.
Распорный элемент
Рядом с наружным клапаном 220 расположен распорный элемент 240, который выполняет функцию регулирования наклона наружного клапана 220, который был описан выше. Наружная форма распорного элемента 240 может быть легко определена относительно наружного клапана 220 и формы камеры 110 для выполнения его функции. В проиллюстрированном варианте осуществления распорный элемент 240 содержит выемки 242, некоторые продольные, некоторые поперечные. Выемки 242 облегчают прохождение жидкости через распорный элемент 240. Кроме того, этот элемент является особенно пригодным, когда насос используется для откачивания текучих сред высокой вязкости, как будет описано ниже.
Стержень
Стержень 210 обычно проходит между внутренним клапаном 230 и наружным клапаном 220. Стержень является упругим для обеспечения сгиба и способен возвращать свою исходную форму после сгиба. Длина и диаметр стержня 210 могут выбираться, принимая во внимание эти факторы, а также другие, касающиеся, например, размера насоса. В проиллюстрированном варианте осуществления диаметр стержня составляет около 3 мм, и длина всего регулятора составляет около 55 мм. В проиллюстрированном варианте осуществления стержень 210 имеет постоянный диаметр.
Направляющий элемент
Рядом с верхним клапаном 230 на его наружной стороне расположен направляющий элемент 260. Направляющий элемент 260 проходит в поперечном направлении для ограничения изгибающего движения стержня 210 и обычно ограничивает сгиб на участке стержня 210, проходящем на наружную сторону направляющего элемента 260. По существу, направляющий элемент 260 является эффективным для обеспечения того, чтобы функция внутреннего клапана 230 не подвергалась влиянию изгибающего движения стержня 210. Направляющий элемент 260 может преимущественно проходить по периферии стержня 210 для симметричного ограничения движения стержня. В проиллюстрированном варианте осуществления направляющий элемент 260 образован из четырех направляющих стержней 262, расположенных для образования пересечения со стержнем 210 в его центре.
Внутренний клапан
Внутренний клапан 230 содержит клапан, проходящий по окружности от стержня 210. Ширина клапана является обычно постоянной от положения, в котором клапан проходит от стержня 210 и к его наружному концу. В проиллюстрированном варианте осуществления форма клапана может быть описана как в основном образующая форму параболы. Однако, как можно видеть на увеличенной части B, клапан не повторяет точно параболический контур. Скорее клапан образует ряд более прямолинейных участков, которые, если смотреть в целом, можно обычно принять за контур параболы.
Внутренняя поверхность клапана соединена с элементом 234 жесткости. Элемент 234 жесткости является более жестким, чем капан, и выполняет функцию ограничения движения клапана. Преимущественно элемент 234 жесткости прикреплен к верхней поверхности клапана в ряде местоположений крепления. В этих местоположениях элемент 234 жесткости жестко соединяет клапан со стержнем 210. Следовательно, клапан закреплен в местоположениях крепления и предотвращен от перемещения наружу или внутрь в этих местоположениях.
Посредством предотвращения движения внутрь элемент 234 жесткости обеспечивает то, что клапан не может закручиваться в неправильном направлении, т.е. в направлении, противоположном направлению дозирования, даже если давление в камере 110 должно быть выше давления в емкости 300, с которой соединен насос. Этот элемент является особенно эффективным, когда насос используется для опорожнения сжимаемой емкости 300. В сжимаемой емкости 300 и, в частности, в сжимаемой емкости 300, являющейся полужесткой, отрицательное давление может создаваться в емкости, когда жидкость подается из нее при помощи насоса. Следовательно, когда насос находится в закрытом положении, и камера 110 заполнена жидкостью для дозирования в следующем цикле дозирования, давление в камере 110 может быть выше давления в емкости 300. Кроме того, градиент давления между камерой 110 и емкостью 300 может быть относительно большим. Элемент 234 жесткости способствует внутреннему клапану 230, являющемуся прочным клапаном одностороннего действия, который может выдерживать относительно большие градиенты давления в направлении, противоположном направлению дозирования без открытия.
Посредством предотвращения перемещения наружу элемент 234 жесткости способствует управлению открытием внутреннего клапана 230.
В проиллюстрированном варианте осуществления элемент 234 жесткости содержит четыре выступа, проходящих от стержня 210 и образующих пересечение со стержнем 210 в середине. Выступы соединены с клапаном в местоположениях крепления вдоль наружной стороны выступов.
Понятно что элемент 234 жесткости не должен препятствовать перемещению всего клапана. Некоторые участки клапана должны оставаться подвижными для возможного открытия и закрытия. Это может быть обеспечено за счет местоположений крепления между элементом 234 жесткости и клапаном, ограниченных внутренней площадью клапана, оставляя кромку 232 без прикрепления к элементу 234 жесткости и проходя по периферии клапана. В качестве альтернативы, или в сочетании с кромкой 234 участки клапана, проходящие между расположенными на расстоянии друг от друга местоположениями крепления элемента 234 жесткости, могут быть подвижными для открытия и закрытия клапана. Однако, в частности, для использования со сжимаемой емкостью, в которой может создаваться отрицательное давление, как описано выше, предпочтительно чтобы была образована кромка 232, так что способность элементов 234 жесткости предотвращать обратное открытие внутреннего клапана 230 не обязательно должна использоваться для обеспечения открытия клапана в правильном направлении.
В проиллюстрированном варианте осуществления образована кромка 232 без соединения с элементом 234 жесткости, которая проходит по периферии клапана. Полагают что форма этой кромки 232 является более важной для функции уплотнения клапана, чем форма внутренних участков клапана, которые, тем не менее, по существу, заблокированы от перемещения при помощи элемента 234 жесткости.
Кромка 232 будет контактировать с корпусом 100 при нахождении в закрытом положении, и будет перемещаться от корпуса 100 в открытом положении. Как можно видеть на фиг.5b, кромка 232 может преимущественно взаимодействовать с уступом 119, образованным в стенке камеры. Следовательно, обратное открытие клапана 230 на кромке 232 предотвращено за счет присутствия уступа 119.
Кромка 232 образует угол α с продольным центром регулятора 200 (т.е. со стержнем 210). Предпочтительно чтобы угол α находился в диапазоне 15-30 градусов, более предпочтительно 20-30 градусов, наиболее предпочтительно 20-25 градусов. В проиллюстрированном варианте осуществления угол α составляет около 23 градусов.
Толщина кромки 232 должна выбираться в зависимости от упругой пластмассы, так что гибкость кромки 232 обеспечивает открытие и закрытие внутреннего клапана. Полагают что это является преимуществом, принимая во внимание упругость, если толщина кромки 232 является, по существу, постоянной по всей длине кромки 232. Предпочтительно толщина может составлять от 0,2 до 0,4 мм. В проиллюстрированном варианте осуществления толщина кромки составляет около 0,3 мм.
Принимая во внимание вышеизложенное, предусматривается, что внутренний клапан в целом 232 может быть образован в других обычных формах в отличие от параболической формы. Например, внутренний клапан может иметь обычную конусообразную форму. Обычно форма участков, которые предотвращены от перемещения элементом 234 жесткости, могут свободно выбираться, так как они не будут перемещаться. Однако полагают, что это является преимущественным, поскольку кромка 232 клапана имеет свойства, как описано выше.
Обычно следует понимать, что внутренний клапан 230 может обеспечивать герметичность всей системы, состоящей из сжимаемой емкости в соединении, непроницаемом для жидкости, с насосом. Внутренний клапан 230 должен быть устойчивым клапаном одностороннего действия, открывающимся только в направлении дозирования и при давлении открытия внутреннего клапана. Так как отрицательное давление создается в емкости, только более высокое отрицательное давление в камере может вызвать открытие внутреннего клапана. Отрицательное давление в камере создается только непосредственно после дозирования жидкости, когда камера 110 должна быть повторно заполнена. Во всех других ситуациях, в частности в ситуации, когда насос не используется, а камера должна быть закрыта и заполнена жидкостью, в бутылке возникает отрицательное давление и более высокое давление в камере. Следовательно, внутренний клапан 230 будет надежно изолировать емкость от камеры. Это означает то, что в этой ситуации наружный клапан 220 должен только обеспечивать то, чтобы содержимое камеры не вытекало, т.е. наружный клапан 220 не должен поддерживать вес содержимого емкости.
Понятно что внутренний клапан 230 при расположении в камере 110 сжат по периферии. Следовательно, в расслабленном, несжатом состоянии внутренний клапан 230 имеет наружный диаметр, больший диаметра камеры 110 в местоположении внутреннего клапана 230. Как можно видеть на фиг.5b, в проиллюстрированном варианте осуществления внутренний клапан 220 будет располагаться на верхнем участке среднего отделения 114 корпуса.
Преимущественно разность между внутренним диаметром камеры в местоположении внутреннего клапана 230 и наружным диаметром внутреннего клапана 230 в несжатом состоянии составляет 0,20-0,35 мм, предпочтительно от 0,25-0,35 мм, наиболее предпочтительно от 0,25-0,30 мм.
В проиллюстрированном варианте осуществления разность между внутренним диаметром камеры в местоположении внутреннего клапана 230 и наружным диаметром внутреннего клапана 230 в несжатом состоянии составляет около 0,3 мм.
Фиксирующая пластина
Регулятор 200, кроме того, содержит средство фиксации для закрепления регулятора 200 в корпусе 100. В проиллюстрированном варианте осуществления средство фиксации содержит фиксирующую пластину 250, расположенную на стержне 210. Преимущественно фиксирующая пластина 250 расположена, как изображено на крайнем конце в направлении внутрь. Фиксирующая пластина 250 является круглой пластиной, которая должна вставляться в соответствующий выступ на крайнем участке в направлении внутрь корпуса 100. Пластина 250 содержит отверстия 252 для потока для обеспечения прохождения потока жидкости из емкости 300 в насос. Размер и форма отверстий 252 для потока могут выбираться для регулирования объема потока из емкости 300 в насос. Например, отверстия 252 для потока могут быть образованы в виде прорезей, проходящих от края фиксирующей пластины 250 к ее центру.
В проиллюстрированном варианте осуществления образованы три круглых отверстия 252 для потока в фиксирующей пластине 250. Если насос должен использоваться для откачивания жидкостей с относительно высокими вязкостями, полагают что это является преимуществом в образовании отверстий 252 для потока с большей площадью сечения по сравнению с отверстиями проиллюстрированного варианта осуществления. Для жидкостей с высокой вязкостью две относительно больших прорези могут быть образованы напротив друг друга. Посредством регулирования размера прорезей можно регулировать поток жидкости. Например, две прорези могут занимать почти половину поверхности фиксирующей пластины 250, причем каждая прорезь включает в себя приблизительно четверть круга.
КОРПУС
Фиг.3a-3c изображают корпус примера осуществления. Фиг.3a - перспективный вид корпуса, фиг.3b - вид в разрезе корпуса, и фиг.3c - вид регулятора, если смотреть от самого отдаленного конца.
Корпус 100 является обычно цилиндрическим, проходящим от крайнего участка, направленного внутрь, содержащего соединитель 140 для соединения с емкостью, к самому удаленному участку, включающему в себя дозирующее отверстие 120.
Укупорочное средство
Как видно на фиг.3a и 3b, корпус 100 может в исходном положении содержать укупорочное средство 130 для уплотнения дозирующего отверстия 120. Укупорочное средство 130 должно быть удалено во время работы насоса. Укупорочное средство 130 будет обеспечивать целостность насоса во время, например, транспортировки и хранения, так что загрязняющие частицы не будут проникать в корпус 100 через дозирующее отверстие 120. В проиллюстрированном варианте осуществления укупорочное средство 130 выполнено как одно целое с корпусом 100. Укупорочное средство 130 содержит верхнюю часть, которая соединена с корпусом, окружающим дозирующее отверстие 120, при помощи разупрочняющей линии 132. Толщина материала корпуса уменьшена вдоль разупрочняющей линии, так что укупорочное средство 130 может удаляться посредством выдергивания или скручивания верхнее части, вызывая разрыв разупрочняющей линии 132.
Принимая во внимание изготовление, а также надежность, наиболее преимущественным является выполнения укупорочного средства 130 как одно целое с корпусом, пример которого изображен в проиллюстрированном варианте осуществления. Однако, естественно, другие менее преимущественные укупорочные средства возможны, например закрывающая лента или отдельная закрывающая пробка.
Наружное отделение
Самый удаленный участок корпуса образует наружное отделение 112. Как можно видеть на фиг.5b, наружный клапан 220 будет заключен в наружном отделении 112 в собранном насосе.
Следовательно, внутренний диаметр наружного отделения 112 и наружный диаметр наружного клапана 220 должны быть выполнены с возможностью обеспечения заданного уплотняющего эффекта. С этой целью наружный диаметр наружного клапана 220 обычно выполнен немного больше внутреннего диаметра наружного отделения 112, так что наружный клапан 220 незначительно сжат при установке на место в наружном отделении, заставляя внутреннюю стенку наружного отделения 112 нажимать на наружный клапан 220. Разность размеров между наружным отделением 112 и наружным клапаном 220 может выбираться с учетом упругости и гибкости наружного клапана 220 для обеспечения достаточно прочного уплотнения наружного клапана 220. Однако следует понимать, что разность размеров, о которой идет речь в данном контексте, небольшая, возможно в диапазоне 1-2%, что в проиллюстрированном варианте осуществления соответствует 0,15 мм.
Когда корпус выполнен из упругого материала, как в проиллюстрированном варианте осуществления, обычно необходимо, чтобы форма корпуса вокруг наружного отделения 112 была относительно устойчивой, поскольку иначе функция наружного клапана 220, который содержится в нем, может быть нарушена. Следовательно, в проиллюстрированном варианте осуществления толщина стенок корпуса, окружающих наружное отделение 112, является относительно большой.
Средство управления потоком
Концевой участок наружного отделения 112, на котором образовано дозирующее отверстие 120, содержит средство 138 управления потоком. Средство 138 управления потоком выполнено с возможностью обеспечения соответствующей функции насоса 1 также при откачивании жидкостей, имеющих относительно высокую вязкость.
Как было кратко упомянуто выше, жидкости высокой вязкости будут задавать конкретные требования к насосу. Так как стержень 210 является упругим, он может изгибаться не только в поперечном направлении, когда изгибается, но он может также удлиняться. Это может случиться, когда насос используется для откачивания жидкостей с высокой вязкостью. Давление жидкости высокой вязкости может вызвать удлинение стержня 210, когда наружный клапан 220 находится в своем симметричном положении в наружном отделении 112, так что наружный клапан 220 выталкивается наружу к концу корпуса 100, хотя все еще находится в симметричном положении в корпусе. Если бы не было средства 138 управления потоком, существовала бы вероятность того, что наружный клапан 220 будет контактировать с нижней частью наружного отделения 112, содержащей дозирующее отверстие 120, ситуация, которая может ухудшить функцию наружного клапана 220.
Для обеспечения функции наружного клапана 220, когда стержень 210 находится в вытянутом положении, средство 138 управления потоком выполнено с возможностью устранения контакта наружного клапана 220 с дозирующим отверстием 120 и торцевой стенкой корпуса 100. Следовательно, средство 138 управления потоком обычно состоит из промежуточных элементов, которые распределены вокруг дозирующего отверстия 120, и которые образуют ограничитель для наружного клапана 220.
В проиллюстрированном варианте осуществления средство 138 управления потоком содержит круглый выступ 134, окружающий дозирующее отверстие 120. Множество канавок 136 выполнено на выступе 134 для обеспечения потока жидкости через дозирующее отверстие 120, когда наружный клапан 220 контактирует с выступом 134. В данном конкретном варианте осуществления образовано четыре канавки, проходящие от дозирующего отверстия 120 через выступ 234 и образующие пересечение с дозирующим отверстием в его центре. Как было упомянуто выше, наружный клапан 220 проиллюстрированного варианта осуществления содержит центральную выпуклость 224. Когда наружный клапан 220 находится в контакте с выступом 134, эта выпуклость 224 будет опираться на выступ 134. Кромка 222 наружного клапана 220 может проходить вокруг выступа 134, так что ее функция уплотнения не подвергается воздействию контакта со средством 138 управления потоком. Из этого положения наружный клапан 220 может наклоняться и открываться для дозирования жидкости, как было описано выше. Выход жидкости через дозирующее отверстие будет происходить через канавки 136 в выступе 134. Кроме того, любой обратный отсос жидкости может происходить через канавки 136.
Принимая во внимание вышеизложенное, понятно что средство 138 управления потоком может быть расположено на конце наружного отделения 112 для взаимодействия с некоторым центральным опорным средством 224 наружного клапана, так что если регулятор 200 вытянут, например, когда откачивается жидкость высокой вязкости, центральное опорное средство может контактировать со средством управления потоком при обеспечении функции наружного клапана 220. Это может быть достигнуто за счет выпуклости 224 наружного клапана 220, контактирующей со средством управления потоком при обеспечении прохождения кромки 222 наружного клапана 220 вокруг средства управления потоком, так что ее функция не нарушается.
Когда регулятор 200 находится в вытянутом положении, распорный элемент 240 может перемещаться вперед, так что он, по меньшей мере, частично входит в наружное отделение 112. Как можно увидеть на фиг.5b, также распорный элемент 240 может быть выполнен для ограничения удлинения регулятора 200 посредством расположения элементов расширения, которые не могут входить в наружное отделение 112. Выемки 242 на распорном элементе 240 становятся эффективными для облегчения прохождения жидкости через распорный элемент 240, если распорный элемент, по меньшей мере, частично вставлен в относительно узкое наружное отделение 112.
Наклон
На крайнем конце, направленном внутрь, наружного отделения 112 внутренний диаметр корпуса 100 расширяется для образования среднего отделения 114. Среднее отделение 114 будет обычно содержать некоторый объем дозируемой жидкости. Следовательно, размер среднего отделения 114 должен выбираться в соответствии с заданным максимальным дозируемым объемом.
В проиллюстрированном варианте осуществления внутренний диаметр среднего отделения 114 шире внутреннего диаметра наружного отделения. Диаметр не расширяется резко, а постепенно увеличивается вдоль части длины корпуса для образования наклона 118. Наклон 118 является эффективным в том, что он обеспечивает поток жидкости через корпус 100. Кроме того, наклон 118 может входить в контакт с распорным элементом 240 регулятора 200 для регулирования наклона регулятора 200. Посредством регулировки контура наклона 118 и контура распорного элемента 240 можно регулировать изгиб регулятора, в частности, как упомянуто выше, так что наклон наружного клапана 220 ограничен.
Уступ
На крайнем конце в направлении внутрь среднего отделения внутренняя стенка корпуса 100 образует уступ 119 для образования седла внутреннего клапана 130. Следовательно, внутренний диаметр корпуса 100 сужается для образования седла, в который внутренний клапан 130 может упираться в направлении, противоположном направлению дозирования. Размер и форма уступа должны быть приспособлены к внутреннему клапану 130 для образования надежного клапана одностороннего действия, как описано выше.
В частности, когда внутренний клапан 130 содержит элемент 234 жесткости и кромку 232, понятно что уступ 119 должен быть выполнен для образования опоры для кромки 232. Следовательно, можно сказать, что элемент 234 жесткости и уступ 119 являются дополняющими, причем оба препятствуют открытию внутреннего клапана 130 в неправильном направлении.
Понятно что без элемента 234 жесткости и, в частности, если используется относительно гибкий внутренний клапан 134, может быть риск в том, что внутренний клапан деформируется таким образом, что кромка 232 соскальзывает с уступа 119, и клапан 134 открывается в направлении, противоположном направлению дозирования. Следовательно, элемент 234 жесткости является особенно эффективным при использовании относительно гибких клапанов.
Внутреннее отделение
Внутри уступа 119 корпус 100 образует внутреннее отделение 116. Внутреннее отделение 116 будет вмещать элемент 234 жесткости и средство фиксации между регулятором 200 и корпусом 100. В проиллюстрированном варианте осуществления фиксирующая пластина 250 регулятора закреплена в соответствующей фиксирующей канавке 117 на внутренней стенке внутреннего отделения 116.
Обычно толщина стенки корпуса является соответствующей для обеспечения требуемой упругости камеры 100. Понятно что в проиллюстрированном варианте осуществления камера 110, по существу, образована средним отделением 114 корпуса 100. Следовательно, толщина стенки корпуса является относительно тонкой в среднем отделении 114 для обеспечения сжатия камеры 100. Толщина стенки корпуса вокруг наружного отделения 112 и внутреннего отделения 116 является относительно большой, так что форма корпуса сохраняется более постоянной для этих отделений 112, 116. Это обеспечивает соответствующую функцию внутреннего и наружного клапанов 130, 120.
Кольцевой выступ
Крайний конец в направлении внутрь корпуса 100 содержит соединительный элемент для соединения непосредственно или через некоторое средство соединения с емкостью. В проиллюстрированном варианте осуществления соединительный элемент содержит кольцевой выступ 140, который должен соединяться с емкостью через отдельный соединитель 300. Кольцевой выступ 140 проходит от крайнего участка в направлении внутрь внутреннего отделения 116 корпуса 100 и обратно к наружному концу корпуса 100. Кольцевой выступ 140 в проиллюстрированном варианте осуществления является обычно конусообразным, проходящим наружу от крайнего конца в направлении внутрь.
Наружная поверхность кольцевого выступа 140 может преимущественно содержать выемки 142. В описанном варианте осуществления выемки 142 образуют форму лестницы на конусообразном кольцевом выступы 140.
СОЕДИНИТЕЛЬ
Фиг.4a-4c изображают вариант осуществления соединителя для соединения насоса примера осуществления с емкостью. Фиг.4a - перспективный вид соединителя, фиг.4b - вид в разрезе соединителя, и фиг.4c - вид сверху соединителя.
Соединитель 300 содержит обычно кольцеобразное основание 308, включающее в себя отверстие, в котором будет располагаться насос. Внутренний фланец 302 проходит от внутренней периферии основания 308, и наружный фланец 304 проходит от наружной периферии основания 308. Наружный фланец 304 содержит две проходящие по периферии выемки 306 на стороне, обращенной к внутреннему фланцу 302.
Выемка 306, самая близкая к основанию 308, выполнена для защелкивания с самым удаленным от центра участком кольцевого выступа 140 корпуса для соединения насоса с соединителем 300. Другая выемка 306 выполнена для защелкивания с участком емкости 400, как будет описано ниже.
Обычно полагают, что это является преимущественным наличия соединителя 300, содержащего защелкивающиеся устройства для обеспечения соединения с защелкиванием с насосом и емкостью. Кроме того, полагают что возможны другие варианты осуществления соединителей, содержащих такие защелкивающиеся устройства по сравнению с описанным одним. В частности, форма, размер и местоположение защелкивающихся устройств могут изменяться в зависимости от конструкции соединительных устройств корпуса и емкости.
СБОРКА НАСОСА И КОЛЬЦЕВОЙ ВЫСТУП
Преимущественно насос выполнен, как в проиллюстрированном варианте осуществления, только из двух частей. Предпочтительно одна часть включает в себя регулятор 200, а другая включает в себя корпус 100. Следовательно, насос можно легко собрать посредством вставки регулятора 200 в корпус 100 таким образом, что фиксирующий элемент 200 регулятора может устанавливаться с защелкиванием в стопорное устройство в корпусе 100. Следовательно, сборка насоса является особенно легкой и надежной. В проиллюстрированном варианте осуществления фиксирующий элемент состоит из стопорной пластины 250, которая вставляется с защелкиванием в стопорное устройство, являющееся фиксирующей канавкой 117.
Понятно что две части, предпочтительно, выполнены из упругой пластмассы. Таким образом, упругие свойства материалов также являются эффективными при выполнении вставки с защелкиванием регулятора 200 в корпусе 100. Однако, для обеспечения надежной взаимоблокировки, понятно, что установка с защелкиванием должна быть относительно устойчивой. Необходимая устойчивость может быть легко обеспечена посредством подгонки конструкции и толщины материала, например толщина фиксирующей пластины 250 в проиллюстрированном варианте осуществления.
Кроме того, при использовании с соединителем 300, как описано выше, собранный насос легко соединяется с соединителем посредством вставки корпуса через кольцевое отверстие соединителя 300 и обеспечения взаимоблокировки с защелкиванием между корпусом 100 и соединителем 300. Следовательно, преимущественно, обеспечивается первая установка с защелкиванием регулятора 200 и корпуса 100 и вторая установка с защелкиванием корпуса и соединителя 300.
В проиллюстрированном варианте осуществления вторая установка с защелкиванием обеспечивается за счет крайней выемки 142 кольцевого выступа 140 корпуса 100, образуя блокировку с защелкиванием при вмещении в крайнюю выемку 306 в направлении внутрь на наружном фланце 304 соединителя 300. Следовательно, кольцевой выступ 140 вмещается между внутренним фланцем 302 и наружным фланцем 304 соединителя.
Фиг.5a показывает, как соединитель 300, корпус 100 и регулятор 200 можно вставлять один в другой для формирования узла соединителя-насоса.
Фиг.5b - вид в разрезе узла соединителя-насоса и показывает, как конкретные элементы, как описано выше, собираются вместе в проиллюстрированном варианте осуществления.
Наружный клапан 220 расположен в наружном отделении 112 корпуса 100 со своей кромкой 222 в контакте со стенкой камеры. На фиг.5b стержень 210 возвращен в исходное состояние, когда насос пустой, или когда он используется для откачки жидкостей относительно низкой вязкости. Понятно что если стержень 210 вытянут при откачке жидкостей относительно высокой вязкости, выпуклость 224 наружного клапана 220 может контактировать со средством 138 управления потоком, окружающим дозирующее отверстие 120.
Распорный элемент 240 расположен рядом с уступом 118 стенки камеры, и понятно что когда стержень 210 изгибается для наклона наружного клапана 220, распорный элемент 240 будет ограничивать изгибающее движение посредством вхождения в контакт с уступом 118 и/или с другими участками внутренней стенки корпуса 100.
Среднее отделение 114 корпуса 100 проходит вдоль выбранной длины и окружает стержень 210. Понятно что среднее отделение 114 способствует откачиванию объема и обеспечивает пространство для изгиба стержня 210. Кроме того, среднее отделение 114, по существу, является частью камеры, которая будет сжиматься при откачке, и, следовательно, размер среднего отделения также является важным для обеспечения всасывающей силы насоса. Как упоминалось выше, толщина стенок среднего отделения может выбираться для обеспечения упругости, пригодной для функции откачивания.
Однако на внутреннем участке среднего отделения 114 толщина стенок уже увеличена для придания жесткости конструкции насоса перед достижением внутреннего клапана 130. (Следует отметить, что толщина стенок корпуса является относительно большой, которые окружают внутренний капан 130 и наружный клапан 120, но относительно маленькой для образования секции откачивания между ними.) Участок с относительно толстыми стенками среднего отделения 114 окружает направляющий элемент 260, расположенный на стержне 210, который также является устройством для ограничения перемещений внутреннего клапана 130.
Внутренний клапан 130 виден на месте со своей кромкой 232, контактирующей с уступом 119 корпуса 100. Элемент 234 жесткости, выполняющий функцию управления внутренним клапаном 130, окружен внутренним отделением 116 корпуса.
И наконец фиксирующий элемент 250 находится на месте в фиксирующей канавке 117 корпуса 100, закрепляя регулятор 200 в корпусе 100.
Понятно что проиллюстрированный вариант осуществления насоса, содержащего корпус 100 и регулятор 200, может использоваться с другими соединителями по сравнению с вариантом осуществления, описанным в данном документе. С этой целью корпус 100 естественно может содержать другое соединительное средство 140 по сравнению с соединительным средством, описанным в данном документе.
Однако полагают что изображенный соединитель является особенно преимущественным за счет его легкой сборки и надежного соединения, непроницаемого для жидкости. В данном варианте осуществления кольцевой выступ 140 вставляется с защелкиванием в соединитель 300, как описано выше. Когда кольцевой выступ 140 находится на месте в соединителе 300, видно что пространство образовано между кольцевым выступом 140 и крайним выступом 306 в направлении внутрь соединителя 300. Понятно что заданная емкость может быть вмещена в это пространство, и для блокировки с защелкиванием используется крайний выступ 306 в направлении внутрь соединителя 300. Следовательно, выемки 142 на кольцевом выступе 140 будут выполнять функцию для увеличения трения и устойчивости защелкивания.
СИСТЕМА
Фиг.6a-6c изображают вариант осуществления дозирующей системы, содержащей сжимаемую емкость, насос и соединитель, как описано выше. Фиг.6a - перспективный вид дозирующей системы, фиг.6b - вид в разрезе дозирующей системы, и фиг.6c вид снизу дозирующей системы.
Сжимаемая емкость 400 является преимущественно полужестким типом, содержащим относительно жесткий участок 410 и сжимающийся участок 420. Обычно разность жесткостей участков может быть получена посредством образования участков со стенкам, имеющими разную толщину материала, причем жесткий участок 410 имеет большую толщину стенки, чем сжимающийся участок 420.
Полагают что изображенная емкость 400 является особенно преимущественной, которая содержит только один жесткий участок 410 и один сжимающийся участок 420. Сжимающийся участок 420 может сжиматься на жесткий участок во время опорожнения бутылки. Во время сжатия жесткий участок 410 будет обеспечивать достаточную опору для поддержания регулируемого положения емкости 400 в, например, дозирующем устройстве. Это является особенно преимущественным, когда информация должна печататься на емкости, и желательно, чтобы упомянутая информация была видна через, например, окошко в дозирующем устройстве во время процесса слива.
Изображенная емкость 400 разделена в продольном направлении, так что жесткий участок 410 приблизительно образует одну продольную половину емкости 400, и сжимающийся участок 420 приблизительно образует другую продольную половину. Выпускное отверстие 430 образовано проходящим от торцевой стенки жесткого участка 410. Выпускное отверстие 430, образующее часть жесткого участка 410, является преимущественным с точки зрения изготовления и обеспечивает то, что положение и конфигурация выпускного отверстия 430 являются устойчивыми.
На фиг.6c можно видеть, как насос 1 расположен в выпускном отверстии 430 на жестком участке 410 емкости. Кроме того, видно что жесткий участок 410 в этом случае образует, по существу, правильную цилиндрическую продольную наружную стенку, тогда как сжимаемый участок образует немного расширенную конфигурацию, имеющую более сложную форму, образующую две выпуклости или пологие углы.
На фиг.6b соединение между сжимаемой емкостью 400 и насосом 1 при помощи соединителя 300 изображено с конкретной ссылкой на увеличенную часть A. Соединение между насосом 1 и соединителем 300 было описано выше. Емкость 400 содержит соединительный элемент 432 на своем выпускном отверстии 430. Соединительный элемент 432 выполнен с возможностью вмещения в открытое пространство, образованное между кольцевым выступом 140 насоса и наружным фланцем 304 соединителя 300. Для выполнения блокировки с защелкиванием между соединителем 300 и емкостью 400 соединительный элемент 432 содержит ребро 434 для взаимной блокировки с крайней выемкой 306 в направлении внутрь соединителя 300. Прочность внутреннего соединения частей повышена за счет выемок 142 кольцевого выступа 140, которые будут контактировать с внутренней стороной соединительного элемента 432 емкости 400 и увеличивать трение, противодействующее разборке частей.
Понятно что за счет соединения с защелкиванием всех элементов, сборка всей системы является особенно легкой. Тем не менее соединение является непроницаемым для текучей среды и надежным, обеспечивая то, что ни воздух, ни загрязняющие частицы не проникают в систему, и то, что система не пропускает жидкость.
Изготовление и материалы
Преимущественно регулятор и корпус могут быть выполнены из материалов на основе пропилена. Материалы должны выбираться для обеспечения достаточной упругости для заданных функций. Для функций, зависящих от способности материала возвращать свою исходную форму после искривления, полагают, что части должны быть способными возвращать свою форму после, по меньшей мере, 1000 искривлений, для обеспечения функции, пока емкость не будет опустошена. Это количество, конечно, зависит от размера емкости, и должно рассматриваться только как приблизительное количество. Были изготовлены насосы, в которых части выдерживают, по меньшей мере, 10000 искривлений, что значительно выше номинальных требований.
Преимущественно регулятор и корпус могут быть выполнены из материалов низкой плотности.
Кроме того, материалы насоса должны выбираться таким образом, чтобы они могли быть устойчивыми к откачиваемой жидкости, то есть, следовательно, без растворения.
Предпочтительно материал или материалы насоса должны быть одного типа, чтобы насос можно было утилизировать в виде одного устройства без предварительной разборки.
Преимущественно регулятор и корпус могут быть получены литьем под давлением.
Преимущественно емкость может быть выполнена из материала на основе полипропилена или полиэтилена повышенной плотности. Особенно преимущественно если емкость выполнена из материала того же типа, что и материалы насоса, так что вся дозирующая система может быть удалена и утилизирована в виде одного устройства.
Преимущественно емкость может быть выполнена выдувным формованием.
Легко понять что возможно множество альтернативных вариантов осуществления, включающих в себя один или более из вышеупомянутых преимущественных элементов.
1. Дозирующая система одноразового использования, содержащая
- сжимаемую емкость (400) для жидкого вещества; и
- насос (1), герметично соединенный с возможностью уплотнения со сжимаемой емкостью (400), для подачи жидкого вещества из емкости (400) во время ее сжатия, причем насос (1) содержит
- корпус (100), образующий камеру (110) и дозирующее отверстие (120), при этом давление в камере (110) может изменяться для откачивания жидкости из емкости (400) в камеру (110) и затем - из камеры (110) в дозирующее отверстие (120); и
регулятор (200), расположенный неподвижно в камере (110) для регулирования потока жидкости между емкостью (400) и камерой (110) и между камерой (110) и дозирующим отверстием (120), при этом насос (1) может принимать
- закрытое положение, в котором объем жидкости подается из емкости (400) в камеру (110) под действием отрицательного давления, созданного в камере (110), и
- положение дозирования, в котором объем жидкости подается из камеры (110) в дозирующее отверстие (120),
отличающаяся тем, что
насос (1) выполнен из пластмасс; и
насос (1) содержит средство возврата, автоматически возвращающее насос (1) из упомянутого положения дозирования в упомянутое закрытое положение, в результате чего средство возврата использует упругость упомянутой пластмассы для преодоления отрицательного давления, созданного в сжимаемой емкости (400) во время ее опорожнения, а емкость (400) является полужесткой емкостью, предпочтительно емкостью (400), содержащей одну жесткую продольную половину (410) и одну сжимаемую продольную половину (420), так что во время опорожнения сжимаемая продольная половина (420) будет плотно прилегать к жесткой продольной половине (410).
2. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что средство возврата имеет исходную форму, соответствующую закрытому положению, и искривленную форму, соответствующую положению дозирования, причем средство возврата является упругим для обеспечения перехода из исходной формы в искривленную форму под действием внешнего усилия, приложенного к насосу (1), и автоматически возвращается свою исходную форму при снятии упомянутого внешнего усилия.
3. Дозирующая система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что
насос (1) состоит из цельного корпуса (100) и цельного регулятора (200).
4. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что пластмассы насоса (1) являются однотипными, так что насос можно утилизировать в виде единого устройства, предпочтительно, пластмассы насоса (1) и емкости (400) являются однотипными, так что всю систему можно утилизировать в виде единого устройства.
5. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что камера (110) является упругой для сжатия из исходной формы, соответствующей системе, находящейся в закрытом положении, в сжатую, искривленную форму, соответствующую системе, находящейся в положении дозирования, и причем камера (110) автоматически возвращается в исходную форму после сжатия, в результате чего камера образует часть упомянутого средства возврата.
6. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор (200) является упругим вдоль своей длины для обеспечения сгибания после приложения внешнего усилия к насосу (1) из исходной формы, соответствующей системе, находящейся в закрытом положении, в искривленную форму, соответствующую системе, находящейся в положении дозирования, и причем регулятор (200) автоматически принимает исходную форму после снятия внешнего усилия, в результате чего регулятор (200) образует часть упомянутого средства возврата.
7. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор (200) содержит стержень (210) и, по меньшей мере, один капан (220, 230), и регулятор (200) является упругим вдоль длины стержня.
8. Дозирующая система по любому из пп.5 и 6 или 7, отличающаяся тем, что регулятор (200) расположен внутри камеры, так что внешнее усилие, сжимающее камеру (110), одновременно вызывает изгиб регулятора (200), устанавливая насос (1) в положение дозирования, и при снятии внешнего усилия камера (110) и регулятор (200) автоматически возвращаются в свои исходные формы, устанавливая насос (1) в закрытое положение.
9. Дозирующая система по п.7, отличающаяся тем, что регулятор (200) содержит стержень (210) и наружный клапан (220), причем наружный клапан (220) расположен для регулирования потока жидкости между камерой (110) и дозирующим отверстием (120),
причем когда регулятор (200) принимает свою исходную форму, наружный клапан (220) находится в симметричном положении в камере (110), соответствующем закрытому положению насоса (1); а
когда регулятор (200) принимает свою искривленную форму, наружный клапан (220) находится в наклонном положении в камере (110), соответствующем положению дозирования насоса (1).
10. Дозирующая система по п.9, отличающаяся тем, что регулятор (200) способен перемещаться из упомянутой исходный формы в упомянутую искривленную форму под действием внешнего усилия, приложенного к насосу (1).
11. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор (200) дополнительно содержит внутренний клапан (230), причем внутренний клапан (230) расположен для регулирования потока жидкости между емкостью (400) и камерой (110).
12. Дозирующая система по п.1, отличающаяся тем, что насос (1) содержит корпус (100), и крайний конец в направлении внутрь упомянутого корпуса содержит соединительный элемент для соединения непосредственно или через некоторое средство соединения с упомянутой сжимаемой емкостью (400).
13. Дозирующая система по п.12, отличающаяся тем, что упомянутый соединительный элемент содержит кольцевой выступ (140), который должен соединяться с упомянутой сжимаемой емкостью (400) при помощи отдельного соединителя (300).
14. Дозирующая система по п.13, отличающаяся тем, что упомянутый соединитель (300) устанавливается с защелкиванием с упомянутым кольцевым выступом (140) и/или упомянутой сжимаемой емкостью (400).
15. Дозирующее устройство, содержащее дозирующую систему по любому из пп.1-14.
16. Дозирующее устройство по п.15, содержащее нажимную кнопку, способную перемещаться из закрытого положения в положение дозирования для дозирования жидкости из дозирующей системы за счет механического действия, и причем после снятия упомянутого механического действия нажимная кнопка автоматически возвращается в закрытое положение при помощи средства возврата дозирующей системы.
17. Способ дозирования жидкости из дозирующей системы по любому из пп.1-14, включающий в себя
- приложение внешнего усилия к камере для сжатия камеры для дозирования текучей среды из системы; и
- снятие упомянутого внешнего усилия, таким образом, обеспечивая автоматический возврат системы в закрытое положение.
