精准控制缓冲喷雾器(“duo1”)中的输出压力的系统和方法

xiaoxiao2020-10-23  9

精准控制缓冲喷雾器(“duo1”)中的输出压力的系统和方法
【专利说明】精准控制缓冲喷雾器("DU01")中的输出压力的系统和方 法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求了以下美国临时专利申请的权益:(i)2012年11月6日提交的、申 请号为 61/723, 045、发明名称为"NEW GENERATION SPRAY/FOAM DISPENSERS, WITH AND WITHOUT BUFFERING SYSTEMS"的美国临时专利申请,(ii)2013年3月25日提交的、申请号 为 61/805, 044、发明名称为 "MPROVEMENTS TO FLAIROSOL TECHNOLOGY" 的美国临时专利 申请,(iii) 2013年4月13日提交的、申请号为61/810,697、发明名称为"BUFFER SPRAYER WITH DIRECT ACTION RELEASE(DUOIPUMP)"的美国临时专利申请,上述每个申请的公开内容 在此通过参考全部并入。
技术领域
[0003] 本发明涉及分配技术,特别涉及各种类型的改进的喷雾器/泡沫分配器,其中能 够精确地控制输出压力,从而能够精确地控制液滴大小。
【背景技术】
[0004] 液体分配设备如喷雾瓶是众所周知的。一些液体分配设备提供预压缩,以便当触 发器被拉动时确保强大的喷射并防止泄漏。例如,喷雾器和发泡器可以很容易地被制造和 充满,并经常被用于分配所有类型的清洁剂。然而,在许多情况下,优选的,无须连续地泵抽 分配设备以排出分配的液体。相反,用户拉动触发器或致动喷头之后,能够基本上持续喷雾 或泡沫将更加方便。例如,如果通过致动喷头,则每分钟可以获得一定合理次数的连续喷 射,很多用户会发现那是最优的。
[0005] 提供持续喷射的一组分配设备是气溶胶分配器,例如,用于烹饪喷雾剂(例如, Pam?:)、杀虫剂(例如,Raid? ),润滑油(例如,WD-40?:)和许多其他用途。气溶胶在 压力下保持液体或其他分配体(dispensate),以便当用户致动设备(例如,通过按压按钮) 时,允许被加压的内容的逸出。然而,气溶胶同时存在重大的环境危害和包装缺陷,这是由 于在气溶胶中使用气溶胶推进剂的必要性和进一步加压气溶胶的必要性导致的。这要求在 压力下填充这样的设备,使用足够坚固的包装以承受压力,以及采取措施以确保推进剂在 罐或容器的生命周期内保持均匀压力。这样的条件往往要求非环保材料和配料的使用。
[0006] 此外,常规气溶胶不能持续喷射,除非用户保持他们的手指在按钮上。因为人们一 般使用惯用手的食指推进气溶胶罐,这一要求妨碍了用户使用那只手对喷雾或对其上进行 喷雾的表面/对象做任何事情的能力,使得清理困难,等等。因而,用户被迫去喷射,例如, 清洁剂在表面上,然后停止喷射,然后擦拭或刷洗,等等。最近,地板清洁产品已经出现,以 取代拖把。当用户沿着地板或表面推动设备时,许多设备尝试从一个或多个喷嘴喷射清洁 流体或地板护理产品。这些设备的一些利用机动泵,通过电源线或电池运行。然而,这样的 设备往往是不鲁棒的,且不会持续很长时间。或者,例如,在电池供电的地板清洁器的情况 下,任何严重的电流消耗要求大型电池和大型电池的频繁更换,这既是环境不友好的,也是 笨重的和昂贵的。
[0007] 最后,虽然常规的预压缩喷雾器控制最小的输出压力,但是它们不能以任何方式 控制最大的输出压力。常规喷雾器在低压下开始喷射。在触发冲程中,压力上升到峰值压 力。液体被迫通过孔口,但只有部分液体可以通过喷嘴,所以喷雾器内的压力将增强。朝向 冲程的结束,液体压力下降到零。因而,冲程的开始和结束时的低压在常规的喷雾器压力时 间曲线的右侧和左侧生成更大的、非均匀的液滴。当液体压力在预设压力时,预压缩喷雾器 开始喷射。该预设压力被熟知为出口阀的"开启压力"。在触发冲程中,压力上升到峰值压 力。当压力下降至预设压力(出口阀的闭合压力)时,分配立即停止。因为压力较高,所以预 压缩喷雾器中的分配冲程的开始和结束时的液滴尺寸较小。因为相同量的液体在较短时间 内被分配,所以生成更小液滴的峰值压力也比常规喷雾器的峰值压力高。因而,增加更多的 压力。从而,相对于常规喷雾器,越过压力时间曲线的压力差依然存在,甚至更大。它仅仅偏 移到更高的压力范围。因而,标准预压缩喷雾器的难点包括,例如,(1)更宽伸展(spread) 的液滴尺寸,和(2)过小的液滴尺寸。
[0008] 为了克服这些缺点,本领域技术所需要的是可以提供细长喷射或连续喷射的喷雾 器/发泡器设备,其中,用户不需要不断地泵送或致动,从而留下用户的手自由地在冲程 (连续喷射)之间工作,或在冲程(细长喷射)之后进行工作,但是,其中输出压力被控制在 特定压力范围内。
[0009] 本领域技术进一步所需要的是地板清洁系统、大表面清洗系统、浴室和厕所清洁 系统等的这种功能的适应。

【发明内容】

[0010] 在本发明的示例性实施例中,可以提供多种新型的分配设备。这种设备可以包括 一系列喷头和包含这种喷头的喷雾器/发泡器系统。新型的喷头/发泡头可以包括多种 类型的缓冲器。通过使用缓冲器,用户不需要连续地泵送设备以使得设备喷射或发泡。在 本发明的示例性实施例中,这种缓冲器可以是弹簧加载的,弹簧加载组合,弹性体的或气体 的。在本发明的示例性实施例中,缓冲器可以是与活塞腔室成一直线或与活塞腔室相邻。如 果相邻,则缓冲器可以通过单向阀被连接到活塞腔室,以在活塞的下行冲程完成后提供喷 射,或者缓冲器可以不通过单向阀被连接到活塞腔室,以便一旦用户释放触发器或其它致 动器,允许喷射停止。在本发明的示例性实施例中,这种新型的喷雾器和发泡器可以被倒挂 安装在各种"Flairomop"设备上,用于清洁地板等。当使用缓冲器时,活塞腔室可以被设计 成每单位时间提供比通过喷嘴或喷嘴组可以分配的量更大量的液体。由此,由于喷嘴的固 有限制而无法通过喷嘴或喷嘴组被发送的一部分液体可以被发送到缓冲器用于在活塞下 行冲程已经完成之后进行分配。活塞腔室的容积、缓冲器的容积、缓冲器的压力响应、喷嘴 的通过量和出口阀的最小开启压力可以被设置为将从喷嘴出来的液滴的出口压力限制在 限定的范围内。
【附图说明】
[0011] 需要注意的是,美国专利或申请文件包含至少一个彩色图片(PCT申请不适用)。 在请求和必要的费用的支付下,美国专利局将提供包括彩色附图的该专利或专利申请公开 的副本。
[0012] 图1-3示出预压缩和常规预压缩喷雾器的问题;
[0013] 图4-5示出根据本发明示例性实施例的预压缩和最大压力控制的新型组合;
[0014] 图6示出根据本发明示例性实施例的将输出压力控制在限定带内的各种喷雾器 兀件的相关性;
[0015] 图7-8分别示出高输出压力带和低输出压力带;
[0016] 图9提供根据本发明示例性实施例的用于控制输出压力的喷雾器参数的各种示 例性组合;
[0017] 图10-11描述可以用于本发明示例性实施例的多种预压缩技术;
[0018] 图12-15描述可以用于本发明示例性实施例的多种缓冲器;
[0019] 图16-17描述本发明示例性实施例中的喷雾器引擎可以具有的多种功能;
[0020] 图18-20描述根据本发明示例性实施例的多种锁定系统;
[0021] 图18A示出可以被改变以创建用户特定锁定钥匙的示例性钥匙参数;
[0022] 图21-33示出根据本发明示例性实施例的示例性"Flairosol O' Lite"喷雾器;
[0023] 图34-40,接下来所述的,示出示例性Flairosol 0'Lite型喷雾器的多种技术进 步;
[0024] 图40示出根据本发明示例性实施例的新型全塑二元(binary)圆顶阀的使用;
[0025] 图41-47表示图40的新型圆顶阀的细节;
[0026] 图48-52示出可以用于本发明示例性实施例的示例性的气体缓冲器;
[0027] 图53-65示出用于气体缓冲器的示例性制造工艺;
[0028] 图66-67示出用于气体缓冲器的可选制造工艺;
[0029] 图68示出根据本发明示例性实施例的,多个泵如何和公共进给管线以及公共排 出或输出管线一起使用以增加输出;
[0030] 图69表示根据本发明示例性实施例的示例性"Flairomop"设备及其示例性的喷 嘴位置;
[0031] 图70表不根据本发明不例性实施例的Flairomop设备的一般属性;
[0032] 图71-74示出根据本发明示例性实施例的生产用于Flairomop设备的高压力持续 喷射的细节;
[0033] 图75示出根据本发明示例性实施例的在直接作用的高压力下操作的示例性 Flairomop 设备;
[0034] 图76提供图75表示的示例性的Flairomop高压直接作用设备的操作细节;
[0035] 图77表示根据本发明示例性实施例的在低压下操作的示例性Flairomop设备;
[0036] 图78示出图77中表示的Flairomop低压设备的进一步操作细节;
[0037] 图79-85描述示例性的连续停止引擎;
[0038] 图86-90描述其改进;
[0039] 图91-92描述其进一步的改进;
[0040] 图93-97描述多种类型的、包括和活塞孔不成一直线的缓冲器的示例性DuOl喷雾 器。
【具体实施方式】
[0041] 在本发明的示例性实施例中,提出了各种新型的喷雾器和相关分配设备。通常,所 示喷头既可以和标准瓶或储液器合作,也可以和荷兰海尔蒙德的分配技术公司开发并提供 的"包内包"或"容器内容器" Tlair?技术合作。"包内包" 'Flair?技术导致内部容器围绕产 品收缩,从而消除内部容器中的顶部空间或气泡。因为在Fkiir?·技术中,施加到内部包的压 力起因于加压介质,所以内部容器和外部容器之间排出的、从液体容器排出的大气压力通 常不是必需的。当然,每当产品从Flair系统的内部包被分配出时,Flair系统的内部包分 配的同时收缩到产品的剩余体积,然后压力不得不在内部容器和外部容器之间的间隙中被 均衡。不论是在大气压力下或更高压力下都可以做到这点,例如,使用介质,比如,例如,空 气。这点可以容易地通过从间隙排气到内部容器和外部容器之间的环境空气来完成。可以 做到这点,例如,通过提供排气孔,比如,例如,在Flair容器的底部,或在外部容器的任何 其它方便位置。在一些示例性实施例中,通过新型出口阀将这样的排气孔移动到喷头本身。
[0042] 接下来描述的图1-4示出各种类型喷雾器的流出的输出压力和时间之间的关系。 参考图1,最左边的图像示出了常规喷雾器的压力时间曲线。存在基本上为高斯曲线的压力 分布,随着较大的压力,存在较小的液滴尺寸。因而,在常规喷雾器的压力曲线中,存在液滴 尺寸的分布。常规喷雾器没有关闭阀。当活塞被致动时,喷雾器立即开始分配。因而,用户 对泵的缓慢致动造成大液滴或大滴水,并且 液体压力低。另一方面,因为压力随后朝峰值压 力更迅速地升高,所以活塞的快速致动可以减少大液滴的量。因而,在常规喷雾器中,性能 高度地依赖于用户的操作或用户操作喷雾器的行为。
[0043] 图1的中间图像是预压缩喷雾器的压力曲线。明显地,存在从预压缩喷雾器输出 的压力的较大范围。预压缩喷雾器具有常闭的阀。因而,出口阀只在预设压力下打开。泵的 进口阀和出口阀之间的排放容积在压缩冲程中变为零。如果没有,则泵无法启动。当活塞 被用户致动时,喷雾器只在液体压力在出口阀的开启压力之上时开始分配。因此,因为泵在 较高压力下开始分配,所以泵的缓慢致动不会给出滴水。在此,相较于常规喷雾器的情况, 在预压缩喷雾器中,性能较少依赖于用户的操作行为。
[0044]图1的最右边的图像示出根据本发明示例性实施例的喷雾器的压力时间曲线。应 当注意的是,有时在此描述的本发明的喷雾器将被称为"DuOl"喷雾器。正如预压缩喷雾器 的情况,DuOl分配器包括常闭的阀。因此,出口阀只在预设压力下打开。然而,还存在缓冲 器。缓冲器立即存储液体的溢流,从而预防峰值压力。DuOl同步部件确定输出性能。因为 压力通过缓冲均衡,所以用户的快速或缓慢的触发对输出的影响很少。DuOl分配器的性能 很少依靠用户的操作行为。正如在图1的最右边的图像中,因为峰值压力通过缓存溢流而 被封顶,因此存在更窄范围的输出压力,因而预压缩喷雾器压力曲线的顶部的压力在最大 压力处(图1的最右边的图像的最上线)被切断。通过缓冲溢流,这将减少压力范围/液 滴尺寸伸展。因而对于DuOl喷雾器,输出压力运行在预压缩阀的最小压力和最大压力之间 的窄带中,输出压力是在连续冲程中或在直接停止实施例(如下所述)的一个单冲程中由 缓冲器产生的压力的函数。
[0045] 接下来描述的图2提供预压缩喷雾器的进一步细节。正如参考图1所示,常规喷 雾器在低压力时开始分配。在触发冲程中,压力上升至峰值压力。液体被迫通过孔口,但仅 仅一部分液体能够通过喷嘴,因此压力将在喷雾器内增强。随着冲程的结束,液体压力下降 到零。因而,在冲程的开始和结束时的低压力生成较大且非均匀的液滴,如图2中的常规喷 雾器压力时间曲线的右侧和左侧所示。
[0046] 当液体压力在预设压力时,预压缩喷雾器开始喷射。该预设压力被熟知为出口阀 的"开启压力"。在触发冲程中,压力上升至峰值压力。当压力下降到预设压力(出口阀的 关闭压力)时,分配立即停止。因为压力更高,所以在预压缩喷雾器中,分配冲程的开始和 结束时的液滴尺寸更小。因为相同量的液体在较短时间内被分配,所以生成更小液滴的峰 值压力也相对于图2所示的常规喷雾器的峰值压力更高。因而增加更多压力。从而相对于 常规喷雾器,越过压力时间曲线的压力差将依然存在,甚至更高。压力差仅偏移到较高的压 力范围。
[0047] 图3示出标准预压缩喷雾器的难点。难点包括,例如,⑴更宽伸展的液滴尺寸和 (2)过小的液滴尺寸。对于许多液体,更宽伸展的液滴尺寸是没有问题的。然而,有时候,液 滴尺寸的范围被要求更小,以便具有更好的液体性能,比如,例如,以产生泡沫。当液滴具有 能够被吸入的尺寸且其中液体可能是有害的(比如,例如当使用含有漂白剂的液体时)时, 过小的液滴尺寸(小于或等于10微米)可以引起健康危害。此外,在分配时,过小的液滴 尺寸能够偏离,而且不能命中目标。相反,液滴可能降落在非预期的液滴可以损坏的表面。 例如,当硬表面清洗剂降落在织物上时,硬表面清洗剂导致污渍。这些过程在图3的底部被 示出。此外,如图所示,在发泡器的背景下,滤网的尺寸为特定液滴尺寸,特定尺寸的液滴将 打击滤网的网格,从而形成泡沫。过小的液滴不能打击泡沫滤网,从而穿越过滤网而没有形 成泡沫,过小的液滴可能偏离,可能被吸入,并且不能降落在预期目标上。另一方面,过大的 液滴被发泡器滤网阻碍并落下,也没有到达目标。图4和5,如图1最右边图像所做,示出标 准预压缩喷雾器的上述问题的解决方案。
[0048] 避免当使用标准预压缩喷雾器时带来的问题是被期望的。为了实现这点,避免下 行冲程周期的顶部的压力峰值是必须的,其导致液滴尺寸过小。因而,我们需要使得液滴尺 寸的范围更小。换句话说,分配器操作时的压力范围需要变得更窄。在本发明的示例性实施 例中,这被实现如下。被泵排除的一定量的液体在给定的分配时间内不能离开喷嘴,这造成 压力峰值。液体的溢流需要被临时地存储。在本发明的示例性实施例中,该液体被存储在 缓冲器中。然后可以避免压力峰值并且使得压力范围更小。当没有更多液体被泵排出时, 缓冲器释放存储的液体。缓冲器或者通过喷嘴将液体释放到活塞腔室或容器(连续输出或 长期输出)或者将液体返回到活塞腔室或容器(直接停止)。连续输出或长期输出和直接 停止之间的差异在于缓冲器和活塞腔室之间是否设有单向阀。如果设有该阀,则液体不能 向后离开缓冲器并流动回到活塞,因而喷雾器呈现连续长期输出。如果不存在这种单向阀, 则留在缓冲器中的任何液体能够返回到活塞腔室并被用于下一个降液管(downspout)。
[0049] 通过同步或协调示例性DuOl喷雾器的部件,分配器可以被构建,即被量身定制以 适应任何用户或顾客的性能需求。本发明DuOl喷雾器的可能的窄输出范围和随之相伴的 液滴尺寸范围被示出在图4中。
[0050] 因此,在本发明的示例性实施例中,DuOl整装分配器至少包括泵引擎(冲程容积/ 一定冲程率下的绝对流量),预压缩出口阀(开启压力/关闭压力),孔口 /喷嘴(一定流 量下的性能)和缓冲器(溢流存储容量,溢流存储压力)。
[0051] 图5示出示例性DuOl喷雾器的部件之间的相关性的进一步细节。负责较大液滴尺 寸的排出口的开启压力和负责较小液滴尺寸的最大分配压力是可用于设置压力范围/液 滴尺寸伸展的控制。图5的右侧示出期望的压力水平/液滴尺寸,这可通过规范被提供或 通过用户或顾客被提供。在本发明的示例性实施例中,给定期望的压力水平/液滴尺寸,可 以构建DuOl喷雾器,其输出的压力或液滴大小范围以期望的压力大小为中心,并从P-Λ p 延伸至P+ Λ ρ。ρ- Λ P为出口阀的开启压力,P+ Λ P为一定冲程率下的最大分配压力。
[0052] 当在本发明DuOl技术的示例性实施例中期望的压力水平/液滴尺寸以及范围被 给定时,其允许通过设置上述控制来实现。[我们需要准确地表明什么确定PMax.]
[0053] 图6示出需要被关联以提供图5所示的期望压力范围的DuOl喷雾器的各种元件。 参照图6,存在泵、圆顶阀、缓冲器和排出孔口。最大分配压力是一定冲程率下泵的流量,孔 口/喷嘴操作的流量以及缓冲器的容量和压力的函数。在本发明的示例性实施例中,预压 缩出口阀的开启压力和关闭压力总是被设置为低于默认缓冲压力。缓冲器的默认缓冲压力 将存储的所有液体交给到孔口/喷嘴操作所需的流量中。一定冲程率下泵的流量将总是大 于孔口喷嘴的操作流量。这将确保在每个下行冲程中存在超额的液体,其不可能由孔口或 喷嘴的通过量来处理。一定冲程率下泵的流量和孔口/喷嘴的操作流量之间的差是溢流, 溢流是冲程之间可以递送的多余液体。因此,缓冲器的容量应该比溢流大或者等于溢流,以 便缓冲器总是可以吸收溢流并且允许其随后被释放。如果缓冲器在其容量下不能吸收整个 溢流,压力将会上升,并且标准预压缩阀中出现的情况将发生,如此在下行冲程的峰值处将 跟着发生更高的压力和更小的液滴尺寸。最大分配压力乘以活塞的表面积或者直径乘以触 发扭矩等于操作力。当系统(不同于本文所描述的DuOl系统)中存在峰值压力时,当这种 峰值压力在喷雾器中占优势时,需要由用户提供的触发力因而较高。因而,需要更多的力来 在这样的喷雾器中持续喷射操作。这和本文描述的DuOl系统是相反的,其中缓冲消除了峰 值压力,并且该系统大部分时间运行在基本恒定的低压力下(即图5中的上水平线-最大 分配压力)。
[0054] 图7-9示出在示例性DuOl喷雾器中的各种要素的相关性的进一步细节。参照图 7,叠加在标准压力时间曲线上的是一个白色带,其是在Pmin和Pmax之间的压力的窄范围 并示出DuOl喷雾器的持续输出压力。如果期望较小的液滴,则如图7所示,该压力带宽高。
[0055] 因而,图7描述高压力带宽以生成具有较小液滴的输出范围。随着高压力,小的活 塞直径被需求以保持符合人体工程学的操作力。最大可能活塞行程被设置为保持触发器的 符合人体工程学的致动。(小的活塞直径)x(最大活塞行程)=小的排量。具有高压力引 起的大流速的小排量要求具有较低流量的喷嘴/孔口。因而,大流量、小液体体积部分地被 低流量孔口阻断。这个溢流被存储在缓冲器中。
[0056] 图8示出了输出压力的更低宽带,其是创建具有较大液滴的输出范围的低压宽 带。这里,为了实现该结果,使用低压圆顶阀和缓冲器。因而,图8描述创建具有较大液滴 的输出范围的低压宽带。这将使用低压圆顶阀和缓冲器。随着低压,可以使用较大的活塞 直径以保持符合人体工程学的操作力。最大可能活塞行程被设置为保持触发器的符合人体 工程学的致动。(较大的活塞直径)x(最大活塞行程)=大的排量。具有低压力引起的低 流速的大排量可以使用具有更高流量的喷嘴/孔口以产生大液滴。因此,这里的大液体体 积需要具有较大流量喷嘴的溢流。该溢流被存储在缓冲器中。这基本上和图7所示的情况 相反。
[0057] 概括图7和8,可以很容易地看出,通过操纵示例性DuOl喷雾器的各种参数,任何 期望的输出压力带,无论是低、中还是高,都可以实现。图9是这样压力带的范围的可能相 关值的表,并提供这样压力带的示例用途和示例液体。应该注意的是,连续喷射的频率是每 分钟的冲程数量,以在冲程之间具有输出。当用户制造一次冲程并保持触发用于长期喷射 时,单次行程的喷射持续时间是分配开始和结束之间的时间。
[0058] 图10示出了可以用于圆顶阀或预压缩阀的各个预压缩技术。预压缩技术可以用 于所有种类的分配应用。例如,地板拖把、窗户清洗器、喷雾器等。预压缩技术可以用于宽 压力范围(从低压到高压)的分配应用。预压缩阀可以制造成各种类型、配置、配置和材料 的组合,例如,如图10所示:(1)具有集成的进口阀的全塑料弹性圆顶阀;(2)全塑料弹性 圆顶阀;(3)全塑料二元圆顶阀;(4)加载弹簧的薄膜阀;和(5)薄膜阀。
[0059] 预压缩阀
[0060] 图11示出了各种类型的预压缩阀。参照图11,存在全塑料弹性圆顶阀(具有或没 有集成进口阀)。这里,阀的闭合力和因而打开阀需要的力由材料的弹性和装配时的预张力 确定。此外,存在加载弹簧的薄膜阀。这里,阀的闭合力和因而打开阀需要的力由放置在薄 膜后的金属或塑料弹簧的力确定。该薄膜是弹簧和液体之间的密封件。最后,存在薄膜阀。 这里,阀的闭合力和因而打开阀需要的力由薄膜后的气体压力确定。气体压力的作用就像 弹簧。该薄膜是气体和液体之间的密封件。
[0061] 缓冲器
[0062] 图12示出了可以用于本发明示例性实施例的各种类型的缓冲器。参照图12,存 在加载弹簧的缓冲器,其中缓冲压力由缓冲活塞后的金属弹簧的性能设置。缓冲容积由缓 冲活塞的最大行程设置。此外,存在弹性材料的缓冲器,其中缓冲压力由缓冲器的性能,材 料,和厚度确定。缓冲容积由弹性零件的尺寸和限制弹性零件的伸缩的缓冲器壳体的容积 设置。存在加载气体的缓冲器,其中缓冲压力由缓冲包的尺寸和包内气体的压力设置。缓 冲容积由缓冲包的尺寸设置。存在加载弹簧的薄膜缓冲器,其中缓冲压力由薄膜后面的金 属弹簧的性能设置。缓冲容积由薄膜的最大行程设置。最后,存在薄膜缓冲器,其中缓冲压 力由放置在薄膜后面的气体压力设置。气体压力的作用就像弹簧一样。该薄膜是气体和液 体之间的密封件。缓冲容积由薄膜的最大行程设置。
[0063] 图13示出示例性弹性材料缓冲器的装配和操作,图14和15分别示出加载弹簧的 薄膜缓冲器和薄膜缓冲器的操作。这里,应该注意的是,缓冲器和活塞腔室不成一直线。
[0064] DuOl 引擎
[0065] 图16示出在本发明的示例性实施例中,各种DuOl引擎,包括连续停止引擎,连续 喷射引擎,以及具有直接停止功能的引擎,如何被使用。这些引擎的横截面以及进一步的细 节在图17中被提供。
[0066] 锁定件
[0067] 图18-20示出可以用于本发明示例性实施例的示例性锁定系统。锁定系统防止不 同供应商的瓶被使用在给定的喷头上。锁定系统也防止用户使用竞争对手或模仿者的液体 再次填充配有喷雾器的容器。这样的锁定系统可以被喷雾器制造商控制和拥有,喷雾器制 造商提供并控制打开每个瓶子的各种"钥匙"。在本发明的示例性实施例中,喷雾器制造商 提供、拥有并控制锁定系统。唯一的钥匙被提供给顾客以在许可期限内防范相同应用领域 的竞争对手。锁定件防止竞争对手销售与分配器兼容的产品,防止顾客重新填充竞争对手 的产品到瓶中。因而,锁定件充当瓶和分配器之间的接口。
[0068] 正如上所指出的,锁定件包含泵系统的进口阀;这意味着分配器在没有连接到锁 定件时无法运行。锁定件具有唯一"钥匙"的特征,其专用于客户。锁定件的几何形状可以 被改变以创建这些唯一的特征。例如,直径、深度和额外的几何形状。因而,通常,锁定件几 何形状不得不和分配器的接口几何形状相匹配,以便于被连接。
[0069] 应该注意的是,为了具有100%锁定竞争对手的分配系统,Flair瓶子被使用。在 这种情况下,分配器不必给Flair系统、或包中的闭合包、或容器中的容器排气,并且系统 无需排气(在内部容器中没有顶部空间),并且不能通过在瓶壁上钻孔重新填充瓶。任何篡 改使得分配系统失效。
[0070] 图18示出用于低压喷雾器的锁定系统。在用于低压环境下的锁定件中,进口阀在 瓶的输出方向上可以是常开的。在压缩冲程中或当尝试重新填充时,通向瓶的通道被关闭。 移除阀使得瓶的使用失效,因此阀还可以充当泵的给进阀。当液体在低压下进入泵时,当阀 抵靠在上阀座时,通向分配器的通道是打开的。上阀座具有开口,提供液体的通道。存在顾 客专用的"钥匙"接口,也就是锁定件和分配头之间的一组兼容接口特征。
[0071] 图18A示出示例性钥匙参数,其可以被改变以创建用户特定的锁定钥匙。例如,用 多种高度和直径以及肋几何,如图18A所示,高度h3和h4可以用于锁定用户瓶到用户锁定 钥匙。此外,直径dl、高度hi和h2、肋特征几何可以用于锁定分配头到用户锁定系统。分 配器必须安装有匹配的几何。例如,当锁定件的肋特征和分配器上的对立肋特征不对应时, 无法形成瓶和分配头的组合。因而,与示例锁定钥匙B的高度hi相匹配的分配头几何不能 适用于示例锁定钥匙A的高度hi。还有,与示例锁定钥匙B的直径dl相匹配的分配头几何 不能适用于示例锁定钥匙A的直径dl。在本发明的示例性实施例中,喷雾器制造商可以拥 有所有这种钥匙以及变型,并且分配/许可一组顾客或经销商使用一个锁定钥匙特有的特 定使用领域。因而,制造商可以控制哪些瓶和哪些喷头可以交互操作。
[0072] 同样地,图19示出可以用于根据本发明的示例性喷雾器的锁定件。如图所示,存 在顾客专用的"钥匙"接口,即,瓶上的锁定接口和分配头之间的一组兼容接口特征。如上 所述,这些接口可以包括阻塞几何形状、一定直径和一定深度。
[0073] 图20示出用于超压系统的锁定系统,其中Flair瓶子(包中包,或瓶子系统中的 瓶子)在层之间被主动加压以挤压出内层中的液体或产品。这样的超压系统在例如2012 年5月9号提交的美国专利申请No. 13/467,971中被公开。如图所示,用于超压的锁定件 中,进口阀在进口和出口方向上是常闭的。存在顾客专用的"钥匙"接口,即,锁定件和分配 头之间的一组兼容接口特征。
[0074] 在压缩冲程中或当尝试重新填充时,通向瓶的通道被关闭。因为阀还可以充当泵 的进口阀,所以移除阀使得瓶的使用失效。当瓶与分配器断开连接时,通过瓶中的液体压力 推进阀以闭合。
[0075] 液体不会离开瓶。当瓶和分配器连接时,分配器的突出部分需要保持阀在中间位 置,且阀不接触两个座阀。当泵执行压缩冲程时,阀被推到下部阀座上,关闭通向瓶的通道。 因为该突出部分防止阀关闭在上部阀座,所以在泵的恢复冲程中,液体可进入泵。
[0076] Flairosol D' Lite
[0077] 图21-33示出根据本发明示例性实施例的示例性"Flairosol D'Lite"喷雾器。图 21提供用于喷雾器的示例性材料,图22-32详细强调每个材料。图33提供了这种喷雾器的 示例性尺寸。
[0078] 特征/目标
[0079] Flairosol D'Lite具有一定特征和限定目标,如下:
[0080] 1、缓冲器
[0081] 没有金属,全部为塑料。为了得到持续不断的输出,存储和释放液体的溢流。这种 技术给出更多可能性以在必要时调节Flairosol以适应顾客应用。
[0082] 2、起动/超压阀
[0083] 由于常闭阀,在填装期间,除去泵中的空气,以避免没有或较晚的填装。当内部压 力增加太多,阀将释放该压力。
[0084] 3、圆顶阀配置
[0085] 获得的圆顶阀力学行为和滞后的更大控制。
[0086] Flairosol D' Lite 技术特征
[0087] 接下来描述的图34-40示出Flairosol D'Lite型喷雾器的各种技术进步。参照 图34,气体加载缓冲器可以被使用。缓冲压力由缓冲包的尺寸和包内气体的压力设置。如 图35所示,缓冲器被放置在活塞内。这将提高紧凑性,液体在直线向上方向上流动,这有助 于防止空气的滞留,并且一个或多个旁路通道被制造以确保液体围绕缓冲器流动。缓冲容 积由缓冲包的尺寸设置。如图36所示,当活塞向下移动时:液体被推向喷嘴。通过气体加 载缓冲器的压缩,没有离开喷嘴的超量的液体被存储。当活塞向上移动时:气体加载缓冲压 力推出所存储的液体。
[0088] 图37-39示出新型的起动-超压阀(Prime-Overpressure Valve)。当填装时,阀 被活塞机械地打开。当活塞到达冲程的结束时,机械地强制常闭的起动-超压阀打开。空 气逃逸到瓶中并且引擎启动。图38示出阀的密封表面。最后,图39详细示出其操作。DuOl 引擎的起动问题:当活塞(B)向下移动,它压缩系统内的空气,空气想要通过常闭的出口阀 (A)。当产生的空气压力不够高时,出口阀不打开且引擎不工作。起动-超压阀(C)确保引 擎启动。压力增加问题(DuOl引擎连续):当触发频率和速度高时,内部压力可能增加到临 界水平。如果达到这个水平,压力需要被释放。起动-超压阀(C)也作为超压阀。
[0089] 新型的圆顶阀
[0090] 图40示出新型的全塑料二元圆顶阀的使用。该预压缩阀被开发以得到关于压力 变化的更"迅速的"响应。即,这个阀的数字开启和关闭,在喷射中没有滴水或较大的液滴, 其改善了喷嘴性能。图40示出其中示例性圆顶阀被放置在示例性DuOl引擎或应用中的位 置。
[0091] 图41-47表示新型的圆顶阀的细节。正如图41所示,主要发明目标是创建具有更 二元性能的圆顶阀。即,更瞬时的圆顶阀的开启和关闭,在这些压力中具有尽可能小的差异 (小的滞后)。为了这样的目的,圆顶阀被创建为和柔性密封件相互作用。图41和42示出 圆顶阀操作中的六个快照。如下:
[0092] A.在默认情况下的圆顶阀和圆顶座。圆顶座密封抵靠具有预张力的圆顶阀;
[0093] B.压力使得圆顶阀变形。圆顶座的密封件弯曲,仍然抵靠圆顶阀;
[0094] C.圆顶阀变形甚至更多。密封阀被弯曲到默认位置,并且不再抵靠圆顶阀。密封 件和圆顶阀之间产生开口;
[0095] D.当压力减小时,圆顶阀迅速变形回再次触摸密封件。分配瞬间停止;
[0096] E.在默认情况下的圆顶阀和圆顶座。圆顶座密封件抵靠具有预张力的圆顶阀;和
[0097] F.圆顶阀的直径等于或大于密封件直径。较大的差值增大滞后,开启压力将会比 圆顶阀的关闭压力大。
[0098] 如图43所示,为了调节或修改性能(例如开启压力、关闭压力和流量),圆顶件和 密封件可以被改变。做出的改变可以是例如,壁厚、直径、材料、高度、弯曲度(凸面,平的, 凹面)。圆顶阀的材料理想地是半结晶性塑料,如聚乙烯(PP)或聚丙烯(PE)等级。这适用 于更广范围的液体。如果圆顶件需要特定性能如较高的弹性模量,其他材料可以被使用如 POM等级。这就限制了与液体的兼容性,例如漂白剂不与POM兼容。圆顶阀的各种形状、尺 寸和实行可以存在,例如如图43所示。在这些例子中,尺寸仅是示例性的。
[0099] 图44描述用于示例性圆顶阀的曲线图和两个负载情况。该曲线图显示与密封件 相接触的圆顶的点的位移。存在两种可能的负载情况:
[0100] 情况1-闭合情况,其中仅圆顶件的一部分被加压,并且在密封件上存在压力差 (曲线图中蓝色实线(最初上线))。
[0101] 情况2-打开情况,其中整个圆顶件被加压,并且在密封件上不存在压力差(曲线 图中绿色实线(最初下线,其在0.4兆帕处与上线相交))。蓝色虚线(位移=0.2mm处的 水平线)是"打开"情况下密封件的位置。图45示出图44的曲线图的放大图。
[0102] 参照图45中的曲线图,存在阀的各种操作状态:
[0103] A-A'通过相对于圆顶件移动密封件0. 2_,密封件被预加力;
[0104] A' -B压力增加使得圆顶件随着密封件向上位移至点B。此时,圆顶件和密封件之 间的接触力变为零,且阀打开;
[0105] B-C当阀打开时,由于密封件不再推压圆顶件并且圆顶件的被加压部变得更大的 事实,所以圆顶件的行为发生变化。不再被加压的密封件将回到其〇. 2_处的中立位置,而 圆顶件跳到〇.62mm处。这在理论无穷小的压阶下给出0.42mm的突然开口。为了确保越过 阀的压降足够小以对通过喷嘴的流动产生可忽略的影响,这种二进制行为是必要的;
[0106] C-D当压力进一步增加,圆顶件的位移将增加。(这可以通过建立圆顶件和另一零 件之间的接触进行限制);
[0107] D-E当压力减小时,圆顶件在点E处将变得不稳定。在该点上,密封件和圆顶件之 间的距离仍为〇. 35-0. 2 = 0. 15_。为了确保越过阀的压降足够小以对通过喷嘴的流动产 生可忽略的影响,该开口是必要的;
[0108] E-F由于不稳定性,圆顶件的位移会瞬时减少,并且密封件(在中立位置)在点 "F"与圆顶件接触。密封件的中立位置必须是在点"E"和点"X"之间,以保证密封件的功 能;
[0109] F-G当密封件与圆顶件接触时,"关闭"情况被建立,并且密封件将伴随圆顶件到G 点。这也会瞬间发生;和
[0110] G-H压力的进一步降低将导致位移的逐渐减少。
[0111] 图46示出了在上述操作状态中的一些下的圆顶件的形状和结构。
[0112] 最后,图47示出如何及时放松密封件和圆顶件中的预应力。这将特别改变"关闭" 行为。在图47所示的曲线图中,50%松弛的效果将被呈现。它表明,该阀将继续如前所示 的作用。
[0113] 气体缓冲器技术
[0114] 图48-65示出可以用于本发明示例性实施例的示例性气体缓冲器及制造其的示 例性方法。图66-67示出可选的制造方法。参考图48,缓冲器可以由多层管(包括例如 PE,EVOH,or Yparex)制造。通过填充气体(举例来说,如,空气,氮气或其它气体)对缓冲 器进行加压。多层被需要,以提供期望的性能,如被焊接的能力,保持柔韧性以便所有能量 由封入的压缩气体存储和释放,阻止气体离开缓冲器并因而在一段时间内保持压力,和被 分配液体的耐化学性。
[0115] 气体缓冲器可以包括,例如,内管。内管外径和缓冲管内径之间的差与缓冲器容量 相关。差越大,容量越大。从理论上讲,施加的外部压力可以增加到一定水平,其中缓冲器 将破裂到失效的程度。具有开口端的管可以被放置在缓冲器,以防止导致失败的收缩。这 将限制当外部压力被施加时,缓冲器可以收缩的程度。
[0116] 如图49所示,缓冲器是用来存储能量的储能器。在气体缓冲器中,气体暂时地存 储由液体压力传递的能量。压力被均衡。当外部液体压力小于气体缓冲器的内部压力时, 此能量被返回。如图49的示意图所示,在默认缓冲器位置:缓冲管被具有压力如4bar压力 的气体填充。气体缓冲器壳体保持气体缓冲管,防止其被内部气体压力逐渐扩大。在存储 能量状态中:通过压力,一定量的液体已进入气体缓冲器壳体。液体压力压缩气体缓冲管中 的气体,因此,储存能量和均衡压力。外部液体压力等于内部气体压力。在释放能量状态: 由液体施加的外部压力降低时,气体压力返回能量。液体被膨胀气体排出。只要外部液体 压力小于内部气体压力,气体保持膨胀,直到缓冲器已返回到其默认位置和默认压力。
[0117] 如图50所示,除了由多层挤压管制造的气体缓冲器外,气体缓冲器也可以以可选 的方式制成,比如,例如:单层或多层箔片制成的缓冲器,单层或多层箔片被焊接成为可以 被气体填充的缓冲包。箔片可以是,例如,包含各种层的层压板,每层为具有特定性能的特 定材料。例如,为了有较佳的耐化学性,具有较佳的隔离性。使用层压板,几乎所有材料可以 被使用。缓冲器可以是,例如,由吹塑成型技术制成,如挤压吹塑,一个阶段吹塑成型工艺, 并且在塑造中,拉伸吹塑。例如,图51示出制造气体缓冲器的可选技术,以及图52示出使 用气体缓冲器技术的分配器的使用。
[0118] 图53-65示出用于气体缓冲器的示例性制造技术。特别是,图53展示可以在自动 或半自动机器上实施的序列。参照图53,该序列包括12个步骤:(1)输送管到生产线;(2) 挤压以关闭管的一端;(3)焊接管的一端(=焊接1) ; (4)冷却焊接;(5)放置注射针;(6) 挤压以密封针并注入空气压力;(7)挤压以关闭管;(8)移除针;(9)焊接以密封管(=焊接 2) ; (10)冷却焊接;(11)检查压力;和(12)检查尺寸。
[0119] 图54描绘了基本上制造图54的序列制造气体缓冲器的示例性机器,图54表示示 例性机器的概观和关键部件列表。例如,包括上焊接头01,下焊接头02,左下夹具03,左上 夹具04,右上夹具05,右下夹具06,针07,冷却夹具08和加压气体09。
[0120] 图56-65阐述使用图54的示例性装置创建气体缓冲器的示例性步骤,如下:
[0121] 图56示出第1步,输入管以焊接第一端。图57示出第2步,左上夹具和左下夹具 夹紧后,上焊接头和下焊接头关闭,焊接正在进行中。图58示出第3步,其中,上焊接头和 下焊接头打开后,焊接停止,冷却夹具进来并挤进焊缝周围。图59示出第4步,其中,冷却 管后,冷却夹具打开,一侧被焊接的缓冲管可以被移除。图60示出第5步,其中将一侧被焊 接的缓冲管放置为相对的开口侧朝向针后,缓冲管的开口侧被推动到位于针上。图61示出 第6步,其中,在右上夹具和右下夹具夹紧后,针周围的缓冲管被密封,并且气体通过针进 入缓冲器。图62描绘第7步,其中左上夹具和左下夹具夹紧后,当针缩回时缓冲管在压力 下,右夹具再次打开。图63示出第8步,其中,第二侧被热焊接,上焊接头和下焊接头闭合, 焊接正在进行中,形成第二个焊缝。图64示出第9步,其中上焊接头和下焊接头打开,焊接 停止,冷却夹具进来并挤进焊缝周围。最后,图65示出第10步,其中在冷却管后,冷却夹具 打开,焊接的缓冲器可以被移除。
[0122] 可选的气体缓冲器的制造
[0123] 正如上所指出的,图66-67示出示例性的可选的气体缓冲器制造技术。参考图 66(a),可以从卷轴上的共挤压管开始生成气体缓冲器。管中的压力可以是,例如,3. 5barg。 管可以由,例如(仅举几个可能性),聚乙烯,聚丙烯,聚酰胺,硅酮,AVOH,铝层、聚酯层和聚 乙烯层的夹层制成,这取决于不同喷雾器设备中所需的气体缓冲器的性能和所需的耐化学 性的类型。管的端部可以被挤压或焊接并切断,密封包可以被迅速地放入缓冲腔室中,如图 66(e)所示。接着,如图66(b)所示,密封包比缓冲腔室稍小但包将膨胀,如图66(c)所示。 这将导致包中的材料蠕变直至碰到缓冲腔室壁。作为这种膨胀的结果,包内的压力现在下 降到所需的压力,例如,约2. 5barg。最后,缓冲腔室可以被加盖以固定缓冲器,或者密封腔 室,如图66(d)所示。
[0124] 图67示出装配气袋型缓冲腔室的另一种方法。参考图67,在第1阶段,可以提供 插入压力腔室中的共挤压管。腔室中的压力可以是,例如,3. 5barg。在第2阶段,在压力腔 室中,共挤压管的两端被焊接,然后,在第3阶段,仍然在压力下将共挤压管运输到第二压 力腔室,第二压力腔室的内部压力大约例如(为5barg,(或比第一室中的压力大一些值)。 由于第二压力腔室中的较高压力,在第4阶段,包收缩。在第5阶段,包从第二压力腔室被 推入到缓冲腔室中,在第6阶段,包膨胀直至它碰撞缓冲腔室的壁,从而损失内部压力,并 从5barg下降到3. 5barg (期望的最终压力)。此刻,如第7阶段所示,缓冲腔室可被加盖。 这导致3. 5barg气体缓冲器,例如,匹配第一压力腔室的初始压力。
[0125] 现在返回到图52,显示实践中气体缓冲器可以如何操作。参考此图,存在其包中具 有示例性的2. 5barg压力的气体缓冲器,如图66所示工艺的最终结果(即,图66 (d))所示。 在图54的左侧图中,液体被泵入缓冲器,特别是泵入缓冲器壳体和缓冲包之间。由于液体 的压力,包中的空气从而进一步被压缩,产生比原来2. 5barg更高的压力。参考图52的右 侧图,当停止在压力下将额外的液体泵入缓冲器(即,活塞的下行冲程完成)时,因为缓冲 包自然膨胀,直到它再次撞击缓冲器壳体的壁,所以缓冲器中的液体现在被压出缓冲器。以 这种方式,压缩包中存储的能量使得在冲程之间液体继续溢出分配头,从而提供连续喷射。
[0126] 用于各种应用的DuOl泵引擎
[0127] 在本发明的示例性实施例中,DuOl泵引擎可以被应用到所有类型的分配应用,比 如,例如,地板拖把,窗户清洗器,喷雾器和涂抹器。DUOl泵引擎可以应用在宽压力范围的分 配应用中,从低压到高压。DUOl泵引擎可以被制造成所有种类的类型、配置、配置和材料的 组合,根据每个应用的特定需要调整。
[0128] 例如,比如多泵,单泵或多泵的尺寸,冲程的长度,喷嘴或多个喷嘴,喷嘴的位置, 直接停止,连续,连续-停止,低压,以及高压。
[0129] 多泵并联以增加输出
[0130] 图68示出如何使用DUOl类型系统将多个泵和共用进口管线和共用出口或输出管 线一起使用以增加输出。这在例如下述的"Flairomop"装置的情况中是特别有用的,如图 68(a)所示。如图68(b)和⑷中,可以存在具有容器通气口 2的液体容器1。当然,如果使 用Flair瓶,容器通气口 2是不需要的,这是因为Flair瓶的通气口被集成在容器/瓶中, 并且保持在液体容器1的液体上方的顶部空间是没有必要的。还可以包括弹簧3,推杆4, 活塞5,活塞壳体6,止回阀进口活塞7,单独的进口阀7a(其是可选的),到喷嘴或缓冲器的 止回阀进口 8,以及到喷嘴或缓冲器的单独的阀进口 8a。应注意的是,进口阀7a在使用时 被连接到容器瓶,并且排出管8a被连接到缓冲器,并从那里连接到喷嘴。从图68中可以看 出,可以使用一个,两个,三个,四个或更多个并联的活塞和活塞腔室,所有这些都可能是, 例如,同时由推杆4致动。但是为了达到类似的结果,可以简单地增加活塞腔室的尺寸,使 用并联的多个室允许被制造的标准单元,并且尺寸增加简单地通过增加单元来实现。
[0131] Flairomop -使用DUOl喷雾器技术的地板清洁器
[0132] 最后,用于清洁地板等的新型设备如下所述。这类设备利用如上所述的新型的新 一代喷雾器技术,其中喷雾器基本上被倒挂安装,以便喷射在地板上。例如,这些设备被称 为"Flairomop"或"FlairoWasher"。它们的操作方式与上述的直立缓冲喷雾器的操作方式 类似。
[0133] 图69示出示例性Flairomop的喷嘴安置的细节。如图69所示,喷嘴在可以设在 底板之上的1处,或设在底板底部的2处。如果设在底板上,例如,它们可以有如图2所示 的单喷嘴结构,如图2a所示的双喷嘴结构,或如图2b所示的多喷嘴结构。Flairomop可以 使用上述的具有各种缓冲器类型的各种类型的喷雾器。
[0134] 因此,在本发明的示例性实施例中,Flairomop可以有三种基本类型:(i )小的扇 型喷射的喷嘴(fanspray-nozzle),高压,可用于所有缓冲器;(ii)小的扇型喷射的喷嘴, 高压,可用于所有的缓冲器,直接作用;以及(iii)低压,可用于所有缓冲器。
[0135] 一般特征
[0136] 示例性Flairomop的一般特征可以包括,例如,大于3cc的输出,产生扇型喷射的 能力,产生各种类型的喷射和起泡功能的能力,包括常闭前阀或出口阀的预压缩的使用,支 持250和1000 cc之间的Flair容器的使用,由于液体的干燥导致的开口不被堵塞,对耐溶 剂清洁剂、橄榄油等的广泛的耐化学性,致动所需要的低触发力。任选地,例如,Flair瓶也 可以与如上所述的锁定机构一起使用。
[0137] 基于 Flairosol 的 Flairomop
[0138] 图70示出使用标准Flairosol喷雾器机制的示例性Flairomop。这基本上是建立 在现 有Flairomop原型上的弹簧缓冲的、不成一直线的喷雾器系统。如图70 (a)所示,可以 包括扇型喷射的喷嘴,并且液体能够被推入到集成缓存器中。如上所述,触发后,弹簧将向 后推动缓冲活塞来分配缓冲器的内容。因此,存在连接器,活塞终止件,标准Flairosol分 配头,Flairosol集成缓存器和Flair瓶。如图70(b)所示,通过触发轴处的手柄,活塞能被 向下推动,使活塞偏置的弹簧将活塞向上推回,使活塞可再次被用户使用。在特定示例中, 使用16mm内膛和21mm冲程长度的活塞腔室,每冲程可以移动约4cc的液体。在这当中,一 些量被推送进喷嘴,但剩余的部分进入集成缓存器。
[0139] 高压连续喷射单喷嘴
[0140] 图71和72示出被设计为产生高压连续喷射的Flairomop的示例性实施例。如 图71所示,当用户触发时,活塞腔室的全部容积将被分配。由于活塞腔室的输出大于喷嘴 能够处理的量,来自活塞腔室的液体的剩余部分将被存储在缓冲器中用于随后的分配。然 而,如直接作用喷雾器的情况中,没有直接停止(在本公开中,对于用户一旦放开触发立即 停止喷射的喷雾器,"直接停止"和"直接作用"是可互换使用的),并且当缓冲器被清空时 分配将停止,并且液体落到预压缩阀8的设定压力(可以,例如,2-6barg之间)下,例如,在 一些实施例中为2. 2barg。
[0141] 图72是图71的系统的示意图。参考图72,示出液体容器1,用于non-Flair瓶的 可选的容器通气口 2,活塞3,活塞壳体4,和用于活塞的止回进口阀5,用于缓冲器的止回进 口阀6,缓冲器7,预压缩阀8和喷嘴9。应注意的是,本实施例使用标准的单独的活塞,但 是,正如上面指出的,新型的拉伸活塞也可被使用。如图72所示,这是具有液体缓冲器的高 压系统。随着活塞向上移动,由于生成的低压,液体从液体容器被抽出。容器需要包括通气 口 2,或者需要使用Flair型瓶,如上所述,使用Flair型瓶不需要通气口。
[0142] 接着,通过用户向下按压活塞,液体被迫流向单个喷嘴或多个喷嘴,如上述图69 所示。因为喷嘴的限制,就每单位时间处理的液体的体积而言,一部分的液体(例如,2/3 的液体,通常总是活塞腔室中的超过一半的液体)将进入缓冲器中,精确的部分取决于活 塞腔室容积和直径以及喷嘴的限制。然后,缓冲器将被液体填充,并且缓冲器中的压力将增 加。当活塞到达其冲程的结束时,缓冲器中收集的液体将通过喷嘴被分配,因为不再有任何 液体被从活塞腔室推出。如图72的右下角所示,缓冲器可以是上述的各种类型,例如,弹簧 加载的、在直线上的弹簧加载的、弹性材料、或气体加载中的任一种。在优选的示例性实施 例中,气体加载缓冲器可以被使用。此外,气体缓冲器可以被使用,以便将液体保持在中心 气体填充包的外面,或者,例如,液体可以被抽送到图71中所示的弹性材料缓冲器周围的 气体壳体(本质上,与缓冲器的形状类似)的内部。
[0143] 高压连续喷射多喷嘴
[0144] 完全类似于图71和72的方式,与如图71所示的设在缓冲器下的手柄上的一个喷 嘴不同,图73和74示出具有设在底板上的两个喷嘴的示例性高压连续喷射Flairomop的 实施例。在所有其它方面,其与图71和72的示例性实施例相同。如上所述,连续喷射通过 使用缓冲器来实现。如图1所示,只要缓冲容积v2至少和每个冲程发送到缓冲器的液体体 积Vl -样大,那么缓冲器可以在冲程之间分配这种过量vl。从而维持连续喷射所必须的每 分钟冲程数量是每个冲程中活塞腔室发送给缓冲器的液体的分数、喷嘴的类型和预压缩出 口阀的开启压力的函数,对于各种系统,可根据期望使用这些参数调节每分钟冲程数量。
[0145] 高压直接作用
[0146] 图75和76示出具有一个喷嘴的示例性高压直接作用Flairomop设备。在所有其 它方面其与图71和72所示的实施例是相同的,不同之处在于,作为"直接作用"类型,不存 在用于缓冲器防止液体从缓冲器逸出回到活塞腔室的止回进口阀。因此,当用户释放触发 器时,存在直接停止:液体将流回活塞腔室,从而停止喷射。
[0147] 低压 Flairomop
[0148] 最后,图77和78示出Flairomop的可选的示例性实施例,可以工作在低压环境 下。在该示例性实施例中,如上所述,在底板上存在两个喷嘴。这里还添加了限制器8,以控 制通过喷嘴路径在每个冲程可以发送的输出量。正如图77所指出的,低压Flairomop和高 压版本之间的主要区别是预压缩阀9的开启压力。由于活塞以及活塞内膛的尺寸在本示例 性实施例被增加,所以工作压力必须以被降低,以减少所需的触发力。这导致,对于每个冲 程,需要较低的触发力产生较大的输出,这对用户是非常有用的,比如,例如,对于老年人, 他们希望清洁地板或其它表面但实际上不具有每个分钟困难地推动多个冲程的力量。一旦 用户已经触发,活塞的整个体积将被分配。然而,活塞腔室的输出被设计为大于喷嘴能够 处理的输出,液体的剩余部分将被存储在缓冲器中用于随后的分配。在上述实施例(如图 75-76所示的实施例)中的一些不同,当触发器释放时,没有直接停止。因此,存在用于缓冲 器的止回进口阀,这将导致缓冲器分配其内容直到缓冲器中压力下降到低于预压缩阀9的 开启压力,甚至在用户释放触发器后。可选的,也可以制造这个版本的直接作用实施例,其 允许当用户释放触发器时,立即停止来自缓冲器的分配。虽然这提供了更大的控制,它需要 在期望分配时始终压制触发器(抵抗弹簧的力),这经常是不方便的。类似于上述的其它示 意图,图78是图77的不例性实施例的不意图。
[0149] 连续停止引擎
[0150] 接下来描述的图79-85示出连续停止引擎。随后,图86-90示出改进的停止功能。 最后,图91-92示出对于停止功能的进一步的改进。
[0151] 如上所述,连续停止引擎允许连续喷射,但是,当用户期望时,立即停止喷射。这结 合了连续喷射引擎和直接作用的优点。参考图79,对于具有液体缓冲器的高/低压系统:
[0152] 连续:
[0153] 当活塞向上移动时,从容器采取液体并且液体进入活塞腔室。为此,容器需要通气 孔或Flair瓶。当向下推动活塞时,液体被迫去向(一个或多个)喷嘴,并且所有不能离开 喷嘴的液体被存储在缓冲器中。缓冲器对存储的液体施加压力。当活塞腔室中的所有液体 都被分配时,存储在缓冲器中的液体通过(一个或多个)喷嘴被分配,即使当活塞再次向上 移动以从容器中采取液体。
[0154] 停止:
[0155] 当释放阀被致动时,存储在缓冲器中的液体流回容器中。这个动作立即停止分配。
[0156] 图80示出示例性零件:活塞01,进口阀02,单向阀03,缓冲器04,预压缩阀05,释 放阀06和释放阀致动器07。图81-85示出示例性的连续停止引擎的操作中的五个步骤,如 下:
[0157] 1、从容器中采取液体
[0158] 活塞一直向上移动。来自容器的液体经过进口阀(02)被吸入到活塞腔室中。单 向阀(03)封闭活塞腔室与缓冲器之间的通路。释放阀(06)是打开的。
[0159] 2、*活寒向下務动
[0160] 进口阀(02)关闭。来自活塞腔室的液体被推动经过单向阀(03)。液体流经缓冲 器(04)并经过预压缩阀(05)流向喷嘴。不能离开喷嘴的液体的溢流被存储在缓冲器中。 释放阀致动器(07)可以向下移动并且释放阀(06)是关闭的。
[0161] 3、活寒向h務动
[0162] 活塞向上移动,但并不是一直向上移动。释放阀致动器(07)未被触动。来自容器 的液体经过进口阀(02)被吸入到活塞腔室中。单向阀(03)关闭活塞腔室和缓冲器之间的 通路。存储在缓冲器中的液体的溢流通过出口阀。
[0163] 4、连续输出
[0164] 当活塞在给定的区域中上下移动而不接触释放阀致动器(07)时,产生连续输出。
[0165] 5、停 Ih
[0166] 活塞一直向上移动。释放阀致动器(07)被向上推动。释放阀(06)打开。存储在 缓冲器中的液体流回到容器中,预压缩阀(05)关闭,分配立即停止。
[0167] 图86-90示出基于阀的重新定位改善停止特征的方法。在用于释放储能器的2mm 中,另一个阀也可以被致动。这也改善了垂直装配。如图86所示,可以存在起始位置或0_ 位置、2_位置和17_位置。一旦触发器移动到2_位置,经由触发器阻塞功能,存在暂时 停止。如果它被使用,触发器不能返回到起始位置,因为触发器现在被阻止,但是触发器可 以从2_位置到17_位置反复行进。然而,一旦阻塞被禁用或释放,触发器可以返回到零 (起始位置),并致动阀以改变从缓冲器离开的流的方向,从而立即停止喷射。
[0168] 这种系统在图87所示的示例性实施例中实现。因此,参考图87,泵由手柄和触发 器致动。推杆被连接到泵活塞。触发器的全冲程等于15+2_的推杆行程。当触发器被从 Omm拉至2mm时,在2mm处,特征自动地阻止触发器返回0mm。回流阀现在是关闭的。然而, 触发器能够从2mm行进到17mm。在该区域中,致动将会给出喷射性能,长期或连续喷射取决 于用户的致动速度。当禁用触发器的堵塞时触发器可以并将返回到〇_,回流阀可以被打 开,并且缓冲器内的液体能够流回到瓶中。因此分配立即停止。
[0169] 图88-90示出这是如何在设备内实现的:
[0170] Omm和2mm之间的位置:
[0171] 在该区域中,回液阀被操作。
[0172] 在位置"0",活塞的弹簧抬起回液阀(A),打开朝向瓶的通道。通过滚筒,打开回液 阀的相同力关闭出口阀(B)。只要活塞被推到2_处,回流阀(A)的弹簧关闭液体的通道。 预压缩出口阀⑶被释放。
[0173] 2mm和17mm之间的位置:
[0174] 在该区域中,产生输出。因为在位置2mm处朝向瓶的开口是关闭的,被活塞移动的 液体不再流向瓶,而是被推到释放出口阀(B)。移动的液体推动并打开出口阀。液体的溢流 被存储在缓冲器(C)中。只要活塞在位置2_和位置17_之间移动,生成连续输出。当活 塞移动超出2_位置并朝位置"0"移动时,出口阀被迫关闭,并且回流阀被打开。液体传送 到瓶并且输出立即停止。
[0175] 停止特征的进一步改进在图91-92示出。这里,如图91所示,泵的操作独立于回 流阀/预压缩出口阀的操作。缆绳(A)操作阀系统(B),推杆致动泵(C)。缆绳由位于手柄 处的特征(D)致动。通过拉动触发器(F)致动操作泵的推杆(E)。例如,这可以如图92被 实现,其中:(a)向上拉动缆绳,回流阀被迫关闭,并且预压缩出口阀被释放。一旦(b)释放 电缆:回液阀被弹簧力打开。因为液体可以返回瓶,液体压力被释放。打开回流阀的相同弹 簧力转动滚筒并迫使预压缩出口阀关闭。
[0176] 具有缓冲的标准DuOl喷雾器
[0177] 图93-96示出将如上所述的缓冲和圆顶阀原理应用到标准喷雾器,形成"DuOl喷 雾器"。图93示出示例性的直接停止喷雾器。如图93所示,直接停止喷雾器的特征包括经 典喷雾器类配置的零件,其中无需 额外的零件用于通气,当用户泵抽时活塞移动,且存在静 态的喷嘴。需要大的缓冲器,并且与标准喷雾器相比,存在更大的触发器行程距离。需要长 触发以补偿推动更大活塞体积的液体所需的更大力,因此,直接停止喷雾器比标准常规喷 雾器大。应当指出,在图93(c)中,在直接停止喷雾器中没有使用伞阀,因此,当用户释放 触发时,液体可以从缓冲器回流到活塞腔室中。一旦用户释放触发,有效地停止所有流动。 因此,直接停止喷雾器允许长时间喷射/发泡,即使在下行冲程结束后,只要用户压下触发 器,从而保持活塞腔室封闭。
[0178] 图94表示根据本发明示例性实施例的示例性连续喷雾器的细节。如图94所示, 这种喷雾器也包括经典喷雾器类似配置的零件,没有额外的零件用于通气。当泵送时活塞 移动,并且存在静态喷嘴。触发器的行程类似于其他喷雾器,这外表上类似于标准的喷雾 器。然而,如图94(b)所示,缓冲器喷雾器中包括伞阀。这作为活塞腔室和缓冲器之间的单 向阀,以便即使当用户释放触发器,没有液体可以从缓冲器流入活塞腔室。因此,液体继续 从缓冲器流出通过喷嘴,只要缓冲压力超过圆顶阀的开启压力。
[0179] 其他DuOl喷雾器
[0180] 图95示出根据本发明示例性实施例的具有不成一直线的缓冲器的DuOl分配器的 各种特征。基于如美国专利申请号13/068, 267和13/623, 860 (在审查中)中所描述的分配 技术的在先Flairoso技术进行了改进,每个的公开内容通过参考全部包括于此(这些描述 可被称为"第一代"Flairosol)。参考图95,图95 (a)表不立体图,并且图95 (b)表不剖面 的剖视图,可以看到示例性DuOl设备的零件的配置。虽然类似于第一代Flairosol的配置, 但是需要额外的零件用于通气。还有静态活塞,其中当喷雾时,喷嘴上下移动,并且与标准 喷雾器相比,存在较大的触发器行程距离。最后,该设备和标准喷雾器在外观上是不同的。 图96示出图95的DuOl设备的各种操作状态。参考图96 (a),当触发器被释放时,液体通过 进口阀被吸入到液体腔中。参考图96 (b),当触发器被拉动时,液体被推动通过出口阀到达 喷嘴,任何不能由喷嘴进行处理(由于喷嘴的限制)的多余的液体被储存在缓冲器中,如图 所示。参考图97(a),当触发器被用户释放时,那么存储在缓冲器中的多余液体被释放到喷 嘴,如图97 (a)中白色箭头所示。同时液体腔(活塞腔室)再次被填充,以为如图96(b)所 示的另一下行冲程做准备。这允许连续喷射。
[0181 ] 图97 (b)示出伞阀和具有加强弹簧的圆顶阀的细节。为了确保DUOl设备总是被填 满,当活塞到达冲程的结束时,阀门被机械地打开;通过这种手段,空气可以被抽空。所以一 般地,冲程的结束看起来类似于图97 (a)的配置,其就在用户释放触发器之前,并有一些液 体残留在活塞腔室中。然而,在填装室内没有液体的喷雾器的第一冲程中,活塞可以一直向 上移动以完全关闭活塞腔室,由此触动伞阀,从而向上推动红色圆顶阀并使得圆顶阀变形, 允许气体逸出。通过这种方式,出口阀被强制打开,喷雾器可填充。
[0182] 上述描述和附图旨在仅作为示例的方式,并且不旨在以任何方式限制本发明,除 了所声明的权利要求。特别指出的是,本领域技术人员可以容易地结合所描述的各种示例 性实施例的各个技术方面。
【主权项】
1. 一种液体分配设备,其特征在于,包括: 分配头,包括: 进口阀; 活塞和活塞腔室; 用于控制所述活塞的致动器; 与所述活塞腔室流体连通的缓冲器; 出口阀,所述出口阀为(i)与所述缓冲器流体连通或(ii)与所述缓冲器和所述活塞腔 室流体连通,且具有限定的最小开启压力; 与所述出口阀流体连通且具有限定的通过量的喷嘴; 其中,所述活塞腔室的容积、所述缓冲器的容积、所述缓冲器的压力响应、所述喷嘴的 所述通过量和所述出口阀的最小开启压力被设置为将从所述喷嘴出来的液滴的出口压力 限制在限定的范围内。2. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述活塞腔室的容积、所述缓冲器的容 积、所述缓冲器的压力响应、所述喷嘴的通过量和所述出口阀的最小开启压力进一步被设 置为允许在活塞的下行冲程之间的液体分配。3. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述缓冲器被设在缓冲腔室中,所述缓 冲腔室设有至少一个无需压缩所述缓冲器而允许流体流动的旁路通道。4. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述缓冲器为气体缓冲器。5. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,在液体吸入操作中,液体被从容器抽吸 到所述活塞腔室中,其中在分配操作中,所述液体的一部分被从所述活塞腔室朝所述喷嘴 发送,所述液体的剩余部分被送至所述缓冲器。6. 根据权利要求2所述的液体分配设备,其中,在液体从所述活塞腔室分配到所述喷 嘴之后,一定量的液体从所述缓冲器被分配至所述喷嘴。7. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述缓冲器(i)与所述活塞腔室相邻或 (ii)与所述活塞腔室成一直线。8. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,还包括单向阀,所述单向阀将所述缓冲 器连接至所述活塞腔室,以便液体不能够从所述缓冲器回流到所述活塞腔室内。9. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,当用户释放所述致动器时,所述缓冲器 中剩余的液体能够回流到所述活塞腔室内,且分配停止。10. 根据权利要求9所述的液体分配设备,其中,所述分配在所述用户释放所述致动器 时基本立即停止。11. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述缓冲器是弹簧加载的、在直线上 的弹簧加载的、弹性材料和气体加载中的一种。12. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述活塞和所述活塞腔室是独立的部 件。13. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述活塞和所述活塞腔室是一体的部 件。14. 根据权利要求13所述的液体分配设备,其中,所述活塞和所述活塞腔室包括伸展 的活塞。15. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,需要所述液体的最小压力以打开所述 出口阀。16. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述产品容器设有锁定机构。17. 根据权利要求16所述的液体分配设备,其中,所述锁定机构包括将所述产品容器 匹配到所述分配头所需的2-7个独特特征中的任一个。18. 根据权利要求16所述的液体分配设备,其中,所述分配头的所述进口阀被集成在 所述锁定机构内。19. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述分配头能够分配喷雾,泡沫或者 喷雾和泡沫之一。20. 根据权利要求1所述的液体分配设备,其中,所述出口阀为圆顶阀和塑料二元圆顶 阀中的一种。21. 根据权利要求20所述的液体分配设备,其中,所述圆顶阀由弹簧加强。22. 根据权利要求20所述的液体分配设备,进一步包括产品容器,所述产品容器与所 述进口阀流体连通,其中所述圆顶阀包括通气机构,以便当所述产品容器为标准瓶时,它能 够通过所述圆顶阀通气。23. 根据权利要求22所述的液体分配设备,其中,所述产品容器是容器瓶内的容器。24. 根据权利要求1所述的液体分配设备,进一步包括产品容器,所述产品容器与所述 进口阀流体连通,其中所述产品容器是容器瓶内的容器。25. -种喷射液体的方法,包括: 用液体填充活塞腔室; 致动活塞,以加压所述活塞腔室中的所述液体; 通过出口阀将所述活塞腔室中的所述液体的一部分发送至喷嘴,所述喷嘴具有限定的 通过量, 将所述活塞腔室中的所述液体的剩余部分发送到缓冲器中;以及 在所述活塞冲程的完成之后,通过出口阀将液体从所述缓冲器发送至所述喷嘴, 其中所述出口阀是预压缩阀。26. 根据权利要求25所述的方法,其中,通过所述喷嘴的限制和所述活塞腔室的容积 中的至少一个确定从所述活塞腔室发送至所述喷嘴的所述液体的部分和从所述活塞腔室 发送至所述缓冲器的所述液体的部分。27. 根据权利要求25所述的方法,其中,所述缓冲器中的所述液体不能够返回到所述 活塞腔室,从而即使用户已经释放所述活塞致动器也继续到所述喷嘴的分配。28. 根据权利要求25所述的方法,其中,所述缓冲器中的所述液体能够返回到所述活 塞腔室,从而一旦用户释放所述活塞致动器,停止到所述喷嘴的分配。29. 根据权利要求25所述的方法,其中,所述缓冲器是弹簧加载的、在直线上的弹簧加 载的、弹性材料和气体加载中的一种。30. 根据权利要求1-24任一项所述的液体分配设备,其中,在喷射操作中,如果所述液 体的所述压力下降到最小值以下,则所述出口阀关闭。31. 根据权利要求1-24任一项所述的液体分配设备,其中,所述设备被倒挂安装在手 柄上,以便所述喷嘴向下分配。32. 根据权利要求31所述的液体分配设备,进一步包括连接到所述手柄的底板,其中 所述喷嘴被设在所述底板上。33. 根据权利要求32所述的液体分配设备,进一步包括设在所述底板上的附加喷嘴。34. 根据权利要求31所述的液体分配设备,其中,所述缓冲器的容积以I.O和15之间 的系数等于或大于所述活塞腔室的容积。35. 根据权利要求1-24任一项所述的液体分配设备,其特征在于,所述缓冲器的容积 以I.O和5之间的系数等于或大于所述活塞腔室的容积。36. 根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述活塞腔室的容积、所述缓冲器的容 积、所述缓冲器的压力响应、所述喷嘴的通过量和所述出口阀的最小开启压力被设置为将 从所述喷嘴出来的液滴的出口压力限制在限定的范围内。37. 根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述限定的范围为高压范围和低压范 围中的一种。
【专利摘要】在本发明的示例性实施例中,可以提供多种新型的分配设备。这种设备可以涉及一系列喷头和包含这种喷头的喷雾器/发泡器系统。新型的喷头/发泡头可以包括多种类型的缓冲器。通过使用缓冲器,用户不需要连续地泵送设备以使设备喷射或发泡。在本发明的示例性实施例中,这种缓冲器可以是弹簧加载的,弹簧加载的组合,弹性体的或气体的。在本发明的示例性实施例中,缓冲器可以是与活塞腔室成一直线或与活塞腔室相邻。如果相邻,则缓冲器可以通过单向阀被连接到活塞腔室,以在活塞的下行冲程完成后提供喷射,或者缓冲器可以不通过单向阀被连接到活塞腔室,以便一旦用户释放触发器或其它致动器时,允许喷射停止。在本发明的示例性实施例中,这种新型的喷雾器和发泡器可以被倒挂安装在各种“Flairomop”设备中,用于清洁地板等。当使用缓冲器时,活塞腔室可以被设计成每单位时间提供比通过喷嘴或喷嘴组可以分配的量更大量的液体。由此,由于喷嘴的固有限制而无法通过喷嘴或喷嘴组被发送的一部分液可以被发送到缓冲器用于在活塞下行冲程已经完成之后进行分配。活塞腔室的容积、缓冲器的容积、缓冲器的压力响应、喷嘴的通过量和出口阀的最小开启压力可以被设置为将从喷嘴出来的液滴的出口压力限制在限定的范围内。
【IPC分类】B05B9/04, B05B11/00
【公开号】CN104903005
【申请号】CN201380069632
【发明人】A·S·哈勒瓦, W·J·J·马斯, P·内尔沃, P·L·威廉默斯·胡尔克曼斯
【申请人】分配技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年11月6日
【公告号】EP2916962A1, US20140246506, WO2014074654A1

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