Система предварительного сжатия - RU2234379C2
Код документа: RU2234379C2
Чертежи
Описание
Данное изобретение относится к системе предварительного сжатия, установленной между насосом и распылительным соплом, которые соединены каналом, выходящим в пространство, при этом система содержит клапан предварительного сжатия, выполненный с возможностью перемещения между положением, запирающим соединение, в котором он примыкает к опорной поверхности в устье канала и положением, открывающим соединение, в котором он отходит от опорной поверхности, при этом клапан предварительного сжатия смещается в запирающее положение с помощью пружинного средства. Такая система предварительного сжатия известна из патента США №5 730 335.
Известная система предварительного сжатия применяется в распылительной насадке для емкости, например для бутылки с жидким моющим средством. Эту распылительную насадку выполняют в виде корпуса, в котором размещен приводимый вручную поршневой насос. Этот насос приводится в действие пусковым устройством, шарнирно соединенным с корпусом. Сторона всасывания насоса соединена с трубкой, проходящей в бутылку на существенную длину, обычно вблизи ее дна, и через которую жидкость можно извлекать из бутылки. Сторона нагнетания насоса соединена с выпускным соплом распылительной насадки посредством канала. Между насосом и каналом, проходящим в выпускное сопло, размещена система предварительного сжатия, содержащая клапан предварительного сжатия, удерживаемый в закрытом положении пружинным средством и открываемым только при достижении заранее определенного давления в насосе. Клапан предварительного сжатия предназначен для того, чтобы текучая среда не могла выйти из выпускного сопла при слишком низком давлении, что привело бы с образованию в распылении слишком крупных капель. Для обеспечения оптимального режима распыления жидкость должна выходить из выпускного сопла под воздействием заранее определенного и относительно высокого давления.
Известная система предварительного сжатия содержит концевую часть цилиндрической стенки насоса, которая выходит в кольцевое пространство. Обод цилиндрической стенки образует опорную поверхность, к которой прижимается упруго гибкая диафрагма. Эта диафрагма прижимается в закрывающее положение за счет давления пружины, которое в диафрагме указанного патента создается напряжениями изгиба в материале самой диафрагмы. Когда давление в цилиндре насоса становится достаточно высоким, диафрагма поднимется с опорной поверхности, в результате чего жидкость под давлением может проходить из цилиндра в канал, ведущий в выпускное сопло. Когда почти вся жидкость будет под давлением удалена из цилиндра и давление снова понизится, диафрагма вернется в закрывающее положение, в котором она снова будет прижиматься к опорной поверхности в результате внутреннего усилия пружины.
Однако известная система предварительного сжатия имеет недостаток, заключающийся в том, что кольцевое пространство центрируется с цилиндром насоса. Поэтому трудно конструировать эту известную систему предварительного сжатия таким образом, чтобы ее можно было изготовить с помощью литьевого формования, поэтому полученная конструкция становится относительно громоздкой, в результате чего затрудняется ее выполнение в компактной распылительной насадке. В указанном патенте США №5 730 335 насос, содержащий систему предварительного сжатия, по производственным соображениям выполнен под углом между трубкой всасывания и трубкой распыления, что приводит к сложной конструкции, трудной в сборке.
Поэтому задача данного изобретения заключается в создании системы предварительного сжатия описываемого выше типа, изготовление и сборка которой будет легче, чем известной системы предварительного сжатия, которая обеспечит возможность более свободного конструирования при выполнении ее в компактной распылительной насадке. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что пространство соединяется с насосом и канал соединен с выпускным соплом. Изменяя таким образом направление потока на обратное по сравнению с известными системами предварительного сжатия, получают систему предварительного сжатия, которую не нужно центрировать с цилиндром насоса, но которая может, например, быть размещена рядом с цилиндром. Таким образом, конструкцию распылительной насадки можно существенно упростить, сделать насадку более компактной и простой и более технологичной. Причем в результате этого не нужно будет размещать цилиндр и поршень под углом, что является преимуществом для самой работы устройства.
Пружинное средство предпочтительно выполнено заодно с клапаном предварительного сжатия, например клапан предварительного сжатия и пружинное средство образованы упруго изгибаемой диафрагмой. За счет этого может быть получен конструкционно простой клапан. Диафрагма предпочтительно имеет куполообразную форму и поэтому имеет устойчивое и в соответствующей степени напряженное положение в нерабочем состоянии.
Система предварительного сжатия предпочтительно содержит стопорный элемент, взаимодействующий с диафрагмой, поэтому изгиб диафрагмы ограничен, и исключается возможность того, что диафрагма “перевернется” в другое устойчивое положение на большем расстоянии от опорной поверхности, из которого она потом не вернется. Стопорный элемент предпочтительно выполнен заодно с диафрагмой.
Кроме того, пространство является предпочтительно, по меньшей мере частично, кольцевым и, по меньшей мере частично, окружает конец канала, поэтому можно применять простую круглую диафрагму. И та часть канала, которая окружена кольцевым пространством, и насос могут иметь центровую линию; при этом эти центровые линии по существу параллельны, но смещены относительно друг друга.
Кольцевое пространство предпочтительно ограничено по существу цилиндрической гильзой. В этом случае обеспечивается надлежащее уплотнение и может быть исключена утечка. Диафрагма и гильза могут быть выполнены заодно, тем самым в еще большей степени сократив число деталей и упростив сборку системы.
По меньшей мере одно отверстие всасывания, запираемое клапаном, выполнено в гильзе для втягивания распыляемой жидкости. Если отсечной клапан выполнен заодно с гильзой, то число отдельных деталей сократится в еще большей степени, и сборка системы предварительного сжатия еще более упроститься.
Изобретение также относится к распылительному устройству, содержащему насос, имеющий сторону всасывания и сторону нагнетания, средство, соединенное со стороной всасывания насоса, для подачи распыляемой жидкости, выпускное сопло, соединенное со стороной нагнетания насоса, и систему предварительного сжатия между насосом и выпускным соплом.
Наконец, данное изобретение относится к узлу, образованному емкостью и описываемым выше распылительным устройством.
Изобретение иллюстрируется на примере, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - изображение в перспективе узла, образуемого емкостью и распылительным устройством, в котором может использоваться система предварительного сжатия согласно изобретению;
фиг.2 - изображение в перспективе с пространственным разделением деталей распылительной насадки показанного на фиг.1 узла, содержащего систему предварительного сжатия;
фиг.3 - частичное сечение изображения в перспективе показанной на фиг.2 распылительной насадки во время хода нагнетания;
фиг.4 - вид, соответствующий показанной на фиг.3 распылительной насадке во время обратного хода;
фиг.5 - подробное изображение системы предварительного сжатия в направлении стрелки V на фиг.3;
фиг.6А и 6В - продольные сечения системы предварительного сжатия в начале и конце хода нагнетания соответственно и
фиг.7 - схематическое подробное изображение в перспективе альтернативного варианта выполнения клапана, используемого в системе предварительного сжатия;
фиг.8 - продольное сечение альтернативного варианта выполнения системы предварительного сжатия и
фиг.9 - подробное изображение данного варианта реализации системы предварительного сжатия.
Распылительная насадка 1 для емкости 2 содержит насос 3, имеющий сторону 5 всасывания и сторону 6 нагнетания. Подвижное функциональное средство 4 соединено с насосом 3; в иллюстрируемом примере оно состоит из пускового устройства 13, имеющего сплошной поворотный вал 53, который входит в полое пространство 54 в раме 22, на которой размещен насос 3, и который фиксируется в нем гибким защелкиваемым рычагом 55.
Средство 7 соединено со стороной 5 всасывания насоса 3 для подачи текучей среды из емкости, включающее канал, свободный конец которого соединен с трубкой 23, проходящей в емкость. Сторона нагнетания 6 насоса 3 соединена с выпускным соплом 8 через канал 9.
Так как вал 53 пускового устройства 13 и пространство 54 расположены над распылительным каналом 9, отверстие 56 выполнено в пусковом устройстве 13, через которое проходит конец этого канала 9, на котором выполнено выпускное сопло 8.
Насос 3 является поршневым насосом, состоящим из корпуса или цилиндра 10 насоса и поршня 11, совершающего в нем возвратно-поступательные движения. Поршень 11 соединен с пусковым устройством 13. Для возврата поршня 11 и пускового устройства 13 в их свободное нерабочее положение в конце хода насоса распылительная насадка 1 содержит средство 16 смещения. В иллюстрируемом варианте выполнения это средство смещения образовано парой параллельных пружин 17 изгиба, которые зацепляют ребра внутри пускового устройства 13. Когда пусковое устройство 13 поворачивается вокруг поворотного вала в сторону насоса 3 и вдавливает поршень 11 в цилиндр 10 во время хода нагнетания, пружины 17 сгибаются. После прекращения действия давления на пусковое устройство 13 оно отжимается назад в свое нерабочее положение пружинами 17, отгибающимися назад. Поскольку пусковое устройство соединено с поршнем 11, чтобы оставаться в фиксированном положении при растяжении и при сжатии, поршень 11 затем также возвращается в свое нерабочее положение. Соединение между пусковым устройством 13 и поршнем 11 является защелкиваемым соединением, образованным выступами 14 пускового устройства 13, которые защелкиваются в соответствующие отверстия 28 в поршне 11.
Между цилиндром 10 и распылительным каналом 9 размещена система предварительного сжатия, включающая пространство 58, являющееся кольцевым в иллюстрируемом варианте выполнения, соединенное с цилиндром 10 и концевой частью выходящего в него распылительного канала 9, которые герметизированы относительно газа и жидкости с помощью упруго гибкой диафрагмы 59. Пространство 58 ограничено цилиндрической гильзой 60, которая входит в полость 61 в раме 22 и выполнена заодно с диафрагмой 59 в иллюстрируемом варианте выполнения. В этой цилиндрической гильзе 60 выполнено отверстие 15, в котором размещен клапан и которое соединено с трубкой всасывания 7 для текучей среды через отверстие 67 в раме 22. Этот клапан 63, который также выполнен заодно с гильзой 60, выполнен подвижным, в иллюстрируемом варианте выполнения он шарнирно подвижен между положением, в котором он герметично запирает отверстие 67 (фиг.3, 4, 6А), и положением, в котором это отверстие 67 остается свободным (фиг.5, 6В). При этом стопорный элемент 64 соединен с диафрагмой 59 и служит для ограничения изгиба диафрагмы 59 и для предотвращения ее “переворачивания”. Цилиндрическая гильза 60 фиксируется в полости 61 рамы 22 с помощью концевой стенки, которая в иллюстрируемом варианте выполнения выполнена заодно с емкостью 2. Цилиндрическая гильза 60 также включает усиливающий фланец 75, благодаря которому исключается деформация гильзы 60 под воздействием давления нагнетания в цилиндре 10 и поэтому исключается риск утечки вдоль гильзы 60.
В предпочтительном варианте выполнения (фиг.7) отсечной клапан 63 соединен с цилиндрической гильзой 60 посредством пары шарнирных и растягивающихся f-образных рычагов 68, один конец 69 которых прикреплен к гильзе 60, а другой конец соединен с корпусом 63 клапана. Во время возвратного хода или хода всасывания насоса 11 рычаги 68 поворачиваются вверх и слегка растягиваются, в результате чего корпус 63 клапана поднимается из отверстия 67 на высоту L.
В еще одном варианте реализации (фиг.8) цилиндрическая гильза 60 не содержит отверстие, которое соединено с трубкой 23 всасывания. Вместо этого гильза 60 имеет периферийную краевую часть 70, которая незначительно выступает наружу и тесно примыкает к стенке полости 61. Периферийная краевая часть 70 относительно гибкая и включает слегка наклонную внутреннюю поверхность 73. Гильза 60 также содержит часть 71, имеющую уменьшенный диаметр и ограниченную с одной стороны гибкой краевой частью 70 и с другой стороны цилиндрической частью гильзы 60. Вместе со стенкой полости 61 имеющая уменьшенный диаметр часть 71 определяет кольцевое пространство 72, которое находится в соединении по текучей среде с отверстием 67.
Во время нагнетательного хода поршня 11 давление текучей среды, действующее на наклонную внутреннюю поверхность 73 периферийной краевой части 70, будет оказывать на эту часть направленное внутрь усилие в направлении стенки полости 61, благодаря чему будет создаваться хорошее уплотнение по всей периферии полости 61. С другой стороны, всасывающее усилие за поршнем 11 во время возвратного хода или хода всасывания и атмосферное давление в емкости 2 создают перепад давлений на периферийной краевой части 70, оказывая на нее направленное внутрь усилие, в сторону от стенки, и создавая сообщение по текучей среде между кольцевым пространством 72, непосредственно соединенным с внутренним пространством емкости 2 через трубку всасывания, и цилиндром 10.
Таким образом, периферийная краевая часть 70 функционирует как клапан, имеющий хорошие герметизирующие свойства. Благодаря герметизирующему действию периферийной краевой части 70 давление нагнетания не воздействует на цилиндрическую часть гильзы 60, в результате чего снижается риск утечки текучей среды вдоль цилиндрической части и соединенными с ней кольцевыми уплотняющими ребрами 74. Помимо этого, гильзу 60 можно выполнить меньших размеров и с меньшим весом, чем в предыдущих вариантах выполнения, поскольку нет необходимости усиливать фланец вдоль периферийного края. Гильзу 60 согласно этому варианту выполнения можно изготовить простым литьевым формованием, поскольку в результате исключения отверстия в боковой стенке и соответствующего клапана теперь нет необходимости использовать оправки или пресс-штоки в пресс-формах. Наконец, также обеспечивается возможность более легкой установки гильзы 60, поскольку она полностью симметрична в направлении поворота вокруг центровой линии и не имеет отверстия, которое нужно было бы центрировать с отверстием 67.
Точная форма периферийной краевой части 70 гильзы 60 не имеет особого значения, поскольку единственное требование заключается в том, чтобы она оказывала достаточное давление на стенку полости 61 для обеспечения необходимой герметизации во время нагнетательного хода и чтобы она поднималась от стенки в любой точке по своему периметру во время хода всасывания. Необходимо подбирать формы краевой части 70 и стенки такими, чтобы они определяли кольцевое пространство. Поэтому угол наклона периферийной краевой части в этом варианте выполнения (фиг.9) несколько меньший, поскольку стенка полости имеет большую наклонную часть, создавая при этом по существу тот же объем для кольцевого пространства 72.
Система 40 предварительного сжатия используется известным образом для исключения перемещения текучей среды из емкости 2 в распылительное сопло, пока не будет достигнуто заранее определенное давление нагнетания. Если текучая среда распыляется через сопло 8 при слишком низком давлении, то она не будет распыляться в достаточной степени, и капли, создаваемые в конусе распыления, будут достаточно крупными. Чтобы это исключить, соединение между емкостью 2 и распылительным соплом 8 закрывают диафрагмой 59, которую принудительно прижимают к ободу 66 распылительного канала 9, служащего опорной поверхностью, под воздействием внутреннего напряжения, определяемого куполообразной конфигурацией и усиливаемого достигаемым давлением позади диафрагмы 59. Диафрагма 59 будет поднята с опорной поверхности 66 только при достижении достаточного давления в цилиндре 10 при перемещении поршня 11 в его конечное положение, например давления порядка 0/3 МПа.
Распылительная насадка 1 функционирует следующим образом. Если пользователю нужно распылить текучую среду из емкости 2, сначала он оттягивает рукоятку 13. При этом воздух, присутствующий в цилиндре 10 и который не может попасть назад в емкость 2 из-за того, что отверстие 67 закрыто клапаном 63, сжимается поршнем 11. Когда давление воздуха достаточно высокое в конце хода нагнетания, тогда диафрагма 59 поднимается с опорной поверхности 66, поэтому воздух может выходить.
Во время последующего возвратного хода, обеспечиваемого средством 16 смещения текучая среда вытягивается из емкости 2 по трубке 23, проходу 7 и отверстиям 62, 67 в цилиндр 10 до полного наполнения его в конце возвратного хода или хода всасывания (фиг.6А). Чтобы исключить возникновение частичного вакуума в емкости 2 во время этого хода в стенке цилиндра 10 выполнено отверстие аэрации 51, которое открывается, когда внешняя периферийная уплотняющая кромка 39В проходит отверстие 51 во время перемещения внутрь поршня 11, и которое снова соединяется с замкнутым пространством, ограниченным между внешней и внутренней периферийными уплотняющими кромками 39В и 39А поршня 11, во время наружного хода поршня 11.
При повторном втягивании пускового устройства 13 давление в цилиндре 10 очень быстро возрастает, поскольку текучая среда не поддается сжатию. При этом диафрагма 59 поднимается с опорной поверхности 66 по существу мгновенно, и текучую среду можно выдавить через пространство между диафрагмой 59 и опорной поверхностью 66 в распылительный канал 9, и затем в распылительное сопло 8 (фиг.6В), где она распыляется.
Поскольку согласно изобретению кольцевое пространство 58 соединено с цилиндром 10 насоса и выходящий в него канал 9 соединен с распылительным соплом, а не наоборот, как в обычных системах предварительного сжатия, поэтому кольцевое пространство 58 не нужно центрировать с цилиндром 10, и оно может быть, согласно соответствующему изображению на чертежах, смещенным. Поэтому имеется возможность эффективно изготавливать распылительную насадку литьевым формованием с обеспечением компактной конструкции.
Несмотря на то что изобретение поясняется на примере варианта его выполнения, очевидно, что оно им не ограничивается. Например, диафрагму и гильзу можно выполнять отдельно. Также стопорный элемент в некоторых случаях можно не предусматривать, и, разумеется, подбор материалов может быть разным. Объем данного изобретения поэтому определяется только прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Система предварительного сжатия, установленная между насосом и распылительным соплом, которые соединены каналом, выходящим в пространство. Система содержит клапан предварительного сжатия, выполненный с возможностью перемещения между запирающим положением и открывающим положением и с возможностью его смещения в запирающее положение с помощью пружинного средства. Пространство соединено с насосом, а проход соединен с выпускным соплом. Пружинное средство может быть выполнено заодно с клапаном предварительного сжатия, например клапан предварительного сжатия и пружинное средство могут быть образованы упруго гибкой и предпочтительно куполообразной диафрагмой. Пространство может быть кольцевым, может окружать конец канала и может ограничиваться посредством цилиндрической гильзы. Изобретение также относится к распылительному устройству, содержащему насос, средство, соединенное со стороной всасывания насоса, для подачи текучей среды, распылительное сопло, соединенное со стороной нагнетания насоса, и систему предварительного сжатия, установленную между насосом и распылительным соплом. Изобретение также относится к узлу, образованному емкостью и распылительным устройством. Техническим результатом изобретения является упрощение изготовления и сборки системы и обеспечение возможности более свободного конструирования при выполнении ее в компактной распылительной насадке. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
