Двухпружинный насос предварительного сжатия с признаком заливки - RU2243146C2

Чертежи

Показать все 16 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к насосам предварительного сжатия. Более конкретно настоящее изобретение относится к насосам предварительного сжатия, применяемым для дозирования, например, продуктов для личной гигиены, из емкости или бутылки, на которой смонтирован насос.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Насосы предварительного сжатия хорошо известны на предшествующем уровне техники. Насос предварительного сжатия представляет собой насос, в котором выпускной клапан насосной камеры открывается в ответ на предварительно заданный уровень давления в насосной камере. Очень часто это осуществляют путем обеспечения выпускного клапана, имеющего поверхность, на которую действует давление в насосной камере и которая смещается до известной степени, чтобы выпускной клапан открывался только тогда, когда давление в насосной камере достигает достаточно высокого уровня. Такой тип насоса особенно полезен для дозирования в виде густого тумана без подтекания продуктов для личной гигиены.

В указанных насосах предварительного сжатия в процессе заливки насоса может возникать проблема. Если насосная камера находится в незалитом состоянии, то есть заполнена воздухом, а не жидкостью, подлежащей дозированию, то из насосной камеры для всасывания в нее жидкости, подлежащей дозированию, необходимо откачать воздух. Однако воздух в насосной камере может действовать как сжимаемая жидкость. В результате этого в некоторых конструкциях насосов предварительного сжатия воздух в насосной камере сжимают в течение движения насосного поршня вниз и давление в насосной камере не достигает достаточно высокого уровня для открывания выпускного клапана и освобождения воздуха в насосной камере через выпускное отверстие насоса. По этой причине трудно откачать воздух из насосной камеры и всосать в нее жидкость, предназначенную для дозирования. В результате этого для приведения насоса в действие может потребоваться нежелательное число "тактов для заливки", если воздух не освобождается из насосной камеры как-нибудь иначе, чем через отверстие выпускного клапана.

Устройства, предназначенные для ускорения откачки воздуха из насосной камеры для обеспечения возможности заливки насоса, описаны в нескольких патентах. В патентах США №№ 3746260, 3774849, 4051983, 5671874 и др. описаны различные устройства, используемые для откачки воздуха из насосной камеры насоса предварительного сжатия. Однако многие из этих устройств являются неудовлетворительными в том отношении, что они могут изменять объем дозы, могут вызывать износ или усталость рабочих частей насоса или имеют трудности для их изготовления литьем под давлением. В патенте США № 5192006 описан насос, который обеспечивает возможность откачки воздуха из насосной камеры. Однако в этом насосе используются фрикционные впускной и выпускной клапаны, применение которых может оказаться невыгодным по нескольким причинам. Во-первых, для того чтобы фрикционные клапаны работали должным образом, несколько деталей должны иметь жесткие допуска, чтобы гарантировать требуемые фрикционные посадки. Кроме того, функциональные характеристики насоса могут изменяться в зависимости от изменений фрикционных посадок между деталями. Помимо этого, любые изменения допусков могут в результате привести к фрикционным посадкам, которые могут препятствовать открыванию клапанов и/или могут побуждать клапаны оставаться открытыми, если они предназначены для закрытия. Наконец, конструкция деталей, необходимых для достижения фрикционных посадок, предусматривает применение хорошо разработанного и потенциально дорогого оборудования для литья под давлением.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение имеет преимущество в том отношении, что оно обеспечивает получение насоса предварительного сжатия, который имеет простую конструкцию, гарантирует откачивание воздуха из насосной камеры к распылительной насадке и который для обеспечения правильной и эффективной работы не требует жестких допусков и применения сложных деталей, получаемых литьем под давлением.

Согласно одному варианту изобретения, насос содержит корпус, ограничивающий насосную камеру, имеющий впускное отверстие и первую впускную уплотнительную поверхность; насосный поршень, способный поступательно перемещаться в корпусе насоса в первом осевом направлении внутрь и во втором осевом направлении наружу, причем возвратно-поступательное движение в первом направлении заканчивается в первом местоположении в нижней точке хода насосного поршня, при этом насосный поршень имеет выпускное отверстие и первую выпускную уплотнительную поверхность; пружину поршня, смещающую насосный поршень во втором направлении; впускной клапан, имеющий вторую впускную уплотнительную поверхность, входящую в контактное взаимодействие с первой впускной уплотнительной поверхностью, чтобы в соответствии с этим закрывать впускное отверстие, выпускной клапан, имеющий вторую выпускную уплотнительную поверхность, входящую в контактное взаимодействие с первой выпускной уплотнительной поверхностью, чтобы в соответствии с этим закрывать выпускное отверстие, причем внешний в осевом направлении конец впускного клапана взаимодействует с внутренним в осевом направлении концом выпускного клапана, чтобы в соответствии с этим открывать выпускное отверстие, когда насосный поршень находится в первом местоположении, и пружину выпускного клапана, смещающую выпускной клапан для закрытия выпускного отверстия в камере, в нижней точке хода насосного поршня вниз.

Согласно другому варианту изобретения аналогичный вышеописанному насос отличается от него конструкцией впускного и выпускного клапанов так, что выпускной клапан имеет вторую выпускную уплотнительную поверхность, входящую в контактное, без трения, взаимодействие с первой выпускной уплотнительной поверхностью, чтобы в соответствии с этим закрывать выпускное отверстие, причем внешний в осевом направлении конец впускного клапана взаимодействует с внутренним в осевом направлении концом выпускного клапана, чтобы в соответствии с этим открывать выпускное отверстие, когда насосный поршень находится в первом местоположении, и аналогичную пружину выпускного клапана.

Согласно еще одному варианту изобретения, аналогичный описанному в первом варианте насос отличается от него конструкцией впускного и выпускного клапанов так, что выпускной клапан имеет вторую выпускную уплотнительную юбку, входящую в контактное взаимодействие с первой выпускной уплотнительной поверхностью в процессе движения выпускного клапана относительно насосного поршня, причем вторая выпускная уплотнительная юбка взаимодействует, по меньшей мере, с одной аксиальной прорезью, чтобы в соответствии с этим открывать выпускное отверстие, при этом внешний в осевом направлении конец впускного клапана взаимодействует с внутренним в осевом направлении концом выпускного клапана, чтобы в соответствии с этим открывать выпускное отверстие, когда насосный поршень находится в первом местоположении, и аналогичную пружину выпускного клапана.

Наконец, согласно еще одному варианту изобретения, аналогичный описанному в первом варианте насос отличается от него тем, что возвратно-поступательное движение поршня во втором направлении заканчивается во втором местоположении в верхней точке хода насосного поршня, при этом насосный поршень имеет выпускное отверстие и первую выпускную уплотнительную юбку, пружину поршня, смещающую насосный поршень во втором направлении, а впускной клапан имеет вторую впускную уплотнительную поверхность, входящую в контактное взаимодействие с первой впускной уплотнительной поверхностью, чтобы в соответствии с этим закрывать впускное отверстие, при этом выпускной клапан имеет, по меньшей мере, одну аксиальную прорезь, которая расположена в осевом направлении внутрь от первой выпускной уплотнительной поверхности во втором положении насосного поршня, при этом выпускной клапан имеет первую выпускную уплотнительную поверхность, уплотняющуюся к первой выпускной уплотнительной юбке во втором местоположении насосного поршня, чтобы в соответствии с этим закрывать выпускное отверстие, а внешний в осевом направлении конец впускного клапана взаимодействует с внутренним в осевом направлении концом выпускного клапана, чтобы в соответствии с этим открывать выпускное отверстие, когда насосный поршень находится в первом местоположении, и аналогичную пружину выпускного клапана.

В результате, сжатый воздух в насосной камере механически удаляется из насосной камеры через выпускной клапан и насосная камера, следовательно, становится способной наполняться жидкостью из емкости или бутылки для последующего распыления через распылительное сопло.

Предлагаемые варианты не ограничивают настоящего изобретения и находятся в пределах его заявленного объема.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - разрез первого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.2 - вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.1, в утопленном положении распылительной головки в нижней точке хода насосного поршня.

Фиг.3 - разрез второго варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.4 - вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.3, показанный в утопленном положении распылительной головки в нижней точке хода насосного поршня.

Фиг.5 - разрез третьего варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.6 - вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.5, показанный в утопленном положении распылительной головки в нижней точке хода насосного поршня.

Фиг.7 - разрез четвертого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.8 - разрез пятого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.9 - разрез шестого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.10 - разрез седьмого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.11 - разрез восьмого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.12 - разрез девятого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.13 - разрез десятого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.14 - разрез одиннадцатого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.15 - разрез двенадцатого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

Фиг.16 - разрез тринадцатого варианта осуществления насосного дозатора, соответствующего настоящему изобретению, в неутопленном положении распылительной головки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 и 2 иллюстрируется первый вариант осуществления настоящего изобретения. Насос 1 содержит корпус 2 насоса, ограничивающий насосную камеру 3. В насосной камере 3 с возможностью скольжения смонтирован насосный поршень 4. На нижнем конце насосной камеры 3 находится впускной клапан 5, который в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, является гравитационным шаровым обратным клапаном. Впускной клапан 5 управляет потоком жидкости из впускной трубки 6 на нижнем конце корпуса 2 насоса, причем впускная трубка 6 нормально соединена с погружной трубкой, что является обычным на известном уровне техники. Впускной клапан 5 полностью окружен пружиной 14 поршня и в соответствии с этим свободен для движения независимо от насосного поршня 4. Погружная трубка ведет к нижнему концу бутылки или емкости (не показаны), на которой насос 1 смонтирован посредством соответствующей монтажной крышки или крышки 7. Пружина 14 поршня смещает насосный поршень 4 вверх или в осевом направлении наружу. Пружина 14 поршня опирается своим нижним или внутренним в осевом направлении концом 20 на гнездо 21 пружины в корпусе 3 пружины. Нижний конец 20 пружины 14 поршня действует как клеть для впускного клапана 5, ограничивая его от движения в насосную камеру 3.

Шток 8 насосного поршня 4 имеет выступающий внутрь уплотнительный фланец 9 поршня. Уплотнительный фланец 9 поршня в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, может иметь коническую уплотнительную поверхность. Уплотнительный фланец 9 поршня на своей нижней или внутренней в осевом направлении стороне выполняет функцию опорной поверхности для верхнего или внешнего в осевом направлении конца 22 пружины 14 поршня. Выпускной клапан 10 смонтирован в штоке 8 поршня. Выпускной клапан 10 в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, имеет выступающий наружу уплотнительный фланец 11 клапана. Уплотнительный фланец 11 клапана в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, имеет коническую опорную поверхность, которая имеет такую форму, чтобы взаимодействовать с конической уплотнительной поверхностью на уплотнительном фланце 9 поршня и обеспечивать уплотнение к ней. Пружина 12 выпускного клапана взаимодействует на одном конце 32 со штоком 8 на опорной поверхности 33, а на другом конце 30 взаимодействует с уплотнительным фланцем 11 клапана, чтобы в соответствии с этим смещать уплотнительный фланец 11 клапана к уплотнительному фланцу 9 поршня. Уплотнительный фланец 11 клапана имеет такую конструкцию, чтобы его край, проходящий в радиальном направлении наружу, отстоял от поверхности насосного поршня 4, проходящей в радиальном направлении внутрь. В результате этого, единственным контактом между выпускным клапаном 10 и насосным поршнем 4 является контакт конических уплотнительных поверхностей при смещении под действием пружины 12 выпускного клапана.

Выпускной клапан 10 имеет внутренний в осевом направлении контактный конец 13 выпускного клапана. Как показано на фиг. 2, контактный конец 13 выпускного клапана изготовлен таким, чтобы отстоять на достаточном расстоянии от уплотнительного фланца 11 клапана, чтобы в нижней точке хода насосного поршня 4 контактный конец 13 выпускного клапана входил в контактное взаимодействие с впускным клапаном 5 для нарушения уплотняющего контакта между уплотнительным фланцем 11 клапана и уплотнительным фланцем 9 поршня против смещения пружины 12 выпускного клапана. Как будет описано ниже, такое нарушение контакта или смещение выпускного клапана 10 из седла позволяет захваченному воздуху или жидкости в насосной камере 3 выходить из распылительной насадки 15. Насос 1 может содержать уплотнительные прокладки 16, 17, распылительную головку 18 и распылительную насадку 15, как хорошо известно на предшествующем уровне техники.

В процессе работы к насосу, показанному на фиг.1 в неутопленном положении распылительной головки 18, пальцем прикладывают давление к распылительной головке 18. Перемещение распылительной головки 18 вниз в направлении внутрь побуждает насосный поршень 4 сжимать жидкость в насосной камере 3. Когда в результате движения насосного поршня 4 вниз в насосной камере 3 создается достаточное давление, это давление окажет воздействие на поверхности выпускного клапана 10, обращенные вниз или в осевом направлении внутрь, для преодоления смещения пружины 12 выпускного клапана, смещая в соответствии с этим выпускной клапан 10, выводя из контактного взаимодействия конические уплотнительные поверхности на уплотнительном фланце 9 поршня и уплотнительном фланце 11 клапана. Результирующий зазор между этими поверхностями (показанными на фиг.2) позволяет потоку текучей среды, находящейся под избыточным давлением, выходить из насосной камеры 3 и после этого из распылительной насадки 15. Выпускной клапан 10 будет оставаться открытым в течение движения насосного поршня 4 вниз или в осевом направлении внутрь пока в насосной камере 3 поддерживается достаточное давление для преодоления силы смещения пружины 12 выпускного клапана.

На фиг.2 показан насос 1, иллюстрируемый на фиг.1, в нижней точке хода насосного поршня. В этом положении контактный конец 13 выпускного клапана 10 находится в контактном взаимодействии с верхним концом впускного клапана 5. Когда впускной клапан 5 находится в этом положении, в котором он опирается на нижнюю поверхность корпуса 2 насоса, контактное взаимодействие контактного конца 13 выпускного клапана и впускного клапана 5 побуждает уплотнительный фланец 9 поршня и уплотнительный фланец 11 клапана отходить друг от друга против смещения пружины 12 выпускного клапана, позволяя в соответствии с этим какому-либо захваченному воздуху или жидкости в насосной камере 3 выходить из насосной камеры 3 и из распылительного сопла 15. Поток воздуха или жидкости из насосной камеры 3 указан стрелками F1.

После пребывания насоса 1 в положении, показанном на фиг.2, снимают давление пальца на распылительную головку 18. Пружина 14 поршня смещает насосный поршень 4 вверх, увеличивая объем насосной камеры 3 и в соответствии с этим уменьшая давление в насосной камере 3. В результате этого выпускной клапан 10 закрывается, в то время как смещение пружины 12 выпускного клапана побуждает уплотнительный фланец 11 уплотняться к уплотнительному фланцу 9 поршня. Впускной клапан 5 открывается, когда пониженное давление в насосной камере 3 смещает впускной клапан 5 против силы тяжести, позволяя жидкости всасываться в насосную камеру 3 через впускную трубку 6 и какую-либо присоединенную погружную трубку (не показано). Насосная камера 3 наполняется, а насосный поршень 4 продолжает двигаться вверх до тех пор, пока он не достигнет положения, иллюстрируемого на фиг.1.

На фиг.3 и 4 иллюстрируется второй вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса 101 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.3 и 4, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.1 и 2, за исключением того, что конструкция насоса варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.3 и 4, является модульной конструкцией (то есть компоненты насоса образуют модуль для вставления в монтажную крышку или крышку 107), а верхний конец выпускного клапана 110 имеет немного другую форму. Однако во всех других отношениях вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.1 и 2, и вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.3 и 4, являются идентичными по конструкции и работе. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.3 и 4, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "100".

На фиг.5 и 6 иллюстрируется третий вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса 201 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.5 и 6, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 1 и фиг. 2, за исключением конструкции верхнего конца выпускного клапана 210. Выпускной клапан 210, иллюстрируемый на фиг. 5 и 6, имеет отверстие 220, в котором установлена пружина 212 выпускного клапана. Нижняя часть отверстия 220 служит в качестве гнезда нижнего или внутреннего в осевом направлении конца 230 пружины 212 выпускного клапана, а верхний конец 232 пружины 212 выпускного клапана входит в контактное взаимодействие с гнездом 233 пружины.

Уплотнительный фланец 211 клапана варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.5 и 6, не имеет конической формы, а уплотнительный фланец 211 клапана взаимодействует со скругленным уплотнительным фланцем 209 поршня для образования уплотнения для выпускного клапана 210. Гнездо 223 пружины ограничивает верхний или внешний в осевом направлении конец 222 пружины 214 поршня. Уплотнительный фланец 211 клапана уплотнен к внутренней стенке насосного поршня 204. В верхнем конце насосного поршня 204 имеется ряд аксиальных прорезей 251, которые обеспечивают обходной канал для текучей среды вокруг уплотнительного фланца 211 клапана. Однако во всех других отношениях вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг. 5 и фиг. 6, по конструкции и работе аналогичен варианту осуществления, иллюстрируемому на фиг.1 и 2. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.5 и 6, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "200".

В процессе работы варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 5 и 6, к насосу, показанному на фиг.5 в неутопленном положении распылительной головки 218, пальцем прикладывают давление к распылительной головке 218. Перемещение распылительной головки 218 вниз в направлении внутрь побуждает насосный поршень 204 сжимать текучую среду в насосной камере 203. Когда в результате движения насосного поршня 204 вниз в насосной камере 203 создается достаточное давление, это давление окажет воздействие на поверхности выпускного клапана 210, обращенные вниз или в осевом направлении внутрь, для преодоления смещения пружины 212 выпускного клапана, толкая в соответствии с этим выпускной клапан 210 вверх до тех пор, пока уплотнительный фланец 211 клапана не поднимется от уплотнительного фланца 209 поршня и не освободит нижний конец прорезей 251. После освобождения уплотнительным фланцем 211 клапана прорезей 251 находящаяся при избыточном давлении текучая среда может выходить через прорези 251 вокруг уплотнительного фланца 211 клапана и после этого из распылительной насадки 215. Выпускной клапан 210 останется открытым в течение движения насосного поршня 204 вниз или в осевом направлении внутрь, пока в насосной камере 203 поддерживается достаточное давление для преодоления смещающего усилия пружины 212 выпускного клапана.

На фиг.6 показан насос 201, иллюстрируемый на фиг.5, в нижней точке хода насосного поршня. В этом положении контактный конец 213 выпускного клапана 210 находится в контактном взаимодействии с верхним концом впускного клапана 205. Когда впускной клапан 205 находится в этом положении, в котором он опирается на нижнюю поверхность корпуса 202 насоса, контактное взаимодействие контактного конца 213 выпускного клапана и впускного клапана 205 побуждает уплотнительный фланец 209 поршня и уплотнительный фланец 211 клапана отходить за нижний конец прорезей 251 против смещения пружины 212 выпускного клапана, позволял в соответствии с этим какому-либо захваченному воздуху или жидкости в насосной камере 203 выходить из насосной камеры 203 и из распылительного сопла 215. Поток воздуха или жидкости из насосной камеры 203 указан стрелками F1.

После пребывания насоса 201 в положении, показанном на фиг. 6, снимают давление пальца на распылительную головку 218. Пружина 214 поршня смещает насосный поршень 204 вверх, увеличивая объем насосной камеры 203 и в соответствии с этим уменьшая давление в насосной камере 203. В результате этого выпускной клапан 210 закрывается, в то время как смещение пружины 212 выпускного клапана побуждает уплотнительный фланец 211 клапана уплотняться против уплотнительного фланца 209 поршня. Впускной клапан 205 открывается, когда пониженное давление в насосной камере 203 смещает впускной клапан 205 против силы тяжести, позволяя жидкости всасываться в насосную камеру 203 через впускную трубку 206 и какую-либо присоединенную погружную трубку (не показано). Насосная камера 203 наполняется, а насосный поршень 204 продолжает двигаться вверх до тех пор, пока он не достигнет положения, иллюстрируемого на фиг.5.

На фиг.7 иллюстрируется четвертый вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.7, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1 и 2, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "300". В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг. 7, впускной клапан 305 является стержневым клапаном, смещаемым под действием силы тяжести. Впускной клапан 305 имеет контактный конец 330 впускного клапана, который входит в контактное взаимодействие с контактным концом 313 выпускного клапана на выпускном клапане 310, когда насосный поршень 304 находится в нижней точке своего хода. Такое контактное взаимодействие приводит к нарушению контактного взаимодействия контактного конца 311 клапана с контактным концом 309 поршня, освобождая воздух или жидкость из насосной камеры 303, так что он может выходить через распылительную насадку 315. Во всех других отношениях конструкция и работа варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 7, идентичны конструкции и работе варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 1 и 2.

На фиг.8 иллюстрируется пятый вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению, который по конструкции и работе аналогичен варианту осуществлению, иллюстрируемому на фиг. 7, но который имеет выпускной клапан 410 и уплотнительный фланец 409 поршня аналогичной конструкции, что и выпускной клапан и уплотнительный фланец поршня, иллюстрируемой на фиг. 1 и 2. Однако во всех других отношениях конструкция и работа варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.8, идентичны конструкции и работе варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.7. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.8, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.7, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "400", тогда как на фиг.7 они указаны с префиксом "300".

На фиг.9 иллюстрируется шестой вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению, который по конструкции и работе аналогичен варианту осуществлению, иллюстрируемому на фиг.7, но который имеет смещаемый пружиной шаровой обратный выпускной клапан 510, который уплотняется к уплотнительному фланцу 509 поршня. В нижней точке хода поршня контактный конец 530 впускного клапана 505 входит в контактное взаимодействие с нижней поверхностью выпускного клапана 510, нарушая контактное взаимодействие выпускного клапана 510 с уплотнительным фланцем 509 поршня, позволяя в соответствии с этим воздуху и жидкости в насосной камере 503 выходить из распылительной насадки 515. Однако во всех других отношениях конструкция и работа варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.9, идентичны конструкции и работе варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.7. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.9, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.7, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "500", тогда как на фиг.7 они указаны с префиксом "300".

На фиг.10 иллюстрируется седьмой вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса 601 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.10, подобна конструкции варианта осуществления, иллюстрируемой на фиг.5 и 6, за исключением того, что отличается конструкция верхнего конца выпускного клапана 610. Выпускной клапан 610, иллюстрируемый на фиг. 10, имеет уплотнительную юбку 650. Верхняя часть уплотнительной юбки 650 действует как гнездо пружины для нижнего или внутреннего в осевом направлении конца 630 пружины 612 выпускного клапана, а верхний конец 632 пружины 612 выпускного клапана находится в контактном взаимодействии с гнездом 633 пружины. Уплотнительная юбка 650 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 10, уплотняется к внутренней стенке насосного поршня 604. На участке S уплотнительная юбка 650 уплотняется по всей ее периферии. Выше участка S имеется несколько аксиальных прорезей 651, которые обеспечивают обходной канал для текучей среды вокруг уплотнительной юбки 650, когда уплотнительная юбка 650 находится выше нижнего конца прорезей 651. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.10, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.5 и 6, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "600".

В процессе работы варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.10, к насосу, показанному на фиг.10 в неутопленном положении распылительной головки 618, пальцем прикладывают давление к распылительной головке 618. Перемещение распылительной головки 618 вниз в направлении внутрь побуждает насосный поршень 604 сжимать текучую среду в насосной камере 603. Когда в результате движения насосного поршня 604 вниз в насосной камере 603 создается достаточное давление, это давление окажет воздействие на поверхности выпускного клапана 610, обращенные вниз или в осевом направлении внутрь, для преодоления смещения пружины 612 выпускного клапана, толкая в соответствии с этим выпускной клапан 610 вверх до тех пор, пока уплотнительная юбка 650 не освободит нижний конец прорезей 651. После освобождения уплотнительной юбкой 650 прорезей 651, находящаяся при избыточном давлении текучая среда может выходить через прорези 651 вокруг уплотнительной юбки 650 и после этого из распылительной насадки 615. Выпускной клапан 610 останется открытым в течение движения насосного поршня 604 вниз или в осевом направлении внутрь, пока в насосной камере 603 поддерживается достаточное давление для преодоления смещающего усилия пружины 612 выпускного клапана. В остальном работа варианта осуществления, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрируемому на фиг.10, аналогична работе варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.5 и 6.

На фиг.11 иллюстрируется восьмой вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса 701 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 11, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемую на фиг. 10 и 2, за исключением того, что вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.11, имеет конические уплотнительные поверхности на уплотнительном фланце 709 поршня и клапане 710, аналогичные коническим уплотнительным поверхностям в вариантах осуществления, иллюстрируемым на фиг.1-4 и 7-8. Было установлено, что этот вариант осуществления обеспечивает получение особенно благоприятных результатов в том отношении, что давление для нарушения контактного взаимодействия конических уплотнительных поверхностей на уплотнительном фланце 709 поршня и клапана 710 больше, чем давление, необходимое для перемещения уплотнительной юбки 750 вверх от двух до десяти раз, в зависимости от угла конических поверхностей и диаметров конических поверхностей на поршне и на стержне. В результате этого при приведении насоса в действие, давление, которое действует на уплотнительную юбку 750 в направлении вверх в тот момент, когда нарушается контактное взаимодействие конических уплотнительных поверхностей, намного больше, чем необходимо для проталкивания клапана 710 вверх, обеспечивая в соответствии с этим быстрое открывание выпускного клапана и более равномерное давление на выходе и более хорошую дисперсию струи. Такой результат предпочтителен для пользователей. Применение конических уплотнительных поверхностей также гарантирует то, что может быть использована более слабая пружина 712 выпускного клапана. В остальном работа варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 11, идентична работе варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 10. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг. 11, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг. 10, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "700".

На фиг.12 иллюстрируется девятый вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.12, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемую на фиг. 11, за исключением поверхности раздела между клапаном 810 и насосным поршнем 804. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.12, выпускной клапан 810 имеет уплотнительную юбку 850. Верхняя часть уплотнительной юбки 850 действует как гнездо пружины для нижнего или внутреннего в осевом направлении конца 830 пружины 812 выпускного клапана, а верхний конец 832 пружины 812 выпускного клапана взаимодействует с гнездом 833 пружины. Пружина 812 выпускного клапана варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг. 12, имеет несколько "неработающих витков", то есть витков, которые касаются смежного витка на их верхних и нижних поверхностях, на верхнем конце 832 и нижнем конце 830. Такой тип пружины 812 выпускного клапана обеспечивает получение нескольких преимуществ. Во-первых, пружина 812 выпускного клапана с неработающими витками уменьшает спутывание пружин при использовании в высокоскоростном автоматизированном сборочном оборудовании. Во-вторых, неработающие витки обеспечивают получение жесткого металлического стержня в верхней и нижней части пружины 812 выпускного клапана. Кроме того, гнездо 833 пружины насосного поршня 804 может быть выполнено с внутренним диаметром, который равен внешнему диаметру пружины 812 выпускного клапана. В результате этого, если распылительная головка 818 смонтирована на насосном поршне 804, то поршень, в частности, гнездо 833 пружины, становится зажатым между жестким стальным стержнем и внутренним диаметром рабочего органа, приводя в результате к хорошему удержанию этих деталей. Как результат, верхняя часть поршня может быть сделана из более тонких и мягких материалов, обеспечивая более высокую конструктивную гибкость и увеличивая способность насосного поршня 804 к уплотнению.

Уплотнительная юбка 850 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.12, уплотняется к внутренней стенке насосного поршня 804. На участке S уплотнительная юбка 850 уплотняется по всей ее периферии. Выше участка S имеется секция 851 большего диаметра, которая обеспечивает обходной канал для текучей среды вокруг уплотнительной юбки 850, когда уплотнительная юбка 850 находится выше нижнего конца секции 851 большего диаметра. В альтернативном варианте секция 851 большего диаметра может быть несколькими аксиальными прорезями. Кроме того, уплотнительная юбка 880 штока на насосном поршне 804 уплотняется к внешнему диаметру выпускного клапана 810. Выпускной клапан 810 имеет несколько аксиальных прорезей 881 клапана. После прохождения аксиальных прорезей 881 клапана через уплотнительную юбку 880 штока, между насосной камерой 803 и уплотнительной юбкой 850 устанавливается жидкостное сообщение. После установления жидкостного сообщения вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.12, работает аналогично варианту осуществления, иллюстрируемому на фиг.11. Вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.12, обеспечивает при эксплуатации такие же преимущества, что и вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.11, но он проще в отношении допусков, получения литьем под давлением и сборки при большом объеме производства. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.12, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.11, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "800".

На фиг.13 иллюстрируется десятый вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.13, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемую на фиг.12, за исключением верхней части клапана 910. Клапан 910 имеет уплотнительный фланец 911 клапана, имеющий проходящий в направлении наружу край, отстоящий от проходящей в радиальном направлении внутрь поверхности насосного поршня 904. Уплотнительный фланец 911 клапана опирается на уплотнительный фланец 909 поршня, герметизируя в соответствии с этим распылительную насадку 915 от насосной камеры 903. Движение распылительной головки 918 вниз или в осевом направлении внутрь побуждает насосный поршень 904 сжимать текучую среду в насосной камере 903. При достаточном давлении, создаваемом в насосной камере 903 в результате движения насосного поршня 904 вниз, это давление будет действовать на обращенные вниз или в осевом направлении внутрь поверхности на выпускном клапане 910 для преодоления смещения пружины 912 выпускного клапана, приподнимая в соответствии с этим выпускной клапан 910 с седла, перемещая аксиальные прорези 981 клапана за уплотнительную юбку 980 и нарушая контактное взаимодействие уплотнительных поверхностей на уплотнительном фланце 909 поршня и уплотнительном фланце 911 клапана. В результате образования проходов через аксиальные прорези 981 клапана, зазор между поверхностями на уплотнительном фланце 909 поршня и уплотнительном фланце 911 клапана и прорези 970 в уплотнительном фланце клапана обеспечивается возможность прохождения потока текучей среды, находящейся под давлением, из насосной камеры 903 и затем из распылительной насадки 915. Для обеспечения возможности прохождения текучей среды из насосной камеры 903 к распылительной насадке 915 может быть предусмотрена также секция большего диаметра или аксиальные прорези 951.

На фиг.14 показана другая конфигурация варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.13. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.14, фланец 1011 не обеспечивает уплотнения к фланцу 1009. Прорези 1070 в выпускном клапане 1010 перекрывают фланец 1011, образуя проток вокруг фланца 1011 даже в том случае, если фланец опирается на фланец 1009. Однако во всех других отношениях вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.14, по структуре и работе аналогичен варианту осуществления, иллюстрируемому на фиг.13. На фиг.14а приведен вид сверху верхней части выпускного клапана 1010 и характерной конфигурации прорезей 1070.

На фиг.15 иллюстрируется двенадцатый вариант осуществления насоса, соответствующего настоящему изобретению. Конструкция насоса варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.15, очень похожа на конструкцию варианта осуществления, иллюстрируемую на фиг.12, за исключением поверхности раздела между клапаном 1110 и насосным поршнем 1104. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.15, выпускной клапан 1110 имеет уплотнительную юбку 1150. Верхняя часть уплотнительной юбки 1150 действует как гнездо пружины для нижнего или внутреннего в осевом направлении конца 1130 пружины 1112 выпускного клапана, а верхний конец 1132 пружины 1112 выпускного клапана взаимодействует с рабочим органом 1118. Нижняя часть уплотнительной юбки 1150 входит в контактное взаимодействие и уплотняется к седлу 1109 в самом нижнем или внутреннем в осевом направлении положении. Пружина 1112 выпускного клапана варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.15, может иметь "неработающие витки", то есть витки, которые касаются смежного витка на их верхних и нижних поверхностях, на верхнем конце 1132 и нижнем конце 1130.

Уплотнительная юбка 1150 варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.15, уплотняется к внутренней стенке насосного поршня 1104. На участке S уплотнительная юбка 1150 уплотняется по всей ее периферии. Выше участка S имеется серия прорезей 1151, которые обеспечивают обходной канал для текучей среды вокруг уплотнительной юбки 1150, когда уплотнительная юбка 1150 находится выше нижнего конца прорезей 1151. Кроме того, уплотнительная юбка 1180 стержня на насосном поршне 1104 уплотняется к внешнему диаметру выпускного клапана 1110. Выпускной клапан 1110 имеет несколько аксиальных прорезей 1181 клапана. После прохождения аксиальных прорезей 1181 клапана через уплотнительную юбку 1180 стержня, между насосной камерой 1103 и уплотнительной юбкой 1150 устанавливается жидкостное сообщение. Далее вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.15, работает аналогично варианту осуществления, иллюстрируемому на фиг.12. Элементы в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.15, подобные элементам в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.12, указаны идентичными ссылочными номерами, но с префиксом "1100".

На фиг.16 показана другая конфигурация варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.14. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.16, фланец 1211 не обеспечивает уплотнения к фланцу 1209. Прорези 1270 в выпускном клапане 1210 перекрывают фланец 1211, образуя протоки F вокруг фланца 1211 даже в том случае, если фланец 1211 опирается на фланец 1209. Как показано на фиг.16, верхняя часть 1232 пружины 1212 опирается на рабочий орган 1218. Вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.16, также как и вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг.14, особенно пригоден для применения с более вязкими жидкими продуктами, поскольку эти варианты осуществления не требуют, чтобы выходящие жидкие продукты проходили через два уплотнения по обходным каналам.

Варианты осуществления, иллюстрируемые на фиг. 15 и 16, показаны в случае применения навинчивающейся крышки 1107, 1207 для монтажа на емкость и, следовательно, могут быть использованы для подачи более крупных доз. Удерживающий элемент 1117, 1217 используется для удержания компонентов насоса в навинчивающейся крышке 1107, 1207. Удерживающий элемент 1117, 1217 позволяет монтировать насос путем проталкивания компонентов насоса вниз в навинчивающуюся крышку 1107, 1207. В вариантах осуществления, иллюстрируемых на фиг. 15 и 16, удерживание пружины 1112, 1212 против рабочего органа 1118, 1218 упрощает монтаж насоса на емкость.

В каждом из вариантов осуществления, иллюстрируемых на фиг.1-16, впускной и выпускной клапаны для насосной камеры удерживаются в их уплотняющих положениях только посредством силы тяжести или пружиной. В вариантах осуществления, иллюстрируемых на фиг.1-16, для осуществления уплотнения посредством выпускного клапана не используются силы трения или какие-либо другие силы, а нарушение уплотнения осуществляют только благодаря давлению текучей среды в насосной камере. Хотя варианты осуществления, иллюстрируемые на фиг.5-6, 10-12 и 15-16, предусматривают взаимодействие уплотнительных поверхностей на выпускном клапане, которые скользят одна относительно другой, силы, действующие между этими поверхностями, однородны в процессе движения клапана и не очень зависят от положения клапана. Такая конструкция гарантирует то, что для хорошего уплотнения не требуется применения высокоточных деталей, а изменения допусков деталей фактически не повлияют на рабочие характеристики насоса. В результате этого насос, соответствующий настоящему изобретению, намного проще в производстве, обеспечивая в то же самое время предпочтительные рабочие характеристики и надежность при длительной эксплуатации. Кроме того, в каждом из вариантов осуществления, иллюстрируемых на фиг.1-16, впускной клапан отстоит от насосного поршня и не взаимодействует с ним, гарантируя в соответствии с этим то, что он работает только в ответ на силу тяжести или давление в насосной камере. В результате этого может быть гарантирована намного более надежная работа впускного клапана. Наконец, поскольку пружина поршня окружает впускной клапан, пружина поршня обеспечивает совмещение впускного клапана и служит ему в качестве клети.

Хотя выше приведено описание только нескольких предпочтительных вариантов осуществления, очевидно, что в соответствии с прилагаемой формулой изобретения могут быть использованы также и другие варианты осуществления, соответствующие объему настоящего изобретения.

Реферат

Изобретение относится к насосу для дозирования продуктов личной гигиены, насос обладает характерной особенностью открывания выпускного клапана в нижней точке хода насосного поршня, чтобы в соответствии с этим удалять воздух и жидкость из насосной камеры. Насос содержит впускной клапан, смещаемый под действием силы тяжести, и выпускной клапан, смещаемый пружиной. Повышенное давление в насосной камере побуждает выпускной клапан открываться против смещения пружины выпускного клапана. По меньшей мере один выпускной клапан или один впускной клапан имеет контактный конец, который входит в контактное взаимодействие с другим клапаном в нижней точке хода насосного поршня, чтобы в соответствии с этим открывать выпускной клапан против смещения пружины выпускного клапана и выпускать воздух и жидкость из насосной камеры к распылительной насадке. В этом случае насосная камера освобождается, так что жидкость может всасываться в насосную камеру из бутылки или емкости. В настоящем изобретении используется простая конструкция, которая может быть просто получена литьем под давлением, не требует соблюдения точных допусков и эффективно работает без необходимых фрикционных посадок, которые трудно обеспечить при изготовлении деталей литьем под давлением. 4 н. и 45 з.п. ф-лы, 17 ил.

Формула