НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТЕЙНЕРА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
PUMPING DEVICE FOR CONTAINER INTENDED FOR FLUID MEDIUM

Изобретение относится к насосному устройству для контейнера, предназначенного для текучей среды, согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники изобретения
Насосные устройства для контейнеров, предназначенных для текучих сред, обычно оснащены исполнительным механизмом и головной частью, соединенной с контейнером для текучей среды. Между исполнительным механизмом и головной частью предусмотрена спиральная пружина, чтобы отвести исполнительный механизм от головной части. Когда исполнительный механизм проталкивается вниз, выпускной клапан открывается и текучая среда выдается через отверстие или распылительное сопло. Когда исполнительный механизм освобождается, он возвращается в свое исходное положение, при этом одновременно открывается впускной клапан на головной части и текучая среда, находящаяся в контейнере, засасывается в насосную камеру между исполнительным механизмом и головной частью.
Эти известные насосные устройства имеют множество различных деталей, имеющих сложную конструкцию, а значит сложны в изготовлении. Кроме того, спиральная пружина обычно выполнена из пружинной стали и ее требуется защищать от жидкости, находящейся в контейнере. Еще один недостаток заключается в том, что различные детали насосных устройств требуют ручной сборки.
В патенте США 6,227,414 В1, например, описано устройство для выдачи жидкости, имеющее опорную конструкцию в отверстии емкости, содержащей выдаваемый продукт. Опорная конструкция имеет центральный трубчатый канал, нажимную кнопку, установленную на опорной конструкции с возможностью аксиального скольжения между положением покоя и рабочим положением, а также канал для выхода продукта. Между опорной конструкцией и нажимной кнопкой предусмотрена промежуточная деталь, выполненная из упруго-деформируемого материала. Промежуточная деталь и нажимная кнопка определяют камеру для отмеренного количества продукта. Промежуточная деталь имеет отверстие для сообщения между трубчатым каналом опорной конструкции и мерной камерой, при этом прилегает с обеспечением уплотнения, по меньшей мере, к одному проходному отверстию между мерной камерой и выпускным каналом нажимной кнопки.
Недостаток данного известного раздаточного устройства заключается в том, что выпускной канал заканчивается в верхней крышке нажимной кнопки, что не очень практично. Кроме того, поскольку в промежуточной детали имеются две параллельные стенки, которые должны растягиваться, когда нажимная кнопка приводится в действие, упругое сопротивление довольно велико. Еще один недостаток - возможность протечки раздаточного устройства после выдачи продукта.
В заявке DE 10 2008029004 А1 описан диспенсер для выдачи текучей среды или пастообразного продукта, имеющий подающую камеру, головную деталь, насосную камеру, впускной клапан и выпускной клапан, при этом насосная камера выполнена в виде цельного корпуса из упругого пластикового материала. Корпус насосной камеры содержит нижнюю соединительную часть, выполненную в виде кольцевого воротника. Выпускной клапан существует в виде отдельной плоской детали, взаимодействующей с корпусом насосной камеры. Когда головная деталь приводится в действие, корпус насосной камеры вдавливается вниз, принимая раздутую форму. Следовательно, объем насосной камеры лишь незначительно уменьшается благодаря корпусу насосной камеры, при этом насосное действие менее эффективно по сравнению с вариантом осуществления поршневого цилиндра.
Объект изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании насосного устройства, имеющего меньшее количество деталей, обладающих более простой формой, которые при этом могут изготавливаться и собираться проще, предпочтительно по технологии автоматической сборки.
Данная задача решается с помощью насосного устройства, обладающего признаками по пункту 1 формулы изобретения.
Насосное устройство по настоящему изобретению имеет большое преимущество в том, что требует меньшего количества различных деталей, при этом насосный механизм весьма надежен. Кроме того, досадные протечки, свойственные известным насосным устройствам, предотвращаются с помощью камеры обратного отсоса настоящего насосного устройства.
Сущность изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения пружинная функция обеспечивается мембранной частью, при этом с помощью мембранной части объединены впускной и выпускной клапаны.
Согласно формуле изобретения заявляется насосное устройство для выдачи текучей среды из контейнера, содержащего камеру для текучей среды и поршень для уменьшения объема камеры для текучей среды, которое содержит исполнительный механизм и головную часть, присоединяемую к контейнеру, при этом исполнительный механизм содержит выпускной канал и первый цилиндрический элемент, а головная часть содержит второй цилиндрический элемент, расположенный соосно с первым цилиндрическим элементом, а также дополнительно содержит согнутый мембранный элемент, обеспеченный между первым и вторым цилиндрическими элементами, при этом согнутый мембранный элемент имеет впускной клапан и выпускной клапан так, что первый и второй цилиндрические элементы и согнутый мембранный элемент создают изменяемую насосную камеру, отличающуюся тем, что выпускной клапан расположен с возможностью скольжения относительно исполнительного механизма или расположен с возможностью скольжения относительно головной части так, что между выпускным клапаном и выпускным каналом обеспечивается камера обратного отсоса с изменяемым объемом, причем ее изменяемый объем уменьшается и увеличивается одновременно с уменьшением и увеличением объема насосной камеры благодаря насосному действию.
Предпочтительно впускной клапан и выпускной клапан расположены на заданном постоянном расстоянии друг от друга.
Предпочтительно согнутый мембранный элемент содержит упругую часть, соединенную между исполнительным механизмом и головной частью, заставляющую исполнительный механизм занимать положение покоя относительно головной части.
Предпочтительно впускной клапан и выпускной клапан образованы в виде сужающихся выступов.
Предпочтительно исполнительный механизм содержит третий цилиндрический элемент, коаксиально окружающий второй цилиндрический элемент головной части, чтобы образовать камеру обратного отсоса между выпускным клапаном и выпускным каналом.
Предпочтительно согнутый мембранный элемент (22) на своем открытом конце имеет шов «в замок», захватывающий открытый конец третьего цилиндрического элемента.
Предпочтительно согнутый мембранный элемент образует насосную камеру, при этом выпускной клапан согнутого мембранного элемента жестко установлен на первом цилиндрическом элементе исполнительного механизма.
Предпочтительно согнутый мембранный элемент имеет коническую нижнюю часть в направлении впускного клапана, а также закрытую верхнюю часть в направлении выпускного клапана, при этом закрытая верхняя часть содержит упругую часть, чтобы заставить исполнительный механизм занять положение покоя.
Предпочтительно упругая часть имеет гофрированную форму.
Предпочтительно исполнительный механизм и головная часть выполнены из твердого пластикового материала.
Предпочтительно согнутый мембранный элемент выполнен из эластомерного пластикового материала.
Предпочтительно материал представляет собой термопластичный эластомер.
Описание варианта осуществления изобретения
Далее изобретение будет описано подробнее в виде примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, где
на Фиг. 1 показано насосное устройство, соединенное с контейнером, в освобожденном положении;
на Фиг. 2 показаны другие положения насосного устройства;
на Фиг. 3 показана альтернативная конструкция насосного устройства;
на Фиг. 4 показана альтернативная конструкция мембранного элемента.
На Фиг. 1 показано насосное устройство 1, навинченное на верхнюю часть контейнера 2, имеющего поршень 3 для выведения текучей среды из контейнера 2. Насосное устройство 1 имеет исполнительный механизм 4 и головную часть 5. Головная часть 5 имеет нижнюю часть 7, обладающую расположенным наверху наружным кольцевым цилиндром 8, а также нижним кольцевым цилиндром 9 с внутренней винтовой резьбой 10 для соединения головной части 5 с контейнером 2. Между головной частью 5 и поршнем 3 в контейнере 2 образована камера 11 для текучей среды. Исполнительный механизм 4 имеет наружную цилиндрическую крышку 12 с плоским верхом 13 и оснащен на своем открытом конце 14 кольцеобразным наружным выступом 15, взаимодействующим с внутренним выступом 16 на наружном кольце 8 головной части 5, так что исполнительный механизм 4 помещен в головную часть 5 с возможностью скольжения. Исполнительный механизм 4 внутри дополнительно имеет первый цилиндрический элемент 18, имеющий нижний открытый конец 19. Сверху головной части 5 установлен второй цилиндрический элемент 20, имеющий верхний открытый конец 21. Диаметр первого цилиндрического элемента 18 меньше диаметра второго цилиндрического элемента 20, т.е. первый цилиндрический элемент 18 окружен вторым цилиндрическим элементом 20. Между первым цилиндрическим элементом 18 и вторым цилиндрическим элементом 20 предусмотрен мембранный элемент 22, имеющий нижний впускной клапан 24 и верхний выпускной клапан 25, так что образуется насосная камера 27. По центру головной части 5 предусмотрен малый конус 28, имеющий отверстие 29 в направлении контейнера 2. Впускной клапан 24, образованный сужающимся выступом мембранного элемента 22, покоится на конусе 28, тем самым закрывая отверстие 29. Выпускной клапан 25, также образованный сужающимся выступом, опирается на наружную стенку первого цилиндрического элемента 18, так что выпускной клапан 25 также закрыт.На малом конусе 28 может быть предусмотрена закрытая трубка 30 для уменьшения объема насосной камеры 27. Однако эта закрытая трубка 30 не является необходимой для функционирования настоящего насосного устройства 1. Например, в варианте осуществления, показанном на Фиг. 2а-2е (см. ниже), закрытая трубка 30 отсутствует, а имеется только малый конус 28 с одним или более отверстиями 29.
Исполнительный механизм 4 дополнительно имеет третий цилиндрический элемент 31 с нижним кольцеобразным открытым концом 32, имеющим чуть больший диаметр, чем второй цилиндрический элемент 20, тем самым обеспечивая зазор 33 между цилиндрическими элементами 20 и 31. Мембранный элемент 22 образует загиб на верхней кромке 34 и имеет упругую часть 35, герметично закрывающую зазор 33 и заканчивающуюся швом «в замок» 36, захватывающим открытый конец 32. Упругая часть 35 мембранного элемента 22 образована путем уменьшения толщины так, что мембранный элемент 22 может растягиваться, когда исполнительный механизм 4 проталкивается вниз. Кроме того, третий цилиндрический элемент 31 заканчивается на верхней стороне исполнительного механизма 4 сбросовым отверстием или выпускным каналом 37.
Как можно видеть на Фиг. 1, между выпускным клапаном 25 и сбросовым отверстием или выпускным каналом 37 имеется камера 38, служащая так называемой камерой обратного отсоса, предотвращающей протечки насосного устройства 1, после того как текучая среда выдана или выдавлена. Насосное устройство 1, соединенное с контейнером 2, может быть закрыто с помощью крышки 40. Кроме того, в контейнере 2 под поршнем 2 предусмотрена воздушная камера 42. В нижней части контейнера 2 под поршнем в самом нижнем его положении имеется малое отверстие или зазор (не показано).
Первый и третий цилиндрические элементы 18 и 31, а также выпускной канал 37 выполнены заодно с исполнительным механизмом 4. Помимо этого, наружный кольцевой цилиндр 8, второй цилиндрический элемент 20 и закрытая трубка 30 выполнены заодно с головной частью 5. Мембранный элемент 22 с впускным клапаном 24, выпускным клапаном 25, упругой частью 35 и швом «в замок» 36 выполнены как единое целое из соответствующего мягкого пластикового материала, такого как термопластичный эластомер, например полиэтилен (РЕ).
Насосное устройство 1 и контейнер 2 изготовлены из соответствующего твердого пластикового материала, такого как полипропилен (РР) или поликарбонат (PC).
Насосное устройство 1, имеющее мембранный элемент 22, предпочтительно может изготавливаться путем двухкомпонентного выдувного формования так, чтобы различные части уже были выполнены в собранном виде и дополнительные этапы сборки не требовались.
Функционирование насосного устройства 1 показано на Фиг. 2а-2е и может быть представлено следующим образом.
На Фиг. 2а (Этап 1) насосное устройство 1 показано в освобожденном положении, т.е., поскольку мембранный элемент 22 выполнен из упругого материала, такого как термопластичный эластомер, исполнительный механизм 4 поджат вверх и его положение ограничено выступами 15, 16. В этом положении впускной клапан 24 и выпускной клапан 25 закрыты. На Фиг. 2b (Этап 2) исполнительный механизм 4 проталкивается вниз (показано стрелкой, направленной вниз), при этом объем насосной камеры 27 уменьшается, так что давление в камере повышается. Следовательно, выпускной клапан 25 открывается и текучая среда, находящаяся в насосной камере 27, выталкивается через выпускной клапан 25 и сбросовое отверстие 37. На Фиг. 2с (Этап 3) исполнительный механизм 4 полностью поджат вниз и давление в насосной камере 27 стабилизируется на уровне атмосферного давления, при этом выпускной клапан 25 будет закрыт. Если исполнительный механизм 4 освободить, как показано на Фиг. 2d (Этап 4) и указано стрелкой, направленной вверх, объем насосной камеры 27 увеличится, а давление в ней уменьшится (создается разрежение), так что впускной клапан 24 откроется, и текучая среда будет засасываться из камеры 11 для текучей среды в насосную камеру 27. Поскольку одновременно увеличивается объем камеры 38 обратного отсоса, давление в этой камере снижается (создается разрежение), так что текучая среда в выходном отверстии выпускного канала 37 засасывается обратно в камеру 38 обратного отсоса. Вследствие разрежения в насосной камере 27, такое же разрежение возникает в камере 11 для текучей среды, содержащей текучую среду, так что поршень 3 перемещается вверх, пока не будет достигнуто равновесие между давлениями в камере 11 для текучей среды и воздушной камере 42 под поршнем 3. Через малое отверстие или зазор в нижней части контейнера в воздушную камеру 42 поступает наружный воздух, пока не будет достигнуто атмосферное давление. Положение на Фиг. 2е (Этап 5) эквивалентно исходному положению, представленному на Фиг. 2а (Этап 1), при котором впускной клапан 24 и выпускной клапан 25 закрыты, а давление в насосной камере 27 и камере 38 обратного отсоса стабилизировано.
На Фиг. 3 показано сечение насосного устройства 50 по второму варианту осуществления настоящего изобретения. Насосное устройство 50 имеет головную часть 51, установленную на контейнере 52 с помощью защелкивающегося соединения, а также исполнительный механизм 53, установленный в головной части 51 с возможностью скольжения. Исполнительный механизм 53 имеет первый цилиндрический элемент 55 с нижним открытым концом 56 и сбросовым отверстием выпускного канала 57. Как показано на Фиг. 3, верхняя часть 58 исполнительного механизма 53 искривлена в направлении сбросового отверстия 57. Головная часть 51 имеет второй цилиндрический элемент 59, диаметр которого превышает диаметр первого цилиндрического элемента 55, при этом между элементами 55 и 59 установлен мембранный элемент 61. Мембранный элемент 61 имеет нижний впускной клапан 62 и верхний выпускной клапан 63, каждый из которых образован сужающимися выступами, выполненными заодно с мембранным элементом 61. Кроме того, головная часть 51 имеет малый центральный конус 64 с несколькими отверстиями 65, которые закрыты впускным клапаном 62 в положении покоя насосного устройства 50. На малом конусе 62 предусмотрен палец 66, упирающийся в сужающиеся выступы выпускного клапана 63.
Помимо этого, мембранный элемент 61 имеет упругую часть 68, оснащенную гофрами, так что исполнительный механизм 53 принудительно располагается в верхнем положении, в котором исполнительный механизм 53 и головная часть 51 ограничены выступами 70 и 71, как и в первом варианте осуществления. Мембранный элемент 61 имеет кольцеобразный шов «в замок» 72, окружающий выпускной клапан 63, который захватывает открытый конец первого цилиндрического элемента 55.
В данном втором варианте осуществления 50 мембранный элемент 61, таким образом, образует насосную камеру 74, которая может сокращаться путем проталкивания исполнительного механизма 53, благодаря чему первый цилиндрический элемент 55 оказывает давление на шов «в замок» 72 и проталкивает вниз выпускной клапан 63 по пальцу 66. Камера 75 в первом цилиндрическом элементе 55, расположенная над выпускным клапаном 63, здесь также служит камерой обратного отсоса, которая сокращается одновременно с насосной камерой 74 благодаря толкательному действию исполнительного механизма 53. Контейнер 52 образует камеру 76 для текучей среды, расположенную над поршнем (не показан), как и в первом варианте осуществления на Фиг. 1.
На Фиг. 4 мембранный элемент 61 показан в разрезе. Нижняя часть 77 имеет форму усеченного конуса, а верхняя часть 78 имеет плоскую форму с гофрами 68 на упругой части. Нижняя часть 77 и верхняя часть 78 соединены мостом 79, имеющим меньшую толщину так, что верхняя часть 78 может складываться на нижнюю часть 77. По обеим сторонам гофров 68 предусмотрены малые кулачки 80 так, чтобы верхнюю часть 78 можно было должным образом выровнять относительно нижней части 77.
Функционирование насосного устройства 50 по второму варианту осуществления происходит аналогично описанному на Фиг. 2а-2е. Для изготовления насосного устройства 50 используются те же пластиковые материалы и те же производственные технологии, что и в первом варианте осуществления.