ДОЗИРУЮЩАЯ КРЫШКА
DISPENSING COVER

Настоящее изобретение относится к дозирующему жидкость устройству, устанавливаемому на контейнере, для выдачи доз жидкости из упомянутого контейнера, содержащее:
дозирующую камеру, причем упомянутая дозирующая камера имеет передний конец и задний конец, противоположный переднему концу;
выпускной проход, расположенный на переднем конце упомянутой дозирующей камеры;
плунжер, расположенный в дозирующей камере и разделяющий дозирующую камеру на переднюю полость и заднюю полость, причем упомянутый плунжер выполнен с возможностью перемещения в дозирующей камере между передним положением, в котором плунжер перекрывает выпускной проход, и передняя полость имеет минимальный объем, и задним положением, в котором передняя полость имеет максимальный объем;
впускной проход дозирующей камеры, обеспечивающий сообщение по текучей среде между передней полостью и контейнером в каждом положении плунжера для протекания жидкости из контейнера в переднюю полость;
регулирующий проход, связанный с дозирующей камерой, обеспечивающий сообщение по текучей среде между контейнером и упомянутой задней полостью в каждом положении плунжера для протекания жидкости из контейнера в заднюю полость;
высвобождающий проход, связанный с дозирующей камерой, причем упомянутый высвобождающий проход больше, чем регулирующий проход и предусматривает сообщение по текучей среде между задней полостью дозирующей камеры и контейнером для протекания жидкости из задней полости в контейнер;
клапанный узел, связанный с высвобождающим проходом, причем упомянутый клапанный узел имеет закрытое состояние, в котором высвобождающий проход перекрыт, и открытое состояние, в котором упомянутый высвобождающий проход открыт и обеспечивается протекание текучей среды через него из задней полости в контейнер.
EP 274256 раскрывает дозирующее устройство для выдачи жидкости из контейнера, содержащее выпускной проход для жидкости и обтюратор, выполненный с возможностью приводиться в действие для блокирования выпускного прохода, один раз количество жидкости выдано, посредством ограниченного потока жидкости из контейнера в полость за обтюратором в камеру, в которой обтюратор перемещается. Часть этого устройства для определения камеры содержит участок перемещаемой стенки, выполненный с возможностью занятия первого положения, когда жидкость выдается, в котором доступ к упомянутой полости за обтюратором происходит через малое отверстие для того, чтобы выполнить ограничение скорости потока, или второго положения, в котором имеется, по существу, большее отверстие для жидкости позади обтюратора для возвращения в контейнер после выдачи. В одном из раскрываемых вариантов осуществления камера определена цилиндром, и обтюратор представлен поршнем с возможностью перемещения в этом цилиндре. Участок перемещаемой стенки представлен передвижным плоским диском, который, как неотъемлемая часть, шарнирно подвешен к задней части границы цилиндра.
Передвижной плоский диск известного дозирующего устройства EP274256 подвешен открытым, когда контейнер находится в вертикальном положении. Когда контейнер перевернут вверх дном без сжимания непосредственно контейнера, этот плоский диск не будет, в некоторых отношениях, перемещаться достаточно быстро к запорному положению, тем самым жидкость будет сначала протекать в полость позади поршня через большое отверстие вместо того, чтобы через маленькое отверстие. Это оказывает влияние на регулировку времени дозирующего устройства и, таким образом, влияет на дозу, которая выдается. Следовательно, известное дозирующее устройство не обеспечивает согласованное дозирование. Другим недостатком является то, что перемещаемый плоский диск не открыт в достаточной мере, когда контейнер не возвращен сначала в вертикальное положение. Тем самым, быстрые следующие друг за другом выдачи равных доз, без приведения контейнера сначала в вертикальное положение, практически являются мало возможными с помощью известного дозирующего устройства.
Задачей настоящее изобретение является создание дозирующего устройства, которое обеспечивает согласованное дозирование жидкости из контейнера.
Данная задача достигается с помощью дозирующего устройства, как описано выше, в котором клапанный узел содержит клапанное седло, расположенное на заднем конце дозирующей камеры, и мембрану, расположенную на стороне клапанного седла, обращенной от задней полости, причем упомянутая мембрана выполнена из эластичной пленки, имеющей постоянную толщину, при этом упомянутая мембрана имеет неподвижный участок, который фиксирован относительно клапанного седла, и по меньшей мере один подвижный клапан, который соединен с неподвижным участком посредством шарнирного участка, в котором упомянутый клапан в упомянутом открытом состоянии клапанного узла перемещается от клапанного седла и в упомянутом закрытом состоянии клапанного узла опирается на клапанное седло, и в котором шарнирный участок упруго отгибается при перемещении клапана от клапанного седла, а при опирании клапана на седло находится в состоянии покоя.
Применение мембраны, выполненной из эластичной пленки, дает возможность клапанному узлу работать без использования гравитации. Упругое свойство шарнирного участка и относительно низкий вес клапана, выполненного из пленки, гарантируют то, что клапан в состоянии покоя опирается на клапанное седло независимо от расположения дозирующего устройства. Следовательно, более того, когда контейнер находится в вертикальном положении, клапанный узел находится в закрытом состоянии. Когда контейнер перевернут вверх дном, текучая среда в контейнере не может самопроизвольно течь в заднюю полость дозирующего устройства.
Дозирующее устройство будет, как правило, использоваться с контейнерами сжимаемого типа, или с контейнерами, в которых содержимое находится под давлением другим образом. Только после того, как давление на содержимое контейнера сброшено, клапан будет перемещаться от клапанного седла. Разность давления между задней полостью и контейнером, в котором давление сброшено, создает силу для преодоления упругого сопротивления к деформации шарнирного участка. Шарнирный участок, выполненный из материала пленки, выполнен с наличием лишь незначительного упругого сопротивления так, чтобы подвижный клапан был перемещен от клапанного седла быстро и в достаточной мере с возможностью обеспечения большого высвобождающего прохода для текучей среды из задней полости в контейнер. Тем самым, плунжер может быстро и полностью вернуться в заднее положение, в котором устройство снова готово к использованию.
Клапанный узел, имеющий мембрану из эластичной пленки, согласно изобретению открывается быстро и в достаточной мере, особенно, более того, при оставлении контейнера в положении вверх дном между раздачами последующих доз. Это гарантирует то, что плунжер полностью возвращен в заднее положение, до того, как устранится относительное пониженное давление в контейнере посредством, например, всасывания воздуха в контейнер через посредство выпускного прохода и впускного прохода дозирующей камеры.
Дозирующее устройство может также быть использовано с контейнерами разливочного типа, а значит, контейнерами, которые переворачиваются вверх дном до некоторого предела, в достаточной степени для выливания содержимого, и не нуждаются в сжимании для выдачи содержимого из них. Этот тип контейнера может, например, быть использован предпочтительно для дозирования жидкого моющего средства или гербицида. При разливании жидкости, плунжер подается в направлении переднего положения потоком жидкости, текущей из впускного прохода камеры в выпускной проход камеры до тех пор, пока плунжер не перекроет выпускной проход. Такой контейнер необходимо вернуть в стоячее положение для обеспечения возможности возврата плунжера в заднее положение. В стоячем положении контейнера вес жидкости в задней полости будет воздействовать на мембрану для открытия, и на жидкость для протекания в контейнер. Плунжер одновременно опускается обратно в заднее положение. Поскольку мембрана согласно настоящему изобретению открывается быстро, плунжер быстро возвращается в заднее положение и контейнер быстро готов к выполнению очередного розлива.
Другое преимущество мембраны, которая выполнена из пленки, состоит в том, что она выполнена с возможностью компенсировать неровности и шероховатости клапанного седла. Клапанное седло часто является пластмассовой частью, выполненной литьем под давлением, в которой могут образоваться дефекты литья, такие, как раковины или бугорки. Кроме того, погрешности литья могут привести к различиям между разными партиями клапанных седел. Если уплотнение клапанного узла является неполным, которое могло бы быть в случае с прикрепляющимся шарнирно плоским диском, который известен из EP274256, вкупе с клапанным седлом, текучая среда протекала бы не только через регулирующий проход, но и через негерметичное уплотнение клапанного узла. Поэтому, плунжер будет перемещаться быстрее во время выдачи. Несомненно, в производственной партии клапанных седел или в разных производственных партиях клапанных седел, могут происходить отклонения неровностей. Использование прикрепляющегося шарнирно плоского диска ведет к отличающимся характеристикам дозирования в партии или между разными партиями, что является неприемлемым. Пленка, предлагаемая настоящим изобретением, имеет возможность приспособиться к, например, раковинам или бугоркам, или деформациям, или другим отклонениям, которые образуются во время процесса производства клапанного седла. Таким образом, пленка лучше приспособлена для выполнения качественного уплотнения с клапанным седлом, чем прикрепляющийся шарнирно плоский диск, который известен из EP274256, является и обеспечивает более точную и менее изменчивую характеристику дозирования для дозирующего жидкость устройства.
Согласно настоящему изобретению мембрана из пленки изготавливается отдельно от дозирующей камеры и соответствующего клапанного седла. Затем неподвижный участок мембраны фиксируется на клапанном седле подходящим способом фиксирования. Есть разные способы, которыми неподвижный участок мембраны может быть зафиксирован в дозирующем устройстве, например, ультразвуковой сваркой или термосвариванием или другим способом сварки, или, в качестве альтернативы, налипанием. Кроме того, возможна механическая фиксация, как например, нажимное соединение или соединение посредством точечных отверстий. Кроме того, имеется возможность поместить мембрану в форму для литья под давлением для обработки давлением клапанного седла, в которой мембрана повторно прессуется при обработке давлением клапанного седла.
Мембрана может быть выполнена из подходящей пленки, выполненной из полимерного материала. В данной области техники такие пластичные пленки еще часто называют полимерными пленками.
Мембрана может быть вырезана из листа пленки с помощью некоторых средств, например, с помощью пробивки или лазерной резки, но следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается дозирующими устройствами, имеющими мембрану, вырезанную из листа пленки. Для изготовления мембраны также допустимым является, например, использование литья под давлением.
Пленка может быть выполнена из, например, Полипропилена (ПП), Полиэтилена (ПЭ), Полиэтилентерефталата (ПЭТ), или Полистирола (ПС), или Термопластического эластомера (ТПЭ).
Возможно также, что пленка содержит многослойный лист из слоев одного или более подходящих материалов.
Толщина пленки для мембраны зависит, в общем, от выбранного материала.
В предпочтительном воплощении для мембраны применена пленка из полипропилена на уровне 50 мкм.
В упомянутом варианте практического осуществления толщина пленки составляет 50 мкм, а в других вариантах практического осуществления толщина пленки может находиться в пределах от 30 до 80 мкм в зависимости от конкретного используемого ПП материала или в зависимости от конкретного применения (например, типа жидкости), для которого применяется дозирующее устройство.
Пленка из ТПЭ (термопластичный эластомер) для некоторых применений, также может быть подходящей для изготовления мембраны. Пленка из ТПЭ будет, в общем, иметь большую толщину, чем ПП пленка, например, 100-500 мкм, для получения мембраны со схожей функциональной возможностью.
Пленка из ПЭ может иметь толщину на уровне 80-150 мкм, для получения мембраны со схожей функциональной возможностью.
В предпочтительном воплощении дозирующего устройства мембрана содержит единственный клапан.
В дополнительном предпочтительном воплощении шарнирный участок имеет длину, по меньшей мере, 3 мм, а в наиболее практических вариантах осуществления будет, по меньшей мере, 6 мм. Минимальная длина гарантирует, что шарнирный участок имеет достаточное сопротивление скручиванию. Скрученность в шарнире могла бы повлечь за собой то, что клапан повернулся бы и не смог должным образом вернуться в закрытое состояние, что должно быть предотвращено.
В практическом варианте осуществления дозирующего устройства клапан имеет диаметр, и шарнирный участок имеет длину, которая составляет две третьих от диаметра клапана. Данное соотношение между диаметром клапана и длиной шарнирного участка дает то, что для соответствующих материалов пленки, как упомянуто выше, риск торсионной деформации отсутствует или, по меньшей мере, существенно уменьшен.
h
f
h
f
Было установлено, что в практическом варианте осуществления с ПП пленкой на уровне 50 мкм толщины, соотношение (L/L) между длиной L линии шарнира и длиной L клапана, измеренной в направлении, перпендикулярном к линии шарнира, должно изменяться от 0,25 до 2,7, предпочтительно 0,4 до 1,5, наиболее предпочтительно диапазон составляет от 0,5 до 1,0, для гарантии надлежащего функционирования клапанного узла.
В общем, клапанный узел работает надлежаще, если
- клапан и шарнир имеют достаточную прочность, чтобы оставаться затворенными в нейтральном и вертикальном положении;
- клапан и шарнир обеспечивают достаточную эксплуатационную гибкость, чтобы быстро открыть доступ и предоставить отверстие высвобождающему проходу, т.е., такое большое, как возможно;
- клапан имеет достаточную прочность для возвращения в свое закрытое положение так быстро, как возможно;
- клапан не подвергается скручиванию и остаточной деформации во время нормальной эксплуатации;
В предпочтительном воплощении дозирующего устройства согласно настоящему изобретению регулирующий проход содержит вырез, предусмотренный в мембране. Вырез представляет собой, в предпочтительном воплощении, регулирующее отверстие.
Упомянутый вырез может быть расположен на подвижном клапане. Однако, также возможно наличие выреза, который расположен на неподвижном участке мембраны.
В предпочтительном воплощении вырез, выполненный в мембране, является неизменным во время нормальной эксплуатации. Вырез, который является неизменным, имеет постоянную форму и размер во время нормальной эксплуатации. Это обязательно будет гарантировать, что согласованное действие дозирующего устройства и, таким образом, дозирование является надежным во время нормальной эксплуатации.
Мембрана могла бы иметь один или множество вырезов. Единичный вырез предпочтителен, потому что поток жидкости через него больше, чем через множество вырезов, имеющих равную площадь поверхности. Кроме того, больший вырез легче изготовить в пленке. Более того, он имеет более широкие пределы допуска при выполнении большего выреза в пленке.
Вырез может быть выполнен в пленке разными способами, например, пробивкой отверстий или лазерной резкой.
В альтернативном варианте осуществления изобретения регулирующий проход может быть встроен в клапанное седло, а не в мембрану. Разумеется, регулирующий проход должен быть выполнен на участке клапанного седла, который не закрывается мембраной.
В дополнительном варианте осуществления клапанное седло выполнено с регулирующим проходом, и мембрана имеет вырез, например, отверстие, который выровнен с регулирующим проходом.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления регулирующий проход имеет меньше диаметр, чем вырез в мембране. Это приводит к тому, что диаметр регулирующего прохода в клапанном седле устанавливает ограничение скорости потока и, таким образом, согласованное действие дозирующего устройства. Преимуществом является то, что для разных дозирующих устройств, используемых с различными выдаваемыми жидкостями (имеющими разную вязкость), могут быть изготовлены клапанные седла с регулирующими проходами, имеющими различные размеры, при этом для всех разных дозирующих устройств может быть применена вышеупомянутая мембрана.
В дополнительном варианте осуществления клапанное седло имеет опорную структуру, выполненную с возможностью остановки клапана мембраны, при этом регулирующий проход выполнен в упомянутой опорной структуре. Опорная структура может включать в себя центральную часть и, по меньшей мере, одно радиальное ответвление, продолжающееся от центральной части и соединенное с внешним кольцом клапанного седла, причем регулирующий проход предусмотрен в центральной части.
Данный вариант осуществления с центральной частью может иметь преимущество при литье под давлением клапанного седла, потому что пластмасса может быть инжектирована в центральную точку. Однако опорная структура не должна слишком сильно уменьшать область действия высвобождающего прохода, поэтому является предпочтительным выполнение опорной структуры только в относительно больших высвобождающих проходах.
Однако в другом варианте осуществления регулирующий проход выполнен в стенке дозирующей камеры.
В возможном варианте осуществления дозирующего жидкость устройства согласно изобретению неподвижный участок, подвижный клапан и шарнирный участок мембраны выполнены за одно целое, в котором контур клапана и шарнирного участка выполнен разрезом в мембране, и при этом неподвижный участок содержит кольцеобразный участок, который обходит клапан.
Вышеупомянутый разрез в мембране может быть выполнен разными средствами, например, лазерной резкой или режущим инструментом.
В этом варианте осуществления регулирующий проход может быть выполнен посредством выреза в кольцеобразном участке мембраны или в клапане, или в обоих.
Настоящее изобретение также относится к укупорочной крышке, прикрепляемой к контейнеру, в который встроено дозирующее устройство согласно любому из вариантов осуществления, как описано выше.
Настоящее изобретение также относится к контейнеру, вмещающему вещество, выбранное из группы жидких продуктов для личной гигиены, жидких продуктов для дома и сада, жидких пищевых продуктов и напитков, жидких продуктов для стирки и для ухода за домом (например, моющие средства и чистящие средства), и жидких фармацевтических препаратов, снабженному укупорочной крышкой, как говорилось.
Настоящее изобретение также относится к контейнеру сжимаемого типа, снабженному дозирующим жидкость устройством согласно любому из вариантов осуществления, как описано выше.
Настоящее изобретение также относится к контейнеру разливочного типа, снабженному дозирующим жидкость устройством согласно любому из вариантов осуществления, как описано выше.
Настоящее изобретение также относится к способу проектирования и изготовления дозирующего жидкость устройства согласно любому из вариантов осуществления, как описано выше.
Настоящее изобретение также относится к способу выдачи жидкого вещества, в котором используется дозирующее устройство согласно любому из вариантов осуществления, как описано выше.
Изобретение будет описано в последующем подробном описании со ссылкой на чертеж, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе контейнера, снабженного крышкой, включающей в себя вариант осуществления дозирующего устройства согласно настоящему изобретению,
Фиг.2 - изображение возможного варианта осуществления крышки в разобранном виде, включающей в себя дозирующее устройство согласно настоящему изобретению,
Фиг.3 - поперечный разрез дозирующего устройства при выдаче согласно настоящему изобретению,
Фиг.4 - поперечный разрез по фиг.3 с плунжером в максимально переднем положении,
Фиг.5 - поперечный разрез по фиг.3 с плунжером, приближающимся к максимально заднему положению,
Фиг.6A-6K - несколько возможных вариантов осуществления мембраны для дозирующего устройства согласно настоящему изобретению,
Фиг.7 - вид в вертикальном разрезе возможного варианта осуществления клапанного узла для дозирующего устройства согласно настоящему изобретению, и
Фиг.8 - изображение другого варианта осуществления крышки в разобранном виде, включающей в себя дозирующее устройство согласно настоящему изобретению.
На фиг.1 изображен контейнер, содержащий текучую среду. Контейнер имеет утонченную часть, определяющую выход контейнера. Как можно видеть на фиг.2, укупорочная крышка 2 имеет наружную юбку 2A, которая формирует внешний вид крышки, и внутреннюю юбку 2B, которая прикреплена к контейнеру 1 на его утонченной части, например, посредством резьбового соединения или защелкивающегося соединения. Укупорочная крышка 2 выполнена для закрытия выхода контейнера 1 и, по выбору, открытия упомянутого выхода.
Как показано на фиг.2-5 и 8 укупорочная крышка 2 имеет выпускной проход 3, определяемый носиком 3A.
Укупорочная крышка 2, кроме того, содержит дозирующую камеру 4. Дозирующая камера 4 имеет передний конец 5 и задний конец 6 противоположный переднему концу 5. Выпускной проход 3 расположен на переднем конце 5 упомянутой дозирующей камеры 4.
В дозирующей камере расположен плунжер 7. Плунжер 7 делит дозирующую камеру 4 на переднюю полость 4A и заднюю полость 4B. Плунжер 7 выполнен с возможностью перемещения в дозирующей камере 4. Плунжер 7 с возможностью перемещения между передним положением, в котором плунжер 7 перекрывает выпускной проход 3, как показано на фиг.4. На фиг.5 изображено, что плунжер 7 почти дошел до заднего положения. В переднем положении передняя полость 4A имеет минимальный объем. В заднем положении передняя полость 4A имеет максимальный объем.
Дозирующая камера имеет впускной проход 8 дозирующей камеры. Впускной проход 8 обеспечивает сообщение по текучей среде между передней полостью 4A и контейнером 1 и протекание жидкости из контейнера 1 в переднюю полость 4A дозирующей камеры, как показано на фиг.3. Впускной проход 8 всегда открыт независимо от положения плунжера 7 в дозирующей камере 4.
В заднем конце 6 дозирующей камеры 7 предусмотрен высвобождающий проход 9. Высвобождающий проход 9 обеспечивает сообщение по текучей среде между задней полостью 4B дозирующей камеры 4 и контейнером 1.
В высвобождающем проходе 9 предусмотрен клапанный узел 10. Клапанный узел 10, который будет дополнительно изложен более подробно в дальнейшем, имеет закрытое состояние, в котором высвобождающий проход 9 закрыт, и открытое состояние, в котором высвобождающий проход 9 открыт. Когда высвобождающий проход 9 открыт, текучая среда, которая находится в задней полости 4B, протекает через высвобождающий проход 9 в контейнер 1.
Клапанный узел 10 включает в себя клапанное седло 11, расположенное в заднем конце 6 дозирующей камеры 4. Кроме того, клапанный узел 10 включает в себя мембрану 12, расположенную на стороне клапанного седла 11 обращенной от задней полости 4B. Мембрана 12, пример которой показан на фиг.2, содержит подвижный клапан 13, который в упомянутом открытом состоянии клапанного узла 10 перемещен от клапанного седла 11 (сравни фиг.5) и в упомянутом закрытом состоянии клапанного узла 10 опирается на клапанное седло 11 (сравни фиг.4 и 5). Кроме того, мембрана 12 содержит неподвижный участок 14. Неподвижный участок 14 мембраны 12 фиксирован относительно клапанного седла 11.
Мембрана 12 содержит шарнирный участок 15, который соединяет подвижный клапан 13 с неподвижным участком 14.
Дозирующая камера 4 имеет регулирующий проход 16, обеспечивающий сообщение по текучей среде между контейнером 1 и задней полостью 4B. Регулирующий проход 16 существует в варианте осуществления, изображенном на чертежах мембраны 12. Регулирующий проход 16 обеспечивает протекание жидкости из контейнера 1 в заднюю полость 4B, когда клапанный узел 10 находится в закрытом состоянии, как изображено на фиг.3. Регулирующий проход 16 значительно меньше, чем высвобождающий проход 9.
Клапанное седло 11 изготовлено соответствующим способом таким, как, например, литье под давлением. Мембрана 12 предназначена для изготовления отдельно и затем прикрепляется к клапанному седлу. Полимерные пленки или пленки из пластика производятся обычно на практике способом экструзии или способами выдувного формования. Профильный материал мембраны может быть вырублен из листов пленки, полученных выдавливанием или отформованных выдуванием. Однако, другие способы обработки давлением также возможны для мембраны, например, пленки, изготовленной литьем под давлением.
Мембрана 12 изготавливается из эластичной пленки, имеющей постоянную толщину. В практическом варианте осуществления пленка выполнена из полипропилена (ПП), имеющего толщину около 50 мкм. Практическая толщина ПП пленки может лежать в пределах 30-80 мкм.
Кроме того, возможны другие подходящие полимерные материалы, используемые для пленки, такие как полиэтилен (ПЭ), полиэтилентерефталат (ПЭТ) или полистирол (ПС).
В данной области техники полимерные пленки, как указано выше, еще называются пленками из пластика.
Кроме того, эластомер, например, термопластичный эластомер (ТПЭ), может быть подходящим материалом для пленки. ТПЭ пленка для работы мембраны толще, чем, например, ПП или ПЭ пленки, для обеспечения надлежащего эффекта памяти формы и стойкости к изгибу пленки. Реализуемая толщина ТПЭ пленки могла бы лежать в пределах 100-500 мкм.
В процессе эксплуатации дозирующее устройство работает, как указано ниже.
Плунжер 7 сначала находится в заднем положении. Клапанный узел 10 находится в закрытом состоянии. Содержимое контейнера находится под давлением с помощью пользователя. В практическом варианте осуществления контейнер 1 является контейнером сжимаемого типа, и пользователь создает избыточное давление на содержимое путем нажатия на корпус контейнера. Контейнер 1 обычно удерживается вверх дном во время создания избыточного давления.
Текучая среда течет из контейнера 1 через впускной проход 8 в переднюю полость 4A и через выпускной проход 3 (сравни фиг.3). В то же самое время текучая среда течет из контейнера 1 в заднюю полость 4B через регулирующий проход 16 и плунжер 7 перемещается при участии дозирующей камеры 4 в направлении переднего положения (сравни фиг.3). Скорость, с которой плунжер 7 идет, определяется, главным образом, скоростью потока через регулирующий проход 16 и, таким образом, зависит от размера регулирующего прохода 16.
Через некоторое время плунжер 7 соприкоснется с торцевой поверхностью носика 3А и закроет выпускной проход 3, состояние которого показано на фиг.4. Дозирование текучей среды будет затем прекращено.
После того, как прекращена выдача дозы жидкости, давление в контейнере 1 сбрасывается. При контейнере сжимаемого типа пользователь может снять давление на корпус контейнера, и контейнер упруго вернется к своей первоначальной форме.
Снятие этого давления является причиной пониженного давления в контейнере 1. Возникнет эффект обратного отсоса жидкости, который просасывает воздух через выпускной проход 3 посредством передней полости 4A дозирующей камеры и впускного прохода 8 в контейнер 1, который изображен на фиг.5.
При этом создается разность давлений между содержимым контейнера и задней полостью 4В. Данная разность давления влечет за собой то, что клапан 13 мембраны 12 перемещается от клапанного седла 11, как показано на фиг.5. Когда клапан 13 перемещается от клапанного седла 11, шарнирный участок 15 упруго отгибается.
Когда клапан 13 перемещен от клапанного седла 11, текучая среда будет течь из задней полости 4В в контейнер 1 через высвобождающий проход 9, как изображено на фиг.5. В случае если контейнер сжимаемого типа, где существует пониженное давление, текучая среда будет подсасываться из задней полости 4В обратно в контейнер. Одновременно плунжер 7 будет перемещаться назад от переднего положения (фиг.4) к заднему положению (фиг.5). Когда разность давления между контейнером 1 и задней полостью 4В устранится, клапан 13 будет перемещаться назад к своему положению, опираясь на клапанное седло 11 с помощью упругого свойства шарнирного участка 15. Упомянутая разность давлений будет устранена через некоторое время за счет втягивания воздуха в контейнер 1 через выпускной проход 3, переднюю полость 4А и впускной проход 8.
Высвобождающий проход 9 имеет такую величину, что текучая среда может быстро вытекать из задней полости 4В и что плунжер 7 может быстро вернуться в заднее положение. Конструкция мембраны 12, включающая в себя клапан 13 и шарнирный участок 15, согласно настоящему изобретению гарантирует наличие быстрого реагирования на спад давления в контейнере 1, и высвобождающий проход 9 быстро открывается. Посредством быстрого реагирования клапанного узла 10 и обширного высвобождающего отверстия 9 может быть гарантировано, что плунжер 7 будет двигаться назад в заднее положение, пока снова не закроется клапанный узел 10 и не закончится обратный отсос жидкости. Таким образом, гарантировано, что дозирующее устройство всегда будет выдавать одинаковую дозу и, таким образом, обеспечит соответствующее дозирование.
Количество жидкости на дозу определяется, в частности, посредством размеров регулирующего прохода 16, впускного прохода 8, выпускного прохода 3 и размеров камеры 4 по отношению к вязкости текучей среды.
Дозирующее устройство может также использоваться с контейнером 1, из которого жидкость распределяется путем розлива. Контейнер 1, в таком варианте осуществления, не должен быть сжат или находиться под давлением другим способом. Жидкость выливается с помощью переворачивания контейнера вверх дном до некоторого предела, в результате чего инициируемая силой гравитации, эта текучая среда течет из контейнера через впускной проход 8 в переднюю полость 4A и через выпускной проход 3.
Поток жидкости от впускного прохода 8 к выпускному проходу 3 через переднюю полость 4A (сравни фиг.3) создает всасывающую силу, которая втягивает плунжер в направлении переднего положения. При этом жидкость течет из контейнера в заднюю полость 4В через регулирующий проход 16. Этот поток выполняется за счет снижения давления в задней полости 4В, создаваемого перемещением плунжера 7 (который увеличивает объем задней полости 4В) и/или силой гравитации.
Когда плунжер 7 полностью выдвинут в переднее положение и выпускной проход 3 блокирован, выдача жидкости прекращается, и контейнер необходимо вернуть в вертикальное положение так, чтобы жидкость могла вытекать из задней полости 4В в контейнер. Это выполняется за счет силы гравитации и веса жидкости в задней полости 4В, заставляет мембрану 13 перемещаться от клапанного седла. Плунжер 7 будет перемещаться обратно в заднее положение, принужденный силой гравитации за счет своего собственного веса и веса жидкости, все еще присутствующей в передней полости 4А.
Дозирующее устройство контейнера сжимаемого типа и контейнера разливочного типа имеет, в основном, одну и ту же конструкцию, которая описана выше, но ее компонентам могут придаваться форма и размеры иначе, чтобы оптимизировать их соответствующие выполнения.
На фиг.2 показан вариант осуществления мембраны 12, в которой регулирующий проход 16 выполнен в виде отверстия в клапане 13, конкретно, в центре клапана 13.
В другом варианте осуществления мембраны 12 регулирующий проход 16 определен вырезом на кромке подвижного клапана 13 и вырезом на кольцеобразном неподвижном участке 14, который замыкает подвижный клапан 13, как показано на фиг.8.
Более того, возможно наличие множества регулирующих отверстий.
На фиг.6А мембрана 12 имеет круглую пленку, и контур подвижного клапана 13 вырезан в пленке. В практическом варианте осуществления клапан 13 может иметь диаметр около 12 мм. Кроме того, регулирующее отверстие 16 пробивается или выполняется другим образом на клапане 13. Шарнирный участок 15 создан соединяющей областью, ограниченной с учетом подвижного клапана 13.
h
В практическом варианте осуществления по фиг.6А шарнирный участок 15 может иметь длину L на уровне 6 мм. Ширина W шарнирного участка 15 предпочтительно около 1-2 мм.
Кроме того, возможны другие варианты выполнения мембраны 12.
На фиг.6В изображена круглая мембрана 12, у которой есть неподвижный сегмент 12В, и клапан, соединенный с этой неподвижной частью 12В посредством шарнирного участка, который указан пунктиром.
h
В практическом варианте осуществления мембраны, изображенной на фиг.6В, в случае, если она выполнена из ПП пленки, имеющей толщину на уровне 50 мкм, как упомянуто выше, диаметр клапана может быть около 12 мм. Длина шарнира L может находиться в диапазоне от 3 мм до 12 мм, но наиболее предпочтительно от 6-10 мм.
h
f
Мембрана из ПП пленки, имеющей толщину на уровне 50 мкм, которая имеет диаметр на уровне 12 мм, длину шарнира L на уровне 8 мм и длину клапана L на уровне 10,5 мм, работает хорошо с, например, очищающим или моющим средством, выдаваемым из дозирующего устройства.
На фиг.6С изображена мембрана, которая имеет, в общем, круглый клапан с выступом 12С, образованным на участке контура, который включает в себя неподвижный участок и шарнирный участок.
На фиг.6D и 6E изображены другие формы подвижного клапана 13.
На фиг.6F и 6G изображен вариант осуществления, в котором мембрана фиксируется в середине и мембрана имеет два подвижных клапана 13.
На фиг.6H и 6I изображен вариант осуществления, в котором мембрана имеет два подвижных клапана 13, каждый из которых фиксируются на внешней стороне.
На фиг. 6J и 6K изображен вариант осуществления, в котором мембрана имеет четыре клапана 13, которые фиксируются в центральной области.
h
На фиг.6B шарнир, кажется, определен прямой линией сгиба (имеющей длину L). Однако следует отметить, что на практике шарнирный участок мембраны предпочтительно определяется не линией сгиба, а участком сгиба с некоторой шириной, в котором пленка имеет возможность согнуться. Линия, изображенная на чертеже, является лишь признаком этого участка. То же самое, изображенное на фиг.6С-6К, претендует на варианты осуществления с учетом необходимых изменений.
Форма участка сгиба определяется способом и формой крепления (например, уплотнения) мембраны к клапанному седлу, и формой участка клапана, прилегающего к креплению. Крепление может определять прямолинейный участок, а может также определять участок с закруглением, на котором направление закругления может соответствовать одному из внешних контуров мембраны, или может закругляться в противоположном направлении. Если на прикрепляющемся шарнирно участке мембрана прикрепляется к клапанному седлу к наружным торцевым кромкам, то мембрана может обрести свою собственную форму прикрепляющегося шарнирно участка.
В варианте осуществления, изображенном на фиг.2, клапанное седло 11 имеет опорные выступы 11D, продолжающиеся от края отверстия 9 радиально внутрь. В данном конкретном варианте осуществления фиг.2 представлены шесть опорных выступов 11D. Опорные выступы 11D соединены лишь с остатком от деления клапанного седла 11 в их радиальном наружном конце.
Вариант клапанного седла 11 изображен на фиг.8, в котором клапанное седло 11 имеет опорную структуру. Опорная структура содержит внешнее кольцо 11А, центральную часть 11В и радиальные ответвления 11С, соединяющие внешнее кольцо 11А и центральную часть 11В. Конкретный изображенный вариант осуществления имеет четыре радиальных ответвления 11С, которые распределены равномерно, таким образом, каждое имеет угол 90° к предыдущему и последующему радиальному ответвлению 11С. Опорная структура 11А, 11В, 11С образует остановку для клапана 13 мембраны 12, так чтобы клапан не мог перемещаться в заднюю полость 4В. В варианте осуществления, изображенном на фиг.8 центральная часть 11В выполнена со сквозным отверстием 11D, тем самым центральная часть 11В фактически представляет собой центральное кольцо.
В предпочтительном варианте осуществления мембрана 12 может иметь центральное отверстие (не показанное на фиг.8, но показанное на фиг.2 и фиг.6А), которое выровнено со сквозным отверстием 11D в центральной части 11С клапанного седла 11. Предпочтительно центральное отверстие 16 в мембране 12 больше, чем сквозное отверстие 11D в центральной части 11С, так чтобы центральное отверстие 11D эффективно работало, как регулирующий проход. Когда клапанное седло, в общем, будет выполнено из материала устойчивой формы, например, подходящей пластмассы, размер сквозного отверстия 11D будет стабилен и регулирующий проход будет неизменен в течение продолжительного периода.
На фиг.7 изображен другой вариант, где мембрана 12 является круглой и имеет центральное отверстие 13А. Мембрана 12 прикреплена круговым сегментом 12В к внешнему кольцу клапанного седла 11. Клапанное седло содержит центральную часть 11В и одно радиальное ответвление 11С, которое продолжается радиально внутрь от внешнего кольца 11А. Как можно ясно видеть, отверстие 13А в клапане 13 мембраны 12 имеет больший диаметр, чем сквозное отверстие 11D в центральной части 11В. Это сквозное отверстие работает в качестве регулирующего прохода.
Существуют разные способы, которыми неподвижный участок мембраны может быть фиксирован в дозирующем устройстве.
Один из возможных вариантов состоит в том, что мембрана приваривается прямо к участку клапанного седла, например, ультразвуковой сваркой или термосвариванием.
Здесь может быть применена сварка продольным швом или точечная сварка.
Другой возможный способ состоит в том, что мембрана фиксирована (например, сварная, склеенная) к опорному кольцу, которое защелкивается на заднем конце дозирующей камеры так, чтобы мембрана опиралась на клапанное седло.
Еще другой возможный способ состоит в том, что периметр мембраны зажат между клапанным седлом (например, его внешним кольцом) и замковым кольцом, которое защелкивается на заднем конце дозирующей камеры.
Другой из возможных вариантов состоит в том, чтобы предусмотреть один или более штыри на участке клапанного седла и предусмотреть соответствующее количество отверстий на неподвижном участке мембраны, которую плотно насаживают на штыри для фиксирования неподвижного участка мембраны к клапанному седлу.
Более того, можно изготовить мембрану отдельно и скрепить эту мембрану и клапанное седло посредством закладки мембраны в форму для литья под давлением, в которой мембрана повторно прессуется в процессе обработки давлением клапанного седла.
Клапанное седло может иметь плоскую форму, как изображено на фиг.2-5. Однако, также возможно, что клапанное седло имеет слегка выпуклую или вогнутую форму с той стороны, с которой прикреплена мембрана. Тем самым, неподвижный участок мембраны, который прикреплен к этому выпуклому или вогнутому клапанному седлу, будет иметь ту же самую выпуклую или вогнутую форму, которая будет вызывать силу отклонения в материале мембраны, чтобы держать клапан закрытым. Тем самым, может быть достигнуто более тугое уплотнение между мембраной и клапанным седлом, которое требует большее усилие для открытия, а также обеспечивает, по существу, большее усилие, чтобы закрыть снова.