Устройство для дозирования жидкости
LIQUID DOSING APPARATUS

Область применения
Настоящее изобретение относится к устройству и способу для многократного дозирования управляемых количеств жидкости. Предпочтительной областью применения изобретения являются бытовые устройства для дозирования, содержащие чистящие составы, например, составы для чистки твердых поверхностей, кондиционеры для ткани и аналогичные бытовые химические составы. Прочие возможности применения изобретения включают устройства для дозирования жидкостей для мытья посуды вручную и в посудомоечных машинах, композиций для ухода за волосами и полостью рта, таких, как, например, эликсиров для рта.
Уровень техники
Существует потребность в устройствах, позволяющих дозировать повторяющиеся дозы жидкости без необходимости всякий раз при этом переворачивать контейнер. Существует также потребность в дозирующей системе, работа которой основана не только исключительно на действии силы тяжести. Кроме того, существует особая потребность в устройствах, которые обеспечивали бы упомянутые выше преимущества, и при этом были компактными и имели простую конструкцию. Такие требования к устройствам предъявляются по целому ряду причин. В частности, устройство должно быть гибким и простым в использовании, простым в изготовлении, иметь длительный срок надежной эксплуатации и приемлемую стоимость.
Предложен ряд конструкций дозирующего устройства в целом трубчатой формы, которое может быть вставлено в горло контейнера. Такое устройство обычно содержит множество камер, расположенных таким образом, что на различных этапах операции дозирования различные камеры определенным образом сообщаются друг с другом (пример такого устройства описан в патенте США 5129561). Устройство действует таким образом, что при переворачивании контейнера наполняется дозирующая камера. При обратном переводе контейнера в вертикальное положение содержимое дозирующей камеры переходит в приемную камеру. При следующем переворачивании контейнера содержимое приемной камеры выходит из контейнера, а в дозирующую камеру входит новая доза.
Такое устройство имеет ряд недостатков, которые будут очевидны сведущим в данной области техники. В частности, такая конструкция будет достаточно громоздкой, особенно если требуется дозирование больших доз. Действительно, объем такого дозирующего механизма включает как минимум объем одной дозы, умноженный на количество камер в устройстве. Это в свою очередь повышает сложность производства изделия, его стоимость и материалоемкость. Кроме того, пользователь получает неудобства в виде громоздкого устройства и необходимости переворачивания контейнера всякий раз для дозировки жидкости.
Прочие предложенные устройства для дозирования заданных количеств жидкости предусматривают использование сжимаемых контейнеров для жидкости (пример такого устройства описан в патенте США 2730270). Такие устройства обычно содержат сжимаемый контейнер, трубопровод для текучей среды, протяженный в такой контейнер, и мерную трубку. Требуемая доза отмеряется путем сжатия контейнера, находящегося в вертикальном положении дном вниз, в результате чего жидкость поступает в трубопровод и далее в мерную трубку. После заполнения мерной трубки устройство переворачивают вверх дном, в результате чего выливается отмеренное количество жидкости. И наконец, чтобы отмерить новую дозу, устройство возвращают обратно в вертикальное положение дном вниз.
Недостатком такой системы является необходимость в переворачивании устройства всякий раз для выпуска новой дозы. Еще одним недостатком является зависимость дозы от объема мерной трубки, что накладывает ограничения на компактность устройства. Кроме того, точность дозирования может искажаться из-за обратного всасывания некоторого количества жидкости через трубопровод при снятии давления с контейнера.
В некоторых типах устройств (одно из таких устройств описано в патенте ЕР 0274256 А1) происходит отпуск жидкости при сжатии контейнера, или за счет иного способа создания в нем повышенного давления. Пользователю такого устройства необходимо перевернуть контейнер и сжать его, в результате чего в контейнере возрастает давление, и жидкость через специальные выходные отверстия выталкивается в дозирующую камеру. В это же самое время жидкость вытекает через небольшое отверстие в дне упомянутой дозирующей камеры, перемещая поршень в сторону выходного патрубка для жидкости. Как только поршень достигает выходного патрубка, истечение жидкости прекращается, и требуемая доза отпущена. Когда контейнер переворачивают обратно в вертикальное положение дном вниз, поршень медленно возвращается в исходное положение, и устройство готово для отпуска следующей дозы. Недостатком такой системы, однако, является то, что она также требует переворота устройства всякий раз при отпуске новой дозы.
Одна из попыток решения данной проблемы описана в публикации WO 2005/049477. В частности, описано устройство для отпуска заданных доз жидкости при сжатии контейнера. Устройство содержит клапан сброса, расположенный на задней стенке дозирующей камеры и обеспечивающий ускоренный выход жидкости из дозирующей камеры за затвор после выпуска дозы, и для ускоренного возврата затвора в заднее (исходное) положение. Во время выпуска дозы жидкости клапан сброса закрывается, под действием силы тяжести или давления жидкости, приложенного в прямом направлении. После выпуска дозы клапан открывается, под действием силы тяжести или давления жидкости, приложенного в обратном направлении. Однако недостатками такой конструкции являются возрастающее количество частей и возможное заедание затвора после выпуска дозы, вызванное накапливающимся остатком жидкости на дне дозирующей камеры, который может постепенно засохнуть. Это в свою очередь может ухудшать точность дозировки, и к тому же возрастает усилие, требующееся для выпуска дозы.
Поэтому остается потребность в простом, недорогом, эффективном в использовании и компактном устройстве и способе, обеспечивающих многократный отпуск управляемых доз жидкости, с улучшенным дренажем дозирующей камеры, во избежание подтекания капель жидкости после дозирования. Остается также потребность в таких устройствах, обладающих большей универсальностью в отношении отпускаемых доз, точностью и скоростью дозирования и устойчивостью работы даже при малых сжимающих усилиях.
Прочие цели, элементы и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из приведенного ниже подробного описания, сопровождаемого прилагаемыми чертежами.
Сущность изобретения
-1
-1
-1
В первом воплощении изобретения предлагается устройство и/или средство для многократного выпуска управляемых доз жидкости, содержащее упруго сжимаемый контейнер, предназначенный для хранения в нем жидкой моющей композиции, крышку, функционально связанную с упомянутым контейнером и содержащую сопло для выпуска жидкости из контейнера; дозирующую камеру, функционально связанную с упомянутой крышкой и содержащую основание, имеющее выпускное отверстие, боковые стенки, протяженные вверх по периметру упомянутого основания, и по меньшей мере одно впускное отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутым боковым стенкам; по меньшей мере одно регулирующее поток отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутому выпускному отверстию; плунжер, расположенный в упомянутой дозирующей камере и выполненный с возможностью перемещения относительно упомянутой камеры таким образом, что при сжатии упомянутого контейнера он перемещается в блокирующее положение; элемент, удерживающий клапан, расположенный под упомянутым основанием; клапан, расположенный в упомянутом элементе, удерживающем клапан и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, при котором жидкость может протекать через упомянутое выпускное отверстие, и закрытым положением, в котором клапан перекрывает упомянутое выпускное отверстие, при этом упомянутая жидкость является жидкостью, вязкость которой снижается при сдвиге, и имеющей вязкость при темпе сдвига 10 с при 20°С, большую, чем вязкость при темпе сдвига 1000 с при 20°С, и при этом упомянутая жидкость, вязкость которой снижается при сдвиге, имеет вязкость, большую чем 150 мПа⋅с, измеренную при темпе сдвига 10 с при 20°С.
-1
-1
-1
Во втором воплощении изобретения предлагается устройство и/или средство для многократного выпуска управляемых доз жидкости, содержащее упруго сжимаемый контейнер, предназначенный для хранения в нем жидкой моющей композиции, крышку, функционально связанную с упомянутым контейнером и содержащую сопло для выпуска жидкости из контейнера; дозирующую камеру, функционально связанную с упомянутой крышкой и содержащую основание, имеющее выпускное отверстие, боковые стенки, протяженные вверх по периметру упомянутого основания, и по меньшей мере одно впускное отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутым боковым стенкам; по меньшей мере одно регулирующее поток отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутому выпускному отверстию; плунжер, расположенный в упомянутой дозирующей камере и выполненный с возможностью перемещения относительно упомянутой камеры таким образом, что при сжатии упомянутого контейнера он перемещается в блокирующее положение; элемент, удерживающий клапан, расположенный под упомянутым основанием; клапан, расположенный в упомянутом элементе, удерживающем клапан и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, при котором жидкость может протекать через упомянутое выпускное отверстие, и закрытым положением, в котором клапан перекрывает упомянутое выпускное отверстие, при этом упомянутая жидкость является жидкостью, вязкость которой снижается при сдвиге, и состоящей из плотного жидкого моющего средства, вязкость которого снижается при сдвиге, и имеющего вязкость Vu в неразбавленном состоянии, составляющую от 1 до 350 мПа⋅с, предпочтительно от 1 до 300 мПа⋅с, более предпочтительно от 1 до 200 мПа⋅с, измеренную при высоком темпе сдвига 1000 с при 20°С, и составляющую более чем 150 мПа⋅с, предпочтительно более чем 200 мПа с, более предпочтительно более чем 250 мПа⋅с, измеренную при темпе сдвига 10 с при 20°С; и вязкость Vd в разбавленном состоянии, меньшую или равную 0,8Vu, предпочтительно меньшую или равную 0,3Vu, измеренную при темпе сдвига 10 с при 20°С.
В третьем воплощении изобретения предлагается устройство и/или средство для многократного выпуска управляемых доз жидкости, содержащее упруго сжимаемый контейнер, предназначенный для хранения в нем жидкой моющей композиции, крышку, функционально связанную с упомянутым контейнером и содержащую сопло для выпуска жидкости из контейнера; дозирующую камеру, функционально связанную с упомянутой крышкой и содержащую основание, имеющее выпускное отверстие, боковые стенки, протяженные вверх по периметру упомянутого основания, и по меньшей мере одно впускное отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутым боковым стенкам; по меньшей мере одно регулирующее поток отверстие, расположенное проксимально по отношению к упомянутому выпускному отверстию; плунжер, расположенный в упомянутой дозирующей камере и выполненный с возможностью перемещения относительно упомянутой камеры таким образом, что при сжатии упомянутого контейнера он перемещается в блокирующее положение; элемент, удерживающий клапан, расположенный под упомянутым основанием; клапан, расположенный в упомянутом элементе, удерживающем клапан и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, при котором жидкость может протекать через упомянутое выпускное отверстие, и закрытым положением, в котором клапан перекрывает упомянутое выпускное отверстие, и при этом расход жидкости через сопло (8) составляет более чем 20 г/с.
В четвертом воплощении предлагаются способы использования устройства.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1А. Вид спереди дозирующего устройства в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 1В. Вид сбоку дозирующего устройства в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 2. Дозирующее устройство в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, в разобранном виде.
Фиг. 3. Разрез дозирующего устройства в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения по плоскости Α-A (Фиг. 1А).
Фиг. 4. Изометрический вид поршня дозирующего устройства в соответствии с одним из предпочтительных воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 5. Осевой разрез устройства в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения. Показан путь прохождения жидкости в дозирующую камеру.
Фиг. 6. Изометрический вид дозирующей камеры дозирующего устройства в соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения.
Фиг. 7. Разрез дозирующего устройства в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения по плоскости А-А (Фиг. 1А).
Фиг. 8А. Осевой разрез еще одного воплощения дозирующего устройства.
Фиг. 8В. Дозирующая камера и клапан дозирующего устройства в соответствии с воплощением, изображенным на фиг. 8А.
Фиг. 9. Осевой разрез еще одного воплощения дозирующего устройства.
Фиг. 10А-10С. Осевые разрезы воплощения настоящего изобретения, отображающие положение поршня и клапана на различных стадиях дозирования жидкости.
Фиг. 11. График зависимости разброса объема дозы от вязкости жидкости.
Фиг. 12. График оценки потребителями предлагаемого устройства, для контейнеров объемом 400 мл, содержащих жидкости с различной вязкостью.
Фиг. 13. График оценки потребителями предлагаемого устройства, для контейнеров объемом 600 мл, содержащих жидкости с различной вязкостью.
Подробное описание изобретения
При описании того или иного элемента, упоминаемого в единственном числе, подразумевается «по меньшей мере один» такой элемент.
В контексте настоящего описания термин «доза» означает отмеренное количество жидкости, которое должно быть отпущено устройством. «Доза» начинается, как только жидкость начинает выходить из сопла, и заканчивается, как только истечение данной жидкости прекращается. Объем дозы жидкости при каждом сжатии контейнера, как правило, составляет от 1 мл до 80 мл, предпочтительно от 3 мл до 40 мл, более предпочтительно от 10 мл до 30 мл, и еще более предпочтительно от 15 мл до 30 мл.
В контексте настоящего описания термин «в сущности не зависящий от давления» означает, что при различных значениях давления отклонение объема дозы от требуемого составляет менее чем 10%.
В контексте настоящего описания термин «в сущности постоянный отпуск (дозирование) жидкости» означает, что отклонение объема дозы от требуемого составляет менее чем 10%.
В контексте настоящего описания термин «упруго сжимаемый» означает, что после снятия с него сжимающего усилия контейнер вновь принимает исходную форму, не претерпевая какой-либо необратимой деформации.
В контексте настоящего описания термин «вязкость которой снижается при сдвиге», используемый в отношении жидкости, означает, что данная жидкость является неньютоновской, и при этом предпочтительно имеет вязкость, которая изменяется с изменением интенсивности сдвига.
В контексте настоящего описания термин «эргономичный» означает, что элементы, к которым он относится, имеют конструкцию, обеспечивающую максимальную производительность устройства при снижения усталости и дискомфорта оператора (или пользователя).
В контексте настоящего описания термин «отсутствие подтекания капель» означает, что отсутствуют видимые остатки жидкости в области сопла крышки после отпуска дозы, и/или что никакое количество жидкости не выходит из упруго сжимаемого контейнера, когда устройство удерживают вверх дном, но не сжимают его.
Ниже будут описаны различные воплощения изобретения, позволяющие понять структуру, функции, общие принципы изготовления и способы использования устройств, предлагаемых в настоящем изобретении. Один или более примеров таких устройств показаны на прилагаемых чертежах. Сведущим в данной области техники будет понятно, что элементы, описанные или показанные на примере одного воплощения, могут использоваться в сочетании с элементами других воплощений без отхода от общих масштабов настоящего изобретения.
В настоящем изобретении предлагается устройство (1) для многократного дозирования некоторого количества жидкости. Устройство (1) содержит упруго сжимаемый контейнер (2), содержащий жидкость, вязкость которой снижается при сдвиге, предпочтительно, моющую композицию, крышку (3), функционально связанную с контейнером, дозирующую камеру (4), функционально связанную с упомянутой крышкой (3), плунжер, расположенный в упомянутой дозирующей камере (4), элемент (6), удерживающий клапан, и клапан (7). Устройство (1) может иметь продольную ось (YY), протяженную вдоль и/или в сущности параллельно центральной оси устройства (1). Упомянутая продольная ось (YY) может быть также параллельна направлению потока текучей среды во время ее выпуска на одном из отрезков данного потока.
Как показано на фиг. 2 и 3, крышка (3) содержит сопло (8), протяженное в сущности параллельно продольной оси (YY) и предпочтительно содержащее и/или образующее выходное отверстие (9), расположенное на вершине сопла, и впускной патрубок (10), протяженный вниз, то есть в направлении от упомянутого выходного отверстия (9). Упомянутое выходное отверстие (9) предпочтительно содержит щелевой клапан для уменьшения или даже полного предотвращения подтекания капель жидкости. Впускной патрубок (10) может быть протяженным вертикально вниз, в сущности параллельно продольной оси (YY), так, что он будет по меньшей мере частично расположен в объеме дозирующей камеры (4). Крышка (3) может дополнительно содержать верхний колпачок (17), который может входить в зацепление с соплом (8), обеспечивая его плотное закрытие. Верхний колпачок (17) предпочтительно выполнен с возможностью вращения вокруг оси (18), расположенной на поверхности крышки (3). Сведущим в данной области техники будет понятно, что могут также использоваться и прочие конструкции и элементы закрытия крышки. Так, могут использоваться крышки, открывающиеся и закрывающиеся путем их скручивания, закручивания, нажатия, стягивания, и прочие.
Дозирующая камера (4) содержит основание (12), в котором расположено выпускное отверстие (13). Выпускное отверстие (13) предпочтительно расположено по центру основания (12), что позволяет быстро спустить жидкость, скапливающуюся в объеме (11) дозирующей камеры (4) под плунжером, обратно в контейнер (2) после окончания сжатия контейнера. Проксимально по отношению к выпускному отверстию (13) расположено по меньшей мере одно регулирующее поток отверстие (16). Дозирующая камера (4) имеет также боковые стенки (14), протяженные вверх вдоль периметра основания (12), и по меньшей мере одно впускное отверстие (15), расположенное проксимально по отношению к упомянутым боковым стенкам (14). Впускные отверстия (15) предпочтительно расположены ближе к верхним частям боковых стенок (14), то есть противоположным основанию (12) дозирующей камеры (4). Основание (12) дозирующей камеры (4) может быть воронкообразным, то есть иметь наклонную поверхность, протяженную от боковых стенок (14) до выпускного отверстия (13). Упомянутая наклонная поверхность предпочтительно является в сущности линейно протяженной от упомянутых боковых стенок (14) до упомянутого выпускного отверстия (13). Такая ее форма обеспечивает эффективный дренаж жидкости из дозирующей камеры (4), без образования каких-либо остатков, особенно поблизости боковых стенок (14), которые, высыхая, приводили бы к заеданию плунжера.
-1
Отношение суммарной площади входных отверстий (15) к площади регулирующих поток отверстий (16) предпочтительно составляет от 2 до 25, предпочтительно от 2 до 24, предпочтительно от 2 до 23, предпочтительно от 4 до 22, предпочтительно от 6 до 22, более предпочтительно от 8 до 20, и наиболее предпочтительно от 10 до 18, и вязкость жидкости составляет от 1 до 350 мПа⋅с, предпочтительно от 1 до 300 мПа⋅с, более предпочтительно от 1 до 250 мПа⋅с, еще более предпочтительно от 1 до 220 мПа⋅с, еще более предпочтительно от 1 до 200 мПа⋅с, и наиболее предпочтительно от 1 до 150 мПа⋅с (измеренная при 1000 с и 20°С). Преимущества такой конфигурации будут очевидны из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей.
Плунжер предпочтительно выполнен в виде поршня (5) и имеет возможность перемещения относительно дозирующей камеры (4) при сжатии перевернутого контейнера (2). Поршень (5) перемещается из исходного положения, в котором он находится дальше всего от впускного патрубка (10), в блокирующее положение, в котором по меньшей мере часть поршня (5) находится в контакте с впускным патрубком (10), перекрывая его и прекращая дозирование. Движение поршня (5) предпочтительно является линейным и параллельным продольной оси (YY); при этом, однако, подразумевается, что для выработки дозы может быть одинаково подходящим и любой другой тип движения, например, вращательное движение или сочетание вращательного и поступательного движения.
Элемент (6), удерживающий клапан, расположен под основанием (12) дозирующей камеры (4) и может быть протяженным вертикально вниз от упомянутого основания (12) в направлении, в сущности параллельном продольной оси (YY). Элемент (6), удерживающий клапан, предпочтительно выполнен за единое целое с дозирующей камерой (4). Это позволяет уменьшить количество частей, а также дает дополнительные преимущества, такие, как уменьшение сложности производства, легкость в сборке и меньшая себестоимость изделия.
Клапан (7) предпочтительно является однонаправленным (то есть открывающимся и закрывающимся только в одном направлении), и расположен в элементе (6), удерживающем клапан. Клапан (7) выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором возможно течение жидкости через выпускное отверстие (13), и закрытым положением, в котором клапан перекрывает упомянутое выпускное отверстие (13).
В предпочтительном воплощении упомянутый клапан (7) может иметь форму шара, и может перекрывать выпускное отверстие (13), по меньшей мере частично входя в дозирующую камеру (4). Упомянутый клапан предпочтительно касается по меньшей мере части поршня (5), и/или упирается в поршень, и/или воздействует на поршень, когда поршень (5) находится в исходном положении, а клапан (7) находится в закрытом положении, после сжатия упруго сжимаемого контейнера 2. Такая конструкция позволяет клапану легко и точно принять правильное положение в выпускном отверстии при сжатии контейнера (2), и отпадает необходимость в специальных средствах для поддержания требуемой ориентации клапана. Еще одним преимуществом такой конструкции, при которой клапан (7) может по меньшей мере частично входить в дозирующую камеру (4), воздействуя по меньшей мере на часть поршня (5), и/или упираясь по меньшей мере в часть поршня (5), является то, что при этом клапан (7) работает, как предшественник, толкающий поршень вверх и тем самым предотвращающий возможное заедание поршня (5).
В предпочтительном воплощении, показанном на фиг.3 и 4, поршень (5) может иметь в сущности плоскую поверхность, предпочтительно совершенно плоскую поверхность, и может содержать стабилизаторы (24), протяженные вверх и в сущности параллельно продольной оси (YY). Стабилизаторы (24) предпочтительно расположены по окружности боковой поверхности поршня (5). Стабилизаторы (24) могут быть пространственно разнесены друг от друга, что позволяет снизить расход материала и их возможное трение о боковые стенки (14) дозирующей камеры (4). Диаметр поршня (5) может быть меньше, чем диаметр дозирующей камеры (4), также в целях снижения возможного трения между их поверхностями. Поршень (5) предпочтительно дополнительно содержит выступы (25) протяженные от дна поршня точно напротив стабилизаторов (24), но имеющие меньшую длину, чем стабилизаторы (24). И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что преимуществом плоской поверхности дна поршня является то, что сводится к минимуму возможная разность между давлением жидкости, протекающей через входные отверстия (15), и давлением жидкости, текущей через регулирующие поток отверстия (16), в результате чего скорость подъема поршня (5), и следовательно, доза, будут зависеть преимущественно от отношения площадей отверстий и вязкости жидкости. Дополнительное преимущество дают выступы (25), которое состоит в том, что они уменьшают степень контакта поршня с основанием (12) дозирующей камеры (4), и соответственно уменьшается вероятность заедания поршня (5).
Как показано на фиг. 5, при приложении силы к перевернутому контейнеру (2) стенки контейнера (2) деформируются, и в нем создается давление, под действием которого клапан (7) закрывает выпускное отверстие (13). Это заставляет жидкость перетекать в дозирующую камеру (4) через регулирующие поток отверстия (16) и впускные отверстия (15). Пути течения жидкости при этом показаны стрелками А и В на фиг. 5. Часть жидкости, которая течет через регулирующие поток отверстия (16), толкает поршень (5) в сторону входного патрубка (10), в то время, как та часть жидкости, которая протекает через впускные отверстия (15), непосредственно выталкивается из контейнера (2) через входной патрубок (10) и далее из сопла (8). Как только поршень достигает входного патрубка (10), поток жидкости прекращается, и доза отпущена. Снятие сжимающего усилия с перевернутого контейнера (2) вызывает упругий возврат стенок контейнера в исходное положение. Возникающий при этом вакуум, вследствие возврата стенок контейнера (2) из сплюснутого положения в нормальное, приводит к открытию клапана (7) и фактическому дренажу дозирующей камеры (4), в то время как поршень (5) возвращается в исходное положение. В то же самое время объем над поршнем заполняется воздухом, который всасывается через сопло (8). Воздух проходит далее в контейнер (2), который из деформированного состояния возвращается в исходное. После этого может быть отпущена новая доза, путем повторного сжатия стенок контейнера (2), без необходимости поворота устройства (1) обратно в вертикальное положение дном вниз.
Как показано на фиг. 3 и 6, в предпочтительном воплощении настоящего изобретения дозирующая камера (4) может содержать боковые стенки (14), протяженные вертикально вверх от периметра основания (12) и параллельно продольной оси (YY), и по меньшей мере два лепестка (18), протяженных вертикально вверх от верхней части боковых стенок (14), в направлении от основания (12). Такие лепестки (18) могут быть пространственно разнесены друг от друга, в результате чего в верхней части дозирующей камеры (4) формируются прорези. Такие лепестки (18), а именно, промежутки между ними, могут образовывать впускные отверстия (15). Периметр основания (12) предпочтительно является в сущности круглым, однако сведущим в данной области техники будет понятно, что подходящими являются также и другие формы, например, овальная, квадратная, треугольная и так далее. Такая конструкция обеспечивает простоту изготовления впускных отверстий (15). Дозирующая камера (4) предпочтительно содержит множество лепестков (18), образующих множество впускных отверстий (15).
В одном из воплощений лепестки (18) могут дополнительно содержать зазубрины (19), повторяющие контур внутренней поверхности лепестков (18), протяженные на некоторое расстояние в сторону продольной оси (YY) и сопрягающиеся с канавкой (20), расположенной на поверхности крышки (3). Содержащая такую канавку поверхность крышки (3) предпочтительно обращена от продольной оси (YY) и расположена на первой юбке (21). Первая юбка (21) может быть протяженной вниз и в сущности параллельно продольной оси (YY) от первой поверхности крышки (3). Дозирующая камера (4) может быть присоединена к крышке (3) путем защелкивания лепестков (18) на первой юбке (21). Такая конструкция обеспечивает легкость сборки.
В альтернативном воплощении дозирующая камера (4) может быть выполнена за единое целое с упомянутой крышкой (3). В таком воплощении сопло (8), выходное отверстие (9) и впускной патрубок (10) предпочтительно содержатся в отдельном компоненте в виде горлышка, присоединенного к крышке (3) защелкиванием или аналогичным образом. Характер защелкивания может быть таким, что между горлышком и крышкой (3) обеспечивается неразъемное соединение. Более предпочтительно, чтобы в таком соединении расстояние между впускным патрубком (10) компонента в виде горлышка и основанием (12) дозирующей камеры (4) можно было менять путем вращения компонента в виде горлышка относительно крышки (3). Еще более предпочтительно, чтобы компонент в виде горлышка содержал лепестки створок, протяженные от поверхности компонента в виде горлышка, проксимальной по отношению к соединительной части, так, чтобы при вращении компонента в виде горлышка относительно крышки (3) менялся размер входных отверстий (15). Под «соединительной частью» в данном контексте подразумевается часть компонента в виде горлышка, посредством которой осуществляется его связь с крышкой (3).
В предпочтительном воплощении регулирующие поток отверстия (16) могут быть расположены в основании (12) дозирующей камеры (4). Предпочтительно, чтобы регулирующих поток отверстия (16) были расположены достаточно близко к выпускному отверстию (13), и осевая линия регулирующих поток отверстий (16) был параллельна осевой линии выпускного отверстия (13). Преимуществом такой конфигурации является поддержание ламинарности потока, что обеспечивает постоянное по величине и сбалансированное усилие, действующее на поршень. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что турбулентный поток будет нарушать плавность движения поршня.
В особо предпочтительном воплощении (не показано) регулирующие поток отверстия (16) могут быть выполнены в виде множества прорезей, протяженных на определенное расстояние от выпускного отверстия (13) в сторону боковых стенок (14), через основание (12) дозирующей камеры (4). В таком воплощении поршень (5) содержит кольцеобразный выступ, протяженный в сущности параллельно продольной оси (YY) в сторону основания (12). Такой кольцеобразный выступ, находясь в исходном положении, может закрывать множество прорезей и выпускное отверстие (13), за счет того, что он находится в некотором контакте с соответствующей поверхностью основания (12) дозирующей камеры (4). Преимущество такой конфигурации состоит в том, что значительно предотвращается, а то и вовсе исключается образование пузырьков в регулирующих поток отверстиях при переворачивании заправленного контейнера вверх дном без его сжатия. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что при удерживании устройства (1) в перевернутом положении, особенно под некоторым углом к вертикали, или когда часть жидкости в контейнере уже израсходована, через регулирующие поток отверстия (16) может проходить воздух, создавая противодавление, под действием которого некоторое количество жидкости будет поступать в дозирующую камеру (4) через впускные отверстия (15), и подтекать наружу. Поэтому предлагаемое устройство обеспечивает большее постоянство дозы при различных углах отклонения от вертикали, а также при различных уровнях заполнения контейнера.
Еще в некоторых воплощениях регулирующие поток отверстия (16) могут быть расположены в клапане (29, 33), как показано на фиг. 8А-В и 9.
В предпочтительном воплощении основание (12) дозирующей камеры (4) может иметь воронкообразную форму, так, что оно будет образовывать первую область и вторую область. Первая область предпочтительно ограничивается боковыми стенками (14) дозирующей камеры (4), а вторая область может образовывать боковую поверхность выпускного отверстия (13). Более предпочтительно, чтобы вторая область была расположена ниже первой области, и осевая линия первой области совпадала с осевой линией второй области.
Как показано на фиг. 7, в одном из воплощений настоящего изобретения крышка (3) может содержать вторую юбку, образующую уплотнение в виде пробки (22), протяженной в низ и расположенной в непосредственной близости к первой юбке (21), и V-образный гребень (23), расположенный проксимально по отношению ко второй юбке (22). Пробка-уплотнение (22) и V-образный гребень (23) могут по меньшей мере частично входить в зацепление с самой верхней поверхностью контейнера (2), обеспечивая надежное средство уплотнения и предотвращающее утечки жидкости во время отпуска дозы. Преимуществом такой конструкции является уменьшение количества частей, поскольку не требуется дополнительных элементов уплотнения, таких, как, например, уплотнительное кольцо и им подобные.
В одном из воплощений настоящего изобретения (не показано) первая юбка (21) может содержать лепестки створок, выполненные в виде фланцев или им подобных элементов, по меньшей мере частично закрывающих впускные отверстия (15). В качестве альтернативы первая юбка (21) может содержать лепестки-створки, сформированные частями первой юбки (21), противолежащими на различных расстояниях от плоскости, в сущности параллельной продольной оси (YY), и предпочтительно образующих: линейный градиентный ряд по всей окружности боковой поверхности первой юбки (21). В таком воплощении первая юбка (21) может быть выполнена с возможностью вращения относительно дозирующей камеры (4), что позволяет изменять размер впускных отверстий (15). Это обеспечивает большую функциональность устройства, а именно, позволяет пользователю дозировать различные количества жидкости путем поворота крышки (3). При повороте крышки (3) меняется размер входных отверстий и соответственно отношение площади впускных отверстий (15) к площади регулирующих поток отверстий (16).
Еще в одном воплощении настоящего изобретения входной патрубок (10) выполнен с возможностью его смещения в направлениях вверх и вниз параллельно продольной оси (YY) при повороте крышки (3). И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что при изменении высоты входного патрубка (10) меняется ход поршня, что позволяет пользователю дозировать различные количества жидкости просто путем вращения крышки (3).
В предпочтительном воплощении изобретения, изображенном на фиг. 6, элемент (6), удерживающий клапан, может быть сформирован из по меньшей мере трех гибких крючкообразных выступов (26), протяженных вниз от основания (12), в направлении от боковых стенок (14) дозирующей камеры (4) и в сущности параллельно продольной оси (YY). Преимуществом таких выступов (26) крючкообразной формы является упрощение операции извлечения детали из формы при изготовлении изделия, так как это позволяет вытянуть деталь из формы без необходимости выполнения в форме сложных раздвижных элементов. Еще одним преимуществом таких крючкообразных выступов (26) является то, что они позволяют легко собрать клапан (7) путем простого его защелкивания в выступы, и в то же время уменьшают контакт между клапаном (7) и крючкообразными выступами (26), что предотвращает возможное заедание клапана.
Еще в одном воплощении элемент (6), удерживающий клапан, может дополнительно содержать по меньшей мере одну плоскую пластину, протяженную вниз от основания (12) и в сущности параллельно продольной оси (YY). Такие пластины предпочтительно расположены в промежутках между крючкообразными выступами (26). Такая конструкция обеспечивает надежное расположение клапана (7) внутри элемента (6), удерживающего клапан, и не позволяет клапану выйти из элемента (6), удерживающего клапан, после его установки.
В предпочтительном воплощении (не показано) элемент (6), удерживающий клапан, может быть сформирован по меньшей мере двумя нависающими элементами, и предпочтительно тремя нависающими элементами, протяженными вниз от основания (12), в направлении от боковых стенок (14) дозирующей камеры (4), в сущности параллельно продольной оси (YY). В данном воплощении к вершинам упомянутых нависающих элементов может быть присоединено защелкивающееся кольцо, в результате чего по центру между элементами формируется отверстие для вставки через него клапана. Защелкивающееся кольцо может быть протяженным в сторону к центру отверстия для вставки клапана, и может быть отклонено на некоторый угол от плоскости, перпендикулярной продольной оси (YY). Данный угол предпочтительно составляет 35° да вставки клапана через упомянутое отверстие, а после вставки клапана через отверстие защелкивающееся кольцо выгибается в сторону к основанию (12). После вставки клапана упомянутый угол между защелкивающимся кольцом и плоскостью, перпендикулярной продольной оси (YY), предпочтительно составляет -45°. Нависающие элементы и защелкивающееся кольцо предпочтительно выполнены за единое целое с дозирующей камерой (4). Преимуществом такой конструкции является то, что предотвращается возможное спутывание дозирующих камер друг с другом в процессе изготовления изделий.
Еще в одном воплощении настоящего изобретения, показанном на фиг. 8А и 8В, элемент (6), удерживающий клапан, может быть выполнен в виде выступа (32), протяженного от основания (12) в направлении от боковых стенок (14), в зацеплении с которым находится гибкий однонаправленный дисковый клапан (33), который является очень чувствительным (то есть срабатывает при очень малом давлении протекающей через него жидкости). Клапан (33) может быть введен в зацепление с таким элементом (6), удерживающим клапан, путем его защелкивания по центру, или иным способом, при котором обеспечивается возможность перемещения клапана (33) относительно выступа (32). Клапан (33) может быть в сущности плоским и иметь круглую форму, хотя подразумевается, что могут использоваться и другие подходящие формы, такие, как, например, куполообразная форма или форма зонтика. Клапан (33) может содержать протяженные через него регулирующие поток отверстия (16). Преимуществом такой конструкции является то, что могут быть уменьшены общие габаритные размеры дозирующей камеры, а также общая сложность конструкции, за счет такой защелкивающейся посадки клапана по его центру.
В воплощении, показанном на фиг. 9, клапан (29) может иметь форму пули. Это означает, что клапан имеет в сущности плоскую поверхность (30) на одном его конце, и в сущности выпуклую поверхность (31) на противоположном конце. Клапан (29) может быть вставлен в элемент (6), удерживающий клапан, путем защелкивания или другим подходящим способом, обеспечивающим возможность перемещения клапана (29) относительно элемента (6), удерживающего клапан; при этом элемент (6), удерживающий клапан, функционирует также, как направляющий элемент для клапана, и предотвращает возможное изменение ориентации клапана. Плоская поверхность клапана может содержать отверстие, диаметр которого составляет более чем 50% диаметра клапана (29), а выпуклая поверхность (31) может содержать одно или более регулирующих поток отверстий (16), расположенных поблизости к вершине упомянутой выпуклой поверхности. Клапан (29) может быть ориентирован таким образом, что выпуклая поверхность (31) будет обращена к выпускному отверстию (13), а плоская поверхность (30) будет обращена вовнутрь контейнера (2). Преимуществом такой конструкции является легкость изготовления клапана.
Как показано на фиг. 1В, предпочтительное воплощение контейнера (2) может содержать переднюю (27) и заднюю (28) поверхности, обращенные друг к другу. Данные передняя и задняя поверхности (27) и (28) имеют большую площадь по сравнению в остальными поверхностями контейнера (2), и пространственно разнесены друг от друга таким образом, что расстояние (d) между передней и задней поверхностями (27) и (28) составляет от 30 мм до 100 мм. Было определено, что такой диапазон является оптимальным, и такие размеры позволяют пользователю удобно и правильно взяться за контейнер, и эффективно его сжимать.
Контейнер (2) может быть изготовлен из любого гибкого материала, однако, предпочтительно его материал выбран из группы, состоящей из полипропилена, полиэтилен-терефталата, полиэтилена или их смесей. Вместимость контейнера (2) может составлять от 5 мл до 150 мл, предпочтительно от 10 мл до 80 мл жидкости, без наступления необратимой деформации контейнера. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что необратимая деформация контейнера приведет к появлению в нем трещин, или стенки контейнера не будут возвращаться в исходное положение, что будет приводить к уменьшению вместимости контейнера при каждом последующем его использовании, что в свою очередь будет ухудшать точность дозировки.
В предпочтительном воплощении (не показано) контейнер (2) может содержать индицирующий элемент, указывающий пользователю на допустимый угол наклона устройства (1) для достижения эффективной дозировки. Действительно, в некоторых случаях пользователю может быть необходимо держать устройство (1) под углом из-за пространственных ограничений или просто из соображений удобства пользователя. Однако если держать устройство (1) под слишком малым углом к горизонту, это может привести к снижению точности дозировки, особенно когда через впускные отверстия (15) начнет проходить воздух. Такая ситуация может наступить, когда жидкость в контейнере заканчивается. В таком случает может требоваться как можно сильнее наклонить устройство (1), но так, чтобы при этом жидкость все-таки покрывала впускные отверстия (15). Чтобы пользователь мог видеть, что жидкость покрывает впускные отверстия (15), может быть желательно наличие индицирующего элемента. Таким индицирующим элементом предпочтительно является прозрачное окно, расположенное на контейнере (2) проксимально к месту соединения крышки (3) с контейнером (2). Альтернативным вариантом такого индицирующего элемента может быть полностью прозрачный контейнер. Дополнительным преимуществом такой конструкции является то, что пользователь может видеть, что жидкость заканчивается, и что это препятствует правильной работе клапана и поршня.
Преимуществом настоящего изобретения является то, что достигается постоянство дозировки (жидкости из контейнера) при использовании устройства при оптимальных эргономических показателях, а именно, пользователь может отпускать дозу жидкости без значительных усилий на этапе сжатия контейнера. Одно из предпочтительных воплощений настоящего изобретения представляет собой эргономичное дозирующее устройство.
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения дозирующее устройство обеспечивает отпуск дозы жидкости при приложении давления, составляющего менее чем 150 кПа, предпочтительно менее чем 120 кПа, предпочтительно не более 110 кПа, более предпочтительно от 80 кПа до 110 кПа, еще более предпочтительно от 90 кПа до 100 кПа, измеренном в соответствии со способом испытания, который будет описан ниже. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что необходимость приложения более высокого давления будет ухудшать эргономические показатели устройства, поскольку пользователю придется прилагать значительные усилия к контейнеру, и сжимать его в течение более длительного времени.
В воплощениях настоящего изобретения время дозирования, как правило, меньше или равно 3 с, предпочтительно меньше или равно 2 с, более предпочтительно меньше или равно 1,5 с, еще более предпочтительно меньше или равно 1 с, и наиболее предпочтительно меньше или равно 0,75 с, но больше чем 0 с, и наиболее предпочтительно составляет от 0,4 с до 0,75 с. И хотя теоретически это не обязательно, если требуемое время сжатия является слишком большим, это приведет к тому, что прилагаемая пользователем сила сжатия будет сильно меняться в процессе отпуска дозы, причем наибольшее значение силы будет достигаться ближе к концу этапа сжатия контейнера, и кроме того, это приведет к нежелательной усталости пользователя, особенно в случаях, когда требуется многократная дозировка.
Было определено, что отношение суммарной площади впускных отверстий (15) к площади выходного отверстия (9) также может влиять на дозировку, особенно, если площадь выходного отверстия меньше суммарной площади впускных отверстий. Однако, если размер выходного отверстия (9) слишком велик, может происходить подтекание капель жидкости, что потребует введения в конструкцию устройства дополнительных элементов для сведения такого подтекания к минимуму, таких, как, например, щелевые клапаны из силикона или термопластических эластомеров, и/или крестообразные надрезы в корпусе выходного отверстия. Упомянутое отношение суммарной площади впускных отверстий (15) к площади выходного отверстия (9) может составлять от 4 до 0,25, и предпочтительно равно 1.
Отношение суммарной площади впускных отверстий (15) к площади выходного отверстия (9) может быть выбрано таким образом, что время дозирования будет меньше или равно 1,5 с, предпочтительно меньше или равно 1 с, и более предпочтительно меньше или равно 0,75 с при отношении суммарной площади впускных отверстий (15) к площади регулирующих поток отверстий (16), составляющем от 15 до 25, предпочтительно от 18 до 25, более предпочтительно от 22 до 25.
В предпочтительном воплощении при дозировании жидкости ее расход через сопло составляет более чем 20 г/с, предпочтительно более чем 25 г/с, более предпочтительно не менее 30 г/с, еще более предпочтительно не менее 35 г/с, еще более предпочтительно не менее 38 г/с, еще более предпочтительно не менее 40 г/с, еще более предпочтительно от 42 г/с до 70 г/с, еще более предпочтительно от 45 г/с до 65 г/с, и наиболее предпочтительно от 50 г/с до 60 г/с, как правило, измеренный для 10 первых нажатий полного контейнера. В контексте настоящего описания под «полным контейнером» понимается заполнение упруго сжимаемого контейнера предлагаемого устройства на величину, которая является общепринятой для контейнеров жидких моющих средств, которая, и как правило, составляет примерно 90% суммарного внутреннего объема контейнера. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что более низкие значения расхода будут ухудшать эргономические показатели устройства.
-1
Вязкостные и реологические показатели жидкости могут влиять на точность и время дозирования, а также на удобство пользования контейнером. Было определено, что жидкости, имеющие реологический профиль, при котором вязкость уменьшается с ростом темпа сдвига, и имеющие вязкость в указанных ниже диапазонах, обеспечивают приемлемое значение усилия, которое должно быть приложено к контейнеру для дозирования, то есть обеспечивают эргономичность дозирования путем сжатия контейнера при отсутствии подтекания. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения подходящие жидкости имеют вязкость от 1 до 350 мПа⋅с, предпочтительно от 1 до 300 мПа⋅с, более предпочтительно от 1 до 250 мПа⋅с, и еще более предпочтительно от 1 до 220 мПа⋅с, измеренную при темпе сдвига 1000 с при 20°С. Авторы обнаружили, что жидкости, имеющие указанные значения вязкости, обеспечивают постоянство дозирования при высокой эргономичности сжатия контейнера. Если вязкость жидкости выше указанных выше диапазонов, то для отпуска дозы пользователю приходится сжимать контейнер с неприемлемо высоким усилием, как это показано на фиг. 12 и 13. На фиг. 12 и 13 показаны результаты изучения мнения потребителей. В испытании участвовало 31 человек, которых просили сжимать предлагаемое в настоящем изобретении устройство для выпуска дозы из контейнера и оценить свои ощущения по шкале: 2 - «слишком туго», 1 - «немного туго» и 0 - «оптимально».
При этом упоминаемые здесь и далее значения вязкости соответствуют значениям, измеренным с помощью прибора AR 1000 производства TAInstruments с патроном диаметром 40 мм, углом при вершине 2°5ʺ и усечении на 57 мкм. Под постоянством дозы в контексте настоящего описания понимается, что разброс в объемах доз, отпущенных при нескольких последовательных сжатиях контейнера, как правило, при 10 последовательных сжатиях полного контейнера, не превышает ±3 мл, предпочтительно не превышает ±1 мл.
-1
-1
-1
-1
Было определено, что именно жидкости, вязкость которых снижается при сдвиге, обеспечивают максимально эргономичное сжатие упруго сжимаемого контейнера, то есть обеспечивают оптимальные ощущения пользователя, и при этом обеспечивают минимальное подтекание капель. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что жидкости, имеющие вязкость, составляющую более чем 150 (но менее указанных выше верхних пределов) при низком темпе сдвига (10 с при 20°С), в сочетании с устройством в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают дозирование жидкости практически без подтекания капель, и при этом обеспечивают необходимые ощущения пользователя при сжатии контейнера. В то же время, если та же самая жидкость имеет вязкость при высоком темпе сдвига (1000 спри 20°C), которая ниже ее вязкости при низком темпе сдвига, и предпочтительно находится в указанных выше диапазонах, обеспечивается постоянство дозировки с минимальным усилием, но при хорошей управляемости сжатия контейнера. Поэтому в наиболее предпочтительном воплощении устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит упруго сжимаемый контейнер, содержащий жидкость, вязкость которой уменьшается при сдвиге и имеющую вязкость при темпе сдвига 10 с при 20°С, которая более чем в 1 раз, предпочтительно по меньшей мере в 1,5 раза, предпочтительно по меньшей мере в 2 раза, предпочтительно в от 2 до 100 раз, более предпочтительно в от 3 до 50 раз, еще более предпочтительно от 4 до 20 раз, еще более предпочтительно в от 5 до 15 раз, и наиболее предпочтительно в от 6 до 10 раз больше, чем вязкость при темпе сдвига 1000 с при 20°С.
-1
В предпочтительном воплощении вязкость при низком темпе сдвига (10 с при 20°С) составляет более чем 150 мПа⋅с, предпочтительно более чем 200 мПа⋅с, более предпочтительно более чем 250 мПа⋅с, еще более предпочтительно более чем 300 мПа⋅с. При значениях вязкости ниже указанных диапазонов появляется нежелательное подтекание капель, которое будет не только приводить к появлениям остатков содержимого контейнера на его крышке вблизи сопла, придавая ему неопрятный внешний вид, но и значительно ухудшается постоянство дозы. Как показано на фиг. 11, если вязкость жидкости ниже 150 мПа⋅с, среднее отклонение объема дозы составляет более 10% требуемого объема. Отмеченные на данном графике точки представляют собой средние значения для контейнеров трех объемов (400 мл, 520 мл и 600 мл) и для 10 повторяющихся сжатий контейнера по одному и тому же протоколу, выполняемому роботом. Кроме того, были отмечены видимые остатки дозируемой жидкости и подтекание капель.
Композиции, подходящие для использования в устройстве в соответствии с настоящим изобретением, являются жидкими композициям, предпочтительно жидкими моющими композициями, содержащими воду, предпочтительно в количестве от 10% до 99% по весу от суммарного веса композиции. Подходящие композиции могут быть кислыми или щелочными, или и теми, и другими, и могут дополнительно содержать абразивные чистящие частицы, вещества, способствующие образованию взвесей, хелатирующие вещества, поверхностно-активные вещества, вещества, выводящие свободные радикалы, ароматизаторы, полимеры-модификаторы поверхности, растворители, наполнители, буферы, бактерицидные вещества, гидротопы, стабилизаторы, отбеливающие вещества, активаторы отбеливания, вещества, связывающие пот, такие, как, например, жирные кислоты, ферменты, вещества, препятствующие загрязнению, вещества, препятствующие пылеобразованию, дисперсанты, пигменты, загустители и/или красители.
В предпочтительном воплощении жидкая композиция состоит из плотной жидкости. В контексте настоящего описания «плотная композиция» означает композицию, имеющую плотность в диапазоне от 0,5 до 1,5 г, предпочтительно от 0,8 до 1,3 г, более предпочтительно от 1 до 1,1 г на кубический сантиметр, исключая твердые примеси, но включая возможные пузырьки.
-1
-1
-1
Используемая плотная жидкость в соответствии с настоящим изобретением имеет реологические характеристики, при которых ее вязкость снижается при сдвиге, что обеспечивает постоянство и точность дозирования. В частности, плотная жидкость, как правило, имеет вязкость Vu в неразбавленном состоянии, составляющую от 1 до 350 мПа с, предпочтительно от 1 до 300 мПа⋅с, более предпочтительно от 1 до 250 мПа⋅с, еще более предпочтительно от 1 до 220 мПа⋅с, при высоком темпе сдвига (1000 с при 20°С) и более чем 150 мПа⋅с, предпочтительно более чем 200 мПа с, более предпочтительно более чем 250 мПа⋅с, еще более предпочтительно более чем 300 мПа⋅с, еще более предпочтительно от 300 мПа⋅с до 15000 мПа⋅с, еще более предпочтительно от 300 мПа с до 10000 мПа⋅с, и наиболее предпочтительно от 300 мПа⋅с до 5000 мПа⋅с при низком темпе сдвига (10 с при 20°С), и вязкость Vd в разбавленном состоянии, меньшую или равную 0,8Vu, более предпочтительно меньшую или равную 0,5Vu, еще более предпочтительно меньшую или равную 0,3Vu, измеренную при тех же темпах сдвига, как правило, при низком темпе сдвига (10 с при 20°С). Для приготовления разбавленной композиции и измерения вязкости Vd в разбавленном состоянии используется деионизованная вода. Процедура разбавления будет описана ниже. Преимущество такого воплощения состоит в том, что в устройство в соответствии с настоящим изобретением могут быть заправлены очень концентрированные композиции, и при этом будет достигаться требуемое постоянство дозирования и отсутствие подтекания капель. Более того, важно, чтобы плотная жидкая композиция, имеющая вязкость Vd в разбавленном состоянии в диапазонах, указанных выше, хорошо поддавалась разбавлению. И хотя теоретически это не обязательно, плотная жидкая композиция, имеющая высокое значения вязкости Vu в неразбавленном состоянии, что важно для обеспечения постоянства дозирования и отсутствия подтекания капель, как правило, плохо поддается разбавлению, если она не имеет состав, специально подобранный таким образом, чтобы она имела более низкую вязкость при разбавлении, как это предусматривается в предпочтительном воплощении настоящего изобретения.
В предпочтительном воплощении жидкость, содержащаяся в контейнере, состоит из жидкой моющей композиции, содержащей реологический модификатор, содержащий, и предпочтительно состоящий из полимеров на основе полиакрилатов, предпочтительно из полимеров на основе гидрофобно модифицированных полиакрилатов; гидроксиэтилцеллюлозы, предпочтительно гидрофобно модифицированной гидроксиэтилцеллюлозы, ксантановой камеди, гидрогенизированного касторового масла и их смесей.
Предпочтительными реологическими модификаторами являются полимеры на основе полиакрилатов, и еще более предпочтительно - гидрофобно модифицированные полимеры на основе полиакрилатов. Предпочтительными также являются сополимеры на водной основе, основными мономерами которых являются акриловая кислота, сложные эфиры акриловой кислоты, винил ацетат, метакриловая кислота, акрилонитрил и их смеси. Более предпочтительными являются сополимеры метакриловой кислоты и сложных эфиров акриловой кислоты в форме дисперсии («молочка») с низкой вязкость. Наиболее предпочтительным гидрофобно модифицированным полимером на основе полиакрилатов является Rheovis AT 120 производства BASF.
Прочими подходящими реологическими модификаторами являются гидроксиэтилцеллюлозы, предпочтительно гидрофобно модифицированные гидроксиэтилцеллюлозы.

Подходящими гидроксиэтилцеллюлозами являются продукты Polysurf 76 производства Aqualon/Hercules и W301 производства 3VSigma.

Подходящим реологическим модификатором для жидкостей в соответствии с настоящим изобретением является также ксантановая камедь. Ксантановую камедь получают сбраживанием фруктозы или сахарозы бактериями XanthomonasCampestris. Подходящей ксантановой камедью является продукт KelzanT производства CPKelco.
Еще одним подходящим реологическим модификатором для жидкостей в соответствии с настоящим изобретением является гидрогенизованное касторовое масло. Подходящим касторовым маслом является продукт TIXCINR производства Elementis.
Наиболее предпочтительным реологическим модификатором в соответствии с настоящим изобретением является гидрофобно модифицированный полимер на основе полиакрилатов Rheovis AT 120 производства BASF.
Загущенная жидкая композиция для чистки твердых поверхностей в соответствии с настоящим изобретением содержит от 0,1% до 10,0% загустителя по весу от суммарного веса композиции, предпочтительно от 0,2% до 5,0%, более предпочтительно от 0,2% до 2,5%, и наиболее предпочтительно от 0,2% до 2,0%.
Использование устройства
На фиг. 10А-С показан возможный принцип использования устройства (1). На фиг. 10А устройство (1) показано в положении покоя, то есть до его использования. Пользователь выводит из зацепления верхнюю крышку (17) или открывает выходное отверстие (9) и наклоняет устройство (1), практически переворачивая его вверх дном. После этого пользователь сжимает контейнер (2), предпочтительно одной рукой, для начала дозирования. Возникающий поток жидкости заставляет клапан (7) закрыть выпускное отверстие (13), а жидкость, текущая через регулирующие поток отверстия (16), вызывает движение поршня (5) в сторону впускного патрубка (10). Одновременно с этим жидкость, проталкиваемая через впускные отверстия (15), выпускается наружу через впускной патрубок (10) и из сопла (8). На фиг. 10 В устройство (1) показано в положении дозирования, и поршень (5) находится в среднем положении. Для завершения отпуска дозы пользователю следует сжать контейнер не более чем на 1,5 с, предпочтительно не более чем на 1 с. Объем жидкости, дозируемой при каждом сжатии контейнера (2), может составлять от 1 мл до 80 мл, предпочтительно - от 3 мл до 40 мл, более предпочтительно - от 10 мл до 30 мл, и еще более предпочтительно - от 10 мл до 25 мл. На фиг. 10С устройство (1) показано в конце дозирования. Как только поршень (5) достигнет впускного патрубка (10) и закроет его, выпуск дозы закончен, и пользователь может снять сжимающее усилие с контейнера (2). После этого клапан открывается за счет перепада давлений, образующегося при возвращении упругого контейнера (2) в исходное положение, и при этом жидкость выпускается в контейнер (2) через выпускное отверстие (13), что позволяет поршню (5) вернуться в исходное положение. Теперь пользователь снова может сжать контейнер (2) для выпуска новой дозы, без необходимости переворачивать устройство (1). При необходимости данный процесс может быть повторен для любого количества необходимых доз.
Измерение вязкости
-1
-1
-1
Вязкость жидких композиций в соответствии с настоящим изобретением, включая величины Vu и Vd, измеряли с помощью прибора AR 1000 производства TAInstruments с патроном диаметром 40 мм, углом при вершине 2°5ʺ и усечением 57 мкм, коэффициентом сдвига 28,6, и коэффициентом сдвигового напряжения 0,0597. Использовали программное обеспечение от TAInstrument версии 3.03 (может быть также использована более поздняя версия). При этом использовали следующие настройки прибора: предварительный сдвиг при темпе сдвига 10 с в течение 10 секунд, последующая выдержка смеси в течение 1 минуты и последующий постепенный подъем темпа сдвига от 0,1 с до 1200 с, в течение 3 минут. Все измерения проводили при комнатной температуре 20°С.
Разбавление плотной жидкой композиции
Плотную жидкую композицию разбавляли деионизованной водой по следующему протоколу. В пластмассовом мерном стакане отвешивали 100 г композиции. Жидкость в стакане перемешивали механической мешалкой на малых оборотах (200 об/мин) во избежание образования в ней пузырьков воздуха. В процессе перемешивания в композицию добавляли 50 мл деионизованной воды. Перемешивание продолжали в течение 4 минут до получения полностью гомогенной композиции. Перед проведением измерений вязкости композиции давали отстояться 15 минут. Всю данную процедуру проводили при комнатной температуре 20°С.
Измерение давления
-3
2
Датчик давления MSR145 в сборе с водонепроницаемым мини-регистратором данных степени защиты IP67 производства MSRElectronicsGmbH, настроенным на частоту измерений 1/10 с и диапазон измерения давления (0-2000±2.5)×10 атм, вставляли в контейнер в соответствии с настоящим изобретением, наполненный жидкостью в соответствии с настоящим изобретением. После этого на контейнер надевали крышку и прочие компоненты устройства в соответствии с настоящим изобретением, и закрывали контейнер. После этого из него отпускали многократные дозы жидкости путем многократного сжатия контейнера в положении вертикально вверх дном, как правило, путем 10 последовательных сжатий полного контейнера. Сжатие контейнера проводил робот, оборудованный двухпальцевым манипулятором, коробкой управления Festosfc-dc-vc-3-e-h2-co и двигателем Festohgple-25-40-2.8-dc-vcsc-g85. Механизмы робота обеспечивали сжатие контейнера со скоростью v=20 мм/с и ускорением а=100 мм/с, по приведенному ниже протоколу (при этом относительное расстояние xt составляло 32 мм для контейнеров вместимостью 400 мл, 33 мм для контейнеров вместимостью 520 мл, 27,5 мм для контейнеров вместимостью 600 мл и 21 мм для контейнеров вместимостью 946 мл). Датчик регистрировал значения давления. Измерения проводили для устройств, имевших отношения площади впускных и регулирующих поток отверстий в широком диапазоне, а также для жидкостей с вязкостью в широком диапазоне.
Оценка эргономичности операции сжатия контейнера
Эргономичность сжатия контейнера определяли по результатам испытания нескольких вариантов устройств в соответствии с настоящим изобретением командой добровольцев. Участников испытания просили дать оценку различным устройствам по критерию удобства и легкости сжатия контейнера для выпуска из него полной дозы жидкости. Участникам были предложены устройства, имевшие различное отношение площади впускных и регулирующих поток отверстий, а также содержащие жидкости с разными вязкостными характеристиками. Результаты испытаний документировались.
Измерение расхода
-3
2
Датчик давления MSR145 в сборе с водонепроницаемым мини-регистратором данных степени защиты IP67 производства MSRElectronicsGmbH, настроенным на частоту измерений 1/10 с и диапазон измерения давления (0-2000±2.5)×10 атм, вставляли в контейнер в соответствии с настоящим изобретением, наполненный жидкостью в соответствии с настоящим изобретением. После этого на контейнер надевали крышку и прочие компоненты устройства в соответствии с настоящим изобретением, и закрывали контейнер. После этого из него отпускали многократные дозы жидкости путем многократного сжатия контейнера в положении вертикально вверх дном, как правило, путем 10 последовательных сжатий полного контейнера. Сжатие контейнера проводил робот, оборудованный двухпальцевым манипулятором, коробкой управления Festosfc-dc-vc-3-e-h2-co и двигателем Festohgple-25-40-2.8-dc-vcsc-g85. Механизмы робота обеспечивали сжатие контейнера со скоростью v=20 мм/с и ускорением а=100 мм/с, по приведенному ниже протоколу (при этом относительное расстояние xt составляло 32 мм для контейнеров вместимостью 400 мл, 33 мм для контейнеров вместимостью 520 мл, 27,5 мм для контейнеров вместимостью 600 мл и 21 мм для контейнеров вместимостью 946 мл). Датчик регистрировал значения давления. Измерения проводили для устройств, имевших отношения площади входных и регулирующих поток отверстий в широком диапазоне, а также для жидкостей с вязкостью в широком диапазоне. Регистрировали также вес каждой отпущенной дозы и время, требовавшееся для ее отпуска. Время отпуска дозы регистрировали с помощью высокоскоростной видеокамеры, с частотой съемки 300 кадров в секунду. Расход жидкости через сопло при отпуске каждой дозы рассчитывали путем деления массы дозы на время отпуска дозы.
Протокол роботизированного сжатия контейнера
Испытуемое устройство устанавливали вертикально дном вниз в манипулятор робота. Настройки скорости и ускорения проводили, как указано выше. Робот переворачивал устройство вверх дном и сжимал его до полного выпуска дозы. После этого робот переворачивал устройство обратно в вертикальное положение дном вниз и прекращал его сжимать. При этом регистрировали значения давления, массы и времени, как было объяснено выше. Данный процесс повторяли, как правило, 10 раз для каждого набора начальных условий и записывали полученные результаты.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».