ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН
PRESSURE-RELIEF VALVE

Настоящее изобретение направлено на перепускной клапан.
В частности, изобретение направлено на перепускной клапан для дозирующего устройства, которое дозирует жидкое мыло или тому подобное. В таком дозирующем устройстве, когда жидкость дозируется из контейнера, давление внутри контейнера уменьшается. Как только давление опускается ниже определенного уровня, воздух будет втягиваться через выпуск жидкости, тем самым препятствуя выпускному потоку.
Для предотвращения этого, обеспечен отдельный клапан сброса давления для обеспечения воздуха в контейнер, когда давление внутри контейнера опускается ниже определенного уровня.
Известно выполнение таких обратных клапанов из эластомерного материала со щелью. Такой клапан раскрыт в WO 00/27746. Перепускной клапан предназначен для использования с контейнером в перевернутой конфигурации. Удобно располагать перепускной клапан в колпачке контейнера, так как основная часть контейнера представляет собой простую отливку без сложных частей. Однако в перевернутой конфигурации масса жидкости оказывает воздействие на перепускной клапан, если он расположен внутри колпачка. Щелевой эластомерный клапан, следовательно, должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать это, но, одновременно, должен быть способен надежно открываться, когда давление внутри контейнера опускается ниже определенного уровня.
Настоящее изобретение имеет своей целью создание клапана сброса давления, который может правильно работать в колпачке контейнера, когда контейнер находится в перевернутой конфигурации колпачком вниз. Одновременно, клапан должен иметь простую конструкцию и подходить для массового производства.
В соответствии с настоящим изобретением, создан перепускной клапан для контейнера для жидкости, при этом клапан содержит, по существу, конический корпус, проходящий в контейнер, и сужающийся внутрь от внешней стенки контейнера, по меньшей мере, одно впускное отверстие для воздуха в, по существу, коническом корпусе; и гибкую диафрагму, проходящую над коническим корпусом, прикрепляемую на ее внешней периферии вокруг, по существу, конического корпуса и имеющую центральное отверстие, окружающее, по существу, конический корпус над впускным отверстием для воздуха так, чтобы уплотнять впускное отверстие для воздуха до тех пор, пока давление внутри контейнера не упадет ниже определенного уровня.
По существу, конический корпус с впускным отверстием для воздуха может просто представлять собой часть отливки расположенного ниже контейнера. Все, что в таком случае требуется - это гибкая диафрагма, которая может быть легко установлена на место.
Конический корпус поддерживает диафрагму, и масса жидкости в контейнере служит только для улучшения уплотнения при нормальных обстоятельствах. Благодаря расположенному ниже поддерживающему элементу, материал диафрагмы может быть выполнен очень тонким, так как самому материалу не требуется поддерживать массу жидкости без прогибания. Этот тонкий слой диафрагмы, в таком случае, является легко перемещаемым входящим воздухом, когда давление внутри контейнера опускается.
Диафрагма может уплотняться на стенке самого конического корпуса. В этом случае, если угол наклона диафрагмы меньше, чем угол наклона конического корпуса, это создает естественное смещающее усилие для удерживания диафрагмы на корпусе.
Однако, предпочтительно, цилиндрическая опора выступает вверх от конического корпуса и центральное отверстие в гибкой диафрагме плотно посажено на опору для образования уплотнения. Это образует более положительное и более легко воспроизводимое уплотнение, чем уплотнение на самом коническом корпусе.
Перепускной клапан, предпочтительно, применяется для контейнера, имеющего колпачок и бутылку, при этом контейнер имеет выпуск в колпачке и выполнен с возможностью дозирования жидкости из контейнера, когда в перевернутой конфигурации, при этом перепускной клапан расположен в колпачке.
Предпочтительно, контейнер для жидкости имеет выпускной клапан для регулирования потока жидкости из контейнера. В этом случае, гибкая диафрагма, предпочтительно, представляет собой одно целое с выпускным клапаном. Если выпускной клапан упруго смещается посредством смещающих элементов, они также, предпочтительно, представляют собой одно целое с диафрагмой и выпускным клапаном. Это упрощает конструкцию перепускного клапана, так как гибкая диафрагма может быть эффективно отлита в существующем элементе, нежели чем быть отдельным самостоятельным элементом.
Как упомянуто выше, перепускной клапан выполнен с возможностью предотвращения прохождения воздуха через выпуск для жидкости, так как это прерывает поток жидкости и не дозирует требуемую дозу. Узел перезаправляемого элемента для дозирования жидкости, выполненный с возможностью использования в перевернутой конфигурации, с выпуском на его самом нижнем конце обычно будет содержать бутылку, образующую основной корпус узла с колпачком на ее самом нижнем конце. В таком узле, является желательным разместить выпуск и перепускной клапан в колпачке. Это обеспечивает возможность образования бутылки в виде простой отливки, такой как формование с раздувом, тогда как колпачок может представлять собой более сложную отливку, содержащую некоторое количество частей. Однако, это приводит к близкому расположению перепускного клапана к выпуску, тем самым вновь включая возможность захвата входящего воздуха в выходящую жидкость и прерывая поток. Это накладывает ограничения на расположение выпуска и перепускного клапана и также означает, что диаметр колпачка должен быть достаточно большим для обеспечения надлежащего разделения между выпуском и перепускным клапаном.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, узел перезаправляемого элемента для дозирующего устройства имеет колпачок на одном конце, который, при использовании, представляет собой самый нижний конец, выпуск в колпачке с выпускным клапаном и связанным гнездом клапана для обеспечения селективного дозирования жидкости из узла, клапан сброса давления внутри колпачка для обеспечения возможности прохождения воздуха в узел, если внутреннее давление опускается ниже определенного уровня, и ограждение в виде стенки, окружающей, по меньшей мере, сторону клапана сброса давления, направленную к выпуску и проходящую до расположения выше гнезда клапана, когда узел находится в его обычной ориентации с колпачком на самом нижнем конце.
Ограждение предотвращает наличие прямого пути для входящего воздуха в выпуск для жидкости, тем самым обеспечивая возможность более близкого расположения перепускного клапана к выпускному клапану. Это обеспечивает большую гибкость расположения перепускного клапана и выпуска, и обеспечивает уменьшение размера колпачка.
Может иметь место один перепускной клапан, или могут иметь место более, чем один перепускной клапан. Если имеет место более, чем один перепускной клапан, каждый клапан сброса давления связан с ограждением в виде стенки, окружающей, по меньшей мере, сторону клапана сброса давления, направленную к выпуску и проходящую до расположения выше гнезда клапана, когда узел находится в его обычной ориентации с колпачком на самом нижнем конце.
Клапан сброса давления, предпочтительно, содержит упругий элемент, который является деформируемым, когда внутреннее давление опускается ниже определенного уровня, при этом упругий элемент прикреплен к колпачку посредством расположения между колпачком и крепежной пластиной, причем ограждение обеспечено на крепежной пластине.
Упругий элемент, предпочтительно, представляет собой одно целое с выпускным клапаном. Выпускной клапан может смещаться посредством смещающих элементов, которые также могут представлять собой одно целое с выпускным клапаном и упругим элементом.
Перепускной клапан в соответствии с настоящим изобретением теперь будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой продольное сечение через дозирующее устройство;
Фиг.2 представляет собой перспективный вид в разрезе перезаправляемого элемента, помещенного в дозирующее устройство, но еще не сцепленного, при этом перезаправляемый элемент имеет перепускной клапан, который выполнен не в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 представляет собой вид, аналогичный фиг.2, показывающий перезаправляемый элемент в промежуточном положении;
Фиг.4 представляет собой вид, аналогичный фиг.3 и 4, показывающий перезаправляемый элемент в его полностью сцепленном положении;
Фиг.5 представляет собой перспективный вид сборки колпачка перед сборкой;
Фиг.6 представляет собой перспективный вид сборки колпачка после сборки;
Фиг.7 представляет собой продольное сечение, показывающее сцепление между горловиной бутылки и сборкой колпачка;
Фиг.8 представляет собой перспективный вид колпачка с неповрежденными хрупкими элементами;
Фиг.9 представляет собой вид, аналогичный фиг.7, после удаления бутылки из колпачка;
Фиг.10 представляет собой вид, аналогичный фиг.8, после разрушения хрупких элементов;
Фиг.11 представляет собой перспективный вид с разнесением деталей колпачка второго узла перезаправляемого элемента, имеющего перепускной клапан, который выполнен в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.12 представляет собой вид, аналогичный фиг.11, показывающий собранный колпачок;
Фиг.13 представляет собой продольное сечение через клапан сброса давления второго примера; и
Фиг.14 представляет собой вид, аналогичный фиг.13, показывающий клапан сброса давления в открытой конфигурации для обеспечения потока воздуха.
Дозирующее устройство представляет собой бесконтактное дозирующее устройство, которое, в общем смысле, подходит для домашнего использования. Дозирующее устройство, главным образом, предназначено для дозирования жидкого мыла, но также может использоваться для дозирования других жидких или полужидких продуктов (в идеале с вязкостью больше, чем у воды), таких как крем для рук, лосьон для тела, увлажняющее вещество, крем для лица, шампунь, гель для душа, пенящееся средство для мытья рук, крем для бритья, жидкость для умывания, зубная паста или дезинфицирующее вещество, такое как спиртовой гель.
Дозирующее устройство содержит две главные части, а именно, перезаправляемый элемент 1 и узел 2 основания. Перезаправляемый элемент 1 обеспечивает емкость с жидкостью, подлежащей дозированию, и установлен на узле 2 основания, как изложено ниже.
Основание имеет средство 3 взаимодействия, в которое жидкость дозируется из узла перезаправляемого элемента. Средство 3 взаимодействия находится во взаимодействии текучей среды с дозирующей трубкой 4. Насос 5 является селективно приводящимся в действие для подачи отмеренной дозы жидкости по дозирующей трубке 4 и из дозирующей головки 6.
Основание имеет инфракрасный передатчик 7А, который передает инфракрасный луч через окно 8 на принимающее устройство 7В для распознавания присутствия рук пользователя около дозирующего устройства. Схема управления реагирует на сигнал от датчика приближения для приведения в действие насоса. Показанный датчик представляет собой датчик прерывания луча, но также может представлять собой рефлекторный датчик. Хотя показан инфракрасный датчик, любой известный датчик приближения, такой как емкостный датчик, может использоваться. Устройство может быть питающимся от электросети или питающимся от батарей. В качестве альтернативы, оно может представлять собой устройство ручного насоса, в котором пользователь нажимает рычаг для перемещения продукта.
Средство взаимодействия между перезаправляемым элементом 1 и узлом 2 основания теперь будет более подробно описано со ссылкой на фиг.2-10.
Узел 2 основания содержит кожух 10, который образует чашеобразный корпус, окружающий значительную часть перезаправляемого элемента для его защиты и поддерживания. Пробка 11 выступает через основание кожуха 10 и уплотнена относительно кожуха 10 посредством кольцевого уплотнения 12. Пробка имеет множество зубцов 13 на ее верхней поверхности. Второе кольцевое уплотнение 14 окружает пробку 11 ниже зубцов 13.
Перезаправляемый элемент 1 содержит бутылку 20, к которой прикреплен колпачок 21. Бутылка 20 имеет горловину 22, которая насажена на и уплотняется кольцевым фланцем 23 в колпачке 21. Колпачок 21 имеет отходящую вверх юбку 24 (когда с перевернутой ориентацией, показанной на чертежах), которая образует внешнюю поверхность колпачка. Работающий внутри относительно юбки 24, следующий элемент колпачка представляет собой внешнюю кольцевую стенку 25, которая, в общем смысле, является соосной с юбкой 24.
Это подробно показано на фиг.5-10.
Внешняя кольцевая стенка 25 состоит из пары удерживающих элементов 26 и пары поддерживающих элементов 27, которые чередуются друг с другом и каждый проходит, приблизительно, на четверть круга, как показано на фиг.5, 6, 8 и 10. Профиль поддерживающих элементов 27 показан на фиг.2. Эти элементы отходят непосредственно вверх от нижней стенки колпачка, расположены параллельно на сторонах и имеют наклонную верхнюю поверхность 28. Профиль удерживающих элементов 26 показан на фиг.7 и 9. В отличие от поддерживающих элементов 27, они не прикреплены к стенке колпачка. Взамен, они прикреплены на каждом конце к поддерживающим элементам 27 посредством хрупких элементов 29, как наилучшим образом показано на фиг.6 и 8. Удерживающие элементы 26 расположены параллельно на сторонах и имеют наклонную верхнюю поверхность 35, как показано на фиг.7 и 9.
Как показано на фиг.7 и 9, горловина 22 бутылки имеет наклонную внешнюю поверхность 36, которая является соответствующей наклонным поверхностям 28 и 35 кольцевой стенки 25. За наклонной внешней поверхностью 36 расположен выступ 37, который направлен к основному корпусу бутылки 20. Эта наклонная внешняя поверхность 36 и выступ 37 имеются только около удерживающих элементов 26, а не около поддерживающих элементов 27. Рядом с поддерживающими элементами 27, горловина 22 имеет конфигурацию с параллельными сторонами, как показано на фиг.2.
Для вставки бутылки 20 в колпачок 21, бутылка 20 толкается вниз, причем ее горловина насаживается на кольцевой фланец 23. Наклонная внешняя поверхность 36 бутылки взаимодействует с наклонными поверхностями 28, 35 для смещения удерживающих элементов 26 радиально наружу до тех пор, пока выступ 37 не защелкнется на место за удерживающими элементами 26, как показано на фиг.7. Когда бутылка 20 вытягивается из колпачка 21, выступы 37 упираются в удерживающие элементы 26, тем самым разрушая хрупкие элементы 29, таким образом, удерживающие элементы 26 становятся отсоединенными от колпачка 21, как показано на фиг.9 и 10. Как только это произошло, больше не является возможным удерживать колпачок на бутылке, тем самым предотвращая последующее использование перезаправляемого элемента 1.
Следует отметить, что не является необходимым для обоих удерживающих элементов 26 становиться полностью отсоединенными от крышки. Является возможным, что только один из них становится отсоединенным, или что один или оба просто смещаются в положение, в котором они больше не могут сцепляться с горловиной бутылки.
Возвращаясь к фиг.2-4, теперь будут описаны выпуск для жидкости и связанный клапан.
Выпуск для жидкости из емкости обеспечен посредством кольцевой стенки 30, окружающей центральное отверстие 31. В верхней части кольцевой стенки 30 имеется наклонная поверхность 32 (см. фиг.4), которая обеспечивает гнездо клапана для элемента 33 выпускного клапана. Он показан в виде U-образного, чашеобразного элемента, но, в равной мере, может быть сплошным элементом или полым шарообразным элементом. Элемент 33 выпускного клапана смещается в его закрытое положение посредством множества смещающих элементов 34. Они прикреплены на их верхнем конце к верхней части элемента 33 клапана и прикреплены на их нижних концах в месте радиально снаружи относительно кольцевой стенки 30 и ниже верхней части кольцевой стенки 30. Они, предпочтительно, выполнены в виде одного целого с элементом 33 клапана.
Как показано на фиг.2-4, когда перезаправляемый элемент 1 опускается в узел 2 основания, пробка 11 сцепляется с нижней поверхностью элемента 33 клапана, как показано на фиг.3. Дальнейшее перемещение вниз перезаправляемого элемента заставляет элемент 33 клапана подниматься из его гнезда и также приводит уплотнительное кольцо 14 во взаимодействие с уплотнением с кольцевой стенкой 30. Элемент 33 клапана поднимается в положение, показанное на фиг.4. В этом положении, жидкость в бутылке 20 может протекать вокруг смещающих элементов 34 и проходить в пробку через зубцы 13 и, следовательно, протекать в узел 2 основания. Предотвращена утечка жидкости между пробкой 11 и кольцевой стенкой 30 посредством кольцевого уплотнения 14. Эта конструкция предлагает простой и чистый способ вставки потребителем перезаправляемого элемента независимо от уровня заполнения перезаправляемого элемента.
Для снятия перезаправляемого элемента, потребитель поднимает его от основания, при этом смещающие элементы 34 заставляют элемент 33 клапана возвращаться в гнездо 32. Во время этого перемещения, уплотнение между пробкой 11 и кольцевой стенкой 30 сохраняется посредством кольцевого уплотнения 14. Израсходованный перезаправляемый элемент затем заменяется новым, следуя по вышеописанной процедуре.
Колпачок обеспечен с парой клапанов 40 сброса давления. Каждый образован кольцевой бобышкой 41, выполненной в виде одного целого с колпачком 21. Элемент 42 клапана сброса давления расположен на верхней части кольцевой бобышки 41 и смещается на место посредством пары смещающих элементов 43 (как показано, например, на фиг.5). Смещающее усилие является таким, что при нормальных условиях, элемент 42 клапана сброса давления образует воздухонепроницаемое уплотнение на бобышке 41. Однако, когда давление внутри бутылки 20 опускается ниже определенного уровня, перепад давления на элементе 42 перепускного клапана является достаточным для преодоления усилия, оказываемого смещающими элементами 43 и для обеспечения воздуха в бутылку 20. Это уменьшает перепад давления, тем самым восстанавливая воздухонепроницаемое уплотнение без утечки текучей среды.
Каждый клапан 40 сброса давления окружен кольцевым барьером 44, который проходит в осевом направлении до уровня в осевом направлении выше уровня верхней части кольцевой стенки 30. Таким образом, когда элемент 33 клапана открыт, какой-либо воздух, проходящий в перепускной клапан 40, не будет становиться захваченным в выходящий поток жидкости. В действительности, это означает, что перепускной клапан может быть расположен ближе к выпуску, тем самым приводя к более компактному колпачку. Хотя показаны два перепускных клапана, один клапан или более, чем два клапана, могут быть предусмотрены, если требуется.
Способ, посредством которого собран колпачок, показан на фиг.5 и 6.
Сборка представляет собой конструкцию из трех элементов, состоящую из колпачка 21, пластины 45 клапана и крепежной пластины 46. Колпачок имеет некоторое количество литых элементов, включающих кольцевой фланец 23, кольцевую стенку 25 и кольцевые бобышки 41. Дополнительно, колпачок 21 имеет множество крепежных опор 47.
Пластина 45 клапана представляет собой эластомерный материал и выполнена в виде одного целого с элементом 33 клапана, смещающими элементами 34, элементом 42 перепускного клапана и смещающими элементами 43. Пластина клапана имеет множество установочных отверстий 48, которые соответствуют крепежным опорам 47.
Крепежная пластина 46 выполнена из твердого пластикового материала и выполнена в виде одного целого с кольцевым барьером 44. Как и в случае пластины 45 клапана, крепежная пластина 46 также обеспечена с множеством установочных отверстий 49, которые соответствуют крепежным опорам 47.
Для сборки колпачка, три элемента размещаются поверх друг друга, как показано на фиг.6, причем крепежные опоры проходят в установочные отверстия для обеспечения того, что элементы надлежащим образом выровнены. Тепло или адгезив затем применяется к верхней части крепежных опор 47 для прикрепления крепежных опор к крепежной пластине 46. Эластомерная пластина 45 клапана, таким образом, располагается между колпачком 21 и крепежной пластиной 46, которая удерживает элементы 33 и 42 клапана на месте.
Второй пример колпачка для узла перезаправляемого элемента теперь будет описан со ссылкой на фиг.11-14.
Конструкция элемента 33 выпускного клапана во втором примере, по существу, является такой же, как и в первом примере, и не будет описана снова относительно второго примера.
Как можно видеть на фиг.11, колпачок 21 отлит в виде одного целого с некоторым количеством элементов, таких как кольцевые стенки 25 и 30 и коническая часть 50 клапана сброса давления, который будет описан ниже. Упругий край 53 (описанный более подробно ниже) для клапана сброса давления обеспечен отлитым в виде одного целого с пластиной 45 клапана. Крепежная пластина 46 также обеспечена защитным элементом 57 для перепускного клапана. Он является эквивалентным барьеру 44 на фиг.2, но только проходит вокруг стороны перепускного клапана, направленной к элементу 33 выпускного клапана. Барьер 44 и защитный элемент 57 могли бы использоваться взаимозаменяемо в двух примерах.
Сборка колпачка собирается тем же способом, что и в первом примере.
Клапан 60 сброса давления показан на фиг.13 и 14.
Клапан имеет коническую часть 50, которая представляет собой нераздельную часть колпачка 21, как упомянуто выше. Вверху конической части 50 имеется цилиндрическая опора 61. Упругий край 53, по существу, представляет собой полый, имеющий форму усеченного конуса выступ пластины 52 клапана из упругого материала, который проходит вдоль конической части 50, от которой он незначительно отклоняется, и имеет плотную посадку относительно опоры 61. По меньшей мере, один впуск 62 для воздуха (также показан на фиг.11) проходит через стенку конической части 50 и при нормальных условиях закрыт упругим краем 53, как показано на фиг.11. Когда давление в бутылке 20 падает, по мере того, как жидкость расходуется, перепад давления на упругом крае 53 будет в итоге становиться достаточным для смещения края 53 до достаточной степени для обеспечения воздуха А в бутылку 20, как показано стрелками на фиг.8. Следует отметить, что степень, до которой упругий край 53 поднимается от конического элемента 50, была преувеличена на фиг.8 и что, в действительности, это будет почти незаметным.
Вместо уплотнения на опоре, упругий край 53 может уплотняться на конической части 50. В этом случае, край не будет отклоняться от конической части, как показано. Взамен, он, фактически, имел бы угол наклона меньше, чем угол конической части 50 для того, чтобы естественным образом смещаться на коническую часть.