АКТИВИРУЕМЫЙ ОДНИМ ПОВОРОТОМ МЕХАНИЗМ НАСОСА ДЛЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОГО РАСПЫЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ
PUMP-ACTIVATED MECHANISM FOR PROLONGED SPRAYING OF AEROSOL

Область техники
Настоящее изобретение относится к распылителям, в частности к распылителям аэрозоля продолжительного распыления, которые активируются механическим способом и находятся под давлением посредством нехимических средств.
Уровень техники
Распылители аэрозолей, приводимые в действие химическим способом и с помощью механического привода, использовались в течение многих лет и по-прежнему являются популярными ввиду их удобства. Однако аэрозольные распылители, в которых используют химический газ-вытеснитель, подлежат усиленной проверке, и в отношении их вводятся ограничения вследствие их неблагоприятного воздействия на окружающую среду, а также опасностей, связанных с их обработкой и вопросами защиты. Кроме того, традиционные нехимические механические распылители аэрозолей, как правило, невыгодно отличаются от аэрозолей, приводимых в действие химическим способом, потому, что они являются большими и обычно требуют выполнения большого количества этапов в процессе своей эксплуатации, что делает их сложными в использовании, особенно для людей, страдающих болезнями или нарушениями, такими как артрит. Также для их изготовления необходимо использование большого количества частей и большого количества материала, что при увеличении стоимости энергоресурсов делает их производство чрезмерно дорогим. Данное обстоятельство, в свою очередь, делает их слишком дорогостоящими для использования в качестве потребительских товаров в диапазоне низких цен. Кроме того, существует общее нежелание переходить от аэрозольных систем, приводимых в действие сжатым газом-вытеснителем и содержащим мешок в металлической таре или поршень в устройствах с металлической тарой.
Некоторые аэрозольные устройства с механическим приводом содержат накопительные камеры, при использовании которых требуется выполнение этапа, на котором сначала получают дозированное количество продукта, который затем переносится в силовую камеру, в которой создается давление для распыления продукта в течение определенного промежутка времени. Такие типы устройств не относятся к энергоэффективным и с течением времени и/или в процессе использования их эффективность снижается, кроме того, они являются слишком дорогостоящими вследствие своей необычный материальной структуры и динамического характера для использования в диапазоне желательных продуктов, в котором в настоящее время используются пальцевые насосы или клапанные упаковки аэрозоля, подаваемого химическим способом. Устройства с мешком в металлической таре представляют собой сложные системы, которые не обладают всеми признаками для подачи аэрозоля химическим способом.
В качестве примера Патенты США №№4387833 и 4423829 демонстрируют некоторые из указанных в приведенном выше описании недостатков.
В Патенте США №4147280, принадлежащем Spatz, необходимо использование двойных отдельных спиралей и крышки для выполнения необычной манипуляции для подачи продукта в виде аэрозоля. В Патентах США №№4167041, 4174052, 4174055 и 4222500, принадлежащих Сарга и др., №4872595, принадлежащий Ham met и др., №5183185, принадлежащем Hutcheson и др. и №6708852, принадлежащем Blake, используются накопительные камеры. Кроме того, в патенте Blake необходимо совершить множество действий для осуществления установки.
К заявке №2015141962, выделенной из заявки РФ №2014139943 Также, к информационным источникам относятся другие патенты США №№4423829 и 4387833, которые могут представлять интерес. Все они имеют недостатки, заключающиеся в затратах на коммерческую приемлемость и обоснованность в случае массового крупномасштабного производства в существующих рыночных условиях.
Несмотря на предпринимаемые усилия по созданию устройств, описанных в представленных выше патентах, по-прежнему остается необходимость в более удобном для использования, менее дорогом и компактном механизме продолжительного распыления аэрозоля, приводимым в действие механическим способом, который выполняет распыление продукта аналогично широко используемым распылителям, приводимым в действие химическим способом. В частности, было бы желательно обеспечить приводимую в действие одним поворотом насосную систему продолжительной подачи аэрозоля, у которой отсутствуют недостатки, выявленные в традиционных аэрозольных распылителях, приводимых в действие химическим или механическим способом.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение представляет собой распылитель продолжительного распыления, работа которого, среди множества особенностей, не зависит от использования химических газов-вытеснителей, и в котором отсутствует необходимость использования камеры наполнения, используемой в традиционных аэрозольных распылителях с механическим приводом, который снижает количество этапов, необходимых для управления традиционными системами подачи, который близок по удобству к распылительным системам, приводимым в действие химическим способом, и/или который имеет размер, сопоставимый с размером традиционных приводимых в действие пальцем и спусковым механизмом насосов.
Механически приводимый в действие распылитель согласно настоящему изобретению обеспечивает горловину или горлышко с захватываемой частью (частями), в том числе для продуктов, для распыления которых в настоящее время используют пальцевые насосы, и имеет большое количество частей по сравнению с количеством частей в одноходовых насосах. Кроме того, он обеспечивает более продолжительное распыление, чем традиционные механически приводимые в действие распылители.
Распылитель продолжительного распыления согласно настоящему изобретению содержит силовой узел, который может быть прикреплен к контейнеру продукта для получения продолжительного выпуска продукта при одном повороте или частичном повороте привода для сжатия продукта и подготовки его к распылению. Силовой узел может быть использован с различными средствами аккумулирования энергии, такими как пружины, газы или упругие материалы, для приложения давления к продукту, который необходимо распылить, при повороте привода.
Силовой узел содержит вращающуюся втулку привода, соединенную через приводные средства с поршнем таким образом, что поворот втулки привода вызывает возвратно-поступательное движение поршня в первом направлении для всасывания продукта из контейнера и в насосную камеру. Возвратно-поступательное движение поршня в первом направлении аккумулирует энергию в средствах аккумулирования энергии, которые действуют на поршень для смещения его во втором направлении, противоположном первому направлению, для сжатия продукта в насосной камере. Золотниковый клапан имеет нормально закрытое положение, в котором выпуск продукта из насосной камеры заблокирован, и открытое положение, в котором обеспечен выпуск продукта. Возвратно-поступательный привод соединен с золотниковым клапаном для перемещения его в открытое положение при нажатии привода. По мере опустошения продукта в насосной камере средства аккумулирования энергии толкают поршень назад в исходное положение для подготовки его к другому циклу распыления. Выпускной механизм, присоединенный в приводных средствах, также приводится в действие нажатием привода для выведения из зацепления приводных средств таким образом, что перемещение поршня во втором направлении не вызывает перемещение втулки привода.
Приводные средства содержат диск зацепления, соединенный для совершения поворота в результате поворота втулки привода, ходовой винт, соединенный с диском зацепления через зацепляемые зубья зубчатого колеса таким образом, что ходовой винт поворачивается диском зацепления, и корпус поршня, соединенный для совершения возвратно-поступательного движения при повороте ходового винта. Поршень, удерживается корпусом поршня для совершения возвратно-поступательного движения в цилиндрическом стакане, и цилиндрический стакан определяет насосную камеру.
Выпускной механизм содержит диск зацепления, зацепляемые зубья зубчатого колеса между диском зацепления и ходовым винтом и привод. При нажатии привода он перемещает диск зацепления в направлении от ходового винта и выводит из зацепления зубья зубчатого колеса.
Зацепляемая винтовая резьба между ходовым винтом и корпусом поршня и осевые канавки и шпонки между внешней поверхностью корпуса поршня и цилиндрическим стаканом, вызывают возвратно-поступательное движение корпуса поршня и поршня из первого исходного положения во второе положение для всасывания продукта из контейнера в насосную камеру при повороте втулки привода. Это движение поршня также приводит к накоплению энергии в средствах аккумулирования энергии, которые оказывают давление на продукт, втянутый в насосную камеру. В конкретном примере, раскрытом в настоящем описании, полный заряд продукта, который необходимо распылить, может быть втянут в насосную камеру путем поворота втулки привода только приблизительно на 360°, но при необходимости система может быть разработана для получения полного заряда продукта, который необходимо распылить, при повороте втулки привода на меньший угол или, при необходимости, на больший угол. Кроме того, втулка привода может быть повернута меньше, чем на полный поворот для получения меньшего, чем полный заряд подлежащего распылению продукта.
Элемент аккумулирования энергии содержит пружину в форме распылителя и его компонентов, раскрытых в настоящем описании, однако в качестве альтернативы он может содержать пневматический или упругий компонент и способы, раскрытые в одновременно рассматриваемых заявках с серийными номерами 11/702,734 и 12/218,295, поданными 6 февраля 2007 года и 14 июля 2008 года, соответственно, содержание которых полностью включено в настоящее описание посредством ссылки. Независимо оттого, какой тип устройства (устройств) аккумулирования энергии используется, его предпочтительно предварительно нагружать или предварительно сжимать, когда поршень находится в своем исходном положении в котором на продукт в насосной камере оказывается соответствующее давление для получения подходящего выпуска продукта, когда поршень находится в исходном положении или близко к его исходному положению.
Механизмы с механическим приводом согласно настоящему изобретению обеспечивают потребителю возможность выполнения одного поворота втулки привода и нажатия на распылительный привод для получения продолжительного выпуска продукта, который необходимо разбрызгать или распылить. Кроме того, после всасывания продукта в насосную камеру распылитель может быть приведен в действие для распыления продукта в любой ориентации распылителя. Кроме того, механизм, представленный в настоящем описании, может быть использован с намного меньшими горлышками, и отношение диаметров поршня к цилиндру предусматривает более легкое приведение в действие с применением намного меньшего усилия. Эти силы состоят только из трения, которое встречается в сопряжении ходового винта и корпуса поршня и между корпусом поршня и цилиндрическим стаканом при движении поршня по его предопределенной траектории.
В распылителе согласно настоящему изобретению выпускной механизм предотвращает «обратный поворот» втулки привода, который иначе возник бы при обратном движения поршня под действием движущей силы средств аккумулирования энергии в течение цикла распыления.
Такие новые механизмы могут быть использованы совместно со стандартными распылительными приводами или приводами, представленными, например, в патентах №№6,609,666 В1 и 6,543,703 В2.
Краткое описание чертежей
Указанные в приведенном выше описании, а также другие объекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из представленного ниже подробного описания при совместном рассмотрении его с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают подобные части на всех видах и на которых:
на фиг. 1 показана фронтальная проекция в вертикальном положении распылителя, представленного в настоящем описании;
на фиг. 2 показан немного увеличенный продольный разрез, выполненный по линии 2-2 на фиг. 1, показывающий насос и устройство аккумулирования энергии в сжатом заправленном положении, готовые к распылению продукта;
на фиг. 3 показан более увеличенный местный вид в разрезе механизма на фиг. 2;
на фиг. 4 представлен увеличенный разрез, подобный разрезу на фиг. 3, но показывающий механизм с нажатым приводом и открытым золотниковым клапаном для распыления продукта, при этом поршень возвращен в его исходное положение;
на фиг. 5 показан местный увеличенный вид в разрезе, выполненный по линии 5-5 на фиг. 4, показывающий зацепление частей между втулкой привода и головкой привода, которое вызывает поворот головки привода при повороте втулки привода;
на фиг. 6 представлена покомпонентная изометрическая проекция распылителя, изображенного на фиг. 1-5;
на фиг. 7 показан вид сбоку в вертикальном положении крышки контейнера, используемой в сборке, изображенной на фиг. 1-5;
на фиг. 8 показан вид в разрезе, выполненный по линии 8-8 на фиг. 7;
на фиг. 9 показана изометрическая проекция сверху крышки контейнера, изображенной на фиг. 7;
на фиг. 10 показана изометрическая проекция снизу крышки контейнера;
на фиг. 11 показан вид сбоку в вертикальном положении цилиндрического стакана поршня, используемого в механизме, изображенном на фиг. 1-5;
на фиг. 12 показан вид в разрезе, выполненный по линии 12-12 на фиг. 11;
на фиг. 13 показан вид с боку цилиндрического стакана поршня с направлением взгляда по стрелке 13 на фиг. 11;
на фиг. 14 показан вид сбоку в вертикальном положении корпуса поршня, используемого в механизме, описанном в настоящем описании;
на фиг. 15 представлен вид с сбоку корпуса поршня с направлением взгляда по стрелке 15 на фиг. 14;
на фиг. 16 представлен вид в разрезе, выполненном по линии 16-16 на фиг. 14;
на фиг. 17 показан вид сбоку в вертикальном положении ходового винта, используемого в механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 18 показан вид сбоку ходового винта с направлением взгляда по стрелке 18 на фиг. 17;
на фиг. 19 показан вид сбоку ходового винта с направлением взгляда по стрелке 19 на фиг. 17;
на фиг. 20 показан продольный разрез, выполненный по линии 20-20 на фиг. 17;.
на фиг. 21 представлен вид сверху в изометрической проекции ходового винта;
на фиг. 22 показан увеличенный вид сбоку поршня в вертикальном положении, используемого в механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 23 показан вид в разрезе, выполненном по линии 23-23 на фиг. 22;
на фиг. 24 представлен вид сверху в изометрической проекции поршня;
на фиг. 25 показан вид сбоку в вертикальном положении золотникового клапана, используемого в механизме согласно настоящему изобретению.
на фиг. 26 показан вид сбоку золотникового клапана с направлением взгляда по стрелке 26 на фиг. 25;
на фиг. 27 показан вид в разрезе, выполненный по линии 27-27 на фиг. 26;
на фиг. 28 показан вид в разрезе, выполненный по линии 28-28 на фиг. 26;
на фиг. 29 показан вид снизу в изометрической проекции золотникового клапана;
на фиг. 30 показан вид сверху в изометрической проекции золотникового клапана;
на фиг. 31 показан вид сбоку в вертикальном положении втулки привода, используемой в механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 32 показан вид сбоку втулки привода при направлении взгляда по стрелке 32 на фиг. 3 1;
на фиг. 33 показан вид в разрезе, выполненном по линии 33-33 на фиг. 32;
на фиг. 34 показан вид сверху сзади в изометрической проекции втулки привода;
на фиг. 35 показана увеличенный вид снизу в изометрической проекции втулки привода;
на фиг. 36 показан вид сбоку в вертикальном положении головки привода, используемой в механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 37 показан вид сбоку головки привода при направлении взгляда по стрелке 36 на фиг. 35;
на фиг. 38 показан вид в разрезе, выполненном по линии 38-38 на фиг. 37;
на фиг. 39 показан вид в разрезе, выполненном по линии 39-39 на фиг. 37;
на фиг. 40 показан увеличенный вид сверху в изометрической проекции головки привода;
на фиг. 41 показан вид сбоку в вертикальном положении диска зацепления, используемого в выпускном механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 42 показан вид в продольном разрезе, выполненный по линии 42-42 на фиг. 41;
на фиг. 43 показан вид сверху в изометрической проекции диска зацепления;
на фиг. 44 показан вид снизу в изометрической проекции диска зацепления;
на фиг. 45 показан вид сбоку в вертикальном положении привода, используемого в механизме согласно настоящему изобретению;
на фиг. 46 показан вид в продольном разрезе привода;
на фиг. 47 показан вид снизу в изометрической проекции привода;
на фиг. 48 показан местный продольный вид в разрезе механизма в неподвижном состоянии до поворота втулки привода для всасывания продукта в насосную камеру и аккумулирования энергии в устройстве аккумулирования энергии, то есть в показанном варианте реализации до сжатия силовой пружины;
на фиг. 49 показан местный вид в разрезе механизма в состоянии, в котором втулка привода частично повернута приблизительно на одну восьмую полного оборота;
на фиг. 50 показан местный вид в разрезе механизма в состоянии, в котором втулка привода повернута приблизительно на одну четвертую от полного оборота;
на фиг. 51 показан местный вид в разрезе механизма в состоянии, в котором втулка привода повернута приблизительно на три восьмых от полного оборота;
на фиг. 52 показан местный вид в разрезе механизма в состоянии, в котором втулка привода повернута приблизительно на половину от полного оборота;
на фиг. 53 показан местный вид в разрезе механизма в состоянии, в котором механизм полностью заряжен и готов для распыления продукта;
на фиг. 54 представлен увеличенный местный вид в разрезе механизма на фиг. 53, показанный с частично нажатым приводом для выведения из зацепления диска зацепления, но с золотниковым клапаном, по-прежнему расположенным в герметичном положении;
на фиг. 55 показан увеличенный местный вид в разрезе механизма с полностью нажатым приводом для перемещения золотникового клапана в неуплотненное положение так, чтобы продукт мог протекать из насосной камеры наружу через выходное сопло;
на фиг. 56 представлен увеличенный местный вид в разрезе механизма с продуктом, высвобожденным из напорной камеры, поршень возвращен в свое исходное положение, и золотниковый клапан вновь возвращен в уплотненное положение, при этом золотниковый клапан остается выведенным из зацепления;
на фиг. 57 показан увеличенный местный вид в разрезе механизма с возвращенными в свое исходное положение приводом, поршнем и золотниковым клапаном, и ведущее зубчатое колесо, снова введенное в зацепление, готового для другого цикла распыления;
на фиг. 58 показан вид спереди в вертикальном положении модифицированного распылителя согласно настоящему изобретению, в котором втулка привода имеет амортизирующую втулку, выполненную многослойным литьем, и проходит вниз на значительное расстояние относительно верхнего конца контейнера;
на фиг. 59 показан продольный разрез, выполненный по линии 59-59 на фиг. 58;.
на фиг. 60 представлен увеличенный местный вид в разрезе распылителя с фиг. 58 и 59, показывающий систему полностью в заряженном положении, готовом для распыления продукта;
на фиг. 61 показан вид, подобный виду на фиг. 60, но с нажатым приводом и открытым золотниковым клапаном для выпуска продукта из насосной камеры, и показывающий, что поршень возвращен в свое исходное положение;
на фиг. 62 представлен увеличенный местный вид в разрезе, выполненном по линии 62-62 на фиг. 61, показывающий части, введенные в зацепление между втулкой привода и головкой привода;
на фиг. 63 представлен покомпонентный вид в изометрической проекции сборки распылителя с фиг. 58-62;
на фиг. 64 представлен вид сбоку в вертикальном положении усовершенствованной втулки привода, используемой в сборке на фиг. 58-62;.
на фиг. 65 представлен вид сзади в вертикальном положении втулки привода;
на фиг. 66 показан вид сверху сзади изометрической проекции втулки привода;.
на фиг. 67 показан вид в разрезе, выполненном по линии 67-67 на фиг. 65;.
на фиг. 68 представлен вид с нижнего торца втулки привода при направлении взгляда по стрелке 68 на фиг. 64;
на фиг. 69 показана значительно увеличенный вид снизу в изометрической проекции втулки привода с фиг. 64-68;
на фиг. 70 изображен вид сбоку в вертикальном положении головки привода, используемой в сборке на фиг. 58-62.
на фиг. 71 показан вид сбоку верхней части головки привода при направлении взгляда по стрелке 71 на фиг. 70;
на фиг. 72 изображен продольный вид в разрезе, выполненный по линии 72-72 на фиг. 71;
на фиг. 73 изображен продольный вид в разрезе, выполненный по линии 73-73 на фиг. 71;
на фиг. 74 изображен вид сверху в изометрической проекции головки привода;
на фиг. 75 изображен вид снизу в изометрической проекции головки привода;
на фиг. 76 показан вид сбоку в вертикальном положении привода, используемого в сборке на фиг. 58-62;
на фиг. 77 изображен вид сбоку привода в вертикальном положении;
на фиг. 78 изображен вид в разрезе, выполненном по линии 78-78 на фиг. 77;
на фиг. 79 показан вид сверху сзади в изометрической проекции привода;
на фиг. 80 показан вид сверху спереди в изометрической проекции привода;
на фиг. 81 показан вид снизу в изометрической проекции привода;
на фиг. 82 показан вид сбоку в вертикальном положении крышки цилиндра, используемого в варианте реализации настоящего изобретения на фиг. 58-62;
на фиг. 83 изображен вид в продольном разрезе, выполненный по линии 83-83 на фиг. 82;
на фиг. 84 показан вид сверху в изометрической проекции крышки цилиндра;
на фиг. 85 показан вид снизу в изометрической проекции крышки цилиндра;.
на фиг. 86 представлен вид сверху в изометрической проекции альтернативной формы ходового винта, который может быть использован в любом варианте согласно настоящему изобретению, раскрытом в данном описании;
на фиг. 87 показан вид сбоку в вертикальном положении ходового винта с фиг. 86;
на фиг. 88 представлен вид в продольном разрезе, выполненном по линии 88-88 на фиг. 87;
на фиг. 89 показан увеличенный местный вид в продольном разрезе такой формы механизма, включающего усовершенствованный ходовой винт с фиг. 86, показанного в исходном положении до приведения его в действие для всасывания продукта в насосную камеру;
на фиг. 90 изображен вид, подобный виду на фиг. 89, но показывающий втулку привода частично повернутой и корпус поршня и поршень частично перемещенные из их исходного положения для втягивания продукта в насосную камеру;
на фиг. 91 изображен вид, подобный виду на фиг. 90, но показывающий втулку привода повернутой приблизительно на четверть оборота и корпус поршня и поршень перемещенные дальше по направлению для всасывания продукта в насосную камеру;
на фиг. 92 изображен вид, подобный виду на фиг. 91, но показывающий втулку привода повернутой примерно на три восьмых от полного оборота;
на фиг. 93 представлен вид, подобный виду на фиг. 92, но показывающий, что втулка привода повернута почти на половину полного оборота и насосная камера почти полностью наполнена;
на фиг. 94 представлен вид в продольном разрезе, подобный разрезу на фиг. 48, но показывающий механизм полностью загруженным и в состоянии готовности распылять продукт;
на фиг. 95 показан вид, подобный виду на фиг. 94, но показывающий привод частично нажатым для перемещения диска зацепления, чтобы вывести его из зацепления с ходовым винтом;
на фиг. 96 изображен вид, подобный виду на фиг. 95, но показывающий привод полностью нажатым для открытия золотникового клапана для обеспечения перемещения поршня силовой пружиной для распыления продукта из насосной камеры;
на фиг. 97 показан вид, подобный виду на фиг. 96, но показывающий, что привод возвращен в свое исходное положение достаточно для закрытия золотникового клапана, но при этом диск зацепления по-прежнему выведен из зацепления с ходовым винтом;
Подробное описание
Первый предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения обозначен в целом ссылочным номером 10 на фиг. 1-57. В этом варианте реализации силовой узел 11, содержащий насосный механизм 12 и приводной механизм 13, присоединен к верхнему концу контейнера С для нагнетания и распыления продукта из контейнера.
Насосный механизм 12 содержит трубчатый поршень 20, удерживаемый цилиндрическим корпусом 30 поршня, для возвратно-поступательного движения поршня в насосной камере 40 в нижнем конце цилиндрического стакана 50, прикрепленного к крышке 60 контейнера, которая прикреплена к верхнему концу контейнера С.Нижний конец цилиндрического стакана 50 содержит однолинейный шаровой обратный клапан 150, соединенный с погружной трубкой 151 для обеспечения возможности протекания продукта от погружной трубки в насосную камеру, но для предотвращения противотока от насосной камеры в погружную трубку.
Согласно фиг. 3-5 и 7-13 верхний конец корпуса 30 поршня размещен с возможностью скольжения в первой цилиндрической стенке 61, проходящей вверх от внутренней границы первой кольцевой стенки 62 на крышке 60 контейнера, а верхний конец цилиндрического стакана 50 соединен посредством резьбы со второй цилиндрической стенкой 63, отходящий от внешней границы кольцевой стенки 62. Третья цилиндрическая стенка 64, отходящая от внешней границы второй кольцевой стенки 65, вертикально сдвинутой и в радиальном направлении удаленной наружу от первой кольцевой стенки, посредством резьбы присоединена к верхнему концу контейнера для крепления крышки контейнера к контейнеру. Радиально изогнутый внутрь выступ 66 на верхнем конце первой цилиндрической стенки 61 проходит внутрь по верхнему концу корпуса поршня для обеспечения возможности удержания его установленным на крышке контейнера, и удерживающий выступ 67 втулки привода проходит наружу от верхней части крышки контейнера над проходящей вниз цилиндрической стенкой 64 для взаимодействия со стопорными средствами на втулке привода для удержания его установленным на крышке контейнера согласно приведенному ниже описанию. Внешняя юбка 68 проходит вниз от внешней кромки кольцевой стенки 65 и удалена наружу по отношению к проходящей вниз стенке 64. Наружная поверхность юбки выполнена по существу заподлицо с наружной поверхностью контейнера и обеспечивает гладкую внешнюю поверхность распылителя. Газоотводная прокладка 160 зажата между второй кольцевой стенкой 65 крышки контейнера и верхним концом контейнера для отвода газов из контейнера по мере расходования из него продукта.
Корпус поршня и поршень приводятся в возвратно-поступательное движение ходовым винтом 70, соосно проходящим в корпусе поршня. Согласно фиг. 18-21 ходовой винт имеет сквозное осевое отверстие 71, кольцевой выступ 72, проходящий радиально наружу и расположенный на его верхнем конце, а также кольцо с зубьями 73 зубчатого колеса на нижней стороне выступа. Трубка 74 седла клапана проходит вверх от верхнего конца ходового винта на верхнем конце отверстия 71, а цилиндрическая стенка 75 проходит вверх соосно с трубкой седла клапана. Винтовая резьба 76 на наружной стороне верхнего конца ходового винта ниже выступа 72 входит в зацепление с винтовой резьбой 31 в корпусе поршня, а шпонки 51 на внутренней поверхности цилиндрического стакана 50 взаимодействуют с пазами 32 на внешней периферии выступа 33 на корпусе поршне для ограничения поворота корпуса поршня, посредством чего при повороте ходового винта зацепленные винтовые резьбы вызывают возвратно-поступательное движение корпуса поршня и поршня в первом направлении для увеличения насосной камеры и всасывания в нее продукта.
Согласно фиг. 3-5 и 22-24 поршень 20 имеет сквозное осевое отверстие 21 и основную часть 22 корпуса, прикрепленную в нижнем конце корпуса поршня. Удлиненный верхний конец 23 поршня проходит в отверстие 71 ходового винта и имеет расширяющееся наружу уплотнение 24 на его верхнем конце, размещенное с возможностью скользящего уплотняющего взаимодействия в отверстии 71 для предотвращения утечки продукта вдоль поршня 20 из отверстия 71 ходового винта. Расширяющееся уплотнительное кольцо 25 на нижнем конце поршня проходит наружу под нижним концом корпуса поршня и входит в скользящее уплотняющие взаимодействие с поверхностью насосной камеры 40.
Поскольку корпус 30 поршня и поршень 20 совершают возвратно-поступательное движение вверх для всасывания продукта в насосную камеру 40, силовая пружина 140, расположенная между выступом 33 на корпусе поршня и кольцевой стенкой 62 крышки контейнера, сжимается для накопления энергии и принуждает корпус поршня и поршень оказывать давление в обратном направлении на продукт в насосной камере.
Золотниковый клапан 80, лучше всего изображенный на фиг. 3-5 и 25-30, имеет выходящий из него элемент 81 клапана с проходящим от его нижнего конца расширяющимся наружу уплотнением 82, размещенном с возможностью скользящего уплотняющего взаимодействия в трубке 74 седла клапана на ходовом винте.
Цилиндрический удлиненный элемент 83 выполнен соосно элементу 81 клапана и имеет расширяющееся наружу уплотнение 84 на его нижнем конце, выполненное с возможностью скользящего уплотнительного взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрической стенки 75, проходящей наружу вокруг трубки седла клапана. Пока уплотнение 82 находится во взаимодействии струбкой74 седла клапана поток продукта из насосной камеры 40 оказывается блокирован. Центральное отверстие 85 и кольцевой канал 86 сформированы в верхнем конце золотникового клапана для крепления золотникового клапана к приводной втулке 100 согласно приведенному ниже описанию. Каналы 87 сформированы через золотниковый клапан между центральным отверстием и кольцевым каналом для обеспечения потока продукта через золотниковый клапан от отверстия ходового винта в открытом положении золотникового клапана. Пока расширяющееся уплотнение 82 расположено в любом месте в пределах длины трубки 74 седла золотниковый клапан находится в закрытом положении и поток через него блокирован, но как только расширяющееся уплотнение 82 проходит ниже внутренней поверхности трубки седла, клапан открывается и через золотниковый клапан создается проходящий вверх поток.
Приводной механизм 13 содержит вращающуюся втулку 90 привода, соединенную с головкой 100 привода для ее поворота, диск 120 зацепления, соединенный с возможностью съема с ходовым винтом и имеющий множество фиксаторов 123, прикрепляющих его к головке привода для поворота ходового винта при повороте втулки привода, и привод 130, прикрепленный к головке привода для совершения им возвратно-поступательного движения и к диску зацепления для выведения диска зацепления из зацепления с ходовым винтом, когда привод по меньшей мере частично нажат, и для приведения в возвратно-поступательное движение золотникового клапана 80, прикрепленного к головке привода для открывания золотникового клапана, когда привод полностью нажат.
Втулка 90 привода, показанная лучше всего на фиг. 3-5 и 31-35, имеет цилиндрическую боковую стенку 91 с круглым основанием 92 и верхней частью 93, имеющей продолговатое отверстие 94 на ее верхней части, через которое установлен привод 130. Диаметрально противоположные язычки 95А и 95 В проходят вниз в корпус от верхнего конца боковой стенки на противоположных сторонах отверстия 94, а пары близко расположенных параллельных язычков 96 и 97 на внутренней поверхности корпуса на его противоположных сторонах около его основания образуют диаметрально противоположные пазы 98А и 98В, которые в целом выровнены по вертикали с язычками 95А и 95 В. Множество разнесенных по окружности защелок 99, расположенных на внутренней части круглого основания зацеплены под внешней кромкой кольцевого выступа 67 на верхнем конце крышки 60 контейнера для удержания втулки привода на крышке контейнера.
Головка 100 привода, показанная лучше всего на фиг. 3-5 и 36-40, имеет вертикальную цилиндрическую боковую стенку 101 с проходящим наружу в радиальном направлении ступенчатым кольцевым выступом 102 на ее нижнем конце. Короткая цилиндрическая стенка 103 проходит вниз от внешней кромки выступа 102, и множество пазов 104, сформированных в основании выступа и разнесенных по его окружности принимают фиксаторы 123 на диске 120 зацепления (фиг. 41-44) для фиксации диска зацепления с головкой привода. Расширения 110, сформированные наружу в радиальном направлении, на стенке 103 формируют разнесенные по окружности прорези 111 вокруг внутреннего пространства стенки 103 для приема выступов 126 на диске зацепления, описанном ниже. Язычки 105А и 105В, выступающие наружу от диаметрально противоположных сторон стенки 103 в основании головки привода входят в пазы 98А и 98В на внутреннем пространстве основания втулки привода для передачи поворота головке привода при повороте втулки привода. Пары разнесенных вертикально параллельно проходящих выступов 106А и 106В, проходящих вверх вдоль соответствующих диаметрально противоположных сторон наружнойповерхности боковой стенки 101, образуют каналы 107А и 107В, в которые вводятся язычки 95А и 95 В на внутренней верхней поверхности втулки привода также для передачи поворота головке привода при повороте втулки привода. Верхний конец стенки 101 закрыт торцевой стеной 108, имеющей первую цилиндрическую втулку 109А, проходящую вверх от ее центра, и вторую меньшую цилиндрическую втулку 109В, проходящую вверх около первого штырька. Штырек 112 проходит вниз от центра стенки 108 соосно с гнездом 109А, и цилиндрическая стенка 113 проходит вниз от стенки 108 соосно штырю 112 и с определенным расстоянием по направлению наружу от штырька 112. Множество отверстий 114 сформировано через стенку 108 в пространстве между штырьком 112 и стенкой 113 для обеспечения потока продукта через головку привода в течение цикла распыления.
Проходящие вниз штырьки 131, 132 на приводе 130 входят в зацепление посредством сил трения с втулками 109А и 109В, соответственно, для крепления привода к головке привода. Штырек 112, проходящий вниз от центра торцевой стенки 108 входит в зацепление за счет сил трения с центральным отверстием 85 в верхнем конце золотникового клапана 80, и цилиндрическая стенка 113 посредством сил трения вводится в зацепление с кольцевым каналом 86, окружающем отверстие 85 для удержания золотникового клапана в головке привода.
Диск 120 зацепления, изображенный лучше всего на фиг. 3-5 и 41-44, содержит кольцевую стенку 121 с цилиндрической стенкой 122, проходящей вниз от ее внутренней границы, и множеством фиксаторов 123, выступающих вверх от ее внешней границы и разнесенных друг от друга на определенное расстояние по ее окружности. Множество продольно ориентированных ребер 126 на наружной поверхности стенки 122 входит в зацепление с пазами 111 в головке 100 привода для содействия в передаче поворота к диску зацепления при повороте головки привода. Проходящая вниз цилиндрическая стенка 122 выполнена с возможностью поворота и осевого скольжения по первой цилиндрической стенке 61, выступающей вверх из крышки 60 контейнера, и кольцевая стенка 121 расположена под кольцевым выступом 72 на ходовом винте и имеет кольцо с зубьями 124 зацепления на ее верхней поверхности, вводимыми в зацепление с зубьями 73 зубчатого колеса на нижней стороне выступа 72 ходового винта посредством пружины 125 возврата привода, встроенной между кольцевой стенкой 121 на диске зацепления и первой кольцевой стенкой 62 крышки контейнера.
Штырьки 131 и 132 на приводе 130 имеют соответствующие отверстия 131А и 132А. Отверстие 131А сообщается своим внутренним концом с каналом 133 для текучей среды, проходящим к блоку механического измельчения (MBU) (не показан) а отверстие 132А имеет глухой внутренний конец.
На фиг. 48-53 изображен механизм приведения в действие силового узла 11 для втягивания продукта в насосную камеру 40 и нагнетания его для последующего распыления. На фиг. 48 показан механизм в своем исходном положении с поршнем 20 у нижней части насосной камеры. По мере поворота втулки 90 привода в пределах ее рабочего диапазона движения согласно фиг. 49-53, головка 100 привода, диск 120 зацепления и ходовой винт 70 приводятся во вращательное движение, вытягивая корпус 30 поршня и поршень 20 вверх для всасывания продукта через погружную трубку 151 и затем шаровой клапан 150 в насосную камеру. Такое движение корпуса поршня также сжимает силовую пружину 140, которая оказывает давление на продукт в насосной камере. Продукт запирается в насосной камере и отверстиях поршня и ходового винта шаровым клапаном 150 в нижней части насосной камеры и золотниковым клапаном 80 в верхней части отверстия ходового винта.
Приведение в действие силового узла для распыления сжатого продукта из насосной камеры изображено на фиг. 53-57. На фиг. 53 поршень и корпус поршня находятся в положении, в котором насосная камера полностью заполнена, а привод 130 находится в своем исходном положении. Когда привод первоначально выжимают согласно фиг. 54, головка 100 привода, золотниковый клапан 80 и диск 120 зацепления смещаются вниз, выводя из зацепления зубья 124 зубчатого колеса на диске зацепления и зубья 73 зубчатого колеса на ходовом винте. Перемещение диска зацепления вниз также сжимает возвратную пружину 125 привода. В течение данного времени, вследствие длины трубки 74 седла, уплотнение 82 на нижнем конце элемента 81 золотникового клапана остается в уплотнительном взаимодействии с трубкой седла для запирания продукта в насосной камере и предотвращения перемещения поршня и корпуса поршня, пока диск зацепления не будет выведен из зацепления с головкой привода, тем самым предотвращая поворот ходового винта и втулки привода, который иначе произошел бы при движении поршня и корпуса поршня в их исходное положение. Дальнейшее нажатие привода 130 согласно фиг. 55 и 56 выводит уплотнение 82 из трубки 74 седла, обеспечивая возможность вытеснения продукта из насосной камеры пружиной 140. Поскольку в данный момент диск зацепления выведен из зацепления с ходовым винтом, обратное движение поршня и корпуса поршня в их исходные положения может вызвать поворот ходового винта, не вызывая поворот головки привода и втулки привода.
После отпускания привода 130 возвратная пружина 125 привода вызывает обратное движение диска 120 зацепления, головки 100 привода и привода 130 в их исходные положения согласно фиг. 57. Это приводит в результате во-первых к вхождению уплотнения 82 на золотниковом клапане 80 в трубку 74 седла для прекращения дальнейшего движения продукта из распылителя, и затем повторному сцеплению зубьев 73 и 124 шестерен для подготовки механизма к последующему циклу распыления. Распыление продукта из насосной камеры может быть достигнуто одной операцией, или осуществлено этапами до опустошения насосной камеры. На фиг. 57 показан силовой узел, возвращенный в свое исходное положение, в котором он готов для следующего цикла распыления согласно указанному в приведенном выше описании.
Усовершенствованное распыляющее устройство 200 показано на фиг. 58-85. Этот вариант реализации имеет конструкцию и функции по существу одинаковые с предыдущим вариантом реализации за исключением по меньшей мере одного отличия в конструкции втулки привода, головки привода, привода и крышки цилиндра, и в структуре, находящейся в зацеплении между втулкой привода и головкой привода для приведения во вращение головки привода при повороте втулки привода. Все другие компоненты узла, включая поршень 20, цилиндрический корпус 30 поршня, насосную камеру 40, цилиндрический стакан 50, диск 120 зацепления, возвратную пружину 125 привода, силовую пружину 140, однонаправленный шаровой обратный клапан 150 и погружную трубку 151, выполнены идентично или по существу идентично компонентам таких же частей в предыдущем варианте реализации и выполняют аналогичные функции.
В распыляющем устройстве 200 втулка 201 привода удлинена относительно втулки 90 привода в первом варианте реализации, и своим нижним концом проходит на значительное расстояние вниз за пределы контейнера С. Внешняя втулка 202 из относительно более мягкого материала размещена на центральной внешней части втулки привода и имеет слегка утопленные поверхности 203 и 204 захватывания на ее диаметрально противоположных сторонах для облегчения захвата втулки привода для ее поворота. В предпочтительной конструкции втулка формируется многослойным литьем на втулке привода. Такая втулка при необходимости может быть исключена.
Согласно фиг. 58-69 втулка привода имеет боковую стенку 205 с круглым основанием, вплотную принимаемым с возможностью поворота на верхнем конце боковой стенки контейнера. Боковая стенка заканчивается наклонным нижним концом 206, имеющим более длинную частью боковой стенки, ориентированную к передней стороне контейнера С. Верхний конец 208 боковой стенки имеет яйцевидную форму в горизонтальном сечении и продолговатое отверстие 209 в его верхней части, через которое принимается привод (рассмотренный в приведенном ниже описании). Стенки 210 и 211 проходят вниз от противоположных сторон отверстия 209, и короткие язычки 212 и 213 выступают вниз от центра нижней кромки стенок 210 и 211. Усиливающие перегородки 214 проходит между стенками 210, 211 и смежным верхним концом боковой стенки 205 корпуса. Пары близко расположенных и продольно проходящих параллельных ребер 215 и 216 расположены на внутренней верхней поверхности корпуса на его противоположных сторонах непосредственно под язычками 212 и 213 и в целом выровнены с ними, образуя удлиненные вертикально проходящие пазы 217 и 218, и множество разнесенных по окружности стопорных средств 219 выполнены на внутренней стороне боковой стенки 205 корпуса, размещенных немного ниже ребер 215 и 216 и сдвинутых относительно указанных ребер по направлению окружности.
Головка 220 привода в этом варианте реализации, лучше всего представленном на фиг. 59-63 и 70-75, аналогична головке 100 привода в предыдущем варианте реализации за исключением того, что цилиндрические втулки 221 и 222, проходящие вверх от торцевой стенки 108, имеют меньшую высоту относительно втулок 109А и 109 В в первом варианте реализации. Все другие части головки 220 привода аналогичны частями в предыдущем варианте реализации и функционируют аналогичным образом, и частям присвоены одинаковые ссылочные номера с соответствующими частями в предыдущем варианте реализации. Таким образом, множество пазов 104, сформированных в основании выступа 102, принимает фиксаторы 123 на диске 120 зацепления для фиксации диска зацепления с головкой привода. Язычки 105А и 105В, выступающие наружу от диаметрально противоположных сторон стенки 103 у основания головки привода входят в зацепление в пазах 217 и 218 на внутренней части боковой стенки втулки привода, и язычки 212 и 213 проходят в каналы 107А и 107В, образованные между вертикально проходящими параллельными выступами 106А и 106В, проходящими вверх вдоль соответствующих диаметрально противоположных сторон наружной поверхности боковой стенки 205, для передачи поворота головке привода при повороте втулки привода. Штырек 112 проходит вниз от центра торцевой стенки 108, и цилиндрическая подпорная стенка 113 проходит вниз соосно штырьку 112 для взаимодействия с золотниковым клапаном 80 подобно предыдущему варианту реализации. Таким образом, штырек 112 за счет сил трения зацепляется в центральном отверстии 85 в верхнем конце золотникового клапана 80, а подпорная стенка 113 посредством сил трения входит в зацепление в кольцевом канале 86, окружающем отверстие 85, для удерживания золотникового клапана на головке привода.
Привод 230 в этом варианте реализации имеет по существу одинаковую конструкцию с приводом 130 в предыдущем варианте реализации. Он отличается по существу тем, что проходящие вниз штырьки 231, 232 на приводе 230 немного короче, чем штырьки 131 и 132 в предыдущем варианте реализации. Иначе говоря, привод 230 функционирует аналогично ранее рассмотренному приводу 130. Таким образом, штырьки 231 и 232 посредством сил трения входят в зацепление во втулках 221 и 222, соответственно, в головке 220 привода для удержания привода на головке привода.
Весь узел фиксируется на контейнере С модифицированной крышкой 240 контейнера, которая отличается от рассмотренной ранее крышки 60 контейнера только тем, что отсутствует внешняя проходящая вниз цилиндрическая стенка 68. Во всех других отношениях крышка 240 контейнера имеет такую же конструкцию и функционирует подобно ранее рассмотренной крышке контейнера, и соответствующим частям присвоены те же самые ссылочные номера.
Модифицированный силовой узел согласно настоящему изобретению показан на фиг. 86-97. Данный вариант выполнения настоящего изобретения сконструирован и функционирует аналогично первому варианту настоящего изобретения, показанному на фиг. 1-57 и рассмотренному в приведенном выше описании, за исключением того, что листовые пружинные элементы 300, 301 сформированы за одно целое на верхней части кольцевого выступа 72' на ходовом винте 70'. Эти листовые пружинные элементы действуют между диском 120 зацепления и головкой 100 привода и выполняют функцию возвратной пружины привода для перемещения головки привода, диска зацепления и привода 130 в их верхние исходные положения. Листовые пружинные элементы 300, 301 могут быть использованы в комбинации с возвратной пружиной 125, показанной на чертежах и использованной в первых двух вариантах реализации, раскрытых в настоящем описании, или могут быть использованы в отдельности, без использования возвратной пружины 125 (не показана).
Таким образом, на фиг. 89 показан механизм с приводом 130 и поршнем 20 в их исходных положениях, зубья 73 зубчатого колеса на нижней стороне выступа 72' ходового винта 70' находятся в зацеплении с зубьями 124 зубчатого колеса на верхней части кольцевой стенки 121 диска 120 зацепления, а золотниковый клапан 80 находится в закрытом положении.
На фиг. 91-93 показана втулка привода в различных фазах поворота для поворота диска зацепления и ходового винта для подъема поршня 20 с целью расширения насосной камеры 40 и всасывания в нее продукта подобно приведенному выше описанию. Это перемещение поршня также сжимает силовую пружину 140, накапливающую энергию, которая действует на выступ 33 на корпусе 30 поршня для перемещения поршня в направлении приложения давления к продукту в насосной камере 40.
На фиг. 94 показан механизм, полностью заряженный и готовый для цикла распыления, с приводом 130 в его поднятом исходном положении, поршнем 20, перемещенным для расширения насосной камеры 40 и всасывания в нее полного заряда продукта, и силовой пружиной 140, сжатой и смещающей корпус поршня и поршень в направлении приложения давления к продукту в насосной камере.
На фиг. 95 показан привод 130 частично нажатый для выведения зубьев 124 зубчатого колеса на диске зацепления из зацепления с зубьями 73 зубчатого колеса на ходовом винте при одновременно удержании золотникового клапана 82 в закрытом положении.
На фиг. 96 показан привод 130 полностью нажатый для открытия золотникового клапана 82 для обеспечения возможности движения поршня 20 силовой пружиной 140 для раздачи продукта из насосной камеры 40. В этом состоянии механизма диск зацепления остается разъединенным с ходовым винтом.
На фиге. 97 поршень вытеснил весь продукт из насосной камеры 40 и вернулся в свое исходное положение. Согласно фиг. 97 привод остается полностью нажатым, золотниковый клапан 82 остается в открытом положении и диск зацепления остается выведенным из зацепления с ходовым винтом, при этом возвратные пружины 125 и 300, 301 привода сжаты. Когда привод освобождают так, чтобы он мог возвратиться в его исходное положение, возвратные пружины привода в первую очередь будут смещать диск зацепления и, таким образом, головку привода и золотниковый клапан, на расстояние, достаточное для закрытия золотникового клапана, но при этом с диском зацепления, по-прежнему выведенным из зацепления с ходовым винтом. Такое раннее закрывание золотникового клапана блокирует выпуск продукта из насосной камеры и препятствует движению поршня в его исходное положение прежде, чем диск зацепления и ходовой винт повторно войдут в зацепление, тем самым гарантируя, что втулка привода не будет подвержена повороту поршнем в течение его обратного перемещения в исходное положение. Полное высвобождение привода обеспечивает повторное зацепление ходового винта с диском зацепления.
Общий насосный механизм, используемый во всех вариантах реализации настоящего изобретения, требует только одного поворота или частичного поворота втулки привода, которая может быть левосторонней или правосторонней по конструкции. Поворачивание втулки привода вызывает движение поршня вверх в цилиндре насоса для всасывания продукт в насосную камеру и накопления энергии в средствах аккумулирования энергии. Существенным является то, что нажатие на привод для открытия золотникового клапана и высвобождения продукта из насосной камеры также расцепляет средства привода между поршнем и втулкой привода так, чтобы поршень мог возвратиться в свое исходное положение, не вызывая поворот втулки привода.
Любое из нескольких различных типов средств аккумулирования энергии может быть адаптировано для общего механизма насоса, включая пружинный механизм согласно рассмотренному в настоящем описании, или пневматический механизм или упругий механизм, представленный и описанный в совместно рассматриваемой заявке на патент с номером 11/702,734, полное описание которой включено в настоящее описание посредством ссылки. Использование каждого механизма приведет к одинаковым результатам, но в результате возможности использования различных средств аккумулирования энергии можно достичь определенных функциональных преимуществ. Например, в зависимости от диапазона давления и усилия, желаемого или необходимого для удовлетворения требований к различным вязкостям продукта, могут быть выбраны разные средства аккумулирования энергии.
При использовании пневматических средств аккумулирования энергии начальное статическое давление может быть легко изменено для соответствия конкретным требованиям. При применении подпружиненного устройства для изменения усилия смещения необходимо использовать новую пружину. Кроме того, могут быть выполнены соответствующие изменения диаметра поршня и отверстия цилиндра.
Можно отметить, что системой распыления, раскрытой в настоящем описании, обеспечена существенная гибкость для заданного диапазона продуктов без необходимости проектирования и/или разработки абсолютно новой системы. Кроме того, силовой механизм может быть использован с обычными насосами с механическим приводом или спусковыми механизмами, снижая общую стоимость и избавляя от необходимости создания совершенно новых систем. Несмотря на то, что в представленных вариантах реализации необходимо газоотведение, тем не менее, могут быть использованы безвоздушные системы. Можно понять, что настоящее изобретение обеспечивает удобство, сопоставимое с традиционными аэрозольными системами. При использовании распылителя, рассмотренного в настоящем описании, исключается необходимость неоднократной накачки привода и усталость пальца лишь для получения коротких струй продукта. Описанные варианты реализации обеспечивают продолжительное распыление и удобство, не доступное до настоящего времени, за доступную цену.
Поскольку можно организовать множество модификаций и комбинаций вариантов реализации, указанных в приведенном выше описании, и эти варианты реализации полностью будут понятны специалистам в данной области техники, нет необходимости ограничивать настоящее изобретение точной конструкцией и процессом, представленными и описанными в приведенном выше описании. Соответственно, обратиться можно ко всем подходящим модификациям и эквивалентам, которые лежат в пределах объема настоящего изобретения, определенного пунктами представленной ниже формулы изобретения. Слова «содержат, «содержит», «содержащий», «включает в себя (включают в себя)" и «включающий», при использовании в настоящем описании и в нижеследующих пунктах формулы изобретения, предназначены для определения наличия заявленных признаков или этапов, но они не исключают наличия или добавления по меньшей мере одного другого признака, этапа или их группы.