УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕГО ПРОДУКТА
FLUID PRODUCT DISPENSING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству дозирования текучей среды, которое предназначено для предупреждения окисления воздухом текучей среды, содержащейся в устройстве, и для предохранения этой текучей среды, например, от размножения дрожжей и от бактериального заражения.
Изобретение относится, в частности, к устройству дозирования крема, пасты, геля или жидкости, которые содержатся в жесткой емкости, для применения в косметической, химической, фармацевтической или пищевой промышленности.
Изобретение предусмотрено в целях уменьшения числа и количества добавок, включаемых в продукты с целью их консервации и предохранения продукта. Уменьшение таких добавок связано с действиями, предпринимаемыми органами здравоохранения и защиты прав потребителей.
Уровень техники
Многие продукты в пастообразном или жидком виде содержатся в емкостях, которые обеспечивают одновременно защиту и дозирование этих продуктов.
Такая емкость закрыта герметично по отношению к воздуху, в частности, чтобы ограничить риски окисления продукта.
В продукт включают также многие консерванты, например, такие как антиоксиданты, бактерицидные или противогрибковые соединения. Такие соединения участвуют лишь опосредованно и даже не участвуют совсем в действии базовой формулы продукта.
Существуют также риски загрязнения продукта, которые возникают при дозировании продукта при помощи емкости.
Как правило, емкость содержит наружную поверхность отбора, на которую выходит дозирующее отверстие, соединяющее внутренний объем емкости с наружным пространством.
Действие отбора продукта производят на этой поверхности отбора, например, посредством проведения по ней пальцем. При этом на поверхности отбора скапливаются многочисленные внешние загрязнители, и появляется риск загрязнения оставшегося продукта, содержащегося во внутреннем объеме емкости.
Этот реальный риск загрязнения в случае тюбиков, в которых дозирующее отверстие является постоянно открытым, является главным для баночек, имеющих большую площадь проема.
В документе FR-3.011.826 описан щелевой затвор, предназначенный для соединения с такой емкостью и препятствующий проникновению загрязнителей, которые могут присутствовать на поверхности отбора, а также воздуха во внутренний объем емкости во время или после завершения операции отбора продукта.
Этот затвор выполнен с возможностью установки на баночке с жесткими стенками, в которой образующая дно стенка является подвижной и выполнена с возможностью перемещения относительно других стенок под действием пользователя. Это действие пользователя приводит к повышению давления продукта в емкости, в результате чего открывается щелевой затвор и выходит определенное количество продукта.
Перемещение подвижной стенки позволяет компенсировать отбираемый объем продукта. Однако для использования этого устройства дозирования пользователь должен держать емкость двумя руками, что сказывается на эргономичности.
Согласно другому варианту выполнения, подвижная стенка жесткой баночки является верхней стенкой, на которой расположен щелевой затвор.
Этот вариант выполнения позволяет пользователю осуществлять действие на подвижной стенке для повышения давления тем же пальцем, который он использует для отбора продукта.
Использование устройства дозирования улучшено по сравнению с устройством дозирования, в котором подвижным является дно.
Однако по мере отбора продукта подвижная верхняя стенка все глубже заходит в устройство, что все больше затрудняет отбор.
Согласно другому типу устройства дозирования, оно содержит емкость с жесткими стенками, а также дозирующий миниатюрный насос. Этот насос тоже не дает воздуху проникать во внутренний объем емкости и содержит для этого подвижный поршень, который поднимается при каждом дозировании, чтобы компенсировать отобранный объем продукта.
Этот насос содержит большое количество самых разных компонентов. Следовательно, стоимость этого насоса является существенной, что соответственно приводит к повышению продажной цены устройства дозирования.
Извлекаемый при помощи этого насоса продукт должен быстро отбираться пользователем одной рукой, при этом его другая рука удерживает устройство дозирования. Таким образом, использование устройства дозирования нельзя назвать легким.
Изобретение призвано предложить устройство дозирования текучей среды, которым можно манипулировать при помощи одной руки как для выталкивания некоторого количества продукта из емкости, так и для отбора этого количества продукта.
Раскрытие сущности изобретения
Изобретением предложено устройство дозирования текучего продукта, содержащее жесткий цилиндрический корпус, при этом главная ось корпуса ориентирована вертикально, жесткий нижний поршень, ориентированный в основном горизонтально и выполненный с возможностью перемещения скольжением в вертикальном направлении внутри корпуса, и верхнюю стенку отбора, которая перекрывает верхний конец корпуса,
в котором корпус, нижний поршень и верхняя стенка ограничивают объем, предназначенный для заполнения дозируемым продуктом;
в котором верхняя стенка содержит щелевой затвор, выполненный с возможностью открываться для обеспечения соединения указанного объема с наружным пространством,
при этом, согласно изобретению, указанная верхняя стенка является упруго деформирующейся и выполнена с возможностью деформироваться внутрь указанного объема, кода на верхнюю стенку нажимают рукой, чтобы вызвать повышение давления внутри объема и открывание щелевого затвора.
Оснащение устройства дозирования такой верхней стенкой позволяет пользователю нажать непосредственно на верхнюю стенку и извлечь количество предназначенного для дозирования продукта. Затем пользователю остается только провести пальцем по наружной стороне верхней стенки, чтобы собрать вышедшее количество продукта.
Предпочтительно устройство дозирования содержит средства, не позволяющие поршню отходить от верхней стенки, когда на верхнюю стенку действуют нажатием.
Предпочтительно на поршне установлена тороидальная прокладка, которая сжимается радиально между внутренней цилиндрической стенкой корпуса и стенкой поршня, при этом указанная стенка поршня содержит участок конической формы, открытый в сторону верхней стенки, на который опирается тороидальная прокладка, когда поршень стремится отойти от верхней стенки.
Предпочтительно устройство дозирования содержит приводные средства для перемещения поршня в направлении верхней стенки.
Предпочтительно приводные средства содержат пружину, которая сжимается вертикально между поршнем и пластиной дна, закрепленной на нижнем конце корпуса.
Изобретением предложено также устройство дозирования текучего продукта, содержащее жесткий цилиндрический корпус, при этом главная ось корпуса ориентирована вертикально, жесткий поршень, ориентированный в основном горизонтально и выполненный с возможностью перемещения скольжением в вертикальном направлении внутри корпуса, и верхнюю стенку отбора, которая перекрывает верхний конец корпуса,
в котором корпус, поршень и верхняя стенка ограничивают объем, предназначенный для заполнения дозируемым продуктом;
в котором указанная верхняя стенка содержит щелевой затвор, выполненный с возможностью открываться для соединения указанного объема с наружным пространством,
в котором указанная верхняя стенка является упруго деформирующейся и выполнена с возможностью деформироваться внутрь указанного объема, кода на верхнюю стенку нажимают рукой, чтобы вызвать повышение давления внутри объема и открывание щелевого затвора,
согласно изобретению, устройство содержит пружину, которая сжимается вертикально между поршнем и пластиной дна, закрепленной на нижнем конце корпуса, не позволяя поршню отходить от верхней стенки, когда на верхнюю стенку действуют нажатием.
Предпочтительно пластина дна содержит вентиляционное отверстие, соединяющее объем, ограниченный корпусом, поршнем и пластиной, с наружным пространством.
Предпочтительно поршень содержит верхнюю сторону, которая находится напротив нижней стороны верхней стенки, и форма верхней стороны поршня соответствует форме нижней стороны верхней стенки.
Предпочтительно верхняя стенка имеет форму выпуклого купола, выпуклость которого направлена вверх.
Предпочтительно устройство дозирования содержит съемную крышку, которая предназначена для закрывания верхней стенки и которая установлена съёмно на верхнем конце корпуса.
Предпочтительно форма крышки соответствует форме верхней стенки, и крышка содержит слой из бактерицидного материала, который входит в контакт по меньшей мере с частью верхней стенки, когда крышка установлена на верхнем конце корпуса.
Предпочтительно верхний конец корпуса содержит периферический паз, в который заходит соответствующая часть верхней стенки.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на следующие прилагаемые фигуры.
На фиг. 1 схематично показано устройство дозирования текучего продукта в соответствии с изобретением, вид в разрезе по главной центральной вертикальной плоскости;
на фиг. 2 - вид, аналогичный фиг. 1, версии осуществления изобретения;
на фиг. 3 - вид, аналогичный фиг. 1, другой версии осуществления изобретения, где показанное устройство дозирования заполнено предназначенным для дозирования текучим продуктом и оснащено защитной крышкой.
на фиг. 4 показано устройство дозирования с показом варианта осуществления средств предупреждения возврата поршня, увеличенный вид.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показано устройство 10 дозирования текучего продукта.
Например, но не ограничительно продукт представляет собой крем, пасту или гель и предназначен для использования в качестве косметического средства или продукта питания.
Устройство 10 дозирования содержит жесткий корпус 12 цилиндрической или трубчатой формы с главной вертикальной осью А. Например, но не ограничительно сечение корпуса 12 в горизонтальной плоскости является круглым с центром на главной оси А, то есть корпус является цилиндрическим телом вращения. Понятно, что изобретение не ограничено формой корпуса 12 в виде тела вращения, и изобретение относится к любой трубчатой форме, например, с квадратным, прямоугольным или овальным сечением.
Устройство 10 дозирования содержит также горизонтальную нижнюю стенку 14, образующую поршень, которая установлена подвижно с возможностью перемещения скольжением относительно корпуса 12 вдоль главной вертикальной оси А устройства 10 дозирования.
Направление перемещения скольжением поршня 14 относительно корпуса 12 происходит за счет взаимодействия периферической стенки 16 поршня 14 с внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12. Для этого периферическая стенка 16 поршня 14 является цилиндрической или трубчатой с центром на главной оси устройства 10 дозирования и имеет такую же форму, как и внутренняя цилиндрическая стенка 18 корпуса 12.
Между двумя находящимися друг против друга стенками 16, 18 оставлен зазор для обеспечения перемещения скольжением поршня 14 относительно корпуса 12.
Между периферической стенкой 16 поршня 14 и внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12 расположены средства уплотнения. В данном случае средства уплотнения представляют собой одну или несколько тороидальных прокладок 20, каждая из которых установлена в периферическом пазу 22, выполненном в периферической стенке 16 поршня 14, и каждая тороидальная прокладка 20 сжимается радиально относительно главной оси А между периферической стенкой 16 поршня 14 и внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12.
Устройство 10 дозирования содержит также верхнюю стенку 24, которая закрывает верхний конец 12s корпуса 12.
Таким образом, комплекс, образованный корпусом 12, поршнем 14 и верхней стенкой 24, ограничивает замкнутый объем 26, в котором находится предназначенный для дозирования продукт.
Верхняя стенка 24 содержит щелевой затвор 28, выполненный с возможностью открываться для обеспечения выхода продукта наружу с целью его отбора и обычно находящийся в герметично закрытом положении, в котором щелевой затвор 28 поддерживает замкнутый объем 26 изолированным от наружного пространства.
Пример выполнения щелевого затвора 28 описан в документе FR-1.539.844.
Щелевой затвор 28 выполнен с возможностью открываться, когда давление дозируемого продукта в замкнутом объеме 26 превышает заранее определенное давление. Если давление ниже этого заранее определенного давления, затвор 28 остается в своем закрытом положении.
Кроме того, когда щелевой затвор 28 открыт, давление в замкнутом объеме превышает также наружное давление, что приводит к выходу количества продукта, который присутствует в замкнутом объеме 26 и который вытекает на наружную поверхность 30 верхней стенки 24.
Когда давление продукта в замкнутом объеме 26 понижается, щелевой затвор 28 опять закрывается за счет упругого возвратного действия.
Предпочтительно щелевой затвор 28 содержит две находящиеся друг против друга подвижные стороны, которые образуют щель и выполнены с возможностью раздвигаться, открывая щелевой затвор 28, или сдвигаться и входить друг с другом в контакт, закрывая щелевой затвор. Сдвигаясь, они заставляют продукт вытекать, что не позволяет любому постороннему соединению проникать снаружи в замкнутый объем 26.
После этого пользователь очищает эту наружную поверхность 30 верхней стенки 24, например, пальцем, отбирая количество продукта, которое находится на наружной поверхности 30 верхней стенки 24.
Верхняя стенка 24 выполнена из упруго деформирующегося материала. Таким образом, когда пользователь нажимает на верхнюю стенку 24, верхняя стенка 24 деформируется и передает действующее на нее давление на текучую среду, присутствующую в замкнутом объеме 26. Давление в замкнутом объеме 26 при этом повышается в зависимости от давления, производимого пользователем, заставляя продукт выйти, как было указано выше.
Когда пользователь прекращает действовать на верхнюю стенку 24, она автоматически восстанавливает свою первоначальную форму, что приводит к понижению давления в замкнутом объеме 26 и, следовательно, к закрыванию щелевого затвора 28.
Поскольку определенное количество продукта было отобрано, количество продукта в замкнутом объеме 26 уменьшилось. Следовательно, объем продукта в замкнутом объеме 26 тоже уменьшился.
Чтобы компенсировать это изменение объема продукта в замкнутом объеме 26, поршень 14 перемещается скольжением в направлении верхней стенки 24, то есть в данном случае вверх относительно корпуса 12, на расстояние, соответствующее изменению объема продукта.
Устройство 10 дозирования содержит также средства, не позволяющие поршню 14 отойти от верхней стенки 24, то есть препятствующие перемещению скольжением поршня 14 вниз, когда на верхнюю стенку 24 действуют нажатием.
Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 1-3, устройство 10 дозирования содержит пружину 32, которая опирается на нижнюю сторону 14i поршня 14 и которая действует на поршень 14 усилием, направленным к верхней стенке 24.
Таким образом, пружина 32 создает первоначальное давление продукта, присутствующего в замкнутом объеме 26. Это создаваемое пружиной давление меньше давления, приводящего к открыванию щелевого затвора 28.
В данном случае пружина 32 представляет собой геликоидальную пружину, которая сжимается вертикально между поршнем 14 и нижней пластиной 34 дна, закрывающей нижний конец 12i корпуса 12. Кроме того, эта пластина 34 дна образует основание для устройства 10 дозирования, которым устройство 10 дозирования может опираться на опору.
Как поршень 14, так и пластина 34 дна содержат цилиндрический ствол 36, 38, в который заходит конец пружины 32. Эти стволы 36, 38 позволяют направлять пружину 32, чтобы поддерживать ее вертикальную ориентацию и избегать ее продольного изгиба.
Согласно другому варианту осуществления, представленному на фиг. 4, средства, препятствующие отходу поршня 14 от верхней стенки 24, когда на верхнюю стенку 24 действуют нажатием, образованы тороидальной прокладкой 20, которая выполнена с возможностью заклинивания между внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12 и стенкой 66 дна периферического паза 22, в котором находится прокладка.
Стенка 66 дна содержит нижний цилиндрический участок 68 и верхний участок 70, продолжающий нижний участок 68 в направлении верхней стенки 24 и имеющий коническую форму. Верхний участок 70 имеет форму конуса, открытого в сторону верхней стенки 24, то есть его диаметр увеличивается по мере приближения к верхней стенке 24.
Диаметр нижнего участка 68 слегка превышает внутренний диаметр тороидальной прокладки 20, следовательно, диаметр верхнего участка 70 тоже превышает внутренний диаметр тороидальной прокладки 20 в любой точке. Это позволяет тороидальной прокладке 20 сжиматься радиально между внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12 и стенкой 66 дна.
Когда тороидальная прокладка 20 находится в пазу 22 на уровне нижнего участка 68, радиальное сжатие тороидальной прокладки 20 по существу является постоянным.
Поскольку диаметр верхнего участка 70 увеличивается по мере приближения к верхней стенке 24, радиальное сжатие тороидальной прокладки 20 увеличивается по мере того, как тороидальная прокладка 20 в пазу 22 меняет свое положение и перемещается на уровень верхнего участка 70, приближаясь к верхней стенке 24.
Когда поршень 14 стремится переместиться к верхней стенке 24, усилия трения между тороидальной прокладкой 20 и внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12, появляющиеся в результате радиального сжатия тороидальной прокладки 20, удерживают тороидальную прокладку 20 на уровне нижнего участка 68.
В этом случае радиальное сжатие тороидальной прокладки 20 производит усилия трения, значение которых не препятствует перемещению поршня 14 в сторону верхней стенки 24.
Когда поршень 14 стремится переместиться к пластине 34 дна, то есть отдалиться от верхней стенки 24, усилия трения между тороидальной прокладкой 20 и внутренней цилиндрической стенкой 18 корпуса 12, появляющиеся в результате радиального сжатия тороидальной прокладки 20, удерживают тороидальную прокладку 20 на уровне верхнего участка 70, что показано пунктирной линией на фиг. 4. Именно это происходит, когда на верхнюю стенку 24 действуют нажатием.
На этом уровне радиальное сжатие тороидальной прокладки 20 производит усилия трения, которые увеличиваются по мере приближения тороидальной прокладки 20 к верхнему концу верхнего участка 70.
Эти усилия трения становятся при этом достаточно большими, чтобы помешать поршню 14 удалиться от верхней стенки 24.
Поршень 14 оказывается заблокированным и не может переместиться скольжением к пластине 34 дна.
Когда на верхнюю стенку 24 перестают действовать нажатием, поршень 14 опять поднимается в сторону верхней стенки 24, как было указано выше. Тороидальная прокладка 20 опять возвращается на уровень нижнего участка 68 стенки 66 дна. Усилия трения при этом уменьшаются и не препятствуют перемещению поршня 14 к верхней стенке 24.
Поршень 14 может переместиться в направлении верхней стенки 24 либо под действием всасывания, когда верхняя стенка 24 восстанавливает свою первоначальную форму, либо под действием пружины 32.
Понятно, что изобретение не ограничивается этими средствами и что устройство дозирования может содержать другие средства предупреждения возврата, которые не позволяют поршню 14 переместиться вниз, удаляясь от верхней стенки 24, и обеспечивают перемещение скольжением поршня 14 в сторону верхней стенки 24, то есть вверх относительно корпуса 12. Эти средства предупреждения возврата можно также комбинировать с описанными выше приводными средствами.
Пластина 34 дна содержит также вентиляционное отверстие 40, соединяющее объем 42, ограниченный корпусом 12, поршнем 14 и пластиной 34 дна, с окружающим воздухом, чтобы избегать любого разрежения в этом объеме 42, которое могло бы появиться в результате перемещения поршня 14 вверх и которое помешало бы этому перемещению поршня 14.
Форму верхней стенки 24 определяют таким образом, чтобы облегчить пользователю отбор продукта. В данном случае верхняя стенка 24 имеет форму полусферического купола, выпуклость которого направлена вверх. Понятно, что изобретение не ограничивается этой полусферической формой и что верхняя стенка 24 может быть плоской или может иметь любую другую выпуклую вверх форму.
Предпочтительно в качестве материала верхней стенки 24 применяют материал, выбранный среди каучука, эластомера или силикона.
Толщину верхней стенки 24 определяют в зависимости от силы, которой пользователь должен действовать на верхнюю сторону 30, чтобы вызвать деформацию верхней стенки 24 и открывание щелевого затвора 28.
Кроме того, верхнюю стенку 24 выполняют в виде единой детали путем формования литьем на корпусе 12, чтобы обеспечить хорошее скрепление этих двух элементов, а также хорошую герметичность между ними.
Для этого верхний конец 12s корпуса 12 содержит периферический паз 44, в котором располагают соответствующую часть 46 верхней стенки 24.
Согласно вариантам осуществления, представленным на фиг. 1 и 2, верхний конец 12s корпуса 12 содержит утолщение, позволяющее выполнить этот паз 44.
Получение щелевого затвора 28 состоит, например, в выполнении разреза в верхней стенке 24 после операции формования.
Щель 48 с наклонными стенками продолжает разрез вниз для облегчения раздвигания сторон щелевого затвора 28 под действием давления продукта.
Поршень 14 содержит верхнюю сторону, которая находится напротив нижней стороны 50 верхней стенки 24. Форма верхней стороны поршня 14 соответствует форме нижней стороны 50 верхней стенки 24. Таким образом, когда поршень 14 входит в контакт с нижней стороной 50 верхней стенки 24, замкнутый объем 26 по существу является нулевым. Это значит, что внутри устройства 10 дозирования по существу нет продукта.
Как было указано выше, верхняя стенка 24 и, следовательно, ее нижняя сторона 50 имеет форму купола.
Для этого поршень 14 содержит верхний купол 52, соответствующий по форме нижней стороне 50 верхней стенки 24.
Согласно версии осуществления, показанной на фиг. 3, купол 52 содержит заострение 54, которое соответствует по форме щели 48 с наклонными стенками, чтобы в устройстве 10 дозирования оставался минимум продукта.
Согласно примеру осуществления, представленному на фиг. 1, купол 52 представляет собой металлический лист, который подвергли штамповке и который закреплен на остальной части поршня при помощи любого известного средства, например, клея. Согласно другому примеру выполнения, купол 52 выполнен из пластического материала.
Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 2, купол 52 выполнен в виде цельного блока, например, из такого же упругого материала, что и верхняя стенка 24, и закреплен на остальной части поршня 14 при помощи любого известного средства, например, при помощи заплечика 62.
Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 2, поршень 14 полностью выполнен в виде купола 52, соответствующего по форме нижней стороне 50 верхней стенки 24.
Как показано на фиг. 3, устройство 10 дозирования содержит также крышку 56, которая предназначена для закрывания верхней стенки 24. Крышка 56 имеет форму купола, соответствующую форме верхней стороны 30 верхней стенки 24. Таким образом, крышка 56 защищает верхнюю стенку 24 от любого непроизвольного действия, которое могло бы вызвать выход количества продукта, и улучшает герметичность закрывания замкнутого объема 26.
Крышка 56 съёмно установлена на верхнем конце 12s корпуса 12 посредством защелкивания или завинчивания. Для этого периферический край крышки 56 имеет формы 58, предназначенные для взаимодействия с соответствующими формами 60 верхнего конца 12s корпуса 12.
В данном случае крышка 56 содержит слой 64 из материала, обладающего бактерицидными или бактериостатическими свойствами, например, такого как медь или серебро, которое высвобождает ионы, обеспечивающие дезинфицирующий эффект. Этот слой 64 входит в контакт с верхней стенкой 24, когда крышку 56 устанавливают на корпусе 12, обеспечивая таким образом действие обеззараживания верхней стенки 24.
Предпочтительно протяженность слоя 64 определяют таким образом, чтобы он входил в контакт со всей верхней стенкой 24. Вместе с тем, понятно, что слой 64 может иметь меньшую площадь, чтобы входить в контакт только с частью верхней стенки 24 с центром на щелевом затворе 28.
Согласно версии осуществления, крышка 56 не содержит такого слоя 64.
Способ отбора продукта, содержащегося в этом устройстве 10 дозирования, позволяет отбирать продукт рукой или пальцем, который производит действие на верхнюю стенку 24.
Кроме того, можно изменять количество выталкиваемого продукта. Действительно, в зависимости от положения нажатия напротив оси щели, последняя будет открываться более легко или менее легко, высвобождая больший или меньший объем продукта. При нажатии перпендикулярно к щели извлечение будет меньшим, чем при таком же нажатии по ее оси.
Таким образом, несмотря на простую конструкцию устройства 10 дозирования, его внешний вид не меняется, и удобство его использования не уменьшается по мере дозирования.