УСТРОЙСТВО ВЫДАЧИ И СМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ
OUTPUT DEVICE AND REPLACEABLE ELEMENT

Настоящее изобретение относится к устройству выдачи для выдачи жидкого мыла или подобного.
Устройство выдачи имеет блок основания, в который сменный элемент, содержащий материал для выдачи, установлен в перевернутом положении, то есть его выпускное отверстие расположено на самом нижнем конце. Настоящее изобретение было специально сконструировано для отдельно стоящего устройства выдачи мыла, подходящего для использования в бытовой среде. Однако оно также может быть применено к установленному на стене устройству и может использоваться в более крупных устройствах, таких как публичные туалеты. Устройство может иметь управляемый вручную насос для выдачи жидкости, но предпочтительно снабжено датчиком приближения, который распознает присутствие руки пользователя, и имеет насос для автоматической выдачи жидкости.
Поскольку устройство главным образом предназначено для бытового рынка, важно, чтобы потребитель мог заменить сменный элемент способом, который очень прост, имеет защиту от неумелого обращения и не создает беспорядка, который в лучшем случае вызывает раздражение потребителя и в худшем случае может разрушить механизм выдачи.
Согласно настоящему изобретению, устройство выдачи содержит блок основания с приводным механизмом для выдачи жидкости и сменный элемент, вставляемый в блок основания в перевернутом положении, причем его выпускное отверстие расположено в самом низу для подачи жидкости в основание, причем сменный элемент содержит кольцевую стенку, выступающую в сменный элемент и образующую выпускное отверстие из сменного элемента, причем кольцевая стенка выполнена с возможностью закрытия на ее наиболее внутреннем конце элементом клапана, смещенным на кольцевую стенку, причем основание содержит полую втулку и кольцевое уплотнение, окружающее и отстоящее от верхней части втулки, за счет чего установка сменного элемента в основание вызывает введение втулки в кольцевую стенку и подъем элемента клапана от кольцевой стенки, чтобы образовать канал потока из сменного элемента, через, по меньшей мере, один вырез, образованный в верхней части втулки и/или нижней части элемента клапана и вниз по полой втулке, и кольцевое уплотнение для уплотнения между втулкой и кольцевой стенкой.
Такое расположение обеспечивает механизм, с помощью которого сменный элемент может быть легко опущен на втулку. Это вызывает открытие канала потока. Во время процесса открытия кольцевое уплотнение образует уплотнение с кольцевой стенкой, таким образом, предотвращая утечку даже во время процесса открытия.
Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает простой и не создающий беспорядка способ замены сменного элемента, даже когда сменный элемент не был полностью опустошен.
Вырез может быть образован в нижней части элемента клапана. Однако это также может потребовать выполнения седла клапана совпадающим по форме с вырезом на элементе клапана. Следовательно, предпочтительно нахождение выреза на верхней части втулки. Предпочтительно имеется более одного выреза, чтобы обеспечивать множество каналов потока. В предпочтительном примере вырезы эффективно принимают форму зубцов на верхней части втулки.
Элемент клапана может быть смещен пружиной, которая расположена на противоположной стороне элемента клапана относительно кольцевой стенки. Однако предпочтительно элемент клапана смещен, по меньшей мере, одним упругим элементом, который предпочтительно соединен на одном конце с элементом клапана и на другом конце с местом радиально наружу от и ниже наиболее внутреннего конца кольцевой стенки, причем один или каждый упругий элемент выполнен таким образом, что, когда элемент клапана поднят с кольцевой стенки, канал потока присутствует между элементом клапана и кольцевой стенкой.
За счет использования, по меньшей мере, одного упругого элемента, закрепленного снаружи кольцевой стенки, конструкция устройства может быть значительно упрощена, поскольку сами упругие элементы и средство, которым они прикреплены, могут быть включены в существующую конструкцию сменного элемента. Если элемент клапана упруго поддерживался на его противоположной стороне, то для сохранения этого потребуется дополнительная конструкция, таким образом, усложняя конструкцию.
Это образует независимый объект настоящего изобретения, который может быть определен в его самом широком смысле, как сменный элемент для устройства выдачи, причем элемент содержит отверстие на одном конце, который при использовании является самым нижним концом, причем отверстие содержит кольцевую стенку, выступающую в элемент, и выполнено с возможностью закрытия на его наиболее внутреннем конце элементом клапана, смещенным на кольцевую стенку, причем элемент клапана отклонен, по меньшей мере, одним упругим элементом, соединенным на одном конце с элементом клапана и на другом конце к месту радиально наружу от и ниже наиболее внутреннего конца кольцевой стенки, причем один или каждый упругий элемент выполнен таким образом, что, когда элемент клапана поднят от кольцевой стенки, канал потока присутствует между элементом клапана и кольцевой стенкой.
Если только один отклоняющий элемент используется, он может не являться сплошным кольцевым компонентом, но должен будет иметь отверстия или являться спиральной структурой, или подобным так, чтобы канал потока мог присутствовать. Предпочтительно имеется множество упругих элементов с зазорами между ними, чтобы обеспечивать канал потока.
Один или каждый упругий элемент может быть изготовлен отдельно от элемента клапана и установлен вместе с ним. Однако предпочтительно элемент клапана изготовлен заодно с одним или каждым упругим элементом.
Один или каждый упругий элемент предпочтительно продолжается в окружающую тарелку клапана, которая прикреплена к колпачку сменного элемента.
Тарелка клапана может быть просто приклеена, присоединена или иным образом закреплена внутри колпачка. Однако предпочтительно тарелка клапана помещена между колпачком и крепежной пластиной, которая может защелкиваться на место. Предпочтительно одна или более крепежных стоек обеспечены в одном из элементов - колпачке, тарелке клапана или крепежной пластине, для того чтобы расположить различные элементы относительно друг друга.
Отверстие в сменном элементе может быть выпускным отверстием для жидкости или отверстием сброса воздуха. Конструкция кольцевой стенки, элемента клапана и упругого элемента в равной степени применима к любому из них.
Устройство выдачи и сменный элемент согласно настоящему изобретению будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - сечение устройства выдачи;
фиг.2 - местный вид в перспективе сменного элемента, введенного в устройство выдачи, но еще не зацепленного;
фиг.3 - вид, аналогичный фиг.2, показывающий сменное устройство в промежуточном положении;
фиг.4 - вид, аналогичный фиг.3 и 4, показывающий сменный элемент в полностью зацепленном положении;
фиг.5 - вид в перспективе узла колпачка перед сборкой;
фиг.6 - вид в перспективе узла колпачка после сборки;
фиг.7 - сечение, показывающее зацепление между горлышком флакона и колпачком в сборе;
фиг.8 - вид в перспективе колпачка с неповрежденными предохранительными элементами;
фиг.9 - вид, аналогичный фиг.7, после того как флакон был удален с колпачка;
фиг.10 - вид, аналогичный фиг.8, после того как предохранительные элементы были оторваны;
фиг.11 - разобранный вид в перспективе колпачка второго сменного элемента;
фиг.12 - вид, аналогичный фиг.11, показывающий собранный колпачок;
фиг.13 - вид в сечении клапана сброса давления второго примера;
фиг.14 - вид, аналогичный фиг.13, показывающий клапан сброса давления в открытом виде, чтобы позволить поток воздуха;
фиг.15 - вид, аналогичный фиг.4, показывающий третий сменный элемент на устройстве выдачи;
фиг.16 - вид, аналогичный фиг.5, колпачка третьего сменного элемента;
фиг.17 - вид, аналогичный фиг.6, показывающий колпачок собранного третьего сменного элемента; и
фиг.18 - вид, аналогичный фиг.7, третьего сменного элемента.
Устройство выдачи является устройством выдачи, оставляющим руки свободными, которое, в общем, подходит для бытового пользования. Устройство выдачи главным образом предназначено для выдачи жидкого мыла, но также может быть использовано для выдачи другой жидкости или полужидких продуктов (в идеале с большей вязкостью, чем у воды), таких как крем для рук, лосьон для тела, увлажнитель, крем для лица, шампунь, гель для душа, пенящееся моющее средство, крем для бритья, жидкость для умывания, зубная паста, крем от угревой сыпи, средство для чистки поверхности или дезинфицирующее средство, например, спиртовой гель.
Устройство выдачи содержит две основные части, а именно сменный элемент 1 и блок 2 основания. Сменный элемент 1 обеспечивает емкость для выдаваемой жидкости и установлен в блок 2 основания, расположенный ниже.
Основание имеет границу 3, в которую жидкость выдается из сменного элемента. Граница 3 сообщается по текучей среде с трубкой 4 выдачи. Насос 5 выполнен с возможностью выборочно нагнетать отмеренную дозу жидкости по трубке 4 выдачи и из головки 6 выдачи.
Основание имеет инфракрасный передатчик 7A, который излучает инфракрасный луч через окно 8 в приемник 7B, чтобы распознать присутствие руки пользователя вблизи устройства выдачи. Схема управления реагирует на сигнал с датчика приближения, чтобы привести в действие насос. Показанный датчик является датчиком прерывания луча, но также может являться датчиком отражения. Хотя показан инфракрасный датчик, любой известный датчик приближения, такой как емкостной датчик, может быть использован. Устройство может быть с питанием от сети или с питанием от батареи. Как вариант, оно может являться устройством с управляемым вручную насосом, в котором пользователь толкает рычаг, чтобы сместить продукт.
Граница между сменным элементом 1 и блоком 2 основания будет сейчас описана более подробно со ссылкой на фиг.2-10.
Блок 2 основания содержит кожух 10, который образует чашеобразный корпус, окружающий значительную часть сменного элемента, чтобы защищать и поддерживать его. Втулка 11 выступает через основание кожуха 10 и уплотнена к кожуху 10 уплотнительным кольцом 12. Втулка имеет множество зубцов 13 на ее верхней поверхности. Второе уплотнительное кольцо 14 окружает втулку 11 под зубцами 13.
Сменный элемент 1 содержит флакон 20, к которому прикреплен колпачок 21. Флакон 20 имеет горлышко 22, которое насажено на и уплотнено кольцевым фланцем 23 внутри колпачка 21. Колпачок 21 имеет отходящую вверх юбку 24 (в перевернутом положении, показанном на чертежах), которая образует внешнюю поверхность колпачка. Перемещаясь внутри относительно юбки 24, следующим элементом колпачка является внешняя кольцевая стенка 25, которая в общем соосна с юбкой 24.
Это подробно показано на фиг.5-10.
Внешняя кольцевая стенка 25 состоит из пары удерживающих элементов 26 и пары опорных элементов 27, которые чередуются друг с другом и каждый продолжается приблизительно на четверть круга, как показано на фиг.5, 6, 8 и 10. Сечение опорных элементов 27 показано на фиг.2. Эти элементы проходят прямо вверх от нижней стенки колпачка, имеют параллельные стороны и наклонную верхнюю поверхность 28. Сечение удерживающих элементов 26 показано на фиг.7 и 9. В отличие от опорных элементов 27, они не прикреплены к стенке колпачка. Взамен они прикреплены на другом конце к опорным элементам 27 предохранительными элементами 29, как лучшим образом показано на фиг.6 и 8. Удерживающие элементы 26 имеют параллельные стороны и имеют наклонную верхнюю поверхность 35, как показано на фиг.7 и 9.
Как показано на фиг.7 и 9, горлышко 22 флакона имеет наклонную внешнюю поверхность 36, которая дополняет наклонные поверхности 28 и 35 кольцевой стенки 25. За наклонной внешней поверхностью 36 находится выступ 37, который обращен к основному корпусу флакона 20. Эта наклонная внешняя поверхность 36 и выступ 37 имеются только вблизи удерживающих элементов 26 и отсутствуют вблизи опорных элементов 27. Смежно с опорными элементами 27 горлышко 22 имеет параллельные стенки, как показано на фиг.2.
Для того чтобы вставить флакон 20 в колпачок 21, флакон 20 толкается вниз, причем его горлышко насаживается на кольцевой фланец 23. Наклонная внешняя поверхность 36 флакона взаимодействует с наклонными поверхностями 28, 35, чтобы сместить удерживающие элементы 26 радиально наружу до тех пор, пока выступ 37 не защелкнется на место за удерживающими элементами 26, как показано на фиг.7. Когда флакон 20 снимается с колпачка 21, выступы 37 упираются в удерживающие элементы 26, таким образом, разрушая предохранительные элементы 29 так, чтобы удерживающие элементы 26 отделились от колпачка 21, как показано на фиг.9 и 10. Как только это произошло, больше невозможно удерживать колпачок на флаконе, таким образом, предотвращая повторное использование сменного элемента 1.
Отметим, что нет необходимости в полном отделении обоих удерживающих элементов 26 от крышки. Возможно, что только один из них отделится, или что один или оба просто сместятся в положение, в котором они не могут больше зацепляться с горлышком флакона.
Возвращаясь теперь к фиг.2-4, выпускное отверстие для жидкости и связанный клапан сейчас будут описаны.
Выпускное отверстие для жидкости из резервуара обеспечено кольцевой стенкой 30, окружающей центральное отверстие 31. Наверху кольцевой стенки 30 находится наклонная поверхность 32 (см. фиг.4), которая обеспечивает седло клапана для элемента 33 клапана выпускного отверстия. Это показано в виде U-образного чашевидного элемента, но в равной степени может являться сплошным элементом или полым шарообразным элементом. Элемент 33 клапана выпускного отверстия отклонен в его закрытое положение множеством отклоняющих элементов 34.
Они прикреплены на их верхнем конце к верхней части элемента 33 клапана и прикреплены на их нижнем конце к месту радиально наружу от кольцевой стенки 30 и ниже верхней части кольцевой стенки 30. Они предпочтительно выполнены заодно с элементом 33 клапана.
Как показано на фиг.2-4, когда сменный элемент 1 опускается в блок 2 основания, втулка 11 зацепляется с нижней поверхностью элемента 33 клапана, как показано на фиг.3. Дальнейшее перемещение вниз сменного элемента вызывает подъем элемента 33 клапана с его седла и также приводит уплотнительное кольцо 14 в уплотняющее зацепление с кольцевой стенкой 30. Элемент 33 клапана поднимается в положение, показанное на фиг.4. В этом положении жидкость в флаконе 20 может течь вокруг отклоняющего элемента 34 и входит во втулку через зубцы 13, и таким образом протекая в блок 2 основания. Вытекание жидкости между втулкой 11 и кольцевой стенкой 30 предотвращается уплотнительным кольцом 14. Эта конструкция имеет простой и не создающий беспорядка для потребителя способ вставки сменного элемента независимо от уровня заполнения сменного элемента.
Для того чтобы удалить сменный элемент, потребитель вынимает его из основания, после чего отклоняющие элементы 34 вызывают возвращение элемента 33 клапана на седло 32. Во время этого перемещения уплотнение между втулкой 11 и кольцевой стенкой 30 обеспечивается уплотнительным кольцом 14. Использованный сменный элемент затем заменяется новым, следуя вышеприведенной схеме.
Колпачок снабжен парой клапанов 40 сброса давления. Каждый образован кольцевым выступом 41, выполненным заодно с колпачком 21. Элемент 42 клапана сброса давления опирается на верхнюю часть кольцевого выступа 41 и отклонен на место парой отклоняющих элементов 43 (как показано, например, на фиг.5). Отклоняющая сила такова, что при обычных условиях элемент 42 клапана сброса давления образует герметичное уплотнение на выступе 41. Однако когда давление внутри флакона 20 опускается ниже некоторого уровня, разность давлений на элементе 42 клапана сброса давления достаточна, чтобы преодолеть силу, прикладываемую отклоняющими элементами 43, и впустить воздух внутрь флакона 20. Это снижает разность давлений, таким образом, восстанавливая герметичное уплотнение без утечки текучей среды.
Каждый клапан 40 сброса давления окружен кольцевым изолятором 44, который продолжается вдоль оси до уровня выше верхней кольцевой стенки 30 вдоль оси. Таким образом, когда элемент 33 клапана открыт, любой воздух, поступающий в клапан 40 сброса давления, не будет увлекаться истекающим потоком жидкости. На практике это означает, что клапан сброса давления может быть помещен ближе к выпускному отверстию, таким образом, приводя к более компактному колпачку. Хотя два клапана сброса давления показаны, один клапан или более двух клапанов могут быть обеспечены при необходимости.
Способ, которым собран колпачок, показан на фиг.5 и 6.
Узел представляет собой трехчастную конструкцию, состоящую из колпачка 21, тарелки 45 клапана и крепежной пластины 46. Колпачок имеет некоторое количество литых элементов, включающих в себя кольцевой фланец 23, кольцевую стенку 25 и кольцевые выступы 41. Кроме того, колпачок 21 имеет множество крепежных стоек 47.
Тарелка 45 клапана является эластомерным материалом и выполнена заодно с элементом 33 клапана, отклоняющими элементами 34, элементом 42 клапана сброса давления и отклоняющими элементами 43. Тарелка клапана имеет множество установочных отверстий 48, которые соответствуют крепежным стойкам 47.
Крепежная пластина 46 выполнена из жесткого пластика и выполнена заодно с кольцевым изолятором 44. Как и тарелка клапана 45, крепежная пластина 46 также снабжена множеством установочных отверстий 49, которые соответствуют крепежным стойкам 47.
Для сборки колпачка три компонента помещаются друг над другом, как показано на фиг.6, причем крепежные стойки входят в установочные отверстия, чтобы гарантировать, что компоненты выровнены правильно. Нагревание или адгезив затем прикладывается к верхней части крепежных стоек 47, чтобы прикрепить крепежные стойки к крепежной пластине 46. Эластомерная тарелка 45 клапана, таким образом, помещена между колпачком 21 и крепежной пластиной 46, которая удерживает элементы 33 и 42 клапана на месте.
Второй пример колпачка для сменного элемента сейчас будет описан со ссылкой на фиг.11-14.
Конструкция элемента 33 клапана выпускного отверстия во втором примере, по существу, такая же, как в первом примере, и не будет описываться снова в отношении второго примера.
Как можно видеть с фиг.11, колпачок 21 отлит заодно с некоторым количеством элементов, такими как кольцевая стенка 25 и 30 и коническая часть 50 клапана сброса давления, которая будет описана ниже. Упругий край 53 (описанный более подробно ниже) для клапана сброса давления обеспечен отлитым заодно с тарелкой 45 клапана. Крепежная пластина 46 также снабжена экраном 57 для клапана сброса давления. Он эквивалентен изолятору 44 на фиг.2, но только продолжается вокруг стороны клапана сброса давления, обращенной к элементу 33 клапана выпускного отверстия. Изолятор 44 и экран 57 могут использоваться взаимозаменяемо в двух примерах.
Узел колпачка собирается так же, как в первом примере.
Клапан 60 сброса давления показан на фиг.13 и 14.
Клапан имеет коническую часть 50, которая является составной частью колпачка 21, как упомянуто выше. Наверху конической части 50 расположена цилиндрическая стойка 61. Упругий край 53 фактически является полым удлинением в виде усеченного конуса тарелки 52 клапана из упругого материала, который продолжается вдоль конической части 50, от которой он слегка расходится и плотно установлен на стойку 61. По меньшей мере, одно впускное отверстие 62 для воздуха (также показанное на фиг.11) проходит через стенку конической части 50 и, как правило, закрыто упругим краем 53, как показано на фиг.11. Когда давление в флаконе 20 падает по мере того, как жидкость выпускается, разности давлений на упругом крае 53 в конечном счете будет достаточно, чтобы сместить край 53 на достаточную величину, чтобы впустить воздух A внутрь флакона 20, как показано стрелками на фиг.8. Отметим, что величина, на которую упругий край 53 поднялся с конического элемента 50, была преувеличена на фиг.8 и что на практике она будет почти незаметна.
Взамен уплотнения по стойке упругий край 53 может уплотнять по конической части 50. В этом случае край не будет отходить от конической части, как показано. Взамен он фактически будет иметь угол наклона меньше, чем угол конической части 50, для того чтобы естественно опираться на коническую часть.
Пример третьего сменного элемента сейчас будет описан со ссылкой на фиг.15-18. Он в большинстве отношений аналогичен первому примеру, и только существенные различия описаны здесь.
Как можно видеть на фиг.15, элемент 33' клапана выпускного отверстия оформлен иным образом. В этом случае присутствует участок 60 уменьшенного диаметра, который устанавливается внутри кольцевой стенки 30, когда клапан закрыт, чтобы способствовать уплотнению к кольцевой стенке.
Пара клапанов 40 сброса давления была заменена одним традиционным грибковым клапаном 61.
Удерживающие элементы 26 с их предохранительными элементами 29 были заменены множеством периодических выступов 62, которые, как показано на фиг.18, зацеплены с дополняющими выступами 63 на горлышке флакона 20. Прогиб горлышка флакона внутрь предотвращается фланцем 64. В положении с фиг.18 зацепление между выступами достаточно крепко, чтобы предотвратить удаление колпачка с флакона для всех практических целей. Это облегчается шпоночной конструкцией 64 на колпачке, как показано на фиг.16 и 17, которая зацеплена с дополняющим выступом на флаконе (не показан), чтобы предотвратить относительное вращение между колпачком 21 и флаконом 20.