ГОЛОВКА ДЛЯ ВЫДАЧИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID DISPENSING HEAD

Изобретение относится к головке для выдачи текучей среды в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
WO 2007/009617 A1 раскрывает головку для выдачи текучей среды, имеющую сопло для выдачи, которое имеет отверстие для выдачи и которое поддерживает внутренний патрубок. Внутренний корпус расположен во внутреннем патрубке, который ограничивает выпускной канал и имеет соединительный элемент для обеспечения соединения с сопрягаемой деталью устройства для выдачи. На переднем конце, расположенном рядом с отверстием для выдачи, внутренний патрубок имеет уплотняющую поверхность, напротив которой затвор клапана, расположенный на внутреннем корпусе и закрывающий выпускной канал, предварительно нагружен пружиной. Следовательно, клапан внедрен в головку для выдачи, в которой закрытие клапана осуществляется посредством относительного перемещения, при приведении в действие пользователем. Такой клапан может иметь небольшие размеры. Однако, из-за проблем обратного всасывания головки для выдачи текучей среды, надежность от проникновения микроорганизмов и бактерий не обеспечивается должным образом. Для того чтобы микроорганизмы и другие загрязняющие вещества не могли проникнуть в систему через отверстие для выдачи, следовательно, может быть необходимым использование олигодинамических веществ. Применение таких олигодинамических веществ является неблагоприятным, когда используются вещества без консервантов.
Следовательно, цель изобретения состоит в разработке головки для выдачи текучей среды, которая обеспечивает усовершенствованный закрывающий элемент клапана.
Эта цель достигается с помощью признаков по пункту 1 формулы изобретения.
С помощью этого средства разработана головка для выдачи текучей среды с закрывающим элементом клапана, в которой проблемы обратного всасывания, когда клапан закрывается, исключены благодаря клапану положительного давления. Быстрое закрывание непосредственно после распыляющего выброса обеспечивает, что ни микроорганизмы, ни другие загрязняющие вещества не могут проникнуть в головку для выдачи текучей среды через выпускное отверстие для вещества. Усилие для открывания клапана прикладывается непосредственно через вещество, передаваемое в головку для выдачи. Регулируемое давление вещества открывает нагруженный пружиной закрывающий элемент клапана посредством перемещения корпуса клапана против усилия пружины. Вещество, передаваемое в головку для выдачи текучей среды посредством устройства для выдачи, проходит в закрытое и герметичное пространство в цилиндрической камере, из которой оно протекает к выпускному отверстию для вещества. Камера выдает некоторое количество вещества к выпускному отверстию для вещества, при этом поверхность вещества, в сочетании с напорным давлением вещества, препятствует проникновению бактерий и загрязняющих веществ. Является возможным небольшой размер закрывающего элемента клапана.
Промежуточная тарелка клапана, на которую действует пружина для прижимания корпуса клапана в верхнее гнездо клапана, предпочтительно, имеет уплотняющую ленту для герметизации дна цилиндрической камеры. При заданном соответствующем давлении вещества в цилиндрической камере, дно которой образует промежуточную тарелку клапана, верхнее гнездо клапана поднимается, когда усилие на промежуточной тарелке клапана, вызванное напорным давлением вещества, больше, чем усилие пружины, удерживающее ее закрытой. Посредством коэффициента увеличения выступающих областей и увеличивающегося давления в цилиндрической камере может оказываться воздействие на характер открывания и закрывания.
Нижнее гнездо клапана, предпочтительно, имеет функцию сальникового уплотнения для канала для вещества, в которое перемещающийся нижний конец корпуса клапана опирается уплотняющим образом.
Дополнительные тонкости изобретения могут быть понятными из нижеследующего описания и зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение будет объяснено более подробно ниже посредством использования иллюстративных вариантов осуществления, показанных на прилагаемых фигурах.
На фиг.1 показана, схематично в сечении, головка для выдачи текучей среды в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления,
на фиг.2 схематично показан закрывающий элемент клапана головки для выдачи текучей среды в соответствии с фиг.1 в увеличенном изображении,
на фиг.3 показана головка для выдачи текучей среды в соответствии с фиг.2 с открытым закрывающим элементом клапана,
на фиг.4 показана, схематично в сечении, головка для выдачи текучей среды в соответствии со вторым иллюстративным вариантом осуществления,
на фиг.5 показана головка для выдачи текучей среды в соответствии с фиг.4 с открытым закрывающим элементом клапана,
на фиг.6 схематично показан вид сверху головки для выдачи текучей среды в соответствии с фиг.1 с частично удаленным соплом для выдачи,
на фиг.7 показана, схематично в сечении, головка для выдачи текучей среды в соответствии с третьим иллюстративным вариантом осуществления,
на фиг.8 схематично показана головка для выдачи текучей среды в соответствии с фиг.7 с возможными путями перепада давления.
На фиг.1-3 показана головка 1 для выдачи текучей среды для использования вместе с устройством 2 для выдачи, при этом устройство 2 для выдачи содержит емкость для хранения вещества (не показана), для текучей среды, в которой имеется вещество под давлением, или из которой вещество выдается посредством насоса 3 для вещества, в частности, нажимного поршневого насоса. Устройство 2 для выдачи имеет сопрягаемую деталь 4, на которую может быть установлена головка 1 для выдачи текучей среды. Устройство 2 с головкой 1 для выдачи текучей среды, размещенной на своем месте, образует дозирующее устройство, в частности, для жидкого вещества.
Головка 1 для выдачи текучей среды и устройство 2 для выдачи могут перемещаться в осевом направлении друг к другу с целью инициации выдачи или укорачивания дозирующего устройства. Когда действующее усилие снимается, они возвращаются обратно в противоположном направлении в исходное положение в соответствии с фиг.1 посредством пружины F.
Головка 1 для выдачи текучей среды содержит выпускное сопло 5, имеющее выпускное отверстие 6, которое обеспечено на конце выпускного сопла 5. Выпускное сопло 5 поддерживает внутренний патрубок 7, который ограничивает канал 8 для вещества, который соединяется с секцией 26 для выдачи направляющего устройства 34 для вещества в виде секций канала и/или пространств для вещества, соединяющихся друг с другом и расположенных в головке 1 для выдачи текучей среды.
Внутренний патрубок 7 дополнительно может иметь соединительный элемент 9 для обеспечения соединения с сопрягаемой деталью 4 устройства 2 для выдачи. Внутренний патрубок 7 выполнен в форме емкости на его конце 11, направленном к выпускному отверстию 6, для образования цилиндрической камеры 12 в сочетании с передним концом 13 выпускного сопла 5, который имеет выпускное отверстие 6. Для закрывания выпускного отверстия 6 внутренний патрубок 7 поддерживает подпружиненный корпус 10 клапана, автоматически закрывающий выпускное отверстие 6.
Корпус 10 клапана выполнен в виде цилиндрического поршня, который может перемещаться в осевом направлении в цилиндрической камере 12, образованной внутренним патрубком 7 на верхней стороне. Подвижный корпус 10 клапана разделяет цилиндрическую камеру 12 на верхнюю и нижнюю секции камеры. Верхняя секция камеры образует камеру 19 давления, которая соединена с каналом 8 для вещества и может быть открыта и закрыта относительно выпускного отверстия 6. Нижняя секция камеры используется для поддерживания упругого элемента, в частности, пружины 20 сжатия, для нагружения корпуса 10 клапана для того, чтобы последний закрывал выпускное отверстие 6 с помощью усилия предварительного напряжения в качестве нагруженного корпуса 10 клапана.
Для корпуса 10 клапана обеспечены верхнее гнездо 14 клапана и нижнее гнездо 15 клапана, которые одновременно могут служить в качестве направляющих опор для концов 16, 17 поршня. По меньшей мере, одно из двух гнезд 14, 15 клапана, предпочтительно, служит в качестве направляющей опоры. Поршень корпуса 10 клапана имеет промежуточную тарелку 18 клапана, которая образует дно камеры 19 давления, соединенной с каналом 8 для вещества. Промежуточная тарелка 18 клапана герметизирует камеру 19 давления относительно верхнего гнезда 14 клапана. Дополнительно, промежуточная тарелка 18 клапана, предпочтительно, используется для направления перемещения корпуса 10 клапана в цилиндрической камере 12. Промежуточная тарелка 18 клапана, предпочтительно, образована в виде окружной уплотнительной кромки, которая направляет корпус 10 клапана в цилиндрической камере 12 во время его перемещения вверх и вниз. Промежуточная тарелка 18 клапана образует дно камеры 19 давления, которое может перемещаться в осевом направлении относительно выпускного отверстия 6, в частности, в результате перемещения корпуса 10 клапана. Вмещающий объем камеры 19 давления, следовательно, меняется, при этом увеличение объема во время открывания выпускного отверстия 6 заполняется давлением вещества в проходном канале 21 таким образом, чтобы не могли проникнуть микроорганизмы. Уменьшение величины вмещающего объема камеры 19 давления, когда закрывается выпускное отверстие 6, имеет эффект выдавливания остаточного вещества, что предотвращает проникновение микроорганизмов.
Для открывания верхнего гнезда 14 клапана давление выдачи вещества, которое больше, чем упругое усилие пружины 20 сжатия, удерживающее корпус 10 клапана закрытым, может быть установлено в камере 19 давления. На фиг.1 и фиг.2 показано выпускное отверстие 6, закрытое корпусом 10 клапана.
Вещество протекает через корпус 10 клапана, с целью чего корпус 10 клапана имеет проходной канал 21, который соединяет канал 8 для вещества с камерой 19 давления. Проходной канал 21, предпочтительно, проходит по центру через корпус 10 клапана. Проходной канал 21 образован секцией поднимающейся трубки, которая, на стороне выпуска, предпочтительно заканчивается кольцевой канавкой 22, которая ведет проходной канал 21 в камеру 19 давления.
Нижнее гнездо 15 клапана, предпочтительно, имеет функцию сальникового уплотнения, в которое конец 17 поршня корпуса 10 клапана, расширенный наподобие воронки, опирается уплотняющим образом, в частности, во время перемещение вниз и вверх корпуса 10 клапана.
Верхнее гнездо 14 клапана, предпочтительно, содержит вкладыш 24 с щелями, который способен направлять верхний конец 16 поршня во время открывающего и закрывающего перемещения, но, с другой стороны, обеспечивает возможность протекания к выпускному отверстию 6 через щели вкладыша, когда верхний конец 16 поршня, имеющий, предпочтительно, округленную уплотняющую поверхность 23, поднимается и открывает выпускное отверстие 6 относительно камеры 19 давления. Выпускное отверстие 6 может иметь одно или более отверстий, в зависимости от того, какая требуется форма распыления или форма струи. Вкладыш 24 может образовывать камеру закручивания.
Вкладыш 24, предпочтительно, образован на выпускном сопле 5 и, с этой целью, выполнен таким образом, чтобы быть самоопирающимся. Камера 19 давления окружает выпускное отверстие 6 с прямоточной емкостью текучей среды, которая, между промежуточной тарелкой 18 клапана и верхним гнездом 14 клапана, обеспечивает высоту столба текучей среды в качестве прямоточной емкости, расположенной рядом с выпускным отверстием 6. До того, как корпус 10 клапана поднимает верхнее гнездо 14 клапана, вещество находится под высоким начальным давлением. Это управляющее давление в камере 19 давления больше, чем окружающее давление, таким образом, когда выпускное отверстие 6 открывается, имеющееся вещество немедленно выходит. Управляющее давление, предпочтительно, устанавливается в пределах от 1,5 до 2,3 бара.
На фиг.3 показано открытое выпускное отверстие 6. Для этой цели корпус 10 клапана выполнил перемещение от выпускного отверстия 6, что означает, что уплотняющая поверхность 23 была поднята. Вещество, имеющееся в камере 19 давления, затем выходит из выпускного отверстия 6 через камеру 28, образованную между верхним концом корпуса 10 клапана и передним концом 13 выпускного сопла 5. Камера 28, предпочтительно, является камерой закручивания. В этом случае выдаваемое количество не ограничивается на вмещающем объеме камеры 19 давления, так как вещество перемещается до конца хода насоса или сжатия через проходной канал 21 и выдается.
Параметр открывания определяется коэффициентом увеличения выступающих областей F1 и F2, при этом F1 определяется гнездом 15 клапана для нижнего конца 17 поршня и его диаметром, тогда как F2 определяется камерой 19 давления и диаметром промежуточной тарелки 18 клапана. F3 определяет ширину выпускного отверстия 6 в области уплотняющей поверхности 23 на верхнем конце поршня корпуса 10 клапана.
Пружина 20 сжатия вставлена в цилиндрическую камеру 12 и поддерживается на одном конце на нижней стороне промежуточной тарелки 18 клапана и выступе 27 цилиндрической камеры 12, расположенном рядом с гнездом 15 клапана.
Корпус 10 клапана может перемещаться в осевом направлении, против упругого усилия пружины 20 сжатия, для того, чтобы открывать и закрывать верхнее гнездо 14 клапана. Осевой ход может быть ограничен сжатием пружины и возникающим в результате усилием пружины и/или ограничителем, который может быть обеспечен в нижнем гнезде 15 клапана.
Внутренний патрубок 7 посажен неподвижно расположенным в выпускном сопле 5, при этом для крепления является возможным разъемное выполнение посредством соединения с защелкиванием.
Выпускное сопло 5 имеет поверхности 25 для контакта с пальцами для ручного приведения в действие посредством приложения действующих усилий к сопрягаемой детали 4. Канал 8 для вещества выпускного сопла 5, который используется для прохождения выдаваемой текучей среды из емкости для вещества, соединяется с секцией 26 для выдачи в виде канала для выдачи, принадлежащего сопрягаемой детали 4. Ширина отверстия канала 26 может быть выбрана и может соответствовать требуемому подаваемому количеству через вставленные части. Каналы 26, 8 и 21, предпочтительно, расположены один над другим вдоль центральной оси.
Здесь выпускное сопло 5 имеет форму овала для того, чтобы быть способным устанавливаться на сопрягаемую деталь 4 в качестве назального адаптера. Для других применений выпускное сопло 5 может иметь другие внешние контуры.
На фиг.4-6 показан второй иллюстративный вариант осуществления головки 1 для выдачи текучей среды, который отличается от первого иллюстративного варианта осуществления, описанного ранее, тем, что здесь вкладыш 24 образован на вставленном элементе 29, который закреплен между внутренним патрубком 7 и верхним концом 13 выпускного сопла 5. Для этой цели элемент 29 может быть обеспечен наподобие паукообразного элемента с лапками 30, которые могут использоваться для размещения на внутреннем патрубке 7. Более того, каналы 31 для закручивания могут быть образованы на вкладыше 24, встроенном в элемент 29. Посредством каналов 31 для закручивания выбираемая форма распыления может передаваться веществу, выходящему из камеры 28.
Более того, второй иллюстративный вариант осуществления отличается от первого иллюстративного варианта осуществления тем, что канал 8 для вещества соединяется с секцией 26 для выдачи в форме камеры для вещества, которая закрыта или защищена от обратного потока вещества с помощью клапана, в частности, шарового клапана 32. Головка 1 для выдачи текучей среды в соответствии с изобретением может, в этом случае, комбинироваться с большим количеством разных систем 33 для выдачи и подачи.
Другими словами, вышеприведенные объяснения, относящиеся к первому иллюстративному варианту осуществления, применяются соответствующим образом ко второму иллюстративному варианту осуществления.
В соответствии с третьим иллюстративным вариантом осуществления, как представлено на фиг.7 и фиг.8, разработана головка 1 для выдачи текучей среды, которая может испытываться на протечки на линии сборки. Разработана настоящая головка для выдачи текучей среды, в которой становится возможной проверка разных путей перепада давления. В результате, является возможной полная проверка герметичности.
Для этого обеспечена головка для выдачи текучей среды, имеющая выпускное сопло 5, имеющее выпускное отверстие 6, и в котором расположен внутренний патрубок 7, который имеет канал 8 для вещества и поддерживает нагруженный корпус 10 клапана, который автоматически закрывает выпускное отверстие 6 и, в качестве перемещаемого в осевом направлении поршня, имеющего верхнее 14 и нижнее гнездо 15 клапана для концов 16, 17 поршня, расположен в имеющем форму емкости конце внутреннего патрубка 7. Имеющий форму емкости конец 11 образует цилиндрическую камеру 12 для корпуса 10 клапана с внутренним проходным каналом 21, и имеющий форму емкости конец 11 имеет стеновое отверстие 42 между цилиндрической камерой 12 и внутренней частью 43 выпускного сопла 5.
Имеющий форму емкости конец 11 имеет стеновое отверстие 42 между цилиндрической камерой 12 и внутренней частью 43 выпускного сопла 5. На фиг.8 показаны места уплотнения, которые могут быть проверены, и возможные пути перепада V1, V2 и V3 давления в случае протечек. Для этой цели давление Р воздуха прикладывается в направлении направляющего устройства 47 для вещества (сравни фиг.7). Если промежуточная тарелка 18 клапана не уплотняется относительно верхнего гнезда 14 клапана и/или гнездо 15 клапана не уплотняется, воздух проникает через стеновое отверстие 42 во внутреннюю часть 43 и может измеряться как перепад V2 давления. Протечки в области гнезда 14 клапана могут измеряться как перепад V1 давления. Протечки между внутренним патрубком 7 и выпускным соплом 5 могут измеряться как перепад V3 давления.
На имеющем форму емкости конце 11 головка 1 для выдачи текучей среды также имеет внешний выступ 44, который, в качестве ограничителя, взаимодействует с ребром 45 на внутренней стенке 48 выпускного сопла 5 во время перемещения внутреннего патрубка 7, который направляется в осевом направлении вверх.
Канал 8 для вещества выпускного сопла 5, который используется для направления выдаваемой текучей среды из емкости для вещества, соединяется с выпускной секцией 26 в виде канала для выдачи, принадлежащего сопрягаемой детали 4. Ширина отверстия канала 26 может быть выбрана и может соответствовать требуемому подаваемому количеству через вставленные детали. Каналы 26, 8 и 21, предпочтительно, расположены один над другим вдоль центральной оси.
Здесь выпускное сопло 5 имеет форму овала для того, чтобы быть способным устанавливаться на сопрягаемую деталь 4 в качестве назального адаптера. Для других применений выпускное сопло 5 может иметь другие внешние контуры.
Другими словами, вышеприведенные объяснения, относящиеся к первому и второму иллюстративному варианту осуществления, применяются соответствующим образом к головке для выдачи текучей среды.