БЕСКОНТАКТНОЕ РАЗДАТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
CONTACTLESS DISPENSING APPARATUS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в целом относится к раздаточной системе для текучего продукта, который может быть жидкостями, газами, пенами, дисперсиями, пастами, кремами и пр. Более конкретно, изобретение относится к бесконтактному раздаточному устройству с изобарическим контейнером, включающий в себя аэрозольный контейнер для раздачи равномерных доз, и выполненному с возможностью легкой сборки.
ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА И ЕГО НЕДОСТАТКОВ
Раздаточные устройства, приводимые в действие пальцем, типично выполнены с возможностью встраивания в раздаточные системы, установленные на ручных контейнерах, которые широко применяются для текучих продуктов. В некоторых раздаточных системах встроен насос, и пользователь нажимает привод насоса для получения потока текучего продукта. Такое раздаточное устройство, приводимое в действие пальцами, обычно используют для мыл для рук и дезинфицирующих средств и подобного. Такое раздаточное устройство, приводимое в действие пальцем, требует ручного привода насосной структуры, что может привести к переносу микроорганизмов от их носителя на насосную структуру и наоборот.
Некоторые раздаточные устройства предназначены для работы с изобарическим контейнером и имеют соответствующую выпускную структуру для раздачи текучего продукта под давлением. Раздаточные системы, содержащие клапанный узел и взаимодействующее раздаточное устройство, обычно устанавливают на верхнюю часть контейнера, например, металлической банки, содержащей продукт под давлением. Раздаточное устройство обычно содержит внешний привод, соединенный с клапанным узлом, который образует раздаточный канал, из которого продукт можно раздавать в нужное место. И вновь такие раздаточные системы требуют ручного привода, например, нажатия внешнего привода. Это приводит к переносу микроорганизмов, как показано выше.
В коммерческих изделиях нашли применение бесконтактные раздаточные устройства для аэрозольных продуктов. Такие раздаточные устройства имеют электропривод и обычно вешаются на стену и соединяются с источником электроэнергии. Такие устройства не адаптированы для широкого применения и обычно требуют аэрозольных контейнеров, специально спроектированных для всей структуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению предлагается уникальная безнасосная раздаточная система для текучих продуктов, не требующая контакта для включения. Пользователь должен лишь поднести ладонь под отверстие, чтобы система раздала в ладонь жидкость, например, лосьон, мыло для рук, шампунь, дезинфицирующее средство и т.п., без необходимости приводить в действие систему вручную.
Согласно одному варианту осуществления изобретения раскрывается бесконтактное раздаточное устройство для изобарического (находящегося под давлением) контейнера, включающего в себя клапанный элемент. Раздаточное устройство содержит корпус, крепящийся на контейнере. Расположенный в корпусе клапан с электрическим управлением включает в себя впускное и выпускное отверстия. Впускное отверстие удерживает клапан в открытом положении, когда корпус устанавливается на контейнер. Между выпускным отверстием клапана и раздаточным патрубком раздаточного устройства проходит патрубок. Датчик определяет наличие ладони пользователя рядом с раздаточным патрубком. Блок управления, расположенный в корпусе, оперативно соединен с датчиком и с клапаном с электрическим управлением. Блок управления управляет работой клапана с электрическим управлением для раздачи из контейнера выбранной дозы продукта в ответ на обнаружение датчиком присутствия ладони пользователя рядом с раздаточным патрубком.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения раскрывается бесконтактное раздаточное устройство для изобарического контейнера, включающего в себя клапанный элемент. Раздаточное устройство содержит корпус, устанавливаемый на контейнер. Корпус содержит основание и крышку. Крышка устанавливается с возможностью снятия на основание для определения внутреннего пространства. Основание имеет шейку, устанавливаемую на контейнер и первую и вторую поддерживающие структуры во внутреннем пространстве. Клапан с электрическим управлением установлен на первой поддерживающей структуре и имеет пару отходящих от него электрических проводов. Клапан с электрическим управлением имеет впускное отверстие и выпускное отверстие. Впускное отверстие находится в соединении с клапанным элементом и приводит его в действие (т.е. переводит клапанный элемент в открытое положение), когда основание крепится на контейнер. На второй поддерживающей структуре установлена печатная плата. Печатная плата содержит зажим для установки батарейки, датчик для определения близости ладони пользователя, клеммы для соединения проводов клапана и схему управления. Схема управления управляет работой клапана с электрическим управлением для раздачи дозы продукта из контейнера, используя энергию батарейки, в ответ на обнаружение датчиком ладони пользователя рядом с раздаточным патрубком.
Многочисленные другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания, формулы и приложенных чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На приложенных чертежах, которые являются частью настоящего описания и на которых одинаковые детали на всех чертежах обозначены одинаковыми позициями:
фиг.1 - вид в изометрии раздаточной системы, иллюстрирующий бесконтактное раздаточное устройство по настоящему изобретению, установленное на изобарический контейнер.
Фиг.2 - фрагментарный разнесенный вид сверху в изометрии, иллюстрирующий бесконтактное раздаточное устройство и изобарический контейнер по фиг.1.
Фиг.3 - фрагментарный разнесенный вид снизу в изометрии, иллюстрирующий бесконтактное раздаточное устройство и изобарический контейнер по фиг.1.
Фиг.4 - фрагментарный вид сбоку бесконтактного раздаточного устройства, установленного на изобарический контейнер, при этом его корпус показан в сечении.
Фиг.5 - фрагментарный вид, частично в сечении по линии 5-5 на фиг.4, при этом корпус не показан для иллюстрации внутренних деталей.
Фиг.6 - сечение по линии 6-6 на фиг.1.
Фиг.7 - схема электрической цепи для бесконтактного раздаточного устройства по фиг.1, содержащая программируемый микроконтроллер.
Фиг.8 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая работу управляющей программы в микроконтроллере по фиг.7.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Хотя настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах, настоящее описание и приложенные чертежи раскрывают лишь некоторые конкретные примеры осуществления настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими описанными вариантами осуществления. Объем настоящего изобретения определяется приложенной формулой.
Для облегчения описания компоненты настоящего изобретения и контейнер, применяемый с этими компонентами настоящего изобретения, описаны в нормальном (вертикальном) рабочем положении. Такие термины как "верхний", "нижний", "горизонтальный" и т.п. используются именно для этого положения. Однако следует понимать, что компоненты настоящего изобретения можно изготавливать, хранить, транспортировать, использовать и продавать в ориентации, не совпадающей с описанным положением.
На чертежах, иллюстрирующих компоненты изобретения и контейнер, показаны некоторые известные механические элементы, которые могут определить специалисты. Подробное описание таких элементов не является необходимым для понимания изобретения и поэтому такое описание представлено только в той степени, которая необходима для понимания новых признаков настоящего изобретения.
На фиг.1 показана раздаточная система, содержащая бесконтактное раздаточное устройство 10 по настоящему изобретению, предназначенное для использования с изобарическим (находящимся под давлением) контейнером 12, например, обычным аэрозольным контейнером. Бесконтактное раздаточное устройство 10 является раздаточным устройством с электронным управлением. Изобарический контейнер 12 заполнен раздаваемым продуктом под давлением. В изобарическом контейнере 12, содержащем раздаваемый продукт, предпочтительно имеется клапан типа "пакет-на-клапане", если желательно не допустить контакта между раздаваемым продуктом и вытесняющим газом в контейнере. Однако можно также использовать и другие известные изобарические системы. Согласно настоящему изобретению бесконтактное раздаточное устройство 10 можно использовать с контейнером разных конструкций. Конкретный изобарический контейнер 12, показанный на чертежах, описан здесь только для примера. Бесконтактное раздаточное устройство 10 можно легко адаптировать, как будет очевидно из нижеследующего, к конструкции конкретного изобарического контейнера.
Показанный изобарический контейнер 12 конкретно описан со ссылками на фиг.6. Изобарический контейнер 12 содержит металлическую банку 14, верхняя кромка которой закручена в монтажный валик 16. На металлической банке 14 с помощью известного монтажного стакана 20 установлен нормально закрытый раздаточный клапан 18. Монтажный стакан 20 имеет крепежный фланец 22, закрученный вокруг монтажного валика 16, и наложенную прокладку (не показана) для надежного крепления монтажного стакана 20 к металлической банке 14.
Монтажный стакан 20 содержит кольцевую стенку 24, которая определяет отверстие, сквозь которую выступает часть раздаточного клапана 18. В корпусе 28 клапана находится подвижный клапанный элемент в форме охватывающего клапанного поршня 30. Пружина 32 сжатия в корпусе 28 клапана поджимает поршень 30 клапана вверх в закрытое положение, прижимая его к кольцевой уплотнительной прокладке 31. Нижний конец корпуса 28 клапана проходит вниз в банку 14 и приклеен к мешку или пакету 34, который содержит раздаваемый продукт.
Как обычно в изобарическом раздаточном устройстве такого типа, мешок 34 окружен соответствующим вытесняющим газом под давлением, и продукт в мешке 34 раздается под действием этого давления, когда поршень 30 клапана нажат вниз против силы пружины 32, чтобы верхняя часть поршня 30 клапана ушла под наложенную прокладку 31. Текучий продукт под давлением в мешке 34 получает возможность течь вверх по вертикальным зазорам вдоль внешней цилиндрической поверхности поршня 30 клапана, затем поверх поршня 30 под кольцевой прокладкой 31, вниз по вертикальным каналам (не показаны) внутри полости в верхнем конце поршня 30 клапана, в нижнее отверстие пустотелой трубки или приводного стержня 78, который вставлен в полость поршня и отходит вниз от бесконтактного раздаточного устройства 10, как описано более подробно ниже. На фиг.6 поршень 30 клапана показан в нажатом, т.е. открытом положении, описанном ниже. Раздаточный клапан 18 может иметь любую подходящую известную или особую внутреннюю конструкцию, в которой подвижный клапан раздачи продукта поджат наружу в закрытое положение, и детали такой внутренней конструкции не являются частью настоящего изобретения. Кроме того, в альтернативном варианте изобретения (не показанном) раздаточный клапан 18 может иметь охватываемый поршень клапана, который содержит обычный выступающий наружу стержень, входящий в бесконтактное раздаточное устройство 10.
Как показано на фиг.1, бесконтактное раздаточное устройство 10 содержит корпус 40, выполненный с возможностью крепления на изобарическом контейнере 12. Корпус 40 содержит основание 42 и крышку 44. Как показано на фиг.2 и 3, крышка 44 съемно установлена на основании 42 для определения внутреннего пространства 46. Нижняя часть основания 42 содержит шейку 48, имеющую форму и размер, чтобы садиться поверх банки 14. От шейки 48 внутрь отходит множество ребер 50 (см. фиг.3), которые содержат пазы для приема фланца 22 для крепления основания 42 на изобарическом контейнере 12 с помощью защелкивающейся конструкции. Основание 42 расширяется над шейкой 48, к верхней головке 54.
Внутри основания 42 у верхней кромки головки 54 имеется пара отходящих назад передних ребер 55 и пара открытых вперед задних пазов 57. Внутри основания 42 также имеется первая поддерживающая структура 56 и вторая поддерживающая структура 58 для поддержки электромагнитного клапана 60 и печатной платы 62, соответственно. Вторая поддерживающая структура 58 выше, чем первая поддерживающая структура 56. Первая поддерживающая структура 56 содержит противоположные кронштейны 64 (на фиг.2 виден один из них), отходящие внутрь от противоположных сторон шейки 48. Каждый кронштейн 64 содержит скругленный паз 65 для поддержки электромагнитного клапана 60. Вторая поддерживающая структура 58 содержит противоположные четыре ребра 66, каждое из которых имеет паз 67, расположенный над выступом 68, и противоположные ребра 70, каждое из которых имеет паз 71 над выступом 72, отходящим внутрь от головки 54. На выступы 68 и 72 между противоположными передними ребрами и противоположными задними ребрами 70, соответственно, опирается печатная плата 62, боковые кромки которой вставлены в пазы 67 и 71. Задние углы печатной платы 62 вставлены в пазы 57, а передние ребра 55 предотвращают движение печатной платы 62 вперед.
Электромагнитный клапан 60 имеет известную конструкцию и содержит цилиндрический корпус 74 клапана, приводимый в действие электромагнитом 76. Корпус 74 клапана вставлен в скругленные пазы 65 кронштейна. Корпус 74 клапана содержит известную диафрагму (не показана), которая открывает и закрывает канал для продукта, как описано ниже. Очевидно, что можно использовать и другие типы клапанов с электрическим управлением, например, пьезоэлектрический, электростатический и пр. Приводной стержень 78 содержит нижний стержень, который отходит вниз от корпуса 74 клапана и определяет впускное отверстие 80 (фиг.3). Верхний стержень 82 отходит вверх от корпуса 74 клапана и определяет выпускное отверстие (фиг.2). От задней части электромагнита 76 вверх отходит пара проводов 86. Провода 86 имеют жесткую конструкцию для электрического соединения электромагнита 76 с печатной платой 62, как описано ниже.
Раздаточный патрубок 88 (фиг.3) содержит удлиненную трубку 90, на одном конце имеющую скошенное выпускное отверстие 92, а на противоположном конце - направленное вниз впускное отверстие 94. Направленное вниз впускное отверстие 94 надето на верхний стержень 82 корпуса клапана, а удлиненная трубка 90 выступает вперед. Альтернативно, патрубок 88 может быть выполнен заодно с верхним стержнем 82 корпуса клапана.
Печатная плата 62 содержит подходящую изолирующую подложку 100, имеющую электропроводные дорожки (не показаны) для соединения электронных компонентов системы управления, в целом обозначенной позицией 102 (см. фиг.2). Различные электронные компоненты и их соединения описаны ниже со ссылками на схему по фиг.7. Печатная плата 62 содержит фиксаторы 104 батарейки, отходящие вверх от подложки 100 для удержания пары батареек 106. Датчик 108 приближения закреплен на нижней стороне подложки 100 рядом с передней кромкой 109. Датчик 108 содержит светоизлучающий диод 110 и инфракрасный датчик 112. Очевидно, что можно использовать и другие типы датчика приближения, например, емкостной, индуктивный, тепловой и т.п. Печатная плата 62 также содержит пару контактных площадок 114 в форме охватывающих гнезд для съемного крепления проводов 86 электромагнитного клапана, как описано ниже.
В показанном варианте осуществления изобретения провода 86 электромагнитного клапана вставлены в гнезда 114 печатной платы 62 с возможностью извлечения. Альтернативно, провода 86 электромагнитного клапана могут быть жестко соединены с печатной платой 62, например, пайкой или обжатием. Кроме того, электромагнитный клапан 60 может быть установлен непосредственно на печатной плате 62.
Крышка 44 имеет форму, позволяющую надеть ее на головку 54 основания и содержит противоположные пары опускающихся вниз боковых консолей 116 и пару передних консолей 117. Боковые консоли 116 фрикционно зацеплены с ребрами 66 и 70 основания, а передние консоли 117 фрикционно зацеплены с передними ребрами 55 основания для крепления крышки 44 на основании 42. В частности, на каждой боковой стороне крышки 44 расстояние между обращенными наружу поверхностями двух боковых консолей 116 приблизительно равно расстоянию между обращенными внутрь поверхностями ребер 66 и 70 основания так, что обращенные наружу поверхности ребер 66 и 70 основания находятся во фрикционном соединении с обращенными наружу поверхностями двух боковых консолей 116. Аналогично расстояние между обращенными наружу поверхностями передних консолей 117 приблизительно равно расстоянию между обращенными внутрь поверхностями передних ребер 55 так, что обращенные внутрь поверхности передних ребер 55 находятся в фрикционном зацеплении с обращенными наружу поверхностями передних консолей 117. Альтернативно, сопрягаемые поверхности крышки 44 и основания 42 могут быть ступенчатыми или иметь выступ и канавку для крепления крышки 44 на основании 42, или крышка 44 может крепиться на основании 42 с помощью гибкой петли.
На фиг.4 и 6 показано бесконтактное раздаточное устройство 10 в собранном состоянии. Компоненты можно легко собрать. Сначала электромагнитный клапан 60 устанавливают на основание 42, как описано выше, чтобы провода 86 можно было затем вставить в гнезда 114 печатной платы, чтобы предварительно установить электромагнитный клапан 60 на печатной плате 62. Патрубок 88 устанавливают поверх корпуса 74 клапана так, чтобы выходное отверстие 92 выходило в раздаточное отверстие 120 в нижней части головки 54, при этом периферия отверстия 120, определенная головкой 54, может предотвращать ненужные движения выпускного конца патрубка 88 (см. фиг.3). Далее печатную плату 62 также устанавливают на основание 42, как описано выше, на выступы 68 передних ребер 66 второй поддерживающей структуры 58 и на выступы 72 задних ребер 70 второй поддерживающей структуры 58 так, чтобы закрепить на ее месте над электромагнитным клапаном 60. Нижняя поверхность установленной печатной платы 62 взаимодействует с верхней частью трубки 90, чтобы удерживать выпускной патрубок 88 на месте. После установки печатной платы 62 на основание 42 электрические провода 86 электромагнита вставляют в гнезда 114 и тем самым создают электрический контакт, как показано на фиг.5. Светоизлучающий диод 110 и инфракрасный датчик 112 отходят от печатной платы 62 вниз по обе стороны от выпускного патрубка 88 и проходят сквозь отверстия 122 и 124 для датчиков, соответственно, как показано на фиг.3, в головке 54 рядом с раздаточным отверстием 120 по обе стороны от него. Датчик 108 может определять приближение ладони пользователя к раздаточному отверстию 120, как описано выше. Затем на основание 42 устанавливается крышка 44, как описано выше.
Собранное бесконтактное раздаточное устройство 10 устанавливают на изобарический контейнер 12, совмещая нижний стержень 78 электромагнитного клапана с поршнем 30 раздаточного клапана контейнера и прижимая бесконтактное раздаточное устройство 10 вниз, пока крепежный фланец 11 не войдет в пазы 52, как показано на фиг.4. После того как бесконтактное раздаточное устройство установлено на изобарический контейнер 12, нижний стержень 78 клапана, определяющий впускное отверстие 80, отжимает поршень 30 раздаточного клапана контейнера вниз и удерживает поршень 30 клапана нажатым в открытом положении, как показано на чертеже. После этого поршень 30 клапана остается открытым и электромагнитный клапан 60 становится основным клапаном. На электромагнит 76 селективно известным способом подается питание для управления диафрагмой в корпусе 74 клапана для перевода диафрагмы из нормально закрытого положения при отсутствии питания в открытое положение при подаче питания, чтобы находящееся под давлением содержимое мешка 34 можно было подать вверх через корпус 74 клапана в патрубок 88 для выхода через раздаточное отверстие 120.
Очевидно, что различные внутренние компоненты бесконтактного раздаточного устройства 10 могут иметь унифицированные размеры, при этом размер и/или форма шейки 48 адаптирована к конкретной форме и размеру изобарического контейнера 12, с которой она будет использоваться. Например, основание 42 корпуса может иметь резьбовое кольцо для крепления на резьбовую горловину изобарического контейнера или может содержать байонет, установленный для соединения изобарического контейнера, имеющий соответствующую конфигурацию.
На фиг.7 приведена схема, иллюстрирующая цепь 200 управления системы 102 управления (см. фиг.2), установленной на печатной плате 62, описанной выше, для управления работой бесконтактного раздаточного устройства 10. Батарейки 106 схематически представлены как источник 202 питания, соединенный через узлы 204, соответствующие зажимам 104 батарейки, описанным выше. Земля показана треугольником 206. Источник 202 питания подсоединен через конденсатор С1. Диод D1 соединен со стороной высокого напряжения источника 202 для определения узла VCC питания для подачи питания на цепь 200 управления. Электромагнит 76 содержит катушку К1, соединенную через провода 86 с клеммами 114. Между выводами катушки К1 включен диод D2 между стороной высокого напряжения источника 202 и переключающим полевым транзистором Q1. Затвор транзистора Q1 соединен через резистор R5 с выводом 2 микроконтроллера 208. Между выводом 2 и землей включен резистор R6.
В показанном варианте осуществления настоящего изобретения микроконтроллер 208 содержит 8-разрядный CMOS микроконтроллер PIC12F683. Микроконтроллер 208 включает в себя микропроцессор и ассоциированную память и работает в соответствии с управляющей программой, хранящейся в памяти для управления работой различных устройств вывода на основании входных и выходных параметров, как описано ниже со ссылками на диаграмму по фиг.8.
Специалистам очевидно, что можно использовать и другие типы микроконтроллеров, микропроцессоров, запоминающих устройств, чипов логики управления и пр.
Вывод 1 микроконтроллера 208 соединен с источником VCC и через конденсатор С2 с землей. Вывод 3 соединен с фототранзистором Q2, образующим инфракрасный датчик 112 (см. фиг.5). Вывод 3 также соединен через резистор R2 с выводом 6. Фототранзистор Q2 может быть фототранзистором типа PT204-6В. Вывод 4 соединен через резистор R1 с узлом VCC питания. Вывод 5 соединен через резистор R4 с землей. Последовательно включенная комбинация резистора R3 и инфракрасного излучающего диода 1DS1, содержащего светоизлучающий диод 110, соединена через резистор R4. Выводы 4, 6 и 7 соединены с блоком J1 перемычек. Блок J1 перемычек можно использовать для программирования или тестирования.
С помощью цепи 200 управления по фиг.7 микроконтроллер 208 периодически включает светоизлучающий диод 110 для излучения пучка А света, как показано на фиг.5. Если ладонь, обозначенная позицией Н, присутствует, световой пучок А отражается и отраженный световой пучок В обнаруживается инфракрасным датчиком 112 и информация об обнаружении передается на микроконтроллер 208. Микроконтроллер 208 управляет работой катушки К1 электромагнита для раздачи выбранной дозы продукта из изобарического контейнера 12 в ответ на обнаружение датчиком 108 присутствия ладони пользователя рядом с раздаточным отверстием 102.
Хотя это не показано, цепь 20 управления может содержать выключатель, или поставляться без батареек, или содержать съемную изолирующую полоску, установленную между батарейками 106 и зажимами 104, чтобы предотвратить срабатывание, когда раздаточное устройство не используется.
Диаграмма последовательности на фиг.8 иллюстрирует управляющую программу, выполняемую микроконтроллером 208. Программа начинается со стартовой точки 300, когда на цепь 200 управления подается питание, например, переводом какого-либо выключателя в положение "включено" или при правильной установке батареек, т.е. при извлечении изолирующей полоски. Затем программа работает непрерывно. Программа переходит на этап 302, на котором периодически активируется светоизлучающий диод 110. В показанном варианте осуществления изобретения каждую секунду выводится три импульса длительностью 25 мкс, чтобы продлить время работы от батареек. На этапе 304 программа считывает состояние инфракрасного датчика 112. На этапе 306 регистрируется уровень датчика. На этапе 308 принятия решений определяется, был ли уровень датчика при последних двух считываниях высоким или низким. Согласно настоящему изобретению, программа не допускает раздачи дозы содержимого, если пользователь не удерживает ладонь рядом с датчиком 108 в течение определенного времени, соответствующего двум считываниям. Это позволяет избежать раздачи содержимого, если, например, рядом с датчиком пролетит муха и т.п., или пользователь проведет ладонь рядом с датчиком, но не оставит ее в положении для раздачи. Если уровень датчика низкий или невысокий в течение двух последовательных считываний, программа возвращается к этапу 302 для последующего считывания.
Если обнаруженный уровень высок в течение двух последовательных считываний, как определяется на этапе 308 решения, программа переходит на этап 310, на котором активируется катушка К1 электромагнита в течение запрограммированного выбранного промежутка времени, чтобы перевести диафрагму электромагнитного клапана в открытое положение, в результате чего продукт под давлением течет через электромагнитный клапан 60 и из раздаточного устройства 10. Согласно настоящему изобретению выбранный промежуток времени содержит выбранное время, соответствующее раздаче заданной дозы продукта из изобарического контейнера 12. Электромагнитный клапан 60 открыт в течение времени, задаваемого программой. Дозировка и, следовательно, выбранный промежуток времени будут разными для разных продуктов, и поэтому этот промежуток времени является программируемым.
После активации катушки К1 на этапе 310 на этапе 312 решения определяется, находится ли еще ладонь рядом с датчиком. Если ладонь пользователя еще присутствует, программа возвращается на этап 312, пока пользователь не уберет ладонь от раздаточного отверстия 120. Если ладонь не остается выставленной, программа выжидает три секунды на этапе 316 и возвращается к этапу 302. Эта выдержка прерывает раздачу на три секунды. Поэтому, чтобы раздаточное устройство выдало еще одну дозу, пользователь должен убрать ладонь от раздаточного отверстия 120 более чем на три секунды. Очевидно, что этот период выжидания может составлять не три секунды, а другую величину.
Преимущественно выбранная дозировка является единообразной. Соответственно, время открытия электромагнитного клапана может меняться в зависимости от вязкости продукта, остаточного давления, требуемой дозировки и других факторов. Продукты, упакованные в упаковку типа "пакет-на-клапане", теряют давление во время использования на протяжении срока службы упаковки (содержащей изобарический контейнер 12 и продукт). Это влияет на дозировку. Для компенсации таких изменений время открытия электромагнитного клапана можно менять для согласования с падением давления на протяжении срока службы упаковки. Это можно делать, зная начальное и конечное давление, вязкость продукта, объем упаковки и требуемую дозу. В соответствии с первым вариантом на этапе 318 осуществляется подсчет количества срабатываний электромагнита 76 на этапе 310, и результат подсчета посылается на этап 320 регулирования периода времени дозировки. Этап 320 регулирования периода времени дозировки содержит справочную таблицу или формулу, по которой увеличивается период времени дозировки в ответ на падение давления, представленное результатом подсчета, чтобы раздаваемые дозы были одинаковыми. Этап 320 регулирования продолжительности времени дозировки получает индикацию от этапа 308, что электромагнит 76 нужно активировать, и передает величину выбранной продолжительности времени, соответствующую остаточному давлению и требуемой дозировке на этап 310. В результате раздаваемые дозы остаются одинаковыми на протяжении всего срока службы упаковки. Счетчик 318 активаций может сбрасываться в ответ на активацию выключателя наличия банки на этапе 322, например, когда бесконтактное раздаточное устройство 10 нужно установить на новый изобарический контейнер 12. На схеме цепи управления на фиг.7 выключатель наличия банки не показан. Он может быть реализован программными средствами.
Вместо использования счетчика включений согласно второму варианту второй этап 326 регулировки считывает фактическое давление, непосредственно из датчика 324 давления в банке. Датчик 324 определяет давление в банке и подает соответствующий сигнал на микроконтроллер 208. Этап 326 регулирования времени дозировки увеличивает период времени в ответ на падение давления, чтобы обеспечить равномерность доз.
Согласно третьему варианту с помощью расходомера (не показан) измеряется расход, когда электромагнитный клапан 60 открыт, и эти данные подаются на микроконтроллер 208, который соответственно регулирует продолжительность открытия клапана. В частности, этап 328 активирует катушку К1 электромагнита. Этап 330 активирует расходомер. Этап 332 интегрирует данные о расходе во времени для определения отмеренного объема дозы и сравнивает этот объем с заданным объемом. На этапе 334 решения определяют, превышает ли заданный объем величину отмеренного объема. Если да, программа возвращается на этап 332. Если нет, что указывает на раздачу требуемой дозы, программа переходит на этап 336, на котором прекращается подачи активирующего сигнала на катушку К1 электромагнита. Затем программа переходит на этап 312, описанный выше.
Альтернативно, можно создать непрерывный поток продукта, пока датчик 108 определяет присутствие ладони пользователь. В этом варианте пользователь сам управляет количеством раздаваемого продукта. Этот вариант можно реализовать, задав на этапе 320 период времени, зависимый не от заданной величины, а от присутствия ладони пользователя.
Бесконтактное раздаточное устройство 10 содержит относительно немного деталей, включая корпус 40, электромагнитный клапан 60 с патрубком 88, печатная плату 62 и две батарейки 106 АА. Для питания системы при использовании одной упаковки может быть достаточно одной батарейки АА или, возможно, ААА. Если в системе используется одна батарейка, пользователю придется заменять батарейку одновременно с заменой пустой банки 14. Замена батареек также может использоваться для сброса счетчика активации, описанного выше, на этапе 322.
Все электронные компоненты вставлены в корпус 40, который удерживает их на месте без необходимости применять дополнительные крепежные элементы. Корпус 40 скрепляется защелкиванием, что позволяет его легко снимать с аэрозольного баллона. Альтернативно, можно использовать винтовое или байонетное соединение, как описано.
Когда бесконтактное раздаточное устройство 10 полностью собрано, его можно установить для работы в качестве раздаточной системы на изобарический контейнер 12 следующим способом. Банка 14 заполнена продуктом и находится под давлением, в показанном варианте с использованием клапана типа "пакет-на-клапане", равным 40-150 фунтов на кв. дюйм (приблизительно 2,75-10,4 бар) сжатого газа вокруг пакета 34 в банке 14. Когда бесконтактное раздаточное устройство 10 прикреплено к крепежному фланцу 22, нижний стержень 78 электромагнитного клапана выступает со дна корпуса 74 клапана и приводит в действие поршень 30 раздаточного клапана контейнера, удерживая раздаточный клапан 18 в полностью открытом состоянии в течение всего срока службы банки 14 (т.е. пока весь продукт на будет использован пользователем). Когда раздаточный клапан 18 контейнера постоянно открыт, основной клапанной системой становится электромагнитный клапан 60. Как описано выше, электромагнитный клапан 60 содержит внутреннюю диафрагму, которая открывает и закрывает канал для продукта из изобарического контейнера 12 к раздаточному отверстию 120. Электромагнитный клапан 60 приводится в действие датчиком 108, определяющим присутствие ладони пользователя рядом с раздаточным отверстием 120. Когда датчик 108 срабатывает, микроконтроллер 208 посылает сигнал, чтобы открыть электромагнитный клапан (60) на заданный период времени, и продукт может быть роздан в ладонь пользователя. Для получения повторной дозы продукта пользователь должен отвести ладонь от раздаточного отверстия 120 и вновь поднести ее к нему. Систему можно запрограммировать так, чтобы пользователь управлял количеством раздаваемого продукта, отводя ладонь, когда получено достаточное количество продукта.
С описанным бесконтактным раздаточным устройством 10 пользователю не нужно касаться раздаточного устройства для того, чтобы получить продукт. Поэтому отсутствует перенос микроорганизмов на пользователя или от него. Доза продукта выдается пользователю, когда он не касается раздаточного устройства 10. Все компоненты бесконтактного раздаточного устройства 10 расположены внутри корпуса 40, который установлен на стандартном изобарическом контейнере 12. Бесконтактное раздаточное устройство 10 работает на батарейках и является портативным и может использоваться, где угодно. Пользователю не нужно пользоваться проводами. Крышку 44 можно легко снять, когда пользователю нужно установить новую батарейку или батарейки 106, и пользователь может легко установить крышку 44 обратно на основание 42. Кроме того, бесконтактное раздаточное устройство 10 можно легко снять с контейнера 12, чтобы заменить контейнер. Как таковое бесконтактное раздаточное устройство 10 не наносит ущерба окружающей среде. Кроме того, сборка бесконтактного раздаточного устройства 10 может осуществляться вручную или автоматически. Система спроектирована так, что все детали собираются на центральной оси. Все соединения осуществляются непосредственно, что позволяет применять полностью автоматизированный процесс сборки без необходимости вручную соединять какие-либо провода, поскольку соединения между электромагнитным клапаном 60 и печатной платой 62 устанавливаются автоматически, как описано выше. В альтернативном варианте электромагнитный клапан 60 можно установить непосредственно на печатной плате 62, получив сборочную единицу, и эту сборочную единицу можно устанавливать в основание корпуса как единый узел. В этом альтернативном варианте электромагнитный клапан 60 и печатная плата 62 поддерживаются в корпусе с использованием поддерживающих структур 56 и 58, описанных выше.
Настоящее изобретение было описано со ссылками на диаграмму последовательности и блок-схемы. Следует понимать, что каждый этап диаграммы последовательности и блок-схем можно реализовать командами компьютерной программы. Эти команды можно передавать на процессор для исполнения команд для реализации функций, указанных в этапах. Соответственно, иллюстрации относятся к комбинации средств для выполнения конкретной функции и комбинации этапов для выполнения конкретной функции. Следует также понимать, что каждый блок и комбинация этапов могут быть реализованы специализированными аппаратными средствами, которые выполняют конкретные функции или шаги, или комбинацией специализированных аппаратных средств и компьютерных команд.
Таким образом, согласно настоящему изобретению, предлагается автоматическая раздаточная система для вязких продуктов, которая не требует контакта для приведения в действие и которую можно встроить в ручную портативную упаковку, продукт в которой можно при необходимости пополнять.
Из вышеприведенного подробного описания изобретения и иллюстраций очевидно, что в изобретение можно внести многочисленные модификации и изменения, не выходящие за пределы изобретательской идеи и новых концепций и принципов настоящего изобретения.