CN100432634C - 定量给料装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一定量给料装置，其中，一预定量的诸如浓缩流体的流体材料，可用指压从装置中分配。在一实施例中，装置包括一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及一未偏置的梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，但不流出装置；以及一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室。另外，本发明还揭示一提供用于流体材料的定量给料装置的方法。

Description

定量给料装置及方法
技术领域
本发明涉及一分配称量的计量的材料的装置，这样的材料诸如一浓缩的液体化学品成分。
背景技术
有些液体可以浓缩的形式出售，它们在使用之前可用水予以稀释。一种例子是洗洁精，它经水稀释后，灌装在一喷雾瓶内进行分配，或从一桶或料罐中取出涂敷到要清洗的表面。浓缩液体的运输和储存远比预先混合的液体便宜，并已在食品行业、物业供料和建筑材料行业中得到广泛的认可。
然而，使用浓缩液体也不是没有问题。如果使用太多的浓缩液体，则每次使用的费用高于正常需要的费用。如果使用太少的浓缩液，则合成的混合液使用起来可能不尽人意，可能导致使用者使用或涂敷更多的混合液，意图使用效果更好一些。因此，精确的计量对于使用者和浓缩液的供货商都是重要的。
各种类型的定量给料装置已经用来分配浓缩液。其中一个这样的装置揭示在美国专利No.4,679,714(Blake)中，该专利揭示一安装在液体产品容器的颈部上的定量给料装置，这样，当容器颠倒时，致动该装置，导致预定计量的产品释放。尽管该装置对某些用途是有效的，例如，分配洗衣作坊的去污剂，但对于分配腐蚀性的化学品则不够理想，接触这些化学品可刺激或伤害人的皮肤，因为使用者的手非常靠近分配的开口。
发明内容
本发明意图克服与用来供应诸如浓缩液之类材料的传统的分配系统有关的上述的和其它的缺点。
本发明提供了一用于流体材料的一体的定量给料装置，它包括：(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及(c)一未偏置的梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，但不流出装置；以及(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室。
本发明还提供了一用于流体材料的缓冲的定量给料装置，它包括：(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及(c)一梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动；(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室；以及(iii)一第三位置，其在第一和第二位置中间，其中，没有流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，且没有流体材料可从计量腔室逸出。
本发明还提供了一定量给料装置，包括：(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及(c)一梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动；以及(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室；其中，梭子的致动部位设置在装置的远离流体材料流出装置的分配部位的相对端处。
另外，本发明还提供了一提供用于流体材料的定量给料装置的方法，定量给料装置包括一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料，一计量腔室，其尺寸适于保持一份计量流体材料，与主腔室流体连通，以及一未偏置的梭子，其适于在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，但不流出装置，在第二位置，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，且允许流体材料流出装置，该方法包括以下诸步骤：a)将梭子定位在主腔室和计量腔室内；b)用流体材料至少填充主腔室；以及c)密封定量给料装置内的流体材料。
附图说明
下面参照诸附图来详细地描述本发明，其中
图1是略微提起的根据本发明的定量给料装置的侧视图；
图2是装置处于第一状态的根据本发明的定量给料装置的垂直截面图；
图2a是从图2截取的放大的垂直截面图；
图3是装置处于第二状态的图2的定量给料装置的垂直截面图；
图4是根据本发明的定量给料装置的侧视的分解图。
具体实施方式
在一实施例中，当用指压致动一推钮时，本发明的定量给料装置精确地分配一预定量的液体。液体借助于重力从计量腔室流入一容器，在那里，液体可用水或其它的液体进行稀释。当计量腔室空的时候，一使用者可重新设定该装置，它允许计量腔室重新灌装。该装置可用来分配各种类型的液体，包括清洁溶液、药物、清洁剂、食品、漱口水，以及医药品。下面较详细地描述本发明的上述的和其它的特征。
图1至4示出根据本发明的一定量给料装置100的一实施例。它包括一由本体110和盖120形成的主腔室105，以及一在本体110的下部内的计量腔室115。主腔室包括一上开口125，而计量腔室包括一下开口135。盖120可永久地固定在本体110上，例如，通过旋转或超声波焊接，或一粘结剂进行固定，或者，通过螺纹或一互锁的接合系统进行可拆卸的固定。如果该装置用作一体的单一用途的装置，则盖通常永久地固定在本体110上。例如，当保持在装置内的材料是有害材料时，这种做法是理想的，因而在重新灌装的操作过程中，将不会遭到接触。这种类型的装置可设计成：一旦主腔室内的液体已经分配，装置不能容易地重新灌装，这意味着不存在容易的方法来用液体重新灌装主腔室。如果装置要重新灌装，则如上所述，盖可采取可拆卸地固定到本体上，例如，通过螺纹或其它密封的连接，它们可容易地拆卸或其它方法变化以允许进行重新灌装。
一柱塞或梭子130配合在本体内，并通过上开口125和下开口135(如图2所示)。在所示的实施例中，梭子的最上部分不突出超过盖120的顶表面，因此，当压力不留心地施加到装置的顶部上时，该装置不分配液体。在所示的实施例中，诸部件的布置还防止人们通过握持梭子的顶部而将梭子返回到第一位置，但这不是本发明要求的特征。该特征可以是有效的，因为它可减小重复计量的影响范围，由于上述的原因，重复地计量是不希望的。通过所示的方式，密封住本体110和120的内表面，上密封140和下密封150可防止容纳在主腔室或计量腔室内的流体从装置中无意地逸出，密封和密封接触的表面的特殊的结构取决于装置的设计。也可设置台肩型密封160，当装置处于第一状态而梭子位于第一位置时(如图2所示)，它较佳地不密封另一表面。在此状态中，流体可在主腔室和计量腔室之间自由地流动，因此，计量腔室可用保持在主腔室内的流体或任何其它材料填充。
图3示出装置的第二状态，其中，梭子130位于第二位置，一称量的计量的流体通过下开口135进行分配。上密封140继续密封上开口。台肩密封160密封本体的台肩170，它防止任何附加的流体从主腔室流入计量腔室，同时，梭子位于第二位置。当称量的计量已从装置中释放时，梭子130的下端可压回到其在装置内的第一位置(例如，将其压靠在硬的表面上)，它又将装置返回到其第一状态，以使计量腔室可重新灌装。在另一实施例中，装置的底部可这样改编：当梭子被另一特别合适的装置作用时，梭子仅可返回到第一位置，它然后要求使用者在再次致动它之前从瓶或诸如此类的容器移去定量给料装置。这样的改编可包括提供一在梭子上的膨胀端，以使装置的端部必须插入到定制的通道(例如在小盒或载体上)内，其压迫梭子的端部，这样，它可返回到第一位置。因为主腔室可保持若干份计量的液体，或甚至几十或几百份，所以，在装置必须重新灌装或丢弃之前，装置可连续地分配若干次或许多次称量的计量。
在刚才所示的实施例中，装置包括一缓冲，就是说，当没有材料从主腔室流入计量腔室(或反之亦然)，且没有材料可流出计量腔室时，至少存在梭子移动通过的某些距离。由于不证自明的原因，该缓冲系统是有利的。在没有缓冲系统的情形下，各种部件的公差必须非常非常小，因为如果不是这样的话，则在梭子的移动中至少有一个位置，在该位置材料从主腔室流入计量腔室，以及流出计量腔室。在一通常不留意的单一的致动中，这可清空全部的装置，这样的结果至少是恼人的，而且可能是危险的。包括该缓冲特征的本发明的装置可称之为“缓冲的”装置。因此，在每次的致动过程中，缓冲装置更可靠地分配一份单一的计量，而且仅一单一的份。
如果需要的话，也可使用本发明的多个其它的特征。其中一个是使用一选择的体积间隔器200，它可放置在计量腔室115内来减小提供给计量腔室内的流体的空间体积。因此，例如，如果计量腔室保持15ml的流体，但只有5ml流体应在每次计量中分配，则一具有10ml体积的体积间隔器可放置在计量腔室内，这样，可供流体的体积仅为5ml。体积间隔器可以是任何合适的尺寸，在所示的实施例中，它具有通过中间的一通道，该中间可接纳梭子的一部分。所示间隔器利用一几何形，它允许快速地排空被分配的材料，且只留下最少的残余材料，以确保精确的计量，当重新设定计量腔室时，该最少的残余保留在腔室内。主腔室、计量腔室以及任何体积的间隔器的尺寸、形状和成分可以如容装装置的其它部件那样，适于容纳待分配的特殊的液体。
尽管梭子较佳地未偏置，意味着它未推向第一或第二位置，在一实施例中，梭子被偏置朝向第一位置(较佳地通过一弹簧)。然后，当梭子位于第二位置，且使用者释放梭子的顶部上的压力时，梭子返回到第一位置，而计量腔室得到重新灌装。这使得使用者能立即地分配一附加的计量。然而，它也可有缺点，因为重复的计量是简单的，因此，更加可能重复。
另一有用的特征是，与梭子相关的锁定机构，该机构的使用防止梭子从第一位置移到第二位置，直到其释放为止。这样的一锁定结构的实施例示于图2和2a中，其中，一弹簧臂180模制到盖120内，并偏置朝向梭子。在其正常的位置，弹簧臂干扰梭子的运动，但当径向移离梭子(朝向图2和2a中的左边)时，允许梭子朝向第二位置移动。这可防止材料无意地从装置中分配，在具有已知设计特点的另一实施例中，可以证实为保护11童的安全特征。因为该装置的设计，至少在所示的实施例中，材料可从装置中分配，无需使用者的手指靠近材料被分配的地点，这导致一更安全的产品。换句话说，致动的部位(如图2和3中的标号225处所示，使用者按压梭子的上端)位于装置的相对端上，因此，间隔分配的部位(材料跑出计量腔室)。还应指出的是，本发明的装置是设备齐全的，或整体的，对其不必旋入到或以其它方式附连到一标准的喷雾或其它的瓶上，就如其它已知的分配系统那样。
用于制造本发明的部件的特殊的材料可选择适合装置期待使用的用途。一有效的考虑在于，材料应选择成：当材料暴露在该装置期待分配的液体时，它们不会变劣，或在UV光照射下，随着时间的推移，或任何其它的环境因素下均不会变劣。例如，塑料和/或金属可用于定量给料装置的主腔室(本体和盖)，计量腔室，梭子，以及体积间隔器部件。根据流体的腐蚀性，使得零件匹配的程序的精密度，以及克服密封以使梭子从一个位置到另一位置的移动所需要的摩擦，来使用各种密封材料。用于密封的一种可能的合适的材料是乙烯-丙烯的O形环，它可以AS568-014的商标名从Apple Rubber Products公司购得。被认为可用于本发明的装置中的另一类型的密封是一U形杯的密封，例如，可以014 Bunya N70U-cup 5的商标名从C&C Packings Inc.购得。杯形密封可对滑动运动提供较小的阻力，并可导向，这样，密封的合适的定向可以是重要的。被认为可用于本发明的装置中的还有另一类型的密封是一方形密封环，例如，可以Quattro Seal 400-014的商标名从RT Enterprises公司购得。也可使用密封材料的组合。此外，通过用略微过盈的配合，或用与滑动件一体模制的略微突起的环，来确定诸部件匹配表面的尺寸，由此可获得密封。密封所定位的轴的直径较佳地相同，这样，当装置致动时，计量腔室的体积不会变化。再者，因为上和下密封远比中间密封用得多，所以，它们可设计使用超级的材料。
本发明的定量给料装置的其它的优点包括：它较佳地不包括任何类型的电机或动力源，它可安全地倒置、跌落、滚动，或其它方式的运动，而不会泼出液体，以及它不依赖于致动的方法(例如，挤压瓶子或容器)，这种方法可以不均匀和因此不精确。
本发明的定量给料装置可以满装或空装方式运输和出售，如果满装出售，则可以重新灌装或再次使用，只要主腔室内有足够的液体来填充计量腔室。提供一重新灌装的定量给料装置的一个方法是在盖120和本体110之间的螺纹连接，以使盖可移去而进行重新灌装。用于本装置的流体较佳地是仅由于重力而可容易地流动的流体，但其它更粘稠的流体可对装置进行某些修改后可进行分配。例如，梭子可进一步通过跑出装置的下开口，以允许液体更容易地从装置流出。因此，尽管本发明已经主要地描述了有关液体、较粘稠的材料，以及甚至粉末、膏剂，如果固体球丸足以流动以致能填充计量腔室并相继地跑出装置，则也可使用这样的固体的球丸。可用于本发明的装置的流体包括(但不限于)清洁化学品和凝缩液、保护性化学品、清洁剂、食品、漱口水、药品、食品产品、动物护理产品、汽车材料、建筑材料、粘结剂，以及诸如手用护肤霜和洗手液之类的个人卫生材料。
本发明的定量给料装置的其它的特征包括如下。外壳的外面的形状可设计成仅定量给料装置配合到具有一互补形状的颈部的瓶上。这可通过提供一位于装置上的钥匙，和在另一个上的钥匙孔道，或其它已知的方法来实现。对于匹配一组瓶子和一组定量给料装置，以使它们提供一综合的系统，这可以是特别地有用。在另一实施例中，装置的最下部分可以略微尖些，以收集任何的液滴，然后，滴完那尖部而不是残留在装置的底部上。在另一实施例中，装置的某些或全部的内表面可涂以合适的涂层，以便于排出装置的内容物。
浓缩液或液体的合适的量可由制造商或用户确定。例如，如果定量给料装置出售或普通地用于一分配器，例如一0.95升(32盎司)的喷雾瓶，则计量的大小可这样地确定：当用诸如水的其它的液体进行稀释时，已知液体的浓度，将得出0.95升(32盎司)的液体。
本发明的定量给料装置可被出售或用于一载体，它包括多个空间，用于一个或多个定量给料装置、诸如喷雾瓶的一个或多个容器、清洁工具，以及其它的结合定量给料装置使用的供应品。
本发明现已参照它的若干个实施例作了描述。本技术领域里的技术人员应该认识到，在不脱离本发明的范围的前提下，还可对上述的实施例作出许多变化。例如，图1中所示的全部设计并不是所有的部分都是需要的。因此，本发明的范围不应限制在该应用中所述的结构，而应由权利要求书的文字所描述的结构，以及这种结构的等价物来予以限定。

Claims (10)

1.一用于流体材料的一体的定量给料装置，包括：
(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；
(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及
(c)一未偏置的梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：
(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，但不流出装置；以及
(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室。
2.一用于流体材料的缓冲的定量给料装置，包括：
(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；
(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及
(c)一梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：
(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动；
(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室；以及
(iii)一第三位置，其在第一和第二位置中间，其中，没有流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，且没有流体材料可从计量腔室逸出。
3.一定量给料装置，包括：
(a)一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料；
(b)一计量腔室，其尺寸适于保持一份的计量流体材料，与主腔室保持流体连通；以及
(c)一梭子，其设置在主腔室和计量腔室内，并适于在下列位置之间运动：
(i)一第一位置，其中，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动；以及
(ii)一第二位置，其中，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，并允许流体材料流出计量腔室；
其中，梭子的致动部位设置在装置的远离流体材料流出装置的分配部位的相对端处。
4.如权利要求1、2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，梭子适于在第二位置和第一位置之间运动，其中，计量腔室可用取自主腔室的流体材料进行重新灌装。
5.如权利要求1、2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，装置包括一在计量腔室内的体积的间隔器。
6.如权利要求2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，装置还包括一将梭子朝向第一位置偏置的弹簧。
7.如权利要求1、2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，主腔室是可重新灌装的。
8.如权利要求2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，梭子是未偏置的。
9.如权利要求1、2和3中任何一项所述的定量给料装置，其特征在于，主腔室包括一本体和一永久地固定在本体上的盖，这样，当主腔室内的流体材料已经分配时，主腔室不能容易地重新灌装。
10.一提供用于流体材料的定量给料装置的方法，定量给料装置包括一主腔室，其尺寸适于保持一份以上的计量流体材料，一计量腔室，其尺寸适于保持一份计量流体材料，与主腔室流体连通，以及一未偏置的梭子，其适于在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，流体材料可在主腔室和计量腔室之间流动，但不流出装置，在第二位置，梭子被压下，并将计量腔室与主腔室隔离，且允许流体材料流出装置，该方法包括以下诸步骤：
a)将梭子定位在主腔室和计量腔室内；
b)用流体材料至少填充主腔室；以及
c)密封定量给料装置内的流体材料。
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