CN100444968C - 泡沫产生器 - Google Patents

Abstract

泡沫分配器采用了可变形的储槽、可产生泡沫的液体和空气或其它气体、排放装置以及包括多个网筛的用于产生泡沫的装置。当操作分配器时，分配器内部的空气与液体混合以产生泡沫。分配器采用一定形状的弹性可变形的密封件，其用于快速地补充容器中产生泡沫所用的空气。分配器还有利地采用了整体模制的涡流歧管来产生高质量和稠度的泡沫。

Description

泡沫产生器

本发明涉及一种泡沫产生装置。

在授予Bennett的美国专利No.4147306和美国专利No.4156505中公开了一些已知类型的泡沫产生装置。这些装置采用了可产生泡沫的液体和空气的可变形储槽、排放装置以及泡沫产生装置，该泡沫产生装置包括泡沫覆层或过滤器以及球形止回阀。泡沫产生装置具有带空气通道的腔室，其形成了混合腔。当储槽受到挤压时，液体和空气在混合腔内混合。混合物穿过覆层以产生泡沫，其通过开孔而排出。在液体流动路径上设有止回阀，其通过挤压动作而打开，并在压力释放时关闭。止回阀在关闭时可防止液体或泡沫向下流动，否则其将阻塞或堵住分配器。然而，这种装置存在着一些缺点。

例如，现有技术的装置具有多个批量生产成本昂贵的部件。而且，许多现有技术的装置需要很长的时间来再充气，这些空气在产生泡沫时已从容器中排出。因此，本发明的一方面是提供至少与现有装置具有相同效率并且只用较少部件就可制出的泡沫喷嘴和分配器，从而节省一些装配费用并降低复杂性。本发明的另一方面是提供可以在排放泡沫之间快速地再充气的泡沫分配器。

在本发明中，已经发现通过采用一定形状的弹性密封件就可以克服现有泡沫喷嘴和分配器的缺点，这种密封件允许容器以更有效得多的方式来再度充气。也可有利地采用一种涡流歧管来产生高质量的泡沫，在一种优选装置中，涡流歧管铸成本发明的泡沫产生外壳中的一个整体部件。本发明的泡沫分配器使用了很少的部件，而且可更容易地进行装配，因此可以低得多的成本来进行生产和销售。

在本发明的一个方面，提供了一种用于分配泡沫的喷嘴，其包括泡沫产生外壳；具有出口和入口的混合导管，其设置在泡沫产生外壳中并用于混合液体和蒸气以产生泡沫；多个设置在混合导管内的出口处附近并用于产生湍流区域的间隔开的网筛；以及与入口流体相通的涡流歧管，其设置在所述多个间隔开的网筛的下游，以接触带有蒸气的液体从而产生涡流的液体和蒸气流动方式。涡流歧管具有表面，并形成了与混合导管的入口和液体导管的出口相通的开口。歧管表面还具有至少一个与此开口和蒸气导管的出口相通的涡流导管；其中蒸气流经该涡流导管并以切线方向进入到开口中。

本发明的喷嘴最好包括：均具有出口和入口的液体导管和蒸气导管；以及通气孔，上述各部分均设于泡沫产生外壳内。多个网筛最好包括第一网筛和位于第一网筛下游的第二网筛。喷嘴最好还包括：泡沫导管外壳，其包括用于传送产生于混合导管中的泡沫的泡沫导管，此泡沫导管外壳与混合导管的出口相通；以及与泡沫导管外壳固定地相连的连接器。连接器最好与泡沫产生外壳的外表面滑动式相连，以便在打开和关闭位置之间移动，打开位置允许大气与容器内的液体和蒸气相通，而关闭位置可防止大气与容器内的液体和蒸气相通。

本发明的喷嘴的泡沫导管外壳最好具有密封突出部分以及至少一个定位槽，当泡沫导管外壳在关闭位置和打开位置之间移动时，定位槽可与泡沫产生外壳的外表面相接合。本发明的喷嘴最好还包括位于混合导管内的止回阀，以防止液体和泡沫回流到容器中。

有利的是，本发明的喷嘴具有与泡沫产生外壳形成一体的涡流歧管，歧管具有中心开口，歧管表面具有多个与此开口切线式相通的蚀刻出的涡流导管，各涡流导管均具有主轴线。在涡流歧管表面上蚀刻出的涡流导管的数量最好在2到约50的范围内。涡流导管的数量更理想是至少2个，并且至少一个涡流导管的主轴线设置成与第二涡流导管的主轴线形成直角。

本发明的另一方面是一种用于分配泡沫的喷嘴，其包括具有通气孔的泡沫产生外壳；设于泡沫产生外壳内的混合导管，其用于混合液体和蒸气以产生泡沫，混合导管具有出口和入口；多个位于混合导管内的出口附近处并用于产生湍流区域的间隔开的网筛；以及漏斗形的可变形的通气孔密封件，其允许空气经通气孔进入到容器中，密封件位于泡沫产生外壳中并与之可动地接合，用于在允许空气进入的打开位置和在排出泡沫时的关闭位置之间移动。在本发明的上下文中，可变形的通气孔密封件的漏斗形特征由密封件以小于75度的角度与圆柱体外壁相接触而形成，这与以接近90度的角度与外壁相接触的扁平密封件不同。

本发明的喷嘴的通气孔密封件最好具有较宽的顶端、与此宽端相连的径向突出的凸缘，以及形成了密封开口的较窄的底端。该凸缘与泡沫产生外壳的下表面密封地接合，而密封底端与泡沫产生外壳的圆柱体外壁密封地接合。

通气孔密封件最好与圆柱体外壁以一定的角度相接合，该角度由密封件和圆柱体外壁所限定，并处于约35到约55度的范围内，这样，容器中的负压使得密封件离开外壁而移动，以允许容器中的空气排出。通气孔密封件在形状上最好是圆锥形。

有利的是，本发明的喷嘴具有环形的可弹性变形密封部分，其同心式地定位在混合导管的外部，适于与通气孔密封件相接合，并设置成在可打开位置和关闭位置之间移动，其方式与蟹爪类似。打开位置用于与第一可弹性变形密封件的至少一部分相接合，而关闭位置用于将通气孔密封件压在泡沫产生外壳的下表面上。环形的可弹性变形密封部分最好整体地铸在泡沫产生外壳内的下表面附近，以便降低生产成本。

在本发明的另一方面，本发明的喷嘴与容器相结合以提供了一种泡沫分配器。容器通过颈部与泡沫产生外壳相连。容器通常具有螺纹、凹座等以与喷嘴相接合。喷嘴具有互补形状的螺纹、凹陷等，其模制在外表面上以便与容器相接合，当泡沫产生外壳与容器密封接合时，环形的可弹性变形密封件将移动到关闭位置。容器最好与泡沫产生外壳螺纹接合。

在本发明的这一方面，通过任何适当装置来增大容器中的压力，从而分配泡沫。容器最好由柔性聚合材料制成，通过增大容器中的压力来分配泡沫，这例如可通过用手挤压、采用风箱或泵装置或压缩气源等来使容器变形而实现。最好不要使用外部泵装置，例如在触发式喷雾器中通常使用的触发泵。这种外部泵装置不能增大容器中的压力。在2000年9月12日授予Wanbaugh等人的美国专利No.6116472中介绍了这种触发式喷雾器的一个例子。

在操作中，泡沫产生外壳固定在液体容器的敞开颈部，液体导管的入口伸入到容器中至液体水位以下的深度，蒸气导管的入口伸入到容器的蒸气空间内。当喷嘴处于打开位置且容器受到挤压或压力时，通气孔密封件会受压关闭，从而将通气孔密封。蒸气或空气向上流经蒸气导管，液体则向上流经液体导管。液体和空气在混合导管内的涡流歧管中混合在一起，以产生夹杂有空气的液体涡流。液体/空气混合物流过止回阀以及多个网筛，并转换成泡沫。泡沫流经喷嘴的泡沫导管部分并被排出。

当压力释放时，通气孔密封件打开，空气经通气孔而进入，并经过通气孔密封件而进入到容器中，以替换先前用于产生泡沫的空气。当压力达到平衡时，可将喷嘴置于关闭位置。这样，分配器被密封，即使分配器倾斜或倒转，液体都不会泄漏。

下面将参考附图并以示例的方式来更详细地介绍本发明的前述特征、优点和目的，其中：

图1是本发明的一个优选实施例的分解视图；

图2是图1所示实施例的装配形式的截面视图，其中喷嘴处于下方位置；

图3是与图2相似的视图，但所示喷嘴处于施加挤压力之前的上方位置；

图4是与图3相似的视图，所示喷嘴处于刚施加挤压力之后的上方位置；

图5是沿图3中线2-2的涡流歧管的底平面图；

图5A是沿图4中线5A-5A的涡流歧管的底平面图；

图6A和6B是图2的详细的分解剖视图，显示了图6B中的泡沫导管的固定器和连接器容纳在图6A所示的泡沫产生外壳中；

图7A和7B是环形弹性环或蟹爪式环的一个优选实施例的详细的部分垂直剖视图，其用于容纳如图8，9A和9B所示的通气孔密封件的凸缘；

图8是通气孔密封件的一个优选实施例的操作性局部剖视图，其允许外部空气在刚施加挤压力之后进入到容器中；

图9A是图8所示的通气孔密封件的垂直剖视图；和

图9B是图8和9A所示的通气孔密封件的顶平面图。

现参见图1-9，可挤压的塑料容器10包括可发泡液体11和空气空间13。在容器10的敞开螺纹颈部14上螺纹固定了塑料的泡沫产生外壳12。液体导管16从外壳12处向下延伸到容器中的液体水位以下的某点处。在外壳12中设有止回阀18、止回阀球20、第一网筛22以及第二网筛24。泡沫导管外壳或者塑料的帽形喷嘴26与外壳12可滑动地相连。

外壳12设有第一垂直的中空圆柱体28，其具有敞开的下端30以及闭合的上端32。圆柱体28具有内螺纹29，并适于与容器10的敞开颈部14相接合。圆柱体28的上端具有位于中心的混合导管34，以及位于混合导管34之外并与之隔开的通气孔36。

混合导管34延伸到圆柱体28的上端之上。混合导管34具有上部38，其在第一圆柱体28的闭合上端32处与下部40相通。上部38包括第一网筛22和第二网筛24；下部40可容纳带有止回阀球20的止回阀18，止回阀球20可在止动点42和阀座44之间滑动。球20在正常时与阀座44接合。当球20与止动点42接合时，泡沫和空气均可流过止回阀18。当球20与阀座44接合时，泡沫和空气均无法流过止回阀。

开口46位于下部40的下游并与之相通。在开口46的下游，蒸气导管54可容纳液体导管16并使之与下部管壁50隔开，同时液体导管16与模制在下部管壁50上的间隔部分52挤压式地接合。蒸气导管54在液体导管16和下部管壁50的周围环形地设置，并在其入口56处与容器10中的空气空间13相通。

涡流歧管58设于下部40中。涡流歧管58具有位于中心处的开口46，以及多条蚀刻出的歧管涡流通道60，其蚀刻在歧管表面62上并与线5-5和5A-5A平行，而且各通道60均沿主轴线61而延伸。蒸气导管54经歧管涡流通道60与开口46相通。

第二中空圆柱体64具有敞开的上端66，并在其下端68处固定到第一圆柱体28的上端32上。第二圆柱体64同心地设置于混合导管34的上部38之外，并通过环形腔70与之隔开，通气孔36与环形腔70相通。

现在参见图6A和6B，帽形喷嘴26具有水平的排放导管部分74、垂直的中空圆柱体部分76，以及连接器86。水平部分具有外部排放孔78和内部进入端80。垂直部分76具有与进入端80相连的上端，以及下方的开口82。连接器86与混合导管34的上部外表面88可滑动地相连，用于在打开位置(图3)和关闭位置(图2)之间移动。连接器86具有密封圈89，其在打开位置与外表面88上部的定位槽90接合，并在关闭位置与外表面88下部的定位槽92相接合。连接器86同时还具有锁定环91，其在泡沫喷嘴处于关闭位置时与外壳12的下端30相接合。

在关闭位置时，混合导管34的上部38延伸进入垂直的圆柱体部分76中。在关闭或下方位置，垂直部分的壁77延伸进入环形区域70中，并通过塞子84关闭混合导管34，而连接器86则关闭通气孔36。在打开或上方位置，通气孔36暴露在周围空气中，空气可以进入到第一圆柱体28的内部，混合导管34通过水平导管74和垂直部分76而暴露在周围空气中，以便允许分配泡沫。

现参见图7，9A和9B，锥形通气孔密封件100设置于第一圆柱体28中。密封件100具有凸缘102和狭窄底端106，凸缘102与第一圆柱体28的封闭上端32的下表面104相邻，而底端106同心地设置在下部40的圆柱形外壁108之外并与相邻。凸缘102与形成于下表面104上的环形或蟹爪状弹性密封件110相接合。当将外壳12拧到容器10的颈部14上并旋紧时，密封件110将凸缘102压在下部表面104上。

在使用中，第一圆柱体28固定在容器10的敞开颈部14上，液体导管16放置成延伸到容器中的液体11水位之下某一深度处，而蒸气导管54可延伸进入容器10的空气空间13中。当喷嘴26处于上方位置且容器10受到挤压时，第一环形密封件100受压关闭。空气流经蒸气导管52和蒸气涡流通道60，而液体向上流经液体导管16。液体11和空气13在涡流歧管58的开口46中混合在一起，涡流液-气混合物穿过第一网筛22和第二网筛24并转化成泡沫120。泡沫120流经喷嘴26的垂直部分76和水平部分74并排出。

同时，由于挤压容器10所产生的空气压力使得密封件100的狭窄底端106密封式地压在外壁108上，因此第一环形弹性密封件100就阻止容器10中的空气13经通气孔36而逸出。

在排放了所需量的泡沫120且释放了容器10上的挤压力之后，外部空气通过环形腔70和通气孔36迅速地流入容器10中以平衡其中的压力，空气在密封件100的底端106处从通气孔密封件100和外壁108之间穿过，并进入容器10的空气空间13中(参见图8)。

蒸气或空气被吸入到本发明的涡流歧管内，在此处其与液体混合。在涡流歧管内产生的涡流的压力波动被认为会影响空气溶解于液体中的速度，泡沫的数量至少部分地由歧管内所产生的涡流强度决定。涡流强度取决于容器受挤压的压力、网筛的设计和位置，以及被分配液体的物理特性。

液体与气体的比例也决定了泡沫的数量和质量。空气和液体的暴露时间也会影响空气溶解的速度，从而影响泡沫数量。暴露时间可以通过设定混合导管的长度来控制。影响选择适当尺寸的因素是可吸入的空气量和液体的物理特性，如表面张力和粘度。可获取的空气量取决于容器中的空气体积、泡沫容器受到多大的挤压，以及蒸气导管的尺寸。这些尺寸同样通常主要由经验来决定。在本文介绍的优选实施例中已经发现，适当尺寸的泡沫产生器可以具有容积为约50到约250毫升范围内的容器，以及整个长度为约25毫米到约150毫米范围内的混合导管。混合导管的上部长度在约25毫米到约50毫米的范围内，半径为约6.2毫米到约13.0毫米。混合导管的下部长度在约9.5到约13.0毫米的范围内，并具有约3.1到约9.5毫米的半径。同心地设置在液体导管周围的环形蒸气导管具有约3.0到约7.4毫米的内半径，约3.8到约7.6毫米的外半径，以及约10.0到约15.3毫米的长度。圆柱形液体导管的长度为约25到约250毫米，半径为约4.0到约9.5毫米。涡流歧管的表面具有约6.2到约13.0毫米的直径，以及约1.6到约6.2毫米的开口直径。在涡流歧管的表面上最好蚀刻四条矩形涡流通道，且其均与各相邻通道的线性轴正交。各涡流通道的尺寸通常是为长度约3.1到约6.2毫米，深度为约0.3到约0.8毫米，宽度为约0.3到约1.2毫米。

本发明的泡沫产生器具有多个网筛，其可在产生质量可接受的泡沫的同时减少进入空气中的空气所携带的微滴数量，这种泡沫在施加到皮肤上时不会滴下，并在皮肤上具有可接受的滞留时间。本发明的泡沫产生器最好具有一对网筛，其在每线性毫米上为约2到5个孔，这些网筛在至少一个方向上以约6到约8毫米的间距隔开，从而建立一对湍流区域，当喷出颗粒穿过第一网筛时其流向被偏转，当其穿过第二网筛时，喷出颗粒的流向会进一步偏转。

容器壳体最好由能够使容器被手挤压并且在复原时能快速恢复到其原来形状的材料制成。适合材料的例子包括热塑性树脂，如聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、尼龙或其层合物等。透明或不透明的材料均可使用，然而优选透明的或半透明的、彩色或无色的材料，以允许检查容器中的内容物的水位。至于构成喷嘴的材料，由于需要在喷嘴和容器之间建立紧密的接合，因此最好使用热塑性树脂，如聚丙烯和聚乙烯。排气孔密封件最好由人造橡胶材料制成，然而也可使用其它类型的弹性材料，例如橡胶、软塑料，或者也可使用其它软弹性的密封材料。这些材料最好具有不小于约100的肖氏A硬度。

虽然在上文中已经参照本发明的特定实施例来介绍了本发明，然而对于本领域的技术人员来说，在所附权利要求的范围内，本发明的大量的其它形式和修改是显而易见的。

Claims (13)

1.一种用于分配泡沫的喷嘴，包括：

泡沫产生外壳；

设置在所述泡沫产生外壳中并用于混合液体和蒸气以产生泡沫的混合导管，所述混合导管具有出口和入口；

多个设置在所述混合导管内的所述出口处附近并用于产生湍流区域的间隔开的网筛，所述多个网筛包括第一网筛和位于第一网筛的下游的第二网筛；和

与所述入口流体相通的涡流歧管，其设置在所述多个间隔开的网筛的下游，以接触带有蒸气的液体以产生涡流的液体和蒸气流动方式，所述涡流歧管具有表面，并形成了与所述混合导管的入口和液体导管的出口相通的开口，所述歧管表面还具有至少一个与所述开口和蒸气导管的出口相通的涡流导管；其中蒸气流经所述涡流导管并以切线方向进入到所述开口中；以及

具有出口和入口的所述液体导管；具有出口和入口的所述蒸气导管；上述液体导管和蒸气导管均设于所述泡沫产生外壳内，所述泡沫产生外壳具有通气孔。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述涡流导管的数量为至少2个，并且至少一个所述涡流导管的主轴线设置成与第二涡流导管的主轴线形成直角。

3.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：

泡沫导管外壳；

用于传送形成于所述混合导管中的泡沫的泡沫导管，所述泡沫导管设于所述泡沫导管外壳内并与所述混合导管的出口相通；和

与所述泡沫导管外壳固定地相连的连接器，所述连接器与所述泡沫产生外壳的外表面滑动式相连，以便在打开位置和关闭位置移动，所述打开位置允许大气与容器内的液体和蒸气相通，而所述关闭位置可防止大气与容器内的液体和蒸气相通。

4.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，所述泡沫导管外壳具有密封突出部分和至少一个定位槽，当所述泡沫导管外壳在所述关闭位置和打开位置之间移动时，所述定位槽与所述泡沫产生外壳的外表面相接合。

5.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括设置在所述混合导管内的止回阀，用于防止液体或泡沫回流到容器中。

6.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述涡流歧管与所述泡沫产生外壳形成一体，所述涡流歧管的开口为中心开口，所述歧管表面具有多个与所述开口切线式相通的蚀刻出的所述涡流导管，各所述涡流导管均具有主轴线。

7.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，蚀刻于所述涡流歧管表面上的所述涡流导管的数量在2到约50的范围内。

8.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：

漏斗形的可变形的通气孔密封件，其允许空气经所述通气孔进入到容器中，所述密封件位于所述泡沫产生外壳中并与之可动地接合，用于在允许空气进入的打开位置和在排出泡沫时的关闭位置之间移动；

其中，所述容器具有颈部所述颈部包含可发泡液体和蒸气空间，所述容器通过所述颈部与所述泡沫产生外壳相连。

9.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述泡沫导管外壳具有密封突出部分和至少一个定位槽，当所述泡沫导管外壳在所述关闭位置和打开位置之间移动时，所述定位槽与所述泡沫产生外壳的外表面相接合。

10.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述通气孔密封件具有较宽的顶端、与所述顶端相连的径向突出的凸缘，以及形成了密封开口的较窄的底端，所述凸缘与所述泡沫产生外壳的下表面密封地接合；所述底端与所述泡沫产生外壳的圆柱体外壁以一定的角度密封地接合，所述角度由所述密封件和圆柱体外壁限定，并处于约35到约55度的范围内，这样，所述容器中的负压使得所述密封件离开所述外壁而移动，允许空气排出所述容器。

11.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述容器与所述泡沫产生外壳螺纹接合。

12.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述泡沫通过增大所述容器中的压力来分配。

13.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述容器由柔性聚合材料制成，泡沫通过使所述容器变形从而增大所述容器中的压力来分配。

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