CN101218154A - 简化的计量泵 - Google Patents

Abstract

一种简化的计量泵。该泵包括：(a)主体(1)，该主体有第一表面(11)；第一装置，用于安装在瓶上；进口阀(9)；弹性体头部(5)，该头部有第二表面(13)，两个表面(11、13)确定了泵送腔室(17)；以及排出阀(43)，该排出阀(43)有阀座(45)和活动部件，该活动部件用于在第一关闭位置和第二打开位置之间运动。活动部件从形成隔板(41)的头部(5)伸出，并与头部形成一体。第一和第二表面(11、13)可在它们之间进行相对运动，从而使得泵送液体。当活动部件处于第一位置且在泵送腔室中有降低的压力时，降低的压力使活动部件压靠在阀座(45)上。

Description

简化的计量泵

技术领域

本发明涉及一种简化的计量泵，特别是涉及一种泵，它包括：(a)主体，该主体有第一表面；(b)第一装置，用于安装在瓶颈上；(c)第二装置，用于安装浸入管；(d)进口阀；(e)头部，其中，该头部有第二表面，该第二表面对着第一表面，所述第一表面和所述第二表面确定了泵送腔室，该头部由具有弹性体特性的材料制成，用于通过人工施加的力而弹性变形，且该头部有用于通过用户的手指的作用而变形的外部致动表面；以及(f)排出阀，该排出阀在泵送腔室的出口处，其中，排出阀包括阀座和活动部件，该活动部件用于在第一位置和第二位置之间运动，该第一位置对应于关闭的排出阀，且在该第一位置，活动部件与阀座接触，该第二位置对应于打开的排出阀，且在该第二位置，活动部件从形成隔板的头部伸出，其中，活动部件与头部形成一体，且第一表面和第二表面用于在它们之间进行相对运动，从而使得在所述进口阀和所述排出阀之间泵送液体。

在说明书和权利要求中，应当知道，具有弹性体特性的材料是能够进行足够的弹性变形以满足本发明需要的任意材料，特别是能够对装于瓶中的液体产生泵送效果。因此，在该组材料中不仅必须包括普通弹性体材料，而且还必须包括其它塑料材料，例如聚丙烯，它在具有合适几何形状时可以进行相当大的弹性变形，并当引起该变形的外部力停止时可以恢复它们的初始形状。

背景技术

各种计量泵实施例已知用于多种用途，计量泵通常安装在一次性液体容器上。这时，泵的成本必须非常低，因为它必须不会明显影响产品的总成本。另一方面，除了执行泵送液体的技术功能，计量泵通常必须有特别美观的外观，一个因素是通常有各种几何限制，它必须与泵的正确工作相容。因此，一直需要开发新颖的简化的计量泵，该泵能够节约成本且对泵的美观外观的限制尽可能少。

在US3820689(公开日为1974年8月28日)中公开了一种上述类型的计量泵。不过，该泵有多个缺点，特别是它很难获得良好的泵送效果。

发明内容

本发明的目的是克服这些缺点。该目的通过上面所述类型的简化的计量泵来实现，其中，当活动部件处于第一位置时，在泵送腔室中有降低压力，然后，降低的压力施加将活动部件压靠在阀座上的力。

实际上，这样可以提高泵送效果。在上述US3820689所述的泵中，排出阀并不优化关闭，因为当泵送腔室中有降低的压力时，由于它充满来自储罐的液体，因此排出阀这时只由于头部的弹性力而关闭(该头部由具有弹性体特性的材料制成)。不过，在泵送腔室中的降低的压力将打开排出阀，因为排出阀具有下游的外部环境大气压力，因此，该压力差将阻止排出阀关闭。然而，在本发明的泵中，活动部件布置成使得泵送腔室中的降低压力迫使活动部件抵靠阀座。这样，在泵送腔室中的降低压力帮助弹性体头部的弹性力来使排出阀保持关闭，即弹性恢复力和由于泵送腔室中的降低压力而引起的力将沿相同方向作用。换句话说，排出阀的活动部件有两个面，一个面朝向上游(内侧面)，另一面朝着下游(外侧面)。这样，当排出阀关闭时，活动部件的、朝向上游的面(内侧面)受到在泵送腔室内部的降低压力，而朝向下游的面(外侧面)受到周围环境的大气压力。因此，压力差趋向于使得活动部件沿上游方向运动，将它压靠在阀座上。这改进了排出阀的关闭，从而防止空气进入泵送腔室，并且提高了泵的泵送效果。

通常，形成活动部件的隔板可以有任意几何形状：扁平、柱形表面形状、球形帽形状、波浪形等。仅有的要求是由压力差(在泵送腔室中的降低压力和在排出阀出口处的大气压力)引起的力应当将隔板压靠在阀座上，该阀座基本包括框架，隔板的周边将抵靠在该框架上。然而，优选是隔板为平表面或柱形表面。具体地说，柱形表面使它能够更好地装入整个泵中，在该泵中，在它周围的大部分表面也为柱形。

当隔板为延伸特定相对较小角度(通常小于90°，甚至小于45°)的柱形表面时获得本发明的一个优选实施例。这样，隔板的弯曲形状不会使它有过大刚性，因此它可以通过挠曲而运动。然而，当隔板是在360°上延伸的柱形表面，即形成环绕第二表面的柱体时，将获得本发明的另一优选形式。这时，排出阀与具有环形排出管道的泵送腔室连通，该环形排出管道环绕整个泵送腔室。这时，阀座优选是由第二柱形隔板形成，并布置在主体内，这样，第二隔板环绕第一表面。因此，当排出阀关闭时，隔板(该隔板是排出阀的活动部件)抵靠第二隔板(该第二隔板是排出阀的框架或固定部件)。当装于泵送腔室中的液体受到压缩时，柱形隔板总体向外弯曲，从而使得液体流向环形排出管道。

第二表面有利地朝着泵送腔室的外部凸形弯曲，并优选是球形帽。实际上，该几何形状优化了用于最小头部表面的泵送腔室。而且，它有良好的弹性恢复力，从而使得外部致动表面返回至它的初始几何形状，克服了在泵送腔室内部产生的降低压力。也可选择，可以使第二表面扁平。这时，头部的外部致动表面并不凸出成高于它的周围，这使得能将泵设计成例如可以堆在头部上。

有利地，第一表面设置有朝着泵送腔室的内部凹形弯曲的部分，且它优选是球形部分。在上述情况下，该几何形状相对于它的面积优化了泵送腔室的容积。而且，该几何形状特别有效地适应第二表面在通过手指变形时呈现的形状。而且，它特别有利于使得弯曲部分和第二表面在泵送运动期间在第二表面的行程范围中形成接触。这样，泵送腔室的剩余容积最小，因此可以优化泵的尺寸。同样特别有利的是弯曲部分有外缘，该外缘朝着泵送腔室的内部凸出。该外缘用作第二表面的支承件，使它更“平滑”地变形，从而避免在第二表面的边缘处(即在运动的头部部件和安装在泵的其余部分上的头部部件进行连接的部分中)形成较大变形(和因此产生的较大应力)。而且，外缘用于更进一步减小泵送腔室的剩余容积。最后，它还用于方便第二表面恢复它的初始位置(伸出位置)。

优选是，阀座有与活动部件接触的圆角接触表面。这样的几何形状提高了在隔板和阀座之间的密封，因为当隔板通过在泵送腔室和外部之间的压力差而变形时，该变形使得在隔板和框架之间的支承表面不断变大，因此，用于关闭隔板的力分布在更大面积上。由于相同原因，活动部件有利地具有与阀座接触的部分，该接触部分朝着自由端逐渐变薄。

在本发明的泵中，头部有两个部件：外部致动表面，该外部致动表面有它的相应第二表面；以及排出阀的活动部件，该活动部件确定了隔板，它们有完全不同的功能。然而，头部是整体单元，并由弹性体材料制成，因此，在泵送过程中由头部进行的变形(该变形将严格地位于外部致动表面上)实际上可以延伸，以便影响排出阀的活动部件从而影响它的关闭。因此，有利地，泵有在第一表面上的至少一个柱，该柱朝着第二表面延伸，并布置在靠近排出阀的部分中。实际上，这样柱用作止动器，以便使头部的变形通过该柱而停止，且并不影响头部的、布置着排出阀的活动部件的部分。有利地有两个柱，这样，在它们之间有用于泵送液体的较宽通道。柱优选是有一定的高度以使得当第二表面处于它的伸出位置时，这些柱与第二表面接触。这样，外部致动表面一开始变形，柱就将执行它们的支承功能，且头部的布置着排出阀的活动部件的部分决不会由于外部致动表面的变形而变形。

本发明的泵可以有主体，该主体是单个部件，其包括安装在瓶颈上的第一安装装置、浸入管的第二安装装置和进口阀的座。该方案使得泵的部件数目减至最小。

当泵除了有主体外还有包括第一安装装置的安装体时，将获得本发明的另一优选实施例，其中，安装体安装在主体上，并能够在打开位置和关闭位置之间相对位移，且安装体包括凸起，当安装体和主体处于关闭位置时，该凸起防止第二表面进行所述相对运动。实际上，尽管泵的该变化形式有超过前述一个的多个部件，但是，采用这种方式，可以有密封机构，该密封机构防止液体由于意外泵送而排出，例如在泵的输送和处理过程中。

优选是，该凸起是环绕进口阀的管形杆。因此，该凸起也用于关闭进口阀的通道，这也防止液体由于容器的超压和/或使它颠倒放置而引起的溢出。优选是，这通过当安装体和主体处于关闭位置时使凸起密封抵靠在第二表面上来实现。

优选是，相对位移大于相对运动。这样，一方面保证凸起在处于关闭位置时与第二表面接触，另一方面保证当泵处于打开位置时和当第二表面由于泵运动而进行有限变形时使得第二表面并不与凸起接触。因此，在第二表面上可以包括唇缘，从而在泵处于关闭位置时提高与凸起的密封，且在泵运动过程中不会有唇缘与凸起接触的危险，因为否则有第二表面由凸起阻挡和不能返回初始位置(伸出位置)的危险。

优选是，主体包括第一环形唇缘，该第一环形唇缘用作与管形杆外壁的密封件。

优选是，主体包括第二环形唇缘，当泵处于关闭位置时，该第二环形唇缘用作与布置在安装体中的环形隔板的密封件，其中，该环形隔板环绕通气孔。这样，避免液体可能通过通气孔而损失。

附图说明

通过下面参考附图的说明，将清楚本发明的其它优点和特征，在该说明中介绍了本发明的优选实施例(而不是做出任何限制)，且附图中：

图1是本发明的泵处于打开位置时的纵剖图。

图2是图1的泵处于关闭位置时的横剖图。

图3是图1的泵的安装体沿线III-III的纵剖图。

图4是图3的安装体的正视图。

图5是图3的安装体的俯视平面图。

图6是图1的泵的头部的仰视平面图。

图7是图6的头部的纵剖图。

图8是图6的头部的仰视透视图。

图9是图1的泵的主体的纵剖图。

图10是图9的主体的正视图。

图11是图9的主体的俯视平面图。

图12是图9的主体的俯视透视图。

图13是图1的泵处于打开位置时的俯视透视图。

图14是图2的泵处于关闭位置时的俯视透视图。

图15是图1的泵的纵剖图，其中第二表面变形。

图16是简化的计量泵的纵剖图。

具体实施方式

图1表示了本发明的简化的计量泵。它包括主体1、安装体3、头部5和球7，该球7是布置在安装体3中的进口阀9的活动部件。主体1有第一表面11，该第一表面11对着布置在头部5中的第二表面13。在这两个表面之间确定了泵送腔室17。头部5由具有弹性的材料制成，并有外部致动表面15，该外部致动表面15适于通过用户手指而在伸出位置(对应于图1中所示的静止位置)和变形位置(对应于图15中所示的泵送位置的端部)之间变形。外部致动表面15基本与第二表面13重合，只是外部致动表面15是与外部和用户手指物理接触的表面，而第二表面13是朝着泵内部(具体是朝着泵送腔室17)的表面。

图1还表示了浸入管19，该浸入管19在一端处通过第二安装装置而安装在安装体3上，该第二安装装置基本由适于在其中容纳浸入管19的柱形凸起形成。浸入管19的另一端浸入装于瓶(图中未示出)中的、要泵送的液体中。

安装体3设置有第一安装装置，该第一安装装置包括适于安装在瓶颈上的螺纹部分21，它还设置有凸起23，该凸起23装入布置在主体1中的螺旋槽25中，这样，当主体1相对于安装体3旋转时，除了旋转运动，还有沿泵的纵向轴线的平移运动，因此，在安装体3和主体1之间产生在打开位置(如图1所示)和关闭位置(如图2所示)之间的相对位移。而且，安装体3有成管形杆27形式的凸起，该管形杆27包围进口阀9，并沿纵向轴线朝着头部5延伸。

当泵处于关闭位置时，管形杆27插入泵送腔室17内部，直到与头部5接触，准确地说与第二表面13接触。第二表面13设置有第二柱形凸起29，该第二柱形凸起29提高了在第二表面13和管形杆27之间的密封。因此，进口阀9完全封闭，这样，尽管瓶的内部超压和/或瓶颠倒放置，装于瓶中的液体也不能流过进口阀9和向外涌出。

主体1有密封抵靠在管形杆27的外壁上的第一环形唇缘31。这样，泵送腔室17密封，装于其中的液体不能流入主体1内。

泵设置有通气孔33，该通气孔33布置在安装体3中，从而允许空气进入瓶中代替被泵送的液体。在凸起23和螺旋槽25之间的接触区域并不密封，这样，空气能够通过通气孔33而流入主体1内部和瓶内部。安装体3设置有包围通气孔33的环形隔板35，且主体1有第二环形唇缘37，当泵处于它的关闭位置时，该第二环形唇缘37密封抵靠在环形隔板35上。这样，将防止液体通过通气孔33而从瓶中的可能泄漏。

头部5由具有弹性体特性的材料制成。它包括与主体1连接的部分39。该连接可以通过任意普通方式，例如焊接、粘接剂粘接等。头部5还设置有隔板41，该隔板41是排出阀43的活动部件。该排出阀43设置有布置在主体1中的阀座45。隔板41可以弹性弯曲，这样，它环绕在隔板41和头部5的其余部分之间的连接部分而在第一位置和第二位置之间进行近似旋转运动，在该第一位置，排出阀43关闭，且隔板41与阀座45接触，而在该第二位置，排出阀43打开，且隔板41由于装在泵送腔室17中的液体的压力而弯曲成弓形(在图6至8中，将向左弯曲)。

如图所示，图6至8中所示的隔板41是延伸大约30°角度的柱形表面。然而，该几何形状可以不同，例如，隔板41可以为扁平、波浪形或其它几何形状。同样，它的周边可以为基本矩形，但是也可以采取其它几何形状，例如椭圆形。图16表示了本发明泵的另一实施例。这时，隔板41为柱体(即在360°上延伸的柱形表面)，该柱体完全包围第二表面13。隔板41与第二隔板47接触，该第二隔板47布置在主体1上，并确定了排出阀43的阀座45。第二隔板47包围第一表面11。这样，液体沿所有方向流出泵送腔室，因为排出阀43为环形。在排出阀43的出口处有排出槽道49，该排出槽道49也为环形，并将泵送的液体引向排出孔。还可以看出，在图16的泵中，没有作为独立部件的安装体，但是主体1同时形成第一表面11、第一安装装置(包括螺纹部分21)、第二安装装置(由凸起形成，用于在其中容纳浸入管19)以及进口阀9的座。

在图中所示的实例中，第二表面13是球形帽。然而，它也可以是封闭泵送腔室17的扁平盘形表面。同样，第一表面11有朝着泵送腔室17内部凹形弯曲的部分，该部分为基本球形形状，但它也可以为扁平或有任意其它几何形状。基本要求只是当第二表面13处于伸出位置时，泵送腔室17被确定于第一表面11和第二表面13之间。然而，如上所述，球形几何形状为有利的几何形状。另外，主体1有外缘51，该外缘朝着泵送腔室17的内部凸出，并环绕第一表面11的弯曲部分。

排出阀43的阀座45有用于与隔板41(该隔板41是排出阀43的活动部件)接触的圆角表面53。而且，隔板41设置有用于与排出阀43的阀座45(具体地说与接触表面53)接触的部分55，该部分55的厚度朝着它的自由端逐渐减小。如上所述，这两种几何图形方案都提高了排出阀43的密封。

泵有两个柱57，这两个柱57从第一表面11凸出，并延伸成当第二表面13处于它的伸出位置时物理上与该第二表面13接触。两个柱57布置在靠近排出阀43的部分处。如图15中所示，这些柱57防止头部5在靠近隔板41的部分中(即在靠近排出阀43的部分中)产生变形。实际上，柱57将外部致动表面15及第二表面13与排出阀43更清楚地定界。因此，当外部致动表面15变形时，如图15中所示，将防止该变形延伸至隔板41部分，否则将引起排出阀43的不正确操作。

图15还表示了第一表面11和第二表面13的弯曲部分怎样几乎相互平行地延伸。通过合适设计，可以使这两个表面进行接触，从而可以尽量减小泵送腔室17的剩余容积。

如图15中的泵实例所示，当泵处于打开位置且第二表面13处于变形位置时，第二表面13的第二柱形凸起29实际上与管形杆27的上端接触。在本发明的一个优选实施例中，在关闭位置和打开位置之间运动时由管形杆27的上端进行的相对位移大于第二表面13在伸出位置和变形位置之间运动时由第二柱形凸起29进行的相对运动。这样，当泵处于打开位置时，将防止第二柱形凸起29与管形杆27的上端接触，从而在泵送运动过程中降低了第二柱形凸起29卡在管形杆27上端中的危险。

在所示实施例中，隔板41总是靠近外部致动表面15(该外部致动表面15为球形帽)的端部。然而，并不需要总是如此，而是例如头部5的和主体1的、与排出阀43相对应的部分可朝着排出管伸出，这样，隔板41进一步与泵送腔室17分离(例如它在图1中的位置和排出孔之间的一半处)。这也能够减小外部致动表面15的变形对隔板41的影响。

Claims (19)

1.一种简化的计量泵，包括：(a)主体(1)，该主体有第一表面(11)；(b)第一装置，用于安装在瓶颈上；(c)第二装置，用于安装浸入管；(d)进口阀(9)；(e)头部(5)，其中，所述头部(5)有第二表面(13)，该第二表面对着所述第一表面(11)，其中，所述第一表面(11)和所述第二表面(13)确定了泵送腔室(17)，所述头部(5)由具有弹性体特性的材料制成，适于通过人工施加的力而弹性变形，且该头部有适于通过用户的手指作用而变形的外部致动表面(15)；以及(f)排出阀(43)，该排出阀在所述泵送腔室(17)的出口处，其中，所述排出阀(43)包括阀座(45)和活动部件，该活动部件适于在第一位置和第二位置之间运动，该第一位置对应于所述关闭的排出阀(43)，且在该第一位置，所述活动部件与所述阀座(45)接触，该第二位置对应于所述打开的排出阀(43)，且在该第二位置，所述活动部件从形成隔板(41)的所述头部(5)伸出，其中，所述活动部件与所述头部(5)形成一体，且所述第一表面(11)和所述第二表面(13)适于在它们之间进行相对运动，从而使得在所述进口阀(9)和所述排出阀(43)之间泵送液体，其中，当所述活动部件处于所述第一位置时，在所述泵送腔室(17)中有降低的压力，所述降低的压力施加将所述活动部件压靠在所述阀座(45)上的力。

2.根据权利要求1所述的泵，其中：所述隔板(41)为扁平表面。

3.根据权利要求1所述的泵，其中：所述隔板(41)为柱形表面。

4.根据权利要求3所述的泵，其中：所述隔板(41)为环绕所述第二表面(13)的柱体。

5.根据权利要求4所述的泵，其中：所述阀座(45)由布置在所述主体(1)内的第二柱形隔板(47)形成，其中，所述第二隔板(47)环绕所述第一表面(11)。

6.根据权利要求1至5中任意一个所述的泵，其中：所述第二表面朝着所述泵送腔室(17)的外部凸形地弯曲，并优选是球形帽。

7.根据权利要求1至6中任意一个所述的泵，其中：所述第一表面(11)有朝着所述泵送腔室(17)的内部凹形地弯曲的部分，且它优选是球形部分。

8.根据权利要求7所述的泵，其中：所述弯曲部分和所述第二表面(13)在泵送运动过程中随着所述第二表面(13)的行程范围内接触。

9.根据权利要求7或8所述的泵，其中：所述弯曲部分有外缘(51)，该外缘朝着所述泵送腔室(17)的内部凸出。

10.根据权利要求1至9中任意一个所述的泵，其中：所述阀座(45)有与所述活动部件接触的圆角接触表面(53)。

11.根据权利要求1至10中任意一个所述的泵，其中：所述活动部件具有与所述阀座(45)接触的部分(55)，该接触部分的厚度朝着自由端不断变小。

12.根据权利要求1至11中任意一个所述的泵，其中：该泵有在所述第一表面(11)上的至少一个柱(57)，该柱朝着所述第二表面(13)延伸，并布置在靠近所述排出阀(43)的部分中。

13.根据权利要求12所述的泵，其中：所述柱(57)有这样的高度，以便当所述第二表面(13)处于它的伸出位置时与所述第二表面(13)接触。

14.根据权利要求1至13中任意一个所述的泵，其中：它还包括安装体(3)，该安装体包括所述第一安装装置，其中，所述安装体(3)安装在所述主体(1)上，并能够在打开位置和关闭位置之间进行相对位移，且所述安装体(3)包括凸起，当所述安装体(3)和所述主体(1)处于关闭位置时，该凸起防止所述第二表面(13)进行所述相对运动。

15.根据权利要求14所述的泵，其中：所述凸起是环绕所述进口阀(9)的管形杆(27)。

16.根据权利要求14或15所述的泵，其中：当所述安装体(3)和所述主体(1)处于所述关闭位置时，所述凸起密封抵靠在所述第二表面(13)上。

17.根据权利要求14至16中任意一个所述的泵，其中：所述相对位移大于所述相对运动。

18.根据权利要求15至17中任意一个所述的泵，其中：所述主体(1)包括第一环形唇缘(31)，该第一环形唇缘与所述管形杆(27)外壁形成密封。

19.根据权利要求14至18中任意一个所述的泵，其中：所述主体(1)包括第二环形唇缘(37)，该第二环形唇缘与布置在所述安装体(3)中的环形隔板(35)形成密封，所述环形隔板(35)环绕通气孔(33)。

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