CN102858216A - 具有选择性加压肥皂匣的泡沫分配器 - Google Patents

Abstract

一种泡沫分配器以及该泡沫分配器的操作方法，其提供具有空气头（18）的液体的匣（14），当在静止时，即，当该泡沫分配器未被启动时，该匣保持在分配器内并且通过空气压缩机（22）在压力下维持。空气（32）以及液体（36）导管分别在空气头和维持在匣中的液体以及泡沫产生头（40）之间联通。阀（50,52）选择性地关闭通过该导管的流动。以此方式，当该泡沫分配器被启动时，该阀可仅开启适量的时间以将空气与液体推进至泡沫产生头并于分配的位置分配泡沫。

Description

具有选择性加压肥皂匣的泡沫分配器

相关申请的交叉引用

此申请为2008年10月23日提交的美国专利申请系列第12/288,824号的部分连续申请。

技术领域

本发明属于分配系统的技术，且更具体地，这种分配器被配置以分配泡沫性质材料。具体地，本发明涉及肥皂泡沫分配器，其中液体肥皂藉由在泡沫头中的液体肥皂和空气猛烈地结合而被转变成泡沫。更具体地，本发明涉及肥皂泡沫分配器，其具有可抛弃式匣并适于与电机驱动的空气压缩机互相连接，其在控制电路的控制下选择性地调节该匣的增压以及液体与空气至泡沫产生头的必要分配，以生成所需的肥皂泡沫。

背景技术

现今分配液体与胶体的技术已使这种以泡沫形式分配液体和胶体变得令人满意。典型地，泡沫自液体或胶体材料与空气以猛烈的方法结合而生成，随着与空气的结合，液体或胶体随后被挤压通过屏幕、筛孔、海绵状物或类似物以获得实质上均匀泡状的泡沫。

本发明于此将讨论关于肥皂泡沫分配器，其中液体肥皂和空气如所述被结合以达成所需的泡沫。然而，应了解本发明的概念可延伸至从其他液体、胶体和类似物（包括那些基于酒精的消毒杀菌剂）产生泡沫。目前，以多种方法产生肥皂泡沫，大部分方法需要沉淀一定数量的液体肥皂于一室，一定量的空气于另一室，并且压缩所述两室以猛烈地驱动液体和空气至泡沫产生头以产生泡沫。这类活动需要显著的机械运动，典型地，利用一对活塞，一个给液体且一个给空气，以驱动其个别的数量至泡沫产生构件。典型地，这些双室泵为可抛弃式匣的整体部分并显著增加这类匣的成本。而且，根据机械性质，这些泵不提供过度使用，并且典型地被设计为具有稍微超过自该匣可得的分配周期的数目的有效期限。

在此之前，这项技术实质上缺乏具有经济的固定压缩机的肥皂泡沫分配器，其适于与可替换匣互相连通以驱动液体和空气两必要部分，以在泡沫产生头产生肥皂泡沫。本发明满足了该缺失。

发明内容

根据前述观点，本发明的第一方面为提供泡沫分配器，其具有选择性加压匣，其中可抛弃式匣不具有任何泵机械装置。

本发明另一方面为提供泡沫分配器，其具有选择性加压匣，其中该匣为可抛弃式。

本发明又一方面为供应泡沫分配器，其具有选择性加压匣，其中空气压缩机作为该分配器的固定部分，并且适于与可抛弃式匣相通，且其中自该空气压缩机中被压缩的空气适于驱动液体和空气两必要部分以产生泡沫。

本发明的再一方面为提供泡沫分配器，其具有选择性加压匣，其中该匣适于以使固定空气压缩机及分配头互相连接，以及其中该匣也适于容纳通气阀和压力传感器，以上全部都受控制电路的控制，该控制电路为该分配器的组成部分。

本发明再一方面为提供泡沫分配器，其具有选择性加压匣，该选择性加压匣具成本效益且容易以本技术现状的结构与材料实施。

本发明的先前叙述及其他方面会随着详细说明的进行而更为显著，其藉由以下实现：泡沫分配器，包括：外罩；匣，其容纳于前述外罩中的，所述匣包括具有液体区与空气区的内部；空气压缩机，其选择性地与前述空气区相通；泡沫产生头；空气排出导管，其延伸于所述空气区和所述泡沫产生头之间；液体排出导管，其延伸于所述液体区和所述泡沫产生头之间；并且其中所述空气压缩机在所述空气区产生压力头，所述压力头个别地迫使空气和液体两者分别通过所述空气排出导管及液体排出导管至该泡沫产生头。

本发明在此更为显著的其他方面由泡沫分配器实现，其包括：外罩；及匣，其容纳于前述外罩中的；所述匣包括具有液体区与空气区的内部，在所述空气区中的空气与在所述液体区中的液体直接接触；所述匣还适于容纳已压缩空气入口以及液体与已压缩空气出口。

而本发明在此更为显著的其他方面经由用于从泡沫分配器分配泡沫的方法实现。泡沫分配器包括分配器外罩；匣，其在该分配器外罩内可移除且可替换，该匣包括可泡沫化的液体区以及空气区；空气压缩机，其与该空气区相通；泡沬产生头；空气排出导管，其在该空气区和该泡沫产生头之间延伸；空气分配阀，其与空气排出导管相关联，以调节空气经由该处的流量；液体排出导管，其在液体区和泡沫产生头之间延伸；以及液体分配阀，其与液体排出导管相关联，以调节液体经由该处的流量。该方法包括以下步骤：当泡沫分配器未被启动时，将维持匣内的压力在所需分配压力范围之内，通过空气压缩机产生该压力，并在匣的空气区安置压力头，以分别迫使空气与液体两者分别朝向空气分配阀以及液体分配阀。该方法亦包括当泡沫分配器未被启动时，将空气分配阀以及液体分配阀维持在关闭位置，以防止空气与液体经由它们各自的空气排出导管及液体排出导管流至泡沫产生头。在收到泡沫分配器的启动要求时，该方法进一步包括开启空气分配阀以及液体分配阀，使得空气与液体在将匣内的压力维持在所需分配压力范围内的所述步骤中所建立的压力下，流往并通过该泡沫产生头。

附图说明

为完全了解本发明的各方面以及技术，需参照下列详细说明及附图，其中：

图1为其中具有选择性加压匣的泡沫分配器的剖面图，其根据本发明所绘制；

图2为示出图1结构的操作的第一种方式的流程图；以及

图3为展示图1结构的操作的第二种方式的流程图。

具体实施方式

现参照附图，特别是图1，可看出根据本发明的泡沫分配器通常被指定为数字10。泡沫分配器10被具有某些标准性质的外罩12所界定。这类分配器现在为公知，分配器10为一般分隔安装的构造。典型地，外罩12具有安装铰链的正面或遮盖，以允许进入其内部以（根据需要）替换匣14。匣14里持有液体或胶体，例如那些被用于产生肥皂或消毒泡沫的。匣14是可移动式、可抛弃式以及可替换式的匣，该特征在此技术领域已很容易被了解与理解。典型地，匣14是以适当塑性材料吹模成型的匣。

匣14适于维持流体16在其内较低部分，空气18被维持在其上。流体16与空气18大体上包括匣14的内部的全部，空气和流体彼此互相接触，而不使用独立的囊、膜等。此处也越见显著，空气18被选择性地加压以在匣14当中生成压力头以协助分配操作。

电机20被容纳及维持于外罩12内，其操作以驱动空气压缩机22。导管24从该空气压缩机22延伸至维持于该匣14的顶部的可移除式密封塞26。该密封塞26适于密封该匣14的顶部的孔，以及同时密封在大约导管24的外部，以使导管24能以被密封的方式进入该匣14的通风头18。

同样压力传感器28和通气阀30藉由可移除式密封塞而被容纳于可抛弃式匣14的顶部。该压力传感器28对应于在该匣14的空气18的压力头而产生信号，同时（根据需要）操作通气阀30以将空气部18排气至大气。

空气导管32被可移除式密封塞34容纳并延伸进入通风头18，如图所示。类似地，液体导管36被可移除式密封塞38容纳并进入该匣14的内部及到其留有液体16的底部，以确保该匣14的全部内含物的分配。

该空气导管32和该液体导管36延伸至泡沫产生器和分配头40，如图所示。泡沫产生头40包括具有挤压室44于其下的混合室42。所属领域的技术人员可了解该混合室实质上是空的区域，其中液体肥皂和空气被猛烈地结合然后通过包括组件44的屏幕网孔、海绵状物、泡沫阻塞物等挤压，并从那里离开分配喷嘴46。

还包括作为泡沫分配器10的一部分的手侦测器或接近传感器48，所属领域的技术人员可了解其不同种类中的任一种。手传感器48判断物体（典型地为用户的手）出现于分配喷嘴46下方的特定区域而立即发出信号。

该空气导管36以空气分配阀50为特征，并且该液体导管36以流体分配阀52的存在为特征，两阀优选为与泡沫产生和分配头40以接近的关联性放置。阀50、52可为在导管32、36的可弯曲的管子上操作的简易箍缩阀，或它们可具有所属领域的技术人员了解的不同结构中的任种。

控制电路54被维持作为分配器10的整体部分且位于外罩12内。控制电路54与电机20互相连接以选择性地启动空气压缩机22。类似地，控制电路54与阀50、52互相连接以选择性地开启与关闭上述阀。手传感器48连接到控制电路54以于手存在时提供信号。类似地，压力传感器28和控制电路54互相连接，以提供指示在匣14里的空气室18内的压力头的信号。最后，控制电路54也与通气阀30互相连接，以致使通风头18排气至大气。当与本发明的概念相符时，所属领域的技术人员应了解阀30、50、52可为各式不同的种类。它们可全部被控制电路54所控制，可考虑它们为自调节，例如被一组启流压力等自动控制。

从结构的观点，应了解电机20，压缩机22，导管24、32、36，传感器28、48，与阀30、50、52，以及泡沫产生头40本质上皆为分配器10和其外罩12的固定部分。每个可抛弃式匣14可通过使用可移除式密封塞而适于容纳导管24、32、36，压力传感器28，以及通气阀30。因此，在这类替换周期中，该匣14的移动和替换与产生的必要的互相连接是简单且容易实现的。替代地，可考虑结构的实质部分包括该匣的一部分，在每次这类替换时以匣置换，这类特别指卫生密封匣的情况。例如，匣14可包括其整体部分，每个导管24、32、36，压力传感器28（若需要），以及通气阀30（自调节或外部控制皆可）。匣也可包括作为其一部分的泡沫产生头40，以及适当的分配阀50、52。应了解组件的多种组合可包括该可抛弃式匣14，或为分配器10的固定部分。

控制电路54可以无数方式中的任一种操作电机和各种与传感器28、48结合的阀。操作方法的灵活性是显著的，因为控制电路54可包括简单的可程序化芯片、可达到所需操作的程序。一个此类操作示于以图2的流程图中，其中通常由数字60标示泡沫分配器10的操作方法。起始周期62重置控制电路54并且确保阀30、50、52如所需地关闭。接在起始周期62之后，在步骤64中手监控传感器48以判断手是否存在。持续监控直到手存在的判断完成，在步骤66中启动电机20，转而启动压缩机22以提供被压缩的空气通过导管24并进入通风头18。控制电路54持续通过压力传感器28监控通风头18内的压力，如图1及图2所示。当保持在通风头18内的压力P与分配压力PD相同时，会做出分配可被进行的决定。此时，控制电路54开启分配阀50、52，以容许空气受驱动而从通风头18通过导管32和阀50进入混合室42。同时，阀52的启动容许液体受驱动而自匣14的区域16通过导管36并进入混合室42。阀50、52持续开启一段预定时间T1，这段时间为足够的时间周期以分配预定体积的泡沫。空气和液体在混合室42中被混合在一起并且被挤压通过介质44并离开喷嘴46，这可以很容易被所属领域的技术人员了解。

应了解当分配阀如步骤70中被开启时，电机20可在控制电路54的控制下被关闭。若有需要，电机和压缩机在分配周期中维持开启与操作状态，或同样地可在分配周期前被关闭，依据匣14中区域18的压力头以达成分配产生泡沫所需的空气和液体。在任何情况下，一旦电机20和压缩机22被关闭且分配周期终止时，步骤72中的动作将被实行，以开启通气阀30使在区域18的压力头通气至大气中。阀30可被开启一段足够供应上述通气的时间T2，或阀30可向大气开启直到压力传感器28发出讯号指示缺少压力或存在大气压力。在任何情况下，要求通过阀30通气，以避免匣14的过量增压，其在过度强力分配泡沫时可能导致产生裂缝。

本领域技术人士可毫无困难地领会图1的系统所可能进行的分配周期的各种类型。举例来说，其可能会希望将该阀52稍早于该阀50开启，以允许液态肥皂稍早于被压缩的空气进入混合室42，以实现（若这些被发现是事实）泡沫的较佳混合以及产生泡沫。如以上所述，将电机20和压缩机22开启和关闭的时间点也是可以变化的。电机可以在分配周期之前、分配周期期间或分配周期之后被关闭，其由产生泡沫最佳质量的顺序来决定，其还可取决于所使用的液态肥皂。

第二种操作模式例示于图3的流程图中，其中泡沫分配器10的操作方法通常由数字80标示。在此操作模式中，当在静止时，即，当没有手存在于手传感器48的检测位置时，可预期匣14总是被加压至适当的压力。以此方式，如同上文所公开的先前的操作模式，当手传感器48所检测到手时，该系统不需开始将匣增压。相反地，阀50、52可仅开启适量的时间，以于喷嘴46分配所需的剂量。

参照图3，起始周期82重置控制电路54，并且确保阀30、50、52的关闭。在起始周期82之后，控制电路54如同于步骤84时持续监控匣14内的压力P。压力P被监控以作为对所需压力或压力范围（于本文中被称为所需压力PD）的比较。于步骤86，将所监控的压力P与所需压力PD比较，以判断P是否相等于PD。于此，应了解若PD为压力范围，当P系落于该压力范围内时，P与PD相同。若该压力不等于所需分配压力PD，如同于步骤88，将受监控的压力P与所需压力PD比较，以判断P是否小于PD。若压力P小于PD，该电机开启，如同于步骤90，并且，若压力P不小于PD，其必定大于PD，如同在步骤92所判断的，在此情况下通过将匣14于通气阀30处排气而释放压力，如同于步骤94。无论是如同于步骤90开启电机或如同于步骤94开启通气孔30，压力P如同于步骤84而受监控，并且，一旦达到压力PD时，如同在步骤96、98时关闭电机，或者通气孔如同在步骤100、102时被关闭，以建立在所需压力或压力范围PD的压力P。必要时，经由此类加压及/或排气，使压力P处于所需分配压力或压力范围PD的状态，并且系统可随后监控传感器48，如同于步骤104，以判断手是否存在。

于步骤106，若手不存在，控制电路如同于步骤84继续监控压力，并且如有需要，如同于步骤90和94，对其进行调整。此监控协助确保任何压力损失可被修正，例如可能经由有瑕疵的密封塞26、34、38的压力损失，以及任何可能经由匣14内温度上升的压力获得。当压力P与PD相等时，若手存在，控制电路54如同于步骤108开启分配阀50、52，使得空气受驱动而从头18通过导管32以及阀50进入混合室42。同时地，阀52的启动使得液体受驱动而从匣14的区域16，通过导管36而进入混合室42。阀50、52持续开启一段预定时间T1，这段时间为足够的时间周期，用于在所需压力或压力范围PD下分配预定体积的泡沫。空气和液体在混合室42中被混合在一起，并且通过介质44挤压而离开喷嘴46，以分配产物至被手传感器48所检测的使用者的手上。一旦产物被分配后，系统回到步骤84的监测压力。

本领域技术人士可毫无困难地领会图1的系统所可能进行的分配周期的各种类型。举例来说，其可能会希望将流体分配阀52稍早于空气分配阀50开启，以允许液态肥皂稍早于被压缩的空气进入混合室42，以实现（若这些被发现是事实）泡沫的较佳混合以及产生泡沫。因此，开启阀50以及52的时间点是可以变化的。其还可期望让空气分配阀50开启较液体分配阀52更长的时间，以清洁残余液体及/或泡沫产物的分配路径。此可协助避免当液体留在分配路径时或当泡沫留在分配路径并破裂回复至较液态的形式时，偶而发生的滴水。此滴水的问题为本技术领域所普遍知悉的，并且此提出的解决方式对于目前已公开的分配系统而言为独一无二的。

在其他实施方案中，空气压缩机22被设计为产生最大压力Pmax，其在所需分配压力范围PD内，以致于匣14不可能达到大于PD的压力，并且通气孔30可能随着流程图中的排气步骤而被排除。通气孔30的排除减少了可移除、可抛弃以及可替换的匣14的花费。同样的，即使压力传感器28失去作用，匣压是几乎没有机会超过所需范围PD的。

在根据图2或图3的系统的具体实施方案中，当分配器未被启动并静止时，压力被监控并维持在2至10psi，即，PD为2至10psi。在其他实施方案中，PD为3至6psi，并且在另外其他的实施方案中，为3至5psi。在另一个实施方案中，该液体选自凝胶手部杀菌剂产品以及液体肥皂产物，并且PD为3至5psi。

在根据图2或图3的系统的具体实施方案中，阀50、52保持开启以分配产物的时间T1为0.01至1.0秒。在其他实施方案中，时间T1为0.25至0.75秒，并且，在其他实施方案中，为0.25至0.5秒。在其他实施方案中，液体分配阀52稍早于空气分配阀50开启。在其他实施方案中，空气分配阀50比液体分配阀52保持稍微较长的开启。

因此，可见本发明不同的方面已由以上所呈现的结构和描述内容而得。虽然根据专利法规，仅呈现和详细描述了本发明的最佳模式和优选的实施方案，但应了解本发明并不限于此或不因此而被限制。据此，本发明涉及的真实范围与程度的评估应由以下的权利要求来界定。

Claims (9)

1.一种用于从泡沫分配器分配泡沫的方法，该泡沫分配器包括：分配器外罩；匣，该匣在所述分配器外罩内可移除且可替换，所述匣包括可泡沫化的液体区以及空气区；空气压缩机，该空气压缩机与所述空气区相通；泡沫产生头；空气排出导管，该空气排出导管在所述空气区和所述泡沫产生头之间延伸；空气分配阀，该空气分配阀与所述空气排出导管相关联，以调节空气经由该处的流量；液体排出导管，该液体排出导管在所述液体区和所述泡沫产生头之间延伸；以及液体分配阀，该液体分配阀与所述液体排出导管相关联，以调节液体经由该处的流量，该方法包括以下步骤：

当所述泡沫分配器未被启动时，将所述匣内的压力维持在所需分配压力范围之内，通过所述空气压缩机产生所述压力，并在所述匣的所述空气区安置压力头，以分别迫使空气与液体两者分别朝向所述空气分配阀以及所述液体分配阀；

当所述泡沫分配器未被启动时，将所述空气分配阀以及所述液体分配阀维持在关闭位置，以防止空气与液体经由它们各自的空气排出导管和液体排出导管流至所述泡沫产生头；以及

在收到所述泡沫分配器的启动要求时，开启所述空气分配阀以及所述液体分配阀，使得空气与液体在将所述匣内的所述压力维持在所需分配压力范围内的所述步骤中所建立的压力下，流往并通过所述泡沫产生头。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述泡沫分配器进一步包括与所述匣内的所述空气区联通的通气孔，以及将所述匣内的所述压力维持在所需分配压力范围内的所述步骤包括：

监控所述匣内的所述压力P，

将所述压力P与所述所需分配压力范围P_D比较，以及

若P大于P_D，经由所述通气孔将所述匣排气，并且

若P小于P_D，经由所述空气压缩机给所述匣加压。

3.根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括以下步骤：

当所述压力P在所述所需分配压力范围P_D内时，监控所述泡沫分配器的启动工具，以判断所述泡沫分配器是否已经被启动。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述泡沫分配器的所述启动工具包括在所述泡沫分配器的分配位置检测手存在的手传感器，以及监控启动工具的所述步骤包括监控所述手传感器以判断手是否存在于所述分配位置。

5.根据权利要求2所述的方法，其中P_D是2至10psi。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在开启所述空气分配阀以及所述液体分配阀的所述步骤中，所述阀开启时间为0.1至1.0秒。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在开启所述空气分配阀以及所述液体分配阀的所述步骤中，所述液体分配阀系先于所述空气分配阀之前开启。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在开启所述空气分配阀以及所述液体分配阀的所述步骤中，所述液体分配阀开启的时间比所述空气分配阀的短。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述空气压缩机产生最大压力Pmax，且将所述匣内的所述压力维持在所需分配压力范围内的所述步骤包括：

监控所述匣内的所述压力P，

将所述压力P与所述所需分配压力范围P_D比较，以及

若P小于P_D，经由所述空气压缩机给所述匣加压，其中Pmax在所述所需压力范围P_D内。

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