CN103547199A - 用于液体泡沫分配器的再填充单元和具有所述再填充单元的泡沫分配器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分配器(10)，其包括分配器外壳(12)，所述分配器外壳容纳将在变空时被替换的一次性再填充单元(14)。所述分配器外壳包括空气压缩机(22)和充气插塞(26)。所述充气插塞包括具有出口(32)的针(34)，并且进一步包括与所述出口流体相通的排气阀(30)。所述充气插塞(26)与所述空气压缩机流体相关联，以使得所述空气压缩机选择性地将空气推进至所述排气阀及所述针的所述出口。所述一次性再填充单元包括具有内部的容器(15)，所述内部中具有液体部分(16)和空气部分(18)。所述容器进一步包括插塞接纳口(35)，并且所述分配器外壳的所述充气插塞与所述插塞接纳口接合以使得所述针的所述出口与所述容器的所述内部相通。所述空气压缩机通过所述针的所述出口将空气喷射至所述容器的所述内部中以增大所述容器内的压力，并且如果所述容器的所述压力上升到高于设定临界值，那么所述充气插塞的所述排气阀打开。

Description

用于液体泡沫分配器的再填充单元和具有所述再填充单元的泡沫分配器
技术领域
本发明属于分配系统的技术，并且更特定而言，涉及被调适以用于分配泡沫性质的材料的分配器。具体来说，本发明涉及泡沫分配器，其中可泡沫化液体通过泡沫化机头中可泡沫化液体与空气的受压组合而转化为泡沫。更特定而言，本发明涉及泡沫分配器，其具有一次性容器并且被调适以用于在控制电路的控制下与电动机驱动的空气压缩机互连以选择性地调节容器的加压及必要地分配液体与空气至泡沫发生器以生成所要的泡沫产品。
背景技术
目前在分配液体和凝胶的技术中，需要以泡沫形式分配这类液体和凝胶。通常，泡沫是自液体或凝胶与空气以受压方式组合而产生，空气与液体或凝胶的组合接着被挤压穿过滤网、网眼、海绵或类似物以获得大致均匀气泡的泡沫。
将结合肥皂泡沫分配器讨论本发明，其中液体肥皂和空气如所述组合以达成所必需的泡沫。但是，应了解，本发明的概念可扩展到从其它液体、凝胶和类似物(包括基于酒精的消毒剂)中产生泡沫。目前，用各种方法产生肥皂泡沫，所述方法的大多数要求在一个腔室中存放一定量的液体肥皂；在另一个腔室中存放一定量的空气；以及压缩两个腔室以将液体和空气用力驱动至泡沫发生器以用于产生泡沫。这些活动需要大量机械移动，通常使用一对活塞(一个用于液体并且一个用于空气)来将独立的液体量和空气量驱动至泡沫产生构件。通常，这些双重腔室泵为一次性容器的整合部分并且显著增加这些容器的成本。而且，出于机械性质，泵无法过度使用并且通常被设计为具有仅略微超过容器的可用分配循环数量的使用寿命。
在公布的美国专利申请号2010/0102083中公开一种具有固定压缩机的系统，所述压缩机被调适来与可替换容器相通以将可泡沫化液体和空气两者从容器内驱动至泡沫发生器而形成泡沫产品。泡沫分配器包括容纳再填充单元的外壳，所述再填充单元具有内部含有可泡沫化液体和空气的容器。作为分配器外壳的更固定部分的空气压缩机选择性地与容器中的空气相通并且用来将空气喷射至容器中以增大所述容器中的压力。空气管与容器内的空气相通，而液体管与容器中的液体相通。各管通过插塞密封件与容器相通并且从与容器相通延伸至与分配头相通。独立的阀门与各管相通，以使得管可被切断使得容器可被加压。一旦容器加压至所要分配压力，与液体管和空气管相关联的阀门打开，使得可泡沫化液体的一部分和空气的一部分被推进至泡沫发生器，其中空气与液体混合以生成并分配泡沫产品。
压力传感器和排气阀提供为再填充单元的部分并与容器相通，使得如果容器内的压力变得太大，那么排气阀可打开以防止不良后果。例如，如果故障，那么由压缩机产生的压力可能使容器爆裂。此外，如果容许容器中的压力变得太大(即，大于所需压力)，那么空气和液体可能在不合期望地过大压力下被推进至泡沫发生器，从而导致不良的分配。
针对使用泡沫分配器提出了不同方法。在一个实施方案中，分配器从使用分配器的个人接收分配请求，并且在接收到分配请求之后，产生所需压力，随后打开阀门以允许泡沫的分配。在不同的方法中，分配器持续运作以在容器中建立所需分配压力，以使得在使用者针对分配请求将手放置于适当位置时，容器已经处于所需分配压力下，并且仅需要打开阀门以使产品分配为泡沫。
本发明针对以上公开的发明加以改良。在先前发明中，再填充单元包括空气管和液体管，所述空气管和液体管各自通过它们自身独立且分开的插塞与容器相通。类似地，压缩机、压力传感器和排气阀都通过容器壁之一与容器的内容物独立且分开地相通。本领域中通常了解到，这些再填充单元一旦没有产品，即必须被替换，而分配器外壳作为仅在替换旧单元需要时容纳再填充单元的更固定结构。使用上述公开中提出的结构存在许多问题，由于与再填充单元的容器相通的各插塞、传感器和阀门存在潜在的泄漏区域，因而阻碍所需压力的产生。此外，因为再填充单元(及其容器)在空时会被扔掉并被替换，所以使排气阀和传感器与再填充单元的容器相关联是不合需要的。扔掉再填充单元导致排气阀和传感器也被扔掉并且进而增加再填充单元的成本。如公开中所见，空气管和液体管在容器的顶部插入容器中，以使得管相当长且必须被适当地引导穿过分配器外壳的结构以使容器的顶部与分配器外壳的出口区域之间相通。意识到先前公开的这些问题，本发明提供许多结构性改进。
发明内容
在一个或多个实施方案中，本发明提供一种用于液体产品分配器的再填充单元。所述再填充单元在需要时替换所述产品分配器中的空再填充单元。所述再填充单元包括容纳液体产品的容器，所述容器包括提供至所述容器的内部的接达的插塞接纳口。所述插塞接纳口被结构化以接纳充气插塞，以便以密封方式与所述充气插塞配接。所述再填充单元进一步包括分配喷嘴，所述分配喷嘴在所述容器外部并且与所述液体产品流体相通。使所述容器加压将液体从所述容器中压出并且将液体从所述分配喷嘴中压出。除通过所述分配喷嘴排出压力之外，所述再填充单元没有用于排出所述容器内部中产生的压力的装置。
在一个或多个实施方案中，本发明提供一种分配器。所述分配器包括分配器外壳和一次性再填充单元，所述一次性再填充单元与所述分配器外壳独立并分开，所述一次性再填充单元在空时被替换。所述分配器外壳包括空气压缩机。所述分配器外壳还包括充气针，所述充气针与所述空气压缩机流体相关联，以使得所述空气压缩机的操作推进空气通过所述充气针并从所述充气针的出口离开。所述分配器进一步包括排气阀。所述一次性再填充单元包括具有容纳液体产品的内部的容器，并且插塞接纳口提供于容器中。所述再填充单元安装于所述分配器外壳中，所述分配器外壳的所述充气针通过所述插塞接纳口与所述容器的所述内部相通，并且所述排气阀与所述容器的所述内部流体相通。所述空气压缩机与所述容器的所述内部相通，通过所述针的所述出口将空气喷射至所述容器的所述内部中以增大所述容器内的所述压力。如果所述容器的所述压力上升到高于设定临界值，那么所述排气阀打开。
附图说明
为了完全理解本发明的多个方面和技术，应参考以下详细描述和附图，在附图中：
图1为根据本发明制造的泡沫分配器的第一实施方案，和再填充单元的第一实施方案的示意性图解截面图，所述泡沫分配器具有分配器外壳，所述再填充单元容纳于所述分配器外壳中，所述再填充单元具有选择性加压的容器；
图2为泡沫分配器的第二实施方案的示意性图解截面图，并且这个第二实施方案由于再填充单元的管与阀门结构的替代构造而不同于图1的实施方案；
图3为用于将根据本发明的再填充单元安装至分配器外壳的结构与方法的示意性图解截面图，所述结构与方法特别适用于图1、图2、图4和图5的实施方案；
图4为泡沫分配器的第三实施方案的示意性图解截面图，并且这个第三实施方案通过在再填充单元的容器内部提供泡沫发生器而不同于图1和图2的实施方案；
图5为泡沫分配器的第四实施方案的示意性图解截面图，并且这个第四实施方案由于与分配器外壳的空气压缩机配接的替代构造而不同于图1、图2和图4的实施方案；
图6为根据本发明制造的分配器的第五实施方案的示意性图解截面图，但是其中所述分配器不是泡沫分配器，而是分配没有被泡沫化的液体产品；
图7为示出根据本发明的分配器的操作方式的流程图；
图8为示出根据本发明的分配器的第二操作方式的流程图；
图9为示出在插塞与插塞接纳口配接之前的示范性充气插塞和插塞接纳口的第一实施方案；并且
图10为示出在插塞与插塞接纳口配接之前的示范性充气插塞和插塞接纳口的另一个实施方案；
图11示出在插塞与插塞接纳口配接之后示出的图10的示范性充气插塞的实施方案；
图12提供用于关闭如图1中使用的再填充单元的空气管和液体管的阀门的示范性实施方案的更详细视图，示出为阀门移动使得流体可流动通过那些管；
图13示出图12的阀门移动以关闭空气管和液体管；
图14示出相对于图2的实施方案的替代阀门实施方案，示出阀门处于空气管和液体管打开的位置；并且
图15示出图14的阀门移动以关闭空气管和液体管两者。
具体实施方式
根据本发明的泡沫分配器展示于图1中并且大致用数字10标注。泡沫分配器10由外壳12界定，所述外壳容纳包括容器15的再填充单元14，所述容器提供将要被分配为泡沫的可泡沫化液体，再填充单元14在容器15没有可分配液体时被替换。再填充单元14进一步包括将在本文更具体地描述的泡沫发生器38。分配器外壳12可以是壁安装型或台面安装型。在壁安装构造中，图1中示意地表示的分配器10可具有安装至壁上的分配器外壳12，其中分配器外壳12的内部可接达，以根据需要插入、移除并替换再填充单元14。类似地，在台面安装构造中，分配器10可具有安装至(或甚至仅静置于)台面上的分配器外壳12，其中分配器12的内部可接达，以根据需要插入、移除并替换再填充单元14。通常，外壳12可具有铰接的正面或盖以容许接达其内部以根据需要替换再填充单元14。在特别关注的一些实施方案中，保留于容器15中的液体为液体肥皂或消毒凝胶，两者都能够泡沫化。再填充单元14为可移除、一次性及可替换单元，如本领域中容易了解并理解的那种特征。通常，再填充单元14的容器15为吹塑成型的适当塑料材料。因为容器将被加压，所以所述容器应由适于在再填充单元14的使用寿命期间承受加压的材料形成。容器15可为多壁容器或甚至为袋状物。在特定实施方案中，容器由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)形成。
再填充单元14被调适成在向下方向上分配，以使得容器15中的液体界定容器下部中的液体部分16和液体部分上方的空气部分18。液体部分16和空气部分18包括容器15内部的大致整体，空气和可泡沫化液体彼此接触而不使用分离的囊状物、膜或类似物。如本文中将明白，空气部分18被选择性地加压以在容器15内生成压力水头来协助分配操作。
容纳并且维持于外壳12内作为其更固定部分的是可操作以驱动空气压缩机22的电动机20。压缩机管24从空气压缩机22延伸至充气插塞26，所述充气插塞与容纳于分配器外壳12中的再填充单元14选择性地相互作用。压缩机管24和充气插塞26也保持为分配器外壳12的更固定部分。通过用来修饰电动机20、压缩机22、压缩机管24和充气插塞26的术语“更固定部分”，这意味着这些元件旨在保持与分配器外壳12相关联并且存在很长时间，希望存在时间达分配器外壳12的使用寿命。与旨在(在空或故障时)被移除并替换(以提供新产品用于分配)的再填充单元14相比，所述元件的使用时间跨度“更持久”。意图在于电动机20、压缩机22、压缩机管24和充气插塞26存在达分配器的使用寿命，但是正像任何装置的组件一样，由于意外失效或故障，所述电动机、压缩机、压缩机管和充气插塞当然需被替换。
在一个或多个实施方案中，充气插塞26包括管24延伸进入的主体27，管24分叉以与压力传感器28和排气阀30相通，所述压力传感器和排气阀两者为充气插塞26的部分。压力传感器28产生对应于单元14的空气部分18中的压力水头的信号，而排气阀30可操作以根据需要将空气腔室18排向大气。管24又分叉以在穿透针34上提供出口32。在其它实施方案中，压力传感器28和排气阀30可位于其它地方。
针34用来延伸通过容器15中的插塞接纳口35，使得压缩机22可将空气喷射至空气部分18中以使容器15加压。插塞接纳口35和充气插塞26可以任意数量的方式相互作用。插塞接纳口35在与针34相互作用之前为完整并且未受损的，使得可泡沫化液体和空气密封于容器15中。当针34与插塞接纳口35相互作用时，插塞接纳口35受损并且针34延伸至容器15的内部中。许多选项可用于针34和插塞接纳口35，例如插塞接纳口35可提供(a)将被针34穿透的膜，(b)将被针34刺穿的可刺穿孔口，(c)或针34将延伸通过的挡板阀。将再填充单元14安装至分配器外壳12的人将充气插塞26的针34通过插塞接纳口35插入，使得压缩机22可在管24的出口32处将空气喷射至容器15中。插塞接纳口35优选由弹性材料(如弹性体或橡胶)形成，并且优选被定大小以抵着针34或主体27或两者挤压以进而生成将防止空气在受损的可刺穿壁4上从容器15中泄漏的紧密密封。
在本发明的一个或多个实施方案中，人可以接达并抓握充气插塞并且将其与插塞接纳口配接，但在(如)相对于图3公开的其它实施方案中，分配器外壳和再填充单元可被结构化使得充气插塞与插塞接纳口在再填充单元适当安装之后配接而不需要手动操控充气插塞。
充气插塞和插塞接纳口的第一示范性实施方案展示于图1、图4和图6中，其中充气插塞和插塞接纳口展示为配接在一起。在图9中，示出充气插塞与插塞接纳口配接之前的替代示范性实施方案。在这个实施方案中，插塞接纳口35提供为密封至容器15(或形成为容器15的部分)的索环1。索环1具有开口端2，所述开口端提供接达至通向可刺穿壁4的通道3。针34包括末梢端37，所述末梢端足够尖锐以容易地穿透可刺穿壁4，使得压缩机22可在出口32上将空气喷射至容器15中，所述出口通过管24与压缩机流体相通。为了协助针34的插入，开口端2可以形成有可帮助对准针34且促使针34插入通道3中的斜面形状(如数字6)。索环1优选由弹性材料(如弹性体或橡胶)形成，并且优选被定大小以抵着针34或主体27或两者挤压以进而生成将防止空气在受损的可刺穿壁4上从容器15中泄漏的紧密密封。
图10和图11提供插塞接纳口的又一个示范性实施方案。其中所示的插塞接纳口35以类似于运动用球(例如，英式足球、橄榄球、美式足球和篮球)的充气阀门的方式形成。索环1a界定具有自密封端4a的通道3a，并且可迫使充气针34通过通道3a以在容器15的内部放置所述充气针的出口32。自密封端4a在针34插入之后抵着针34密封以防止泄漏。针34可在其末梢端上变钝，因所述针无需刺穿壁，而是在自密封端4a处被迫使通过弹性限制区。此外，出口32可在针34的一侧。虽然未示出，但是提供针34的插塞26可包括传感器和排气阀。应了解，将根据运动用球的充气阀门解释在本文中及特别在权利要求书中所使用的术语“自密封通道”。针一旦插入，即可使容器加压。如图9的实施方案，如所示，倾斜表面和类似表面可用于促进针与自密封通道的对准和针通过自密封通道插入。
在图1的实施方案中，再填充单元14包括泡沫发生器38和与泡沫发生器38流体相通的空气管40和液体管42。在这个实施方案中，泡沫发生器38在单元14的内部体积之外，并且空气管40从与泡沫发生器38流体相通的一端延伸至与容器15的体积内的空气部分18直接相通的入口端41。类似地，液体管42从与泡沫发生器38流体相通的一端延伸至与容器15的体积内的液体部分16直接相通的入口端43。在这个实施方案中，空气管40和液体管42两者通过密封盖44从容器15外部延伸至内部，并且甚至在单元处于压力下时，以液密方式延伸通过密封盖44以便防止泄漏和滴液。例如，管可被模制成密封盖44的部分。或者，所述管可使用O环形密封件通过盖44中的孔径予以安装以防止泄漏。
泡沫发生器38包括混合腔室46，所述混合腔室中具有均质化构件48。本领域技术人员应了解，混合腔室致体上为受限体积，其中液体产品和空气受压组合以生成可泡沫化液体与空气的预混合物。这个预混合物为液体中的空气气泡的粗混合物，并且所述预混合物被挤压通过均质化构件48(其通常为筛网、海绵、发泡体块或类似物)以遍及液体更均质地分散空气并且进而产生泡沫产品。在挤压通过均质化构件48之后，液体产品作为泡沫被分配出分配喷嘴50。孔径51展示于外壳12中以示意性地表示喷嘴50与外壳12的外部相通。
泡沫分配器10还包括手检测器或接近传感器52，其可为本领域技术人员理解的多种类型的任意类型。接近传感器52在传感器52监测的区域感测到对象的存在时发射信号。通常，传感器52感测适当分配位置处的用户的一只手或一双手的存在，尤其在泡沫化肥皂或泡沫化消毒剂被分配至用户手上的实施方案中。在这个实施方案中，传感器52可监测分配喷嘴50下方的区域，并且在对象(例如，用户的手)处于分配喷嘴50下方时，发送信号。
在这个实施方案中，单个切断阀54用于选择性打开和关闭空气管40和液体管42。因为达成所述功能的结构和方法很多而且众所周知，所以事实上可使用适于选择性地打开和关闭空气管40和液体管42的组件的任意构造。在本发明的一个实施方案中，空气管40和液体管42(至少所述管的在容器15外的长度)是由柔韧管道制成，并且在这样的实施方案中，切断阀54可由选择性地夹闭管40、42的柔韧管道的元件组成。举例来说，图1的实施方案的切断阀54可包括定位于两个管40和42的任一侧上的密封杆55，并且止挡板56定位于另一侧上，使得密封杆55由(以下公开的)控制电路60移动以将两个管40和42压抵于止挡板56上而关闭管40和42。
在(如)图2中所示的再填充单元的其它实施方案中，使用两个切断阀，一个用于空气管40并且一个用于液体管42。在这个实施方案中，可使用阀门54′。阀门54′包括单个止挡板56′，所述单个止挡板定位于空气管40与液体管42之间，使得独立的空气密封杆55′和液体密封杆55″可各独立地移动以压抵于止挡板56上并且关闭它们各自的管。
在(如)图12和图13中所示的又一个实施方案中，阀门54可由旋转凸轮600组成，所述旋转凸轮被成形以使得旋转凸轮600导致其延伸部602抵着止挡板604压缩(“collapse”)管40、42。凸轮600(如所示)可为椭圆形，或可具有凸部或可为在偏离中心位置处安装至轴的圆形构件。选择形状使得凸轮可被旋转为占据管40、42被夹闭所在的位置并且可被旋转为占据管为开放所在的位置。如图14和图15中所示，这个一般概念也可以应用于图2的实施方案。凸轮600定位于管40与42之间并且被旋转使得在第一位置上，第一延伸部602和第二延伸部606都不影响通过管40、42的流动，而在第二位置上，延伸部602或延伸部606中的一个抵着止挡板604夹紧空气管40，而延伸部602或606中的另一个抵着止挡板608夹紧液体管42。
重新参考图1，控制电路60维持为分配器10的整合部分，优选在分配器外壳12内。控制电路60与电动机20互连以选择性启动空气压缩机22。类似地，控制电路60与切断阀54(或诸阀门)互连以选择性打开和关闭这个阀门或这些阀门。接近传感器52连接至控制电路60以在手存在于分配喷嘴50下方的适当分配位置时，提供信号。类似地，压力传感器28与控制电路60互连以提供指示容器15的空气空间18中的压力水头的信号。最后，在特定实施方案中，控制电路60还与排气阀30互连以容许将空气部分18排向大气。如果容器15中的压力增大至超过设定的最大值，那么控制电路60可导致排气阀30排向大气。在(如)充气插塞26包括压力传感器28和排气阀30的所示的实施方案中，充气插塞26充当防止容器15中的压力增至太高的安全装置。本领域技术人员应了解，在遵循本发明的概念的同时，阀门30和54可为不同类型。虽然阀门30和54都可由控制电路60控制，但是设想这些阀门或者可通过设定的开启压力或类似压力自调节、自动控制。如果使用具有设定的开启压力的排气阀，那么控制电路不需要启动排气阀。
从结构角度来看，再填充单元14的移除和替换——以及将在这些替换循环中实施的必要互连简单并且易于执行。在最简单的形式中，首先将再填充单元14放置于分配器外壳12内，其中分配喷嘴50定位于所需分配位置上并且管40、42被定位成由切断阀54操作。接着充气插塞26(尤其针34)与插塞接纳口35配接，使得压缩机22可将空气喷射至容器15中。如以上所公开，切断阀54用于选择性地打开和关闭空气管40和液体管42。更具体的安装概念展示于图3中。
现在参考图3，示意性地示出达成再填充单元14的适当安装的概念。分配器外壳12包括托架62，所述托架界定用于接纳空气管40和液体管42的槽64。分配器外壳12进一步包括安装板66和导槽68，所述导槽从安装板66延伸以生成用于接纳容器15的上部17的凹部70。容器15的上部17包括作为可穿透构件的插塞接纳口35，并且充气插塞26适当地位于分配器外壳12中，使得在容器15的上部17插入凹部70中时，充气插塞26的针34(图3中没有示出针)穿透插塞接纳口35，从而由导槽68协助针34与插塞接纳口35的对准。上部17首先插入，接着向上推动以使针34穿透插塞接纳口35。随后，向内推动容器15的底部部分19以静置在托架62上并将空气管40和液体管42放置于槽64中。值得注意的是，也可以针对图2、图4和图6的实施方案的再填充单元使用安装再填充单元的方法，并且可从本申请的以上公开内容和图式中了解这个安装方法在所述实施方案中的应用。安装之后，切断阀54(或54′)在槽64中操作，从而打开和关闭空气管40和液体管42以选择性地防止和容许流体流动通过其中。
分配器再填充单元的第三实施方案示出为安装至分配器外壳12并且用图4中的数字114标注。再填充单元114在许多方面类似于再填充单元14，具有容器115，容器115中具有界定液体部分116和空气部分118的可泡沫化液体。容器115正如再填充单元14中也包括用于接纳充气插塞26的针34的插塞接纳口135，但是这个第二实施方案的再填充单元114包括泡沫发生器138(与泡沫发生器38相比)的不同放置。更特定而言，与泡沫发生器38相同，包括混合腔室146及均质化构件148的泡沫发生器138提供于容器115内，空气管140和液体管142如同图1的实施方案与泡沫发生器138相通。值得注意的是，泡沫发生器138可仅包括入口孔径以接纳液体至混合腔室146中，而不是从实际液体管142接纳液体，所述液体管至少在图4中展示为非常短。单个分配管149从与泡沫发生器138流体相通延伸通过密封盖144以在容器115的外部提供分配喷嘴150。单个分配管149将泡沫发生器138中生成的泡沫运载至分配喷嘴150以像先前实施方案中一样被分配，并且仅这一单个管必须被切断阀54夹紧及释放。因为达成所述功能的结构和方法很多而且众所周知，所以事实上适于选择性地打开和关闭空气管40和液体管42的组件的任意构造可用作切断阀54。此外，可在特定实施方案中使用本文图1、图12和图13中公开的切断阀概念，并且易于了解针对图4的再填充单元的所述实施方案的调适。
现在参考图5，泡沫分配器的第三实施方案被示出并且用数字210标注。这个分配器210包括容纳再填充单元214的分配器外壳212。根据(与再填充单元14和114相比)针对再填充单元214进行的调适，在这个实施方案中使用略微改变的分配器外壳212。但是，因为许多元件是类似的，所以相同部分使用相同数字，但与图1的实施方案相比增加200并且与图4的实施方案相比增加100。在这个实施方案中，再填充单元214已经被调适以通过其空气管240而不是通过如同先前实施方案的充气插塞26的独立充气插塞构件从压缩机222接纳空气。
再填充单元214包括容器215，所述容器中保留可泡沫化液体以界定液体部分216和空气部分218。如先前实施方案，空气管240从与泡沫发生器238流体相通的一端延伸至与空气部分218直接相通的入口端241。液体管242从与泡沫发生器238流体相通的一端延伸至与液体部分216直接相通的入口端243。在这一方面，再填充单元214具有非常类似于图2的空气管和液体管以及泡沫发生器结构，并且也可以具有非常类似的切断阀。因为达成所述功能的结构和方法很多而且众所周知，所以事实上适于选择性地打开和关闭空气管40和液体管42的组件的任意构造可用作切断阀。此外，可在特定实施方案中使用本文图2、图14和图15中公开的切断阀概念，并且易于了解针对图5的再填充单元的所述实施方案的调适。在特定实施方案中，分配器外壳212包括切断阀254′，所述切断阀包括单个止挡板256′，所述单个止挡板定位于空气管240与液体管242之间，使得独立的空气密封杆255′和液体密封杆255″可各独立地移动以压抵于止挡板256上并且关闭它们各自的管。在这个实施方案中，端口245从空气管240向下延伸出容器215，并在密封盖244下方与阀门254′上方延伸。
从空气压缩机222延伸的压缩机管224与这个端口245密封地配接，并且大致用247表示的阀门和压力传感器总成与压缩机管224相关联以感测管224内的压力并根据需要(通过操作阀门)关闭管224。因此，应了解，压缩机222可如同先前实施方案使容器215加压，但是通过空气管240加压。
控制电路260维持为分配器210的整合部分，优选在分配器外壳212内。控制电路260与电动机220互连以选择性地启动空气压缩机222。类似地，控制电路260与切断阀254′和阀门及压力传感器总成247互连，以在适当时选择性地打开和关闭阀门。接近传感器252连接至控制电路260以在手存在于分配喷嘴250下方的适当分配位置时，提供信号。如果容器215中的压力变得太高，那么阀门及压力总成247可被设计成(在电路260的控制下)排向大气，或容器215可装配有具有设定开启压力且与空气部分218相通的阀门。
在图1至图5的先前实施方案中，分配器旨在分配泡沫并且包括空气管和液体管两者以将空气和液体推进至泡沫发生器。意识到本概念可用于分配没有添加空气而泡沫化的液体产品，图6中展示液体分配器310。这个实施方案非常类似于图1的实施方案，并且因此相同的数字用来标识分配器外壳12的相同元件。应了解，图6的分配器310与图1的分配器10之间的主要区别在与再填充单元14相比的再填充单元314的结构。特定而言，再填充单元314仅包括从密封盖344延伸并且与容器315中的液体部分316流体相通的液体管342。这一单个液体管342优选为柔韧的，以便可通过阀门54的操作打开和关闭所述液体管。因为达成所述功能的结构和方法很多而且众所周知，所以事实上可使用适于选择性地打开和关闭液体管42的组件的任意构造。此外，可在特定实施方案中使用本文图1、图12和图13中公开的阀门概念，并且易于了解针对图6的再填充单元的所述实施方案的调适。在这个实施方案中，不需要泡沫发生器。而是，液体管342延伸至分配喷嘴350而无需穿过泡沫发生器。在所有其它方面，这个实施方案类似于图1的实施方案，并且包括由电动机20操作以迫使空气通过压缩机管24并通过充气插塞26的空气压缩机22。充气插塞26包括针34，所述针延伸通过插塞接纳口335，使得压缩机22可将空气喷射至容器315的空气部分318中。充气插塞26可包括与控制电路60相通的压力传感器28和排气阀30。被适当定位以感测分配喷嘴50下方手的存在的传感器52将也与控制电路60相通。
在图1、图2、图4和图6的实施方案中，控制电路60操作电动机20(并且因此空气压缩机22)、切断阀54(或54′)和压力传感器28以及排气阀30(在使用传感器28和阀门30的实施方案中)以分配产品，并且可以许多方式分配产品。操作模式的灵活性是显而易见的，因为控制电路60可包括简单的可编程芯片，程序达成所需操作。
图7的流程图中图解说明可接受的操作的一个实施例，其中操作方法大致用数字400标注。根据需要，开始循环402重新设置控制电路60并且确保阀门30、54(或54′)的关闭。在开始循环402之后，如在404中监测接近传感器52以判定是否存在手。监测继续直至判定分配喷嘴50、150、350下方存在手为止，在这种情况下，如在406中启动电动机20，所述电动机又启动压缩机22以提供压缩空气，压缩空气通过管24、离开针34并且进入空气部分18、118、318。如在408中，控制电路60继续通过压力传感器28监测空气部分18、118、318中的压力。在空气部分18、118、318中维持的压力P等于分配压力PD时，如在410中，判定可进行分配，因此关闭电动机并且打开切断阀54(或54′)达时间T1。
在图1、图2和图4的泡沫产生实施方案中，打开切断阀54(或54′)将使空气从空气部分18、118被驱动通过空气管40、140并进入泡沫发生器38、138中。打开切断阀54(或54′)将还使液体从容器15、115的液体部分16、116被驱动通过液体管42、142并进入泡沫发生器38、138中。在泡沫发生器中，空气与液体混合以生成泡沫产品。例如，容器15、115中的液体可选择为可泡沫化肥皂，在这种情况下生成泡沫化的肥皂。在独立的密封结构(55′和55″)被用作空气管和液体管的如图2中的实施方案的实施方案中，控制电路60可被程序化为依次打开管。在图6的实施方案中，不存在空气管，并且打开切断阀54将使液体被推进至分配喷嘴350。切断阀54(或54′)保持打开达预定的时间T1，这个时间为足以分配预定体积的泡沫(或在再填充单元314情况中的液体)的时间循环。
应理解，如在410中打开分配阀门时，可在控制电路60的控制下关闭电动机20。若需要，电动机和压缩机在分配循环期间可保持开启和操作，或在分配循环之前可关闭电动机和压缩机，这依赖于空气部分18、118、318内的压力水头实现泡沫(或在再填充单元314的情况下仅液体)的分配。在任一情况下，一旦电动机20和压缩机22已关闭并且分配循环已终止，可在412中采取行动以打开排气阀30将空气部分18、118、318中的压力水头排向大气。排气阀30可打开达足以完成这个排放的设定时间周期T2，或排气阀30可对大气打开直至压力传感器28发射指示无压力或存在大气压力的信号为止。在任何情况下，需要通过排气阀30排气以防止再填充单元14、114、314的过度加压，所述过度加压可导致泡沫的泄漏或过度受压分配。因此，如果容器15、115、315中的压力上升到高于程序化至控制电路60中的设定临界值，那么控制电路60将打开排气阀30以降低所述压力。类似地，排气阀30可被设计成具有开启压力(排气阀30将在所述开启压力下打开)，并且因此将临界值压力设计至排气阀30中，并且不需要针对这个压力排放特征对控制电路60进行程序化。
图8的流程图中图解说明可接受的操作的第二实施例，其中操作方法大致用数字500标注。在这个操作模式中，旨在在闲置时，即在没有手存在于接近传感器52的感测位置上时，再填充单元14、114、314总是被加压至适当压力。用这种方式，在接近传感器52感测到手时，系统不需要像以上公开的先前操作模式一样开始使再填充单元14、114、314加压。而是，切断阀54(或54′)可简单地打开达适量时间以在分配喷嘴50上分配所需剂量的产品。
在图8中，开始循环502重新设置控制电路54并且确保切断阀54(或54′)和排气阀30的关闭。在开始循环502之后，如在504中，控制电路60持续监测再填充单元14、114、314内的压力P。监测压力P以将其与本文中被称为所需压力PD的所需压力或压力范围作比较。在506中，将监测到的压力P与所需压力PD作比较以判定P是否等于PD。应理解，在本文中，如果PD为压力范围，那么当P在所述压力范围内时，P等于PD。如果监测到的压力P不等于所需分配压力PD，那么如在508中，将监测到的压力P与所需压力PD作比较以判定P是否小于PD。如果压力P小于PD，那么如在510中，开启电动机，并且如果压力P不小于PD，那么如在512中判定，P必然大于PD，在这种情况下，如514中通过在充气插塞26的排气阀30排放再填充单元14、114、314来释放压力。无论是如在510中开启电动机20，或是在514中打开排气阀30，都要如在504中监测压力P，并且一旦达到压力PD，即如在516、518中关闭电动机，或如在520、522中关闭排气阀，以在所需压力下或压力范围PD中建立压力P。根据需要，通过这样的加压及/或排气，使压力P处于所需分配压力或压力范围PD，并且系统随后可如在524中监测接近传感器52以判定是否存在手。
在526中，如果不存在手，那么控制电路如在504中继续监测压力，并且若需要，则如在510和514中，对压力进行调整。这个监测有助于确保可能由于插塞接纳口35、135、335或密封盖44、144、344处的不严密密封造成的任何压力损失，以及可能由于再填充单元14、114、315内的温度上升造成的任何压力增益可被校正。
在图1、图2和图4的泡沫产生实施方案中，如果在压力P等于PD时存在手，那么如在528中，控制电路60打开切断阀54(或54′)以容许空气从空气部分18、118被驱动通过空气管40、140并且进入泡沫发生器38、138中。同时，切断阀54的启动容许可泡沫化液体从再填充单元14、114的液体部分16、116被驱动通过液体管42、142并且进入泡沫发生器38、138中。在独立的密封结构(55′和55″)被用作空气管和液体管的如图2中的实施方案的实施方案中，控制电路60可被程序化为依次打开管。在图6的实施方案中，不存在空气管，并且打开切断阀54将使液体被推进至分配喷嘴350。切断阀54(或54′)保持打开达预定时间T1，这个时间为足以在所需压力或压力范围PD下分配预定体积的泡沫(或在再填充单元314的情况下的液体)的时间循环。一旦已分配产品，系统即返回到304中监测压力。
在其它实施方案中，空气压缩机22被设计成产生最大压力Pmax，Pmax在所需分配压力范围PD内，以使得再填充单元14、114、315永远不可能被加压至大于PD的压力，并且可连同流程图中的排气步骤，消除排气阀30。排气阀30的消除降低了充气插塞26的成本。此外，即使压力传感器28失效，容器15、115、315中的压力超过所需范围PD的可能性仍然很小。
在图5的实施方案中，在压缩机22通过空气管240将空气喷射至容器215中的情况下，以上程序通常适用，但是阀门和压力传感器总成247将起作用并且大致上像其它实施方案中的充气插塞一样被控制。但是，应了解，在切断阀254′打开以允许分配之前总成247必须切断空气管240，否则空气可能被导向空气压缩机222，进而影响泡沫发生器上实现的气液比。
在根据图7或图8的系统的特定实施方案中，在分配器没有启动并且闲置时，压力被监测并且维持为从2psi至10psi，即PD为从2psi至10psi。在其它实施方案中，PD为从3psi至6psi，并且在进一步其它实施方案中，PD为从3psi5psi。在另一个实施方案中，液体选自凝胶洗手液产品和液体肥皂产品，并且PD为从3psi至5psi。
在根据图4或图5的系统的特定实施方案中，切断阀54保持打开以分配产品的时间T1为从0.01秒至1.0秒。在其它实施方案中，时间T1为从0.25秒至0.75秒，并且在其它实施方案中，从0.25秒至0.5秒。
虽然在所示的优选实施方案中，泡沫发生器38、138示出为再填充单元14、114的部分，但是应了解，可能提供具有将与泡沫发生器38、138配接的空气管40、140和液体管42、142的再填充单元14、114，所述泡沫发生器保持为分配器外壳的更固定部分。但是，如所示，泡沫发生器38、138优选地保持为再填充单元14、114的部分，使得分配器的所有被浸湿部分定期被丢弃来确保分配器保持清洁。至少在肥皂和消毒剂分配技术中已知这个概念为优选的。在本发明的特定实施方案中，生成液体部分16、116的可泡沫化液体为能够在与空气混合时泡沫化的肥皂或消毒剂。这些肥皂和消毒剂配方目前为众所周知的，并且不断地被开发和改良。
值得注意的是，在一个或多个实施方案中，本发明的再填充单元没有任何排气阀，如果所述排气阀被使用，那么所述排气阀是提供为本分配器的充气插塞的部分或提供于更固定分配器外壳中的其它地方，使得再填充单元的制造更具成本效益。此外，在本再填充单元中，空气和液体管从容器底部在分配方向上延伸，并且因此不需要像(例如)美国专利申请第2010/0102083号中一样旋拧穿过分配器外壳。在本再填充单元14、114的优选实施方案中，单个插塞接纳口仅呈现最终因与充气插塞26的针34接合而受损的容器15、115的位置。虽然，如空气管40、液体管42和分配管149的管确实延伸通过它们各自的再填充单元14、114的它们各自的容器15、115，但是它们以不易受损的气密方式延伸通过密封盖44、144。本再填充单元没有移动零件，由分配器外壳保持的空气压缩机驱动空气和液体通过再填充单元。本发明还提供用于安装再填充单元的简化和改良的方法，因为本发明提出仅通过将再填充单元的容器插入分配器外壳的凹部中来将再填充单元适当插入分配器外壳中会导致充气插塞的针与容器的插塞接纳口的配接，其中充气插塞被定位成与插塞接纳口适当对准。在这个插入之后，延伸通过再填充单元的密封盖的一个或多个管可被放置于槽中，其中阀门结构用来作用于所述一个或多个管以根据需要打开和关闭管以分配产品。
因此，可见已通过以上提出并描述的结构实现了本发明的多个方面。虽然根据专利法规详细仅提出并详细描述了本发明的最佳模式和优选实施方案，但是应理解，本发明不限于所述最佳模式和优选实施方案或受其限制。因此，为了了解本发明的真正范围和广度，应参考下文权利要求书。

Claims (20)

1.一种用于液体产品分配器的再填充单元，其中在需要时，所述再填充单元替换所述产品分配器中空的再填充单元，所述再填充单元包括：
(a)容器，其容纳液体产品，所述容器包括提供至所述容器的内部的接达的插塞接纳口，所述插塞接纳口被结构化以容纳充气插塞，以便以密封方式与所述充气插塞配接；
(b)分配喷嘴，其在所述容器外部并且与所述液体产品流体相通，其中使所述容器加压将液体从所述容器中压出并且将液体从所述分配喷嘴中压出，除通过所述分配喷嘴排出压力之外，所述再填充单元没有用于排出所述容器的所述内部中产生的压力的装置。
2.如权利要求1所述的再填充单元，其中所述再填充单元没有将所述液体产品从所述容器中推出所需的移动零件。
3.如权利要求2所述的再填充单元，其中所述液体产品分配器为手部护理产品分配器，并且所述液体产品选自洗手液和皂液。
4.如权利要求1所述的再填充单元，其进一步包括与所述容器内的空气部分流体相通的空气管，其中使所述容器加压迫使所述空气部分中的空气通过所述空气管。
5.如权利要求4所述的再填充单元，其进一步包括：
泡沫发生器，所述分配喷嘴和所述空气管与所述泡沫发生总成流体相通。
6.如权利要求1所述的再填充单元，其中所述泡沫发生器位于所述容器的所述内部之外，所述再填充单元进一步包括液体管，所述液体管与所述容器内的所述液体产品流体相通并且在所述容器之外延伸以与所述泡沫发生器流体相通。
7.如权利要求1所述的再填充单元，其中所述泡沫发生器至少部分位于所述容器的所述内部内。
8.一种分配器，其包括：
(a)分配器外壳，其包括：
空气压缩机，
充气针，其与所述空气压缩机流体相关联，以使得所述空气压缩机的操作将推进空气通过所述充气针并从所述充气针的出口离开，和
排气阀；和
(b)一次性再填充单元，其与所述分配器外壳独立并分开，所述再填充单元将在变空时被替换，所述再填充单元包括：
容器，其具有容纳液体产品的内部，和
插塞接纳口，其提供于所述容器中，其中所述再填充单元安装于所述分配器外壳中，所述分配器外壳的所述充气针通过所述插塞接纳口与所述容器的所述内部相通，并且所述排气阀与所述容器的所述内部流体相通，所述空气压缩机通过所述针的所述出口将空气喷射至所述容器的所述内部中以增大所述容器内的所述压力，如果所述容器的所述压力上升到高于设定临界值，那么所述排气阀打开。
9.如权利要求8所述的分配器，其中所述排气阀具有设定开启压力以使得在所述容器的所述压力上升到高于所述设定临界值时，所述排气阀自行打开。
10.如权利要求8所述的分配器，其进一步包括一个或多个控制电路，其中在所述容器的所述压力上升到高于所述设定临界值时，与所述排气阀相关联的控制电路使所述排气阀打开。
11.如权利要求8所述的分配器，其中所述容器包括在其中的空气部分，并且所述再填充单元进一步包括：
泡沫发生器，和
空气管，其与所述容器的所述空气部分流体相通并且延伸以与所述泡沫发生器流体相通。
12.如权利要求11所述的分配器，其中所述泡沫发生器至少部分位于所述容器的所述内部内。
13.如权利要求12所述的分配器，其中所述泡沫发生器与所述容器中的所述液体产品流体相通，其中所述空气压缩机在所述空气部分中产生压力水头，所述压力水头独立地将空气和所述液体产品两者分别通过所述空气管和所述液体管压至所述泡沫发生器。
14.如权利要求13所述的分配器，其中所述再填充单元进一步包括分配管，所述分配管从所述泡沫发生器延伸以接纳由所述空气与所述液体产品混合而在所述泡沫发生器中形成的泡沫，并且所述分配器外壳包括用于打开和关闭所述分配管的阀门。
15.如权利要求11所述的分配器，其中所述泡沫发生器位于所述容器之外，并且所述空气管在所述容器之外延伸以与所述泡沫发生器相通，所述再填充单元进一步包括与所述容器中的所述液体产品相通的液体管，所述液体管在所述容器之外延伸以与所述泡沫发生器流体相通。
16.如权利要求15所述的分配器，其中所述分配器外壳进一步包括用于所述容器之外打开和关闭所述空气管和所述液体管的至少一个分配阀。
17.如权利要求16所述的分配器，其中所述分配器外壳包括两个分配阀，一个用于打开和关闭所述空气管并且一个用于打开和关闭所述液体管。
18.如权利要求8所述的分配器，其中所述分配器外壳包括凹部，所述容器插入所述凹部中以将所述再填充单元安装至所述分配器外壳，所述充气针位于所述凹部处以使得在所述容器插入所述凹部中时，所述插塞接纳口与所述充气针对准，并且所述容器的完全插入使所述充气针延伸通过所述插塞接纳口以使得所述针的所述出口与所述容器的所述内部相通。
19.如权利要求8所述的分配器，其中所述插塞接纳口为具有可穿透壁的弹性索环的形式。
20.如权利要求8所述的分配器，其中所述插塞接纳口为自密封通道的形式。
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