CN103958794A - 分配装置和阀件 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供了一种阀和结合有该阀的分配或配量装置(1)，该分配或配量装置用于将预定剂量的第一液体分配至第二液体，所述装置包括：密封容器(10)，该密封容器用于保存所述第一液体；容器出口管(24)，该容器出口管在使用状态下的上部区域(18)连接于所述容器并且与所述容器流体连通；第一阀件(30)，该第一阀件用于选择性地将一定剂量的所述第一液体从所述容器分配至所述第二液体；以及配量管(26)，该配量管在所述容器出口管和所述阀件之间。当所述容器保存所述第一液体并且所述第二液体相对于所述容器的液位上升以使所述容器和所述第一阀件承受增大的液体静压力时，所述装置能够操作，通过所述容器出口管将一定剂量的所述第一液体排放至所述配量管中，并且形成作用在所述阀件上的第一液体柱，然后降低所述第二液体相对于所述装置的液位，从而减小作用在所述容器和所述阀件上的所述液体静压力，当所述第二液体作用在所述阀件上的所述液体静压力减小至预定值以下时，通过打开所述阀件以允许所述第二液体与所述剂量的所述第一液体的配量，使得所述阀件能够输送所述剂量。

Description

分配装置和阀件

技术领域

本发明涉及用于将一剂第一液体输送至第二液体的分配装置(例如用于将一剂液体添加剂输送至厕所水箱的分配装置)和适合于这样的分配装置使用的两个阀件。

背景技术

已知诸如消毒剂和香料的添加剂分配至厕所水箱，以在厕所被冲洗时清洁厕所。这样可以通过将包括诸如浓缩形式的表面活性剂、消毒剂或香料等的可溶解物质的块放置在水箱中，该块逐渐溶解以在水中提供活性成分。此方法的缺点在于，根据冲洗之间的时间，活性成分的分配量会改变。此外，随着块逐渐地溶解，活性成分分配的速度会改变。还已知的是提供能够在厕所被冲洗时分配预定剂量至厕所水箱的分配单元。这样的水箱通过包括阀来工作，阀保持为在水箱中由液体压力关闭但是在水平面时打开，因此，液体压力随着水冲出水箱而减小。当阀打开时，分配预定剂量的活性成分。但是，这样的系统可以具有设置在保持活性成分的容器中的空气袋，空气袋会影响在每次冲洗中提供的剂量。此外，这样的系统只可能从单个容器中排出活性成分。

本发明致力于克服或改善与现有技术相关的至少一个缺点。

虽然本发明的分配装置被设计为特别地适合于在厕所水箱中使用，但对本领域技术人员来说显而易见的是其适用于需要将一剂第一液体分配至第二液体的其它应用。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于将预定剂量的第一液体分配至第二液体的分配或配量装置，所述装置包括：密封容器，该密封容器用于保存所述第一液体；容器出口管，该容器出口管的使用状态下的上部区域连接于所述容器并且与所述容器流体连通；第一阀件，该第一阀件用于选择性地将一定剂量的所述第一液体从所述容器分配至所述第二液体；以及配量管，该配量管位于所述容器出口管和所述阀件之间。当所述容器保存有所述第一液体并且所述第二液体相对于所述容器的液位升高以使所述容器和所述第一阀件承受增大的液体静压力时，所述装置能够操作，以通过所述容器出口管将一定剂量的所述第一液体排放至所述配量管中，并且形成作用在所述阀件上的第一液体柱，然后所述第二液体相对于所述装置的液位降低，从而减小作用在所述容器和所述阀件上的所述液体静压力，当所述第二液体作用在所述阀件上的所述液体静压力减小至预定值以下时，通过打开所述阀件以允许所述第二液体与所述剂量的所述第一液体的配量，使得所述阀件能够输送所述剂量。

术语“液体”意味着包括溶液、悬浮液和凝胶等。

优选地，所述分配装置的容器具有从所述容器出口倾斜至所述容器的最宽部的侧部。这降低当第一液体的液位上升时空气被困住的可能性，空气被困住将会影响分配系统的正确运行；尤其，可能导致分配的剂量改变。通过提供倾斜的侧部，空气不会被困住并因此所述剂量更加统一。

所述侧部可以是恒定的，由于空气泡可以困住的倾斜部没有变化，从而可以进一步减小空气困在容器中的机会。在一种实施方式中，所述容器出口管安装在所述容器的最高点。并且，这可以降低空气困在容器中并影响分配剂量的可能性。所述容器出口管可以至少部分地从所述容器的使用状态下的最高点沿使用状态下的向上的方向延伸，这再次允许容器中的空气容易地沿所述出口管排出。

所述分配装置可以设置通风室，该通风室连接在所述容器出口管和所述配量管之间。所述通风室允许来自所述容器的一定剂量的所述第一液体从所述容器移动至所述配量管，并且允许所述装置中的空气排出。

所述分配装置可以在所述出口处或邻近所述出口的位置设置塞子或其他密封件，以用于在第一次使用前密封所述容器。所述塞子可以通过将所述容器出口管压入到所述容器中而移动。可选择地，可以使用其它已知的方法以移动或打断所述塞子，以允许所述第一液体离开容器。

在实施方式中，可以提供第二容器和第二阀件，所述第二容器用于保持待分配至所述第二液体的第三液体，所述第二阀件与第一阀件对应，用于将一定剂量的所述第三液体从所述第二容器分配至所述第二液体中。这允许多种活性成分(不能稳定地储存在一起)同时分配到第二液体中。所述第二容器可以通过第二容器出口管和第二配量管连接至所述第二阀件。所述第二配量管的直径可以与所述第一配量管的直径相同或不同。改变所述第二配量管的直径可以改变在每次第二液体的液位上升或下降的循环中提供的剂量。

在本发明的实施方式中，所述容器可以形成为可折叠的部件，并且可以由框架支撑，该框架允许框架内部第二液体和框架外部的第二液体连通，例如通过在框架上设置连通通道或孔。此外，所述容器可以包括柔性的、波纹状的侧部，当所述容器清空时，所述侧部折叠。所述容器可以为具有可折叠的波纹状弯曲壁的筒状，围绕自身弯曲并且在顶部和基部之间延伸。所述容器可以通过固定于顶部的框架而向上折叠。这可以在配量管的配量过程中使所述第一液体上方的空间中的空气更好地排出，以利于分配装置更好地运行。尤其是，这降低了空气困在所述容器中并减小随后的分配工序中提供的所述第一液体的剂量的可能性。此外，在实施方式中，由于可折叠的所述容器不会在其侧部与所述框架接触，这减小了当所述容器通过随后的分配到第二液体中的剂量排出时所述框架和所述容器之间的干涉。

根据本发明的第二方面，提供用于控制第一液体流动的阀件，该阀件包括第一相对的柔性膜件和第二相对的柔性膜件，该第一相对的柔性膜件和第二相对的柔性膜件之间形成有可封闭的流体通道，当所述阀件连接至容纳有第一液体柱并且浸没在第二液体中以使所述阀件至少承受最小的液体静压力时，所述阀件可以操作，使得所述液体静压力致使所述膜的相对面封闭所述流体通道，并且阻止所述第一液体流动穿过所述阀体，并且，当所述第二液体的液位相对于所述阀件降低以减小所述液体静压力时，所述柔性膜分离以打开所述流体通道，从而允许所述第一液体流过所述阀体。

在实施方式中，所述膜件围绕整个边沿彼此结合，以在所述相对的膜件之间形成所述通道。这提供了密封的阀。在实施方式中，可以通过所述第二液体的液体静压力使所述相对的膜件的相对的表面推压而彼此接触来封闭所述流体通道。由于只需要两个膜来形成所述阀，因此使得所述阀具有简单的结合和操作方式。

所述阀件可以提供进口和出口，该进口和出口可以形成在第一相对的膜件中。由于进口和出口不会在两个膜件之间形成密封，因此可以使阀获得更高的灵敏度和可控性。

在实施方式中，所述阀件可以提供出口通道，该出口通道连接于所述阀件的出口，所述出口通道的沿所述第一流体的流动方向的第一上游端设置为沿使用状态下的方向低于所述出口通道的第二下游端，位于所述上游端和下游端之间的所述出口通道的上部设置为高于所述上游端和下游端。当所述第二液体的液位从低于所述下游端上升至高于所述上部的高度时，这种倒置的“U”结构使得空气能够困在所述上部中。这在所述阀和所述第二液体之间提供了空气封锁，以在任何保留在出口管中的第一液体和第二液体之间提供良好的隔离。

在这种实施方式中，在一些突发情况下，例如通过在直径较窄部和直径较宽部设置台肩，使得所述出口通道的内径在位于或邻近所述上部的下游区域沿下游方向增大。以此方式，在直径增大的区域中，可以困住大量的空气，当第二液体的液位上升时，该困住的空气转变为位于较窄的上部中的较长的空气柱。以此方式，可以降低位于下游端上方的上部的顶部处的高度，同时仍然在上部中提供较大的空气柱。因此，可以增加所述通道的上游端和下游端之间的相对高度。

在实施方式中，所述通道在其下游端向下延伸，从而在所述第二液体从低于所述下游端上升至高于所述下游端时朝向所述第二液体的表面。

在实施方式中，在使用状态下，所述下游端的端部相对于所述第二液体的平面渐缩或者以斜角终止。这样，通过表面张力的作用以及通过有效增大所述下游端开口的尺寸并且提供可以使所述第一液体从其滴下的点，在分配时可以保证所述第一液体不会保留在所述出口通道中。

在实施方式中，可以提供第二阀件。这可以通过形成与第一阀关于膜件中的一个成镜像的第二阀提供，三个膜件平行，或者在它们的边沿处密封，外部的两个膜件分别具有进口和出口，并且中间的膜件作为两个阀中的每个阀的一个侧部。这使得两个阀具有简单和容易的结构以用于将两种不同的液体分配到所述第二液体中。

在实施方式中，第二方面的阀件可以结合至第一方面的分配装置中。

在实施方式中，在将阀件沿预定的方向浸没到第二液体中时，作为为使柔性膜密封所述阀的液体静压力总是大于作为迫使所述第二液体流入所述阀体中的液体静压力，并且因此可以通过密封膜以及通过所述出口通道中提供的空气封锁而阻止所述第二液体进入所述阀。

附图说明

现在将参考附图仅仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，其中：

图1示出根据本发明的实施方式的分配装置；

图2示出根据本发明的实施方式的容器；

图3示出根据本发明的实施方式的阀件；以及

图4示出根据本发明的实施方式的用于分配装置的分配元件的可选择的容器。

具体实施方式

分配装置1包括聚乙烯容器10、聚丙烯通风室组件20和阀30。通风室组件20包括通风室22、容器出口管24、配量管26和通气管28。容器出口管24将容器10连接于通风室22，通风室22经由通气管28通风，以允许过量的空气从分配装置1中排出。通气管28以倒置的U形弯曲成型，以使得管的自由端向下指向以形成空气封锁，从而使得当第二液体(在本实施方式中为水)的液位上升时，该空气封锁阻止第二液体进入通风室22中。

容器10容纳有第一液体(在本实施方式中为芳香表面活性溶液)，但是还可以容纳其它活性成分，例如漂白或除锈溶液，或者非活性成分(例如染料)，或者任意两种或多种该成分的组合。

容器10包括由两个柔性层形成的袋(sachet)，该两个柔性层的边缘通过接缝连接在一起以形成密封空间。在本实施方式中，每一层形成有大体矩形部12和三角形部14，该三角形部14从矩形的长端延伸至一点。以此方式，容器10的侧部16从容器10的最宽部朝向尖端18倾斜，在该点容器出口管24设置为进入容器10以允许容器10中的液体将容器出口管24向上移动至通风室22中。在本实施方式中，倾斜侧部16为笔直的，以降低空气存留在容器10中的可能性。在一种实施方式中，塞子19形成在容器10的尖端18处，当容器出口管24插入到容器10中时，塞子19被容器出口管24取代。

现在参见图3，图3详细显示了阀30。阀30包括第一膜32和第二膜34，该第一膜32和第二膜34的边缘通过接缝接合在一起。第一膜32包括进口36和出口38。出口38沿使用方向设置在进口36的下方。可以偏压膜32和膜34以使其彼此接触。可选择地，膜32和膜34可以固有地非偏压。无论如何，膜32和膜34布置为使得来自包围阀30并且作用在膜32和膜34的外表面上的所述第二液体的液体静压力足以将膜32和膜34推到一起，从而关闭阀30。

再次参考图1，图1显示阀30的进口36连接至配量管26。阀30的出口38连接至出口通道40。出口通道40包括上游端42和下游端44以及上部46，该上部46沿使用方向设置在出口通道40的上游端42和下游端44的上方。

现在将描述根据本发明的实施方式的被悬置在厕所水箱(未示出)中并且位于水箱的底部的正上方的分配器的在充满和放水循环的过程中操作。

首先，将讨论水箱已经放水并且重新充满的情况。由于水位相对于分配器1上升，容器10和阀30承受液体静压力。作用在容器10上的液体静压力压制容器10并且将已经被吸入容器10中的空气全部导出。导出容器10中的空气通过通风室22和通气管28的出口向上离开容器供应管24。当液位到达容器10的顶部时，没有空气保留在容器10中，容器10被所述第一液体完全充满。当液位上升到容器10的顶部的上方时，作用在容器10上的液体静压力迫使溶液离开容器10，并且进入容器供应管24中。

溶液的液位在容器供应管24中与所述水箱中的水位近似地同步上升，液位的差异由溶液的密度决定。当所述第二液体的液位到达通风室22的底部时，阀30的进口通道36和出口通道38被之前放出的所述第一液体充满，并且少量的溶液保留在配量管26的底部。

当所述第二液体的液位在水箱中上升时，进入通风室22的任何第一液体被向下引到配量管26的槽，并且很快在配量管26中形成溶液柱。溶液被很快地引入到配量管26中，以至于通风室22中的液位上升很少直至配量管26被溶液充满。当第一溶液被向下引至配量管26的内表面时，被所述第一液体从配量管26中排出的空气通过通风室22和通气管28的出口向上离开配量管26的中心。

当所述水箱完成充满并且容器供应管24、通风室22和配量管26被所述第一液体充满时，所述第一液体的液位上升至近似等于通气管28的自由端的液位。作用在阀30的膜32和膜34上的水的液体静压力等于配量管26中的溶液柱的液体静压力，从而使膜32和膜34保持在彼此紧密结合的状态，防止溶液从所述进口通道流至出口通道40。

在所述水箱放水的过程中，当所述水箱中的水位下降至通气管28中的溶液的液位以使得通气管28的自由端暴露于空气时，通气管28、通风室22和容器供应管24中的溶液的液位基本随着所述水箱中的水位快速下降。

可以看出，配量管26中的溶液的液位没有下降，因为虽然由配量管26中的溶液柱施加在阀30的膜32和膜34上的液体静压力大于由水施加在膜上的液体静压力，但是需要最小压差以使膜32和膜34充分变形，从而使溶液流到膜32和膜34之间并且从进口通道36流至出口通道40。

当所需的最小压差通过液位下降而获得时，由配量管26中的第一液体柱施加的液体静压力使阀30的膜32和膜34充分变形，以使溶液从阀30的进口通道36流至出口通道40并且流到水箱中。来自阀30的溶液流继续直到配量管26中保持的溶液柱的液体静压力不足以使膜32和膜34变形，于是膜32和膜34重新恢复与阀体接合，中断溶液从阀30的进口通道流至出口通道40。

重要的是，出口通道40的下游端44处在比出口通道40的上游端42更高的液位上。这种液位差保证在水箱充满的过程中，水位高于阀30但低于通风室22，并且溶液不会开始流进配量管26中，由于水作用在膜32和膜34上且趋于将膜32和膜34保持在相互接合状态的液体静压力总是大于作用在出口通道40的上游端42上且趋于迫使水进入阀30中的液体静压力，从而防止水进入阀30中。当所述水箱中的水位从低于出口通道40的下游端44上升至高于出口通道40的上部时，出口通道40中的空气柱还在系统中形成另一阀30；空气柱在第二液体和阀30之间有效地提供空气封锁，该空气封锁防止出口通道40中残留的所述第一液体与所述水箱中的水混合。这样反而确保每个分配操作分配统一的剂量。

图4显示根据本发明的一种实施方式的容器130的另一设置方式。在这种实施方式中，容器130不是形成为如上所述的袋，而是形成为柔性的、大体筒状的容器(虽然也可以为其它截面形状)，该容器在使用时由大体竖直的圆筒轴线定向，并且所述容器的侧部为波纹状，以提供六角风琴(concertina)结构。容器130安装在框架132中，框架132具有通道或孔134，以允许设置有分配器的液体的主容积与分配器130流体连通。上面描述了分配器的剩余物。当设置有容器130的水箱中的水位上升时，容器130上的液体静压力以如上所述的方式增大。然而，在本实施方式中，容器130向上折叠(collapse)，以将可能存留在容器130中的任何空气推到容器供应管134中，并且向上推动第一液体，从而减小存留在容器130中的空气可能作为所述第一液体的部分剂量从而有效减小供应到配量管中的用于分配到第二液体中的第一液体的实际的剂量的可能性。此外，在本实施方式中，容器130安装在法兰132的顶部，位于或邻近于容器供应管124。所述当水箱中的第二液体的高度变化时，由于作用在所述容器上的液体静压力不同，所述容器的侧部和法兰之间侧向地形成有空间，使得当容器130移动时容器130的侧部不会接触法兰。再次，容器130的上侧部为笔直的，并且从容器130的较宽的侧部倾斜至容器供应管124，从而降低空气存留在容器130中的可能性。

已经仅通过实施例的方式描述了本发明，并且对于本领域的技术人员而言明显的是可以做出多种修改、省略和/或添加，这些修改、省略和/或添加全部落入本发明的范围和精神内。

引用现有技术并非承认这些现有技术在提交本申请时是公知的，或者现有技术的公开内容形成公知常识的一部分。

除非另有清楚地说明，术语“包括”、“包含”等应当解释为包容性的而非穷尽性的，即“包括但不限于”。

Claims (32)

1.用于将预定剂量的第一液体分配至第二液体的分配装置，所述装置包括：

密封容器，该密封容器用于保存所述第一液体；

容器出口管，该容器出口管在其使用状态下的上部区域连接于所述容器并且与所述容器流体连通；

第一阀件，该第一阀件用于选择性地将一定剂量的所述第一液体从所述容器分配至所述第二液体；以及

配量管，该配量管位于所述容器出口管和所述阀件之间，

当所述容器保存有所述第一液体并且所述第二液体相对于所述容器的液位升高以使所述容器和所述第一阀件承受增大的液体静压力时，所述装置能够操作，以通过所述容器出口管将一定剂量的所述第一液体排放至所述配量管中，并且形成作用在所述阀件上的第一液体柱，然后所述第二液体相对于所述装置的液位降低，从而减小作用在所述容器和所述阀件上的所述液体静压力，当所述第二液体作用在所述阀件上的所述液体静压力减小至预定值以下时，通过打开所述阀件以允许所述第二液体与所述剂量的所述第一液体的配量，使得所述阀件能够输送所述剂量。

2.根据权利要求1所述的分配装置，所述容器的侧部从所述容器出口倾斜至所述容器的最宽部。

3.根据权利要求1或2所述的分配装置，其中，所述容器的侧部以恒定的角度倾斜。

4.根据权利要求2或3所述的分配装置，其中，(所述容器出口管)呈从所述容器的所述最宽部朝向所述出口延伸的燕尾形。

5.根据权利要求3或4所述的分配装置，其中，所述容器出口管安装在所述容器的最高点。

6.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其中，所述容器出口管至少部分地从所述容器的使用状态下的最高点沿使用状态下的向上的方向延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，所述分配装置还包括通风室，该通风室连接在所述容器出口管和所述配量管之间，以允许来自所述容器的第一液体剂量从所述容器移动至所述配量管，并且允许所述装置中的空气排出。

8.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，所述分配装置还包括塞子，该塞子位于或邻近于所述出口以用于在第一次使用前密封所述容器，所述塞子能够通过将所述容器出口管压入到所述容器中而移动。

9.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，所述分配装置包括第二容器和第二阀件，所述第二容器用于保持待分配至所述第二液体中的第三液体，所述第二阀件与第一阀件对应，用于将一定剂量的所述第三液体从所述第二容器分配至所述第二液体中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其中，所述容器形成为可折叠的部件。

11.根据权利要求10所述的分配装置，其中，所述容器由框架支撑，该框架允许框架内部所述第二液体和框架外部的所述第二液体连通。

12.根据权利要求10或11所述的分配装置，其中，所述容器包括柔性的、波纹状的侧部，当所述容器清空时，所述侧部折叠。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的分配装置，其中，所述容器向上折叠。

14.用于控制第一液体流动的阀件，该阀件包括：

第一相对的柔性膜件和第二相对的柔性膜件，该第一相对的柔性膜件和第二相对的柔性膜件之间形成有可封闭的流体通道，当所述阀件连接至容纳有第一液体柱并且浸没在第二液体中以使所述阀件至少承受最小液体静压力时，所述阀件能够操作，使得所述液体静压力致使所述膜的相对面封闭所述流体通道，并且阻止所述第一液体流过所述阀体，并且，当所述第二液体的液位相对于所述阀件降低以减小所述液体静压力时，所述柔性膜分离以打开所述流体通道，从而允许所述第一液体流过所述阀体。

15.根据权利要求14所述的阀件，其中，所述相对的膜件围绕整个边沿彼此结合，以在所述相对的膜件之间形成所述通道。

16.根据权利要求14或15所述的阀件，其中，通过所述第二液体的液体静压力使所述相对的膜件的相对的表面推压至彼此接触来封闭所述流体通道。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的阀件，其中，所述阀件包括进口和出口。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的阀件，其中，所述进口和所述出口形成在所述第一相对的膜件中。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的阀件，所述阀件还包括连接于所述阀件的出口的出口通道，所述出口通道的沿所述第一流体的流动方向的第一上游端设置为沿使用状态下的方向低于所述出口通道的第二下游端，位于所述上游端和下游端之间的所述出口通道的上部设置为高于所述上游端和下游端。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的阀件，所述上部足够长，以使得在所述第二液体的液位从低于所述第二端的高度上升至高于所述上部的高度时，在所述出口通道中在第一端和第二端之间保持有空气柱。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的阀件，所述出口通道的内径在所述上部的下游区域沿下游方向增大。

22.根据权利要求14至21中任一项所述的阀件，与所述通道一起形成的所述下游端向下延伸。

23.根据权利要求22所述的阀件，所述端为锥形的，即在所述下游端以除90°之外的角度相对于所述通道布置。

24.根据权利要求14至23中任一项所述的阀件，其中，所述第二阀件由第三柔性膜件和所述第二膜件形成，所述第三柔性膜件设置在所述第二膜件的与所述第一膜件相反的一侧，在所述第三柔性膜件和所述第二柔性膜件之间形成有第二可封闭的通道。

25.根据权利要求24所述的阀件，其中，所述第三膜件和所述第二膜件围绕整个边沿彼此结合，以在所述第三膜件和所述第二膜件之间形成可封闭的通道。

26.根据权利要求24或25所述的阀件，其中，所述第二阀件还包括进口和出口。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的阀件，其中，所述第二阀件的所述进口和所述出口设置在所述第三膜件中。

28.根据权利要求1至13中任一项所述的分配装置，所述分配装置包括根据权利要求14至27中任一项所述的阀件。

29.根据权利要求28所述的分配装置，所述分配装置包括第一阀件和第二阀件，所述第一阀件和第二阀件中的每个为根据权利要求14至23中任一项所述的阀件。

30.根据权利要求28所述的分配装置，所述分配装置包括根据权利要求24至29所述的阀件。

31.参考任意附图大体根据以上描述的分配装置。

32.参考任意附图大体根据以上描述的阀件。