CN106115062B - 活塞泵喷头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞泵喷头，经优化的液体和空气活塞泵安装于喷头内，分别配置了进出口单向阀，使喷头具备了泵液和泵气的功能。两个活塞泵利用了喷头的两层圆内壁形成的缸体，使两个活塞泵的活塞分别与圆内壁形成动态密封；泵的平衡小孔在瓶盖上、弹簧改为锥形弹簧、活塞和进出口单向阀改用弹性体并作了优化，从而大大降低泵体的高度。

Description

活塞泵喷头

技术领域

本发明涉及泵头设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种活塞泵喷头以及一种泡沫泵喷头。

背景技术

现有的沐浴活塞泵已安装在瓶盖里，再加引管和喷头配置好供应市场，是通用的产品，广泛使用多年，然而在结构上它却是低效率的。

经测量常规3ml沐浴泵的瓶盖直径35mm，泵体总高度70mm，若加喷头20-25mm高度，用于泵液的构件高度平均为93mm；

还有较小瓶盖的沐浴泵，瓶盖直径30mm，瓶盖高度17mm，行程15mm，泵体高也是70mm。

市售某泡沫泵，实测有效行程为15mm，瓶盖内两个叠加的活塞泵加混合管，再接喷头合共125mm高，外露的连瓶盖的高度为66mm，气体活塞泵的活塞外径31mm，瓶子外盖直径46.6mm，按压头(喷头)的外径44.6mm。

实用新型专利《泡沫泵》CN202765494U及ZL2005200636954，公开了使用同轴心上下连接的两个活塞泵结构，利用各构件间的连接及限位关系及其在按压时运动的先后，造成下缸液体出口及上缸气体进出口单向阀的作用，就不需另外配置相应的单向阀，但带来无效行程，而且气体的流道曲折、各构件构造精密、复杂，其模具费的支出及塑料原料、装配成本是否值得，实有疑问。按图计算两专利的构件总数达10-12件，大小弹簧加进口单向阀的弹簧，就需要2-3个。而所述的六角滤网的改进及使用粗或细的滤网孔，对发泡的有利影响并未见有原理及任何数字的支持。锐孔都能发泡，流体力学指出，在发泡时流体的扰流(湍流)状态，如何使锐孔发泡的瞬间更快地将小气泡带出，并在随后的流动中更多地分割和破碎，因此用小锐孔的大流速及多层网的路径对获得细腻的泡沫才是更有利的。

因此常规活塞泵和泡沫泵都需要在结构上的改进来提高功效、降低成本。

本发明人的中国发明专利201210458655.4《按压式弹性囊泵》提出将泵的平衡小孔改在瓶盖上，使用弹性体的活页式进出口单向阀并用弹性囊代替活塞和弹簧，使泵体高度大大降低；

但是活塞泵仍具有进一步优化的空间，如取消瓶盖内的缸体，而利用喷头外壳来设置， 就使喷头自带活塞泵的功能，使合二为一。

同样的，泡沫泵的空气泵构件也可安装于喷头内，使结构简化、流道简洁，降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种活塞泵喷头以及一种泡沫泵喷头，以解决上述问题。

将活塞泵安装于喷头内，方法是：设计活塞为纵截面上下连成一体的活塞圆环(O圈)，其外缘对缸体壁形成动态密封；中间圆环间有活页式单向阀，O圈下側面的凹位可以嵌入活塞盘；上表面的凹位套接锥形弹簧。即将活塞的结构高度降低的同时，还让其上下空间容纳活塞盘及锥形弹簧，而中间还包含进口单向阀构造，就使结构的紧凑度最大化。进口单向阀开启时是在弹簧伸长的空间里，而单向阀关闭时弹簧正在收缩，因此单向阀的启闭就不需要另外配置独立的空间。

若取活塞O圈直径2-3mm，就能使活塞高度降低至4mm，压缩的锥形弹簧直径0.8-1mm能缩入活塞的上凹位中，因此锥形弹簧只需稍高于行程15mm，加上出口管(喷头)的连接构造，整个活塞泵的高度应在30mm内。(瓶盖、活塞杆及引管都不计)

在工业上O圈作为活塞的动态密封构件获得广泛应用，其可靠性是不容置疑的。随着多样的可注塑的弹性体材料如TPE、TPU、TPR、硅橡胶等的出现，为制造带较复杂的单向阀构造的的活塞O圈带来了可行性。而用常规PP或PE，上述带凹口的O圈是无法脱模的。

更进一步，由于喷头的面积较大，足够容纳多一个活塞泵，因此可以套列两个活塞泵以抽取液体和气体，让其中直径较大的活塞泵抽取空气，经喷头混合而成泡沫排出。

本发明的泡沫泵喷头可以通过以下技术方法来实现：

泡沫泵喷头包括：一个液体活塞泵和一个空气活塞泵；包含瓶盖、引管、活塞杆、活塞、喷头、锥形弹簧、喷嘴、进出口单向阀、泵盖和密封圈。喷头内具有两层圆壁，喷头内圆壁围出的空腔成为液缸，液体活塞泵a就安装在内缸中用于液体的抽吸；喷头的两圆环间的圆壁为气缸，安装活塞泵b用于空气的抽吸；

所述液体活塞泵，其活塞杆上端的活塞盘套入活塞O圈的凹位中，对喷头内壁形成动态密封，活塞O圈带液体进口单向阀构造；活塞杆下端连接瓶盖上口，再连接引管，引管伸入乳液瓶中；

所述空气活塞泵，其活塞为弹性体，有两个O圈分别对喷头环间的两个圆壁进行动态密封，两个O圈间有一个气体进口单向阀，整体一次注塑而成；活塞盘紧套入活塞O圈的下凹面，活塞盘有管口和活页相对；两个活塞杆，形成套管形式，底端固定于瓶盖上。

弹簧共用，安装于气缸内的空气泵的活塞上。

泵盖固定于喷头(壳)的下端口，以稳定并限制两个活塞的行程，同时提供弹簧需要的初始压力；泵盖有小孔作为空气活塞泵的进气口。

喷嘴和喷头分开注塑，以方便安装出口单向阀及虑网，喷嘴和喷头(泵体)有紧密的连接部；出口单向阀为一整体弹性体，有两个活页分别对液体缸及气体缸的出口起单向阀的作用。

当压迫喷头，喷头的缸体顺着两个活塞下降，使活塞上部的泵体空腔体积减少，使压力增大，两个泵的进出口单向阀自动启闭，液体和空气经发泡网起泡，泡沫经喷嘴排出，同时锥形弹簧受压蓄能(量)缩入活塞上表面内凹中；当停止按压，锥形弹簧复位将缸体向上推，使两个活塞上的缸体空腔体积增大而使压力降低，进出口单向阀自动启闭，将液体经引管，空气经活塞杆的孔道分别吸入到各自泵体的空腔中。

可见喷头活塞泵的泵液和泵气的原理与常规活塞泵相同，只是两个活塞和活塞杆相对于瓶盖是静止的，是喷头的缸体相对于活塞运动，改变了喷头内两个活塞上部的空间容积而实现同步的吸液、吸气和同步的排液、排气；而常规活塞泵的活塞是相对于瓶盖运动；从活塞杆的行程来说，前者是行程配置在喷头里，后者却是在瓶盖内。

不难看出，若将弹簧安装于喷头外，弹簧一样能使喷头的缸体按相同的要求动作，安装于喷头内实际上更多地基于美观的需要。

进一步是使液体活塞泵配置于瓶盖内，跟常规液体活塞泵一般，就能提高喷头内空气活塞泵的容积效率。

常规沐浴泵及常规泡沫泵的喷头都在瓶盖上一段高度，包括了喷头的连接部18mm和活塞杆20mm，此20mm活塞杆高度大部分用以配置喷头下压时活塞杆伸入瓶盖内的行程。

因此，更优的是在瓶盖上设置活塞圈，使喷头直径略大于瓶盖，就能使瓶盖进入喷头内，用瓶盖的活塞对喷头内壁形成动态密封，直接用喷头对瓶盖来泵气。瓶盖变成活塞及活塞杆，即变相用瓶盖外壁实施喷头的行程，连接部也省了，泡沫泵的高度就将大大地降低。

将活塞安装于喷头上，有以下优点：

1.使结构更加紧凑，使喷头和泵合二为一，降低成本；

2.泡沫喷头只用一个弹簧，并取消原瓶盖内的气缸缸体，特别是取消原泡沫泵外径46.6mm的大瓶盖，改用直径35mm或30mm的常规瓶盖；

3.可以使瓶盖伸入气缸中，使泡沫泵更加紧凑和小巧，又降低成本；

4.任何常规沐浴瓶都能按上本专利的泡沫喷头，任何乳液都能输出泡沫；(太浓稠的乳液泡沫性可能较差)

5.泡沫喷头插入美发定型水瓶就能成为美发定型摩丝；(限制含乙醇配方)

6.由于以上4、5、6的原因，瓶内液体用完，泡沫喷头可以收藏它用，减少浪费，利于环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、为本发明实施例一的活塞泵喷头的结构示意图；

图2为本发明实施例二的泡沫泵喷头的结构示意图；

图3、3.1、3.2为本发明实施例三的泡沫泵喷头的结构示意图；

图4为本发明实施例四的染发剂泡沫泵喷头的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例一

如图1所示，活塞泵喷头包括：瓶盖8、引管10、活塞杆3-3、锥形弹簧5、喷嘴1、出口单向阀2、泵盖7以及密封圈9。

活塞3为弹性体，有O圈3-2分别对喷头缸体内壁进行动态密封，活塞3上有一个活页式进口单向阀3-1，活塞3整体一次注塑而成；活塞杆3-3顶端的活塞盘紧套活塞3的O圈3-2的下凹面，所述活塞杆3-3有管口和进口单向阀3-1相对；活塞3上表面内圈再套入锥形弹簧5，就成了一个整体，方便塞入喷头内壁围成的缸体空腔中并形成动态密封；所述泵盖7口部7-1经活塞杆3-3端部穿入嵌塞固定于喷头的下端口，以稳定并限制活塞3的行程，同时提供弹簧5需要的初始压力；所述活塞杆3-3端部塞接瓶盖8接口，连通瓶盖8底部管口，再插入引管10伸入乳液瓶中；

喷嘴1连接喷头出口，内有出口单向阀2。

活塞3整体为一个弹性体构件，活塞O圈3-2具有比缸体稍大的外径；活塞盘的外径(缘)套入活塞O圈3-2内凹中以稳定其位置，并保证活塞O圈3-2对缸体壁适当的压力，以形成需要的动态密封。为了增加其稳定性也可用立柱及小孔设置活塞3与活塞盘的嵌合。

所述锥形弹簧5每一圈的直径至少都比上一圈小一个线径，因此活塞3下行排液时弹簧5能压成扁平状。

以上实施例的活塞泵喷头，可用于泵液，显然若在其外圈多一个空气活塞泵，那么就能构成泡沫泵了；

实施例二

如图2所示，泡沫泵喷头包括液体活塞泵和空气活塞泵，分别安装于喷头的两层圆壁中，液体活塞泵就安装在内层圆壁构成的内缸中，用于液体的抽吸，其结构和实施例一相同；喷头环间圆壁空腔为气缸，安装空气活塞泵用于空气的抽吸。

空气活塞泵包含活塞杆6-3、活塞6、喷头缸体3、锥形弹簧5、喷嘴1、出口单向阀2-1、泵盖7以及密封圈9。

活塞6为弹性体，有两个O圈6-2分别对喷头环间的两圆壁进行动态密封，两个O圈6-2间有一个活页式进口单向阀6-1，整体一次注塑而成；气体活塞杆6-3顶端的活塞盘紧套活塞6两个O圈6-1的下凹面，所述活塞杆6-3有管口和进口单向阀6-1相对；所述气缸活塞杆6-3和液缸活塞杆4-3都是静止的，形成套管形式，气体活塞杆6-3和液体活塞杆4-3的底端固定于瓶盖8上，液体活塞杆4-3连通瓶盖内引管10，引管10伸入乳液瓶中；气体活塞杆6-3底端需要有小孔使环隙空间不致对外封闭；

锥形弹簧5被共用，安装于气缸活塞6上，锥形弹簧5和气体活塞杆6-3顶端的活塞盘一齐夹持活塞6；

泵盖7其口部经气体活塞杆6-3端部穿入嵌塞固定于喷头缸体3的下端口，以稳定并限制活塞4、6的行程，同时提供弹簧5需要的初始压力；泵盖7有小孔作为进气口；

所述喷嘴1和喷头缸体3分开注塑，以方便安装出口单向阀2及滤网13；所述出口单向阀2为一整体弹性体，有液体出口单向阀2-2、气体出口单向阀2-1分别对液缸及气缸的出口起单向阀的作用。喷嘴1有连接部扦插入喷头的连接部。

滤网13优先采用数层无纺布或海绵，成管状由喷头的圆环侧孔塞入至喷嘴1的混合腔内；气体必须通过圆环侧孔的滤网13到喷嘴1，过程中与排出的液体，发生激烈扰动而发泡。滤网13塞入喷嘴1孔道内适当深度，目的是在流速最大处增加泡沫切割粉碎的路径。重要的是海绵与无纺布的硬度、空隙度可以按需要定制，泡沫排出阻力可以调节。

操作时，两个活塞4、6和活塞杆4-3、6-3相对于瓶盖是静止的，是喷头相对于活塞4、6运动，改变了两个活塞上部的缸体空间容积而实现同步的吸液、吸气和同步的排液、排气。

实施例二所述的泡沫泵喷头具有和常规泡沫泵相同的外部特征，其有活塞杆在喷头和瓶盖之间，活塞杆的高度用于配置喷头的行程。

更进一步，若使液体活塞泵配置于瓶盖内，就有利于提高气缸的容积效率；而若将气缸活塞直接配置于瓶盖上，泡沫泵的构造将大大简化，请看以下实施例：

实施例三

参阅图3，泡沫泵喷头包括液体活塞泵和空气活塞泵，包含瓶盖8、引管10、活塞杆3-2、活塞8-1与4、喷头缸体3、锥形弹簧5、喷嘴1、进口单向阀11和12、出口单向阀2、滤网以及密封圈9。

液体活塞泵，其缸体由所述瓶盖8下空间给出，活塞泵就安装在缸中用于液体的抽吸，有活塞4安装于活塞杆3-2，对缸体壁动态密封，所述活塞杆3-2一端连接喷头，喷头出口有出口单向阀2；缸体底有进口单向阀11。上述液体泵的结构与常规活塞泵相同。

所述的空气活塞泵，喷头缸体3内壁围成气缸，其直径稍大于瓶盖8，所以瓶盖8就能进入喷头缸体3内；在瓶盖8上面外缘和气缸下缘分别有带缺口的环状卡扣8-2、3-1，卡入后形成纵向约束，就能避免喷头脱出；特别得是：瓶盖8上部外缘配置了O圈作为活塞8-1，因此瓶盖8本身代替了活塞杆和活塞盘的功能，使喷头的行程实施在瓶盖8外；

图3中，各构件所在的位置为已吸入流体，所述液体活塞4在最上端，所述空气活塞8-1在最下端，当压迫喷头，液缸内活塞杆3-2随之下行，进出口单向阀自动启闭，将液体经出口排出，同时所述气缸内活塞8-1不动，喷头缸体3下行压缩弹簧5，气体受压经出口排出；停止按压，所述弹簧5向上回弹，进出口单向阀自动启闭，气缸及液缸就同时在吸入，可见在喷头缸体3上下运动时，气缸的吸气、排气和液缸的吸液、排液始终同步运行。

用于液体的泵体空间不是原于喷头内腔；将缸体向下延伸，需增加进口单向阀11，但获得了瓶盖下的空间，就使气缸空间增大，提高了泵气的功效。

锥形弹簧5的大圈直径对气缸直径有过盈配合，就使弹簧5稳定于气缸内，弹簧的高度应稍长于行程；图3显示活塞8-1已装在瓶盖8上，将瓶盖8推入喷头里，瓶盖8面顶上弹簧5，令弹簧5压缩，形成需要的初始压力，其时喷头和瓶盖8的卡扣3-1、8-2刚刚卡入；因此弹簧5大于行程的高度，决定了初始压力的大小。

所述喷头与瓶盖的卡扣提供了喷头的纵向约束，但是瓶盖的卡扣8-2对喷头内壁仍然有间隙，喷头就可以相对于活塞和瓶盖8运动。

实施例三的气体出口在液体出口边上，共用一个出口单向阀2，共用一个活页。也可如 实施例二的方式分开两个活页，并有带側口的喷头圆环围绕液体的活页空间；气体进口单向阀2和气体进口孔配置于喷头上，空气由喷头与喷嘴1之间的环隙进入。

所述喷嘴7与喷头缸体4的连接关系及与实施例二相同。

图3.1为喷头下压，弹簧6压缩，液体气体已排出时泡沫泵的示意图。

可见该泡沫泵喷头，其气缸活塞8-1就在瓶盖上，是静止的，是喷头缸体3的往复运动改变了瓶盖8上部的缸体空间容积而实现吸气和排气；同时带动瓶盖8内液缸活塞4下部的缸体空间容积，实现了同步的吸液和排液；

如图3.2，所述瓶盖的平衡小孔8-3优选配置在外圆侧壁8-5，与密封圈9的活页相对；同时瓶盖8的活塞直接由瓶盖8上缘形成活塞环8-1，有利于减少构件数量，进一步降低材料和装配成本。

由于整个泡沫泵的高度已大大降低，因此液体活塞也可以使用常规的pp材料制造。

实施例三利用瓶盖内壁形成液缸，利用喷头内壁形成气缸，并使瓶盖带活塞构造伸入喷头的气缸内形成动态密封，已完成泡沫泵空间利用的最大化。

该泡沫泵喷头已没有常规泡沫泵的外部特征，喷头下没有活塞杆，瓶盖的外壁配置了喷头的行程。

以下数据可以显示泡沫泵喷头的优点。喷头与瓶盖已经套入，计算可得：行程17mm，气缸活塞直径36mm，较常规泡沫泵活塞31大了5mm，但喷头的外径只是39-40mm(以缸壁1.3mm加0.5-1mm间隙计)，较常规泡沫泵的瓶盖外径45还要小；3D绘图软件给出喷头连瓶盖的总高度为51-53mm，远不及常规泡沫泵高度的一半，但气缸活塞直径和行程都大了，排气量显然也较常规泡沫泵大。

若选用30mm瓶盖，气缸活塞直径31mm就和常规泡沫泵相同，但喷头的外径只是34-35mm，而行程17mm，排气量也比常规泡沫泵大，其外型小巧得多。

实施例四

见图4，为泡沫泵喷头用于染发剂，瓶盖1内有两个液缸，瓶子16内有两个薄膜袋15，装入染发剂的两剂，分别固定于两个液缸外壁上；两个液缸内各有液体活塞a4固定于喷头，液缸底各有进口单向阀a13；喷嘴7有混合管7.1；喷嘴7与喷头有结合部，并配置有液体出口单向阀a8以及空气进出口单向阀。瓶盖1配置了活塞1.8，与喷头的内壁形成动态密封，瓶盖1和喷头有卡扣1.5、5.5从而提供了对喷头的纵向约束。

实施例四实际上是由实施例三扩展为两个液缸，其工作原理完全相同，具有相同的技术 特征。

图4给出滚珠作为出口单向阀a8，实际上也可以使用其他结构的单向阀；

因为液体在薄膜袋15内，瓶子16与瓶盖1间不需要密封圈。

在以上各实施例中，所述泡沫泵喷头属于一种活塞泵喷头，因为空气活塞泵安装于喷头内，显然是区别于常规活塞泵的喷头，也不是常规泡沫泵的喷头；由于采用的构件尺寸及配合的宽裕度不同，因此获得的数据会有误差，不能成为限制本发明的理由，也不限制某些结构的进一步改进，进出口单向阀及滤网的选择、混合腔的配置仍有优化的空间，需要在工业实施中完善。

各实施例的描述，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.活塞泵喷头，包括瓶盖、活塞泵配件及喷头缸体，其特征在于： 所述活塞泵配件安装于所述喷头缸体内；所述活塞泵配件包括活塞杆、活塞、进口单向阀、锥形弹簧、 喷嘴、出口单向阀、泵盖；活塞伸入喷头缸体中；所述喷嘴设置在喷头缸体顶部一侧，所述喷嘴安装有出口单向阀；

活塞为弹性体并设置有O圈对喷头缸体内壁进行动态密封，活塞上设置有一个活页式进口单向阀，活塞整体一次注塑而成；所述活塞杆顶端的活塞盘紧套活塞的O圈的下凹面，所述活塞杆设置有管口和进口单向阀相对；活塞上表面内圈套入锥形弹簧，所述锥形弹簧每一圈的直径都比上一圈小；

所述泵盖的口部经活塞杆端部穿入嵌塞固定于喷头的下端口，以稳定并限制活塞的行程，同时提供锥形弹簧需要的初始压力；所述活塞杆端部塞接瓶盖接口，连通瓶盖底部管口，再插入引管伸入乳液瓶中；

活塞整体为一个弹性体构件，活塞的O圈具有比缸体稍大的外径；活塞盘的外径套入O圈内凹中以稳定其位置，并保证O圈对喷头缸体壁适当的压力，以形成需要的动态密封；

所述活塞相对于瓶盖是静止的，所述喷头缸体的往复运动改变了活塞上部的容积，从而实现吸液和排液，所述活塞杆配置了喷头缸体的行程。

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