CN110248734B - 滴管分配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滴管分配器，包括：流体储液器(1)，包括至少一个活动壁(11)，以使得储液器(1)中的流体受到压力；套管(24)，具有设计为形成流体液滴的出口(25)；以及阀(3)，设置在储液器(1)和套管(24)之间以首先控制从储液器(1)到套管(24)中流体的流动、并且其次控制从套管(24)到储液器中流体以及可能的空气的流动，当承受来自储液器(1)中的流体的足够的压力时，阀(3)限定开口(33)，开口(33)具有与施加在储液器(1)的活动壁(11)上的力成比例的流动截面积；所述滴管分配器的特征在于：还包括阀开口限制器(27)以在流体从储液器(1)流动到套管(24)时限制阀(3)的开口(33)，从而生成减少流经套管(24)的流体流动的额外压头损失。

Description

滴管分配器

技术领域

本发明涉及一种滴管型分配器，能够以液滴形式分配流体。液滴一滴接一滴地被依次分配。每个液滴通过重力从分配器滴落到所需的应用表面上。本发明的有利应用领域为香水、化妆品、以及药剂领域，更不用说食品了。

背景技术

现有技术中，已知专利文献DE202016102192U1，其能够通过挤压具有阀和套管的可变形储液器来一滴接一滴地分配液滴。为了分配液滴，使用者握住储液器并且将其翻转：其所容纳的流体通过静止关闭的阀保持在储液器中。当使用者挤压储液器时，其所容纳的流体受到压力，因此导致阀打开。随后流体可流过套管，套管设计成在其自由端形成流体液滴，该液滴由于重力从套管滴落。当液滴沉积在需要的应用表面上时，使用者可停止对储液器施压并且将其翻转回来，使得填充套管的流体通过被驱动进入其打开状态的阀而被吸入储液器内。一旦套管清空，则空气通过套管和阀被吸入储液器内。储液器因此恢复到初始形状。该文献的阀为二通阀，该阀包括十字形的自密封槽，该槽由四个邻近的柔性瓣限定。静止状态下，十字形槽以密封形式封闭。在流体被分配的同时，阀打开，在柔性瓣之间限定十字形或星形通道。在抽吸阶段期间，同样适用，除了瓣是在其他方向上变形。因此，在分配阶段期间的流动截面积与吸入阶段期间的流动截面积实际上相等。应当观察到的是，在分配阶段期间，阀的流动截面积与使用者施加在储液器上的挤压力直接成比例。

这种类型的分配器的问题如下：为了保证足够的吸力，需要通过阀的压头损失最小，并且为了达到这点，需要阀能够打开较广的范围以限定较大的流动截面积。然而，在吸入阶段期间打开较广范围的阀在分配阶段期间也会打开这样广的范围，这导致较大的流体流过套管。因此难以形成明显的液滴：通常会获得较小的持续的液流，并且越用力挤压储液器，液流越强。

一种明显的解决方案是减少阀的流动截面积，以具有通过阀的高压头损失，从而保证以明显液滴的形式分配。然而，这在吸入阶段导致问题，因为通过阀的高压头损失阻止了储液器变回初始静止的形状。

发明内容

本发明的一个目的在于通过限定阀分配器来克服现有技术的上述缺点，该阀分配器首先保证以明显液滴的形式分配，并且其次确保储液器变回其初始静止形状。本发明的另一个目的可限定为寻找用于阀的非对称的操作。本发明的另一个目的是从专利文献DE202016102192U1中的分配器开始，而不对其作出重大改变。

为了达到这些目的，本发明提出了一种滴管分配器，包括：流体储液器，该流体储液器包括至少一个活动壁以将流体在压力作用下置入储液器中；套管，该套管具有供给流体的入口以及设计为形成流体液滴的出口；以及阀，该阀设置在流体储液器和套管之间，以首先控制从储液器流入套管内部的流体的流动，并且其次控制从套管流入储液器内部的流体以及可能存在的空气的流动，在没有足够流体压力的情况下阀保持关闭，当承受来自储液器中的流体的足够压力时，阀限定开口，该开口具有与施加在储液器的活动壁上的力成比例的流动截面积；滴管分配器的特征在于其还包括阀开口限制器，以在流体从储液器流动到套管内的同时限制阀的开口，以生成额外的压头损失，减少流经套管的流体。

因此，通过阀开口限制器的方式，阀在分配阶段期间和吸入阶段期间不再以相同的方式表现。具体地，在吸入阶段期间阀可自由且较大程度地打开，然而在分配阶段期间其开口受到阀开口限制器的限制。在使用中，效果如下：使用者必须在储液器的活动壁上大力挤压以使得流体流经具有被限制的开口的阀流动，从而能够保证形成明显的液滴。然而，一旦使用者减小储液器上的压力，套管中存在的流体通过自由且较大程度打开的阀被吸入储液器中。换言之，具有其开口限制器的阀在分配阶段期间相比于吸入阶段期间生成更大的压头损失。

根据本发明的一个有利特征，阀开口限制器包括抵靠区域，当流体从储液器流动到套管内部时，阀抵靠该抵靠区域。换言之，在分配阶段期间，阀仅能以被限制的方式打开。由于与开口限制器邻接，阀的打开行程缩短。

在本发明的另一个有利的方面，阀开口限制器可位于套管的入口处。因此，具有开口限制器的阀直接控制对套管的供给。

在一个有利的实施例中，阀开口限制器与套管一体地形成。有利地，阀与限制器的抵靠在套管入口的周围生成密封环形接触。由于不需任何另外的部件，该实施例是有利的。具体地，套管本身在其入口处形成限制器。入口周围的密封环形接触是有利的，因为其防止流体在阀周围扩散。

在另一个实施例中，阀开口限制器可通过插入在阀和套管之间的单独的部件形成。

在本发明的另一个有利的方面中，阀开口限制器形成朝向套管的流动截面积收缩。因此，除了限制阀的开口的流动截面积之外，开口限制器本身可减少到套管的流动截面积。

在本发明的另一个有利的方面中，分配器还可包括调整装置，用于调整阀开口限制器相对于阀的位置。使用者可因此根据所需调整阀打开的程度。例如，使用者可根据使用者施加的最大力来调整开口限制器的位置，以挤压储液器。

在一个实际的实施例中，阀包括可变形活动壁，该活动壁由限定邻近的柔性瓣的十字形槽穿过，可变形活动壁与阀开口限制器抵靠，柔性瓣的至少一部分有利地与阀开口限制器抵靠。有利地，阀还包括锚环以及环性柔性膜，锚环相对于储液器以固定形式安装，环性柔性膜将锚环连接至可变形活动壁，从而使得可变形活动壁通过在流体沿一个方向或另一个方向流动的作用下的环性柔性膜的形变相对于锚环移动。该阀与上述专利文献DE202016102192U1中的阀基本上类似，甚至可以是相同的。

在本发明的另一个有利的方面，阀存在两个不同的流动截面积，即在流体从储液器流动到套管内时用于分配的第一流动截面积、以及在流体（以及可能存在的空气）从套管流动到储液器时用于吸入的第二流动截面积，用于分配的第一截面积由阀开口限制器限制，从而小于用于吸入的第二流动截面积。有利地，用于分配的第一流动截面积比用于吸入的第二流动截面积小三到四倍。因此，本发明还可以二通阀的形式实施，该二通阀具有非对称的流动截面积，这是由于使用了具有在一个方向、而非另一个方向上限制流动截面积的功能或结果的特征。

本发明的主旨在于通过使用仅在一个流动方向上操作的开口限制器使得二通阀具有不同的流动截面积。非对称的二通阀在滴管分配器中具有有利的应用，因为它能够具有用于形成的液滴的缓慢或可控的流动、以及用于通过吸入清空其内容物的套管的迅速且强劲的流动。这种非对称二通阀可用在其他装置中，并且可能需要对阀进行适当的保护。

附图说明

参考附图，如下更详细地描述了本发明，附图以非限制性示例示出了本发明的若干实施例。

在附图中：

图1为构成本发明的第一实施例的处于静止状态的滴管分配器的竖直剖面图；

图2为图1中圈出的细节的更大比例的视图；

图3为流体分配阶段期间类似于图2的视图；

图4为流体吸入阶段期间类似于图2和图3的视图；

图5为对于不必具有阀开口限制器的现有技术的分配器的类似于图2至图4的视图；

图6为对于本发明的第二实施例类似于图2至图5的视图；

图7为对于本发明的第三实施例类似于图2至图6的视图；

图8为对于本发明的第四实施例类似于图2的视图。

具体实施方式

无论实施例如何，本发明的滴管分配器包括如下组成元件：即流体储液器、分配器头、二通阀、以及（可选地）保护盖。此外，可使用支撑衬套来保持阀。

参考图1，可以以截断的方式看到流体储液器1。然而，可见的是，储液器1包括壁11和颈部12。在该实施例中，壁11是可移动的，以适于通过由使用者施加的足够压力而形变。储液器可称为“可挤压的”，另一个术语为“挤压瓶”。举例来说，这种具有可变形壁的储液器可以通过注入/吹制合适的塑料材料制成。

代替具有可挤压壁的容器，还可以使用具有可移动壁的储液器，可移动壁由在适合的缸中滑动的活塞形成。因此，通过推动缸中的活塞，容纳在储液器中的流体被施加压力。

实际上，本发明并不限定储液器的具体类型，只要储液器包括活动壁，使得储液器的内容物处于压力下。

参考图1至图4，以详细描述本发明的第一实施例中的分配头2。此外，下文描述的其他实施例具有大体相同结构的分配头。这即是为何仅描述相对于第一实施例的不同点的原因。

分配头2包括紧固裙座21，紧固裙座21适于与储液器1的颈部12结合以达成稳固且可能为永久性的紧固。分配头2还包括安装和密封缘22，安装和密封缘22在裙座21内部同轴延伸，以与颈部12的内部密封结合。因此在储液器1和分配头2之间实现了密封。分配头2还包括在缘22内部同轴延伸的环形保持凸缘23。最后，分配头2包括向上延伸远离裙座21、缘22以及凸缘23的套管24。套管24包括恰好穿过其本身的内部通道。套管包括形成在其顶部自由端处的出口25，出口25设计成形成流体的液滴。具体地，应当观察到的是，出口25呈现圆形的外部形状，以赋予基本上球形的形状。该设计对于滴管分配器内部的液滴分配出口端是常见的。套管24还包括邻近环形凸缘23的入口26。应当观察到的是，入口26具有多个径向肋或翅片27，这些肋或翅片27全部都绕套管24的中空内部以星型的形状延伸。肋或翅片27恰好在入口26下方形成并且延伸直至与环形凸缘23接触。应当观察到的是，肋或翅片27并不减少套管24的内部通道的流动截面积。肋或翅片27可视为套管24的入口26的向下延伸。随后描述肋或翅片27的作用。

阀3可在环形凸缘23处或密封缘22处直接固定至分配头2。然而，该在特定实施例中，液滴分配器使用支撑衬套4，支撑衬套4在密封缘22内部卡扣固定并且包括环形接收外壳43，环形接收外壳43适于接收阀3的一部分，以将阀3稳定地压在环形保持凸缘23的底部自由端上。这在图2中可更清晰地看到。自然地，可以设想用于将阀3保持在分配头2内部的其他装置和其他技术：支撑衬套4仅构成一个示意性的示例。

在本发明的滴管分配器中使用的阀3不应被视为限制性的。在本发明的范围之内还可使用其他类型的阀。然而，在该特定且有利的实施例中，阀3包括可变形活动壁31，活动壁31在静止时呈现出凹盘形状。应当观察到的是，可变形活动壁31的厚度并不是恒定的，因为它在中心处的厚度比在边缘处的厚度小。可变形活动壁31被槽33穿过，槽33在该实施例中为十字形。这在图3和图4中可以更清晰地看到。槽33由四个相邻的柔性瓣32限定，每个柔性瓣为饼状。在静止时（如图2中所示），四个相邻的柔性瓣32完全接触，使得十字形槽33完全关闭甚至不可见。相反，当可变形活动壁31承受足够压力下的流体作用时，四个相邻的柔性瓣移动分开，以限定具有四个分支的十字形或星形的开口33。这在图3和图4中以示意性的方式示出。因此可以说阀3的开口是通过十字形槽33打开到更大或更小范围形成的。

阀3还包括锚环36，锚环36在安装衬套4的环形接收外壳43中的适当位置，并且被环形保持凸缘23压缩。可以说锚环36楔入到套4和凸缘23之间。因此生成了足够的固定和密封。另外，活动壁31通过呈现出更小厚度的环形柔性膜35连接至锚环36。可变形活动壁31因此可在图3中示出的分配位置和图4中示出的吸入位置之间移动。应当观察到的是，在图3中可变形环形膜35从锚环36向上延伸，同时在图4中同一膜35折叠或转而向下。因此可以说环形膜35可从其静止位置（图2）转而向下，以达到其分配位置（图3）。随后，在流体吸入阶段期间，膜可返回到可形变活动壁31可以变形的静止位置，如图4所示。

参考图2、图3和图4如下描述滴管分配器的完整操作循环。在图2中，阀3处于静止位置，其瓣32接触并且其十字形槽完全闭合。壁31因此给出没有穿过的效果。壁31此时完全密封。储存在储液器1中的流体因此被处于其关闭状态的阀3与外界隔离。还可观察到的是，阀3并不与形成在套管24的入口26处的肋或翅片27接触。

当使用者希望使用分配器时，使用者通过移除保护盖5开始，以释放或露出分配头2，更具体地说是其套管24。使用者可通过储液器1来握住分配器，然而此时还未挤压其活动壁11。使用者随后将分配器翻转向下使得套管24的出口25基本上方向朝下。容纳在储液器1中的流体随后与阀3接触，然而由于阀是关闭的，阀防止任何流体通过套管24流动。在此时，使用者可挤压储液器1的活动壁11，从而使得容纳的流体承受压力。最初，可变形活动壁31通过柔性膜35的形变而向上移动。十字形槽33仍保持闭合。可变形壁31持续移动直到与抵靠区域27b抵靠，在该实施例中抵靠区域27b由肋或翅片27的底部边缘形成。槽33仍然是闭合的。通过在活动壁11上更用力地挤压，导致壁31上流体的压力增加直至壁变形，柔性瓣32被分开以在其间以具有四个分支的十字形或星形形式的槽限定开口33。考虑到壁31、甚至还有柔性瓣32的一部分被推动与翅片27的抵靠区域27b抵靠，阀3的开口收缩或受到限制，从而生成增加的压头损失。换言之，肋或翅片27执行开口限制器的功能，用于通过防止柔性瓣32进一步移动分离来限制阀3的打开。因此迫使少量流体通过套管24的中空内部，从而更容易保证明显液滴的形成。使用者必须在可变形储液器1上用力挤压以分配明显的液滴。

一旦使用者已经分配了所需数量的液滴，使用者就开始放缓储液器1上的挤压压力，使得阀3关闭并且可变形壁31朝其在图2中的静止位置移动。然而，鉴于储液器1处于吸入下，导致阀3在其他方向上打开，如图4所示。套管24中容纳的流体因此通过阀3的开口33被吸入储液器1内。最终，外界空气也可通过套管24和打开的阀3渗入储液器中。然而，在图4中，应当观察到的是，阀3的开口33远大于图3中的开口。具体地说，没有任何东西能够限制或收缩瓣32的形变，因此瓣32能够自由地分开，从而限定流动开口，其截面直接取决于储液器1内部存在的吸力。在该吸入阶段期间，开口限制器27完全没有作用。

因此应当观察到的是，阀3是双向阀，在该意义上，阀在分配阶段期间和吸入阶段期间打开，然而鉴于在分配阶段期间其开口由作用为阀开口限制器的翅片或肋27所限制，阀在这两个阶段期间并不是对称的。分配阶段期间（图3）阀的开口的流动截面积更小，大约小三到四倍。还可以说，用于分配的第一流动截面积比用于吸入的第二流动截面积小大约60%到80%。换言之，这代表吸入阶段期间呈现的截面积大约是其截面积的20%到40%、优选地30%。因此，在分配阶段期间（图3）阀3的压头损失大幅度地或显著地大于吸入阶段期间（图4）阀3的压头损失。

参考图5，图5示出了分配阶段期间专利文献DE202016102192U1中的滴管分配器。可以看到形成套管24AA的分配头2AA，在套管24AA之下设置阀3，阀3在各方面都可与在本发明中使用的阀完全一致。套管24AA并不具有用作阀开口限制器的肋或翅片27，使得阀3可在没有被任何结构限制的情况下自由打开。因此柔性瓣32可自由移动分离并且形成具有较大流动截面积的开口33。可以说开口33的流动截面积与使用者在可压缩的储液器上生成的挤压力成正比。当使用者用力挤压时，大量流体通过阀3的开口33和套管24AA流动，从而流体以持续液流的形式分配，而不是以明显且分离的液滴形式分配。本发明的开口限制器27的作用从图5可直接看出。

参考图6以描述构成本发明的第二实施例的滴管分配器。储液器（未示出）、阀3以及支撑衬套4可与第一实施例的完全一致。分配头2'与第一实施例的不同仅在于限定阀开口限制器的套管24'的入口26。具体地，可以看出的是，入口26形成减少套管24'的流动截面积的瓶颈27'。应当观察到的是，瓶颈27'形成基本上截头圆锥形的扩口部分。瓶颈27'还形成抵靠区域27b，壁31可与抵靠区域27b密封抵靠。具体地，抵靠区域27b呈连续且略微截头圆锥形的顶部的形式，壁31的非穿过的实心部分可与抵靠区域27b密封抵靠。因此，流体不会扩散到环形保持凸缘23。还应当观察到的是，抵靠区域27b在瓣32的径向区域的主要部分上方延伸，限制瓣的移动比在第一实施例中更多。应当说瓣32实际上没有自由形变，使得十字形开口33受到相当大的限制。因此，容易理解的是，压头损失较高，使得非常少量的流体到达出口25。在分配阶段期间使用者必须非常用力地挤压储液器。

图7示出了本发明的第三实施例，与之前的实施例的主要不同在于，套管24"相对于阀3可轴向移动。套管24"的入口26形成限定抵靠区域27b的行程开口限制器27"，在分配阶段期间可变形壁31与抵靠区域27b密封抵靠。此外，入口26并不与分配头2"的剩余部分一体地形成。具体地，入口通过螺纹28连接，螺纹28能够以轴向形式将套管24"远离或靠近阀3移动。将套管移近会使阀3的开口更狭窄，同时将套管移开会使阀3的开口更大。使用者可因此根据需要调整阀3的压头损失。力量较小的老人或孩童可松开套管24"，然而力量较大的人可握紧套管24"以将其移近阀3。

尽管如上描述的实施例的开口限制器与套管一体地制成，在图8中的第四实施例使用的开口限制器6由在分配器内部配合的分离的部件构成。具体地，限制器6包括圆顶61，圆顶61限定较小的中心开口62的和抵靠区域6b。圆顶61通过连接部分63连接至紧固环64。环64可楔入环形环36和环形凸缘23之间。当阀3在分配阶段期间变形时，环64与圆顶61的抵靠区域6b轴承接触。因此，在第四实施例中，分配头2"'包括与在如上提到的专利文献DE202016102192U1中的分配头基本一致的套管24"'。

如上示出了阀开口限制器可以由套管直接形成，也可以由单独的装配部件直接形成。尽管未示出，但也可以设想开口限制器直接结合在阀中，阀因此限定两个不对称的取决于流体的流动方向的流动截面积。附图中示出的实施例通常寻求中断通过对称的阀的流动的对称性，然而制造本质上非对称的阀同样对应于本发明的主旨。

Claims (12)

1.一种滴管分配器，包括：

流体储液器，所述流体储液器包括至少一个活动壁，以在压力下将流体置于所述流体储液器中；

套管，所述套管具有入口及出口，所述入口供应有流体，所述出口设计成形成流体的液滴；以及

阀，所述阀布置在所述流体储液器和所述套管之间，以先控制流体从所述流体储液器流入所述套管的流动，再控制流体或者流体和空气从所述套管流入所述流体储液器的流动，所述阀在没有流体压力的情况下保持关闭，当受到来自所述流体储液器中的流体的压力时，所述阀限定了开口，所述开口具有与施加在所述流体储液器的所述活动壁上的力成比例的流动截面积；

所述滴管分配器的特征在于：

所述滴管分配器还包括阀开口限制器，以在流体从所述流体储液器流动到所述套管中时限制所述阀的所述开口，从而生成额外的压头损失，以减少流经所述套管的流体流量。

2.根据权利要求1所述的滴管分配器，其中所述阀开口限制器包括抵靠区域，当流体从所述流体储液器流动到所述套管中时，所述阀抵靠所述抵靠区域。

3.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀开口限制器位于所述套管的入口处。

4.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀开口限制器与所述套管一体地形成。

5.根据权利要求4所述的滴管分配器，其中所述阀与所述阀开口限制器的抵靠在所述套管的入口的周围形成密封环形接触。

6.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀开口限制器通过插入在所述阀和所述套管之间的分离部件形成。

7.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀开口限制器形成朝向所述套管的流动截面积收缩。

8.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，还包括调整装置，用于调整所述阀开口限制器相对于所述阀的位置。

9.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀包括可变形活动壁，所述可变形活动壁由十字形槽穿过，所述十字形槽限定相邻的柔性瓣，所述可变形活动壁与所述阀开口限制器抵靠，所述柔性瓣的至少一部分有利地与所述阀开口限制器抵靠。

10.根据权利要求9所述的滴管分配器，其中阀还包括相对于所述流体储液器以固定方式安装的锚环、以及将所述锚环连接至所述可变形活动壁的环形柔性膜，使得所述可变形活动壁通过所述环形柔性膜在流体沿一个方向或另一个方向流动的作用下的变形而相对于所述锚环移动。

11.根据权利要求1或2所述的滴管分配器，其中所述阀存在两种不同的流动截面积：在流体从所述流体储液器流动到所述套管中时用于分配的第一流动截面积；以及在流体或者流体和空气从所述套管流动到所述流体储液器中时用于吸入的第二流动截面积，用于分配的第一流动截面积由所述阀开口限制器限制，使得用于分配的第一流动截面积小于用于吸入的第二流动截面积。

12.根据权利要求11所述的滴管分配器，其中用于分配的第一流动截面积比用于吸入的第二流动截面积小三到四倍。

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