CN111132704A - 容纳挥发性物质的容器 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配挥发性物质的替换件，包括：瓶子，所述瓶子包括：主体，其由至少一个侧壁限定；以及瓶颈，其从所述至少一个侧壁向外延伸。所述瓶颈包括在所述瓶颈的上端的边缘，所述边缘由内表面、上表面和外表面限定。所述替换件还包括：芯，其具有位于所述瓶子内的第一端以及从所述瓶子延伸出来的第二端，所述芯还限定纵轴。塞子接合到所述瓶子的所述瓶颈，所述塞子将所述芯保持在所述瓶子内。所述边缘的所述内表面的至少一部分相对于所述纵轴以约2度至约9度的角度锥形倾斜。

Description

容纳挥发性物质的容器
技术领域
本公开大体涉及与分配器一起使用的替换件，更具体地，涉及配置成减小替换件瓶颈的应力的替换件。
背景技术
现有技术中公知的各种挥发性物质分配装置大体包括分配器和含有一种或多种挥发性物质的替换件。在挥发性物质分配装置中使用的典型的挥发性物质分配机构包括帮助挥发性物质从替换件中散发出来的加热设备和/或风扇。
用于分配器的替换件通常包括瓶子、插入瓶子的瓶颈内的瓶口中的塞子或芯固定件，以及由塞子固定的芯，该芯具有与挥发性物质接触的第一端和伸出瓶子外的第二端。挥发性物质通过毛细作用在瓶中从芯的第一端移动到芯的另一端。根据瓶子本身所使用的材料类型，替换件的瓶口具有不同几何形状的表面。此外，瓶子可以使用不同类型的材料。有些瓶子由玻璃制成，而有些瓶子由塑料树脂制成(例如茂金属聚丙烯(metallocenepolypropylene，mPP)或Barex树脂)。人们发现在输送香精油的空间中，透明聚合物会增加围绕瓶口的替换件的瓶颈处的应力开裂，并且当暴露在不断升高的温度和瓶压时尤为突出。尽管人们认为产生应力开裂的部分原因是因为选择性吸收(即从香精油和/或溶剂中)应力开裂剂(stress cracking agents)，但应力开裂的另一部分原因可能是因为在将塞子和芯插入瓶子并将瓶盖安装在替换件上后，会在瓶子上产生环向应力或周向应力。人们认为这些应力开裂剂会形成微屈服区(micro-yielded zone)或应力扩大区(stress-dilatedzone)，从而降低形成瓶子的聚合物的屈服强度(yield strength)。聚合物的屈服强度的降低会导致裂纹开裂(crack initiation)和断裂(fracture)，这在插入塞子和/或芯和/或盖上盖子时可能会恶化。
对于包含聚合物的典型替换件而言，其大部分应力开裂出现在瓶子的瓶颈处(例如在瓶子的瓶口附近)。应力开裂通常是由于替换件各部分受力。由于芯固定件夹紧瓶颈，沿瓶颈的最上部产生了许多应力。在许多情况下，应力开裂开始于密封表面，并延伸到瓶颈的中间部分。由于替换件必须保持容纳在其中的液体，因此，希望在塞子和瓶子之间保持流体密封，并且还希望减小在瓶子的瓶颈附近延伸的应力开裂。因此，在保持正常的密封压力的同时，还要最大限度地减小所组装的塞子在瓶颈表面上产生的延伸的环向应力。
发明内容
根据一个方面，提供一种用于分配挥发性物质的替换件，包括：瓶子，所述瓶子包括：主体，其由至少一个侧壁限定；以及瓶颈，其从所述至少一个侧壁向外延伸。所述瓶颈包括在所述瓶颈的上端的边缘，其中，所述边缘由内表面、上表面和外表面限定。所述替换件还包括：芯，其具有位于所述瓶子内的第一端以及从所述瓶子延伸出来的第二端，所述芯还限定纵轴。所述替换件还包括：塞子，其接合到所述瓶子的所述瓶颈，所述塞子将所述芯保持在所述瓶子内。所述边缘的所述内表面的至少一部分相对于所述纵轴以约2度至约9度的角度锥形倾斜(tapered)。
根据另一方面，提供一种用于分配挥发性物质的替换件，包括：瓶子，所述瓶子包括：主体，其由至少一个侧壁限定；以及瓶颈，其从所述至少一个侧壁向外延伸。所述瓶颈包括：螺纹，其围绕所述瓶颈的至少一部分；以及边缘，其在所述瓶颈的上端。所述边缘由内表面、外表面和在所述内表面和所述外表面之间延伸的上表面限定。所述替换件还包括：通道，其由所述瓶颈形成，所述通道限定纵轴；以及芯，其具有位于所述瓶子内的第一端以及从所述瓶子延伸出来的第二端，所述芯位于所述通道内。所述替换件还包括：塞子，其接合到所述瓶子的所述瓶颈，所述塞子将所述芯保持在所述瓶子内，并且包括由所述塞子的壁形成的孔。所述替换件还包括：盖，其附接到所述瓶子，所述盖包括密封裙部，当将所述盖固定到所述瓶子上时，所述密封裙部延伸到所述孔中。所述边缘的所述内表面相对于所述纵轴以大约3度到大约8度之间的角度锥形倾斜。
附图说明
图1是根据本公开的一些方面的替换件的正面、上面视图。
图2是大体沿图1的2-2线截取的剖面图；
图3是图2的没有芯的替换件的局部剖面图；
图4是图2的替换件的另一局部剖面图；
图5是图1的替换件的瓶子的正面、上面以及侧面视图；
图6是图5的瓶子的正视图；
图7是大体沿图6的6-6线截取的剖面图；以及
图8是图7的瓶子的瓶口的局部剖面图。
具体实施方式
本发明涉及能够蒸发和分配挥发性物质的挥发性物质分配器的替换件。本文中公开的装置可以实现为许多不同的形式，但本文讨论了几个具体实施例，并且应当理解，本公开中描述的实施例仅是对本文描述的原理的示例，本发明并不受限于所示的实施例。在整个公开内容中，术语“大约”和“约”是指每个术语所说明的数字的正负5％范围。
在本文中使用的术语“挥发性物质”是指消费者希望散发到一个或多个容纳挥发性物质的替换件周围和/或容纳一个或多个替换件的分配器周围的任意挥发性物质。例如，挥发性物质可以是清洁剂、杀虫剂、驱虫剂、昆虫引诱剂、霉菌(mold)或霉菌(mildew)抑制剂、香精、消毒剂、空气净化剂、用于芳香疗法的香味物质、防腐剂、主动挥发的芳香挥发性物质、空气清新剂、除臭剂等以及它们的组合。挥发性物质中能够包括添加剂(例如香精和/或防腐剂)。
图1-图3大体示出了与挥发性物质分配器(未示出)一起使用的替换件20，该挥发性物质分配器能够主动或被动地将放置在替换件20内的挥发性物质散发到周围环境中。在一些实施例中，替换件20能够插入并保持在挥发性物质分配器中。现在参照图1，替换件20大体包括容纳挥发性物质的瓶子30、从瓶子30向上延伸的圆柱形瓶颈32。瓶子30可以由玻璃、聚合物或其他合适的一种或多种材料制成。盖34固定在瓶子30的瓶颈32。盖34大体包括固定部36和盖部38。固定部36可包括沿其内表面的螺纹，该螺纹可用于将盖34固定至瓶子30的瓶颈32。固定部36和盖部38在接合部(joint)40连接。
图2示出了替换件20的正面剖面图。如图2所示，替换件20还包括塞子组件50，其配置并附接到替换件20的瓶颈32内。塞子组件50通常包括护套(sheath)52和基座54。塞子组件50将芯56保持在瓶子30内，并防止挥发性物质60从瓶子30中泄漏。芯56的下部58与在瓶子30内的挥发性物质60流体连通。芯56向上延伸穿过瓶颈32使得当移除盖34时，芯56的上部62暴露至周围环境。
塞子组件50的护套52从瓶子30的瓶口70向上延伸并围绕芯56的一部分。芯56可以是任何类型的输送机构，例如典型的(多孔材料的)芯、汲取管、中空管、重力供给式表面或部件，或任何其他合适的输送机构。
继续参照图2，瓶子30还包括底壁80和至少一个侧壁82。附图中的底壁80大体是凹面的，但底壁80也可以是平坦的，或具有其他合适的任意结构。如图2所示，侧壁82从底壁80向上延伸，并且相对于延伸穿过芯56的纵轴86向外弯曲。侧壁82终止于瓶子30的瓶颈32。芯56和护套52被插入至由替换件20的瓶颈32限定的通道88中。
参照图5，瓶子30的侧壁82包括前表面162和后表面164以及连接前表面162和后表面164的第一侧表面166和第二侧表面168。前表面162的侧面和底部向内弯曲使得前表面162的中心部分大体为球形。后表面164可以是前表面162的镜像，或者可以具有不同的构造。在一些实施例中，后表面164通常是平坦的。在一些实施例中，突起或设计元件170从前表面162向外延伸出来，设计元件170可以起到将替换件20保持在分配器内的作用。尽管本文中公开的瓶子显示为具有特定形状，但是本发明的原理可以应用于具有任何合适形状的瓶子的替换件。
现在参照图3和图4，第一螺纹72设置在瓶子30的瓶颈32上，从而将盖34保持在瓶子30的瓶颈32上和/或将替换件20保持在分配器内。盖34的内表面包括第二螺纹104，第二螺纹104对应于第一螺纹72并可操作性地容纳第一螺纹72。第一螺纹72和第二螺纹104包括将盖34保持在替换件20上的示例性固定机构。在其他实施例中，可以利用其他固定机构将盖34保持在替换件20上。第一螺纹72和/或第二螺纹104可以包括单个连续螺纹、可以是双螺纹、或者可以是某种其他类型的多线螺纹。第一螺纹72和/或第二螺纹104可以是互相交替的不连续螺纹。
再次参照图3，环形边缘110设置在第一螺纹72上方的瓶颈32的上端112处。边缘110由内表面114、上表面116和外表面118限定，对此将在下面更详细地说明。第一环形突起120在边缘110的外表面118和第一螺纹72之间从瓶颈32向外延伸。在一些实施例中，如图3和图4所示，第一环形突起120用于保持塞子组件50，所述塞子组件50可以包括锁定特征122。锁定特征122可以包括卡在第一环形突起120上的第二环形突起124。瓶子20的瓶颈32还包括形成通道88的内表面130。尽管将第一环形突起122和第二环形突起124描述成环形，但第一环形突起122和第二环形突起124也可以是离散的、不连续的突起。
继续参照图3，更详细地示出了塞子组件50的基座54。基座54包括由内壁142、下壁144和中间壁146限定的孔140。内壁142和中间壁146实质上平行。下壁144连接内壁142与中间壁146，并且进一步实质上垂直于内壁142和中间壁146。上壁148与中间壁146连接并从中间壁146向外延伸。上壁148还连接到外壁152，外壁152实质上垂直于上壁148。沿着外壁152的内表面154设置第二环形突起124。在一些实施例中，内壁142、中间壁146和外壁152实质上相对于彼此平行。在一些实施例中，内壁142和底壁80、下壁144和中间壁146、中间壁146和上壁148以及上壁148和外壁152之间的接合部156是圆形的。在此限定并说明的任何壁或部分与另一壁或部分实质上平行可以指相对于由第一壁或部分限定的轴线偏移最大10度的范围。
再次参照图3和图4，盖34包括延伸到塞子组件50的孔140中的密封裙部(sealskirt)160。密封裙部160的尺寸可设置成紧靠塞子组件50的下壁144的程度，从而形成密封。密封裙部160的尺寸和位置也可以设置成向中间壁146的下部150施加压力或应力的方式，从而可以减轻沿瓶子30的瓶颈32的边缘110的应力。密封裙部160的尺寸或位置可以附加地或可替代地被设置成对中间壁146的中间部分151，即下部150上方的部分提供压力或应力的方式。密封裙部160可具有附接到其上或从其延伸的一个或多个特征，该特征可有助于减轻或替换来自瓶子30的瓶颈32的上部的应力。
如图4所示，塞子组件50被固定到瓶子30上，并且盖34被紧固到塞子组件50。密封裙部160设置在孔140内并且紧靠中间壁146的中间部分151。由于盖34的几何形状，密封裙部160对中间壁146施加压力。在密封裙部160和中间壁146的中间部分151之间形成第一密封，该第一密封被称为“护套与盖之间”的密封。第二密封形成在中间壁146和瓶颈32的内壁130之间，这被称为“护套与瓶颈之间”的密封。护套与盖之间的密封和护套与瓶颈之间的密封分别在将盖34固定到瓶子30上时以及在将塞子组件50固定到瓶上时，防止挥发性物质从替换件20泄露。由此，护套与盖之间的密封和护套与瓶颈之间的密封中的每一个可以是气密密封。
参照图7和图8，将更详细地讨论了瓶子30的边缘110的构造。具体参照图8，为了减小瓶子30的瓶颈32上的应力，从而减小由此产生的应力裂纹，边缘110的内表面114具有角度，即，内表面114为斜切表面(chamfered surface)200。在图7和图8所示的实施例中，斜切表面200具有相对于纵轴86测量的大约6度的斜切角θ。然而，斜切表面200的斜切角θ可以在约1度至约10度之间，或者约2度至约9度之间，或约3度至约8度之间，或约4度至约7度之间或约6度。在一些实施例中，边缘110的内表面130的仅一部分或多个离散部分形成斜切表面200。在一些实施例中，整个内表面130形成为斜切表面200。在一些实施例中，如图8所示，斜切表面200开始于第一螺纹72的最上面部分或其上方，但斜切表面200也可以开始于第一螺纹72的最上面部分的下方。
继续参照图8，边缘110的内表面130部分地由斜切表面200以及与斜切表面200在顶点206处连接的倾斜表面(angled surface)204限定。倾斜表面204与纵轴86的角度β可以约为45度。在一些实施例中，倾斜表面204的角度β在约20度至约70度之间，或者约30度至约60度之间，或者约40度至约50度之间。倾斜表面204终止于边缘110的上表面116。上表面116大体垂直于纵轴86。
现在将讨论斜切表面200的益处。通过测试现有的替换件，在瓶子的瓶颈测出了很大的压力。此外，已确定在组装现有替换件期间，应力的高点发生在高的干涉位置处，所确定的高的干涉位置分别位于如上所述的护套与盖之间的密封和护套与瓶颈之间的密封。
根据实验测试，将护套52插入并保持在瓶颈32后，在大约4度至大约7度之间的斜切表面200大大减小了瓶子30的瓶颈32处的环向应力，由此减小或防止在组装期间和/或当暴露于香精油时发生在瓶颈32的应力开裂。对于具有2度斜切角的第一设计的瓶子的压缩密封而言，护套与瓶颈之间的密封降低了8％的应力；护套与盖之间的密封降低了6.7％的应力。对于具有5度斜切角的设计而言，护套与瓶颈之间的密封降低了9％的应力，护套与盖之间的密封降低了20％的应力。已经确定，设置斜切表面200能够将高的干涉位置移到瓶颈下方，这是通过将高干涉位置从通常发生/产生裂纹的瓶颈顶部移开实现的。
在另一项测试中，将在对具有6度斜切角度的替换件(“以下称为斜切替换件”)进行组装的过程中产生的密封压力和延伸的环向应力与现有的没有斜切角的mPP替换件(“现有替换件”)所产生的延伸的应力进行比较。在测试过程中，在室温下向斜切替换件和现有替换件填充相同的香料，并分别使用扭矩扳手进行组装。快速倒转斜切替换件和现有替换件，以使瓶子-护套以及护套-盖的接触面被浸湿。或者，使mPP替换件在所有相关方面(即瓶的瓶颈)与具有6度斜切角的替换件具有相同的配置。与现有替换件的密封效果相比，斜切替换件具有相同或更好的密封效果。对于现有的替换件而言，护套与瓶颈之间的最高密封压力为1419psi，护套与盖之间的密封压力为427至540psi。对于斜切替换件而言，护套与瓶颈之间的密封压力为1434psi，而护套与盖之间的密封压力在520至726psi之间。斜切替换件和现有替换件会产生相似的护套与瓶子之间的压缩密封压力，但斜切替换件在瓶颈处保持通常的延伸环向应力。保持压缩密封对于确保香料在运输和使用过程中保留在瓶子内至关重要。
本文描述的任意实施例可以被修改从而包括结合不同实施例公开的任意结构或方法。此外，本公开不限于具体示出的基板和/或支撑部件的形状/尺寸。更进一步地，可对本文公开的任意实施方案的支撑部件进行修改以与符合本文公开的各种类型的基板一起使用。
工业实用性
根据前述描述，显而易见地，本领域普通技术人员能够对本发明进行许多修改。因此，上述说明仅作为示例，其目的在于使本领域技术人员能够制造和使用本发明并且说明实施本发明的最佳模式。在本发明的权利要求范围内的所有修改的专利权均属于本发明。

Claims (20)

1.一种用于分配挥发性物质的替换件，包括：
瓶子，所述瓶子包括：主体，其由至少一个侧壁限定；以及瓶颈，其从所述至少一个侧壁向外延伸，所述瓶颈包括在所述瓶颈的上端的边缘，其中，所述边缘由内表面、上表面和外表面限定；
芯，其具有位于所述瓶子内的第一端以及从所述瓶子延伸出来的第二端，所述芯还限定纵轴；
塞子，其接合到所述瓶子的所述瓶颈，所述塞子将所述芯保持在所述瓶子内，
并且其中，所述边缘的所述内表面的至少一部分相对于所述纵轴以约2度至约9度的角度锥形倾斜。
2.根据权利要求1所述的替换件，还包括：
与所述瓶颈螺纹接合的盖。
3.根据权利要求1所述的替换件，其中，
所述边缘还包括：倾斜表面，其连接所述边缘的所述上表面和所述内表面，
其中，所述倾斜表面被配置成相对于所述纵轴具有大约30度至大约70度之间的角度。
4.根据权利要求1所述的替换件，其中，
所述塞子由围绕所述芯形成一部分护套的内壁、连接所述内壁与中间壁的下壁，以及连接所述中间壁与外壁的上壁限定。
5.根据权利要求4所述的替换件，其中，
所述塞子的所述内壁、所述下壁、以及所述中间壁形成孔，
并且其中，当将所述盖固定至所述替换件时，所述盖的裙部被容纳在所述孔内。
6.根据权利要求1所述的替换件，其中，
所述边缘的所述内表面以4.5至6.5度之间的角度锥形倾斜。
7.根据权利要求1所述的替换件，还包括：
盖，其螺纹接合到所述瓶子的所述瓶颈，
其中，所述盖的环形裙部延伸到由所述塞子的一个或多个壁形成的孔中，
并且其中，所述环形裙部将力施加到所述塞子的一部分，从而减小所述瓶子的所述瓶颈的环向应力。
8.根据权利要求7所述的替换件，其中，
在将所述盖固定到所述瓶子后，所述裙部与所述塞子的所述下壁接触。
9.根据权利要求1所述的替换件，其中，
在所述瓶子的所述主体内配置有包括至少一种香精油的挥发性物质。
10.根据权利要求1所述的替换件，其中，
在沿着所述瓶颈的螺纹和所述边缘的所述上表面之间，沿着所述边缘的所述外表面配置第一环形突起，所述第一环形突起被配置成与所述塞子的第二环形突起相互作用以将所述塞子固定在所述替换件的所述瓶颈上。
11.一种用于分配挥发性物质的替换件，包括：
瓶子，所述瓶子包括：主体，其由至少一个侧壁限定；以及瓶颈，其从所述至少一个侧壁向外延伸，所述瓶颈包括：螺纹，其围绕所述瓶颈的至少一部分；以及边缘，其在所述瓶颈的上端，所述边缘由内表面、外表面和在所述内表面和所述外表面之间延伸的上表面限定；
通道，其由所述瓶颈形成，所述通道限定纵轴；
芯，其具有位于所述瓶子内的第一端以及从所述瓶子延伸出来的第二端，所述芯位于所述通道内；
塞子，其接合到所述瓶子的所述瓶颈，所述塞子将所述芯保持在所述瓶子内，并且包括由所述塞子的壁形成的孔；以及
盖，其附接到所述瓶子，所述盖包括密封裙部，当将所述盖固定到所述瓶子上时，所述密封裙部延伸到所述孔中，
其中，所述边缘的所述内表面相对于所述纵轴以大约3度到大约8度之间的角度锥形倾斜。
12.根据权利要求11所述的替换件，其中，
所述塞子包括位于所述通道内的第一间隔壁、第二间隔壁，以及连接所述第一间隔壁和第二间隔壁的端部的下壁，所述孔由所述第一间隔壁、所述第二间隔壁和所述下壁形成，其中，在将所述盖固定到所述瓶子之后，所述密封裙部与所述塞子的所述第一间隔壁和第二间隔壁中的至少一个接触。
13.根据权利要求11所述的替换件，其中，
所述盖的固定部分的内表面包括第二螺纹，所述第二螺纹能够与围绕所述瓶子的所述瓶颈的螺纹进行螺纹接合。
14.根据权利要求11所述的替换件，其中，
在所述瓶子的所述主体内配置有包括至少一种香精油的挥发性物质。
15.根据权利要求11所述的替换件，其中，
在所述螺纹和所述边缘的所述上表面之间，沿着所述边缘的所述外表面配置第一环形突起。
16.根据权利要求15所述的替换件，其中，
沿着所述塞子的外壁的内表面配置第二环形突起，其中，所述第二环形突起卡扣在所述第一环形突起上，以将所述塞子保持在所述替换件的所述瓶颈上。
17.根据权利要求11所述的替换件，其中，
所述边缘的所述内表面以6度的角度锥形倾斜。
18.根据权利要求11所述的替换件，其中，
所述瓶子由聚合物制成。
19.根据权利要求11所述的替换件，其中，
所述塞子还包括从所述塞子的基座延伸的护套，其中，所述护套覆盖所述芯的上部的一半以上。
20.根据权利要求19所述的替换件，其中，
所述边缘的所述内表面围绕整个所述边缘锥形倾斜。
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