CN111655376B - 流体产品分配器 - Google Patents

Abstract

一种流体分配器，包括：存储器(R)，容纳流体(P)和空气(A)，存储器(R)形成组装开口(11)；流体分配器套管(12)，与存储器(R)连通；以及致动器构件(2)，接合在组装开口(11)中，用于向分配器套管(12)供应流体(P)；分配器的特征在于，致动器构件(2)包括可变形膜(23)，可变形膜(23)限定外表面(231)和内表面(232)，外表面(231)形成推动器(24)，当分配器套管(12)与存储器(R)的流体(P)接触时，内表面(232)与存储器(R)的空气(A)接触。

Description

流体产品分配器

技术领域

本发明涉及一种流体分配器，其包括存储器、分配器套管和用于向分配器套管供应来自存储器的流体的致动器构件。分配器套管可包括分配器端，该分配器端适合于形成通过重力与套管分离的流体滴。因而，分配器类似于滴管分配器。以完全通用的方式，这种类型的分配器用于香料、化妆品和药店领域，用于分配各种粘度的流体。

背景技术

传统的滴管分配器包括套管和致动器构件，该致动器构件能够将流体吸入套管中，然后将其从套管中排出。为此，首先必须将套管的端部浸入流体存储器中。通常，滴管分配器以组装状态包装，例如螺纹紧固在流体存储器上。滴管分配器单独不允许分配流体，而是仅仅允许吸取和排出空气。可认为滴管分配器是设置有套管的简单的可挤压球形物。

在现有技术中，文献FR2978431是已知的，其描述了一种流体分配器，该流体分配器包括流体存储器、以及泵，该泵包括泵主体和致动器杆，泵主体和致动器杆在它们之间限定了具有预定最大容积的泵室。杆可在主体内轴向移动，以使泵室的容积变化。该分配器还包括安装在致动器杆上的分配器套管，该分配器套管包括适于形成通过重力与套管分离的流体滴的分配器端。泵室的最大容积基本上等于在分配器头处分配的流体滴的容积。

本发明试图简化现有技术的流体分配器以及其它的流体分配器，特别是关于它们的结构和组件，但不会产生新的问题，特别是在组装分配器时。更具体地，组装分配器不应导致意外分配或流体处于压力下。本发明的另一目的是以较低的成本制造滴管装置，而不损害分配的质量和精度。另一目的是设计一种具有少量部件的分配器。

发明内容

为了实现这些目的，本发明提出了一种流体分配器，特别是滴管类型的流体分配器，包括：

流体分配器套管，流体分配器套管与存储器连通，套管形成分配器端，分配器端有利地适合于形成流体滴，流体滴通过重力与分配器端分离；以及

致动器构件，其接合在组装开口中，用于向分配器套管供应来自存储器的流体；

其中，致动器构件包括可变形膜，可变形膜限定形成推动器的外表面和内表面，当分配器套管与存储器的流体接触时，内表面与存储器的空气接触。

因而，当例如通过手指或拇指将压力施加至推动器上时，膜的内表面移动空气，该空气在存储器中受到压力。在压力下的空气作用在储存在存储器中的流体上，然后该流体的部分(剂量)被驱动通过分配器套管。流体以一个或多个单独的液滴的形式离开套管的分配器端，液滴由于重力而掉落。当使用者释放推动器上的压力时，膜弹性地返回其开始位置或静止位置。因而，在存储器中建立抽吸，从而使套管被抽空(返回存储器)，并使外部空气通过套管进入存储器。存储器最终包括少得多的流体和较多的空气。

分配器的结构非常简单，并且其操作直观且非常精确，因为分配器几乎排他地是手动灵巧性的问题。使用者立即理解的是，必须保持分配器的套管指向下方，收到将流体直接输送至分配器套管。还应该观察到的是，由膜施加的压力施加至在存储器中包括的空气，该空气本质上是可压缩的。结果，产生气动阻尼，使得由膜施加的压力以一定量的气动阻尼施加至流体，这避免了突然分配流体。这提高了分配的准确性，对于用户来说更容易控制。

根据本发明的有利特征，致动器构件包括组装套筒，在组装过程中，该组装套筒以密封方式插入存储器的组装开口中。组装套筒有利地在存储器的组装开口中执行一个密封轴向组装冲程，以便到达其最终密封组装位置，密封轴向冲程限定了冲程容积Vc。另外，可变形膜可在静止位置与完全压下位置之间移动，以便在这两个位置之间限定致动容积Va，致动容积Va大于或优选地基本上等于组装套筒的冲程容积Vc:Va≥Vc。由于这种关系，可在包装分配器的同时保证分配器不处于增加的压力下，并且理想地是处于大气压力下，正如下面描述组装分配器的方法时可看到的。

有利地，分配器还包括保护盖，该保护盖设置有用于以密封方式封闭分配器套管的分配器端的封闭装置。因而，分配器可与预组装的盖一起组装，并且，如果Va≈Vc，则保证分配器大致处于大气压力，如上所述。

在本发明的另一有利方面，存储器和分配器套管以单件主体的形式制成，该单件主体有利地由透明材料制成。致动器构件也可由透明材料制成。

本发明还限定了一种用于组装如上所限定的具有Va≥Vc的分配器的组装方法，该方法包括以下步骤：

a)在没有致动器构件的情况下，经由存储器的组装开口用流体填充存储器；

b)将致动器构件接合在存储器的组装开口中，当组装套筒与存储器的组装开口密封接触时，可变形膜保持在其完全压下位置；以及

c)当组装套筒与存储器的组装开口密封接触时，释放可变形膜，因而可变形膜返回至其静止位置。

以这种方式，保证了一旦分配器被完全组装，分配器中的压力就不会增加。

有利地，组装方法包括以下连续的步骤：

b1)使可变形膜变形至其完全压下位置；以及

b2)将致动器构件接合在存储器的组装开口中，直至组装套筒与存储器的组装开口密封接触。

c1)释放可变形膜，使可变形膜返回其静止位置；以及

c2)在存储器的组装开口中移动致动器构件，以便使组装套筒以密封方式在组装开口中滑动，直到组装套筒到达其最终密封组装位置。

因而，当膜被释放时，在分配器中产生抽吸，然后通过在组装开口中以密封方式滑动组装套筒来补偿一些或全部抽吸。

在变型中，组装方法包括以下连续步骤：

b1)使可变形膜变形至其完全压下位置；

b2)将致动器构件接合在存储器的组装开口中，直到组装套筒与存储器的组装开口密封接触；以及

c12)逐渐释放可变形膜，使得当组装套筒以密封方式在组装开口中滑动时，可变形膜返回到其静止位置，有利地基本上同时达到静止位置和最终密封组装位置。

在该变型中，在两个容积Va和Vc同时且以相反或补偿的方式变化的情况下，分配器中的压力基本上保持在大气压力下。有利地，使可变形膜从其静止位置变形至其最终密封组装位置所需的轴向力小于在密封滑动期间组装套筒和组装开口之间的摩擦力，以便达到最终密封组装位置。因而，可使膜变形，而不会使套筒在开口中滑动。

优选地，在组装方法期间，分配器套管的分配器端以密封方式闭合。因而，分配器可被置于压力或吸力下，而不会分配流体。在Va≈Vc的情况下，分配器在大气压下结束，即使其在组装时经受抽吸或压力。使用者可移除保护盖，而不会对流体产生任何影响。

附图说明

下面将参考附图来更全面地描述本发明，附图通过非限制性示例的方式示出了本发明的实施方式。

在附图中：

图1是通过本发明的流体分配器的竖直剖开的立体图，图中示出处于静止；

图2是与图1中的视图类似的视图，图中示出在分配期间；

图3是接合在存储器的组装开口中的致动器构件的比例大得多的视图；

图4是图3的细节D的更大比例的视图；以及

图5是示出组装分配器的各个步骤的流程图，具有可能的变型。

具体实施方式

首先参考图1和图2，以便详细描述本发明的流体分配器的结构和操作，该流体分配器是滴管分配器的形式。然而，本发明不排他地限于滴管分配器，并且可应用于其它类型的分配器。

本发明的分配器包括三个组成元件，即主体1、致动器构件2和保护盖3。在一些情况下，盖3可为可选的。

主体1可由任何适当的材料制成，诸如半透明或透明的塑料材料。主体1也可由玻璃制成。主体1可制成单件，即制成为单件部件，或主体可通过将多个单独的部件组装在一起而制成。还可设想通过使用包覆成型或双注射方法来制造主体1。

主体1包括气缸状部10，在本实施方式中，气缸状部10具有恒定截面，具体为圆形截面。在气缸状部的顶端，气缸状部10包括组装开口11，致动器构件2接合在组装开口11中，如下所述。在主体的相对端，主体1形成内部限定出口管道14的分配器套管12。分配器套管12形成分配器端13，分配器端13配置成适于形成通过重力与分配器端13分离的流体滴，如图2所示。流体在分配器端13的出口处积聚，如图2所示，直到液滴足够大以使其自身重量使其与分配器端13分离，并以液滴的形式落下。分配器端13的特定配置意味着分配器可被称为滴管分配器。

在气缸状部10和分配器套管12之间，主体1形成肩部15，该肩部15通过颈部16延伸，该颈部16经由截头圆锥形互连部分17连接至套管12。气缸状部10和套管12之间的主体1的特定形状对于本发明不是关键的，因此其它实施方式也是可能的。

致动器构件2可通过注塑诸如热塑性聚合物的相对柔性的塑料材料制成单件。致动器构件2包括大致为圆柱形的组装套筒21、在组装套筒21的顶端处向外延伸的突出轴环22、以及在组装套筒21内延伸的可变形膜23，例如在组装套筒的底端附近延伸的可变形膜。膜23的可变形特性可通过比套筒21或轴环22的壁厚小的壁厚来获得。在图1中，致动器构件2处于其静止状态，并且应观察到的是，可变形膜23是向上成圆顶形，即朝向轴环22凸出。换言之，可变形膜23向气缸状部10的内部凹陷。在致动器构件的组装状态下，致动器构件2接合在主体1的组装开口11内，其中组装套筒21接合在开口11内，以及轴环22抵靠组装开口11的顶部环形边缘。可变形膜23位于其静止位置，其凸起形状面向外。

如图1所示，当组装在主体1上时，保护盖3覆盖分配器套管12，并且有利地以密封的方式关闭出口管道14。为此，保护盖3可限定小盘33，分配器端13以密封方式接合在该小盘中。作为示例，盘33可由柔性材料制成，该柔性材料通过包覆成型或通过双注射连接至盖3的其余部分。为了确保盖3保持在主体1上的适当位置，例如，盖3可围绕颈部16强制配合，以便使其抵靠肩部15。还可在颈部16和盖3之间设置可释放的卡扣固定。

因而，本发明的分配器限定了流体存储器R，该流体存储器R从可变形膜23延伸至分配器套管12的入口。存储器R主要由气缸状部10限定：存储器还延伸至颈部16中，并延伸至截头圆锥形互连部分17中。因而，存储在存储器R中的流体P直接与分配器管道14连通。在变型中，可在分配器套管12的入口处设置双向阀，以便增加存储器R和分配器导管14之间的压头损失。还应观察到的是，存储器R在流体P的弯月面M上方还包括空气A。换言之，如图1和图2所示，当分配器套管12指向下时，在气缸状部10内，空气A位于可变形膜23和弯月面M之间。因而，流体P与分配器管道14直接连通。

在本发明中，可变形膜23限定外表面231和内表面232，如图3所示。外表面231形成推动器24，使用者可通过手指或拇指按压推动器24，以便将可变形膜23移向气缸状部10内部。在图1中，分配器设置有其保护盖3，并且在推动器24上的按压除了压缩存储器R内保持束缚的空气A之外没有效果。流体P确实受到压力，但是由于其分配器导管14由盘33堵塞，因而并不分配流体。相反，如图2所示，当去除了盖3时，沿箭头F1的方向按压推动器24，导致膜23变形，直到其到达完全压下的位置，如图2所示，并且如图3中虚线所示。因而，保持在存储器中的空气A处于压力下，并且所产生的力F2在流体P的弯月面M处施加至流体P上。作为响应，驱动流体P通过分配器管道14，并且以液滴的形式在分配器端13处积聚，该液滴的尺寸增加，直到其在达到临界尺寸时与套管12分离。这在图2中示出。

假设空气A是可压缩的，则压力F1不直接传递至流体P：相反，它通过空气A进行阻尼，使得传递的力F2小于压力F1。以这种方式，避免流体的突然分配，这防止形成一连串连续的液滴。

图3示出了接合在主体1的组装开口11内的致动器构件2。组装套筒21与组装开口11的内壁接合，以及突出轴环22抵靠开口11的顶部环形边缘。可变形膜23在其静止位置用连续线画出，在其完全压下位置用虚线画出。因而，在两个极限位置之间限定了致动容积Va。容积Va由图3中的阴影线区域表示。换言之，当使用者按压推动器24以按压可变形壁23直到其到达其完全按压位置时，大致对应于致动容积Va的流体P的量通过分配器套管12进行分配。实际上，所分配的流体的量略小于致动容积Va，因为保持在存储器R中的空气A的可压缩性。

如图4所示，为了达到致动器构件的最终组装位置，致动器构件2接合在组装开口1中，然后，致动器构件2被压下，以便沿着一个密封轴向冲程S行进。作为示例，组装套筒21的外壁可与形成在组装开口11内的密封肋111接触。一旦接合在开口11中，套筒21就与密封肋111密封接触，然后，从此时起，套筒21以密封方式抵靠密封肋111滑动超过对应于密封轴向冲程S的轴向高度，从而最终到达其最终组装位置，在该最终组装位置，轴环22抵靠开口11的顶部环形边缘。还可围绕肋111或在肋111下方为套筒21设置卡扣固定。密封轴向冲程S限定冲程容积Vc，该冲程容积Vc仅仅是冲程S乘以开口11的内径的乘积。

在本发明中，致动容积Va大于冲程容积Vc。优选地，致动容积Va比冲程容积Vc大非常小的量，或者其基本上等于所述冲程容积Vc。下面，可看出如何利用两个容积Va和Vc之间的这种关系来优化分配器的组装。

特别地，当使用者第一次移除保护盖3时，优选地，储存在存储器R内的流体P处于大气压力，以便避免意外分配任何流体。然而，假定致动器构件2通过沿着容积Vc的一个密封轴向冲程行进而插入至组装开口1中，则在用流体填充存储器之后，位于弯月面M上方的空气A通常处于压力下。以这种方式将空气置于压力下可能导致膜23变形，并以这种方式保持拉伸相对长的储存时间。

为了避免存储器内流体压力的任何增加、或膜23的任何拉伸变形，本发明限定了一种特定的组装方法，其包括以下连续的步骤：

a)在没有致动器构件2的情况下，经由存储器的组装开口11用流体P填充存储器R；

b)将致动器构件2接合在存储器R的组装开口11中，当组装套筒21与存储器R的组装开口11密封接触时，可变形膜23保持在其完全压下位置；以及

c)当组装套筒21与存储器R的组装开口11密封接触时，释放可变形膜23，因而可变形膜23返回至其静止位置。

上述步骤b)可细分为两个子步骤：

b1)使可变形膜23变形至其完全压下位置；以及

b2)将致动器构件2接合在存储器R的组装开口11中，直至组装套筒21与存储器R的组装开口11密封接触。

上述步骤c)可细分为两个子步骤，这两个子步骤可以以任何顺序执行：

c1)释放可变形膜23，使可变形膜返回其静止位置；以及

c2)在存储器R的组装开口11中移动致动器构件2，以便使组装套筒21以密封方式在组装开口11中滑动，直到组装套筒到达其最终密封组装位置。图5中示出了两个子步骤c1和c2的干预。

在变型中，步骤c)可包括单个步骤c12)，在该步骤中，可变形膜23逐渐释放，从而在组装套筒21以密封方式在组装开口11中滑动的同时，可变形膜23返回到其静止位置，有利的是，基本上同时达到静止位置和最终密封组装位置。在这种情况下，由于容积Va和Vc同时且沿相反方向变化，因而在存储器R中不会产生增大的压力。

因而，可在以下子步骤之间进行选择：

c1，然后c2，瞬间产生增加的压力；

c2，然后c1，瞬间产生吸力；或

c12，不产生压力变化。

还有利的是，使可变形膜23从其静止位置变形至其最终密封组装位置所需的轴向力小于在密封滑动期间组装套筒21和组装开口11之间的摩擦力，以便达到最终密封组装位置。因而，可首先直接压在膜上，以便将其带到其完全压下位置，然后其次使套筒21在开口11中滑动。

如上所述，存储器没有完全填充，使得当致动器构件接合在存储器的组装开口中时，存储器中存在空气，从而使得在步骤b)和c)期间，可压缩和膨胀保持在存储器中的空气。

在所有变化中，特别是在子步骤c1和c2的情况下，优选或乃至必要的是，保护盖3处于适当位置，以便关闭分配器管道14。这样，可避免流体的任何流出或外部空气的任何流入。在图5的流程图中，框i)表示将盖3放在适当位置的先前步骤或初始步骤。在执行组装方法的同时，盖3可由任何其它的封闭装置代替。

本发明提供了一种易于使用且非常精确的非常简单的分配器。另外，该组装方法保证输送给使用者的分配器处于大气压力下。

Claims (11)

1.一种滴管，包括：

存储器（R），容纳流体（P）和空气（A），所述存储器（R）形成组装开口（11）；

流体滴管套管（12），与所述存储器（R）连通，所述滴管套管（12）形成滴管端（13），所述滴管端（13）有利地适合于形成流体滴，所述流体滴通过重力与所述滴管端（13）分离；以及

致动器构件（2），接合在所述组装开口（11）中，用于向所述滴管套管（12）供应来自所述存储器（R）的流体（P）；

所述滴管的特征在于，所述致动器构件（2）包括可变形膜（23），所述可变形膜（23）限定外表面（231）和内表面（232），所述外表面（231）形成推动器（24），当所述滴管套管（12）与所述存储器（R）的流体（P）接触时，所述内表面（232）与所述存储器（R）的空气（A）接触。

2.根据权利要求1所述的滴管，其中，所述致动器构件（2）包括组装套筒（21），所述组装套筒（21）以密封方式插入所述存储器（R）的所述组装开口（11）中。

3.根据权利要求2所述的滴管，其中，所述组装套筒（21）在所述存储器（R）的所述组装开口（11）中执行一个密封轴向冲程，以便到达所述组装套筒（21）的最终密封组装位置，所述密封轴向冲程限定冲程容积Vc。

4.根据权利要求3所述的滴管，其中，所述可变形膜（23）能够在静止位置与完全压下位置之间移动，以便在所述静止位置与所述完全压下位置之间限定致动容积Va，所述致动容积Va大于或等于所述组装套筒（21）的所述冲程容积Vc。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滴管，还包括保护盖（3），所述保护盖（3）设置有封闭装置，所述封闭装置用于以密封方式封闭所述滴管套管（12）的所述滴管端（13）。

6.根据权利要求5所述的滴管，其中，所述存储器（R）和所述滴管套管（12）以单件式主体（1）的形式制成，所述单件式主体（1）有利地由透明材料制成。

7.一种用于组装根据权利要求4所述的滴管的组装方法，所述方法包括以下步骤：

a）在没有所述致动器构件（2）的情况下，经由所述存储器（R）的组装开口（11）用流体（P）填充所述存储器（R）；

b）在所述存储器（R）的所述组装开口（11）中接合所述致动器构件（2），当所述组装套筒（21）与所述存储器（R）的所述组装开口（11）密封接触时，所述可变形膜（23）保持在其完全压下位置；以及

c）在所述组装套筒（21）与所述存储器（R）的所述组装开口（11）密封接触的同时，释放所述可变形膜（23），从而所述可变形膜（23）返回其静止位置。

8.根据权利要求7所述的组装方法，包括以下连续步骤：

b1）使所述可变形膜（23）变形至其完全压下位置；

b2）将所述致动器构件（2）接合在所述存储器（R）的所述组装开口（11）中，直至所述组装套筒（21）与所述存储器（R）的所述组装开口（11）密封接触；

c1）释放所述可变形膜（23），使得所述可变形膜（23）返回其静止位置；

c2）在所述存储器（R）的所述组装开口（11）中移动所述致动器构件（2），以便使所述组装套筒（21）以密封方式在所述组装开口（11）中滑动，直到所述组装套筒（21）到达其最终密封组装位置。

9.根据权利要求7所述的组装方法，包括以下连续步骤：

b1）使所述可变形膜（23）变形至其完全压下位置；

b2）将所述致动器构件（2）接合在所述存储器（R）的所述组装开口（11）中，直到所述组装套筒（21）与所述存储器（R）的所述组装开口（11）密封接触；

c12）逐渐释放所述可变形膜（23），使得当所述组装套筒（21）以密封方式在所述组装开口（11）中滑动时，所述可变形膜（23）返回到其静止位置，有利地基本上同时达到所述静止位置和所述最终密封组装位置。

10.根据权利要求9所述的组装方法，其中，使所述可变形膜（23）从其静止位置变形至其最终密封组装位置所需的轴向力（F）小于在密封滑动期间所述组装套筒（21）和所述组装开口（11）之间的摩擦力，以便达到所述最终密封组装位置。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的组装方法，其中，所述滴管套管（12）的滴管端（13）以密封方式闭合。

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