CN1121028A - 防止滴流的排放装置 - Google Patents

Abstract

通过本发明排放装置封闭容器。排放装置的特征在于，在排放嘴的壁上最靠近收敛颈部的部位处布置至少一个通孔。所述排放装置应用于各种通过内部相对压力来排放内装液体的容器。

Description

防止滴流的排放装置

本发明涉及塑料材料制成的用在装有各种饮用或非饮用液体的各种容器上的封闭装置。更准确地说，本发明涉及通过内部压力使内装液体从排放口排出的各种容器上的封闭装置，这些容器是例如具有泵装置或者使用者可在其上施加压力的软壁的容器。

在已知的这类装置中，通常面临的一个难题是如何去除滴流。当液体排放结束后，液滴仍会从排放口滴出，由此带来诸多的麻烦，比如污染容器和/或周围环境。

为了去除滴流，通常使用环绕排出口的适当形状的唇部，在一定的粘度和表面张力条件下，唇部起着“截断滴流”的作用。然而人们看到，对于具有柔软壁或具有泵作用的容器来说，这些唇部在去除滴流方面效果不大。

在另一些已知的情形中，特别是在咖啡壶壶嘴的应用方面，在排放嘴的容器壁中布置一个毛细通道，它通到液滴自然形成的位置处，以便产生“毛细管中的上升现象”，抽吸液滴并使之返回容器内部。

但是，上述这种方式的不利之处是不能有效地应用于柔软壁容器的封闭装置。事实上，考虑到这些封闭装置的器壁只有很小的厚度，因此不可能在这样的厚度中布置毛细通道。

本发明旨在解决始终未能满意地解决的问题，即去除从容器的出口或倾倒装置排出的尤其是通过内部压力排放的液体所形成的最后液滴，而不管其排放口的直径如何。

本发明的装置可以用于各种用来盛装液态或半糊状制品的容器上，这些制品可以是饮用或非饮用的，并且其排出是通过内部的相对压力来进行的。本发明最适用于但不仅限于柔软壁容器，比如在家庭中经常使用的那些容器。

本发明涉及一种通过压力来排放内装物的容器上配置的防止滴流的排放装置。这种装置包括通常为管状的排放嘴，该排放嘴具有以扩散状的唇部为边缘的出口。所述出口在上游起始于收敛颈部，它与容器相连，其特征在于，在排放嘴的壁上最靠近收敛颈部的部位设有至少一个通孔。

参照附图，本发明其他特征在以下描述中将会更为清楚。

附图如下：

图1是通常液层中断时的流动情况的示意图。

图2是液层中断的细部图。

图3示出通过内部相对压力来排放内装液体的容器上的传统型排放装置。

图4示出本发明装置。

图5是本发明实施例中装置的正视剖面图。

图6是取自图5的局部平面图。

为了更好地理解本发明，对于液态流体(甚至半糊状流体)从刚性壁的容器中排出时的流动特性，以及同样的流体以内部相对压力从容器中排出时的流动特性，最好给予对比描述。所述的内部相对压力，可以来源于例如泵的作用，或者通过在构成容器全部或局部的软壁上施加压缩力。

在刚性壁容器的情况中，比如图1中局部示出的容器1，流体在一个很小的压力Δp的作用下，流经排放装置2。压力Δp是由于密度为ρ的液柱高度h所产生的，该压力满足下述公式：

                    Δp＝ρgh其典型数值为：

             h＝5厘米     ρ＝1克/厘米³从而Δp≈100帕(10^-3巴)

然而，压力Δp的值由于负压而减小，当然，负压是相对的，但它确实存在，它随着流体的排出而存在于容器中。这就导致排放速度的降低，使得排放装置上的通道截面3具有大的面积，它通常约为几个平方厘米。在这种情况下，流动总是呈层流状态，即使在液体粘度很低时也是这样。

为了估算在排放装置的出口处形成液滴的可能性，就应当了解造成液体流动中断的机理。在所述刚性壁容器的情形中，使用者降低容器的倾斜度时，在限定排出口或排放装置的表面部分4上形成越来越大的液体层流，如同图1所示。

从图2可以看到，一旦在垂直于表面部分4的方向上缺少足够的液层厚度，由于表面张力就会造成液层中断的现象。图2示出液体没有浸没排放装置2的容器壁的情况。

挂在排放嘴上的液滴的体积同表面部分4与作为排放口边缘的唇部5之间的长度X成一定比例。

因此，重要的是设计这样的排放嘴，使该距离(即长度X)尽可能地减小。

如果是通过内部相对压力进行排放的容器，比如柔软壁容器，使用者用手施加在器壁上以挤压排出液体的作用力通常约为10牛顿，所述作用力作用在1平方分米的表面上。这样，容器内就产生大约1000帕的相对压力。显然，与前面图中所示的情况相反，这里没有出现任何负压效应。

在这种情形中，在相当高的压力的作用下进行排放。这就导致使用通常具有很小直径的、在某种情况下还配有层流叶片的排放装置。所述层流叶片用于去除可能发生的紊流，并降低排放量。

如果是通过内部相对压力进行排放的容器，流体的层流不在排放装置出口处，而是在如图3中用标号6所标示的一小段通道部分中，该通道通常由截面较大并且长度稍长的排放嘴7加以延伸，该排放嘴便于满足封闭塞的成型和适配等方面的几何要求。

所有这些情况下，发生液层中断的最大层流点位于收敛颈部6处，也就是位于排放嘴7的基部，这就截留出体积为V₀的一部分液体。这里要考虑的现象是，这部分截留的液体由于在流过排放装置大量液体的排送下而自动排出的危险。

本发明目的在于建议采用一些装置，有效地避免留存在容积V₀中的截留液体，并避免通过内部相对压力进行排放结束之后上述液体的自动排出。如图4所示，这些装置包括设置在排放嘴7的容器壁上并位于最靠近颈部的至少一个通孔9，以便在内部相对压力消失时，消除由于排放嘴7中的液流排空后而形成的负压。

设置孔9以后的排送情况如下：液体在沿排放嘴7流动的整个期间，通过一个或若干个孔9吸入大气的空气，这些空气以气泡的形式混入液体中，因而该液体的宏观密度ρ’满足伯努利方程：

显然，P₁＝P₂以及Z₁＝Z₂

空气的注入能够使液流的速度V₁、V₂保持稳定，从而避免液流从层流排放转变为紊流排放。

液流的质量守恒定律可以写成：

               S₁V_1ρ＝S₂V_2ρ’，由此

S₁是排放嘴7颈部最收敛处的截面积，而S₂是空气注入处的截面积，我们可以使S₁/S₂＝0.5。

可设计成液体能够在排放嘴中连续恒速流动，甚至当给它传递动能的压力不再存在时，也是如此。

换句话说，当容器中的内部压力消失时，液流在收敛颈部6的流速不再存在，而截留在容积V₀中的液体根据惯性原理仍以稳定的流速继续流动，这就可以排空死腔中的液体从而去除滴流。

排放嘴7最好呈圆柱形管状，甚至可以呈圆锥形，从而在圆锥的喇叭形侧面的压力下容纳液体。排出口或排放嘴7的出口由另一端的边缘加以限定，该出口最好(但不是必须)设有一扩散状的薄唇10，收敛颈部6与唇部10之间的距离d可以是任意的，甚至可将唇部10与颈部6直接连接。

孔9的直径最好在0.5～1.5毫米之间，在大多数情况下，这些孔都是钻孔，而且最好是分布在一个或几个横向于排放嘴7的轴线X—X’的垂直平面中。在这种情形中，所述孔成直线布置，或者从一个垂直平面到另一个交错布置，两种形式可以同时存在。

由于孔9具有消除负压的功能，因此，所述孔可以称之为再压缩孔或者更准确地说，这些孔是在颈部6的两侧重建平衡压力的孔。

这些孔9的直径应当足够大，以免液体凹液面把孔堵住。下述公式表明液体凹液面的破裂压力小于文杜里现象中的负压。

公式如下：

                8A/Φ＜p(V₁ ²—V₂ ²)

这里，A是液体的表面张力，V₁是颈部收敛处的流速，V₂是容积V₀中的流速。

为了改进重建压力孔的调节作用，减少流量的装置最好与排放嘴的内部合为一体。

图5示出本发明排放装置的一个最佳但不唯一的工业用实施例。该排放装置可拉伸，可以装在一个未示出的容器上，通过内部相对压力来排出容器内装的液体。

这种用总标号20标示的排放装置或部件包括一个装在容器上的机座21，该机座21通过拉伸部件22延伸，所述拉伸部件22本身由管颈23延伸，该管颈23最好配有外螺纹，以便能够与拧紧的封闭盖24相配合。由于要连接到延伸部件22上，所以管颈23本身包括一个收敛部6，这个问题前面已经述及。通过一个具有减少流量甚至具有调节流量作用的内部结构25，收敛颈部6可以使辅助管颈23上的通道截面减小。图6示出所述这种内部结构的实例，图6与排放装置在去掉封闭盖24之后的俯视图相一致。

管颈23的端部包括一个能够与封闭盖24的内表面相配合的唇部10。

实施例中，两个径向对置的孔9配置在唇部10和由管颈23构成的收敛颈部之间的连接部位处。

本发明并不局限于所述和所示的实施例，因为在不超出本发明范围的前提下，根据这些实施例可以作出各种改进变型。

Claims (7)

1.一种通过相对内部压力排出内装液体的容器上所采用的防止滴流的排放装置，这种装置包括通常为管状的排放嘴20，该排放嘴具有以扩散状唇部为边缘的出口并起始于收敛颈部23，该颈部将所述排放嘴与容器相连，其特征在于，在排放嘴的壁上最靠近颈部的部位处设有至少一个通孔9。

2.根据权利要求1中所述的排放装置，其特征在于，这些通孔9布置在至少一个横向垂直于排放装置轴线(X—X’)的平面中。

3.根据权利要求1或2中所述的排放装置，其特征在于，这些通孔9沿排放嘴的整个有效长度布置。

4.根据权利要求1至3中之一所述的排放装置，其特征在于，每个孔的直径在0.5～1.5毫米之间。

5.根据权利要求1至4中之一所述的排放装置，其特征在于，这些通孔9在若干连续的横向垂直平面上成直线布置。

6.根据权利要求1至4中之一所述的排放装置，其特征在于，通孔9在两个连续的横向垂直平面上交错布置。

7.根据权利要求1至6中之一所述的排放装置，其特征在于，该装置包括：

—机座21，该机座21与容器相连，

—管颈23，该管颈23延伸机座并限定收敛颈部6，

—唇部10，该唇部10直接延伸管颈23，

—以及，至少一个通孔9，该通孔9位于管颈与唇部之间的连接部位上。

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