CN113825907B - 高压预压缩泵的组装方法 - Google Patents

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Abstract

流体产品分配泵的组装方法，包括以下步骤：提供与致动杆(2)相固连的活塞(1)；提供包括泵室(5)的泵体(3)；提供套筒(50)，优选与固定环(4)相固连；提供致动时在泵室(5)中密封滑动的出口阀元件(39)；提供在泵体(3)的套筒(9)中滑动的入口阀元件(10)，套筒(9)具有减小的直径；提供弹簧(20)；方法包括以下步骤：将出口阀元件(39)固定在活塞(1)中；将活塞(1)和出口阀元件(39)插入套筒(50)中，插入从下方沿流体在排出时的流动方向进行；将弹簧(20)和入口阀元件(10)插入直径减小的套筒(9)中，插入从上方沿与流体排出时的流动方向相反的方向进行，以将弹簧(20)卡持套筒(9)的底部和入口阀元件之间；将套筒(50)插入泵体(3)，插入从上方沿与流体排出时的流动方向相反的方向进行。

Description

高压预压缩泵的组装方法
技术领域
本发明涉及一种流体产品分配装置，流体产品分配装置包括具有多个分配孔的雾化喷嘴和用于分配定量流体产品的泵。更具体地，泵是流体产品分配在至少15巴的高压下进行的预压缩泵。本发明还涉及组装这种泵的组装方法。
背景技术
包括具有多个分配口或分配孔的分配喷嘴的流体产品分配装置特别是从文献EP1878507和WO2018100321中是已知的。在这些文献中，孔的直径通常在8μm至20μm之间。在文献EP1878507中，喷嘴与预压缩泵相结合，该预压缩泵以小于7巴的压力将流体产品输送到喷嘴。在文献WO2018100321中，喷嘴或者与压力在2巴至7巴之间的泵相结合、或者与压力在6巴至13巴之间的利用推进剂气体运行的加压阀相结合。根据喷嘴的配置，特别是对于直径小于5μm的孔，这些压力可能显得不足以确保装置的最佳运行。此外，可能希望使用预压缩泵，以避免使用对使用者和/或环境有潜在危害的阀推进剂气体。在文献EP1698399、WO2015194962和WO2018219798中描述了微孔喷嘴的其他例子。
文献WO2014125216、W00102100、WO8704373和EP0265270公开了流体产品的分配与使用者的致动速度和/或致动力无关的泵。当泵被致动时，弹簧在泵室中产生的压力的作用下被压缩，而所述弹簧在致动结束时、在打开出口阀后被释放，使得容纳在泵室中的产品剂量由所述弹簧排出，而与使用者的致动速度无关。通常，这些泵提供大约6-7巴的压力。
发明内容
本发明的目的是提供一种不会再现上述缺点的装置和泵。
特别地，本发明的目的是提供一种流体产品分配装置，流体产品分配装置允许将提供高压的手动致动式预压缩泵与具有多个分配孔的分配喷嘴相结合。
本发明的另一个目的是提供一种能够以比传统泵更高的压力输送流体产品的泵。
本发明的另一个目的是提供这样一种泵，其简单且易于制造和组装，并且使用可靠。
本发明的另一个目的是提供这样一种泵，其在每次致动时与使用者的致动速度无关地确保泵室的内容物的完全和能重复的分配。
本发明的另一个目的是提供一种组装这种泵的方法，该方法允许提高泵在储存和使用过程中的可靠性，特别是提高在致动过程中承受高压的部件的完整性。
因此，本发明涉及一种流体产品分配泵的组装方法，包括以下步骤：
-提供与致动杆相固连的活塞；
-提供包括泵室的泵体；
-提供套筒，套筒有利地与固定环相固连；
-提供在致动期间在泵室中以密封的方式滑动的出口阀元件；
-提供在泵体的套筒中滑动的入口阀元件，泵体的套筒具有减小的直径；
-提供弹簧；
所述组装方法包括以下步骤：
-将所述出口阀元件固定在所述活塞中；
-将所述活塞和所述出口阀元件插入到所述套筒中，所述插入是从下方沿流体在其排出时的流动方向进行的；
-将所述弹簧和所述入口阀元件插入到直径减小的所述套筒中，所述插入是从上方沿与流体在排出时的流动方向相反的方向进行的，以便将所述弹簧卡持在直径减小的所述套筒的底部和所述入口阀元件之间；
-将所述套筒插入所述泵体中，所述插入是从上方沿与流体在排出时的流动方向相反的方向进行的。
有利地，所述套筒在插入之后通过密封焊、尤其是超声波焊被焊接到所述泵体上。
有利地，所述密封焊是在所述泵体和所述套筒的两个相应的径向凸缘之间进行的。
有利地，所述活塞、所述出口阀元件和所述入口阀元件的密封唇部朝向与其各自插入方向相反的方向取向，使得这些密封唇部在组装过程中不会受到损坏。
有利地，将所述弹簧和所述入口阀元件插入到直径减小的套筒的步骤是在将所述活塞和所述出口阀元件插入所述套筒的步骤之前进行的。
本发明还涉及通过上述方法组装而成的流体产品分配装置。
附图说明
本发明的这些以及其他的特征和优点将从参考以非限制性示例的方式给出的附图而进行的以下详细描述中更清楚地展现，附图中：
图1是根据现有技术的在息止位置的泵的示意性横剖视图，
图2是图1的泵在上部活塞的组装过程中的局部示意性横剖视图，
图3是根据一有利实施例的流体产品分配装置的示意性横剖视图，
图4是图3所示的泵的一部分的细节放大的横剖视图，
图5是图3所示的泵的另一部分的细节放大的透视图，
图6至图9是根据第一有利实施例的泵分别处于息止位置、致动行程开始时、致动行程中和致动行程结束时的示意性横剖视图，
图10和图11是根据本发明的有利的实施变型的泵分别在息止位置和致动行程结束时的示意性横剖视图，
图12和图13是图6的泵分别在上部活塞的组装过程中和组装结束时的局部示意性横剖视图，以及
图14是图6的泵在下部活塞的组装过程中的局部示意性横剖视图。
具体实施方式
本发明的各个方面将参考几个不同的实施变型进行描述。然而，应当理解，本发明不受附图所示实施例的限制。
图1和图2示出了根据文献WO2014125216的现有技术的泵。
参考图1和图2，这种现有技术的泵包括泵体3，与致动杆2相固连的活塞1在泵体中滑动，其中使用者按压在致动杆上以致动泵。活塞1在泵体3中在入口阀11和出口阀12之间限定的泵室5内滑动。固定环4(例如可压接的、可旋拧的或可卡扣的固定环)允许将泵固定到储存器上。
如图1所示，在泵的息止位置打开的入口阀11由在泵的致动期间能在泵体3中移动的入口阀元件10形成，在泵的致动开始时适于与泵体3的一部分配合以关闭所述入口阀11。所述入口阀元件10被制成在一侧由基壁封闭的中空圆柱体的形式，所述中空圆柱体的开口端的边缘从泵的致动开始便以密封的方式与泵体3的圆柱体9配合，以关闭入口阀11。弹簧20一方面承靠在入口阀元件10的基壁上，另一方面承靠在泵体3的一部分上。
出口阀12包括出口阀元件39，出口阀元件有利地由活塞1的下唇部形成，被实施成使得当泵被致动时，出口阀元件仅在泵致动结束时才打开，以允许容纳在泵室中的产品被排出。出口阀元件的打开是在泵体的径向内肩部40处形成的通道装置处实现的。所述通道装置40的目的是当在泵的整个致动行程中以密封的方式与泵体3配合的出口阀元件39在致动行程结束时到达所述通道装置40处时，形成至少一个流体通道。
泵室5中容纳的产品的排出与使用者施加的致动速度无关地进行。为此，入口阀元件10与弹簧20配合，当泵被致动时，弹簧20在泵室中产生的压力作用下通过入口阀元件10的位移而被压缩。在泵的致动行程结束时，当出口阀12打开时，压缩的弹簧20将被突然释放，从而容纳在泵室中的产品通过所述弹簧排出。有利的是，入口阀11的所述弹簧20还用作泵的复位弹簧，从而允许活塞1在产品被排出后返回到其息止位置。
因此，图1和图2中的泵具有两个活塞：一方面是活塞1，该活塞的一部分限定了出口阀；另一方面是限定了入口阀的入口阀元件10，入口阀元件10在致动时作为抵靠泵体3的圆柱体9的外表面的活塞而作用。
在图2中可以看到，在组装过程中，两个活塞从上方组装到主体中。因此，形成出口阀元件的活塞1的下唇部39将抵靠泵体3的入口，这可能削弱该下唇部。由于下唇部39在图2所示的位置轴向向下取向，因此必然是实施密封的径向外端部分在组装过程中与泵体接触。根据将部件装配到泵体中的力，部件的完整性可能受到损害，这可能会降低部件尤其是在高压下的密封性能。
同样地，入口阀元件10也围绕套筒9装配，入口阀元件的密封唇部会触碰到套筒的上边缘。同理，存在损坏该下唇部的密封表面、从而损害所述入口阀元件的密封性能的风险。
在图1和图2所示的这种现有技术的泵通常提供大约7巴的压力。根据公式P＝F/S，这个压力P等于弹簧的力F除以弹簧作用的面积S。在图1和图2所示的泵示例中，弹簧20的力通常为13N，对应于套筒9的外径的面积S通常为18.8mm2(套筒9的外径通常为4.9mm)，当被致动时，入口阀元件10将围绕套筒滑动。因此，压力P大约为7巴。通过改变弹簧20，例如通过使用具有25N的力的弹簧，可以获得大约13巴的压力。然而，由于诸多原因，这是不太考虑的。一方面，由于尺寸的原因，在图1的泵中致动这样的25N的力的弹簧可能变得困难，尤其是对于老年人或体弱的人。另一方面，这种压力的增加可能得不到两个活塞的支持，因为这两个活塞的密封唇部很可能在泵的组装过程中被损坏(见上文)。泄漏和故障的风险会太大，这会妨碍每次致动时可靠地分配完整剂量的流体产品。
本发明尤其涉及适于提供至少15巴、有利地至少20巴的压力的预压缩泵。
为此，如下所述，从结构上和操作上对图1和图2的现有技术的泵进行修改。在图3至图14中，相同或相似的部件用相同的数字标号表示。
与图1和图2中的泵类似地，根据本发明的泵包括泵体3，与致动杆2相固连的活塞1在泵体中滑动，使用者按压致动杆来致动泵。活塞1在泵体3中在入口阀11和出口阀12之间限定的泵室5中滑动。固定环4(例如可压接的、可旋拧的或可卡扣的固定环)允许将泵固定到储存器上。
泵室5的侧壁通过将套筒50插入泵体3中而得到加强。该套筒50可以与固定环4相固连，例如与固定环成一个单体部件。因此，该套筒50在泵室5中形成双壁，这可避免泵室5的内侧壁在致动期间由于泵产生的高压而变形。该套筒50包括限定出口阀40的径向肩部。有利的是，为了避免套筒50和泵体3之间的任何泄漏，优选的是在所述泵体3和具有套筒50的所述固定环4的相应的两个径向凸缘之间，(例如通过超声波)设置密封焊55，如图4所示。
同样地，与入口阀元件10配合的套筒9沿图6至图14所示的方向轴向向下延长泵体3，并容纳所述入口阀元件10和所述弹簧20。入口阀元件10是实心的，具有径向向外延伸的周边密封唇部。在息止位置，特别是如图6所示，这些密封唇部还没有与套筒9密封地配合，使得入口阀11是打开的。在致动期间，入口阀元件10通过压缩所述弹簧20，在套筒9中轴向滑动。该滑动以密封的方式进行，入口阀元件10的密封唇部则与套筒9以密封的方式配合。
与泵体3相比，套筒9具有减小的直径。有利的是，特别是如图5和图7至图9所示，套筒具有外部加强肋90。套筒9的该实施例允许减小套筒的径向尺寸，通常该套筒的内径小于图1中的泵的套筒9的外径。因此，例如，图6中的泵的套筒9的直径可以小于4.2mm，有利地小于4mm，优选3.9mm。
活塞1和出口阀元件39可以制成单一整体部件，但是优选地，如图3和图6至图14所示，出口阀元件39由固定在活塞1中的分离的部件形成。这种固定可以通过压装、卡扣、旋拧或任何其他合适的固定方式来实现。活塞1的密封唇部和出口阀元件39的密封唇部朝相同方向、在图6所示位置向下取向。
根据本发明的泵的特征之一是活塞1和出口阀元件39在套筒50中的组装。与图1和图2的泵不同，这种组装是从下部进行的，如图12和图13所示。因此，密封唇部不会被这种组装削弱，所述唇部朝与组装方向相反的方向取向。通过这种方式，密封唇部的弹性变形不是通过唇部的径向外表面抵靠泵室5的套筒50的正前接触来实现的；而相反地，唇部径向向内逐渐变形，使得密封表面不会受到任何可能损害其密封性能的突然应力。
入口阀元件10具有朝与活塞1和出口阀元件39的密封唇部相反的方向取向的密封唇部。如图14所示，所述入口阀元件10从上方组装到泵体的套筒9中。通过这种方式，入口阀元件的密封唇部在组装过程中也不再会被损坏。
因此，根据本发明的泵显著提高了各个密封部件即活塞1、出口阀元件39和入口阀元件10的密封性能。
因此，使用具有通常至少20N、有利地为25N的更大力的弹簧成为可能。
使用内径为3.9mm、即面积为12mm2的套筒9和20N的弹簧，则可以获得大约为16.5巴的压力P。使用25N的弹簧，压力上升到大约21巴。
因此，本发明允许提供一种标准类型的预压缩泵，但是该预压缩泵能够在至少15巴、有利地约20巴的压力下分配流体产品，这个压力比传统的标准泵高得多，甚至比利用推进剂气体运行的阀还要高。
致动这种具有25N的力的弹簧和12mm2表面积S的泵的致动力小于60N，有利地约为50N，这样的致动力仍然是能接受的。
本发明还提供有利的组装方法。该组装方法包括以下步骤：
-提供与致动杆2相固连的活塞1；
-提供包括泵室5的泵体3；
-提供套筒50，套筒有利地与固定环4相固连；
-提供出口阀元件39，致动时出口阀元件在泵室5中以密封的方式滑动；
-提供入口阀元件10，入口阀元件在泵体3的套筒9中滑动，所述套筒9具有减小的直径；
-提供弹簧20。
该方法还包括以下步骤：
-将出口阀元件39固定在活塞1中；
-将活塞1和出口阀元件39插入到套筒50中，所述插入是从下方沿流体在其排出期间的流动方向进行的；
-将弹簧20和入口阀元件10插入到直径减小的套筒9中，所述插入是从上方沿与流体在排出时的流动方向相反的方向进行的，以便将弹簧20卡持在套筒9的底部和入口阀元件10之间；
-将套筒50插入泵体3中，所述插入是从上方沿与流体在排出时的流动方向相反的方向进行的。
可选地，将弹簧20和入口阀元件10插入直径减小的套筒9的步骤可以是在将活塞1和出口阀元件39插入套筒50的步骤之前完成的。
图6至图9示出了泵的运行。
入口阀11打开、出口阀12关闭的息止位置如图6所示。
在如图7所示的致动开始时，入口阀11通过入口阀元件10的唇部和套筒9的内圆柱形表面之间的密封配合而关闭，而出口阀12保持关闭。弹簧20在套筒9中滑动的入口阀元件10的作用下受到压缩。套筒9具有与泵体3中布置的套筒50相比减小的直径，并且泵室5中容纳的流体是不可压缩的，所以尽管弹簧20的力增强，但是对弹簧20的这种压缩还是相对容易发生的。
如图8所示，当临近致动结束时，出口阀元件39接近出口阀的肩部40以打开出口阀。
图9示出了致动位置，其中出口阀打开，因而泵室5的内容物在舒张的弹簧20的作用下排出。流体产品于是在至少15巴、有利地至少20巴的压力下排出。
图10和图11示出了一个实施变型，其中提供辅助使用者施加致动力以减小其致动力的第二弹簧80。在该变型中，第二弹簧80有利地布置在活塞1的周围，以将活塞推向活塞的致动位置。因此，第二弹簧80与弹簧20相反地作用，因此第二弹簧的力必须小于弹簧20的力。
在设置了这样的第二弹簧80的情况下，可以考虑使用更强力的弹簧20，例如，弹簧20的力F大于30N，有利地甚至大于35N，例如38N，这对于12mm2的表面积S来说，将使得能够达到大于25巴、有利地大于30巴，例如为32巴的压力P。
有利的是，活塞1可以与围绕致动杆2组装的外套筒2’相固连，致动杆本身与出口阀元件39相固连。该实施例也可以适用于图6至图9的变型。
本发明还涉及一种包括如上所述的泵的流体分配装置，该泵与包括多个分配孔的雾化喷嘴相结合。
使用例如在文献WO2018100321中描述的那种的微孔喷嘴可根据喷嘴设计、特别是如果微孔直径小于5μm或者甚至小于2μm，需要流体以通常大于15巴的高压到达。本发明允许在不使用推进剂气体的情况下保证至少15巴、有利地至少20巴的压力。
如图3所示，该装置包括容纳储存器100的主体101，如上所述的泵通过固定环4安装在储存器100上。
储存器100优选地没有进气口。有利的是，可变形袋105固定在所述储存器100内，所述袋容纳流体产品并随着剂量的分配而变形。优选地，袋的填充可以是在真空下进行的。该实施例保证了容纳在袋内的产品几乎全部被输送，允许朝任何方向致动装置，还避免了容纳在袋内的流体产品被污染的任何风险。作为袋的替代方案，也可以在储存器100中使用随动活塞。
需要时，还可以使用通过进气口运行的装置，在这种情况下，有利地设置过滤器来过滤通风空气。
微孔喷嘴200布置在固定到主体101的分配端头110中，微孔喷嘴的运行将不再在下面充分地描述，但是微孔喷嘴可以是任何已知的类型，例如在文献EP1878507、WO2018100321、EP1698399、WO2015194962或WO2018219798中描述的类型。该分配喷嘴110可以是例如接嘴。通常，泵排出的流体撞击开有多个微孔的板，从而产生流体的雾化。
微孔喷嘴200的微孔直径小于5μm，优选地小于2μm。
有利的是，在泵的出口和微孔喷嘴200之间插置有过滤器150。该过滤器用于过滤掉流体通过各种塑料部件时可能携带的杂质。实际上，在制造和组装过程中总是存在产生颗粒的风险，从而有堵塞微孔喷嘴的微孔的风险。
有利地，主体101包括侧向致动臂160，侧向致动臂允许通过侧向致动来致动泵。
当然，本发明并不限于附图所示的实施例，相反地，本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种用于组装流体产品分配泵的组装方法，包括以下步骤：
-提供与致动杆(2)相固连的活塞(1)；
-提供包括泵室(5)的泵体(3)；
-提供第二套筒(50)；
-提供在致动期间在泵室(5)中以密封的方式滑动的出口阀元件(39)；
-提供在泵体(3)的套筒(9)中滑动的入口阀元件(10)，泵体的套筒(9)相对于泵室具有减小的直径；
-提供弹簧(20)；
其特征在于，所述组装方法包括以下步骤：
-将所述出口阀元件(39)固定在所述活塞(1)中；
-将所述活塞(1)和所述出口阀元件(39)插入到所述第二套筒(50)中，所述插入是从下方沿流体产品在排出时的流动方向进行的；
-将所述弹簧(20)和所述入口阀元件(10)插入到直径减小的所述套筒(9)中，弹簧和入口阀元件的这种插入是从上方沿与流体产品在排出时的流动方向相反的方向进行的，以便将所述弹簧(20)卡持在直径减小的所述套筒(9)的底部和所述入口阀元件之间；
-将所述第二套筒(50)插入所述泵体(3)中，第二套筒的这种插入是从上方沿与流体产品在排出时的流动方向相反的方向进行的。
2.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于，所述第二套筒(50)在插入之后通过密封焊(55)被焊接到所述泵体(3)上。
3.根据权利要求2所述的组装方法，其特征在于，密封焊(55)是在所述泵体(3)和所述第二套筒(50)的相应的两个径向凸缘之间进行的。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的组装方法，其特征在于，所述活塞(1)的密封唇部、所述出口阀元件(39)的密封唇部和所述入口阀元件的密封唇部朝与各自插入方向相反的方向取向，使得活塞的密封唇部、出口阀元件的密封唇部和入口阀元件的密封唇部在组装过程中不会受到损坏。
5.一种用于组装流体产品分配泵的组装方法，包括以下步骤：
-提供与致动杆(2)相固连的活塞(1)；
-提供包括泵室(5)的泵体(3)；
-提供第二套筒(50)；
-提供在致动期间在泵室(5)中以密封的方式滑动的出口阀元件(39)；
-提供在泵体(3)的套筒(9)中滑动的入口阀元件(10)，泵体的套筒(9)相对于泵室具有减小的直径；
-提供弹簧(20)；
其特征在于，所述组装方法包括以下步骤：
-将所述出口阀元件(39)固定在所述活塞(1)中；
-将所述弹簧(20)和所述入口阀元件(10)插入到直径减小的所述套筒(9)中，弹簧和入口阀元件的这种插入是从上方沿与流体产品在排出时的流动方向相反的方向进行的，以便将所述弹簧(20)卡持在直径减小的所述套筒(9)的底部和所述入口阀元件之间；
-将所述活塞(1)和所述出口阀元件(39)插入到所述第二套筒(50)中，活塞和出口阀元件的插入是从下方沿流体产品在排出时的流动方向进行的；
-将所述第二套筒(50)插入所述泵体(3)中，第二套筒的这种插入是从上方沿与流体产品在排出时的流动方向相反的方向进行的。
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