CN116234639A - 借助于加压气体分配材料的装置和其中使用的部分气体填充的管状体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于分配材料的装置，包括用于材料的贮存器和可连接到贮存器的出口通道。贮存器可以包括部分地填充有加压气体并且部分地填充有待分配的材料的管状体。管状体的一端可以被焊接封闭，并且管状体的相对端可以由在管状体的横截面区域的至少一部分上延伸的密封构件封闭。密封构件可以布置在套筒中，该套筒连接到管状体的与其焊接端相对的端部。密封构件可以包括可刺穿的隔膜，并且该装置还可以包括刺穿构件。替代性地，密封构件可包括可移动阀，或者密封构件可以可移除地固定在管状体内，并且该装置还可包括操作构件。管状体和刺穿构件或操作构件分别可朝向彼此移动。

Description

借助于加压气体分配材料的装置和其中使用的部分气体填充 的管状体

技术领域

本发明涉及用于分配材料的装置，包括用于材料的贮存器和可连接到贮存器的出口通道，其中，贮存器包括部分地填充有加压气体并且部分地填充有待分配的材料的管状体。这种分配装置在申请人的早期专利申请WO 2020/109340A1中公开，该专利申请在本申请的有效申请日之后公布。

背景技术

用于早期申请中的气体填充体可以是单层或多层挤出管，在管填充气体之后，其端部封闭。替代性地，管状体可以由单层箔或箔叠层制成。管状体也可以通过注塑或吹塑制成。气体填充的管状体可以由易于回收的塑料(例如PE或PP)制成。

在上述专利申请中提出的分配装置结构简单并且可以以低成本制造。该分配装置具有有限数量的零件，使得其可以以快速且简单的方式组装。而且，当分配材料时，这种分配装置不需要通气，并且推进剂气体确保待分配的材料的均匀分布。

发明内容

本发明的目的是对上述类型的分配装置提出进一步的改进。根据本发明，这通过以下事实实现：管状体的一端被焊接封闭，并且管状体的相对端由在管状体的横截面区域的至少一部分上延伸的密封构件封闭，其中，密封构件布置在套筒中，该套筒连接到管状体的与其焊接端相对的端部。

这种密封元件提供了比简单焊接封闭的管的端部更多的机会来将出口通道连接到贮存器。密封元件的设计可以变化以适应出口通道的不同布置。套筒可以用作用于将管状体连接到出口通道和分配装置的另外零件的适配器。另外，套筒可以用作接合部分，在该接合部分处可以抓握贮存器，使得可以在不对管状体施加任何外部压力的情况下操纵贮存器。

部分气体填充的管状体的结构和材料可以与上面结合早期申请所描述的相同。另外，密封构件和套筒也可以由塑料材料制成，优选地由与管状体的塑料相容的材料制成。这样，获得了结构简单且成本低的分配装置，其在使用后可容易地回收。

根据特定用途的要求，密封构件可以通过夹持、焊接或通过粘合剂固定到管状体。

当套筒具有支撑密封构件并且被构造为布置在管状体的与其焊接端相对的端部内部的内部部分、以及被构造为围绕管状体的端部布置并且连接到内部部分的外部部分时，管状体可以容易地固定在套筒的内部部分与外部部分之间。

为了形成连接而不必对管状体加压，套筒的内部部分和外部部分可以被构造为突出超过界定管状体的端部的边缘并且连接到彼此。密封构件可以布置在管状体的边缘处或附近，使得其相对于突出的内套筒部分和外套筒部分凹进。这样，密封构件被保护免受可能导致管状体意外打开的外部影响。

如果分配装置旨在用于单次使用，则密封构件可包括可刺穿的隔膜，并且该装置还可包括刺穿构件，管状体和刺穿构件可朝向彼此移动。刺穿密封构件是进入管状体内部并分配其内容物的简单方式。

在结构简单的分配装置的一实施例中，刺穿构件可以连接到出口通道。为了使分离零件的数量最小化，刺穿构件可以形成出口通道的整体部分。

如果分配装置旨在用于重复使用，则密封构件可包括可移动阀，并且该装置还可包括操作构件，管状体和操作构件可朝向彼此移动。这种可移动阀可以打开以允许部分材料从管状体分配，并且然后可以再次关闭以维持管状体中的气体压力，以便在重新致动阀后分配更多的材料。

为了简化分配装置的操作，阀可以被偏置到封闭管状体的端部的位置。这样，在从管状体分配部分材料之后，阀将总是返回到其关闭位置。阀可以由管状体中的内部压力偏置，但是阀也可以是可弹性变形的，或者可以由偏置构件(例如弹簧)接合。

在用于单次使用的分配装置的另一实施例中，密封构件可以可移除地固定在管状体内，并且该装置还可以包括操作构件，管状体和操作构件可朝向彼此移动。通过破坏密封构件的周边与管状构件之间的固定连接(例如通过使用操作构件将密封构件推入管状体中)，可以进入管状体的内部，并且可以分配其内容物直到其变空。密封构件可以被留下以在管状体的内部自由移动。

在结构简单的分配装置的一实施例中，操作构件可以连接到出口通道。为了使分离零件的数量最小化，操作构件可以与出口通道一体地形成。

在分配装置的一实施例中，出口通道可形成可连接到贮存器的喷嘴或施加器的一部分。这样，分配装置可简单地由填充有气体和待分配材料的管状体以及连接到管状体的喷嘴或施加器形成。

当密封构件布置在套筒中时，喷嘴或施加器可以连接到套筒。这样，可以获得管状体与喷嘴或施加器之间的坚固而简单的连接。套筒可以被构造为用于连接到特定类型的喷嘴或施加器，但是还可以包括标准连接装置，例如标准尺寸的内螺纹或外螺纹。

在分配装置的一实施例中，管状体中的加压气体可以与待分配的材料分离。这样，分配装置可以在任何定向上使用，因为不存在气体将聚集在出口通道处的风险。而且，将气体与待分配的材料分离允许高粘性液体以及甚至像粉末的粒状固体通过气体压力来分配。

在分配装置的一实施例中，活塞可以是可滑动地布置在管状体中，以将加压气体与待分配的材料分离，其中，加压气体可填充管状体的在活塞与焊接端之间的一部分，并且待分配的材料可填充管状体的在活塞与密封构件之间的一部分。这样，活塞用于将气体压力引向出口通道，因此便于分配。而且，这种布置确保在分配材料的同时将气体保持在贮存器中，因此防止使用者在材料旨在被消耗或吸入的情况下无意地吸收或吸入气体。

在分配装置的另一实施例中，管状体可包括填充有待分配的材料的内管状体和围绕内管状体且填充有加压气体的外管状体。这样，贮存器可以单独地填充有气体和待分配的材料，这简化了填充过程。而且，在管状体的制造期间的公差可能没有可滑动活塞严格，在可滑动活塞中密封是个问题。该实施例还允许内管状体和外管状体的特性针对它们各自的功能而优化。例如，用于外管状体的材料可以选择为具有优良的气体阻隔特性，而内管状体可以包括形成优良的液体阻隔的材料。而且，在这种布置中，不存在外管状体与例如待分配的液体材料接触的风险，该风险可能影响其气体阻隔特性。最后，在这种布置中，贮存器看起来被适当地填充，因为内管状体在贮存器的大致整个高度上延伸，而在其它实施例中，占据贮存器的一部分的气体可能给出贮存器没有被完全填充的印象。

在另外的实施例中，内管状体的直径可以比外管状体的直径小得多，使得在内管状体与外管状体之间限定环形空间，并且该环形空间可以填充有加压气体。在这种布置中，气体在内管状体的整个长度上对内管状体施加径向指向的压力，因此对待分配的材料加压。

在另一实施例中，内管状体具有与外管状体大致相同的直径，但长度小于外管状体。在该实施例中，加压气体可以被接收在内管状体的焊接端与外管状体的焊接端之间的空间中。因此，内管状体的焊接端可有效地形成外管状体中的气体与内管状体中待分配的材料之间的分离。这种布置或多或少地以与具有可滑动活塞的实施例相同的方式起作用。气体对内管状体的焊接端施加压力，该压力用于朝向由密封构件封闭的端部推动待分配的材料，并且内管状构件与外管状构件之间的紧密配合用作密封，该密封防止气体在材料被分配时从贮存器逸出。而且，由于加压气体被截留在由外管状体的相对小的表面区域界定的空间中，所以气体从外管状体渗透的风险较小。

当管状体朝向由密封构件封闭的端部渐缩时，开口端可以由较小的密封构件封闭，该较小的密封构件由于气体压力作用在较小的表面区域上而承受较低的载荷。这允许密封构件的结构比全尺寸密封构件更轻且更简单。

另外或替代性地，管状体朝向被焊接封闭的端部渐缩。这样，作用在焊缝上的力较小，这允许较弱并且因此较薄且较轻的焊缝，或者相反地，对于给定强度的焊缝允许较高的气体压力。

正如在早期申请中，管状体可以由柔性材料制成，以便是弹性的。这种弹性可以是由主体的柔性所导致的，由主体所填充的气体的压力来支撑。

最后，本发明还涉及一种用于在如上所述分配装置中使用的管状体。

附图说明

现在将参照附图通过多个示例性实施例来说明本发明，在附图中，类似的元件由相同的附图标记来标识，并且在附图中：

图1是根据本发明的实施例的分配装置的贮存器的透视图；

图2是沿着图1中的线II-II的纵向剖视图，示出了部分填充有气体且部分填充有待分配的材料并准备使用的贮存器；

图3是与图2的视图对应的贮存器的另一实施例的视图，其中，气体和待分配的材料由可滑动的活塞分开；

图4是与图3对应并且示出了使用期间的分配装置的视图，其中，密封构件已经被刺穿，并且出口通道连接到密封构件；

图5A示出了形成喷雾或发泡喷嘴的一部分的出口通道的纵向剖视图；

图5B是与图5A对应的作为海绵状施加器的一部分的出口通道的视图；

图5C是与图5A和图5B对应的作为刷型施加器的一部分的出口通道的视图；

图6是与图2和图3的视图对应的贮存器的另一实施例的视图，其中，待分配的材料被包装在内管状体中，气体被容纳在外管状体中；

图7是与图6对应并且示出了开始使用时的分配装置的视图，其中，密封构件已经被刺穿并且出口通道连接到密封构件；

图8是与图7对应并且示出了分配装置的又一实施例的视图，其中，密封构件包括可移动阀；

图9A示出了形成喷雾或发泡喷嘴的一部分的操作构件的纵向剖视图；

图9B是与图9A对应的作为海绵状施加器的一部分的操作构件的视图；

图9C是与图9A和图9B对应的作为刷型施加器的一部分的操作构件的视图；

图10是与图2的视图对应的贮存器的又一实施例的视图，其中，管状体朝向由密封构件封闭的端部渐缩；

图11是与图10的视图对应的贮存器的替代实施例的视图，其中，管状体朝向两端渐缩；以及

图12是与图8对应并且示出了分配装置的另外实施例的视图，其中，待分配的材料被包装在内管状体中，该内管状体紧密地配合在容纳气体的外管状体中。

具体实施方式

一种用于分配材料M的装置1的贮存器2包括管状体3，其具有由焊缝5封闭的一端4和由密封构件7封闭的相对端6，该密封构件在管状体3的横截面区域上延伸(图1)。管状体3部分地填充有加压气体G并且部分地填充有待分配的材料M(图2)。气体G和材料M在界面I处接触，该界面随着贮存器2的定向变化而移动，因为比材料M轻的气体将聚集在贮存器的上部。当贮存器2如图2所示保持直立时，气体G将处于管状体3的被焊接封闭的部分中，而材料M将处于管状体3的由密封构件7封闭的部分中。

在所例示的实施例中，密封构件7布置在连接到管状体3的端部6的套筒8中。套筒8具有支撑密封构件7的内部部分9。该内部部分9布置在管状体3的端部6的内部，并突出超过界定该端部6的边缘10。套筒8还具有外部部分11，其围绕管状体3的端部6的外部布置，并且也突出超过边缘10。内部部分9和外部部分11的突出节段彼此连接。

在所例示的实施例中，内部部分9具有支撑密封构件7的周边部分的肩部12和用于将密封构件7的周边部分夹紧在肩部12上的固定元件13。这样，密封构件7相对于套筒8的端面E凹进。从肩部12向外延伸的内部部分9的节段14可用作用于接收下面讨论的出口通道的适配器。

套筒8的形状和尺寸可以独立于管状体3的形状和尺寸而变化，以适应各种类型的出口通道和不同的喷嘴和施加器，如将在下面讨论的。

在贮存器2的另一实施例中，气体G和材料M由可滑动地布置在管状体3中的活塞15(图3)分开。如在此示出的，活塞具有双密封边缘16、17，其是弹性的并且紧密地符合管状体3的内表面以防止气体经过活塞的任何泄漏，但是也可以设想其它构造。当待分配的材料M是高粘性液体或甚至是粉末时，该实施例是合适的。气体G被截留在管状体3的在活塞15与焊接端4之间的部分中，并在相对端6的方向上推动活塞15。材料M容纳在活塞15与密封构件7之间，并且一旦密封构件7被移除以释放管状体3的开口端6，材料M就可以被分配。该实施例可以用于任何定向，因为活塞15确保气体G保持被截留，并且材料M总是处于贮存器2的分配端，即通过刺穿或移动密封构件而打开的端部6。因为气体G保持被截留，所以该实施例适于分配待消耗或吸入的材料。

如图4中示意性地示出的，密封构件7可以是隔膜，该隔膜可以被连接到出口通道19的刺穿构件18刺穿。在该实施例中，刺穿构件18和出口通道19形成分配装置1的一部分。它们可以与贮存器2分离，或者它们可以可移动地连接到套筒8。隔膜可以由弹性材料制成，使得其密封地配合在刺穿构件18周围，从而防止任何材料在该刺穿构件周围逸出。替代性地，隔膜可由在刺穿后破裂的非弹性材料制成。在这种情况下，材料M可以在其横截面的大部分上自由地流出贮存器。

在所例示的实施例中，刺穿构件18由出口通道19的尖点形成，该尖点实施为空心针。出口通道19布置在主体20中，该主体配合地容纳在套筒8的内部部分9中，并且在出口通道的端部处具有流出开口21。由于作用在活塞上的气体压力，活塞15朝向端部6移动，并通过出口通道19将材料M推出管状体3，如由液滴22示意性地表示的。

代替常规的流出开口，出口通道可以进入喷嘴23中，材料可以从该喷嘴以喷雾或泡沫锥体28(图5A)的形式分配。喷嘴23布置在可连接到内套筒部分9的适配器14的主体20上。例如，主体20可以具有外螺纹，而内套筒部分9可以具有内螺纹，或者主体20和内套筒部分9可以具有卡口配置。

替代性地，主体20可以承载出口通道19进入其中的施加器。该施加器可以是海绵状施加器24，其可以将分配的材料M分配在相对宽的区域29上(图5B)，或者可以具有刷子25的形式，其可以类似地将材料M分配在相对宽的行程30上(图5C)。显然，也可以想到其它布置。

代替可移动的活塞，分离气体G和材料M的另一种方式是通过在贮存器2中设置两个同心隔室。这可以通过将材料M包装在内管状体3A中并将加压气体G容纳在具有较大直径并围绕内管状体的外管状体3B中来实现(图6)。各个管状体3A、3B在一端4处再次焊接封闭，而内管状体3A的相对端6由密封构件7封闭。内、外管状体3A、3B之间的环形空间在该端部处由支撑密封构件7的套筒8封闭。在这种情况下，外管状构件3B固定在套筒8的外部部分11与内部部分9之间，而内管状构件3A固定在内套筒部分9中的环形狭槽中。外管状体3B可具有优化的气体阻隔特性，而内管状体可具有优化的液体阻隔特性(在待分配的材料是液体的情况下)。内外管状体3A、3B之间的环形空间中的气体G在径向上对从内管状体3A分配的材料M施加压力。

如图7所示，在该实施例中，密封构件7也可以是可刺穿的隔膜。然而，代替这种隔膜，密封构件7可以包括阀，该阀可以在如图6所示的关闭位置与如图8所示的打开位置之间移动。这样，材料M的流动可以被中断，以便提供可控制的分配装置1。阀从其关闭位置到其打开位置的移动可以由可以接合阀的操作构件26实现。操作构件26通过臂27连接到出口通道19，在该实施例中，该出口通道由主体20的侧壁限定并且进入流出开口21中。当主体20与内套筒部分9的适配器14断开连接时，操作构件26与阀脱离接合。在此，再次，操作构件26和出口通道19可形成分配装置1的一部分，或者与贮存器2分开，或者可移动地连接到套筒8。

在所例示的实施例中，可移动阀至少通过作用在容纳材料M的内管状体3A上的气体压力来偏置到其关闭位置，内管状体又将该压力传递到阀。为了实现阀的快速关闭，阀可以另外通过机械手段(例如弹簧力)偏置。在所示的实施例中，阀通过柔性臂31连接到内套筒部分9，柔性臂将阀推回到其关闭位置，以中断材料M流出贮存器。

替代性地，阀可以抵抗作用在材料M上的压力而永久地保持在其打开位置。为此，当阀被操作构件26打开时，阀可以移动经过凸轮、脊或其它障碍物，凸轮、脊或其它障碍物将使得阀的返回移动不可能。

在此，再次，出口通道19也可以进入喷嘴23中以形成喷雾或泡沫锥体28(图9A)、覆盖宽区域29的海绵状施加器24(图9B)或形成笔画30的刷型施加器25(图9C)。

代替由可刺穿的隔膜或可移动阀形成，密封构件7也可以可移除地布置在套筒8的内部部分9中。例如，密封构件7可以使其周边部分夹紧在内套筒部分9中，使得可以通过迫使其脱离夹紧接合而永久地移除。密封构件7可以是例如夹紧在内套筒部分9中的周向凹槽中的球形体。然后，该球形体可借助于操作构件被向内推入管状体中，之后，该球形体可被留在管状体3内浮动。

在本发明的一实施例中，管状体3可以朝向由密封构件7封闭的端部6渐缩(图10)。这样，开口端6具有小于管状体3的圆柱形部分的直径D_c的直径d_e，这允许使用更小的密封构件7。由于气体压力作用在较小的表面区域上而承受较低的载荷的该密封构件7可以比任何其它实施例的密封构件更轻且更简单。

以类似的方式，管状体3也可以朝向焊接端4渐缩(图11)。在此，再次，因为气体压力作用在较小的表面区域上，所以作用在焊缝5上的载荷较小，并且焊缝可以更薄且更轻。相反地，具有锥形端4的管状体3可以允许对于给定尺寸和强度的焊缝5的更高的气体压力，该压力至少在一定程度上由管状体3的壁厚确定。

尽管在该实施例中，管状体3的两端具有减小的直径d_e，但也可以想到，仅焊接端4是锥形的，并且由密封构件7封闭的端部6具有全直径D_c。

在具有内外管状体3A、3B的另一实施例中(图12)，内管状体3A具有与外管状体3B大致相同的直径(D_i≈D_o)，使得其紧密地配合并且在内外管状体3A、3B之间没有空间。内外管状体3A、3B的端部在套筒8的内部部分9与外部部分11之间固定在一起。内管状体3A具有小于外管状体3B的长度Lo的长度Li。这样，气体G被截留在外管状体3B的由内管状体3A空出的部分中。气体G对由焊缝5A封闭的内管状体3A的端部4A施加压力。该压力产生指向由密封构件7封闭的端部的力。该实施例将图3和图4的可滑动活塞15的优点与图6至图8的内外管状体3A、3B的优点结合。

上述发明提供了一种简单且低成本的分配装置，该分配装置具有最小数量的零件，其中仅有一个或两个是可移动的。本发明的分配装置可以是单次使用的，或者可以重复使用，并且在其最终使用之后可以容易地回收。分配装置的各个零件可由任何合适的塑料材料制成，有利地由柔性塑料材料制成。优选地，至少密封构件由与管状体相同或相似的材料制成，使得贮存器可作为一个整体被回收。出于相同的原因，如果套筒和活塞也由与管状体和密封构件相同或类似的材料制成，则是有利的。优选地，出口通道、喷嘴和/或施加器也由相同或类似的材料制成。

尽管在此已经示出和描述了各种实施例，但是将清楚的是，本发明不限于此。例如，不同实施例的特征可以组合成新的实施例。图6至图8的实施例的内外管状体可以是锥形的，或者图10和图11的锥形贮存器可以包括活塞。所有实施例可以设置有可刺穿的隔膜或可移动的阀。

本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (21)

1.一种用于分配材料的装置，包括用于所述材料的贮存器和可连接到所述贮存器的出口通道，其中，所述贮存器包括部分地填充有加压气体并且部分地填充有待分配的材料的管状体，所述管状体的一端被焊接封闭，并且所述管状体的相对端由在所述管状体的横截面区域的至少一部分上延伸的密封构件封闭，其中，所述密封构件布置在套筒中，所述套筒连接到所述管状体的与其所述焊接端相对的端部。

2.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于，所述密封构件通过夹持、焊接或通过粘合剂固定到所述管状体。

3.根据权利要求1或2所述的分配装置，其特征在于，所述套筒具有支撑所述密封构件并且被构造为布置在所述管状体的与其所述焊接端相对的所述端部内部的内部部分、以及被构造为围绕所述管状体的所述端部布置并且连接到所述内部部分的外部部分。

4.根据权利要求3所述的分配装置，其特征在于，所述套筒的所述内部部分和所述外部部分被构造为突出超过界定所述管状体的所述端部的边缘并且连接到彼此。

5.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述密封构件包括可刺穿的隔膜，并且所述装置还包括刺穿构件，所述管状体和所述刺穿构件是朝向彼此可移动的。

6.根据权利要求5所述的分配装置，其特征在于，所述刺穿构件连接到所述出口通道。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述密封构件包括可移动阀，并且所述装置还包括操作构件，所述管状体和所述操作构件是朝向彼此可移动的。

8.根据权利要求7所述的分配装置，其特征在于，所述阀被偏置到封闭所述管状体的所述端部的位置。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述密封构件可移除地固定在所述管状体内部，并且所述装置还包括操作构件，所述管状体和所述操作构件是朝向彼此可移动的。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述操作构件连接到所述出口通道。

11.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述出口通道形成可连接到所述贮存器的喷嘴或施加器的一部分。

12.根据权利要求11所述的分配装置，其特征在于，所述喷嘴或施加器是可连接到所述套筒的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述管状体中的所述加压气体与所述待分配的材料分离。

14.根据权利要求13所述的分配装置，其特征在于，活塞可滑动地布置在所述管状体中，以将所述加压气体与所述待分配的材料分离，所述加压气体填充所述管状体的在所述活塞与所述焊接端之间的一部分，并且所述待分配的材料填充所述管状体的在所述活塞与所述密封构件之间的一部分。

15.根据权利要求13所述的分配装置，其特征在于，所述管状体包括填充有所述待分配的材料的内管状体、以及围绕所述内管状体且填充有所述加压气体的外管状体。

16.根据权利要求15所述的分配装置，其特征在于，在所述内管状体与所述外管状体之间限定环形空间，并且所述环形空间填充有所述加压气体。

17.根据权利要求15所述的分配装置，其特征在于，所述内管状体具有与所述外管状体大致相同的直径，但长度小于所述外管状体，并且其中，所述加压气体被接收在所述内管状体的所述焊接端与所述外管状体的所述焊接端之间的空间中。

18.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述管状体朝向由所述密封构件封闭的所述端部渐缩。

19.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述管状体朝向被焊接封闭的所述端部渐缩。

20.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述管状体由柔性材料制成，以便是弹性的。

21.一种用于在根据前述权利要求中任一项所述的分配装置中使用的管状体。

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