CN1222100A - 自然通气的泵压分配装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于分配液态产品的手动泵压分配装置,该装置包括贮存液态产品的容器(10)、分配泵(30)和透气/不透液的通气体(70)。容器(10)具有内腔(12)和暴露在外界环境中的外部。分配泵(30)装接在容器(10)上与液态产品流体连通。分配泵(30)具有排放通道(40)和致动器(50)。透气/不透液的通气体包括通气组件(82),它包括膜(84)和支承架(86),膜(84)是透气和不透液的并被固定到支承架(86)上,从而膜围绕着支承架。通气体使内腔与外界沟通,因而使容器自然通气。

Description

自然通气的泵压分配装置

发明领域

本发明涉及一种与消费品容器配合使用的泵压分配装置，更具体地说，本发明涉及这样的装置，它能够通气又不会使液态产品泄漏。

发明背景

把液体从供应容器中泵压出来的手动分配装置在现有技术中是广泛公知的。典型的手动泵压分配装置至少设有一个从容器的内腔通向外部环境的通气孔，以便当通过该分配装置将液体从容器中抽出时允许空气进入到容器中，以免由于其内部产生的真空而使容器凹陷或者使液流中断，这两种情况都是不希望发生的。在使用过程中当容器被倒置、或者当液态产品在容器内被搅散、或者在某个时期使用者可能有意将容器放倒、或者要将容器从一个工作点携带到另一工作点、或者在装运时，这时与大部分手动泵压分配装置相关的一个问题是如何防止液体经由通气孔而从相应的容器中泄漏出来。

此外，某些液态产品，例如过氧化氢或其它漂白剂，以及碳酸饮料或其它引起化学反应的液体，都会产生气体，这将导致容器的内腔中的压力增大。这些气体若无法排出，容器就将承受巨大的应力，这种应力通常会使容器膨胀或者受力破裂。膨胀意味着容器的变形，而受力破裂会造成泄漏、损坏、或者极端情况下的爆炸，而爆炸可能产生危险的或有害的隐患。对于厚壁容器来说，这些问题并不明显，但应考虑厚壁容器的成本高昂，以及对减小材料资源的消耗的期望，因而为了减小对环境的影响，倾向于尽可能地使用薄壁容器。装接有手动泵压分配装置的大部分消费品容器通常都是薄壁的并且由塑料制造。因此，为了避免这些潜在的问题，就希望在使用和不使用期间为这些装接有手动泵压分配装置的容器通气。

各种通气装置都试图解决这个或那个问题的某一方面。这些装置大都是复杂的，难以制造且成本昂贵，而且仍然无法解决所有的上述问题。大部分手动泵压分配装置所提供的通气装置需要手动操作或者需要使用者的其它某种形式的介入。典型的这类通气装置具有一种允许液体通过的开启状态和一种封闭状态，在封闭状态通气孔完全关闭，不允许任何液体通过。在这种类型的通气装置中，当通气孔关闭时，排气问题更加恶化。其它的一些手动泵压分配装置只提供了单向的通气孔，例如，当容器中的压力低于外部环境的压力时，空气能够进入到容器中。另一些通气装置只有简单地开启通道，空气通过这些通道可以进入或排出容器。然而，当容器被摇动或倒置时，这后一种通气装置也使液态产品能够从容器中泄漏。

因此，就需要在不使用制造成本昂贵的复杂的阀系统的前提下，使手动泵压分配装置在其使用和非使用期间允许空气进出贮存着液态产品的容器，同时还要防止液态产品从容器中泄漏。最好还能提供这样的手动泵压分配装置，它可以自然通气，不需要使用者的任何介入。

发明概要

在本发明的一个实施例中，提供了一种用以分配液态产品的手动泵压分配装置。它包括用来贮存液态产品的容器。该容器具有内腔和暴露在外界中的外部。一个分配泵连接在容器上并与液态产品流体连通。该分配泵具有排放孔和致动器。该分配泵最好还包括其内部带有往复活塞的壳体，往复活塞在分配位置和非分配位置之间往复运动。或者，分配泵包括一个挠性泵。致动器最好包括一个扳柄，它装接在壳体上并连接至分配泵，以便当操作力作用到致动器时使分配泵工作。壳体有一个封闭件，用于将壳体和分配泵密封地连接到容器上。壳体具有进入通道，它在内腔中的液态产品和分配泵之间提供流体连通；壳体还具有输出通道，它在分配泵和排放孔之间提供流体连通，壳体最好还具有一个从中贯通的通气孔，能够将内腔与外界沟通。另外还提供了一个透气/不透液的通气体。透气/不透液的通气体具体包括一个通气组件，它有一个膜和一个支承架。支承架存在其中成形的开放空间。膜基本上是可透气和不可透液的。膜最好由丙烯酸共聚物构成，它最好具有氟化单体的疏水性涂层，使用紫外线使它聚合成膜。膜具有直径范围大约0.005～10微米的许多微孔。支承架最好由非织造尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。膜固定到支承架上，使膜封盖住支承架中的开放空间。膜最好浇铸到支承架上。通气组件最好由支承架连接到壳体上，并覆盖住通气孔。通气组件基本上是不渗液的，同时又允许气体透过膜进入或离开内腔，因而使容器自然通气。

在本发明的第二实施例中，透气/不透液的通气体与壳体制成一体。

附图的简要描述

尽管作为说明书结尾的权利要求书特别地指明了和清楚地确定了本发明的保护范围，但可以确信，结合附图通过下面的说明书将能够更好地理解本发明，图中相同的参考数字代表着相同的零件。其中：

图1是本发明手动泵压分配装置的垂直截面视图；

图2是本发明的支承架的立体图；

图3是本发明的通气组件的横截面视图；

图4是第一替换实施例，表示了整体连接覆盖在壳体的通气孔上的膜的局部横截面；以及

图5是本发明手动泵压分配装置的一第二替换实施例的局部横截面视图。

发明的详细描述

参照附图，图1表示了本发明的手动泵压分配装置的较佳实施例的截面视图，该装置整体上标注为100。参照图1，手动泵压分配装置100具有壳体20，它能够密封地连接到液体供应容器10上。壳体20用来安装一个分配泵30，从而使分配泵30与容器10流体相通。

壳体20最好被封罩在护罩60中。护罩60通常用于包封住壳体20，以及为消费者提供更有美感的包装。壳体20包括向外延伸的排放通道40，它具有远端42和近端44。排放通道40最好与壳体20成形为一体。排放通道40与分配泵30流体连通。壳体20还包括从分配泵30向下延伸的进入通道46。喷嘴部分48流体连通地安装在排放通道40的远端。喷嘴部分48包括排放孔49。喷嘴部分48最好可由热塑材料，例如聚丙烯、聚乙烯或类似材料模制而成。

最好是以操作杆或扳柄52形式的致动器50铰接地连接到壳体20上并且连接至分配泵30。在壳体20中，分配泵30是由扳柄52的动作以传统的方式手动操作的；分配泵30是那些能够用扳柄52进行操作的一类分配泵。分配泵30最好具有一个往复活塞32，在致动时该活塞以密封方式滑向泵腔34；泵30还包括一个弹性件36，它把往复活塞32和扳柄52偏压向非分配位置。关于这种传统分配泵30的特征和元件的更为详尽的描述，例如可参见1990年9月25日授权的、授予Stephen R.Dennis的美国专利4958754号，该专利在此引作参考。这种通常类型的传统分配泵例如可以从大陆喷雾器公司(Continental Sprayers Inc.)购得，商品名称为“T8500”。

容器10必须适合于贮存液态产品。容器10和壳体20最好是防液渗的。这样一个容器10包括内腔12和中空的颈端14。颈端14最好位于容器10的最上部，它用于将容器10密封地连接到壳体20上以及提供了通往内腔12的进口。容器10可以由现有技术中公知的各种材料构成，例如金属、玻璃等。容器10最好由塑料构成，例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙等。这种容器10通常由吹塑制成，但也可以由现有技术中的各种方法制成各种形状和尺寸。

在壳体20上，位于排放通道40的另一侧，有一个封闭件22。封闭件22中最好设有螺纹24，用于与容器10的颈端14上的螺纹相配合。用这种方式将壳体20螺纹连接到容器10上，并且通过进入通道46使分配泵30设置成与内腔12流体连通。进入通道46可连接着一个空心的插管61，该插管使进入通道46与容器10的内腔12中贮存的液态产品流体连通。封闭件22和颈端14也可以由现有技术中的任何方式构成，从而在容器10和手动泵压分配装置100之间形成各种形式的密封固定连接，例如扣合、卡合、插接、快速拆卸等。

壳体20中还包括一个突缘28。突缘28围绕着进入通道46径向向外地延伸。封闭件22就通过该突缘28连接至壳体20上。突缘28的一部分最好作为容器10的颈端14和封闭件22之间的密封。包括突缘28和封闭件22在内的壳体20，以及护罩60可以制成单独的元件，也可以通过注模法或现有技术中公知的其它方法模制成一体。此外，这些元件可由各种材料制成，例如热塑材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龙等。

壳体20还包括一个贯通的通气孔70，该通气孔70贯穿突缘28，因而使内腔12与外部环境相通。如图1所示，在这个较佳实施例中，壳体20包括一个向外开口的孔72，它具有外端73和内端75并且成形在壳体20中正好位于分配泵30的下方。向外开口的孔72提供了通向位于其内端75的通气孔70的通道。通气孔70延伸穿过壳体20，使得环境中的外界空气能够进入到容器10的内腔12中，也使得内腔12中的气体也能够逸出和流入到外界环境中。最好有一个固定到突缘28上的圆柱形的连接环74形成通气孔70的周边。连接环74从突缘28向下延伸，到达容器10的内腔12中位于液态产品上方的位置。

装接在连接环74上的是一个为手动泵压分配装置100自然通气的装置，它在该装置的使用期间(也就是在分配工作周期中和该周期刚结束时)以及非使用期间(也就是没有使用者介入的静止状态时)，使容器10与大气压沟通。在本发明中，为手动泵压分配装置100自然通气的该装置最好包括一个透气/不透液的通气体80。这个透气/不透液的通气体80最好是通气组件82形式的，它能够使内腔12中产生的气体散逸到大气中以防止容器10产生过压；同时还允许外界空气进入到容器10中，以免当液态产品排出时容器10产生凹陷。此外，贮存在容器10中的液态产品无法渗透过通气组件82，因而防止了液体的溢出或泄漏。这个通气组件82因此在使用期间和非使用期间提供了双向的透气性，使容器10自然通气。

通气组件82包括膜84和内部形成的开放空间的支承架86。如图2所示，支承架86最好包括一个圆柱形的空心杯87，它具有相互隔开的支承臂88，从而在支承臂之间形成了开放空间。支承臂88在空心杯87和闭合的圆柱环89之间延伸。这个支承架86最好是注膜制成，其材料为聚氯丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、尼龙、或其它的聚烯烃类、或它们的共聚物。环89最好具有圆形的边缘，以免在膜84的运输和处理过程中造成损坏。尽管这是支承架86的较佳结构，但也可以采用其它的各种结构。

如图3中清楚所示的，空心杯87的尺寸最好能够提供与连接环74的摩擦装配，从而能使支承架86连接到壳体20上。连接环74最好包括一第一圆柱壁76，它与一第二圆柱壁78同心，从而第一和第二圆柱壁76、78之间的空间尺寸确定为能够与通气组件82的空心杯87摩擦接合。从空心环87向内延伸到支承臂88的环缘85提供了一个表面，一作用力可以施加于该表面上以使杯87和连接环74摩擦装配，由此将通气组件82连接到壳体20的突缘28上。或者可以由现有技术中公知的各种结构构成杯87与连接环74之间的连接特征，例如，连接特征可以是沿着连接环74的圆周向外伸出的边缘，带有沿着空心环87的内侧的相应的圆周槽或凹部，当杯87装接在连接环74时形成了卡扣接合。另外，杯87固定到连接环74上可以采用永久性的连接方式，例如粘接甚至是模制成一体；也可以采用其它的临时性连接方式，比如螺纹连接。

这里所提供的膜84必须是能透气的而不透液的。这里所说的“能透气”是指膜84能够让气体通过膜84。通气组件82所具有的透气速率最好是在约400mm水柱的气压下每分钟约400cc～650cc。这些所说的“不透液”是指膜84能够阻止液体从中通过。在最高达到4500mm水柱的不断增加的水压下(大约每分钟增加100兆巴直到压力约为4500mm水柱)以及保持4500mm水柱的压力大约5分钟，通气组件82最好在上述条件下能够阻止(肉眼可见的)单个水滴透过膜84。

透气/不透液膜84的厚度可根据它所要装上去的相关元件的厚度来选择，但这种膜84通常是薄膜，其厚度最好是约0.01～约2mm，尤其以约0.05～约0.5mm为最佳。膜84可以由合成材料构成，例如多微孔的塑性膜。贯穿膜材料的孔的尺寸使得空气和气体能够从中通过而液体而不能透过。膜84可以从各类制造商中选择，其孔径范围最好是约0.005μm～约10μm，以约0.01μm～约3μm为更好，尤其以约0.2μm～约1μm为最佳。例如，这些膜84最好可以由丙烯酸共聚物采用溶剂蒸发工艺制成，其中对丙烯酸共聚物进行处理，使挥发性组分细密地分布在聚合物中。更好的是膜84由丙烯腈聚合物制成。然后在膜的固化过程中这些挥发物被蒸发，产生出多孔的膜结构。于是实际获得的膜片材料可能是非常脆弱的，没有支承架86通常就无法使用。

为了阻止液体，用一种材料对膜84进行处理，以有助于阻止液体的渗透，同时尽可能减小对透气通过的限制。这种处理最好包括对膜84施以疏水性的涂层。这种疏水性涂层最好是由氟化单体构成，最好是氟化丙烯酸单体。在生产时，膜84被浸泡在这种氟化单体中，然后整个膜84被紫化线固化，以使氟化单体进行聚合。这种涂敷渗入到膜84之中而不是仅仅在其表面。推荐的一种膜84由聚酯材料制成，其孔的尺寸大约为0.8微米，可以从Gelman Sciences Inc公司购得，其制造时的商品名称是Versapor^R膜V800TR。透过这种推荐膜84的干性空气的流量最好是在约13.5磅/英寸²(psi)的压力下大约5～15升/分/cm²，更好的是在约13.5磅/英寸²压力下大约10升/分/cm²。膜的其它多微孔材料可以包括：非织造塑料膜，例如非织造纺粘聚乙烯膜材料，它由杜邦公司制造并以商品名Tyvek出售。这里所述的本发明也可以采用由烧结、拉伸、寻迹浸蚀、模板浸出，以及转相等多种方法制出的其它各种合成膜84。

最佳实施例的通气组件82的长度大约是15～17mm，直径大约是8～9mm。空心杯87的内径最好约是6.4～6.5mm，长度最好约是5～6mm。在这个实施例中，锥形截面的通气组件82装载着约8mm长和6mm宽的膜片。在这个最佳实施例中，通气组件82有两个相互隔开的并且固定到支承臂88上的膜片84。尽管这是通气组件82的最佳实施例，但也可以采用各种其它的结构和尺寸。

膜84最好以这种方式固定到支承架86上，膜84遮住支承架86中的开放空间。更好的固定方式是膜84围绕着支承架86，即包住支承架86。图3是膜84固定到支承架86上的示意图。膜84固定到支承架86上的一种方法是将膜84浇铸或热封到最好是非织造尼龙或聚酯纤维片形式的支承架86上。这提供了更高程度的机械整体性。更好的是通气组件82采用镶嵌模制法制造。膜的材料可以置入到可分模型中，当模型围绕着膜84闭合时，膜84被切成正确的尺寸并折拢到型腔中。然后将膜84夹紧在型腔中并将树脂注入到每个型腔中。树脂与膜片材料形成了防渗漏密封，这样就将支承架86固定到膜84上形成了透气组件82。

在第一替换实施例中，膜84可以整体成形在手动泵压分配装置100的壳体20的突缘28上。图4是这个第一替换实施例的局部横截面视图，表示出膜84整体连接覆盖在壳体20的通气孔70上。当膜84与壳体20制成一体时，由于膜84简单地支承在突缘28上，因而支承架86和通气组件82都可以省去。可以采用前述的相同工艺来制造膜84。可以采有现有技术中公知的各种防渗漏方法将膜84整体固定到壳体20上覆盖住通气孔70，例如，可以将膜84浇铸、热封、超声波焊接、或使用胶等粘结剂粘结到壳体20上。

在工作期间，容器10充有液态产品，例如：地毯清洁剂、硬表面清洁剂、家用清洁剂、洗碗液、洗涤液、消毒液、漂白剂、过氧化漂白剂、汽车保养液，香波、美容/美发护理液等。通过封闭件22将手动泵压分配装置100连接到容器10上，使插管62延伸到液体产品的表面下方。当需要分配即需要喷洒时，使用者在施加操作力时手动移动扳柄52，因而使分配泵30工作。分配泵30的运作使得液体在压力下流过排放通道40并进入喷嘴部分48，然后从排放孔49中喷出。当释放扳柄52时，扳柄52和分配泵30在复位弹性力的作用下回到非分配位置。当分配泵30回到其初始的非分配位置时，在泵腔34中产生了负压(或者说真空)。外界空气通过通气组件82和通气孔70可以进入到容器10中。在喷洒过程中甚至当容器10摇动或倒置时，通气组件82也能够阻止液态产品通过通气孔70。与此同时，液态产品经过插管62被吸入到分配泵30的泵腔34中，因而使分配泵30为下次分配循环作好准备。扳柄52接下来的启动和释放重复着上述的分配循环，使液态产品经过分配孔49分配或喷洒出来。

如果要以喷雾的形式分配液体，喷嘴部分48可以是压力旋涡型的或碰撞型的，或类似类型的。当采用压力旋涡型的喷嘴时，从排放孔49出来的液体是薄锥片的形式，它迅速地分散为流体颗粒。当采用碰撞型喷嘴时，液体以一系列碰撞束的形式排出，当它们相互碰撞和作用时便分散开。分配液体时也可以采用泡沫、射束、喷洒等形式，或这些形式的任何组合形式。因此，喷嘴部分48可以包括各种类型的喷嘴，这些喷嘴是现有技术中用以通过分配孔49分配液体的公知的喷嘴。

在工作之后和非使用期间，空气和其它气体能够透过透气/不透液膜84流过通气组件82而进入或离开容器10。这样在非使用期间就能够排气。当贮存在容器10中的液态产品自然地产生出气体时通常就要排气。当容器10中的压力增高时这些气体通常经过通气组件82排放到大气中，从而避免了容器10的过压或过应力。由于通气组件82允许气体通过而不需要使用者的任何介入，这个手动泵压分配装置100就使容器10自然通气。另外，由于通气组件82是不渗液的，所以不允许液体经由通气组件82泄入到外界中。

在不背离权利要求书的精神和范围的前提下，可以对上述手动泵压分配装置100作出各种改进，例如图5表示了第二个替换实施例的手动泵压分配装置200，它包括密封地连接在容器210上的壳体220，以及安装在壳体220中的挠性泵230。在这个实施例中，图1中的分配泵30由挠性泵230代替。挠性泵230包括弹性结构232，它可以通过扳柄252使挠性泵230被压缩，以及当扳柄252被释放时，挠性泵230返回到其初始的非分配位置。弹性结构232可以由弹性的热塑性材料模制而成，例如聚丙烯、聚乙烯等；或者由弹性材料制成，例如热塑弹性体、橡胶等。该实施例还包括排放通道240，它有带排放孔249的喷嘴部分248，以及延伸到容器210内腔212中的进入通道246。排放通道240和进入通道246都与挠性泵230流体连通。扳柄252最好铰接地连接在壳体220上并且连接至挠性泵230。关于这种挠性泵230的特征和元件的更为详尽的描述例如可参见1994年4月19日授权的、授予Robert J.Peterson的美国专利5303867号，该专利在此引作参考，包含透气/不透液膜284的通气组件282连接覆盖着通气孔270，该孔位于壳体220上的另一个位置。通气孔270延伸穿过壳体220，因而使内腔212与外界相通。这样，通气组件282使得外界空气能够进入到容器210的内腔212中，同时也使内腔212中的气体能够散逸和流入到大气中，因而使容器210自然通气。

尽管已经描述和示出了本发明的特定形式和实施例，但在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对手动泵压分配装置100作出各种改进。在描述本发明时所采用的术语只是用来描述，并不作为限定，这意味着这些术语的所有的同义词都包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (9)

1．一种用于分配液态产品的泵压分配装置，其包括贮存液态产品的容器，该容器具有内腔和暴露在外界中的外部；一个分配泵连接到该容器上并与液态产品流体连通，分配泵具有排放孔和致动器；该泵压分配装置的特征在于：

透气/不透液的通气体连接在分配泵上，所述透气/不透液的通气体最好包括通气组件，它能够沟通内腔和外界环境，因而使容器自然通气。

2．如权利要求1所述的泵压分配装置，其特征在于，通气组件以膜和支承架为特征，支承架中有开放空间，膜是透气/不透液的并被固定到支承架上，膜最好是浇铸到支承架上，使膜封盖住支承架中的开放空间，因而能够使容器自然通气。

3．如权利要求2所述的泵压分配装置，其特征在于，膜包括直径范围0.005～10微米的微孔。

4．如权利要求2或3所述的泵压分配装置，其特征在于，膜以丙烯酸共聚物为特征，支承架以聚对苯二甲酸乙二醇酯为特征，膜最好包括疏水性的涂层，更好的是疏水性涂层是氟化单体，氟化单体最好使用紫外线聚合成膜。

5．如前述任一项权利要求所述的泵压分配装置，其特征在于，分配泵以壳体为进一步的特征，壳体具有从中贯通的通气孔，它能够沟通内腔和外界环境，通气组件连接到壳体中的通气孔上；以及壳体还具有封闭件，用于将分配泵密封地安装到容器上。

6．如前述任一项权利要求所述的泵压分配装置，其特征在于，透气/不透液的通气体与壳体制成一体，透气/不透液的通气体最好热封到壳体上覆盖着通气孔。

7．如前述任一项权利要求所述的泵压分配装置，其特征在于，分配泵进一步以壳体为特征，壳体中有往复活塞，往复活塞可在分配位置和非分配位置之间往复运动。

8．如前述任一项权利要求所述的泵压分配装置，其特征在于，分配泵进一步以一个挠性泵为特征。

9．如前述任一项权利要求所述的泵压分配装置，其特征在于，致动器的特征是一个连接到分配泵上的扳柄。

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