CN1317440A - 具有产品收回特性的流体泵分配器 - Google Patents

Abstract

一种滞后运动活塞型流体泵分配器用于在每个柱塞向上行程的始点在一短间隔内保持排放打开，同时泵室扩大而将产品从排放通道收回到泵室中，以避免在排放出口端形成产品液滴。这是通过相对于活塞与杆之间的摩擦力减小活塞与泵缸之间的摩擦力而实现的。另一方面，一入口阀组件具有设置在活塞路径中的部件，它通过弹簧支腿连接到阀部件上，从而弹簧支腿的恢复力在柱塞向上行程始点移动活塞和杆，以保持排放通道与泵室开放连通。

Description

具有产品收回特性的流体泵分配器

本发明大体涉及一种手动操作流体泵分配器，该分配器具有安装在一中空杆上的中空活塞，中空杆用于当活塞在泵缸内往复运动过程中相对滑动，以打开和关闭穿过杆的排放口。更特别地，本发明提供在每个活塞返回行程的始点将产品收回到泵室中，以避免在排放口形成任何产品滴流或液滴。这种产品收回特征是通过在不需要附加部件的情况下改进泵缸而实现的，从而在组装操作以及制造分配器的资金成本方面产生巨大。

如相关专利USNo.6,045,008中描述的，具有一中心孔的环形活塞安装在泵柱塞的中空杆上，用于在泵缸中作往复运动，泵缸与泵活塞一起限定了一个可变容积泵室。一阀控入口通道通向泵室中，一由该中空杆限定并终止于排放出口的阀控排放通道远离泵室延伸。活塞安装在杆上，用于在泵吸过程中作相对滑动而打开和关闭通向排放通道的排放口。

作用于活塞与泵缸内壁之间的摩擦力一般大于存在于环形活塞孔壁与柱塞杆相对的外壁之间的摩擦力。因此在操作者压下柱塞克服复位弹簧力时的每个压缩行程中，由于这种摩擦力的不同，柱塞杆比活塞提前一给定距离移动，该给定距离由作用于活塞与杆之间的配合止动件确定。

在活塞返回行程始点，由于作用于活塞与缸之间的摩擦力大于作用于活塞与杆之间的摩擦力，柱塞杆在活塞运动之前在复位弹簧的偏压力的作用下向上移动，从而当活塞与杆底端的一阀元件配合时关闭排放口，因而在复位行程中提升活塞以及柱塞及其杆。因此，在活塞复位行程中移动的活塞使泵室的容积扩大，这将使内部压力减到小于大气压，并通过一离开阀座的止回阀将产品从入口通道中抽入泵室中而对泵重新起动加注。在泵室起动加注过程中，排放阀保持关闭，而入口阀打开。

本发明的一个目的是对如前述类型的手动泵分配器进行改进，该分配器具有一相对移动的环形活塞，该环形活塞在压缩和吸收行程中打开和关闭一通向通过杆的排放口。根据本发明，通过对泵孔进行独特的改进而产生产品收回特征，从而将产品收回到泵室中，以避免在排放出口形成任何产品液滴。提供这种特征不需要附加部件，而是简单地对现有部件更改结构，从而避免分配器总成本的任何提高。根据本发明为了产品收回对泵分配器进行的改进是一种简单、直接而又高效和经济的方法。

根据本发明，在每一活塞复位行程开始时的环形活塞最初与柱塞杆一起向泵缸外部移动，以保持排放口打开，从而使排放通道与正在扩大的泵室保持连通，导致泵室内的压力降低。在排放保持短时间间隔打开时的这种压力降低使产品从排放通道收回到正在扩大的泵室中，从而避免在排放通道出口端形成不可忽视或不需要的产品气泡/液滴。

根据本发明，在泵缸底端对活塞与泵缸壁之间的过盈配合进行调节，以将作用于它们之间的摩擦力减小到小于在环形活塞中心孔的壁与被环绕的柱塞杆之间的摩擦力。这使该杆在柱塞复位行程的始点与活塞一起移动，从而在活塞复位的一短的时间间隔内将排放保持在打开状态。由于排放通道与正扩大的泵室保持开放连通，由正扩大的泵室产生的负压将产品从排放通道吸到泵室中，同时开始通过入口通道将产品吸入泵室中。该效果是将产品从排放路径的出口端向内抽吸。

根据本发明另一实施例，入口阀具有一复位弹簧装置，该复位弹簧装置沿往复运动方向偏压并位于活塞往复运动的路径中。因而在每个压缩行程终点，活塞压紧弹簧装置，导致活塞在随后的复位行程中与柱塞杆一起移动，从而在一短的时间间隔内保持排放打开并与正扩大的泵室连通。由正扩大的泵室如此产生的负压的作用是将产品从排放通道吸到泵室中并将产品通过入口通道吸到泵室中。因而产品被从排放端部收回，从而避免在此形成任何液流或液滴。

从下面结合附图对本发明的详细描述，可以更清楚本发明其它目的、优点和新的特征。

图1是体现本发明一实施例的流体泵分配器的垂直剖视图；

图2是与图1相似的视图，示出柱塞杆及活塞处于向下行程的终点；

图3是与图2相似的视图，示出向上行程开始后的活塞和杆；

图4是与图2相似的视图，示出在向上行程开始后在向上进程中的活塞和杆；

图5是与图2相似的本发明另一实施例的视图，示出位于压缩行程终点的活塞和杆；

图6是与图5相似的视图，示出位于向上行程始点的活塞和杆；

图7是与图5相似的视图，示出向上行程开始后处于关闭状态的排放阀；

图8是与图5相似的视图，示出在向上行程开始后处于向上进程中的活塞和杆。

现在转向附图，其中在几个附图中相似的参考数字表示相似和相应的部件，根据本发明一实施例的流体分配器在图1中大致用10表示，与美国专利申请系列号No.09/217,239中所公开的相似，包括一泵柱塞，该泵柱塞具有一个其上端带有一排放喷管12的细长中空柱塞杆11，柱塞杆11限定了一排放通道13。设计一环绕侧缘14与固定在泵体上端中的内衬15配合和脱离，泵体限定了一泵缸16，一带内螺纹的封闭盖17安装在该泵缸16上，用于将分配器安装到被分配产品的容器(未示出)上。图1中所示柱塞处于上部锁定位置，并能够被锁定在前述申请中详细描述的活塞下部锁定位置。在不脱离本发明的范围的情况下，本发明适于体现在没有这种活塞上部锁定和下部锁定特征的分配器中。

一具有一中心孔19的中空环形活塞18安装在柱塞杆下端，用于与柱塞一起在泵缸中往复运动，从而一起限定一可变容积泵室21。该活塞同样安装在柱塞杆上，用于在手动往复运动过程中作相对滑动。为此，杆的内端部收缩为一台肩22，该台肩22在图1中所示柱塞完全升起位置与形成在活塞上的相对内部台肩23间隔开。一柱塞复位弹簧24在柱塞侧缘14内表面上适当的肋25或类似物与内衬15的内部凸缘26之间延伸，用于将活塞弹簧偏压到图1中的休止位置。

一阀元件27固定到柱塞杆的内端部，元件27具有一对竖直的支腿28，该支腿28压配合或其它方式固定到位于柱塞杆收缩端的中心孔29中，以建立如所示通向杆的底端的无障碍出口33。

阀元件27上设置了一个向上张开的环形槽31(图2)，该环形槽31限定了一个阀座，用于安装从活塞悬垂的环形阀凸缘32。

在柱塞的休止和/或上部锁定位置，泵室21与排放通道13之间的连通由于阀凸缘32与阀座31之间的密封配合而被阀关闭，因而排放口33保持关闭。活塞上另一个竖直环形凸缘34具有张开的环形槽35，用于安装从内衬15的内部凸缘26悬垂的环形密封件36。从而避免了图1的情况下产品从泵室中的任何泄漏。

在柱塞的下部锁定位置以及图2中所示的柱塞向下行程的终点，元件27上悬垂的环形凸缘37密封配合在位于泵缸底端的竖直凸缘38中。从泵缸底端悬垂的是一普通封液管39，该封液管39伸入分配器安装到其上的容器(未示出)中，并限定了一个由一入口球形止回阀42等控制的通入泵室的入口通道41。

操作时，柱塞从其图1中的上部位置解锁，施加在柱塞上的向下手动压力初始地相对于活塞18移动杆11，直到台肩22和23接触，从而使阀元件27移动到远离阀凸缘32而打开排放口33。继续施加在柱塞上的向下压力使活塞在缸中往复运动，用于在柱塞往复运动过程中对位于泵室中的产品进行压缩，并通过排放通道将产品从喷管12端部排出。在由复位弹簧的恢复力产生的柱塞的每一随后的向上行程中，泵室扩大，在其中产生的负压导致产品通过打开的入口通道抽入泵室中。可在泵缸的孔口中设置一个球罩，用于限制球阀以任何正常方式从其阀座中移动出来。

在压缩和复位行程中柱塞与活塞之间的“滞后运动(lost motion)”通常使杆在活塞之前从柱塞向下行程的终点返回，从而使阀凸缘32复位到阀槽31上，因而关闭排放口并使活塞与柱塞一起返回图1中的位置。在如上所述的柱塞在压缩和复位行程之间往复运动过程中，在排放口关闭之前经常在柱塞向下行程终点在喷管的排放端形成产品液滴。该液滴的形成是很麻烦的，因为它呈现给使用者一个不期望的状态。

根据本发明，在柱塞复位行程的起点排放口33在一较短的时间间隔内保持打开，同时泵室扩大，这样在排放口关闭之前扩大的泵室的负压状态与排放通道之间的开放连通使少量产品从排放通道收回到泵室中。这种收回使产品被向内吸入喷管的排放端，从而防止过去在柱塞向下行程终点在喷管处形成产品液滴。

在柱塞向下行程中，作用于活塞密封件43、44与泵缸内壁之间的摩擦力大于作用于活塞中心孔19的壁与柱塞杆收缩部分的外壁45之间的摩擦力。这使杆在柱塞向下行程中由止动件22、23确定相对于活塞移动。并且，在柱塞向上行程的始点，在活塞密封件与泵缸壁之间出现的摩擦力大于在活塞中心孔19和柱塞杆收缩部分的外壁45之间的摩擦力，这导致反向运动，即略微在活塞复位之前柱塞复位，从而关闭排放口。

根据图1至4中所示的本发明的一个实施例，泵缸在其最底部46处的直径d略大于泵缸在其余部分的标准内径D。内径d设定成不影响在图2所示活塞行程终点活塞密封件43、44与泵缸内壁之间的密封性能，但尽管如此，还是应设定成减小作用于活塞密封件43、44与缸内壁之间的摩擦力，从而使该减小的摩擦力小于外壁45与活塞中心孔19的壁之间的摩擦力。

在活塞与泵缸内壁之间建立的这种可变公差有助于在活塞柱塞从图2到图3位置的向上行程的始点与杆一起复位。在柱塞杆收缩部分的外壁45和活塞中心孔19之间建立的摩擦力大于在部分46处密封件43、44与泵缸内壁之间的摩擦力，这使活塞与柱塞瞬时一起复位，同时排放口33保持打开，从而在泵室21与排放通道13之间保持开放连通。在泵室扩大过程中建立的这种排放开放状态使少量产品从排放通道收回到泵室中，从而防止在排出喷管端部形成液滴，同时扩大的泵室容积开始借助于离开阀座的入口球形止回阀从入口通道吸收产品。如图4所示，当柱塞密封件44到达泵缸的内径D部分时，由于密封件44与泵缸内壁部分之间的摩擦力大于位于杆收缩部分的壁45与活塞壁孔19之间的摩擦力，使得柱塞相对于活塞运动，从而当泵室容积继续扩大时关闭排放口33，并以正常方式从入口通道抽吸产品，以对泵室重新起动加注。

根据图5至8中所示的本发明另一实施例，泵缸的内径D在其全长上是恒定的，入口球形止回阀由一入口阀组件47代替，它具有一局部球形部分48，该球形部分48通常如图5所示位于入口通道41的孔口部上，用于调节入口通道41。入口阀组件47还包括一竖直的环形壁49，该环形壁49通过多个(如两个，三个或更多)弹簧支腿51与部分48整体连接。壁49具有轴向间隔开的外部突起52，使壁49相对于设置在泵缸内壁上的突起53在一定范围内运动。

操作时，活塞密封件43在柱塞向下行程的终点压靠在位于其路径中的阀组件47的环形壁49上，从而将壁49略微向下移动，这又使弹簧支腿51变形，在局部球形部分48与其阀座之间实现紧密封。因此，在柱塞下部锁定状态下，如在前面相关申请中公开的，避免了运输和储存过程中通过入口通道的任何产品泄漏。

如图6中所示，在柱塞返回行程的始点，柱塞杆以任何正常方式开始通过复位弹簧24的恢复力返回。通过在返回行程的始点提供如上所述的阀组件47，弹簧支腿51的恢复力向上移动壁49，这又相应地与杆的运动一起将活塞向上移动，从而保持排放口33打开，并由于阀凸缘32保持从槽31中移位，在一较短时间间隔内在排放通道13与泵室之间保持开放连通。该开放状态存在时泵室的容积扩大，从而将产品从排放通道中收回到泵室中，以去除形成在喷管端部的任何产品液滴，同时释放弹簧51作用在部分48上的压力，使产品开始通过该入口通道吸入泵室中。

如图7所示，一旦弹簧支腿51恢复到它们的原始形状，唯一能够作用在活塞上的力是由作用于活塞密封件43、44与泵缸内壁之间的摩擦力引起的。该摩擦力大于杆收缩部分的壁45与活塞中心孔19的壁之间的摩擦力，使得柱塞杆在这种状态下继续其相对于活塞的向上运动，从而当阀凸缘32再次回到其环形槽31中时，将排放口密封关闭。当向上行程继续时，泵室进一步从图7中的容积增加到图8中的容积，从而释放弹簧51作用于局部球形阀部分48上的压力，这使产品通过入口通道输入泵室中。突起52和53之间的配合限制了阀的运动，并同样在分配器部件组装过程中将阀组件保持在位。

从上述可以看到，采取了一种简单、经济而又高效的方法来避免在每个压缩行程的终点形成产品液滴，从而避免不可忽视和脏乱的状况，并将在喷管端部处产品与外部空气之间的接触减少到最小，否则会导致阻塞。

很明显，根据上述描述，可以对本发明进行多种修改和变化。因此应该理解，本发明可以在权利要求的范围内实践，而不限于所具体描述的内容。

Claims (10)

1．一种流体泵分配器，包括一位于一中空杆一端的活塞，该活塞可在一个限定一可变容积泵室的泵缸内在压缩和复位行程之间往复运动，以便通过位于杆另一端的排放管道分配液体产品；一通向上述泵室的阀控入口通道，安装在上述一端的上述活塞用于在手动往复运动过程中作相对滑动运动，上述杆限定了一个从上述泵室延伸出来的排放通道；在上述杆与上述活塞之间起作用的装置，用于限制在排放打开与关闭状态之间的相对滑动运动；一位于上述杆的上述一端上的阀元件，它在排放关闭状态与上述活塞密封配合，在上述一端与上述活塞之间起作用的第一组配合表面产生了一个第一摩擦力，在上述活塞与上述泵缸之间起作用的第二组配合表面产生了一个第二摩擦力，上述第一摩擦力在复位行程的始点大于上述第二摩擦力，使得上述活塞与上述杆一起移动，从而在排放打开状态使泵室扩大，以便从上述排放通道和上述喷管将产品收回到上述泵室中，以避免在上述喷管上形成产品液滴。

2．根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，限定上述第二组配合表面之一的上述泵缸的一部分具有大于上述泵缸其余部分内径的预定尺寸的内径。

3．一种流体泵分配器，包括一细长的可往复运动的中空活塞杆，该活塞杆限定了一个排放通道，该排放通道具有一个在外端部的排放口和一个在内端部的阀元件；一在上述内端部安装到上述活塞杆的一个收缩部分上的中空活塞，用于在一排放打开状态与一排放关闭状态之间作相对滑动运动，上述阀元件在排放关闭状态与上述活塞密封配合，上述活塞可在一泵缸中往复运动，从而与泵缸一起限定一个可变容积泵室，上述中空活塞具有一中心孔，该中心孔具有一与上述收缩部分配合的表面从而限定一第一摩擦力，上述活塞具有环形活塞密封件，环形活塞密封件在上述缸的内端与一内表面部分配合，从而限定一第二摩擦力，上述第一摩擦力大于上述第二摩擦力，使得上述活塞与上述杆一起移动而在上述排放打开状态增大上述泵室的容积，从而将产品从上述排放通道和上述排放口收回到上述泵室中，以避免在上述排放口形成任何产品液滴。

4．根据权利要求3所述的分配器，其特征在于，上述内表面部分具有一大于上述泵缸其余部分内径的预定尺寸的直径。

5．一种流体分配器，包括一位于一中空杆一端的中空活塞，该活塞可在一泵缸内在压缩和复位行程之间往复运动，从而与泵缸一起限定一可变容积泵室，上述活塞安装在上述杆的一收缩部分上，用于在一通过上述杆的打开排放状态与一关闭排放状态之间作相对往复运动，上述活塞在关闭排放状态被密封在位于上述杆的上述一端的阀元件上，一入口通道通向上述泵室，入口通道由一具有复位弹簧装置的入口阀组件控制，复位弹簧装置沿往复运动方向偏压并位于上述活塞往复运动路径中的上述泵缸的底壁上，上述弹簧装置在上述压缩行程的终点由上述活塞压缩，以便在上述复位行程始点使上述活塞移离上述底壁，从而在上述排放打开状态增大上述泵室的容积，因而产品被从由上述中空杆限定的排放通道和位于上述通道端部的一排放口收回，以避免在上述排放口形成任何产品液滴。

6．根据权利要求5所述的分配器，其特征在于，上述弹簧装置包括至少一对相对的弹簧支腿，弹簧支腿沿上述泵缸的内壁设置。

7．根据权利要求5所述的分配器，其特征在于，上述入口阀包括一与上述弹簧装置整体形成的局部球形部分。

8．根据权利要求6所述的分配器，其特征在于，上述入口阀包括一与上述弹簧支腿整体形成的局部球形部分。

9．根据权利要求5所述的分配器，其特征在于，上述弹簧装置与设置在上述泵缸上的装置配合，用于将上述弹簧装置保持在上述泵缸的上述底壁处。

10．根据权利要求6所述的分配器，其特征在于，上述弹簧支腿与设置在上述泵缸上的装置配合，用于将上述弹簧装置保持在上述泵缸的上述底壁处。

Images